Siklus Termodinamika PLTU

Ilustrasi Block Diagram dari Siklus Rankine

Berdasarkan aliran fluida kerjanya, siklus turbin uap yang merupakan bagian dari siklus PLTU sederhana adalah siklus Rankine. Siklus Rankine dapat digambarkan dengan diagram T – s seperti gambar dibawah. Adapun urutan kerja adalah sebagai berikut

Gambar Diagram T-s Siklus Rankine PLTU

• a – b : Air dipompa sehingga tekanan dan temperaturnya naik . Proses ini terjadi pada sistem air pengisi.
• b – c : Air dipanaskan sehingga temperaturnya naik mendekati titik didihnya. Proses ini terjadi economiser.
• c – d : Air dipanaskan hingga mendidih sehingga berubah menjadi uap jenuh. Proses ini terjadi di boiler (pipa pemanas dan drum).
• d – e : Uap jenuh dipanaskan sehingga temperaturnya naik dan menjadi uap superheat. Proses ini terjadi di boiler (superheater).
• e – f : Uap superheat dari boiler ber ekspansi sehingga tekanan dan temperaturnya turun. Proses ini terjadi di turbin.
• f – a : Uap keluar turbin didinginkan sehingga berubah lagi menjadi air. Proses ini terjadi didalam kondensor. 

Kerja yang dihasilkan oleh suatu proses siklus adalah sama dengan jumlah perpindahan panas (kalor) pada fluida kerja selama proses siklus tersebut berlangsung. Jadi untuk proses siklus a – b – c – d – e – f – a adalah:

W = ∫ T ds

Luas a – b – c – d – e – f – a pada diagram T – s = kerja persatuan berat fluida kerja.

Makin besar luas diagram tersebut makin besar pula kerja yang dihasilkan.

Kerja yang dihasilkan oleh sistem PLTU adalah

w = wT - wp 

dimana,

WT = kerja yang dihasilkan oleh turbin persatuan berat fluida kerja
WP = kerja yang diperlukan untuk menggerakkan pompa persatuan berat fluida kerja.

Kerja turbin WT adalah selish entalpi uap masuk turbin dan keluar turbin atau exhaust steam .

WT = he – hf

Sedangkan kerja pompa adalah selisih entalpi fluida keluar pompa dengan entalpi masuk pompa, atau

WP = hb - ha