DESAIN DAN ANALISIS TEGANGAN SISTEM PERPIPAAN MAIN STEAM (LOW PRESSURE) PADA COMBINED CYCLE POWER PLANT

Abstract

Dalam industri Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) sangat diperlukan sistem perpipaan untuk menyalurkan fluida dari peralatan satu ke peralatan lainnya. Untuk perancangan power plant mengacu pada code ASME B31.1 power piping. Desain dari sistem main steam (low pressure) berfungsi menyalurkan uap dari Heat Recovery Steam Generator (HRSG) menuju turbin uap dan bypass ke kondensor. Uap ini mempunyai tekanan operasi sebesar 600 KPa, temperatur 220^oC, dan laju aliran massa 49.000 kg/jam. Sistem perpipaan ini didesain pada tekanan 900 KPa dan temperatur 330^oC. Untuk desain dari jalur sistem perpipaan main steam (low pressure) menggunakan sofware PDMS. Dari PDMS dihasilkan gambar isometri dengan spesifikasi komponen sistem perpipaan. Selanjutnya desain sistem perpipaan dilakukan analisis menggunakan software CAESAR II. Didapatkan hasil untuk pembebanan sustain tegangan maksimumnya 48.575 KPa dengan tegangan izin 117.900 KPa. Untuk pembebanan expansion tegangan maksimumnya 82.805 KPa dengan tegangan izin 273.015 KPa. Untuk pembebanan occasional tegangan maksimumnya 53.932 KPa dengan tegangan izin 135.585 KPa. Dari hasil analisis tegangan didapat komponen perpipaan yang mengalami tegangan maksimum yaitu pada percabangan pipa (tee). Komponen tee dengan tegangan kritis pada pembebanan sustain dan occasional selanjutnya dianalisis menggunakan software ANSYS. Didapat tegangan intensity maksimum pada pembebanan sustain sebesar 167.000 KPa dan pada pembebanan occasional sebesar 175.990 KPa. Untuk analisis getaran diperoleh rasio frekuensi dari 5 modus terendah nilainya lebih besar dari  , maka getaran dapat teredam dan modus getar masih aman. Dari analisis tegangan expansion dapat memprediksi siklus kegagalan fatigue akibat naik turunnya temperatur. Dari nilai tegangan maksimum expansion dapat mencapai 671.176 siklus sebelum akhirnya lelah.