The Reliable Power Producing Company for Today and Tomorrow

Transkripsi

1 The Reliable Power Producing Company for Today and Tomorrow

2

3 Steam coil

4 Rumusan Masalah 1. Sering terjadi kerusakan pada heater elemen. 2. Waktu yang dibutuhkan untuk memanaskan hot water tank lebih lama (+ 8 jam ) yang seharusnya hanya 4 jam 3. Kerusakan pada rubber lining hot water tank dan sulit dilakukan perbaikan karena butuh waktu ( + 3 hari ) dengan kedua unit 1 dan 2 shutdown.

5 1. melakukan pemanfaatan hot water pada Drain Tank APH Steam Coil untuk mengganti elemen pemanas pada sistem pemanas Hot Water Tank untuk Regenerasi Anion. 2. Merancang instalasi perpipaan dari Drain Tank Air Preheater Steam Coil menuju Hot Water Tank

6 Manfaat Diharapakan dengan melakukan pergantian ini akan mempercepat waktu yang dibutuhkan untuk memanaskan air pada Hot Water Tank. Perawatan untuk system ini lebih murah, karena tidak butuh elemen pemanas yang membutuhkan daya yang besar. Kesiapan Hot water tank lebih baik, sehingga keandalan Water Treatment Plant diharapkan menjadi lebih baik. Dengan memanfaatkan hot water dari Drain Tank Air Preheater Steam Coil maka diharapkan akan menurunkan pemakaian listrik sendiri sehingga effisiensi meningkat.

7 Batasan Masalah Obyek study adalah NaOH hot water heater untuk sistem regenerasi Anion Water Treatment Plant Unit Pembangkit Paiton. Penggantian hanya dilakukan pada sistem heater. Hot water supply berasal dari Drain Tank APH Steam Coil. Sistem peralatan yang lain dan tahapan regenerasi tidak mengalami perubahan. Parameter operasional tetap sesuai dengan design awal.

8 Analisa Pressure Drop Pada Pipa: Geometri Pipa Diameter pipa Pipa Lurus (straight Pipe) Belokan (Elbow) : 45º dan 90º mayor minor

9 Analisa temperatur drop m, C p q Aliran 1 2 L T = lmtd ( Twi Two) ( Twi Ta ) ln ( T T ) wo a T wi q = mc ( T T ) q loss p wi wo loss T = R lmtd tot T wo

10 Data Yang diambil 1.cold water Temperatur (T 1 ) = 30 C Tekanan ( P 1 ) = 1,2 kg/cm² Flowrate (Q 1 ) = 15 m³/jam 2. Hot water dari Drain Tank Air Preheater steam coil Temperatur (T 2 ) = 91 C Tekanan (P 2 ) = 1,7 kg/cm² Volume tank ( V 2 )= 15 m³ 3. Hot water product Temperature (T 3 ) = 60 C Tekanan hot water tank (P 3 ) = 1,2 kg/cm² Volume hot water tank (V 3 ) = 22,5 m³ Flowrate( ṁ 3 ) = 30 m³/jam

11 Skema perancangan Z Y X Steam coil m 3 m 7.4 m 5.5 m 0.9 m 5 m 7.5 m 3 m 37.7 m 1 m 4 m 8 m 0.18 m 0.18 m 1.3 m 2 m 7.5 m 2 m 31 m Steam coil 1 16 m 0.2 m 6.3 m 3 m 5 m 2.5 m 3 m 1.5 m Koneksi dgn pipa lama 0.15 m 8.1 m 8 m 4.5 m 7.3 m 4.1 m 0.5 m 5 m 10.6 m 9 m 0.5 m 0.15 m 26.2 m 0.2 m 0.5 m 7.3 m 20 m 8 m 2 m 0.5 m 3 m 4.5 m 8 m 4 m 2 m 5 m 3.5 m 7.5 m 18.5 m 2 m 32.5 m 30.5 m 0.8 m 0.5 m 2.6 m 0.2 m 5 m 1.7 m 7.6 m 57 m 0.5 m 5 m 12 m 9.5 m 0.3 m 82 m 0.3 m 10.5 m 1.3 m 15.8 m 55.5 m 6 m 10 m 2 m Note : Manual Isolation Valve 1 m 18 m 3 m 4 m Gate Valve Check Valve 6 m Hot Water Tank 5.5 m 0.5 m Indirect Heating

12 Kebutuhan hot water Volume untuk hot water

13 Perhitungan Head loss Head loss mayor Head loss minor Elbow

14 Head loss minor tee Head loss minor valve Total head loss minor

15 Perhitungan head Pompa Head pompa yang diperlukan Perbedaan tekanan Perbedaan kecepatan

16 Perbedaan ketinggian Total Kebutuhan pompa

17 Perhitungan temperatur drop Besarnya panas yang hilang sebanding dengan penurunan temperatur inlet ke temperatur outlet

18 Koefisien konveksi udara Dari tabel properties udara temp K

19 Perhitungan angka Reynolds Nusselt Number Koefisien konveksi udara

20 Perhitungan koefisien konveksi water Dari tabel properties water

21 Perhitungan angka Reynolds Nusselt Number Koefisien konveksi air

22 Perhitungan R total Temperatur keluar pipa

23 Besar q loss Temperatur luar alumunium

24 Waktu kesiapan hot water Volume yang digunakan hot water Cold water Total waktu kesiapan hot water

25 Perhitungan Cost Benefit

26 kesimpulan Dengan memanfaatkan hot water yang berasal dari airpreheater drain tank dengan temperatur 91 0 C dan tekanan 1,7 kg/cm 2 dapat memanaskan air pada hot water tank dengan temperatur 30 0 C dan tekanan 1,2 kg/cm 2 sehingga menjadi hot water yang digunakan untuk regenerasi anion dengan suhu 60 0 C, flowrate 30 m 3 /jam dalam waktu 45 menit. Waktu yang dibutuhkan untuk memanaskan hot water ini membutuhkan waktu yang lebih cepat yaitu 2,35 jam sedangkan dengan menggunakan heater membutuhkan waktu hingga 4 jam. Daya pompa yang digunakan 5,5 KW sedangkan menggunakan heater membutuhkan daya 240 KW. Untuk biaya operasional dapat menghemat Rp /tahun. Instalasi perpipaan yang digunakan menggunakan pipa dengan diameter 2 [inchi] dengan panjang pipa [m] menggunakan pompa dengan head 25 [m] daya pompa 5,5 [KW]. Kecepatan aliran dalam pipa 1 [m/s]. sepanjang pipa diberikan insulation agar temperatur drop tidak lebih dari 5 0 C yang terdiri dari silica board dengan tebal 0.06 [m] dan alumunium foil dengan tebal [m]. Dengan menggunakan insulation ini temperatur drop yang terjadi C.

27 Saran Untuk mengembangkan tugas akhir ini perlu dipikirkan dan di kaji lebih lanjut terhadap pemanfaatan teknologi yang mungkin lebih effisien dan lebih handal untuk semua peralatan yang ada agar memperoleh peningkatan effisiensi dan keandalan unit.

28

29 WATER TREATMENT PLANT (WTP) FLOW DIAGRAM SERVICE WATER TANK Kapasitas 5000KL REAKSI KIMIA OPERATION R-H + MX --- R-M + HX REGENERATION R-M + HCL --- R-H + MCL Contoh ion yang diikat : MG +, CA + REAKSI KIMIA OPERATION H2CO H2O + CO2 REAKSI KIMIA OPERATION R-OH + HX -- R-X + H2O REGENERATION R-X + NaOH --- R-OH + NaX Contoh ion yg diikat : CL -, SO4 2+ REAKSI KIMIA OPERATION R-H + MX --- R-M + HX R-OH + HX -- R-X + H2O REGENERATION R-M + HCL --- R-H + MCL R-X + NaOH --- R-OH + NaX INJEKSI FERRIT KLORIT INJEKSI ALUM / TAWAS INJEKSI LIME / KAPUR CATION EXCHANGER A/B Kapasitas 2x30 liter/det Volume resin % ; 3% loss/year DECARBONATOR A/B Kapasitas 2x30 liter/det To atm ANION EXCHANGER A/B Kapasitas 2x30 liter/det Volume resin % ; 5% loss/year MIXBED EXCHANGER A/B Kapasitas 2x30 liter/det Volume resin Cation mixbed : Volume 2,30 m3 ; 3% los/ year Volume resin Anion mixbed: Volume 3,40 m3 ; 5% loss/ year CLARIFIER A/B 3 /jam limbah limbah HCL IN NAOH IN DRAIN DECARBONATOR BOOSTER PUMP A/B/C/D FLOWRATE:120 M 3 /JAM P : 48KW To mixbed To mixbed WELL WATER TANK Kapasitas 5000KL GRAFITY SAND FILTER A/B 3 /jam GRAFITY SAND FILTER C/D 3 /jam DECARBONATOR BLOWER A/B ejektor HCL DAY TANK Kapasitas 12,5 m 3 Kapasitas storage tank 118m 3 ejektor NAOH DAY TANK Kapasitas 10,8 m 3 Kapasitas storage tank 108 m 3 DEMIN STORAGE TANK A/B Kapasitas 1800KL KUALIAS AIR DEMIN PH :6, 5-7,5 Conductivity :<1µS/ cm Silica :<10 ppb SiO2 CLEAR WELL FILTER WATER TRANSFER PUMP FLOWRATE:108 M 3 /JAM DEMIN REGEN WATER PUMP A/B FLOWRATE:70 M 3 /JAM P : 9.7KW DEMIN WATER TRANSFER PUMP A/B/C FLOWRATE:60 M 3 /JAM P : 19.5KW SUMBER KLONTONG TRANSFER PUMP A/B/C FLOWRATE : 200 M 3 /JAM P : 132KW SUMBER KLONTONG WELL WATER TRANSFER PUMP A/B/C FLOWRATE : 216 M 3 /JAM P : 75KW KUALITAS AIR BAKU PH: 6,6-8,5 Conductivity: µs/ cm Silica : ppb SiO2 NAOH DILUTION WATER PUMP A/B FLOWRATE:40 M 3 /JAM P : 5.6KW HOT WATER TANK CONDENSATE STORAGE TANK A/B Kapasitas 725 KL

30 Kerusakan pada heater

31 WO HEATER NaOH WTP History Details ITEM DATE COMP MO DIST W/O GRP/CEN COMPD-BYCC TOTAL COST Jan-01 UHAR P9791 HPELEC 95063P CM 0 FAN & HEATER HOTWATER WTP MATI 1 BUAH 2 18-Jul-01 UHAR P5765 HPELEC 95063P CM 0 Elemen hot water rusak 3 18-Jul-01 UHAR P8657 HPELEC 95063P CM 0 HOT WATER TANK WTP RUSAK 4 23-Aug-01 SPTN PELEC 95046P CM FAN & HEATER HOTWATER WTP MATI 1 BUAH 5 19-Nov-01 SPTN PELEC 95046P CM HEATER HOT WTR TANK SWITCH POWER RUSAK 6 20-Nov-01 UHAR P10393 HPELEC 95063P CM 1 HEATER HOT WTR TANK SWITCH POWER RUSAK ITEM DATE COMP MO DIST W/O GRP/CEN COMPD-B CC TOTAL COST Feb-03 UHAR P13897 HPELEC 95251P CM 0 Fuse 600 A untuk Heater WTP putus 1 bh Feb-03 SPTN PELEC 95046P CM Fuse 600 A untuk Heater WTP putus 1 bh Jun-03 SPTN PELEC 95046P CM 16 Heater hot water tank trip (wtp) Jun-03 UHAR P14824 HPELEC 95251P CM 0 Heater hot water tank trip (wtp) Sep-03 BRK SPTN PCORRU 02001P CM 0 Perbaikan Heater Hot Water tank Jan-05 KLE SPTN PCORRU 95101P CM Temp Heater hot wtr tank rendah

32 WO HEATER NaOH WTP) ITEM DATE COMP MO DIST W/O GRP/CEN COMPD-B CC TOTAL COST Jun-05 SPTN PCORRU 95102P CM 0 Hot water heater WTP kabel leleh Aug-05 SPTN PPREVU 95163P CM Contactor Heater hot water Aug-05 KLE SPTN PPREVU 95163P CM HOT WATER DI WTP HEATERNYA BAYAK YG MATI Aug-05 SPTN PPREVU 95069P CM 0 Penambahan sensor hot water tank Sep-05 SPTN PCORRU 95102P CM 0 PHASA S HOT WATER HEATER TERKELUP AS Oct-05 SPTN PPREVU 02001P CM 0 Phase T hot water tank terminal t erbakar ITEM DATE COMP MO DIST W/O GRP/CEN COMPD-B CC TOTAL COST Jul-06 UHAR P19909 HPINST 95252P CM 0 Temp hot water tank naik lambat Aug-06 SPTN PMECH P CM 0 Rubber line hot water mengelupas Aug-06 UHAR P18598 HPMECH H CM 0 Rubber line hot water mengelupas Jul-07 SPTN PINST 95258P ND Temp hot water tank naik lambat Total Biaya Maintenace (7 tahun) Biaya Maintenance/tahun 220,176, ,453,719.86

33 T a = 30 o C Va = 2.3 m/s Ta R 1 Water In Water Out R 2 R 3 T wi = 91 o C L = m T wo =? R 4 R 5 Tw Aluminum Silica Board Stainless Steel 304/306 L

34 PERHITUNGAN CONVECTION HEAT TRANSFER COEFFICIENT R tot = h πd L a ln( D 2πk ln( Do 2πk 1 ) o i i ln( D 2πk a D L s D L ) m D L ) h w 1 πd L i h = Nu = Gr D NuDk D f (Re D, Gr D gβ ( Ts T = 2 ν, Pr) ) D Force Convection Gr/Re 2 <0.1 Internal Flow, Turbulent Free Convection Gr/Re2>10 Combine Convection 0.1<Gr/Re 2 <10 External Flow 3,, Re = VD D ν ν Pr = α Nu D = Nu D Nu D 4/5 0.23ReD Free Convection, Laminar 0.62 Re Pr Re Pr 1/ 2 1/3 D ReD = / 4 + 2/3 [ 1+ ( 0.4 / Pr) ] 0.3 1/ 6 D = /16 [ 1+ ( / Pr) ] Force Convection, Laminar 8/ ,000 5/8 4/5