BAB III METOLOGI PENELITIAN

Transkripsi

1 BAB III METOLOGI PENELITIAN Proses Pembakaran. Dalam operasi boiler,prestasi yang diharapkan yaitu efisiensi dari boiler tersebut yang dinyatakan dengan membandingkan antara kalor yang diterima air/uap air terhadap kalor yang dilepaskan dari hasil pembakaran bahan bakar.tidak seluruh kalor dari bahan bakar dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan uap.ada sebagian kalor dari bahan bakar yang hilang yang tidak bisa dimanfaatkan,hal ini merupakan kerugian selama boiler beroperasi. Diantara kerugian - kerugian ini antara lain disebabkan oleh : Kerugian terhadap adanya kelembaban atau moisture (jumlah kandungan air dalam bahan bakar). Kerugian karena air yang terbentuk dari pembakaran hydrogen dalam bahan bakar air. Kerugian pembakaran karena pembakaran yang tidak sempurna. Kerugian karena radiasi,konveksi,dan kerugian-kerugian lain yang sulit ditentukan Jenis - Jenis Bahan Bakar. Bahan bakar adalah bahan yang apabila dibakar akan meneruskan proses pembakaran dengan sendirinya akan menimbulkan atau menghasilkan kalor (panas).selanjutnya nilai pembakaran adalah jumlah kalor yang dikeluarkan oleh satu satuan berat atau satuan volume bakar dalam bereaksi dengan oksigen (O2).Pemilihan jenis bahan bakar yang digunakan dipengaruhi oleh berbagai faktor teknis maupun ekonomis antara lain : A. Harga bahan bakar. B. Nilai kalor bahan bakar. C. Ketersediaan bahan bakar. D. Kemudahan dalam perolehan bahan bakar. E. Ruang bakar yang direncanakan. F. Biaya transportasi dan penyimpanan bahan bakar Jenis-jenis bahan bakar untuk suatu boiler digolongkan menjadi 4 golongan besar yaitu : 1. Bahan bakar padat,contohnya : a. Batu bara. b. Kayu. c. Arang. d. Ampas dan lain - lain. 15

2 e. 2. Bahan bakar cair,contohnya : a. Minyak bumi. b. Residu. c. Solar,dan lain - lain. 3. Bahan bakar gas,contohnya : a. Gas generator. b. Gas dapur tinggi. c. Gas bumi. d. LNG. e. LPG,dan lain-lain. 3.1 Kandungan Bahan Bakar. Proses pembakaran adalah reaksi kimia berantai suatu bahan bakar dengan oksigen (O2) yang disetai timbulnya sinar menghasilkan panas (kalor),seperti halnya : A. Bahan bakar padat yang terdapat dibumi ini berasal dari zat-zat organik. Bahan bakar padat mengandung unsur antara lain : zat karbon (C),Hidrogen (H),zat asam atau oksigen (O),zat lemas atau Nitrogen (N2),Belerang atau Sulfur (S),abu dan air,yang kesemuanaya terikat dalam suatu persenyawaan kimia. B. Bahan bakar cair yang berasal dari minyak bumi. Minyak bumi dapat diperoleh dari dalm bumi dengan jalan pertambangan di ladang-ladang minyak,dan memompanya sampai permukaan bumi,untuk selanjutnya dioleh dengan lanjut menjadi berbagai jenis minyak bakar.minyak bumi (Crude Oil) yang berwarna coklat tua kehitam - hitaman,terdiri dari berbagai macam persenyawaan zat Hidro Karbon (H dan C). C. Bahan bakar gas. Di dalam bumi banyak terkandung gas bumi (petrol gas) atau sering disebut gas alam, yang timbul pada saat proses pembentukan minyak bumi,gas tambang dan gas rawa (CH4 atau methane),seperti halnya minyak bumi gas alam tersebut diperoleh dari pengeboran yang tersusun dari antara lain : CH4 (methane),c2h2 (ethana),n2,h2s,co2,h2. 16

3 3.2 Ruang Proses Pembakaran. Boiler Water Tube terdiri dari dua buah drum,bagian atas dan bagian bawah,dan dihubungkan oleh pipa - pipa antara drum bagian bawah (yang selanjutnya disebut water drum).area pemanas (heating surface) terbagi menjadi dua nyaitu ruang bakar (furnace) dan area pipa generator (steam generating tube area).ruang bakar terdiri dari dinding sebelah kana dan dinding sebelah kiri,dan pipa bagian belakang adalah dinding ruang bakar yang berpendingin yang terbuat dari pipa - pipa yang di las satu dengan yang lainnya. Ruang bakar bagian belakang terdiri dari pipa - pipa lurus yang menghubungkan antara drum bagian atas dan drum bagian bawah.seluruh pipa - pipa bagian bawah terhubung secara langsung dengan water drum dan bagian atas terhubung langsung dengan steam drum.permukaan pipa - pipa generator dikelilingi oleh pipa - pipa dinding yang saling berhimpitan dan di las sebagai dinding pembatasan ruang bakar dan dinding pembatas boiler. Gas hasil pembakaran bahan bakar langsung ke pipa - pipa generator diarahkan oleh sekat - sekat dinding dan keluar melalui celah pipa - pipa.gas pembakaran melewati antara pipa - pipa satu kali pas saja.kontruksi ruang bakar pada boiler adalah bagian yang sangat penting karena di bagian ini yang menentukan kesempurnaan perpindahan panas antara panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar yang di transfer ke air boiler sehingga menghasilkan steam. Dalam ruang bakar ini bahan bakar melalui mekanisme pembakaran nyaitu sebagai berikut: 1. Atomization. Yaitu bahan bakar yang masuk ke ruang bakar di kabutkan dengan menggunakan udara atau steam yang menjadikan bahan bakar menjadi partikel - partikel bahan bakar. 2. Evaporation. Setelah dikabutkan bahan bakar menjadi mudah menguap sehingga menjadi uap bahan bakar. 3. Pencampuran. Bahan bakar mengalami pencampuran dengan udara yang disuplai menjadi secara merata sebelum terbakar. 4. Pembakaran. Terjadinya reaksi pembakaran pada boiler yang menghasilkan panas yang digunakan pada boiler. 17

4 3.3.1 Perhitungan Ruang Proses Pembakaran. Perhitungan sederhana yang dilakukan berdasarkan aktifitas yang terjadi pada boiler secara umum,dengan memasukkan data - data yang didapat selama proses berlangsung,perhitungan meliputi : 1. Beban boiler spesifik. Perbandingan uap yang dihasilkan dengan luas bidang yang dipanaskan. 2. Faktor penguapan. Perbandingan jumlah uap yang dihasilkan dengan pemakaian bahan bakar. Berdasarkan spesifikasi boiler dari pembuatnya diperoleh data - data sebagai berikut : - Luas bidang yang dipanaskan = m². ( F ). - Uap yang dihasilkan oleh boiler = kg uap/jam. ( S ). - Jumlah pemakaian bahan bakar = 2130 kg bahan bakar/jam. ( Be ). Dengan menggunakan data diatas,maka akan dihitung : 18

5 Perpindahan Panas. Adalah banyak panas yang dibutuhkan untuk pemanasan katel uap yang dinyatakan dengan Q yang dijabarkan oleh : Q = S ( is iw) dimana : S = Produksi steam yang dinyatakan dalam kg uap/jam. is = Entalpi uap keluar boiler. iw = Entalpi air masuk ekonomiser. Sehingga dapat diperoleh harga perpindahan panas sebagai berikut : Q = ( 669,32-128,95 ) = Kcal Beban Boiler Spesifik. Beban boiler spesifik adalah perbandingan uap yang dihasilkan oleh boiler (S) dengan luas bidang yang dipanaskan (F) yang dijabarkan oleh : Djokosetyardjo,(1989). Le = S F Sehingga didapat harga beban boiler spesifik (Le) sebesar : L = ,33 kg uap/m² jam Faktor Pengupan. Faktor penguapan yaitu perbandingan antara jumlah uap yang dihasilkan tehadap pemakaian bahan bakar yang dijabarkan oleh : E = S Be 19

6 Sehingga didapat harga faktor penguapan (E) sebesar : E = = 16,43 kg uap/kg. bahan bakar