OLEH : SIGIT P.KURNIAWAN

Transkripsi

1 ANALISA PEMAKAIAN ECONOMIZER TERHADAP PENINGKATAN EFISIENSI DAN PENGHEMATAN BAHAN BAKAR BOILER 052 B101 UNIT PEMBANGKIT TENAGA UAP PT PERTAMINA (PERSERO) REFINERY UNIT IV CILACAP SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik OLEH : SIGIT P.KURNIAWAN DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2015

2

3

4

5

6

7 ABSTRAK Kehilangan panas merupakan salah satu faktor penting yang sangat perlu diperhatikan dalam pengoperasian boiler. Kehilangan panas yang terlalu besar yang terdapat pada gas buang sisa pembakaran dalam boiler adalah salah satunya. Temperatur gas buang yang masih terlalu besar akan mengurangi efisiensi boiler. Maka untuk mengatasi masalah tersebut digunakan economizer sebagai alat untuk mengurangi temperatur gas buang. Temperatur gas buang yang masih terlalu tinggi dapat dimanfaatkan kembali untuk menaikkan temperatur air umpan didalam economizer dengan cara melewatkan gas buang tersebut kemudian diukur temperatur gas buang dan temperatur air umpan. Setelah dilakukan perhitungan maka didapat efisiensi boiler dengan menggunakan economizer sebesar 86,97 % sedangkan efisiensi boiler tanpa menggunakan economizer sebesar 76,07 %. Dengan menggunakan economizer maka dapat menghemat bahan bakar sebesar 174,08 kg. Kata kunci : boiler, kehilangan panas, economizer, efisiensi

8 ABSTRACT Heat loss is one very important factor to consider in the operation of the boiler. Heat loss is too large contained in the exhaust gas combustion in the boiler is one of them. Exhaust gas temperature is still too large will reduce the efficiency of the boiler. So to overcome these problems an economizer as a tool to reduce the exhaust gas temperature. Exhaust gas temperature is still too high can be used again to raise the temperature in the feed water economizer by passing the exhaust gas is then measured exhaust gas temperature and the temperature of the feed water. After calculation of the importance of the boiler efficiency using economizer by 86.97% while the boiler efficiency without using economizer by 76.07%. By using economizer, it can save fuel by kg. Keywords: boiler, heat loss, economizer, efficiency

9 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT, yang selama ini telah memberikan rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan untuk mencapai gelar sarjana di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun yang menjadi judul skripsi ini yaitu Analisa Pemakaian Economizer Terhadap Peningkatan Efisiensi dan Penghematan Bahan Bakar Boiler 052 B101 Unit Pembangkit Tenaga Uap PT. Pertamina (Persero) Refinery Unit IV Cilacap Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penulis selama pelaksanaan penelitian dan pembuatan skripsi ini. Untuk itu, melalui pengantar ini penulis menyampaikan terima kasih kepada : 1. Orang tua dan kedua abang tercinta yang selalu memberikan doa dan semangat kepada penulis 2. Bapak Dr. Ing. Ir Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara 3. Bapak Ir. Tekad Sitepu, MT selaku Dosen Pembimbing penulis yang telah memberikan banyak saran untuk perbaikan selama proses penyusunan skripsi ini. 4. Bapak/Ibu Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Mesin 5. Pihak PT Pertamina (Persero) Refinery Unit IV Cilacap yang telah memberikan kesempatan bagi penulis untuk melakukan penelitian guna mengerjakan skripsi ini. 6. Seluruh teman-teman mahasiswa Teknik Mesin angkatan 2010 dan temanteman yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu dan memberikan masukan kepada penulis. Penulis menyadari bahwa laporan ini belum sempurna, baik segi teknik maupun segi materi. Oleh sebab itu, penulis juga mengharapkan kritik dan saran

10 membangun demi terciptanya laporan yang lebih baik di masa yang akan datang. Akhir kata, penulis berharap laporan ini dapat memberikan manfaat bagi pembacanya. Medan, April 2015 Sigit Putra Kurniawan

11 DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... iii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... x DAFTAR NOTASI... xi BABI PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penelitian Metodologi Penulisan Sistematika Penulisan... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Dasar Teori Pembangkit Listrik Prinsip Kerja PLTU Siklus Rankine Sederhana Siklus Rankine Reheat Ideal Siklus Rankine Regeratif Ideal Pengertian Boiler Prinsip Kerja Boiler Klasifikasi Boiler Komponen Boiler Komponen Utama Komponen Pendukung... 17

12 2.5.2Komponen Pengaman Boiler Economizer Pembakaran Proses Pembentukan Uap Nilai Kalor (Heating Value) Efisiensi Boiler BAB III METODOLOGI PENELITIAN Tempat dan Waktu Penelitian Tempat Penelitian Waktu Penelitian Alat dan Bahan Alat Bahan Prosedur Peneliitian Analisa Data BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Boiler 052 B Kondisi Operasi Komposisi Fuel Oil Komposisi Fuel Gas Perhitungan Komposisi Pada Bahan Bakar Komposisi C dan H pada Fuel Oil danfuel Gas Menentukan LHV Fuel Oil dan Fuel Gas Kompisis Flue Gas Perhitungan Efisiensi Dengan Menggunakan Economizer... 46

13 4.3.2Tanpa Menggunakan Economizer Perbandingan Heat Loss Panas Pembentukan Uap Penghematan Bahan Bakar BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

14 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Gardu Listrik... 5 Gambar 2.2 Skema PLTU... 6 Gambar 2.3 Siklus Rankine Sederhana... 8 Gambar 2.4 Siklus Rankine Reheat ideal... 9 Gambar 2.5 Siklus Rankine Regeratif OFH Gambar2.6 Siklus Rankine Regeratif CFH Gambar2.7Boiler pipa api Gambar2.8Boiler pipa air Gambar2.9Bagian-bagian boiler Gambar2.10Konfidurasi steam drum dan mud drum Gambar2.11Takngki air umpan Gambar2.12Pompa air umpan Gambar2.13Sea Water Desalination Gambar2.14Softener Gambar2.15Deareator Gambar2.16 Economizer Gambar2.17Force Draft Fan Gambar2.18Katup Pengaman Gambar2.19Gelas Penduga Gambar2.20Manometer Gambar2.21Mekanisme economizer Gambar2.22Penampang economizer Gambar2.23Diagram T-s tanpa economizer Gambar2.24Diagram T-s dengan economizer Gambar2.25Heat Loss pada boiler... 32

15 Gambar 3.1 Orifice meter Gambar 3.2 Termometer Gambar 3.3 Manometer Gambar 3.4 Alur pengerjaan skripsi Gambar 4.1 Grafik heat loss dengan economizer Gambar 4.2 Grafik heat loss tanpa economizer Gambar 4.3 Grafik perbandingan heat loss Gambar 4.4 Grafik perbandingan efisiensi... 53

16 DAFTAR TABEL Tabel 2.1Jenis bahan bakar Tabel 3.1 Data operasi boiler Tabel 4.1Komposisifuel oil Tabel 4.2Komposisi fuel gas Tabel 4.3Komposisi flue gas Tabel 4.4Product steam boiler... 54

17 DAFTAR NOTASI Simbol Keterangan Satuan η Efisiensi % QQ Panas total kj/kg hf Entalpi air umpan kj/kg hg Entalpi uap jenuh kj/kg T Temperatur o C mm Massa air umpan kg/jam Cp Panas jenis gas buang btu/lb Q Laju aliran m 3 /hour P Tekanan kg/cm 2