BAB IV PEMBAHASAN KINERJA BOILER

Transkripsi

1 BAB IV PEMBAHASAN KINERJA BOILER 4.1 Spesifikasi boiler di PT. Kartika Eka Dharma Spesifikasi boiler yang digunakan oleh PT. Kartika Eka Dharma adalah boiler jenis pipa air dengan kapasitas 1 ton/ jam, uap yang dihasilkan oleh boiler tersebut tidak dipanaskan lanjut atau hanya dalam kondisi uap jenuh. Spesifikasi yang telah kita ketahui, bahwa boiler jenis ini adalah boiler kecil dan sederhana, boiler jenis ini mempunyai tekanan maksimum 15 kg/cm 2. Jadi boiler jenis ini tergolong boiler untuk tekanan rendah. PT. Kartika Eka Dharma memproduksi ayam potong, karena produksi yang dihasilkan hanya ayam potong saja sehingga temperatur yang dibutuhkan untuk proses merendam bulu ayam menggunakan temperatur rendah. Hal ini dimaksudkan untuk merendam yang sebelumnya masih belum dicabut bulunya. 1

2 Karena hanya untuk merendam bulu ayam saja maka tidak dibutuhkan temperatur yang tinggi, sebab bila temperatur tinggi dapat merusak kulit ayam tersebut. Uap yang dihasilkan oleh boiler tidak digunakan untuk menggerakkan sesuatu seperti turbin, tetapi uap yang dihasilkan oleh boiler langsung digunakan atau didistribusikan merendam bulu ayam yaitu untuk mencabut bulu ayam. Tabel 4.1 Kondisi operasi ketel uap (boiler) No Uraian Keterangan 1 Merk MR Jenis pipa Pipa air 3 Kapasitas uap operasi 1 ton / jam 4 Macam bahan bakar Solar 5 Temperatur air didalam boiler 80 0 C 6 Temperatur uap keluar C 7 Tekanan air masuk 7,65 kg/cm 2 8 Tekanan uap keluar 7,14 kg/cm 2 9 Panjang boiler 1,54 cm 10 Lebar boiler 1,40 cm 11 Temperatur permukaan boiler 40 0 C 12 Temperatur steam 49 0 C 13 Temperatur udara buang 49 0 C 14 Produksi steam 40 kg / jam Sumber : Data diterima dari PT. Kartika Eka Dharma 2

3 Bahan bakar solar: Spesifik grafity, (SG) = 0,92 Debit solar, (Q solar ) = 0,42 m 3 /jam Nilai pembakaran bawah bahan bakar, (NKB) = kkal/kg Air masuk ke boiler dengan tekanan, P 1 = P in = 7,65 kg/cm 2 = 0,75 Mpa Tekanan uap keluar dari boiler, P 2 = P out = 7,14 kg/cm 2 = 0,7 Mpa Debit air yang masuk kedalam boiler, Q air = 5 m 3 /jam Kapasitas produksi boiler 1 ton uap/jam S = 1000 kg uap/jam Temperatur air masuk untuk boiler, 80 0 C = = 353 K Kondisi sifat-sifat air pada temperatur 80 0 C melalui proses interpolasi didapatkan data sebagai berikut: 1. Massa jenis air (p air 80 0 C) = 974,08 kg/m 3 2. Kapasitas panas pada tekanan konstan (Cp) = 4,1964 x 10 3 J/kg.K 3. Volume spesifik air (Va = Vf) = 1,029 x 10-3 m 3 /kg 4. Entalpi spesifik air (ha = hf) = 334,9 kj/kg 5. Tekanan air, (ρ air masuk pompa ) = 0,5 Mpa Air keluar dari boiler dengan kondisi uap jenuh pada tekanan P 2 = 0,7 Mpa kondisi air pada tekanan P 2 maka berdasarkan tabel tekanan didapatkan data sebagai berikut: h 2 = 2067,1 Kj/kg T 2 = = 393 K 3

4 4.2 Penyajian Data Hasil Penelitian Banyaknya panas yang dibutuhkan untuk memanaskan boiler Air masuk ke boiler dengan kondisi, P1 = 0,75 Mpa, T1 = 353 K h 1 = h f + V f (P 1 -P a ) = 334,9 kj/kg + 1,029 x 10-3 m 3 /kg (0,75-0,5).10 3 kpa = 335,1 Kj/kg Air keluar dari boiler dengan kondisi uap jenuh pada tekanan P2 = 0,7 Mpa kondisi air pada tekanan P2 maka berdasarkan tabel tekanan didapatkan data sebagai berikut: h 2 = 2 kj/kg T 2 = = 393 K Q in = S (h 2 h 1 ) Q in = 1000 kg uap/jam (2067,1-335,1) kj/kg = kj/jam 1000 x 3600 = 0,67 MW Perhitungan panas yang dihasilkan boiler m = ρ air 80 0 C x Q air m =, / / = 1,35 kg/detik 4

5 Q boiler = m (h 2 h 1 ) Q boiler = 1,35 kg/dtk (2762,92 335,1) kj / kg = 3277,5 kw Perhitungan panas yang dihasilkan bahan bakar Solar Data-data: - Spesifik grafik, (SG) = 0,92 - Debit solar, (Q solar ) = 0,42 m 3 /jam - Nilai pembakaran bawah bahan bakar, (NKB) = kkal/kg - Berat jenis air (ρ air ) pada konisi ruang 27 0 C = 300 K, P = 1 atm = 1000 kg/m 3 m = P solar x Q solar m = (P air x SG) Q solar = (1000 kg/m 3 x 0,92) 0,42 x= = 0,107 kg/dtk NKB = kkal/kg x 4,187 J/kal = kj/kg Q bahan bakar = m x NKB = 0,107 kg/dtk x kj/kg = 4480,09 kw 5

6 Efesiensi boiler Solar η boiler = x 100% =,, x 100% = 73,15 % Berdasarkan perhitungan yang telah didapat, didapatkan efesiensi dari pada mesin boiler yaitu sebesar 73,15 % dengan pemakaian bahan bakar solar sebesar 57,98 kg bahan bakar/jam. Berikut ini penulis mencoba untuk membuat analisa perbandingan kinerja mesin boiler jika kondisinya sama dengan data yang didapat tetapi penulis hanya membedakan pada tekanan yang masuk dan keluar menjadi (P 1 =P 2 =0,8 MPa). Kondisi ini disesuaikan dengan bagian produksi atas seizin departemen engineering, untuk memenuhi kebutuhan uap pada bagian produksi. 4.3 Analisa Data Dari hasil perhitungan yang telah didapat bahwa kinerja boiler pada kondisi P in =0,75 MPa, P out = 0,7 MPa kondisi yang lain dengan temperatur air pengisisan boiler 353 K dengan menggunakan bahan bakar solar menunjukkan hasil yang kurang maksimal, hal ini dapat dilihat dari hasil perhitungan, dimana efesiensi boilernya hanya berkisar dari 73,15 % sampai dengan 74,39 % hal ini dapat dikarenakan oleh beberapa faktor salah satunya karena unsur-unsur kimia bahan bakar tersebut, dimana bahan bakar solar masih mengandung sulfur yang 6

7 merupakan faktor terjadinya jelaga (kotoran yang menempel) sehingga rentan terhadap kerusakan akibat sisa-sisa pembakaran yang menempel pada pipa. Kemudian dengan menggunakan bahan bakar solar mempunyai nilai efisiensi lebih rendah tetapi pemakaian bahan bakarnya juga rendah, apabila dengan meningkatnya konsumsi bahan bakar maka panas yang dihasilkan oleh boiler semakin tinggi dan juga efisiensi kerja mesin boiler tersebut juga semakin tinggi. Kondisi temperatur air masuk sangat berpengaruh terhadap pemakaian bahan bakar dan kerja boiler, dengan kondisi temperatur air masuk yang tinggi maka waktu pemakaian bahan bakar akan menjadi hemat dengan catatan kualitas air pengisian untuk boiler harus benar-benar baik dan kondisi dapur bekerja dengan baik pula. 7