IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. UNIT PENYEDIAAN SARANA PENUNJANG (UTILITY) 1. GAS TURBIN GENERATOR (2006-J) Dari hasil perhitungan, ternyata pada gas turbin generator ini terjadi kehilangan panas yang cukup besar, yaitu sebesar 101,119.60 x 10 3 MJ selama bulan Maret 2009. Sebesar 91,825.60 x 10 3 merupakan panas gas buang hasil pembakaran di combustion chamber. Dalam perhitungan, panas ini dianggap sebagai panas yang hilang padahal dalam kenyataannya panas tersebut dimanfaatkan oleh ketel uap panas buang untuk pembakaran. Sedangkan sebesar 9,294 x 10 3 MJ merupakan panas yang hilang karena konduksi, konveksi dan radiasi yang terjadi selama proses penyediaan listrik. Sementara itu dari hasil audit energi (Tabel 4.1.), terlihat bahwa efisiensi gas turbin generator rata-rata pada selama bulan Maret 2009 adalah sebesar 16.12%. Tabel 4.1. Neraca energi pada sub sistem gas turbin generator HITACHI (2006-J) (x10 3 MJoule) Tanggal Energi Input Total input Energi Output Total output Gas alam Udara Listrik Flue gas lain-lain Efisiensi 1 4,134.69 1.52 4,136.21 672.48 3,140.30 323.43 4,136.21 16.26% 2 4,139.04 36.46 4,175.50 658.08 3,135.02 382.40 4,175.50 15.76% 3 4,130.91 36.76 4,167.68 645.12 3,165.34 357.21 4,167.68 15.48% 4 4,143.59 37.09 4,180.69 668.88 3,187.44 324.36 4,180.69 16.00% 5 4,155.37 37.06 4,192.43 717.84 3,186.98 287.61 4,192.43 17.12% 6 4,153.74 37.54 4,191.28 708.48 3,227.53 255.27 4,191.28 16.90% 7 4,438.70 39.65 4,478.35 687.60 3,411.62 379.13 4,478.35 15.35% 8 4,459.26 40.26 4,499.52 682.56 3,462.77 354.19 4,499.52 15.17% 9 4,488.01 40.22 4,528.23 689.76 3,459.73 378.73 4,528.23 15.23% 10 - - - - - - - - 11 - - - - - - - - 12 - - - - - - - - 13 4,424.10 39.47 4,463.58 708.48 3,397.74 357.36 4,463.58 15.87% 14 4,314.34 38.52 4,352.86 691.92 3,313.52 347.41 4,352.86 15.90% 15 4,375.46 39.31 4,414.77 680.40 3,378.89 355.47 4,414.77 15.41% 16 4,255.76 38.08 4,293.84 707.76 3,273.77 312.31 4,293.84 16.48% 17 4,215.49 37.80 4,253.29 715.68 3,248.73 288.88 4,253.29 16.83% 18 4,256.80 37.99 4,294.79 704.88 3,266.02 323.90 4,294.79 16.41% 19 4,112.27 36.82 4,149.10 703.44 3,167.31 278.34 4,149.10 16.95% 20 4,165.48 37.57 4,203.05 701.28 3,225.55 276.22 4,203.05 16.69%
Lanjutan Tabel 4.1. Neraca energi pada sub sistem gas turbin generator HITACHI (2006-J) (x10 3 MJoule) Tanggal Energi Input Total input Energi Output Gas alam Udara Listrik Flue gas lain-lain Total output Efisiensi 21 4,233.80 37.92 4,271.73 683.28 3,259.19 329.26 4,271.73 16.00% 22 4,232.64 37.86 4,270.50 680.40 3,254.63 335.48 4,270.50 15.93% 23 4,228.15 37.97 4,266.11 701.28 3,263.52 301.32 4,266.11 16.44% 24 4,203.40 37.59 4,240.98 699.84 3,230.45 310.69 4,240.98 16.50% 25 4,215.83 37.63 4,253.45 691.20 3,233.88 328.37 4,253.45 16.25% 26 4,121.48 36.82 4,158.30 691.20 3,165.54 301.57 4,158.30 16.62% 27 4,096.67 36.54 4,133.21 712.80 3,142.85 277.56 4,133.21 17.25% 28 4,447.15 39.59 4,486.74 689.76 3,403.46 393.51 4,486.74 15.37% 29 4,471.15 40.03 4,511.17 684.00 3,437.05 390.12 4,511.17 15.16% 30 4,452.97 39.50 4,492.47 714.96 3,393.25 384.26 4,492.47 15.91% 31 4,432.20 39.50 4,471.70 718.56 3,393.50 359.64 4,471.70 16.07% Jumlah 119,498.44 1,033.08 120,531.52 19,411.92 91,825.60 9,294.00 120,531.52 16.12% Keterangan : (-) tidak diperoleh data komposisi gas alam. Sehingga tidak dapat dihitung energi gas alam, dan efisiensinya. Siklus kerja gas turbin generator yang beroperasi di PT. PUPUK KUJANG 1A termasuk ke dalam jenis siklus terbuka. Siklus ini bekerja berdasarkan siklus Brayton. Siklus Brayton pertama kali digagas oleh George Brayton untuk digunakan pada mesin berbahan bakar minyak tipe reciprocating yang dia kembangkan sekitar tahun 1870. Menurut Reay dalam Suryadi (1994), digunakannya turbin gas dalam industri karena ketahanannya untuk dioperasikan secara terus menerus dalam jangka waktu yang lama, walaupun efisiensinya hanya sekitar 20%. Dari hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Suryadi (1994) diperoleh efisiensi gas turbin generator sebesar 23.72%. Sedangkan dari hasil penelitian yang dilakukan oleh Razi (1996) di PUSRI I-B diperoleh efisiensi gas turbin generator sebesar 19.50%. Terjadinya perbedaan nilai efisiensi gas turbin generator saat ini dengan hasil perhitungan Suryadi dikarenakan adanya perbedaan komposisi gas alam yang diterima pada saat ini dengan tahun 1994 dan juga karena adanya perbedaan metodologi penelitian yang digunakan. Tetapi jika dibandingkan antara hasil penelitian Suryadi dengan Razi terlihat bahwa gas turbin generator yang beroperasi di PT. PUPUK KUJANG 1A memiliki efisiensi yang lebih baik dibandingkan dengan gas
turbin generator yang beroperasi di PUSRI 1B. Sedangkan kebutuhan energi gas alam dan jumlah energi listrik yang dihasilkan oleh gas turbin generator seperti yang terlihat pada Tabel 4.1. dapat disajikan dalam bentuk grafik yang terlihat pada Gambar 4.1. 5,000.00 4,500.00 4,000.00 3,500.00 3,000.00 Energi (.103 MJoule) 2,500.00 2,000.00 1,500.00 1,000.00 500.00 0.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Gas alam Listrik Tanggal (Maret 2009) Gambar 4.1. Hubungan konsumsi bahan baku dan produksi listrik terhadap tanggal pengamatan. 2. KETEL UAP PANAS BUANG (2003-U) Dari hasil perhitungan audit pada sub sistem ketel uap panas buang (2003-J) didapatkan nilai efisiensi rata-rata selama bulan maret yaitu sebesar 87.52% dengan kehilangan panas sebesar 26.60 x 10 3 MJ/jam. Dengan nilai efisiensi tersebut maka dapat dikatakan ketel uap panas buang masih bekerja dengan baik. Secara lebih jelas, neraca energi pada sub sistem ketel uap panas buang dapat dilihat pada Tabel 4.2. berikut.
Tabel 4.2. Neraca energi pada sub sistem ketel uap panas buang (2003-U) (x 10 3 MJ/jam) Tanggal Gas alam Energi input Gas buang dari GTG Air umpan ketel Total energi input Energi output Steam Panas hilang Total energi output Efisiensi (%) 1 66.99 130.85 10.30 208.13 191.60 16.53 208.13 92.06 2 68.39 130.63 9.96 208.98 182.96 26.02 208.98 87.55 3 60.02 131.89 9.91 201.82 182.32 19.51 201.82 90.33 4 48.76 132.81 9.39 190.95 178.14 12.82 190.95 93.29 5 78.75 130.85 10.60 220.19 196.23 23.96 220.19 89.12 6 81.04 134.48 10.64 226.16 194.18 31.99 226.16 85.86 7 64.03 142.15 10.63 216.80 196.44 20.37 216.80 90.61 8 69.31 144.28 10.37 223.96 191.62 32.34 223.96 85.56 9 68.29 144.16 10.73 223.17 195.56 27.61 223.17 87.63 10 - - - - - - - - 11 - - - - - - - - 12 - - - - - - - - 13 67.60 141.57 9.83 219.00 180.73 38.27 219.00 82.53 14 61.79 138.06 9.65 209.51 177.47 32.04 209.51 84.71 15 74.06 140.79 10.35 225.20 193.62 31.58 225.20 85.98 16 52.11 136.41 9.57 198.09 180.10 17.99 198.09 90.92 17 85.50 135.36 10.90 231.77 200.72 31.05 231.77 86.60 18 71.16 136.08 10.25 217.50 190.35 27.14 217.50 87.52 19 76.92 131.97 10.56 219.45 193.95 25.50 219.45 88.38 20 60.56 134.40 9.80 204.75 182.42 22.33 204.75 89.09 21 65.94 135.80 9.81 211.56 182.32 29.24 211.56 86.18 22 77.93 135.61 10.51 224.05 193.24 30.82 224.05 86.25 23 70.52 135.98 9.96 216.46 187.53 28.93 216.46 86.63 24 59.19 134.60 9.50 203.29 175.90 27.40 203.29 86.52 25 56.29 134.75 9.42 200.46 175.85 24.61 200.46 87.72 26 61.38 131.90 9.68 202.96 179.36 23.60 202.96 88.37 27 59.48 130.95 9.65 200.08 178.66 21.42 200.08 89.29 28 55.11 141.81 9.45 206.37 178.39 27.98 206.37 86.44 29 63.39 143.21 9.80 216.39 181.98 34.41 216.39 84.10 30 58.40 141.39 9.57 209.35 176.21 33.14 209.35 84.17 31 53.72 141.40 9.47 204.58 178.42 26.16 204.58 87.21 Rata-rata 65.59 136.58 10.01 212.18 185.58 26.60 212.18 87.52 Keterangan : (-) tidak diperoleh data komposisi gas alam. Sehingga tidak dapat dihitung energi gas alam, dan efisiensinya.
Kebutuhan gas alam, gas buang dari gas turbin generator dan jumlah uap yang dihasilkan pada ketel uap panas buang dari tanggal 1 Maret hingga 9 Maret jika ditampilkan dalam bentuk grafik dapat dilihat pada Gambar 4.2. berikut. 250.00 200.00 Energi (.103 MJ/jam) 150.00 100.00 50.00 Gas alam Gas buang dari GTG Steam 0.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Tanggal (Maret 2009) Gambar 4.2. Hubungan konsumsi gas alam dan gas buang dari gas turbin generator dengan jumlah uap yang dihasilkan ketel uap panas buang dari tanggal 1 Maret hingga 9 Maret 2009 3. KETEL UAP PAKET I (2007-U) Dari hasil perhitungan audit energi, ketel uap paket I (2007-U) didapatkan nilai efisiensi rata-rata pada bulan Maret sebesar 89.92% dengan rata-rata kehilangan panas sebesar 16.19 x 10 3 MJ/jam. Secara lebih rinci, hasil perhitungan audit energi dapat dilihat pada Tabel 4.3.
Tanggal Tabel 4.3. Neraca energi pada sub sistem ketel uap paket I (2007-U) (x 10 3 MJ/jam) Gas alam Energi Input Udara Air umpan ketel Total energi input Energi Output Steam Panas hilang Total energi output Efisiensi (%) 1 148.49 1.31 8.45 158.26 140.17 18.08 158.26 88.57 2 145.97 1.29 8.53 155.78 140.40 15.38 155.78 90.13 3 144.13 1.28 8.39 153.81 139.10 14.71 153.81 90.44 4 146.02 1.31 8.43 155.75 140.36 15.39 155.75 90.12 5 146.03 1.30 8.46 155.79 140.31 15.48 155.79 90.07 6 147.40 1.33 8.39 157.11 139.79 17.33 157.11 88.97 7 145.91 1.30 8.40 155.62 140.17 15.44 155.62 90.08 8 145.68 1.32 8.45 155.44 140.23 15.21 155.44 90.22 9 146.92 1.32 8.34 156.57 137.24 19.33 156.57 87.65 10 - - - - - - - - 11 - - - - - - - - 12 - - - - - - - - 13 162.37 1.45 9.35 173.17 153.62 19.56 173.17 88.71 14 163.40 1.46 9.36 174.23 156.99 17.23 174.23 90.11 15 161.30 1.45 9.26 172.01 153.37 18.64 172.01 89.16 16 154.93 1.39 9.09 165.41 150.11 15.30 165.41 90.75 17 145.60 1.31 8.63 155.54 140.42 15.12 155.54 90.28 18 145.44 1.30 8.37 155.11 141.05 14.06 155.11 90.94 19 144.59 1.29 8.47 154.35 139.73 14.61 154.35 90.53 20 148.65 1.34 8.58 158.56 143.48 15.08 158.56 90.49 21 145.00 1.30 8.43 154.73 140.49 14.24 154.73 90.80 22 146.46 1.31 8.42 156.19 138.85 17.35 156.19 88.89 23 146.61 1.32 8.64 156.57 142.62 13.95 156.57 91.09 24 148.54 1.33 8.71 158.58 142.59 15.99 158.58 89.92 25 148.67 1.33 8.57 158.57 141.66 16.90 158.57 89.34 26 148.25 1.32 8.50 158.08 142.06 16.02 158.08 89.86 27 147.73 1.32 8.56 157.61 141.44 16.17 157.61 89.74 28 148.32 1.32 8.55 158.19 141.33 16.86 158.19 89.34 29 150.06 1.34 8.59 159.99 142.81 17.19 159.99 89.26 30 149.76 1.33 8.54 159.63 143.06 16.57 159.63 89.62 31 149.69 1.33 8.56 159.59 143.57 16.01 159.59 89.97 Rata-rata 149.00 1.33 8.61 158.94 142.75 16.19 158.94 89.82 Keterangan : (-) tidak diperoleh data komposisi gas alam. Sehingga tidak dapat dihitung energi gas alam, dan efisiensinya. Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa ketel uap beroperasi setiap hari dengan efisiensi diatas 70%. Hal tersebut menandakan bahwa ketel uap paket I masih bekerja dengan baik. Kebutuhan gas alam, udara dan jumlah uap yang dihasilkan pada ketel uap paket I dari tanggal 1 Maret
hingga 9 Maret jika ditampilkan dalam bentuk grafik dapat dilihat pada Gambar 4.3. berikut. Energi (.103 MJ/jam) 150 148 146 144 142 140 138 136 134 132 130 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Tanggal (Maret 2009) Gas alam Steam Gambar 4.3. Hubungan konsumsi gas alam dengan jumlah uap yang dihasilkan ketel uap paket I dari tanggal 1 Maret hingga 9 Maret 2009 4. KETEL UAP PAKET II (2007-UA) Dari hasil perhitungan audit energi pada sub sistem ketel uap paket II didapatkan nilai efisiensi rata-rata bulan Maret sebesar 77.86% dengan jumlah kehilangan panas rata-rata sebesar 40.75 x 10 3 MJ/jam. Dengan nilai efisiensi tersebut maka dapat dikatakan ketel uap paket II masih bekerja dengan baik meskipun jika dibandingkan dengan ketel uap panas buang dan ketel uap paket I. Secara lebih jelas, neraca energi pada sub sistem ketel uap paket II dapat dilihat pada Tabel 4.4.
Tanggal Tabel 4.4. Neraca energi pada sub sistem ketel uap paket II (2007-UA) Gas alam (x 10 3 MJ/jam) Energi Input Udara Air umpan ketel Total energi input Energi Output Steam Panas hilang Total energi output Efisiensi (%) 1 173.02 1.53 8.45 183.00 140.43 42.57 183.00 76.74 2 171.60 1.51 8.41 181.52 136.62 44.90 181.52 75.26 3 169.73 1.51 8.40 179.64 139.39 40.25 179.64 77.60 4 172.63 1.55 8.44 182.62 141.23 41.39 182.62 77.34 5 170.08 1.52 8.16 179.75 136.62 43.13 179.75 76.01 6 168.95 1.53 8.32 178.79 139.07 39.72 178.79 77.78 7 169.18 1.51 8.23 178.92 135.80 43.12 178.92 75.90 8 180.00 1.63 8.72 190.35 144.39 45.96 190.35 75.86 9 175.87 1.58 8.42 185.86 139.71 46.15 185.86 75.17 10 - - - -- - - - - 11 - - - - - - - - 12 - - - - - - - - 13 165.05 1.47 8.68 175.21 137.88 37.33 175.21 78.70 14 167.20 1.49 8.59 177.29 137.59 39.70 177.29 77.61 15 158.72 1.43 7.94 168.08 130.67 37.41 168.08 77.74 16 149.01 1.33 8.25 158.59 136.14 22.45 158.59 85.84 17 162.27 1.45 8.41 172.14 136.76 35.37 172.14 79.45 18 172.61 1.54 8.92 183.07 143.75 39.32 183.07 78.52 19 175.12 1.57 8.79 185.48 143.88 41.60 185.48 77.57 20 177.58 1.60 9.09 188.28 149.32 38.96 188.28 79.31 21 176.14 1.58 9.04 186.76 148.87 37.89 186.76 79.71 22 189.69 1.70 8.75 200.13 146.91 53.22 200.13 73.41 23 173.99 1.56 8.88 184.43 145.80 38.64 184.43 79.05 24 180.55 1.61 9.04 191.21 149.19 42.02 191.21 78.02 25 180.08 1.61 9.01 190.70 149.75 40.95 190.70 78.53 26 181.69 1.62 9.00 192.32 146.51 45.81 192.32 76.18 27 180.75 1.61 8.96 191.32 148.86 42.47 191.32 77.80 28 177.85 1.58 8.84 188.27 148.63 39.64 188.27 78.95 29 177.19 1.59 8.83 187.60 146.44 41.16 187.60 78.06 30 182.01 1.61 9.08 192.70 151.79 40.91 192.70 78.77 31 177.67 1.58 8.99 188.24 149.31 38.94 188.24 79.32 Rata-rata 173.44 1.55 8.67 183.65 142.90 40.75 183.65 77.86 Keterangan : (-) tidak diperoleh data komposisi gas alam. Sehingga tidak dapat dihitung energi gas alam, dan efisiensinya.
Kebutuhan gas alam, udara dan jumlah uap yang dihasilkan pada ketel uap paket II dari tanggal 1 Maret hingga 9 Maret jika ditampilkan dalam bentuk grafik dapat dilihat pada Gambar 4.4. berikut. 200.00 180.00 160.00 Energi (.103 MJ/jam) 140.00 120.00 100.00 80.00 60.00 40.00 20.00 0.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Tanggal (Maret 2009) Gas alam Steam Gambar 4.4. Hubungan konsumsi gas alam dengan jumlah uap yang dihasilkan ketel uap paket II dari tanggal 1 Maret hingga 9 Maret 2009 Jika dibandingkan dengan hasil audit energi yang dilakukan oleh Suryadi (1994) didapatkan nilai efisiensi dari ketel uap panas buang, ketel uap paket I dan ketel uap paket II ternyata berbeda, yaitu masing-masing 74.319%, 74.69% dan 64.16%. Perbedaan nilai efisiensi tersebut karena adanya perbedaan metodologi yang dilakukan dalam kegiatan audit energi ini, terutama dalam hal pengolahan data. Suryadi dalam pengolahan data menggunakan metode perhitungan tidak langsung. Pada metode tidak langsung, semua energi yang hilang dihitung secara lebih rinci baik itu energi yang hilang karena radiasi, konveksi maupun konduksi. Selain itu, pada perhitungan energi flue gas dihitung berdasarkan komposisi komponen yang ada dalam flue gas secara riil. Sedangkan pada kegiatan audit selama bulan Maret 2009 metode perhitungan yang digunakan yaitu metode langsung. Metode tidak langsung tidak dapat digunakan karena kurangnya data di
lapangan, seperti data mengenai komposisi komponen yang ada dalam flue gas dan juga flow kondensat yang dihasilkan dalam proses penyediaan steam. Menurut Council of Industrial Boiler Owners (CIBO), nilai efisiensi ketel uap baru yang biasa digunakan pada industri dengan bahan bakar gas alam yaitu berkisar antara 70-75%. Terdapat beberapa hal yang dapat dilakukan untuk meningkatkan efisiensi kerja ketel uap, yaitu : 1. Mempertahankan kelebihan oksigen dibawah 5% 2. Menurunkan suhu gas buang 3. Menjaga permukaan tube dari kerak, dan 4. Melakukan pengecekan efisiensi ketel uap secara teratur. B. UNIT PROSES PEMBUATAN PUPUK UREA Energi yang dibutuhkan untuk proses produksi urea terdiri dari energi uap, listrik, air, dan energi manusia. Energi uap, listrik dan air disediakan oleh unit penunjang (utility plant). Jumlah masing-masing energi tersebut dapat dilihat pada sub bab sebelumnya. Neraca energi spesifik di urea plant dapat dilihat pada Tabel 4.5. Secara keseluruhan, dari Tabel 4.5. diperoleh nilai efisiensi rata-rata konsumsi energi spesifik untuk pembuatan pupuk urea selama bulan Maret 2009 yaitu sebesar 93.79% dengan rata-rata energi spesifik yang hilang yaitu sebesar 375.98 kj/kg urea. Dimana sebesar 194.20 kj/kg atau 3.19% urea merupakan energi yang kembali ke utility plant dan sebesar 181.78 kj/kg urea atau 2.99 % merupakan energi lain yang hilang karena konduksi, konveksi, dan radiasi.
Tabel 4.5. Neraca energi spesifik (kj/kg urea) pada proses produksi pupuk urea Tanggal Steam dari Utility plant Input Air Listrik umpan ketel Energi manusia Jumlah input Seksi sintesa Seksi dekomposisi Output Seksi recovery Seksi kristalisasi dan prilling Jumlah output Penggunaan lain-lain Kalor yang kembali ke lain-lain utility plant Efisiensi pemakaian energi 1 5,605.64 215.05 16.06 0.00136 5,836.75 2,731.56 326.90 1,308.68 1,166.82 5,533.96 194.92 107.86 94.81% 2 5,679.93 210.45 16.27 0.00138 5,906.64 2,737.33 336.59 1,327.50 1,173.15 5,574.58 187.8 144.27 94.38% 3 7,041.60 206.04 20.18 0.00135 7,267.82 3,382.36 407.39 1,644.73 1,440.80 6,875.28 191.66 200.88 94.60% 4 5,419.72 195.95 15.52 0.00129 5,631.19 2,636.91 319.27 1,265.75 1,125.45 5,347.38 179.57 104.24 94.96% 5 5,636.33 218.38 16.14 0.00137 5,870.85 2,852.00 315.41 1,314.48 1,175.68 5,657.58 180.43 32.85 96.37% 6 5,793.79 225.22 16.60 0.00142 6,035.60 2,929.79 323.21 1,351.54 1,207.89 5,812.43 209.35 13.82 96.30% 7 6,024.52 233.05 17.26 0.00146 6,274.83 3,016.37 341.04 1,407.18 1,241.22 6,005.81 197.56 71.46 95.71% 8 5,667.48 218.57 16.24 0.00136 5,902.29 2,866.48 321.58 1,325.42 1,166.75 5,680.23 194.37 27.69 96.24% 9 8,164.55 211.16 23.38 0.00131 8,399.09 4,098.56 452.76 1,909.74 1,633.23 8,094.30 192.27 112.52 96.37% 10 7,398.18 273.01 21.19 0.00179 7,692.38 3,720.93 417.05 1,733.19 1,474.62 7,345.79 241.66 104.93 95.49% 11 4,946.77 193.21 14.35 0.00119 5,154.33 2,542.25 293.80 1,175.26 1,020.50 5,031.82 121.10 1.40 97.62% 12 5,167.91 200.66 14.80 0.00126 5,383.37 2,620.00 300.75 1,211.57 1,055.01 5,187.34 184.78 11.26 96.36% 13 5,384.84 211.18 15.42 0.00132 5,611.44 2,722.58 310.11 1,260.24 1,104.01 5,396.94 201.91 12.59 96.18% 14 5,409.20 213.49 15.49 0.00133 5,638.18 2,535.45 335.78 1,267.63 1,103.77 5,242.63 200.19 195.37 92.98% 15 5,606.86 216.71 16.03 0.00137 5,839.59 2,517.57 358.88 1,311.99 1,142.15 5,330.58 208.64 300.37 91.28% 16 5,442.12 212.35 15.57 0.00133 5,670.05 2,481.81 342.27 1,272.56 1,120.80 5,217.44 203.95 248.66 92.02% 17 5,601.95 217.72 16.04 0.00137 5,835.71 2,546.69 357.73 1,314.12 1,132.40 5,350.95 198.54 286.22 91.69% 18 5,706.25 222.43 16.34 0.00140 5,945.02 2,734.39 345.04 1,336.62 1,160.27 5,576.32 184.85 183.85 93.80% 19 5,862.02 228.69 16.78 0.00144 6,107.49 2,639.18 374.66 1,374.25 1,183.84 5,571.93 182.48 353.08 91.23% 20 5,622.08 219.93 16.09 0.00138 5,858.09 2,601.32 350.78 1,316.20 1,145.64 5,413.93 179.86 264.30 92.42% 21 5,559.50 216.98 15.90 0.00136 5,792.38 2,562.68 348.75 1,301.44 1,132.62 5,345.49 187.92 258.98 92.28%
Lanjutan Tabel 4.5. Neraca energi spesifik (kj/kg urea) pada proses produksi pupuk urea Tanggal Steam dari Utility plant Listrik Input Air umpan ketel Energi manusia Jumlah input Seksi sintesa Seksi dekomposisi Output Seksi recovery Seksi kristalisasi dan prilling Jumlah output Penggunaan lain-lain Kalor yang kembali ke utility plant lain-lain Efisiensi pemakaian energi 22 5,388.37 210.96 15.42 0.00132 5,614.76 2,473.74 340.49 1,262.44 1,100.19 5,176.85 190.07 247.84 92.20% 23 5,584.54 217.62 15.98 0.00137 5,818.14 2,578.64 349.17 1,307.40 1,139.05 5,374.26 184.03 259.85 92.37% 24 5,658.47 218.27 16.21 0.00139 5,892.95 2,592.82 355.41 1,325.79 1,153.90 5,427.93 198.36 266.66 92.11% 25 5,505.40 215.50 15.77 0.00135 5,736.67 2,525.26 344.11 1,288.41 1,133.20 5,290.98 195.1 250.59 92.23% 26 5,607.12 220.03 16.03 0.00138 5,843.18 2,578.34 354.08 1,313.67 1,134.96 5,381.05 189.88 272.25 92.09% 27 5,592.43 220.44 15.99 0.00138 5,828.86 2,582.90 345.63 1,306.14 1,153.56 5,388.23 196.62 244.01 92.44% 28 6,223.49 245.39 17.82 0.00154 6,486.70 2,895.42 382.95 1,457.81 1,257.27 5,993.45 194.75 298.49 92.40% 29 6,208.89 244.00 17.77 0.00154 6,470.66 2,890.39 379.56 1,452.34 1,262.42 5,984.71 209.52 276.43 92.49% 30 6,394.08 248.04 18.30 0.00159 6,660.43 3,016.64 387.62 1,497.47 1,289.15 6,190.88 221.59 247.95 92.95% 31 6,310.52 245.97 18.07 0.00156 6,574.55 2,991.07 381.84 1,478.42 1,272.26 6,123.59 216.46 234.51 93.14% Rata-rata 5,845.63 220.85 16.74 0.00140 6,083.23 2,793.59 351.63 1,368.39 1,193.63 5,707.25 194.20 181.78 93.79%
Data pada Tabel 4.5. jika ditampilkan dalam bentuk grafik dapat dilihat pada Gambar 4.5. berikut. 7,000 6,000 Energi spesifik (kj/kg urea) 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 Input energi Seksi sintesa Seksi dekomposisi/purifikasi Seksi recovery Seksi kristalisasi dan prilling Energi yang hilang 0 Gambar 4.5. Konsumsi energi spesifik secara keseluruhan selama bulan Maret 2009 Dari Gambar 4.5. dapat dilihat bahwa rata-rata konsumsi energi terbesar pada proses produksi pupuk urea terdapat di seksi sintesa, yaitu sebesar 2,793.59 kj/kg urea atau 45.92%. Sedangkan penggunaan energi spesifik di seksi dekomposisi/purifikasi, seksi recovery dan seksi kristalisasi dan prilling berturut-turut sebesar 351.63 kj/kg urea, 1,368.39 kj/kg urea, dan 1,193.63 kj/kg urea atau 5.78%, 22.49%, dan 19.62%. Rincian penggunaan energi spesifik pada masing-masing seksi dapat dilihat pada sub bab selanjutnya. Sedangkan jumlah produksi pupuk urea serta jumlah karbondioksida (CO 2 ) dan ammonia (NH 3 ) selama bulan Maret 2009 dapat dilihat pada Tabel 4.6.
Tabel 4.6. Jumlah produksi pupuk urea serta jumlah karbondioksida (CO 2 ) dan ammonia (NH 3 ) selama bulan Maret 2009 Tanggal Bahan baku (kg) Produk yang dihasilkan CO2 NH3 Urea (kg) Material yang hilang (kg) Rasio produk terhadap bahan baku 1 1,226,016 1,086,169.38 1,435,000 877,185.38 62.06% 2 1,177,308 1,029,130.80 1,413,000 793,438.80 64.04% 3 1,251,756 1,100,833.80 1,439,000 913,589.80 61.17% 4 1,243,836 1,098,675.00 1,505,000 837,511.00 64.25% 5 1,198,692 1,039,308.00 1,422,000 816,000.00 63.54% 6 1,199,484 1,090,039.80 1,375,000 914,523.80 60.06% 7 1,200,672 1,091,890.20 1,330,000 962,562.20 58.01% 8 1,445,796 1,057,349.40 1,429,000 1,074,145.40 57.09% 9 1,207,800 1,091,890.20 1,487,000 812,690.20 64.66% 10 1,152,756 1,004,304.60 1,090,000 1,067,060.60 50.53% 11 1,189,584 1,035,761.40 1,630,000 595,345.40 73.25% 12 1,206,216 1,062,438.00 1,549,000 719,654.00 68.28% 13 1,208,988 1,077,241.20 1,479,000 807,229.20 64.69% 14 1,313,136 1,024,350.60 1,464,000 873,486.60 62.63% 15 1,213,740 1,061,512.80 1,425,000 850,252.80 62.63% 16 1,206,612 1,069,685.40 1,461,000 815,297.40 64.18% 17 1,201,860 1,031,135.40 1,422,000 810,995.40 63.68% 18 1,196,712 1,059,354.00 1,388,000 868,066.00 61.52% 19 1,163,448 1,037,935.62 1,356,000 845,383.62 61.60% 20 1,195,920 1,061,358.60 1,412,000 845,278.60 62.55% 21 1,217,304 1,049,793.60 1,429,500 837,597.60 63.05% 22 1,225,620 1,076,624.40 1,478,500 823,744.40 64.22% 23 1,414,908 1,074,465.60 1,426,000 1,063,373.60 57.28% 24 1,205,820 1,019,107.80 1,397,000 827,927.80 62.79% 25 1,209,384 1,005,229.80 1,437,000 777,613.80 64.89% 26 1,216,116 1,040,495.34 1,413,000 843,611.34 62.62% 27 1,149,984 1,017,565.80 1,411,000 756,549.80 65.10% 28 1,068,408 933,064.20 1,260,500 740,972.20 62.98% 29 1,072,764 916,102.20 1,265,000 723,866.20 63.60% 30 1,077,120 937,212.18 1,227,000 787,332.18 60.91% 31 1,077,912 919,340.40 1,247,000 750,252.40 62.44% Jumlah 37,335,672 32,199,365.52 43,502,500 26,032,537.52 62.56% Dari Tabel 4.6. terlihat ada material yang hilang selama bulan Maret 2009, yaitu sebesar 26,032,537.52 kg. Material yang hilang tersebut sebagian besar merupakan larutan recycle yang sebenarnya tidak hilang ke luar atau terbuang tetapi digunakan kembali sebagai umpan reaktor di seksi sintesa. Sedangkan sebagian kecil merupakan material yang hilang pada saat di prilling tower. Besarnya jumlah material yang hilang di prilling tower tidak dapat dihitung berapa jumlahnya dikarenakan kurangnya data di lapangan.
1. SEKSI SINTESA Pada seksi sintesa, energi yang masuk dari utility plant berupa uap bertekanan 42 kg/cm 2 yang sebagian besar digunakan oleh kompresor. Berdasarkan audit energi yang dilakukan diperoleh rata-rata efisiensi pada seksi sintesa adalah sebesar 39.54% dengan rata-rata nilai energi yang hilang sebesar 4,265.37 kj/kg urea. Energi yang hilang tersebut sebenarnya digunakan kembali sebagai input energi pada seksi dekomposisi/purifikasi. Namun, dalam audit ini energi tersebut dianggap sebagai energi yang hilang. Rincian penggunaan energi di seksi sintesa dapat dilihat pada Tabel 4.7. Tabel 4.7. Neraca energi pada seksi sintesa (kj/kg urea) Energi yang dikonsumsi (kj/kg urea) Total konsumsi energi Energi Tanggal Uap Listrik Energi manusia (kj/kg urea) yang hilang Efisiensi 1 2,659.56 72 0.00035 2,731.56 4,039.30 40.34% 2 2,665.33 72 0.00035 2,737.33 4,122.09 39.91% 3 3,310.36 72 0.00035 3,382.36 5,105.53 39.85% 4 2,564.91 72 0.00035 2,636.91 3,910.10 40.28% 5 2,780.00 72 0.00035 2,852.00 3,954.84 41.90% 6 2,857.79 72 0.00035 2,929.79 4,067.97 41.87% 7 2,944.37 72 0.00035 3,016.37 4,254.94 41.48% 8 2,794.48 72 0.00035 2,866.48 3,978.97 41.87% 9 4,026.56 72 0.00035 4,098.56 5,729.95 41.70% 10 3,648.93 72 0.00035 3,720.93 5,192.06 41.75% 11 2,470.25 72 0.00035 2,542.25 3,516.07 41.96% 12 2,548.00 72 0.00035 2,620.00 3,627.93 41.93% 13 2,650.58 72 0.00035 2,722.58 3,783.66 41.85% 14 2,463.45 72 0.00035 2,535.45 4,000.01 38.80% 15 2,445.57 72 0.00035 2,517.57 4,250.59 37.20% 16 2,409.81 72 0.00035 2,481.81 4,091.37 37.76% 17 2,474.69 72 0.00035 2,546.69 4,218.50 37.64% 18 2,662.39 72 0.00035 2,734.39 4,155.69 39.69% 19 2,567.18 72 0.00035 2,639.18 4,436.16 37.30% 20 2,529.32 72 0.00035 2,601.32 4,186.77 38.32% 21 2,490.68 72 0.00035 2,562.68 4,149.99 38.18% 22 2,401.74 72 0.00035 2,473.74 4,036.08 38.00% 23 2,506.64 72 0.00035 2,578.64 4,164.71 38.24% 24 2,520.82 72 0.00035 2,592.82 4,240.86 37.94% 25 2,453.26 72 0.00035 2,525.26 4,125.52 37.97% 26 2,506.34 72 0.00035 2,578.34 4,190.92 38.09% 27 2,510.90 72 0.00035 2,582.90 4,168.82 38.26% 28 2,823.42 72 0.00035 2,895.42 4,612.38 38.57% 29 2,818.39 72 0.00035 2,890.39 4,599.02 38.59% 30 2,944.64 72 0.00035 3,016.64 4,694.73 39.12% 31 2,919.07 72 0.00035 2,991.07 4,621.01 39.29% Rata-rata 2,721.59 72 0.00035 2,793.59 4,265.37 39.54%
Jika data pada Tabel 4.7. digambarkan dalam bentuk grafik dapat dilihat pada Gambar 4.6. 4,500.00 4,000.00 3,500.00 Energi (kj/kg urea) 3,000.00 2,500.00 2,000.00 1,500.00 Uap Listrik Manusia Energi yang hilang 1,000.00 500.00 0.00 Gambar 4.6. Neraca energi di seksi sintesa selama bulan Maret 2009 2. SEKSI DEKOMPOSISI/ PURIFIKASI Seperti terlihat pada Tabel 4.5., rata-rata konsumsi energi pada seksi dekomposisi/purifikasi adalah yang terkecil dibandingkan dengan seksi lainnya, yaitu sebesar 351.63 kj/kg urea atau 5.78%. Hal ini dikarenakan pada seksi dekomposisi/purifikasi banyak energi yang dimanfaatkan kembali seperti panas larutan keluaran high pressure decomposer (DA-201) dimanfaatkan sebagai tambahan energi dekomposisi ammonium karbamat di low pressure decomposer (DA-202). Sehingga, berdasarkan audit energi pada bulan Maret 2009 diperoleh efisiensi sebesar 43.39% dengan besarnya energi yang hilang yaitu sebesar 459.33 kj/kg urea. Perincian energi pada seksi dekomposisi/purifikasi dapat dilihat pada Tabel 4.8.
Tabel 4.8. Neraca energi pada seksi dekomposisi/purifikasi (kj/kg urea) Tanggal Energi yang dikonsumsi (kj/kg urea) Total konsumsi energi Energi Uap Listrik Energi manusia (kj/kg urea) yang hilang Efisiensi 1 295.98 30.92 0.00035 326.90 450.33 42.06% 2 305.67 30.92 0.00035 336.59 452.04 42.68% 3 376.47 30.92 0.00035 407.39 563.61 41.96% 4 288.35 30.92 0.00035 319.27 432.64 42.46% 5 284.49 30.92 0.00035 315.41 455.21 40.93% 6 292.29 30.92 0.00035 323.21 468.73 40.81% 7 310.12 30.92 0.00035 341.04 481.51 41.46% 8 290.66 30.92 0.00035 321.58 450.35 41.66% 9 421.84 30.92 0.00035 452.76 643.25 41.31% 10 386.13 30.92 0.00035 417.05 576.38 41.98% 11 262.88 30.92 0.00035 293.80 387.93 43.10% 12 269.83 30.92 0.00035 300.75 402.61 42.76% 13 279.19 30.92 0.00035 310.11 423.49 42.27% 14 304.86 30.92 0.00035 335.78 421.14 44.36% 15 327.96 30.92 0.00035 358.88 435.92 45.15% 16 311.35 30.92 0.00035 342.27 428.36 44.41% 17 326.81 30.92 0.00035 357.73 431.57 45.32% 18 314.12 30.92 0.00035 345.04 445.07 43.67% 19 343.74 30.92 0.00035 374.66 452.72 45.28% 20 319.86 30.92 0.00035 350.78 438.19 44.46% 21 317.83 30.92 0.00035 348.75 432.60 44.63% 22 309.57 30.92 0.00035 340.49 419.17 44.82% 23 318.25 30.92 0.00035 349.17 435.47 44.50% 24 324.49 30.92 0.00035 355.41 441.57 44.59% 25 313.19 30.92 0.00035 344.11 433.73 44.24% 26 323.16 30.92 0.00035 354.08 432.95 44.99% 27 314.71 30.92 0.00035 345.63 442.50 43.85% 28 352.03 30.92 0.00035 382.95 484.32 44.16% 29 348.64 30.92 0.00035 379.56 487.08 43.80% 30 356.70 30.92 0.00035 387.62 497.84 43.78% 31 350.92 30.92 0.00035 381.84 490.92 43.75% Rata-rata 320.71 30.92 0.00 351.63 459.33 43.39% Data pada Tabel 4.8. jika digambarkan dalam bentuk grafik dapat dilihat pada Gambar 4.7.
Energi (kj/kg urea) 500.00 450.00 400.00 350.00 300.00 250.00 200.00 150.00 100.00 50.00 0.00 Uap Listrik Manusia Energi yang hilang Gambar 4.7. Neraca energi pada seksi dekomposisi/purifikasi selama bulan Maret 2009 3. SEKSI RECOVERY Konsumsi energi di seksi recovery cukup besar yaitu 22.49% atau 1,368.39 kj/kg urea. Dimana bentuk energi yang paling besar adalah energi uap. Berdasarkan audit energi yang dilakukan pada bulan Maret 2009 diperoleh nilai efisiensi rata-rata pada seksi ini yaitu sebesar 39.97% dengan energi yang hilang yaitu sebesar 2,055.04 kj/kg urea. seperti halnya pada seksi sintesa dan dekomposisi/purifikasi, energi yang hilang pada seksi recovery merupakan energi input bagi proses selanjutnya. Sehingga nilai efisiensi yang kecil tersebut bukan menunjukkan bahwa proses tidak efisien. Rincian energi pada seksi recovery dapat dilihat pada Tabel 4.9.
Tabel 4.9. Neraca energi pada seksi recovery (kj/kg urea) Tanggal Energi yang dikonsumsi (kj/kg urea) Total konsumsi energi Energi Uap Listrik Energi manusia (kj/kg urea) yang hilang Efisiensi 1 1306.49 2.19 0.00035 1,308.68 1,974.77 39.86% 2 1325.31 2.19 0.00035 1,327.50 1,999.13 39.91% 3 1642.54 2.19 0.00035 1,644.73 2,480.64 39.87% 4 1263.56 2.19 0.00035 1,265.75 1,907.34 39.89% 5 1312.29 2.19 0.00035 1,314.48 1,985.91 39.83% 6 1349.35 2.19 0.00035 1,351.54 2,042.56 39.82% 7 1404.99 2.19 0.00035 1,407.18 2,121.29 39.88% 8 1323.23 2.19 0.00035 1,325.42 1,995.27 39.91% 9 1907.55 2.19 0.00035 1,909.74 2,871.13 39.95% 10 1731.00 2.19 0.00035 1,733.19 2,599.15 40.01% 11 1173.07 2.19 0.00035 1,175.26 1,759.17 40.05% 12 1209.38 2.19 0.00035 1,211.57 1,815.91 40.02% 13 1258.05 2.19 0.00035 1,260.24 1,892.85 39.97% 14 1265.44 2.19 0.00035 1,267.63 1,899.87 40.02% 15 1309.80 2.19 0.00035 1,311.99 1,966.07 40.02% 16 1270.37 2.19 0.00035 1,272.56 1,911.82 39.96% 17 1311.93 2.19 0.00035 1,314.12 1,965.32 40.07% 18 1334.43 2.19 0.00035 1,336.62 2,004.24 40.01% 19 1372.06 2.19 0.00035 1,374.25 2,056.49 40.06% 20 1314.01 2.19 0.00035 1,316.20 1,973.34 40.01% 21 1299.25 2.19 0.00035 1,301.44 1,950.53 40.02% 22 1260.25 2.19 0.00035 1,262.44 1,891.78 40.02% 23 1305.21 2.19 0.00035 1,307.40 1,960.32 40.01% 24 1323.60 2.19 0.00035 1,325.79 1,988.14 40.01% 25 1286.22 2.19 0.00035 1,288.41 1,935.93 39.96% 26 1311.48 2.19 0.00035 1,313.67 1,965.70 40.06% 27 1303.95 2.19 0.00035 1,306.14 1,964.64 39.93% 28 1455.62 2.19 0.00035 1,457.81 2,185.23 40.02% 29 1450.15 2.19 0.00035 1,452.34 2,180.79 39.97% 30 1495.28 2.19 0.00035 1,497.47 2,245.01 40.01% 31 1476.23 2.19 0.00035 1,478.42 2,215.99 40.02% Rata-rata 1,366.20 2.19 0.00035 1,368.39 2,055.04 39.97% Data pada Tabel 4.9. jika digambarkan dalam bentuk grafik dapat dilihat pada Gambar 4.8.
2,500.00 2,000.00 Energi (kj/kg urea) 1,500.00 1,000.00 500.00 Uap Listrik Manusia Energi yang hilang 0.00 Gambar 4.8. Neraca energi pada seksi recovery selama bulan Maret 2009 4. SEKSI KRISTALISASI DAN PRILLING Pada seksi ini, rata-rata energi yang dikonsumsi yaitu sebesar 1,193.63 kj/kg urea atau 19.62%. Dimana penggunaan energi terbanyak yaitu energi uap sebesar 1,110.77 kj/kg. Berdasarkan audit energi yang dilakukan pada bulan Maret 2009 diperoleh nilai efisiensi pada seksi ini yaitu sebesar 75.53% dengan besarnya energi yang hilang yaitu sebesar 387.09 kj/kg urea. Perincian energi pada seksi kristalisasi dan prilling dapat dilihat pada Tabel 4.10. Tabel 4.10. Neraca energi pada seksi kristalisasi dan prilling (kj/kg urea) Tanggal Energi yang dikonsumsi (kj/kg urea) Total konsumsi energi Energi Uap Listrik Energi manusia (kj/kg urea) yang hilang Efisiensi 1 1,083.96 82.86 0.00035 1,166.82 380.28 75.42% 2 1,090.29 82.86 0.00035 1,173.15 381.39 75.47% 3 1,357.94 82.86 0.00035 1,440.80 475.76 75.18% 4 1,042.59 82.86 0.00035 1,125.45 365.14 75.50% 5 1,092.82 82.86 0.00035 1,175.68 384.60 75.35% 6 1,125.03 82.86 0.00035 1,207.89 396.06 75.31% 7 1,158.36 82.86 0.00035 1,241.22 406.42 75.33% 8 1,083.89 82.86 0.00035 1,166.75 379.90 75.44% 9 1,550.37 82.86 0.00035 1,633.23 542.21 75.08% 10 1,391.76 82.86 0.00035 1,474.62 485.33 75.24% 11 937.64 82.86 0.00035 1,020.50 326.46 75.76% 12 972.15 82.86 0.00035 1,055.01 339.01 75.68%
Lanjutan Tabel 4.10. Neraca energi pada seksi kristalisasi dan prilling (kj/kg urea) Tanggal Energi yang dikonsumsi (kj/kg urea) Total konsumsi energi Energi Uap Listrik Energi manusia (kj/kg urea) yang hilang Efisiensi 13 1,021.15 82.86 0.00035 1,104.01 356.92 75.57% 14 1,020.91 82.86 0.00035 1,103.77 354.60 75.69% 15 1,059.29 82.86 0.00035 1,142.15 367.05 75.68% 16 1,037.94 82.86 0.00035 1,120.80 361.08 75.63% 17 1,049.54 82.86 0.00035 1,132.40 363.03 75.72% 18 1,077.41 82.86 0.00035 1,160.27 374.82 75.58% 19 1,100.98 82.86 0.00035 1,183.84 380.92 75.66% 20 1,062.78 82.86 0.00035 1,145.64 369.03 75.64% 21 1,049.76 82.86 0.00035 1,132.62 364.27 75.66% 22 1,017.33 82.86 0.00035 1,100.19 352.93 75.71% 23 1,056.19 82.86 0.00035 1,139.05 366.74 75.64% 24 1,071.04 82.86 0.00035 1,153.90 371.88 75.63% 25 1,050.34 82.86 0.00035 1,133.20 365.60 75.61% 26 1,052.10 82.86 0.00035 1,134.96 364.30 75.70% 27 1,070.70 82.86 0.00035 1,153.56 373.20 75.56% 28 1,174.41 82.86 0.00035 1,257.27 407.79 75.51% 29 1,179.56 82.86 0.00035 1,262.42 410.44 75.46% 30 1,206.29 82.86 0.00035 1,289.15 419.20 75.46% 31 1,189.40 82.86 0.00035 1,272.26 413.33 75.48% Rata-rata 1,110.77 82.86 0.00 1,193.63 387.09 75.53% Data pada Tabel 4.10. jika digambarkan dalam bentuk grafik dapat dilihat pada Gambar 4.9. 1,200.00 Energi spesifik (kj/kg urea) 1,000.00 800.00 600.00 400.00 200.00 Uap Listrik Manusia Energi yang hilang 0.00 Gambar 4.9. Neraca energi pada seksi kristalisasi dan prilling selama bulan Maret 2009
Berdasarkan pengolahan data-data produksi selama bulan Maret 2009 diketahui bahwa untuk memproduksi 1 kg urea dibutuhkan energi sebesar 6,083.23 kj (Tabel 4.7.) atau setara dengan 5.77 MMBTU/MT. Sejumlah energi tersebut diperoleh dari uap bertekanan 42 kg/cm 2 sebesar 5,845.63 kj yang berasal dari utility plant. Sebesar 220.85 kj diperoleh dari energi listrik. Sebesar 16.74 kj diperoleh dari energi yang terkandung dalam air umpan ketel. Sisanya sebesar 0.0014 kj diperoleh dari energi manusia. Jika dibandingkan dengan konsumsi energi per metrik ton di PT. PUPUK KUJANG 1A (Tabel 2.7.) maka nilai konsumsi energi pada saat dilakukan audit jauh lebih kecil. Hal ini dikarenakan energi yang dihitung pada saat audit hanya mencakup sebagian kecil proses, yaitu hanya menghitung kebutuhan energi di empat seksi pembuatan urea. Sedangkan nilai konsumsi energi yang tersaji pada Tabel 2.7. merupakan jumlah energi yang dikonsumsi oleh seluruh pabrik yang menjadi satu kesatuan dalam proses pembuatan pupuk urea, yaitu meliputi unit utility, ammonia dan urea secara keseluruhan. Hasil penelitian sebelumnya oleh Suryadi (1994) diperoleh data untuk memproduksi 1 kg urea dibutuhkan energi sebesar 1,237.04 kkal atau setara dengan 5,179.239 kj. Sejumlah energi tersebut diperoleh dari energi uap bertekanan 42 kg/cm 2 sebesar 975.58 kkal atau setara dengan 4,084.558 kj yang berasal dari unit penunjang (utility). Sebesar 46.08 kkal atau setara dengan 192.928 kj diperoleh dari energi listrik. Sisanya yaitu sebesar 215.38 kkal atau setara dengan 901.753 kj didapatkan dari energi yang terkandung di dalam air pengumpan ketel. Jika dibandingkan antara hasil penelitian ini dengan hasil penelitian oleh Suryadi pada tahun 1994, ternyata konsumsi energi pada kondisi pabrik saat ini lebih besar dibandingkan dengan kondisi pabrik pada tahun 1994. Perbedaan nilai tersebut dikarenakan adanya perbedaan metodologi perhitungan yang digunakan serta adanya perbedaan komposisi gas alam yang diterima oleh PT. PUPUK KUJANG 1A. Hasil penelitian Razi (1996) di PUSRI I-B diperoleh data untuk memproduksi 1 kg urea dibutuhkan energi sebesar 896.61 kkal atau setara
dengan 3,597.717 kj. Jika dibandingkan antara hasil penelitian Suryadi (1994) di PT. PUPUK KUJANG 1A dengan Razi (1996) di PUSRI 1B diperoleh nilai konsumsi energi di PT. PUPUK KUJANG 1A lebih besar. Karakteristik aliran material dan aliran energi berdasarkan data-data yang disajikan pada Tabel 4.5. dan Tabel 4.6. dapat dilihat pada Gambar 4.10. dan Gambar 4.11. CO 2 = 37,335,672 kg NH 3 = 32,199,365.52 kg UREA PLANT Urea = 43,502,500 kg Material yang hilang = 14,239.23 kg Gambar 4.10. Karakteristik aliran material di urea plant Steam = 253,243.86 x 10 3 MJ Listrik = 9,558.07 x 10 3 MJ Gas alam = 275,357.92 x 10 3 BFW = 18,334.32 x 10 3 MJ UTILITY PLANT UREA PLANT Energi terpakai = 247,315.55 x 10 3 MJ Energi yang hilang = 7,807.84 x 10 3 MJ Manusia = 34.95 MJ Manusia = 25.42 MJ BFW = 725,288.53 MJ Energi yang kembali ke utility plant = 8,403.897 x 10 3 MJ Gambar 4.11. Karakteristik aliran energi dalam proses pembuatan pupuk urea Dari Gambar 4.10. terlihat bahwa perbandingan massa urea dengan massa bahan bakunya, yaitu CO 2 dan NH 3 sebesar 62.56%. Penelitian sebelumnya oleh Suryadi (1994) diperoleh 74.07%. Perbedaan nilai tersebut disebabkan karena produksi pupuk urea tidak selalu sama sepanjang tahun dan
kondisi riil di pabrik. Sedangkan sebesar 37.44% material yang hilang disebabkan oleh adanya hidrolisa urea, hasil dekomposisi yaitu amonium karbamat, biuret, air, CO 2 dan ammonia berlebih di seksi dekomposisi/purifikasi, urea yang tercecer di daerah prilling tower dan urea yang terbuang ke atmosfir dalam bentuk debu di prilling tower. C. UNIT UTILITAS PENDUKUNG PROSES PRODUKSI PUPUK UREA Dalam proses produksi pupuk urea selain dibutuhkan energi primer seperti gas alam, juga dibutuhkan utilitas pendukung yaitu uap dan kondensat uap, listrik, manusia, air panas dan air pendingin. Kebutuhan energi uap dan kondensat uap telah dijelaskan pada sub bab sebelumnya (Tabel 4.5.). Dari sejumlah 253,243.86 x 10 3 MJ uap bertekanan 42 kg/cm 2 dari utility plant yang masuk ke urea plant selama bulan Maret 2009, selanjutnya digunakan untuk menggerakkan kompresor, pompa dan digunakan sebagai pemanas pada tiap seksi/tahapan proses produksi. Uap 42 kg/cm 2 tersebut selanjutnya sebagian diturunkan tekanannya menjadi 12 kg/cm 2. Dari uap bertekanan 12 kg/cm 2 sebagian diturunkan kembali menjadi bertekanan 7 kg/cm 2 dan uap bertekanan 7 kg/cm 2 sebagian diturunkan kembali menjadi bertekanan 4 kg/cm 2 (kondensat uap). Uap bertekanan 42 kg/cm 2 yang digunakan di urea plant yaitu sebesar 240,210,418.71 MJ. Sebesar 16,685,955.11 MJ merupakan uap bertekanan 12 kg/cm 2, sebesar 52,766,175.34 MJ merupakan uap bertekanan 7 kg/cm 2 dan sebesar 239,961,613.06 MJ merupakan uap bertekanan 4 kg/cm 2. Sehingga total uap dan kondensat uap di unit utilitas pendukung proses produksi pupuk urea yaitu sebesar 549,624,162.21 MJ. Dimana sebesar 8,403,896.94 MJ merupakan kalor (kondensat uap) yang kembali ke utility plant, sebesar 310,485,842.03 MJ merupakan energi yang hilang di seksi sintesa, dekomposisi/purifikasi, recovery, dan kristalisasi dan prilling karena konduksi, konveksi dan radiasi. Sedangkan sebesar 5,701,644.67 MJ merupakan energi yang tidak terdeteksi dikarenakan kurangnya data di lapangan. Seperti halnya energi pada proses penyediaan air pendingin dan air panas.
Secara lebih rinci, penggunaan uap bertekanan 42 kg/cm 2, uap bertekanan 12 kg/cm 2, uap bertekanan 7 kg/cm 2 dan uap bertekanan 4 kg/cm 2 (kondensat uap) dapat dilihat pada Lampiran 11. Sedangkan penomoran langkah proses penyediaan uap air dan kondensat uap (steam condensate) dapat dilihat pada Gambar 4.12. Selain uap, energi listrik juga diperlukan dalam proses produksi pupuk urea. Energi listrik ini dihasilkan oleh gas turbin generator HITACHI (2006-J) dan digunakan untuk menggerakkan motor listrik. Penggunaan energi listrik oleh urea plant disajikan pada Tabel 4.11. Tabel 4.11. Penyediaan listrik dan penggunaannya di urea plant Tanggal Produksi Penggunaan oleh urea plant Mwatt Mjoule Mwatt Mjoule % 1 186.8 672,480 85.72 308,592 45.89 2 182.8 658,080 82.6 297,360 45.19 3 179.2 645,120 82.36 296,496 45.96 4 185.8 668,880 81.92 294,912 44.09 5 199.4 717,840 86.26 310,536 43.26 6 196.8 708,480 86.02 309,672 43.71 7 191 687,600 86.1 309,960 45.08 8 189.6 682,560 86.76 312,336 45.76 9 191.6 689,760 87.22 313,992 45.52 10 191.2 688,320 82.66 297,576 43.23 11 195.6 704,160 87.48 314,928 44.72 12 195.6 704,160 86.34 310,824 44.14 13 196.8 708,480 86.76 312,336 44.09 14 192.2 691,920 86.82 312,552 45.17 15 189 680,400 85.78 308,808 45.39 16 196.6 707,760 86.18 310,248 43.84 17 198.8 715,680 86 309,600 43.26 18 195.8 704,880 85.76 308,736 43.80 19 195.4 703,440 86.14 310,104 44.08 20 194.8 701,280 86.26 310,536 44.28 21 189.8 683,280 86.16 310,176 45.40 22 189 680,400 86.64 311,904 45.84 23 194.8 701,280 86.2 310,320 44.25 24 194.4 699,840 84.7 304,920 43.57 25 197.4 710,640 86.02 309,672 43.58 26 192 691,200 86.36 310,896 44.98 27 198 712,800 86.4 311,040 43.64 28 191.6 689,760 85.92 309,312 44.84 29 190 684,000 85.74 308,664 45.13 30 198.6 714,960 84.54 304,344 42.57 31 199.6 718,560 85.2 306,720 42.69
Gambar 4.12. Penomoran langkah proses penyediaan uap air dan kondensat uap (steam condensate)
Dari Tabel 4.11. dapat dilihat pemakaian energi listrik rata-rata oleh urea plant pada bulan Maret 2009 yaitu 308,324.90 MJoule atau sekitar 44.42%. Sedangkan pemakaian oleh motor listrik dapat dilihat pada Lampiran 3. Tabel 4.11. jika ditampilkan dalam bentuk grafik dapat dilihat pada Gambar 4.13. Energi (MJ) 800,000 700,000 600,000 500,000 400,000 300,000 200,000 100,000 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 Tanggal (Maret 2009) Produksi listrik Konsumsi listrik oleh urea plant Gambar 4.13. Hubungan produksi listrik dengan konsumsi oleh urea plant selama bulan Maret 2009 Pada industri pupuk urea, energi manusia ikut berperan penting terhadap berlangsungnya proses produksi. Dalam satu hari terdapat 3 shift kerja dengan tiap shift terdiri dari 8 orang operator yang bertugas di urea plant dan 11 orang operator yang bertugas di utility plant. Konsumsi energi manusia pada proses produksi pupuk urea dapat dilihat pada Tabel 4.12. Tabel 4.12. Konsumsi energi manusia pada proses produksi pupuk urea Lokasi pekerjaan Jumlah (orang) Jam kerja (Jam/hari) Konsumsi energi per hari (MJ) Konsumsi energi bulan Maret 2009 (MJ) Urea plant 24 8 0.82 25.42 Utility plant 33 8 1.13 34.95 Jumlah 1.95 60.36