BAB IV ANALISIS DAN PENGOLAHAN DATA 4.1 Pengamatan Data Dari data pengamatan yang dilakukan meliputi : 4.1.1 Data Primer Observasi dan wawancara dilakukan dilapangan dengan pejabat yang kompeten yang meliputi Senior Supervisor, Shift Supervisor, Panelman serta Operator yang menangani operasional Boiler. 4.1.2 Data Sekunder Berisi tentang data yang diperoleh dari pengamatan data logsheet/daily report operasional Boiler, baik dari Panel Control Room maupun DCS serta data lapangan. 4.1.3 Data Operasional/Logsheet Berawal dari proses menghilangkan mineral positif dan negative di Demineralization Plant sebelum menjadi feedwater, selanjutnya masuk le steam drum. Sumber panas berasal dari fuel gas, dibarengi combustion air dari FDF. Uap terbentuk di steam drum dalam bentuk saturated steam. Untuk menjadikan steam superheated dibutuhkan peralatan berupa superheater. Steam superheated siap dipakai sebagai penggerak, pemanas dan membantu proses. 75
Tabel 4.1 : Data Operasional HHP Boiler VI 76
4.1.4 Uji Normalitas Data Operasi Untuk mendapatkan kepastian/kelayakan data akan layak atau tidak di jadikan masukan untuk simulasi, digunakan uji homogenitas data dengan Software SPSS dan Minitab dengan hasil sebagai berikut (data lengkap pengujian terlampir) : Tabel 4.2 : Tabel Uji Normalitas Data Operasi HHP Boiler VI No. Aktifitas Uji Ryan-Joiner (Similar To Shapir-Wilk) W-test for Normality Average StDev N R P-Value (approx) 1 Temperatur Feedwater 132,839 2,08322 31 0,9946 > 0,1000 2 Analisa Cl- 1,44516 0,283829 31 0,9857 > 0,1000 3 Flow Blowdown 5,42903 1,19083 31 0,9838 > 0,1000 4 Flow Steam 50,6784 1,65740 31 0,9805 > 0,1000 5 Flow Fuel Gas 3,57161 1,28507 31 0,9784 > 0,1000 6 Efisiensi Boiler 81,2458 3,86027 31 0,9860 > 0,1000 Berdasarkan One-Sample Kolmogorov-Smirnov Test ( SPSS) dan Ryan-Joiner WTest for Normality (Minitab) diperoleh nilai signifikansi (Asymp.Sig. (2-tailed) semua parameter lebih besar dari >0.05, maka dapat disimpulkan bahwa data pengamatan operasi berdistribusi normal. 77
Karena data operasional terdistribusi normal, untuk simulasi data yang digunakan adalah data rata-rata dan standar deviasi. 4.2 Pengolahan Data 4.2.1 Identifikasi Permasalahan Data Terkait identifikasi permasalahan, dapat diuraikan sebagai berikut : 1. Analisa Impurities (Cl - ) pada Feedwater : Standar yang diisyaratkan terkait kandungan Cl- dalam feedwater HHP Boiler VI max. 0,3 ppm, sementara data rata-rata sebesar 1,44516 ppm. Disini sangat perlu perbaikan kualitas air yang diproses pada Demin Plant. 2. Temperatur Feedwater : Berdasarkan data design, untuk temperature feedwater HHP Boiler VI adalah 138 0 C, sementara data rata-rata sebesar 132,839 0 C. disini perlu dilakukan perbaikan dengan menaikan produksi steam. 3. Performance/Efisiensi : HHP Boiler VI secara design efisiensinya sebesar 91,2 %, sementara berdasarkan data operasi rata-rata sebesar 74,6661 %. Efisiensi dapat ditingkatkan dengan melakukan perbaikan menaikan temperature dan kualitas air feedwater. Berdasarkan identifikasi diatas, maka kemudian dibangunlah causal loop diagram seperti ada pada Gambar 4.1. Causal loop diagram ini yang kemudian akan 78
menghasilkan model yang siap digunakan untuk membuat flow diagram model simulasi. 4.2.2 Membangun Model Simulasi Beberapa langkah untuk membuat model meliputi pembuatan causal loop diagram dan flow diagram 4.2.2.1 Causal Loop Diagram Problem yang diidentifikasi kemudian dibuat causal loop diagram, yaitu diagram yang menggambarkan sebab akibat setiap variable. CLD menjadi langkah pertama untuk melihat hubungan antar variable serta behavior dari model yang akan dibangun. Gambar 4.1 : Causal Loop Diagram 79
4.2.2.2 Flow Diagram Alir Flow diagram (FD) adalah diagram yang menggambarkan hubungan antar variable di dalam sistem. Flow diagram dibangun berdasarkan CLD yang sudah dibuat. Dengan membangun CLD maka semua kebutuhan variable di dalam system model yang dibangun akan diketahui. TP50 TP60 TP70 P50 P60 P70 Perhitungan 1 Perhitungan 2 Tekanan Temp Superheat Temp BFW CP Entalphi Saturated Delta Saturated Entalphy Delta Entalphy Entalphi Steam Vconduct Effisiensi SConduct %Conduct Q Steam Vsilika %Silika SSilika Flow Blowdown Flow Steam Q Masukan Q Total Q Output VIron %Iron SIron Q Uncounted Q Loss VChloride SChloride %Chloride Flow Feed Q Input 2 Q Input 1 Flow Blowdown Entalphi Saturated HHV Fuel Gas Entalphy Ratio Flow Fuel Gas Effisiensi Kebutuhan Tambahan Fuel Penyesuaian FFG Gass FFG Release Gambar 4.2 : Flow Diagram Temperatur dan Analisa Feedwater 80
4.2.2.3 Model Analisa Impurities Feedwater : Standar yang diisyaratkan terkait kandungan Cl- dalam feedwater HHP Boiler VI max. 0,3 ppm, sementara data rata-rata sebesar 1,44516 ppm. Disini sangat perlu Analisa perbaikan Impurities kualitas air yang diproses pada Demin Plant. Vconduct Delta Saturated SConduct %Conduct Effisiensi Delta Entalphy Vsilika SSilika %Silika Flow Steam Q Input 1 Flow Blowdown VIron %Iron SIron VChloride %Chloride Flow Feed SChloride Gambar 4.3 : Flow Diagram Hasil Analisa Feedwater Dari flow diagram memperlihatkan hubungan antara variabel analisa komponen impurities dengan flow blowdown, sehingga mendapatkan efisiensi Boiler yang ditampilkan dalam tabel berikut : 81
Tabel 4.3 : Variable dalam Hasil Analisa Feedwater No. Variabel Formula 1 Flow blowdown ((Max ( %Cl-, %Conduct, %Iron, %Silika )/(100%-Max))* Flow Steam 2 Flow Feedwater Flow Blowdown + Flow Steam 3 Efisiensi Boiler (((( Flow Steam * Delta Entalphy )+( Flow Blowdown * Delta Entalphy Saturated )) /( Q Input 1 ))*100%) Adapun penjelasan table adalah sebagai berikut : 1. Flow blowdown adalah masa air yang keluar dari Boiler yang disebabkan oleh adanya kandungan mineral impurities dalam feedwater. Mineral impurities tertinggi dalam feedwater (dalam bentuk % blowdown) dijadikan dasar untuk mengetahui jumlah flow blowdown. 2. Flow Feedwater adalah air yang masuk ke Boiler sebagai umpan yang masih mengandung mineral impuries. Flow feedwater dapat dihitung berdasarkan flow steam yang diproduksi di Boiler dikurangi dengan flow blowdown hasil dari analisa mineral tertinggi dalam feedwater. 3. Efisiesi Boiler adalah penggunaan sumber energi secara minimum guna pencapaian hasil yang optimum. Efisiensi hanya dapat dievaluasi dengan penilaian-penilaian relatif, membandingkan antara masukan dan keluaran. Heat Absord adalah cara sederhana untuk mengetahui efisiensi Boiler. 4.2.2.4 Model Temperatur Feedwater : Berdasarkan data design, untuk temperature feedwater HHP Boiler VI adalah 138 0 C, sementara data rata-rata sebesar 132,839 0 C. disini perlu dilakukan perbaikan dengan menaikan produksi steam. 82
FEED WATER TP50 P50 TP60 P60 TP70 P70 Perhitungan 1 Perhitungan 2 Temp BFW Tekanan Temp Superheat CP Entalphi Saturated Delta Saturated Entalphy Delta Entalphy Entalphi Steam Effisiensi Flow Blowdown Flow Steam Q Input 1 Gambar 4.4 : Flow Diagram Temperatur Feedwater Dari flow diagram memperlihatkan hubungan antara variabel analisa komponen impurities dengan flow blowdown, sehingga mendapatkan efisiensi Boiler yang ditampilkan dalam tabel berikut : Tabel 4.4 : Variable Temperatur Feedwater No. Variabel Formula 1 Entalphy Feedwater CP* Temp. BFW 2 Temperatur Superheat Max( Perhitungan1, Perhitungan2 ) 3 Entalphy Saturated CP* Temp. Superheat 4 Efisiensi Boiler (((( Flow Steam * Delta Entalphy )+( Flow Blowdown * Delta Entalphy Saturated )) /( Q Input 1 ))*100%) 83
Adapun penjelasan table adalah sebagai berikut : 1. Entalphy feedwater adalah kandungan energy berdasarkan temperature versus Cp feedwater (konstan). Entalphy nantinya dalam bentuk h f. 2. Temperature superheat adalah temperature jenuh yang dihasilkan berdasarkan tekanan steam. Temperature ini di interpolasi pada tekanan operasi Boiler dari table steam superheated dalam bentuk perhitungan 1 dan 2. 3. Entalphy saturated adalah kandungan energy berdasarkan temperature superheat versus Cp feedwater (konstan). Entalphy nantinya dalam bentuk h f. 4. Efisiesi Boiler adalah penggunaan sumber energi secara minimum guna pencapaian hasil yang optimum. Efisiensi hanya dapat dievaluasi dengan penilaian-penilaian relatif, membandingkan antara masukan dan keluaran. Heat Absord adalah cara sederhana untuk mengetahui efisiensi Boiler. 4.2.2.5 Model Efisiensi Boiler : Diagram model kebutuhan untuk menghitung efisiensi Boiler adalah berdasarkan Heat Absord, dimana model sederhana untuk mengetahui efisiensi Boiler yang ditampilkan dalam tabel berikut : 84
Tabel 4.5 : Variable Efisiensi Boiler No. Variabel Formula 1 Flow blowdown ((Max ( %Cl-, %Conduct, %Iron, %Silika )/(100%-Max))* Flow Steam 2 Entalphy Saturated CP* Temp. Superheat 3 Flow Feedwater Flow Blowdown + Flow Steam 4 Entalphy Feedwater CP* Temp. BFW 5 Entalphy Steam Max( Perhitungan1, Perhitungan2 ) 6 Efisiensi Boiler (((( Flow Steam * Delta Entalphy )+( Flow Blowdown * Delta Entalphy Saturated )) /( Q Input 1 ))*100%) Adapun penjelasan table adalah sebagai berikut : 1. Flow blowdown adalah masa air yang keluar dari Boiler yang disebabkan oleh adanya kandungan mineral impurities dalam feedwater. Mineral impurities tertinggi dalam feedwater (dalam bentuk % blowdown) dijadikan dasar untuk mengetahui jumlah flow blowdown. 2. Entalphy saturated adalah kandungan energy berdasarkan temperature superheat versus Cp feedwater (konstan). Entalphy nantinya dalam bentuk h f. 3. Flow Feedwater adalah air yang masuk ke Boiler sebagai umpan yang masih mengandung mineral impuries. Flow feedwater dapat dihitung berdasarkan flow steam yang diproduksi di Boiler dikurangi dengan flow blowdown hasil dari analisa mineral tertinggi dalam feedwater. 4. Entalphy feedwater adalah kandungan energy berdasarkan temperature versus Cp feedwater (konstan). Entalphy nantinya dalam bentuk h f. 85
5. Entalphy steam adalah kandungan energy yang ada pada steam product berdasarkan temperature versus tekanan dalam table steam superheated. 6. Efisiesi Boiler adalah penggunaan sumber energi secara minimum guna pencapaian hasil yang optimum. Efisiensi hanya dapat dievaluasi dengan penilaian-penilaian relatif, membandingkan antara masukan dan keluaran. Heat Absord adalah cara sederhana untuk mengetahui efisiensi Boiler. 4.3 Hasil Simulasi Data 4.3.1 Parameter Pengaturan Operasi Parameter operasi yang dijadikan acuan penelitian meliputi: 1. Temperatur Feedwater Temperatur feedwater masuk ke Boiler dipengaruhi oleh temperature Demin Water serta ketersediaan steam LLS hasil exhaush BFW, FDF dan converter 17/3,5 bar. Design temperature feedwater sebesar 138 0 C. Temperature dijaga stabil, diatur manual sesuai kapasitas operasi steam pada Boiler. 2. Flow Blowdown Maksud blowdown adalah mengontrol konsentrasi impurities pada boiler water yang dibawa oleh feedwater baik dalam bentuk dissolved atau suspended solid. Pengendalian blowdown Boiler yang baik dapat secara signifikan menurunkan biaya perlakuakn dan operasional yang meliputi : 86
Biaya perlakuaan awal lebih rendah Konsumsi air make-up lebih sedikit Waktu penghentian untuk perawatan menjadi berkurang Umur pakai Boiler meningkat Pemakaian bahan kimia untuk pengolahan feedwater menjadi lebih rendah 4.3.2 Simulasi Kandungan Chloride (Cl - ) pada Feedwater Simulasi dilakukan dengan mengubah kandungan Cl- dalam feedwater dengan perubahan 0,2 ppm, 0,4 ppm, 0,6 ppm, 0,8 ppm, 1,0 ppm, 1,2 ppm, 1,4 ppm, 1,6 ppm, 1,8 ppm, 2,0 ppm, 2,2 ppm, 2,4 ppm dengan kondisi operasi lainnya sesuai dengan data operasi. Pengamatan dilakukan pada Flow blowdown, Q masukan, Q Looses terdapat pengaruh Efisiensi Boiler. Tabel 4.6 : Perubahan Kandungan Chloride Parameter Pengamatan 87
4.3.3 Simulasi Perubahan Temperatur Feedwater Simulasi dilakukan dengan mengubah temperatur feedwater dengan perubahan 123, 128, 133, 138, 142 0 C dengan kondisi operasi lainnya sesuai dengan data operasi. Pengamatan dilakukan pada Flow blowdown, Q masukan, Q Looses terdapat pengaruh Efisiensi Boiler. Tabel 4.7 : Perubahan Temperatur Feedwater Parameter Pengamatan 88