ASPEK TEKNO-EKONOMI PENGGUNAAN TVC PADA DESALINASI MED UNTUK PASOKAN AIR BERSIH DI PLTN

dokumen-dokumen yang mirip
Teknologi Desalinasi Menggunakan Multi Stage Flash Distillation (MSF)

DESALINASI HYBRID MED-RO SEBAGAI OPSI PASOKAN AIR BERSIH DI PROVINSI KEPULAUAN BABEL

ANALISIS KONFIGURASI KOPLING PLTN DAN INSTALASI DESALINASI BERBASIS PERHITUNGAN EKONOMI

BAB II STUDI LITERATUR

SKRIPSI / TUGAS AKHIR

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang (K. Chunnanond S. Aphornratana, 2003)

Gbr. 2.1 Pusat Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU)

ANALISIS PERUBAHAN TEKANAN VAKUM KONDENSOR TERHADAP KINERJA KONDENSOR DI PLTU TANJUNG JATI B UNIT 1

PEMILIHAN TEKNOLOGI DESALINASI NUKLIR DI PROVINSI KALIMANTAN TIMUR

ANALISIS PRODUKSI UAP PADA SISTEM MED PLANT. Engkos Koswara Teknik Mesin Universitas Majalengka Abstrak

ANALISIS PENURUNAN PRODUKSI AIR TAWAR HASIL MED PLANT DI PLTU SUMUR ADEM ABSTRAK

BAB IV HASIL ANALISA DAN PEMBAHASAN. 4.1 Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi Single Flash System

BAB I PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG

BAB II DASAR TEORI. Laporan Tugas Akhir. Gambar 2.1 Schematic Dispenser Air Minum pada Umumnya

KATA PENGANTAR. Yogyakarta, 6 November 2014 Hormat Kami, Tim Penyusun

TUGAS I MENGHITUNG KAPASITAS BOILER

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

PEMODELAN SISTEM KONVERSI ENERGI RGTT200K UNTUK MEMPEROLEH KINERJA YANG OPTIMUM ABSTRAK

BAB III DASAR TEORI SISTEM PLTU

DAFTAR ISI. KATA PENGANTAR... i. ABSTRAK... iii. DAFTAR GAMBAR... viii. DAFTAR TABEL... x. DAFTAR NOTASI... xi Rumusan Masalah...

BAB IV ANALISA EKSPERIMEN DAN SIMULASI

RANCANGAN EVAPORATOR DAN KONDENSOR PADA PROTIPE PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PANAS AIR LAUT (OCEAN THERMAL ENERGY CONVERSION/ OTEC)

BAB II LANDASAN TEORI. panas. Karena panas yang diperlukan untuk membuat uap air ini didapat dari hasil

Nama : Nur Arifin NPM : Jurusan : Teknik Mesin Fakultas : Teknologi Industri Pembimbing : DR. C. Prapti Mahandari, ST.

KAJI EKSPERIMENTAL PENGARUH PERUBAHAN GEOMETRI EJECTOR PADA PERFORMA SISTEM REFRIGERASI STEAM EJECTOR

3 KARAKTERISTIK LOKASI DAN PERALATAN YANG DIGUNAKAN UNTUK PENELITIAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Evaporasi S A T U A N O P E R A S I D A N P R O S E S T I P F T P UB

BAB II LANDASAN TEORI

Pompa Air Energi Termal dengan Fluida Kerja Petroleum Eter. A. Prasetyadi, FA. Rusdi Sambada

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Definisi Pengkondisian Udara

BAB II LANDASAN TEORI

Maka persamaan energi,

ANALISIS EFISIENSI TURBIN GAS TERHADAP BEBAN OPERASI PLTGU MUARA TAWAR BLOK 1

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Studi Eksperimen Pemanfaatan Panas Buang Kondensor untuk Pemanas Air

I. Pendahuluan. A. Latar Belakang. B. Rumusan Masalah. C. Tujuan

BAB IV ANALISA SIMULASI DAN EKSPERIMEN

E V A P O R A S I PENGUAPAN

BAB II LANDASAN TEORI

PENGARUH STUDI EKSPERIMEN PEMANFAATAN PANAS BUANG KONDENSOR UNTUK PEMANAS AIR

LAPORAN TUGAS AKHIR BAB II DASAR TEORI

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II DASAR TEORI BAB II DASAR TEORI

ANALISIS KINERJA PRECOOLER PADA SISTEM KONVERSI ENERGI RGTT200K UNTUK PROSES DESALINASI

STUDI PEMANFAATAN REAKTOR DAYA VK-300 TIPE BWR UNTUK PROSES DESALINASI

BAB II LANDASAN TEORI

BAB I PENDAHULUAN. Gambar 1.1. Potensi dan kapasitas terpasang PLTP di Indonesia [1]

ANALISIS SUDU KOMPRESOR AKSIAL UNTUK SISTEM TURBIN HELIUM RGTT200K ABSTRAK ABSTRACT

/ Teknik Kimia TUGAS 1. MENJAWAB SOAL 19.6 DAN 19.8

Tugas khusus Adi Kunchoro

BAB III. DESKRIPSI SOLVENT EXTRACTION PILOT PLANT, ALAT PENY ANGRAI DAN BOILER

BAB II PESAWAT PENGUBAH PANAS (HEAT EXCHANGER )

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

ANALISA HEAT RATE DENGAN VARIASI BEBAN PADA PLTU PAITON BARU (UNIT 9)

/ Teknik Kimia TUGAS 1. MENJAWAB SOAL 19.6 DAN 19.8

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

IDENTIFIKASI SKEMA OPTIMUM EKSTRASI UAP UNTUK INSTALASI DESALINASI PADA SISTEM KOGENERASI PLTN PWR

ANALISA PENGARUH SUDUT CONVERGING DUCT PADA PERFORMANSI CONSTANT PRESSURE THERMO VAPOR COMPRESSOR MENGGUNAKAN CFD

Tugas akhir Perencanan Mesin Pendingin Sistem Absorpsi (Lithium Bromide) Dengan Tinjauan Termodinamika

BAB II DASAR TEORI. Energy balance 1 = Energy balance 2 EP 1 + EK 1 + U 1 + EF 1 + ΔQ = EP 2 + EK 2 + U 2 + EF 2 + ΔWnet ( 2.1)

PENGOPERASIAN BOILER SEBAGAI PENYEDIA ENERGI PENGUAPAN PADA PENGOLAHAN LIMBAH RADIOAKTIF CAIR DALAM EVAPORATOR TAHUN 2012

BAB II DASAR TEORI. perpindahan kalor dari produk ke material tersebut.

ANALISA KINERJA MESIN REFRIGERASI RUMAH TANGGA DENGAN VARIASI REFRIGERAN

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Blood Bank Cabinet

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Gambar 2.21 Ducting AC Sumber : Anonymous 2 : 2013

BAB III METODOLOGI STUDI KASUS. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

ANALISA DESAIN DAN PERFORMA KONDENSOR PADA SISTEM REFRIGERASI ABSORPSI UNTUK KAPAL PERIKANAN

Seminar Nasional Mesin dan Industri (SNMI4) 2008 ANALISIS PERBANDINGAN UNJUK KERJA REFRIGERATOR KAPASITAS 2 PK DENGAN REFRIGERAN R-12 DAN MC 12

STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUHPENGGUNAAN EJEKTOR SEBAGAI PENGGANTI KATUP EKSPANSI UNTUK MENINGKATKAN KINERJA SIKLUS REFRIGERASI PADA MESIN AC

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Prinsip kerja PLTG dapat dijelaskan melalui gambar dibawah ini : Gambar 1.1. Skema PLTG

PENGOPERASIAN COOLING WATER SYSTEM UNTUK PENURUNAN TEMPERATUR MEDIA PENDINGIN EVAPORATOR. Ahmad Nurjana Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN

TURBIN GAS. Berikut ini adalah perbandingan antara turbin gas dengan turbin uap. Berat turbin per daya kuda yang dihasilkan lebih besar.

BAB III SISTEM PLTGU UBP TANJUNG PRIOK

PERHITUNGAN NERACA PANAS

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang. Indonesia merupakan Negara yang memiliki sumber panas bumi yang sangat

KONVERSI ENERGI PANAS BUMI HASBULLAH, MT

Pratama Akbar Jurusan Teknik Sistem Perkapalan FTK ITS

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II DASAR TEORI 2.1 Pasteurisasi 2.2 Sistem Pasteurisasi HTST dan Pemanfaatan Panas Kondensor

Pertemuan 6: SISTEM PENGHAWAAN PADA BANGUNAN

Pengaruh Pipa Kapiler yang Dililitkan pada Suction Line terhadap Kinerja Mesin Pendingin

BAB II LANDASAN TEORI

Komponen mesin pendingin

ANALISIS PERHITUNGAN DAYA TURBIN YANG DIHASILKAN DAN EFISIENSI TURBIN UAP PADA UNIT 1 DAN UNIT 2 DI PT. INDONESIA POWER UBOH UJP BANTEN 3 LONTAR

V. HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Cooling Tunnel

ANALISIS PENGARUH PEMAKAIAN BAHAN BAKAR TERHADAP EFISIENSI HRSG KA13E2 DI MUARA TAWAR COMBINE CYCLE POWER PLANT

TES TERTULIS. 1. Terkait Undang-Undang RI No 30 Tahun 2009 tentang Ketenagalistrikan Bab XI Pasal 2 apa kepanjangan dari K2 dan berikut tujuannya?

Pengaruh Debit Udara Kondenser terhadap Kinerja Mesin Tata Udara dengan Refrigeran R410a

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

PENGARUH PERUBAHAN BEBAN TERHADAP SISTEM UAP EKSTRAKSI PADA DEAERATOR PLTU TANJUNG JATI B UNIT 2

BAB III TEORI DASAR KONDENSOR

OPTIMASI KINERJA IHX UNTUK SISTEM KOGENERASI RGTT200K

PENINGKATAN UNJUK KERJA KETEL TRADISIONAL MELALUI HEAT EXCHANGER

Transkripsi:

ASPEK TEKNO-EKONOMI PENGGUNAAN TVC PADA DESALINASI MED UNTUK PASOKAN AIR BERSIH DI PLTN Siti Alimah, Nafi Feridian Pusat Pengembangan Energi Nuklir BATAN Jl. Kuningan Barat, Mampang Prapatan Jakarta 12710 Phone/ Fax : (021) 5204243, E mail : alimahs@batan.go.id ABSTRAK ASPEK TEKNO-EKONOMI PENGGUNAAN TVC PADA DESALINASI MED UNTUK PASOKAN AIR BERSIH DI PLTN. Kajian aspek tekno-ekonomi penggunaan TVC pada desalinasi MED telah dilakukan. Studi ini membandingkan teknologi desalinasi MED dan MED-TVC, serta analisis ekonominya. TVC adalah suatu jenis ejector uap untuk menaikkan tekanan, dan menghisap uap tekanan rendah dengan kecepatan alir supersonik. Penggunaan TVC pada instalasi desalinasi MED akan meningkatkan GOR (Gain Output Ratio) yang berarti akan meningkatkan kinerja instalasi desalinasi. Analisis ekonomi biaya produksi air dilakukan dengan menggunakan DEEP-3.1. Hasil studi kasus desalinasi untuk pasokan air bersih PLTN di Ujung Lemah Abang memperlihatkan bahwa biaya produksi air MED-TVC (1,040 $/m 3 ) adalah lebih rendah dibanding MED (1,162 $/m 3 ). Jadi terdapat penurunan biaya produksi air sebesar 11,7%. Konsumsi panas spesifik MED-TVC 40,41 (kwh/m 3 ) dan MED 80,83 (kwh/m 3 ), sedangkan GOR MED-TVC 16 (kg distilat/kg uap umpan) dan MED 8 (kg distilat/kg uap umpan). Peningkatan suhu umpan (air laut) akan meningkatkan biaya produksi air dan menurunkan GOR. Dengan peningkatan suhu sebesar 2 o C, peningkatan biaya produksi air berfluktuasi, namun penurunan GOR adalah tetap, pada MED terjadi penurunan sebesar 0, 8 dan pada MED-TVC terjadi penurunan sebesar 1,6. Kata Kunci : Desalinasi, MED, TVC, PLTN, Tekno-Ekonomi. ABSTRACT TECHNO-ECONOMIC ASPECT OF TVC UTILIZING IN MED DESALINATION FOR FRESH WATER SUPPLY AT NPP. Study on techno-economic aspect of TVC utilizing in MED desalination for fresh water supply at NPP has been carried out. This study compare as MED with MED-TVC type of desalination technology, also its economic analysis. TVC is a kind of steam ejector to increase pressure and low pressure suction steam with supersonic flow. TVC utilizing of MED desalination plant will increase GOR (Gain Output Ratio). It means that performance of desalination plant will increase. Economic analysis of water cost are performed using the DEEP-3.1. The result of desalination case study for fresh water supply at Ujung Lemahabang NPP showed that water production cost of MED-TVC (1,040 $/m 3 ) is lower than MED (1,162 $/m 3 ). Hence, water production cost reduce about 11,7%. The specific thermal consumption for MED-TVC and MED are 40,41(kWh/m 3 ) and 80,83 (kwh/m 3, whereas MED-TVC GOR is 16 (kg distilat/kg motive steam) and MED is 8 (kg distilat/kg motive steam). Increasing of feed water temperature will increase water production cost and will reduce GOR. Increasing of temperature about 2 o C cause fluxtuation at water production cost increasing, but derivation of GOR is fix, MED reduce about 0,8 and MED-TVC reduce about 1,6. Key Words: Desalination, MED, TVC, Nuclear Power Plant, Techno-Economic. 366

1. PENDAHULUAN Berdasarkan Perpres No 5 tahun 2006 tentang kebijakan Energi Nasional, Energi Mix yang optimal di tahun 2025, memiliki komposisi batubara sekitar 33%, gas 30%, minyak bumi 20%, energi baru terbarukan 17%. Energi nuklir termasuk jenis energi baru terbarukan, beserta biomassa, air, surya dan angin yang jumlahnya sekitar 5%. Dalam rangka mendukung kebijakan energi nasional tersebut, telah dilakukan serangkaian studi di antaranya studi yang berkaitan dengan rencana pembangunan pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN) di Indonesia. Perencanaan pembangunan PLTN didasarkan pada teknologi yang telah teruji. Dari kajian-kajian yang telah dilakukan sampai saat ini menunjukkan bahwa salah satu teknologi PLTN yang telah teruji dan paling banyak digunakan di dunia adalah type PWR (Pressurized Water Reactor/ reaktor air tekan). Salah satu calon lokasi tapak PLTN terpilih adalah Ujung Lemah Abang (ULA), Jepara. Salah satu sistem di dalam PLTN adalah sistem pasokan air bersih. Sistem pasokan air bersih tersebut dapat diperoleh dari instalasi desalinasi. Instalasi desalinasi sangat diperlukan PLTN dikarenakan air tanah disekitar lokasi mempunyai debit sekitar 140,8 m 3 /hari [1]. Padahal, untuk pengoperasian 1 unit PLTN dengan daya 1000 MWe dibutuhkan air bersih sekitar 2750 m 3 /hari. Balong yang merupakan sungai paling besar, mengalir dibagian barat lokasi calon PLTN, mempunyai kecepatan aliran tiap bulan bervariasi 0,003-1,604 m 3 /detik (259,2-138.585,6 m 3 /hari), sehingga ada beberapa waktu (saat kemarau), air dari sungai tersebut tidak mencukupi jika digunakan untuk pasokan air PLTN. Sementara itu, air laut di ULA mempunyai TDS (Total Dissolved Solid/ total padatan terlarut) sekitar 28.700 ppm. Karena mempunyai TDS yang tinggi, maka air laut tersebut tidak memenuhi persyaratan air pendingin reaktor jenis PWR yang mempunyai TDS sekitar 1 ppm [2]. Oleh karena itu, instalasi desalinasi sangat diperlukan untuk penyediaan air pendingin reaktor dan untuk kebutuhan air bersih di fasilitas PLTN. Karena untuk memasok air bersih di PLTN, maka instalasi desainasi ini di lokasikan berdekatan dengan PLTN. Instalasi desalinasi merupakan teknologi yang berfungsi mengubah air laut menjadi air bersih. Salah satu jenis teknologi desalinasi yang telah teruji adalah MED (Multi-Effect Distillation). Teknologi desalinasi MED yang beroperasi pada suhu rendah, merupakan salah satu proses desalinasi termal yang paling efisien saat ini. Teknologi desalinasi MED telah berkembang dengan pesat di antaranya pengembangan desain tube evaporator/kondensor dengan perpindahan panas yang tinggi, peningkatan ketahanan korosi, konstruksi modular dengan peningkatan prosedur fabrikasi dan pengurangan waktu konstruksi, pengembangan sistem kontrol proses yang lebih efisien. Pengembangan lain dari sistem MED adalah sistem MED-TVC (Thermal Vapor Compression). TVC adalah suatu jenis ejector uap untuk menaikkan tekanan, dan menghisap uap tekanan rendah dengan kecepatan alir supersonik. Pada makalah ini akan dikaji aspek teknoekonomi penggunaan TVC pada instalasi desalinasi MED. Tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk mengetahui keuntungan pemakaian komponen TVC pada instalasi desalinasi MED ditinjau dari aspek teknologi dan ekonomi. Hasil studi diharapkan dapat memberi masukan bagi pengambil keputusan, terkait dengan rencana pembangunan PLTN pertama di Indonesia. 2. DIAGRAM PROSES DESALINASI MED- TVC 2.1. Diagram Proses Desalinasi MED Instalasi desalinasi MED menggunakan evaporator (effect) yang disusun secara seri. Masing-masing effect terdiri dari bundel tabung horisontal, susunan nozel spray air laut, kotak penampung distilat dan demister (pemisah uap dan butiran cairan). Pada masing-masing effect akan terjadi penguapan dan kondensasi, yang mengakibatkan suhu dan tekanan effect berikutnya lebih rendah dari effect sebelumnya. Secara teknik, jumlah effect dibatasi oleh perbedaan suhu antara uap dan suhu air laut masuk, serta perbedaan suhu minimum yang diizinkan pada masing-masing efffect. Instalasi MED ini menggunakan panas dari uap dengan 367

kondisi jenuh dan tekanan sangat rendah (0,2-0,4 atm) serta suhu operasi maksimum 70 o C [3]. Karena adanya kemampuan operasi instalasi desalinasi pada suhu rendah, maka akan meminimumkan terjadinya kerak dan korosi. Dalam masing-masing effect, air laut disemprotkan dibagian luar bundel tabung oleh nozel spray yang ditempatkan di bagian atas evaporator. Air yang disemprotkan tersebut akan mengalir ke bawah sebagai lapisan film yang tipis. Uap pada suhu yang sedikit lebih tinggi yang berasal dari tangki penguapan (energi panas dari kondensor PLTN di transfer ke tangki penguapan), mengalir di bagian dalam tube, menguapkan lapisan film air laut di bagian luar dinding tube. Secara bersamaan akan terjadi kondensasi di bagian dalam tube karena uap di dalam tube didinginkan oleh aliran air laut di luar dinding tube. Kondensat yang terbentuk dikumpulkan dalam kotak penampung distilat yang ditempatkan di keluaran tube. Sedangkan uap yang terjadi, mengalir dalam effect berikutnya dan digunakan untuk menguapkan air laut di effect tersebut, seperti terlihat dalam Gambar 1. Namun, hanya sebagian air laut yang disemprotkan dalam masing-masing effect, diuapkan. Air laut yang tidak teruapkan, disebut brine dan mengalir ke dasar masing-masing effect. Uap yang terjadi selanjutnya menuju demister (untuk memisahkan terikutnya butiran cairan dalam uap) dan selanjutnya uap tersebut mengalir ke tube effect berikutnya. Proses penguapan dan kondensasi ini diulang pada effect selanjutnya dengan suhu dan tekanan yang lebih rendah. Di effect terakhir, uap yang diproduksi dikondensasi dalam suatu kondensor distilat jenis shell dan tube, yang didinginkan oleh air laut yang mengalir di dalam tube. Sebelum masuk kondensor, air laut dideaerasi. Air laut keluaran kondensor, sebagian digunakan untuk make-up instalasi desalinasi (untuk dilakukan pengolahan seperti yang disebutkan di atas) dan sebagian dibuang ke laut. Keseluruhan aliran distilat dialirkan dalam kondensor ini dan kemudian dialirkan ke penyimpanan. Brine dari effect terakhir dibuang ke laut menggunakan pompa pembuangan brine. Efisiensi termal dari evaporator menunjukkan kinerja dari instalasi MED, dan ditunjukkan oleh GOR (Gain Output Ratio) yang didefinisikan sebagai kg distilat yang diproduksi per kg uap yang digunakan. Pada MED, GOR dihitung dengan persamaan [4] sebagai berikut : λh GOR = λ.(1) m * ( dt ao + C h dtae *( dt ph + dt Dalam hubungan ini : λ h = panas laten penguapan air, kj/kg λ m = panas laten penguapan air rata-rata, kj/kg C h = kapasitas panas air umpan dalam pemanas brine, kj/kg/k dt ao = selisih suhu kerja keseluruhan, o C dt bpe = elevasi titik didih, o C dt ph = peningkatan suhu dalam umpan pemanas awal untuk MED, o C dt ae = penurunan suhu rata-rata tiap effect, o C GOR juga berkaitan dengan jumlah effect, dengan meningkatnya jumlah effect maka harga GOR akan meningkat [5], yang dinyatakan dengan : GOR 0,8*N eff...(2) Dalam hubungan ini : N eff = jumlah effect instalasi MED Jadi GOR dalam desalinasi MED lebih kecil dari jumlah effect. bpe )) 368

Gambar 1. Skema Unit Desalinasi MED [6] 2.2. Diagram Proses Desalinasi MED-TVC Suatu metode untuk meningkatkan kinerja evaporator MED adalah dengan memanfaatkan kembali sebagian uap yang diproduksi dalam effect terakhir dan dikembalikan ke effect pertama. Salah satu peralatan yang dapat digunakan adalah thermo kompresor uap (TVC). Dalam MED-TVC ini, menggunakan suatu thermo kompresor untuk memanfaatkan kembali sebagian uap, seperti terlihat dalam Gambar 2. Persyaratan tekanan uap minimum untuk unit desalinasi MED-TVC adalah sekitar 4,5 bar absolut [6]. Dalam MED-TVC ini, thermo kompresor suction (penghisap) dihubungkan ke effect evaporator yang paling akhir dan uap tersebut bersama dengan motive steam dialirkan ke effect pertama. TVC adalah salah satu jenis ejector uap (steam jet ejector), merupakan suatu peralatan untuk mengkompresi sejumlah gas atau uap tekanan rendah. Perbandingan kompresi (perbandingan tekanan keluaran ejector terhadap tekanan masuk uap yang dihisap) pada operasi dengan menggunakan TVC ini dalam kisaran 1,9-3,3 [6]. TVC ini menggunakan uap panas tekanan tinggi (motive steam) yang berasal dari instalasi daya yang dalam hal ini uap berasal dari instalasi PLTN. Prinsip kerja TVC adalah dengan mengalirkan uap tekanan tinggi di dalam nozel sehingga menghasilkan energi kinetik. Uap yang mengalir di dalam nozel tersebut memiliki kecepatan alir supersonik [9], dan menghisap uap tekanan rendah (suction steam). Uap tekanan tinggi akan bercampur dengan uap tekanan rendah dari suction steam dan kemudian akan melalui serangkaian saluran diffuser. TVC, seperti terlihat pada Gambar 3 memiliki tiga bagian utama yaitu jet nozzle (2), suction chamber (3) dan diffuser (4,5,6). Uap tekanan tinggi masuk pada bagian steam chest dan kemudian diekspansi di bagian jet nozzle. Pada bagian ini, uap akan dikumpulkan dan kemudian disemprotkan dengan kecepatan alir sekitar 4-5 mach [7]. Uap tekanan tinggi kemudian diinjeksi ke bagian suction chamber. Suction chamber memiliki tekanan rendah. Uap tekanan rendah dihisap dan memasuki suction chamber, dicampur dengan uap tekanan tinggi pada diffuser inlet. Campuran uap tekanan tinggi dan uap tekanan rendah dikompresi ulang melalui diffuser outlet. Penggunaan komponen TVC pada teknologi desalinasi MED merupakan salah satu pengembangan MED. Uap tekanan tinggi yang masuk dalam TVC, energinya berubah menjadi energi kinetik, sehingga mampu menghisap uap tekanan rendah untuk dikompresi kembali dan merubahnya menjadi uap tekanan tinggi. 369

Uap tekanan tinggi ini dimanfaatkan untuk penguapan air laut pada setiap effect instalasi MED. Kinerja pada MED-TVC juga ditunjukkan oleh GOR. Namun GOR untuk MED-TVC berbeda dengan GOR MED tanpa TVC [4], yang persamaannya adalah sebagai berikut : GOR tvc = GOR (1 + R tvc )...(3) Di mana R tvc didefinisikan sebagai kg uap yang dihisap per kg motive steam (m m /m s ). mm ms Gambar 2. Skema Unit Desalinasi MED-TVC [6] Keterangan Gambar : 1. Steam chest 4. Diffuser inlet 2. Jet nozzle 5. Diffuser throat 3. Suction chamber 6. Diffuser outlet Gambar 3. Termal Vapour Compression (TVC) [8] 3. ASPEK EKONOMI Analisis ekonomi pada desalinasi nuklir adalah salah satu faktor penting untuk menentukan opsi. Biaya produksi air pada umumnya dievaluasi dari semua komponen biaya untuk desalinasi, yang meliputi biaya modal (30-50%), biaya energi (50-30%), biaya operasi dan perawatan (15-25%) [9]. Suatu studi kasus akan dilakukan, berupa analisis ekonomi dari instalasi desalinasi MED dan MED-TVC yang dikopel dengan PLTN jenis PWR 1000 MWe, dengan lokasi Ujung Lemah Abang, Jepara. 370

Hasil analisis air laut dari Ujung Lemah Abang, Jepara, yang diambil pada tahun 2005 di permukaan laut dengan jarak sekitar 1 km dari tepi pantai, diperoleh TDS sekitar 28.700 ppm dan suhu air laut sekitar 28 o C. Analisis ekonomi biaya produksi air dilakukan dengan menggunakan program DEEP-3.1. Pada program ini diperlukan asumsi data input sebagai berikut : - biaya konstruksi PLTN 2600 $/kw. - kapasitas produksi 2.750 m 3 /hari. - suku bunga tahunan (interest rate) 8%. - biaya konstruksi untuk MED 900 $/m 3 /hari. - suhu keluaran pemanas brine untuk MED 70 o C. Hasil analisis ekonomi menggunakan program DEEP-3.1, dengan parameter waktu operasi 20 tahun, tahun perhitungan 2009, tahun awal konstruksi 2011, tahun operasi 2017, mata uang US $, diperoleh biaya produksi air pada instalasi MED tanpa menggunakan TVC dan MED-TVC seperti terlihat dalam Tabel 1. Tabel 1. Biaya produksi air pada instalasi MED dan MED-TVC Parameter MED MED-TVC Biaya modal ($/m 3 ) 0,353 0,340 Biaya panas ($/m 3 ) 0,232 0,116 Biaya listrik ($/m 3 ) 0,123 0,132 Biaya operasi & perawatan ($/m 3 ) 0,453 0,453 Total biaya produksi air ($/m 3 ) 1,162 1,040 Selain diperoleh biaya produksi air, dari hasil analisis dengan menggunakan program DEEP-3.1, diperoleh performan distilasi dengan MED dan MED-TVC, seperti terlihat dalam Tabel 2. Tabel 2. Performan instalasi MED dan MED- TVC Parameter MED MED-TVC 2750 2750 5500 5500 3,98 1,99 57400 57400 80,83 40,41 Aliran distilat (m 3 /hari) Aliran umpan (m 3 /hari) Aliran uap (kg/detik) Salinitas brine (ppm) Konsumsi panas spesifik (kwh/m 3 ) Jumlah effect GOR R tvc 10 8-10 16 1 Suhu air laut di pantai Muria berubah dengan berubahnya musim, sehingga perlu di lihat pengaruhnya terhadap biaya produksi air dan GOR. Tabel 3 memperlihatkan biaya produksi air dan GOR dari MED dan MED-TVC dengan variabel suhu. Tabel 3. Biaya Produksi Air dan GOR dari MED danmed-tvc Fungsi Suhu Umpan Suhu Umpan ( o C) Biaya Produksi Air ($/m 3 ) GOR MED MED-TVC MED MED-TVC 25 1,125 1,050 9,6 19,2 27 1,141 1,054 8,8 17,6 29 1,162 1,061 8,0 16,0 31 1,188 1,071 7,2 14,4 33 1,221 1,085 6,4 12,8 4. PEMBAHASAN Teknologi desalinasi MED yang beroperasi pada suhu rendah, merupakan salah satu proses desalinasi termal yang paling efisien saat ini. cairan dari effect ke dua dan seterusnya. Pada suatu kondisi steady state, jumlah energi dan entalpi yang masuk sama dengan jumlah energi dan entalpi yang keluar. Oleh karena itu menjadi Dalam instalasi MED, uap yang diproduksi dalam effect pertama digunakan sebagai medium pemanas pada effect ke dua, dan seterusnya. Uap yang dihasilkan pada effect pertama dikondensasi pada effect ke dua, untuk selanjutnya menguapkan penting untuk menjamin bahwa energi yang diberikan untuk penguapan di effect terakhir diambil/digunakan kembali, di antaranya dengan menggunakan TVC. Dalam TVC, steam jet 371

ejector digunakan untuk menaikkan tekanan dan suhu uap yang dihasilkan effect terakhir. Jadi uap ini digunakan untuk mengawali penguapan di effect pertama. Dengan penggunaan TVC, akan menghemat energi karena adanya keuntungan peningkatan tekanan dari uap yang tersedia. Dengan peningkatan tekanan uap maka kebutuhan uap akan lebih rendah, jadi kinerja instalasi desalinasi akan meningkat. Seperti terlihat dalam Tabel 2, aliran uap dan konsumsi panas spesifik dari instalasi MED-TVC adalah lebih rendah. Karena kebutuhan uap lebih rendah maka biaya panas, seperti terlihat dalam Tabel 1 juga lebih rendah. Dalam Tabel 1, biaya modal dari instalasi MED-TVC terlihat lebih rendah, hal ini karena luas perpindahan panas spesifik lebih rendah dibanding instalasi MED tanpa TVC. Oleh karena biaya panas dan biaya modal lebih rendah maka biaya produksi air dari instalasi desalinasi MED- TVC lebih rendah dari pada MED tanpa TVC. Kinerja dari TVC digambarkan sebagai kg uap yang dihisap per kg motive steam, yang biasanya perbandingan ini disebut R tvc. Tekanan motive steam yang lebih tinggi akan menghasilkan harga R tvc yang lebih tinggi. Dengan semakin tingginya R tvc, maka GOR MED-TVC akan semakin tinggi juga. Pada studi ini, dengan menggunakan program DEEP-3.1, diperoleh harga R tvc = 1, sehingga penggunaan TVC pada desalinasi MED, GOR yang dihasilkan akan lebih tinggi jika dibandingkan dengan desalinasi MED tanpa TVC. Seperti terlihat dalam Tabel 2, dengan jumlah effect yang sama, GOR MED adalah 8 (kg distilat/kg uap umpan) dan GOR MED-TVC adalah 16 (kg distilat/kg uap umpan (motive steam)), sesuai persamaan (2). Jadi terlihat bahwa distilat yang dihasilkan dari instalasi MED-TVC lebih besar dari MED tanpa TVC. Suhu yang keluar dari pemanas brine akan mempengaruhi biaya produksi air dan GOR. Pada Tabel 3 terlihat pengaruh suhu pada biaya produksi air dan GOR. Semakin tinggi suhu umpan, maka biaya produksi air pada MED maupun MED-TVC akan meningkat. Sebaliknya GOR akan menurun. Jika suhu umpan lebih tinggi, untuk suhu yang sama yang keluar dari pemanas awal (persamaan 1), dt ph juga lebih kecil, sehingga GOR juga akan lebih kecil. Dengan penurunan GOR, biaya produksi air akan lebih tinggi karena GOR menunjukkan kg air yang diproduksi per kg uap yang digunakan. Peningkatan suhu sebesar 2 o C, pada instalasi MED, akan menurunkan GOR sebesar 0,8; sedang pada instalasi MED-TVC, GOR akan turun sebesar 1,6. Dengan peningkatan suhu, persentase peningkatan biaya produksi air pada MED lebih besar dibanding MED-TVC, seperti terlihat dalam Tabel 4. Tabel 4. Persentase Peningkatan Biaya Produksi Air Kenaikan Suhu Umpan ( o C) % Peningkatan Biaya Produksi Air MED MED-TVC 25-27 1,4 0,4 27-29 1,8 0,7 29-31 2,2 0,9 31-33 2,7 1,3 5. KESIMPULAN Teknologi desalinasi MED yang beroperasi pada suhu rendah, merupakan salah satu proses desalinasi termal yang paling efisien saat ini. Salah satu pengembangan MED adalah penggunaan TVC. Penggunaan TVC pada instalasi desalinasi MED akan meningkatkan GOR (kg distilat yang diproduksi/kg uap yang digunakan) yang berarti meningkatkan kinerja instalasi desalinasi. Pada studi kasus PLTN yang direncanakan di Ujung Lemah Abang, biaya produksi air MED-TVC (1,040 $/m 3 ) adalah lebih rendah dibanding MED (1,162 $/m 3 ). Jadi terdapat perbedaan biaya produksi air sebesar 11,7%. Konsumsi panas spesifik MED-TVC lebih rendah daripada MED, sedangkan GOR yang dihasilkan dua kali lebih besar. Peningkatan suhu umpan (air laut) akan meningkatkan biaya produksi air dan menurunkan GOR. Dengan peningkatan suhu sebesar 2 o C, peningkatan biaya produksi air berfluktuasi, namun penurunan GOR adalah tetap, pada MED terjadi penurunan GOR sebesar 0, 8 dan pada MED-TVC terjadi penurunan sebesar 1,6. 372

6. DAFTAR PUSTAKA 1. ANONIMOUS, Bid Invitation Specification(BIS) of The First Nuclear Power Plant at Muria Peninsula Region, BATAN, 2008. 2. ISHIGURE K, et. al., Reactor Water Chemistry Hand Book, Corona sha, Japan, 2000. CURCIO, E.E., Report of Critical Analysis on The Desalination Technologies, Sixth Framework Programe, Project No. 036997, May 23 th, 2007. 3. IAEA, User s Manual, Desalination Economic Evaluation Program (DEEP-3.0), Computer Manual Series No.19, IAEA, Vienna, 2006. 4. IAEA, Desalination Economic Evaluation Programme, Version DEEP-3.1, Draft Version of The User s Manual, IAEA, Vienna, September 2006. 5. COMMISSIO DE MEDI AMBIENT AND ASSOCIACIO D ENGINYERS INDUSTRIALS DE CATALUNYA, Overview on Seawater Distillation Technologies, Barcelona, May 3 rd, 2005. 6. I.S Park, S.M. Park, J.S Ha, Design andapplication of Thermal Vapor Compressor for Multi-Effect Desalination Plant, Desalination 182 (2005) 199-208, 21 Februari 2005. 7. ANONIMOUS, Korea Heat & Fluid Technology (KHFT), www.mhtech.kr/ base_1/img/product/ejector_desuperheater.pdf, diakses pada tanggal 15 April 2009. 8. IAEA, Introduction of Nuclear Desalination, Technical Reports Series No. 400, IAEA, Vienna, 2000. 373

TANYA JAWAB 374