Jurnal Sains & Teknologi MENGHITUNG EFISIENSI BOILER SEBAGAI SISTEM PEMBANGKIT TENAGA UAP. Sigit Panca Priyana

dokumen-dokumen yang mirip
BAB 4 ANALISA DAN PEMBAHASAN EFESIENSI CFB BOILER TERHADAP KEHILANGAN PANAS PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP

BAB III ANALISA DAN PEMBAHASAN DATA

PENCEGAHAN KERAK DAN KOROSI PADA AIR ISIAN KETEL UAP. Rusnoto. Abstrak

OPTIMALISASI EFISIENSI TERMIS BOILER MENGGUNAKAN SERABUT DAN CANGKANG SAWIT SEBAGAI BAHAN BAKAR

III. METODOLOGI PENELITIAN

PERENCANAAN KETEL UAP TEKANAN 6 ATM DENGAN BAHAN BAKAR KAYU UNTUK INDUSTRI SEDERHANA RUSNOTO

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. tenaga listrik adalah Boiler (Steam Generator) atau yang biasanya disebut ketel

PERENCANAAN KETEL UAP PIPA AIR SEBAGAI PENGGERAK TURBIN DENGAN KAPASITAS UAP HASIL. 40 TON/JAM, TEKANAN KERJA 17 ATM DAN SUHU UAP 350 o C

MENAIKKAN EFISIENSI BOILER DENGAN MEMANFAATKAN GAS BUANG UNTUK PEMANAS EKONOMISER

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

BAB IV PERHITUNGAN DATA

Farel H. Napitupulu Staf Pengajar Departemen Teknik Mesin FT USU. m& = konsumsi bahan bakar (kg/s) LHV = low heating value (nilai kalor bawah) (kj/kg)

Analisa Teknis Evaluasi Kinerja Boiler Type IHI FW SR Single Drum Akibat Kehilangan Panas di PLTU PT. PJB Unit Pembangkitan Gresik

PERHITUNGAN EFISIENSI BOILER

TUGAS I MENGHITUNG KAPASITAS BOILER

PERHITUNGAN EFISIENSI BOILER PADA INDUSTRI INDUSTRI TEPUNG TERIGU

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Diagram alir dan kriteria penelitiannya adalah sebagai berikut:

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

BAB II LANDASAN TEORI. Ketel uap pada dasarnya terdiri dari bumbung (drum) yang tertutup pada

ANALISIS PENGARUH KANDUNGAN KARBON TETAP PADA BATUBARA TERHADAP EFISIENSI KETEL UAP PLTU TANJUNG JATI B UNIT 2

ANALISA KINERJA PULVERIZED COAL BOILER DI PLTU KAPASITAS 3x315 MW

BAB IV PEMBAHASAN KINERJA BOILER

BAB IV PELAKSANAAN PENELITIAN

BAB I PENDAHULUAN. Dunia industri dewasa ini mengalami perkembangan pesat. akhirnya akan mengakibatkan bertambahnya persaingan khususnya

Oleh : Dimas Setiawan ( ) Pembimbing : Dr. Bambang Sudarmanta, ST. MT.

Oleh: Aan Zainal M. Dosen Pembimbing: Ary Bachtiar K.P., ST.,MT.,PhD

ANALISA PEMAKAIAN BAHAN BAKAR DENGAN MELAKUKAN PENGUJIAN NILAI KALOR TERHADAP PERFOMANSI KETEL UAP TIPE PIPA AIR DENGAN KAPASITAS UAP 60 TON/JAM

ANALISIS ALAT PENUKAR KALOR PADA KETEL UAP

OLEH : SIGIT P.KURNIAWAN

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

PENGEMBANGAN TEKNOLOGI TUNGKU PEMBAKARAN MENGGUNAKAN AIR HEATER YANG DIPASANG DIDINDING BELAKANG TUNGKU

ANALISA KEHILANGAN ENERGI PADA FIRE TUBE BOILER KAPASITAS 10 TON

OLEH Ir. PARLINDUNGAN MARPAUNG HIMPUNAN AHLI KONSERVASI ENERGI (HAKE)

PENGARUH SUHU DAN TEKANAN TERHADAP PENINGKATAN EFISIENSI THERMAL SIKLUS RANKINE PADA PEMBANGKIT DAYA TENAGA UAP. Oleh ( ) TEKNIK MESIN UNILA

Tekad Sitepu, Sahala Hadi Putra Silaban Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. dengan memakai bahan bakar antara lain bahan bakar padat dan bahan bakar cair,

ANALISA KETEL UAP PIPA AIR BERBAHAN BAKAR CANGKANG DAN FIBER PADA PABRIK KELAPA SAWIT DENGAN KAPASITAS 30 TON TBS/JAM

BOILER MINI TEKANAN RENDAH BERBAHAN BAKAR SAMPAH PERKEBUNAN UNTUK PEMBANGKIT LISTRIK

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

PENGARUH VARIASI RASIO UDARA-BAHAN BAKAR (AIR FUEL RATIO) TERHADAP GASIFIKASI BIOMASSA BRIKET SEKAM PADI PADA REAKTOR DOWNDRAFT SISTEM BATCH

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

AUDIT ENERGI PADA WHB (WASTE HEAT BOILER) UNTUK PEMENUHAN KEBUTUHAN PADA PROSES UREA (STUDI KASUS PADA PT PETROKIMIA GRESIK-JAWA TIMUR).

ANALISA EFISIENSI KETEL UAP PIPA AIR KAPASITAS 20 TON/JAM TEKANAN KERJA 20 BAR DI PABRIK KELAPA SAWIT

RANCANG BANGUN KETEL UAP PADA RUMAH SAKIT DENGAN KAPASITAS 400 TEMPAT TIDUR

ANALISA BAHAN BAKAR KETEL UAP PIPA AIR KAPASITAS 20 TON UAP/JAM PADA PTPN II PKS PAGAR MERBAU

BAB I PENDAHULUAN. Dengan semakin meningkatnya penggunaan energi sejalan dengan

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 5 No. 2 (2016) ISSN: ( Print) B-615

Pratama Akbar Jurusan Teknik Sistem Perkapalan FTK ITS

ANALISA KARAKTERISTIK SERABUT SAWIT SEBAGAI BAHAN BAKAR ALTERNATIF PADA BOILER

BAB I PENDAHULUAN. yang ada dibumi ini, hanya ada beberapa energi saja yang dapat digunakan. seperti energi surya dan energi angin.

KETEL UAP ANALISA EFISIENSI WATER TUBE BOILER BERBAHAN BAKAR FIBER DAN CANGKANG DI PALM OIL MILL DENGAN KAPASITAS 45 TON TBS/JAM

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

I. PENDAHULUAN. suatu alat yang berfungsi untuk merubah energi panas menjadi energi. Namun, tanpa disadari penggunaan mesin yang semakin meningkat

Analisa Pengaruh Variasi Pinch Point dan Approach Point terhadap Performa HRSG Tipe Dual Pressure

Tenaga Uap (PLTU). Salah satu jenis pembangkit PLTU yang menjadi. pemerintah untuk mengatasi defisit energi listrik khususnya di Sumatera Utara.

ANALISA EFISIENSI WATER TUBE BOILER BERBAHAN BAKAR COAL DENGAN KAPASITAS 110 TON/JAM PADA PLTU PANGKALAN SUSU

SEMINAR TUGAS AKHIR. Oleh : Wahyu Kusuma A Pembimbing : Ir. Sarwono, MM Ir. Ronny Dwi Noriyati, M.Kes

PENGARUH UNJUK KERJA AIR HEATER TYPE LJUNGSTORM TERHADAP PERUBAHAN BEBAN DI PLTU TANJUNG JATI B UNIT I BERDASARKAN PERHITUNGAN ASME PTC 4.

Karakteristik Ketel Pipa Api Kapasitas Uap 6000 Kg / Jam Berbahan Bakar Solar di PT. Mustika Ratu, Tbk.

LAPORAN TUGAS AKHIR PROTOTYPE POWER GENERATION

PENGARUH PENURUNAN VACUUM PADA SAAT BACKWASH CONDENSER TERHADAP HEAT RATE TURBIN DI PLTU

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

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

ANALISA PERFORMANSI BOILER DENGAN TYPE DG693/ PADA PLTU PANGKALAN SUSU LAPORAN TUGAS AKHIR PROGRAM STUDI TEKNIK KONVERSI ENERGI MEKANIK

ANALISIS SIKLUS KOMBINASI TERHADAP PENINGKATAN EFFISIENSI PEMBANGKIT TENAGA

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

PERBANDINGAN UNJUK KERJA KOMPOR METHANOL DENGAN VARIASI DIAMETER BURNER

PENGEMBANGAN TEKNOLOGI TUNGKU PEMBAKARAN DENGAN AIR HEATER TANPA SIRIP

PRINSIP KONSERVASI ENERGI PADA TEKNOLOGI KONVERSI ENERGI. Ir. Parlindungan Marpaung HIMPUNAN AHLI KONSERVASI ENERGI

Efisiensi PLTU batubara

Analisis Pengaruh Rasio Reheat Pressure dengan Main Steam Pressure terhadap Performa Pembangkit dengan Simulasi Cycle-Tempo

Karakterisasi Gasifikasi Biomassa Sampah pada Reaktor Downdraft Sistem Batch dengan Variasi Air Fuel Ratio

BAB II LANDASAN TEORI

Jurnal FEMA, Volume 1, Nomor 3, Juli Kajian Analitis Sistem Pembangkit Uap Kogenerasi

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

OLEH : SHOLEHUL HADI ( ) DOSEN PEMBIMBING : Ir. SUDJUD DARSOPUSPITO, MT.

BAB I PENDAHULUAN. juga dapat digunakan untuk pemanas. menghasilkan uap. Dimana bahan bakar yang digunakan berupa

BAB II LANDASAN TEORI

ANALISIS UNJUK KERJA HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR (HRSG) PADA PLTGU MUARA TAWAR BLOK 5 ABSTRAK

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. listrik dimana generator atau pembangkit digerakkan oleh turbin dengan

STUDI KOMPARASI KINERJA MESIN BERBAHAN BAKAR SOLAR DAN CPO DENGAN PEMANASAN AWAL SKRIPSI

LAMPIRAN A PERHITUNGAN DENGAN MANUAL. data data dari tabel hasil pengujian performansi motor diesel. sgf = 0,845 V s =

BAB II. KAJIAN PUSTAKA. Biomassa adalah bahan organik yang dihasilkan melalui proses fotosintetis,

ANALISA TEKNIS EVALUASI KINERJA BOILER TYPE IHI FW SR SINGLE DRUM AKIBAT KEHILANGAN PANAS DI PLTU PT. PJB UNIT PEMBANGKITAN GRESIK

PERANCANGAN KETEL UAP LANCASHIRE DENGAN KAPASITAS 10 TON PER JAM SKRIPSI

BAB III PROSES PEMBAKARAN

ANALISIS TERMODINAMIKA PERFORMA HRSG PT. INDONESIA POWER UBP PERAK-GRATI SEBELUM DAN SESUDAH CLEANING DENGAN VARIASI BEBAN

BAB 1 PENDAHULUAN. generator. Steam yang dibangkitkan ini berasal dari perubahan fase air

ANALISIS VARIASI NILAI KALOR BATUBARA DI PLTU TANJUNG JATI B TERHADAP ENERGI INPUT SYSTEM

Lampiran 1. Perhitungan kebutuhan panas

PERANCANGAN KETEL UAP PIPA API JENIS SCOTCH KAPASITAS. 10 TON UAP Jenuh/jam TEKANAN 15 Kg/cm 2 TUGAS AKHIR

BAB II LANDASAN TEORI

BAB III DASAR TEORI SISTEM PLTU

BAB I Pendahuluan BAB I PENDAHULUAN

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

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

ANALISIS KEBUTUHAN BAHAN BAKAR TERHADAP PERUBAHAN TEKANAN UAP

Transkripsi:

JUS TEKNO Jurnal Sains & Teknologi ISSN 2580-2801 MENGHITUNG EFISIENSI BOILER SEBAGAI SISTEM PEMBANGKIT TENAGA UAP Sigit Panca Priyana Program Studi Teknik Elektro Sekolah Tinggi Teknologi Duta Bangsa ABSTRAK Boiler adalah salah satu bagian penting dari pembangkit tenaga uap, dimana boiler ini sangat dibutuhkan oleh hampir semua industri saat ini, karena boiler merupakan sumber energi panas yang dibutuhkan untuk kelancaran proses produks pada suatu industri khususnya industri manufaktur. Diharapkan bahan bakar yang dipakai untuk pemanasan boiler semaksimal mungkin dapat memanaskan air dari kondisi cair menjadi uap pada temperatur dan tekanan tertentu,oleh karena itu efisiensi boiler sangat penting agar cost produksi bisa ditekan. Energi fosil (minyak bumi, batu bara dan gas) persediaanya semakin lama semakin berkuran dan untuk perbaharuannya dibutuhkan waktu yang sangat lama. Penghematan energi adalah tindakan mengurangi jumlah penggunaan energi yang berlebihan atau yang terbuang. Penghematan energi merupakan unsur yang penting dari sebuah kebijakan energi, semakin meningkatnya penggunaan energi sejalan dengan berkembangnya perkonomian dan industri, jika terjadi krisis energi akan sangat berpengaruh terhadap kelangsungan perekonomian Negara srta dampak lain dari industri seperti maningkatnya cost produksi akibat penggunaan bahan bakar yang berlebih untuk mengoperasikan boiler. Untuk menentukan efisiensi boiler, dalam penelitian ini dilakukan pengambilan data langsung dilapangan sebagai dasar acuan perhitungan. Kemudian dihitung efisiensinya dan dibandingkan dengan perhitungan efisiensi ideal berdasarkan nilai kalor bawah bahan bakar yang dipakai. Dan berdasarkan hasil analisa dan perhitungan data panas yang dibutuhkan boiler dilapangan didapatkan panas yang dibutuhkan boiler adalah 200 0 C dan menghasilkan steam 4700 kg/h, nilai kalor bahan bakar gas yang dipakai yaitu 155,8 kg/h dengan efisiensi thermal 86,84 % untuk mesin boiler A, dan kalor bahan bakar solar yang dipakai 318,12 kg/h dengan nilai efisiensi thermal 82,4 % untuk mesin ketel B, dengan tekanan uap steam masing-masing adalah 1 Mpa. Vol. 01 No. 01 Mei 2017 102

Kata kunci : efisiensi ketel uap Pipa Api, bahan bakar Gas alam dan solar I. PENDAHULUAN Semakin meningkatnya penggunaan energi sejalan dengan berkembangnya perekonomian dan industri, maka disadari pula pentingnya penghematan energi pada sisi pemakai. Hal ini tertuang dalam Instruksi Presiden (Inpres) No. 9 tahun 1982 tertanggal 7 April 1982, yang dikeluarkan oleh Pemerintah Republik Indonesia, tentang Konservasi Energi. Inpres ini terutama ditujukan terhadap pencahayaan gedung, AC, peralatan dan perlengkapan kantor yang menggunakan listrik, dan kendaraan dinas (Kementrian Lingkungan Hidup, 1996). Inpres No. 10 tahun 2005 dikeluarkan sebagai langkah Pemerintah untuk menjamin ketahanan dan kecukupan pasokan energi di dalam negeri, dalam rangka memelihara kelangsungan perekonomian nasional, yang diikuti dengan Peraturan Menteri No. 31 tahun 2005, tentang tata cara pelaksanaan penghematan energi, yang mengatur konservasi energi pada instansi pemerintah dan masyarakat pada umumnya (Newnan, 1998). Untuk mengimplementasikan penghematan energi sesuai dengan Kepres No. 10 tahun 2005, sebaiknya keberhasilan negara lain seperti Jepang dan Thailand dalam melakukan penghematan energi dengan pemberian insentif melalui bantuan audit energi pada sektor industri, patut ditiru. Audit energi pada industri di Indonesia sudah sangat perlu dilakukan untuk mengidentifikasi peluang konservasi dan efisiensi dalam pemakaian energi di sektor industri (Igwe, 2011). Sejalan dengan hal itu industri yang menggunakan mesin tenaga uap sangat banyak manyerap pemakaian energi. Instalasi tenaga uap dikenal dengan sebutan ketel uap yang berfungsi sebagai sarana untuk mengubah air menjadi uap bertekanan. Ketel uap dalam bahasa inggris disebut dengan nama boiler berasal dari kata boil yang berarti mendidihkan atau menguapkan,sehingga boiler dapat diartikan sebagai alat pembentukan uap yang mampu mengkonversikan energi kimia dari bahan bakar padat, bahan bakar cair, Vol. 01 No. 01 Mei 2017 103

maupun bahan bakar gas yang menjadi energi panas Energi kalor yang dibangkitkan dalam ketel uap (steam boibler) memiliki nilai tekanan, temperatur, dan laju aliran yang menentukan pemanfaatan uap yang akan digunakan. Berdasarkan ketiga hal tersebut sistem ketel uap mengenal keadaan tekanan temperatur rendah, dan tekanan-temperatur tinggi, dengan perbedaan itu pemanfaatan uap yang keluar dari ketel uap dimanfaatkan dalam suatu proses untuk memanaskan cairan dan menjalankan suatu mesin, atau membangkitkan energi listrik dengan merubah energi kalor menjadi energi mekanik kemudian memutar generator sehingga menghasilkan energi listrik. Sistem ketel uap terdiri dari sistem air umpan, sistem uap, dan sistem bahan bakar. Sistem air umpan menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhan uap. Berbagai kran (valve) disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan dari sistem air umpan, penanganan air umpan diperlukan sebagai bentuk pemeliharaan untuk mencegah terjadi kerusakan dari sistem uap. Sistem uap mengumpulkan dan mengontrol produksi uap dalam ketel uap. Uap dialirkan melalui sistem perpipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanan uap diatur menggunakan valve dan dipantau dengan alat pemantau tekanan. Sistem bahan bakar adalah semua perlatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan. Peralatan yang diperlukan pada sistem bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan pada sistem itu sendiri. Dimana dalam prosesnya ketel uap ini menggunakan bahan bakar gas dan solar serta hanya dimanfaatkan uap panasnya untuk kebutuhan industri saja, yaitu untuk memanaskan glukosa/adonan dalam pembuatan permen. Dalam hal ini penggunaan bahan bakar, sistem pemipaan, pemanfaatan energi, sampai semua yang berhubungan dengan sistem boiler sangat diperhatikan untuk memaksimalkan kerja boiler dan mengefieiensikan pemakaian bahan bakar. Vol. 01 No. 01 Mei 2017 104

Sumber Murni, Buku ajar ketel uap, 2012 Gambar. Ketel uap silinder mendatar Sumber Murni, Buku ajar ketel uap, 2012 Gambar. Tampak bagian dalamketel uap silinder mendatar Vol. 01 No. 01 Mei 2017 105

II. METODE PENELITIAN Diagram Alir Penelitian Pengamatan III. &Pengenalan Sistem IV. Ketel Uap Pengumpulan Data Pengolahan Data Perbandingan Pengolahan Data Data Aktual Hasil Pengamatan dilapangan Data Hasil Perhitungan Secara Teori/empiris Hasil Perbandingan Pengolahan Data Analisis Perhitungan Data Literatur Kesimpulan Hasil Gambar. Diagram alir penelitian Vol. 01 No. 01 Mei 2017 106

Metode yang digunakan 2.1. Metode Langsung ( Direck ) Sumber Buerau of Energy Effisiensi Gambar. Skema Direct Method Metode langsung ( Direck) dikenal juga sebagai metode inputoutput karena kenyataan bahwa metode ini hanya memerlukan keluaran/output (steam) dan panas masuk/input (bahan bakar) untuk evaluasi efisiensi. Efisiensi ini dapat dievaluasi dengan menggunakan rumus: Parameter yang dipantau untuk perhitungan efisiensi boiler dengan metode langsung adalah: Jumlah steam yang dihasilkan per jam (Q) dalam kg/jam Jumlah bahan bakar yang digunakan per jam (q) dalam kg/jam Vol. 01 No. 01 Mei 2017 107

Tekanan kerja (dalam kg/cm2(g)) dan suhu lewat panas (oc), jika ada Suhu air umpan (oc) Jenis bahan bakar dan nilai panas kotor bahan bakar (GCV) dalam kkal/kg bahan bakar Dimana hg Entalpi steam jenuh dalam kkal/kg steam hf Entalpi air umpan dalam kkal/kg air 2.2. Metode tidak Lamgsung ( Indireck) Sumber Buerau of Energy Effisiensi Gambar 3.6. Skema Indirect Methode Adapun persamaan untuk menghitung effisiensi Boiler dengan metode ini adalah sebagai berikut2 η = input loses x 100 % input Input merupakan energi panas yang diperoleh dari tranformasi energi kimia yang terkandung dalam bahan bakar, sehingga input merupakan Vol. 01 No. 01 Mei 2017 108

nilai kalori bahan bakar. Sedangkan untuk losses atau kerugian didapat seperti tampak pada ilustrasi gambar yaitu : 1. Kerugian panas karena gas panas kering ( dry flue gas loss) 2. Kerugian panas karena kandungan hidrogen dalam bahan bakar ( H2 in fuel) 3.. Kerugian panas karena kandungan air dalam bahan bakar ( moisture in fuel) 4. Kerugian panas karena kandungan air dalam udara ( moisture in air) 5. Kerugian panas karena Carbon Monoksida ( CO loss) 6. Kerugian panas karena permukaan radiasi, konveksi dan yang tidak terhitung lainnya. 7.. Kerugian karena tidak terbakarnya fly ash( carbon) 8.. Kerugian karena tidak terbakarnya bottom ash (carbon) Standar acuan untuk Uji Boiler di Tempat dengan menggunakan metode tidak langsung adalah British Standard, BS 845:1987 dan USA Standard ASME PTC-4-1 Power Test Code Steam Generating Units. Metode tidak langsung juga dikenal dengan metode kehilangan panas. Efisiensi dapat dihitung dengan mengurangkan bagian kehilangan panas dari 100 sebagai berikut: Efisiensi boiler (n) = 100 - (i + ii + iii + iv + v + vi + vii) Dimana kehilangan yang terjadi dalam boiler adalah kehilangan panas yang diakibatkan oleh: i. Gas cerobong yang kering ii. Penguapan air yang terbentuk karena H2 dalam bahan bakar iii. Penguapan kadar air dalam bahan bakar iv. Adanya kadar air dalam udara pembakaran v. Bahan bakar yang tidak terbakar dalam abu terbang/ fly ash vi. Bahan bakar yang tidak terbakar dalam abu bawah/ bottom ash vii. Radiasi dan kehilangan lain yang tidak terhitung Vol. 01 No. 01 Mei 2017 109

Kehilangan yang diakibatkan oleh kadar air dalam bahan bakar dan yang disebabkan oleh pembakaran hidrogen tergantung pada bahan bakar, dan tidak dapat dikendalikan oleh perancangan. Data yang diperlukan untuk perhitungan efisiensi boiler dengan menggunakan metode tidak langsung adalah: Analisis ultimate bahan bakar (H2, O2, S, C, kadar air, kadar abu) Persentase oksigen atau CO2 dalam gas buang Suhu gas buang dalam oc (Tf) Suhu ambien dalam oc (Ta) dan kelembaban udara dalam kg/kg udara kering GCV bahan bakar dalam kkal/kg Persentase bahan yang dapat terbakar dalam abu (untuk bahan bakar padat) GCV abu dalam kkal/kg (untuk bahan bakar padat) Metode deskriptif ialah suatu metode penelitian yang digunakan dalam penelitian deskriptif untuk menggambarkan fenomena yang sudah ada. Metode ini mengumpulkan informasi aktual secara rinci tanpa memanipulasi ataupun mengubah variable yang sudah ada. Pengambilan Data 1. Studi Literatur Tujuan dilakukan studi literatur ini adalah untuk mempelajari prinsip-prinsip ang digunakan sebagai dasar dari pemecahan masalah. Studi literatur ini dilakukan untuk memperoleh data-data pendukung yang diperoleh dari berbagai sumber 2. Studi Lapangan : Peninjauan ini dilakukan sebagai penunjang penulisan skripsi yang dilaksanakan di PT. XX dengan bimbingan dari teknisi dan ahli di lapangan. Tujuan dilakukannya studi Vol. 01 No. 01 Mei 2017 110

lapangan ini adalah untuk mendapatkan data-data penunjang yang diperlukan dalam perencanaan. 3. Pengambilan data yang diperlukan dalam penelitian ini adalah data pemakaian bahan bakar, tekanan steam/uap, tekanan pompa,dan data-data pendukumg yang diperlukan dalam penghitungan efisiensi energy. 4. Pengolahan Data Setelah data-data yang diperlukan sudah didapat maka dilakukan pengolahan dengan menggunakan rumus yang ada sehingga didapatkan nilai-nilai yang dibutuhkan. 5. Didalam pembahasan ini dilakukan perhitungan dari nilai-nilai yang didapatkan dari pengolahan data diatas. 6. Kesimpulan dan saran adalah tahap terakhir dari penelitian. Tahap ini berisi kesimpulan yang diperoleh dari hasil pengumpulan, pengolahan, dan perancangan yang menjawab tujuan dari penelitian. III. Tabel 10 jam HASIL DAN PEMBAHASAN Data Pengoperasian Bahan Bakar Solar dengan smpling selama Bahan Bahan Uap Yang Bakar Bakar Tekanan Suhu Air Dihasilka Operasi Gas(kg) solar uap Masuk n Boiler (kg) ( Bar ) ( 0 C ) ( Kg/Bb) 1 155,7 318,12 10 80 4700 2 155,9 318,10 10 80 4700 3 155,8 318,13 10 80 4700 4 155,8 318,08 10 80 4700 5 155,5 318,13 10 80 4700 Vol. 01 No. 01 Mei 2017 111

6 155,8 318,10 10 80 4700 7 155,7 318,12 10 80 4700 8 155.9 318,09 10 80 4700 9 155,6 318,10 10 80 4700 10 158,6 318,12 10 80 4700 Tabel. Bahan Bakar Untuk Ketel ( ASTM Standart D-396 ) Karbon ( C ) 86,10 % Hidrogen ( H ) 11,90 % Oksigen ( O2 ) 0,28 % Nitrogen ( O2 ) 0,20 % Sulfur ( S2 ) 1,3 % Abu ( A ) 0,02 % Air ( W ) 0,2 % Tabel. Komposisi unsur kimia dalam Bahan Bakar yang digunakan (dalam % berat ) Komposisi Berat Perbandin Berat Dalam gan Molekul ( % ) Molekul ( Kg ) C 86,10 0,861 12 H2 11,90 0,119 2 Vol. 01 No. 01 Mei 2017 112

O2 0,28 0,0028 32 N2 0,20 0,002 28 S 1,3 0,013 32 3.1. Nilai Pembakaran Bahan Bakar ( Heating Value ) Menghitung nilai bahan bakar dengan menggunakan Rumus Dulong dan Petit, dengan persamaan bahan bakar cair dan gas : HHV = 33915 C + 14403 ( H O / 8 ) + 10468 S kj/kg 0,013 = 3315 ( 0,861 ) + 144033 (0,119 0,0028 / 8) + 10468 x = 46.426,41 kj/kg LHV = 3319 C + 121423 (H O/8) + 10468 S 2512 (W + 9 x O/8) kj/kg = 3319 (0,861) + 121423 x (0,119 0,0028 / 8) + 10468 x 0,013 3.2. Nilai Entalpi ik = I Wd -2512 (0,002 + 9 x 0,0028 / 8) = 43730,801 kj/kg Entalpi uap ( hg ), entalpi uap jenuh (I ) pada tekanan 1 Mpa berdasarkan table uap jenuh maka didapat I = 2.777 kj/kg Entalpi Air (hf), pada temperature air masuk ekonomiser (80 0 C) berdasarkan table Wd = 334,97 kj/kg Sehingga : ik = I Wd = 2.777 334,97 = 2437,03 kj/kg 3.3. Perhitungan-perhitunga Karakteristik Ketel Uap Vol. 01 No. 01 Mei 2017 113

Kebutuhan panas (Q) Q = S x ( ik + IR) kj/kg = 4700 kg/h x 2437,03 kj/kg = 11.454.041 kj/kg Dimana : S : Produksi uap = 4700 kg/h P : Tekanan kerja = 1 MPa tu : Temperatur uap keluar ketel = 200 0 C ta : Temperatur air masuk ekonomiser = 80 0 C ik : Entalpi uap keluar ketel Entalpi air masuk skonomiser IR : Entalpi uap keluar reheater Entalpi uap masuk reheater ik : 2437,03 kj/kg IR : 0 (tanpa reheater) Beban ketel spesifik ( Le ) Le = S ( kg uap / m 2 jam ). F = 4700 kg/h 24,5 m 2 Le = 191,83 kg uap / m 2 jam Faktor penguapan Ev = S Be = 4700 kg/h 318,12 kg bahan bakar Vol. 01 No. 01 Mei 2017 114

= 14,77 kg uap / kg bahan bakar Efisiensi ketel Ƞk = α ( h1 h2 ) 100 % LHV = 14,77 ( 2777 334,97 ) x 100 % 43730,801 = 0,824 x 100 % = 82,4 % 3.4. Analisa perhitungan metode indireck (Bahan bakar Gas ) 1 MPa 1 MPa 200 0 C W. Produksi 30 kpa 80 0 C 30 kpa Gambar 4.2 Siklus sederhana Rankine 3.5. Perhitungan Pompa P1 = 30 kpa h1 = hf @ 30 kpa = 289,27 kj/kg Sat liquid v1 = vf @ 30 kpa = 0,001022 m 3 /kg P2 = 1 MPa Vol. 01 No. 01 Mei 2017 115

Wpump. in = V1 ( P2 P1 ) = 0,001022 m 3 /kg ( 1000 30 ) kpa 1kJ kpa.m 3 = 0,99134 kj/kg h2 = h1 + Wpump. in = ( 289,27 + 0,99134 ) kj/kg = 290,26134 kj/kg 3.6. Perhitungan Boiler P3 = 1 MPa T3 = 200 0 C h3 = 2828,3 kj/kg s3 = 6,6956 kj/kg.k P4 = 30 kpa T4 = 80 0 C h4 = 2645,6 kj/kg s4 = 7,7564 kj/kg.k x4 = s4 - sf = ( 7,7564 0,9851 ) = 1,005 sfg 6,8234 h4 = hf + x4. hfg = 306,77 + 1,005 ( 2326,85 ) = 2645,254 kj/kg qin = h3 h2 = 2828,3 290,26134 = 2538,03866 kj/kg 3.7. Perhitungan Condenser qout = h4 h1 = 2645,254 289,27 Vol. 01 No. 01 Mei 2017 116

` = 2355,984 kj/kg 3.8. Efisiensi Ketel Ƞth = 1 qout x 100 %. qin = 1-2355,984 x 100 %. 2538,03866 = 0,0717 x 100 % = 7,17 % The thermal efficiency could also be determined from Wprod.out = h3 h4 = 2828,3 2645,254 = 183,046 kj/kg W.net = Wprod.out - Wpump.in = 183,046 0,8584 = 182,1876 kj/kg Atau W.net = qin - qout = 2537,93646 2355,984 = 181,95246 kj/kg Ƞth = W.net. qin = 182,1876. 2537,93646 = 0,0717 Vol. 01 No. 01 Mei 2017 117

= 7,17 % Modifikasi Modifikasi dengan menggunakan superheater untuk menaikkan uap jenuh keluaran boiler menjadi 250 0 C. 1. Pompa Wpump. in = V1 ( P2 P1 ) = 0,001022 m 3 /kg ( 1000 30 ) kpa 1kJ kpa.m 3 = 0,99134 kj/kg h2 = h1 + Wpump. in = ( 289,27 + 0,99134 ) kj/kg = 290,26134 kj/kg 2. Boiler qin = h3 h2 = 2943,1 290,26134 kj/kg = 2652,83866 kj/kg W energi = Wout = h3 h4 x4 = s4 - sf = ( 7,7564 0,9851 ) = 1,005 sfg 6,7334 h4 = hf + x4. hfg = 306,77 + 1,005 ( 2326,85 ) = 2645,254 kj/kg Wout = h3 h4 Vol. 01 No. 01 Mei 2017 118

3. Condensor = 2943,1 2645,254 = 297,846 kj/kg qc = h4 h1 = 2645,254 289,27 = 2355,984 kj/kg 4. Efisiensi thermal Ƞth = W.net. qin = 297,846 0,99134. 2652,83866 = 0,1119 = 11,19 % Perhitungan Analisa efisiensi boiler Daya Pompa, Ẇp = Ṁ x ( h2 h1 ) Ṁ = 2,67 m 3 /h ( laju aliran air ) Pada temperatur 80 0 C = Vf = 0,001029 m 3 /kg G = V.s = 2,67 m 3 /h x ( 1 / 0,001029) kg/m 3 = 2594,75 kg/h = 0,72 kg/s Vol. 01 No. 01 Mei 2017 119

Ẇp = Ṁ ( h2 h1 ) = 0,72 kg/s x ( 290,26134 289,27 ) kj/kg = 0,713 kj/s... (kw) Ƞp = Ẇp x 100 %. Ẇl = 0,713 kj/s x 100 %. 5,5 kj/s Boiler = 0,1296 x 100 % = 12,96 % ǬBoiler = Ṁ x qboiler Gas = 0,72 kg/s x 2538,03866 kj/kg = 1827,3878 kj/s Ǭgas = LHV x Ṁ gas Kapasitas bahan bakar = 155,8 kg/h LHV Bahan bakar Gas alam = 48.632 MJ/kg = 48632 kj/kg Ǭgas = LHV x Ṁ gas = 48632 kj/kg x ( 155,8 / 3600 ) kg/s = 48632 kj/kg x 0,04327 kg/s = 2104,306 kj/s ȠBoiler = ǬBoiler x 100 %. Ǭgas Vol. 01 No. 01 Mei 2017 120

= 1827,3878 x 100 %. 2104,306 = 0,8684 x 100 % 86,84 % Kesimpulan Setelah melakukan dan pembahasan terhadap analisa beberapa perhitungan maka dapat di ambil kesimpulan, yaitu : 1. Secara garis besar perhitungan dari karakteristik ketel uap sebagai melihat efek pemakaian bahan bakar terhadap kerja ketel uap. Hasil yang ditampilkan berupa kondisi operasi, yaitu : tekanan kerja, uap yang dihasilkan, luas pemanas, beban ketel spesifik, dan efisiensi ketel uap 2. Pada sistem ketel uap pipa api, gas panas hasil pembakaran bahan bakar pada ruang bakar digunakan untuk memanasi air, lalu gas panas mengalir melalui pipa-pipa yang dibagian luarnya terdapat air, dan untuk ketel uap pipa air sebaliknya. 3. Berdasarkan perhitungan efisiensi terhadap ketel uap dengan bahan bakar gas yang terdapat di Perusahaan kami, untuk pengoperasian tiap-tiap jamnya adalah 86,84% dan untuk karakteristik ketel uap yang berbahan bakar solar untuk pengoperasian tiap jamnya adalah 82,4 %. 4. Untuk menghindari korosi pada ketel perlu adanya pengolahan air untuk ketel yaitu: internal water treatment, external water treatment, dan bisa juga dengan mencampurkan bahan kimia untuk mengurangi korosi semisal contoh bahan chemical agar kerja ketel bisa lebih maksimal. 5. Efisiensi ketel bisa lebih ditingkatkan lagi dengan cara pemanfaatan gas buang yaitu dengan memakai ekonomiser, dan bisa juga dengan super heater, dsb. Vol. 01 No. 01 Mei 2017 121

6. Pengoperasian ketel uap harus sesuai dengan petunjuk standart operational procedure yang telah ditetapkan. 7. Perawatan ketel uap harus dilakukan dengan baik dan benar untuk menjamin bahwa ketel uap selalu dalam keadaan yang baik saat digunakan. DAFTAR PUSTAKA Vol. 01 No. 01 Mei 2017 122

[ 1 ]. Filipo Harahap, 1983, Thermodinamika Teknik, Edisi Kedua, Penerbit Erlangga, Jakarta [ 2 ]. Thermax Babcock & Wilcox Limited,2001, CFBC Boilers. US. [ 3 ]. Djokosetyardjo, MJ. Ketel Uap, 1987, Pradnya Paramitha ; Jakarta [ 4 ]. Shields, Carl D.1961, Boilers. McGraw Hill Book Company, U.S. [ 5 ]. Spirax Sarco. 1961, Module 3 of Spirax Sarco s web based Learning Centre.U.S. [ 6 ]. Djokosetyardjo, MJ. Ketel Uap, 1987, Pradnya Paramitha ; Jakarta [ 7 ]. Brownell and Young, 1979, Process Equipment Design Vessel Design, Third Edition, Wiley Eastern Limited, New Delhi. [ 8 ]. Tambunan, ESM, 1984, Ketel Uap, Karya Agung, Jakarta. [ 9 ]. YourDictionary.com.2004, Water tube boiler. [ 10 ]. Syamsir A.Muin, 1988, Pesawat-Pesawat Konversi Energi I (Ketel Uap), CV.Rajawali, Jakarta. [ 11 ]. Sentry Equipment Corp. Continuous Blowdown Heat Recovery Systems for boilers rated 35 to 250 PSIG. Installation, Operating and Maintenance Instructions. SD 170, Rev. 4, 2/6. Vol. 01 No. 01 Mei 2017 123