20 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 DIAGRAM ALIR DAN KRITERIA PENELITIAN Diagram alir dan kriteria penelitiannya adalah sebagai Start Pengambilan data (BAB 3.2) Pengujian lab untuk GCV batubara (BAB 3.2.1) Menghitung: 1. Efisiensi boiler (BAB 3.2.2) 2. Konsumsi batubara aktual per daya yang dihasilkan (BAB 3.2.4) Hasil tidak sesuai ketentuan Analisis: 1. Efisiensi boiler (BAB 4.1.3) 2. Konsumsi batubara aktual per daya yang dihasilkan (BAB 4.2.3) 3. Kebutuhan air umpan (feed water) boiler untuk menghasilkan daya listrik (BAB 4.3.3) 4. Perbandingan konsumsi batubara dan kebutuhan air umpan boiler (BAB 4.4.3 Kesimpulan (BAB 5.1) Finish
21 3.2 DATA-DATA PENELITIAN 3.2.1 Efisiensi Boiler Efisiensi boiler didefinisikan sebagai persen energi (panas) masuk yang digunakan secara efektif pada steam yang dihasilkan. Terdapat dua metode pengkajian efisiensi boiler: 1. Metode langsung: energi yang didapat dari fluida kerja (air dan steam) dibandingkan dengan energi yang terkandung dalam bahan bakar boiler. Metode ini dikenal juga sebagai metode input output karena kenyataan bahwa metode ini hanya memerlukan keluaran/output (steam) dan panas masuk/input (bahan bakar) untuk evaluasi efisiensi. 2. Metode tidak langsung: efisiensi merupakan perbedaan antara kehilangan panas dan energi yang masuk. Standar acuan untuk uji boiler di tempat dengan 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. Dalam menghitung efisiensi boiler pada Tugas Akhir ini akan digunakan metode langsung. Data-data yang diperlukan untuk menghitung efisiensi boiler adalah sebagai
22 Tabel 3.1 Data pendukung untuk menghitung efisiensi boiler Beban Aktual (MW) Main Steam Flow (t/h) Feed Water Flow (t/h) Steam Enthalpy (kcal/kg) Feed Water Enthalpy (kcal/kg) Fuel Quantity (t/h) Desain Range GCV batubara (kcal/kg) Dari Coal Feeder Sampling (GCV batubara aktual) (kcal/kg) Desain beban (MW) Desain Efisiensi Boiler (%) (Desain GCV batubara 4166 kcal/kg) April 54.95 220.42 228.68 830.03 244.39 38.61 3656 Mei 47.15 197.36 202.66 826.66 240.22 33.60 3656 Juni 41.78 180.71 186.06 821.37 228.39 30.12 3656 Juli 46.71 188.89 194.53 825.33 242.42 32.31 3656 Agusutus September Oktober November Desember Januari 2017 Februari 2017 Maret 2017 49.62 200.53 203.78 826.08 243.49 33.80 3656 48.45 193.52 199.76 820.11 239.54 32.95 3656 53.05 209.87 214.00 825.43 241.65 35.65 3656 53.01 212.88 218.72 823.41 240.21 36.65 3656 25.92 121.95 123.78 553.18 156.62 23.63 3656 34.91 161.92 162.82 804.76 239.57 28.24 3656 41.22 177.85 181.86 814.41 240.90 29.75 3656 42.10 184.09 186.40 815.76 241.26 29.78 3656 4103.37 60 84 4113.68 60 84 4193.83 60 84 4116.76 60 84 4124.77 60 84 4089.37 60 84 4071.17 60 84 4079.07 60 84 3737.47 60 84 3799.41 60 84 4065.11 60 84 4170.48 60 84
23 3.2.2 Perhitungan Efisiensi Boiler Besarnya energi panas pembakaran adalah suplai panas terhadap boiler: = m bb. E (dari persamaan 2.1) = (38.61 t/h). (4103.37 kcal/kg) = (38610 kg/h). (4103.37 kcal/kg) = 158431115.7 kcal/h Energi untuk perubahan air pengisian (feed water) menjadi uap (steam) dalam proses evaporasi adalah besarnya kandungan entalphi uap kurang kandungan entalphi air pengisian. Q = m u. (h u h a ) (Dari persamaan 2.2) Q = (220.42 t/h). ((830.03 kcal/kg) (244.39 kcal/kg)) Q = (220420 kg/h). ((830.03 kcal/kg) (244.39 kcal/kg)) Q = 129086768.8 kcal/h Unjuk kerja boiler dapat diukur dengan menghitung efisiensinya. Semakin besar efisiensi dari suatu boiler, maka dapat dipastikan boiler tersebut memiliki unjuk kerja yang baik. Untuk menghitung nilai efisiensi dari boiler dapat dipergunakan rumus sebagai η B = Q uap Q in 100 % (Persamaan 2.3) η B = 129086768.8 kcal/h 158431115.7 kcal/h 100 % η B = 81.48 % 3.2.3 Konsumsi Batubara yang Diperlukan untuk Menghasilkan Daya Listrik Konsumsi batubara yang diperlukan untuk menghasilkan daya listrik adalah sebagai
24 Tabel 3.2 Konsumsi batubara dan daya yang dihasilkan Konsumsi Batubara Daya yang Dihasilkan (MWh) Desain Konsumsi Batubara Aktual per Daya yang Dihasilkan April 27523.10 39844.49 0.67 Mei 24129.00 34821.88 0.67 Juni 21523.60 30368.68 0.67 Juli 23944.30 35227.19 0.67 Agusutus 24634.80 36209.15 0.67 September 23907.60 35314.29 0.67 Oktober 25002.30 37623.54 0.67 November 26518.20 38107.82 0.67 Desember 18533.30 20561.80 0.67 Januari 2017 18568.50 23442.99 0.67 Februari 2017 19954.30 27848.86 0.67 Maret 2017 22207.20 31360.80 0.67 3.2.4 Perhitungan Konsumsi Batubara Aktual per Daya yang Dihasilkan Konsumsi batubara aktual per daya yang dihasilkan = Konsumsi batubara aktual / Daya yang dihasilkan (Persamaan 2.4) Konsumsi batubara aktual per daya yang dihasilkan = 27523.10 / 39844.49 Konsumsi batubara aktual per daya yang dihasilkan = 0.69
25 3.2.5 Kebutuhan Air Umpan (Feed Water) Boiler Untuk Menghasilkan Daya Listrik Banyaknya air umpan boiler yang digunakan menghasilkan daya listrik adalah sebagai Tabel 3.3 Kebutuhan air umpan dan daya yang dihasilkan Daya yang Dihasilkan (MWh) Air Umpan April 39844.49 6645.10 Mei 34821.88 6690.80 Juni 30368.68 4973.20 Juli 35227.19 4488.70 Agusutus 36209.15 4537.40 September 35314.29 5081.00 Oktober 37623.54 4740.10 November 38107.82 6011.30 Desember 20561.80 7343.00 Januari 2017 23442.99 5800.90 Februari 2017 27848.86 4123.20 Maret 2017 31360.80 6964.70 3.2.6 Perbandingan Konsumsi Batubara dan Kebutuhan Air Umpan Boiler Perbandingan konsumsi batubara dan kebutuhan air umpan boiler adalah sebagai
26 Tabel 3.4 Perbandingan konsumsi batubara dan kebutuhan air umpan boiler Konsumsi Batubara Kebutuhan Air Umpan April 27523.10 6645.10 Mei 24129.00 6690.80 Juni 21523.60 4973.20 Juli 23944.30 4488.70 Agusutus 24634.80 4537.40 September 23907.60 5081.00 Oktober 25002.30 4740.10 November 26518.20 6011.30 Desember 18533.30 7343.00 Januari 2017 18568.50 5800.90 Februari 2017 19954.30 4123.20 Maret 2017 22207.20 6964.70