bab 3

5/12/2018 Bab 3 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/bab-3-55a35c7f1c8a7 1/7

Laporan Praktek Kerja LapanganPT. Lajuperdana Indah PG. Pakis Baru

2011

28

BAB III

PERHITUNGAN HEAT BALANCE KETEL UAP

3.1 Data Operasional

Dari data ketel pipa air yang digunakan di PG. Pakis Baru didapatkan data

operasional sebagai berikut :

Merk : Cheng Chen

Pabrik pembuat : Cheng Chen mechanery.Co Ltd.Taipei,Taiwan

Tahun :1992

Type : water tube CBW-900

Produksi uap tiap jam : 30 ton/jam

Tekanan uap kering : 18 kg/ cm2

Suhu uap kering : 325 ° C

Suhu uap jenuh : 205 ° C

Suhu air pengisi ketel : 105 °C

Blow down : 3 %Entalphi uap kering : 640,38 Kcal / kg

Entalphi air pengisi : 105,15 Kcal / kg

Entalphi blow down air : 209,06 Kcal / kg

Effesiensi ketel : 80 %

Untuk mengetahui jumlah bahan bakar bagasse tiap jam yang dibakar

dapat dicari :

Dimana :

= Efisiensi ketel = 80 %

S = Jumlah air pengisi ketel

= 30000 + 3 %(air blow down)




2011

29

= 30000 + 900

= 30900 kg

s = Blow down tiap jam

= 0,03 . 30000

=900 kg

I1 = Entalphi uap kering

= 640,38 Keal/kg

I2 = entalphi air pengisi ketel

= 105,15 Kcal / kg

I3 = entalphi air blow down

= 209,06 Kcal / kg

B = jumlah bahan bakar tiap jam

LHV = nilai bahan bakar

Nilai bagasse dapat dihitung dengan rumus " frit wald " yang bisa dipakai

di pabrik gula, yaitu :

LHV= 4250 ± 10 . pol ± 48 . W

Dimana : Pol : kandungan sakarosa

: 2,3 %

W : kandungan air

: 49,93 %

didapat :

LHV = 4250 - ( 10 . 2,3 ) - ( 48 . 49,93)

= 1830,36 Kcal / kg.

Sehingga jumlah bahan bakar :

0,80

B

11029,59 kg/jam




2011

30

Untuk perhitungan kebutuhan udara pembakaran, didapatkan komposisi begasse

basah sebagai berikut :

Carbon (C) : 23,53 Hidrogen (H2) : 3,25

Oksigen (O2) : 22,03

A bu (L) : 1,31

Air (H2O) : 49,93

Unsur kandungan Reaksi Berat molekul O2

yang diperlukan

0,2353 C

0,0325 H2

0,2203 O2

C + O2 CO2

2H2 + O2 2H2O

12 + 32 = 44

4 + 32 = 36

32 / 12 x 0,2353 = 0,6274

32 / 4 x 0,0325 = 0,28

= - 0,2203

Dengan demikian kebutuhan oksigen untuk pembakaran 1 Kg bagasse adalah :

= 0,6274 + 0,28 + 0,2203

= 0,6871 Kg

Udara mengandung 23,5 % oksigen, untuk pembakaran 1 Kg bagasse maka

kebutuhan udara

= 100 / 23,5 x 0,6871 Kg

= 2,9238 Kg / Kg bagasse

Agar pembakaran berjalan sempurna kebutuhan udara diatas dikalikan dengan

faktor kelebihan udara ( excess air factor). Dimana menurut Hugot harga faktor

bagasse, kadamya CO2

3 % adalah n = 1,52.

Maka kebutuhan udara sesungguhnya adalah :

= 1,52 x 2,9238

= 4,444 Kg / kg bagasse

3.2 Dasar teori

Perhitungan heat balance ketel adalah untuk mengetahui kesetaraan antara panas

yang masuk ke dalam ketel dengan panas yang dapat diserap oleh ketel dalam

bentuk panas yang dikandung dalam panas uap / air.




2011

31

Adapun panas yang diserap ketel berupa kerugian-kerugian panas dan kerugian

yang terjadi sebagai berikut:

a. Panas untuk 1 saturated steam (Quj)Quj = jumlah uap tiap jam x entalphi uap jenuh

b. Panas untuk super heater (Quk)

Quk = jumlah uap tiap jam x entalphi uap jenuh

c. Panas yang keluar terbawa blow down (Qbd)

Qbd = jumlah air blow down x entalphi uap jenuh.

d. Panas yang diserap oleh air heater (Q ah)

Qah = jumlah udara masuk air heater per .jam x panas jenis udara (suhu

udara keluar - suhu udara masuk).

e. Panas untuk penguapan air dalam bagasse (Qpa)

Qpa = 48 W / Kg bagasse

Dimana W = prosentase air dalam bagasse (menurut Frit Wald).

f. Panas untuk penguapan sakarose dalam bagasse (Qps)

Qps = 10 pol / Kg bagasse.

g. Panas yang terbawa gas asap keluar cerobong,

Sedangkan untuk menentukan kerugian cerobong menggunakan 2 macam

perhitungan yaitu :

1. Menurut rumus Siegort

Qc = K x

Dimana :

K = konstanta = 1,02

t1 = suhu udara luar = 28°C

t2 = suhu gas asap keluar cerobong = 286°C

CO2 = 12,6 %

Qc = 1,02

= 22,5




2011

32

2. Menurut gustav A. Gaffart

Qc = Wg x (t2 - t1) Cp bagasse

Dimana :

Wg = Berat gas asap yang terjadi untuk pembakaran 1 Kg

bagasse = 5,4639 Kg / Kg bagasse

t1 = Suhu udara luar = 28°C

t2 = Suhu udara luar cerobong = 286°C

Cp = Bj udara = 0,24

Qc = 5,4639 x (286 - 28) 0,24 = 338,3 Kkal / Kg bagasse

Sedangkan nilai bakar bagasse LHV = 1830,36 Kkal / Kg

Qc =

= 100% = 18,5 %

Sehingga untuk itu harga kerugian cerobong diambil rata-rata

dari data perhitungan diatas :

Qc =

= 20,5 %

h. Panas rugi karena pembakaran tidak sempurna (Qg)

Qg = jumlah bahan bakar x LHV x kerugian pembakaran tak

sempurna.

Untuk menentukan kerugian karena pembakaran tak sempurna,

dapat dicari dengan 2 rumus di bawah :

o Dari data operasional dapat diketahui :

Prosentase gas C

O2 di dapur = 14 %

Prosentase gas CO di dapur = 0,6 %

1. Menurut Brousse besarnya kerugian panas ini adalah :

Qg = 70

% = 70

% = 0,87 %




2011

33

2. Menurut rumus Jis besarnya kerugian :

Qg = Wg x

x 3050 Kcal/Kg

Dimana :

Wg = Berat gas asap / Kg bagasse = 5,4639 Kg

CO = Prosentase CO = 0,6

Qg = 5,4639

x 3050 = 99,98Kcal/Kg

Qg =

x100 % = 5,4 %

dari 2 perhitungan di atas kemudian diambil harga rata-rata :

Qg =

= 4,13 %

i. Panas yang terkandung dalam abu (Qa)

Qa = jumfah bahan bakar x LHV x kerugian panas dalam abu.

Besarnya prosentase unsur karbon dalam abu waktu pongoperasian

tidak dimonitor, namun pada waktu performance test dari ketel

diasonsikan bahwa prosentase unsur karbon (C) = 0,5

Menurut (heat balancing of st eam boil ers for land use) besar

kerugian adalah:

Qa =

x 8100 Kcal /Kg

=

x 8100 Kcal/Kg

= 40,5 Kcal /Kg

Qa =

x 100 %

= 2,22 %




2011

34

3.3 Perhitungan Heating Surf ace

Heating surface = luas (boil er proper + furnance + super he st ed + air

heat er ) = 654 + 215 +102 +560 = 1531 m2

bab 3

Documents