bab 3 insya allah acc aamiiinnn (repaired)

86

BAB IIITUGAS KHUSUS3.1 Judul Membandingkan Effisiensi Package Boiler 2011 UA dengan Package Boiler 2011 UB.

3.2

Latar Belakang

Dalam pengoperasian suatu kilang diperlukan suatu sistem yang bertugas untuk menyediakan kebutuhan pabrik seperti air untuk proses industri, tenaga listrik, udara tekan, air bersih untuk kebutuhan kantor dan air pendingin. Serta distribusinya untuk ke semua bagian pabrik. Dalam hal ini yang berperan untuk menunjang semua kebutuhan diatas adalah unit Utilitas. Pada unit ini terdapat penyedia uap bertekanan yang dihasilkan oleh boiler dengan tipe Waste Heat Recovery Unit (WHRU) dan Package Boiler. Uap bertekanan yang dihasilkan digunakan untuk memenuhi kebutuhan steam pada unit Crude Distiller (CD II) sampai Crude Distiller (CD V), Fluid Catalytic Cracking Unit (FCCU) serta untuk unit Utilitas sendiri. Boiler atau ketel uap adalah suatu perangkat mesin yang berfungsi untuk mengubah air menjadi uap. Proses perubahan air menjadi uap terjadi dengan memanaskan air yang berada didalam pipa-pipa dengan memanfaatkan panas dari hasil pembakaran bahan bakar. Pembakaran dilakukan secara kontinyu didalam ruang bakar dengan mengalirkan bahan bakar dan udara dari luar. Uap yang dihasilkan boiler adalah uap superheat dengan tekanan dan temperatur yang tinggi. Jumlah produksi uap tergantung pada luas permukaan pemindah panas, laju aliran, dan panas pembakaran yang diberikan.Boiler yang baik adalah boiler yang mempunyai efisiensi dan efektifitas yang tinggi, sehingga dapat dijadikan tolak ukur dalam memilih boiler untuk kebutuhan operasional. Semakin tinggi efisiensi boiler, maka akan semakin tinggi penghematan pemakaian bahan bakar sehingga biaya operasional yang dikeluarkan akan semakin rendah. Parameter yang digunakan untuk membandingkan kondisi desain awal dan sekarang package boiler yaitu dengan mengetahui besarnya Oksigen yang digunakan. Dimana boiler dengan efisiensi yang baik adalah boiler yang mempunyai tingkat efektifitas dan effisiensi yang tinggi sehingga mampu menjadi tolak ukur memilih boiler untuk kebutuhan operasional. Semakin tinggi tingkat effisiensi boiler maka semakin tinggi tingkat uap yang dihasilkan dengan jumlah bahan bakar yang minimum. 3.3 Tujuan

Tujuan dari tugas khusus ini adalah untuk :

1. Mengetahui perbedaan effisiensi Package Boiler 2011 UA dan Package Boiler 2011 UB.2. Mengetahui hal yang mempengaruhi perbedaan effisiensi pada Package Boiler 2011 UA dan Package Boiler 2011 UB.

3.4 Manfaat Adapun manfaat yang didapat dari Peningkatkan Effisiensi Package Boiler 2011 UB dengan cara menurunkan O2 content adalah sebagai berikut :

1. Menambah wawasan mengenai kinerja alat boiler khusunya dalam perhitungan effisiensi Package boiler 2011 UA dan Package boiler 2011 UB.

2. Memberikan masukan kepada pihak PT. Pertamina (persero) RU III Plaju untuk mengambil kebijakan dimasa yang akan datang terkait dengan tingkat effisiensi boiler yang digunakan.3.5 Perumusan Masalah

Pengoperasian package boiler 2011 UA dan package boiler 2011 UB bulan Agustus 2014 memerlukan sejumlah udara dan bahan bakar agar reaksi pembakaran dapat berlangsung. Dari pembakaran akan didapatkan udara berlebih dan panas yang hilang dari stack atau cerobong dengan jumlah yang berbeda pada setiap package boiler. Hal inilah yang dapat menyebabkan perbedaan effisiensi antara Package Boiler 2011 UA dan Package Boiler 2011 UB.3.6 Tinjauan Pustaka3.6.1 Boiler

Uap air merupakan gas yang timbul akibat perubahan fase cair menjadi uap dengan cara pendidihan (boiling). Untuk melakukan proses pendidihan diperlukan energi panas yang diperoleh dari sumber panas, misalnya dari pembakaran bahan bakar (padat, cair, dan gas), tenaga listrik dan gas panas sebagai sisa proses kimia serta tenaga nuklir.Boiler menghasilkan uap dan uap yang dihasilkan ini dapat digunakan untuk membangkitkan listrik, menggerakkan turbin, kompresor maupun turbin pompa, juga sebagai pemanas dan sebagainya.

Boiler merupakan peralatan yang digunakan untuk memanaskan air sampai menjadi uap pada tekanan dan temperatur yang dikehendaki melalui proses perpindahan panas, dalam hal ini proses pembakaran bahan bakar baik dalam bentuk cair, gas maupun padat (Iskandar,2005). Sistem boiler terdiri dari : sistem air umpan, sistem steam, dan sistem bahan bakar. Sistem air umpan menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhan steam. Sistem steam mengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler. Steam dialirkan melaui sistem pemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanan steam diatur menggunakan kran dan dipantau dengan alat pemantau tekanan. Sistem bahan bakar adalah semua peralatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan. Peralatan yang diperlukan dalam sistem bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan pada sistem. Boiler terdiri dari dua komponen utama yaitu : (Nuchan,2008)1. Dapur (furnace), sebagai alat untuk mengubah energi kimia menjadi energi panas.

2. Alat penguap (evaporator) yang mengubah energi pembakaran (energi panas) menjadi energi potensial uap.

Kedua komponen tersebut memungkinkan boiler untuk dapat digunakan dalam proses. Komponen penunjang lainnya adalah :

1. Cerobong asap dengan sistem tarikan gas asapnya, memungkinkan dapur berfungsi secara efektif.

2. Sistem perpipaan, seperti pipa api pada boiler pipa api, pipa air pada boiler pipa air memungkinkan sistem penghantaran kalor yang efektif antara nyala api atau gas panas dengan air boiler.

3. Sistem pemanas uap lanjut, sistem pemanas udara pembakaran serta sistem pemanas air pengisi boiler berfungsi sebagai alat untuk menaikan efisiensi boiler.

4. Steam drum, komponen ini merupakan tempat penampungan air panas dan pembangkitan steam. Steam masih bersifat jenuh (saturated steam).

5. Economizer, komponen ini merupakan tempat ruangan pemanas yang digunakan untuk memanaskan air dari air yang terkondensasi dari sistem sebelumnya maupun air umpan baru.

Selama beroperasi, nyala api burner (flame) tidak diperbolehkan mengenai dinding tube atau dinding tahan api (fire brick). Jadi pemanasan yang terjadi adalah pemanasan tidak langsung (radiasi), hal ini dapat dicapai dengan mengatur aliran udara pembakaran yang masuk dan aliran gas hasil pembakaran.

Uap yang dihasilkan dipanaskan lagi melalui superheater untuk mendapatkan uap kering yang disebut juga dengan Main Steam. Main Steam inilah yang merupakan uap yang akan digunakan untuk keperluan proses suatu industri seperti penggerak turbin, generator turbin, kompresor maupun turbin pompa, juga sebagai pemanas ataupun fungsi fungsi lainnya.Steam digunakan sebagai pemanas, penggerak (driver), dan pelucutan oksigen secara fisika pada deaerator. Hingga saat ini, PT Pertamina RU-III memiliki dua macam boiler yakni package boiler yang menggunakan bahan bakar gas dan Waste Heat Recovery Unit (WHRU) yang memanfaatkan panas gas cerobong. Steam yang dihasilkan adalah steam bertekanan 42 kg/cm2g (high pressure atau HP) dan steam bertekanan 15 kg/cm2g (medium pressure atau MP). Jenis pembangkit steam yang terdapat dalam unit utilitas Refinery Unit III adalah :

1. Package boiler berjumlah dua buah, masing-masing berkapasitas 50 ton/jam. BFW berasal dari demin plaju, dengan produk HP steam. Pada Package boiler ini, terdapat 10 burner tip yang posisinya melingkar dan menggunakan bahan bakar fuel gas, dengan tekanan bahan bakar 3,5 kg/cm2g.

2. Kettle boiler berjumlah sembilan buah, dengan kapasitas total 373 ton/jam. BFW berasal dari WTP Plaju, dengan produk MP steam. Bahan bakar yang digunakan adalah fuel oil.

3. WHRU berjumlah tiga buah, masing-masing berkapasitas 68 ton/jam. WHRU memanfaatkan panas yang dihasilkan oleh turbin gas. Gas panas keluaran turbin memiliki temperatur sekitar 400C. WHRU menghasilkan HP steam dengan mengolah air yang berasal dari WTP Plaju.Pada package boiler terjadi proses perpindahan panas, yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar fuel gas dan udara excess pembakaran yang disupplai dari force draft fan. Dalam pembakaran bahan bakar dengan hanya menggunakan udara teoritis, pada kenyataannya sering terjadi pembakaran yang kurang sempurna. Untuk menyempurnakan pembakarannya dengan melebihkan udara pembakaran. Sehingga setiap molekul dari bahan bakar akan tersedia sejumlah oksigen (O2) yang sesuai untuk pembakaran sempurna. Jika persentase excess air meningkat, temperatur nyala akan menurun dan perpindahan panas dalam boiler juga akan menurun. Hal ini akan meningkatkan temperatur gas buang (flue gas)di cerobong asap. Excess air juga dipengaruhi oleh jenis bahan bakar dan beban operasi boiler. Apabila temperature flue gas tinggi maka efisiensi boiler akan menurun. Untuk itu diupayakan kondisi operasi yang optimum, di mana kehilangan panas karena kekurangan udara pembakaran dapat diminimalisasi dan kehilangan panas karena udara pembakaran yang berlebih terlalu banyak juga dapat diminimalisasi sehingga di peroleh effisiensi yang tinggi. Excess air merupakan salah satu faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi package boiler, dan ada beberapa hal lain yaitu sebagai berikut:1. Pembakaran tidak sempurna

Jika oksigen (O2) yang dibutuhkan tidak cukup, maka pembakaran karbon tidak sempurna. Akibat pembakaran yang tidak sempurna maka tidak setiap karbon bereaksi, karbon yang bereaksipun tidak membentuk CO2, sehingga jumlah kalor yang dilepaskan dalam proses pembakaran menjadi lebih sedikit, dengan demikian energi yang dihasilkan semakin berkurang.

Persamaan reaksi: 2C +O2 2CO

2. Temperature gas buang

Temperature gas buang menunjukkan kandungan energi panasnya, semakin tinggi temperatur gas buang berarti energi panas yang dibuang semakin besar pula. Diusahakan agar temperatur gas buang ini serendah mungkin, misalnya dengan waste heat recovery untuk memanaskan benda lain yang memerlukan energi panas.Tabel 3.1 Combustion Efficiency for Fuel GasCombustion Efficiency for Natural Gas

Excess %Combustion Efficiency

Flue gas temperature less combustion air temp, oF

AirOxygen200300400500600

9,52,085,483,180,878,476,0

15,03,085,282,880,477,975,4

28,15,084,782,179,576,774,0

44,97,084,181,278,275,272,1

81,610,082,879,375,671,968,2

Assumes complete combustion with no water vapor in the combustion air.3. Temperatur udara masuk

Udara yang mengalir masuk membawa energi kalor (walaupun jumlahnya relatif sedikit). Semakin tinggi temperatur udara semakin banyak pula kandungan kalor masuknya, dan semakin sedikit pula energi kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur udara sampai ke titik nyala bahan bakar, berarti semakin banyak energi kalor tersedia untuk dimanfaatkan.4. Temperatur bahan bakar

Bahan bakar yang disuplai ke ruang bakar juga membawa energi kalor, namun dengan jumlah yang jauh lebih sedikit, karena laju aliran massa bahan bakar ini paling kecil. Pengaruh factor ini terhadap efisiensi pembakaran relatif kecil.5. KelembabanKandungan kelembaban (moisture = H2O) pada gas buang disebabkan oleh 3 hal yaitu sebagai hasil reaksi H2 (dari bahan bakar) dengan O2 (dari udara), yang dibawa oleh udara untuk pembakaran, dan kandungan air yang dibawa oleh bahan bakar. Jumlah pemakaian udara pembakaran dipengaruhi oleh humidity udara.

6. Pembuangan air dari Package Boiler (Blow Down)Blowdown berarti mengeluarkan cairan yang terkonsentrasi dari package boiler melalui lubang didasar. Di dalam package boiler yang menggunakan treated water untuk make up akan timbul akumulasi dari zat padat yang tidak terlarut (dissolved solid). Hal ini akibat dari penguapan dan zat tidak terlarut yang tertinggal dalam konsentrasi yang semakin tinggi di dalam package boiler. Bila zat zat itu melampaui batas yang diizinkan dapat menimbulkan kesulitan dalam operasi seperti terjadinya foaming dan carry over. Walaupun hal tersebut merupakan suatu keharusan, namun dikarenakan banyaknya kandungan energi yang terdapat dalam air blowdown, maka merupakan suatu pemborosan apabila terjadi blowdown yang terlalu besar terhadap suatu boiler dan akan menurunkan efisiensi boiler. 3.6.2 Klasifikasi Boiler3.6.2.1 Berdasarkan fluida yang mengalir dalam pipa

A. Fire TubeBoiler pipa api ini memilki karakteristik menghasilkan kapasitas dan tekanan steam yang rendah. (Aris febriantaras Sense) terdapat dua macam jenis pipa api dalam ketel yaitu :

a. Pipa-pipa api penguat, yaitu pipa api yang digunakan sebagai penguat dari kedudukan pipa-pipa api biasa dan front ketel serta mengalirkan gas panas dari pembakaran.

b. Pipa-pipa abi biasa, yaitu pipa yang khusus digunakan untuk mengalirkan gas-gas hasil pembakaran.

Sumber : www.energyefficiencyasia.org (diakses 1 November 2014)Gambar 3.1 Fire Tube Boiler

Cara kerja : pada fire tube boiler ini, gas panas melewati pipa-pipa dan air umpan boiler ada dalam shell untuk diubah menjadi steam. Fire tube boiler biasanya digunakan untuk kapasitas steam yang relatif kecil dengan tekanan steam rendah sampai sedang. Fire tube boiler dapat menggunakan bahan bakar minyak, gas atau bahan bakar padat dalam operasinya.

B. Water TubeBoiler pipa air memilki karakteristik menghasilkan kapasitas dan tekanan steam yang tinggi. (Aris febriantaras Sense).

Sumber : artikel-teknologi.com (diakses 1 November 2014)Gambar 3.2 Boiler pipa airCara kerja : pada water tube boiler, air umpan boiler mengalir melalui pipa-pipa masuk kedalam drum. Air yang tersikulasi dipanaskan oleh gas pembakar membentuk steam pada daerah uap dalam drum. Boiler ini dipilih jika kebutuhan steam dan tekanan steam sangat tinggi seperti pada kasus boiler untuk pembangkit tenaga. Steam yang dirancang untuk boiler ini antara 4.500 12.000 kg/jam, dengan tekanan sangat tinggi.3.6.2.2 Berdasarkan pemakaiannya A. Ketel stasioner (stasioner boiler) atau boiler tetapBoiler stasioner adalah boiler-boiler yang didudukkan pada pondasi tetap seperti boiler untuk pembangkit tenaga listrik, untuk industri dan sebagainya. Contoh dari boiler stasioner yaitu Lancashire boiler. Boiler ini memilki tipe tidak dapat bergerak (stasionary), model fire tube pembakaran dalam, mendatar dan menggunakan sirkulasi alami. Boiler ini dipakai dimana tekanan kerja dan tenaga yang dibutuhkan sedang. Boiler tipe ini disusun dengan batu tahan api yang membentuk cerobong luar, maka bagian dari permukaan pemanasan berada di luar selongsong. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 3.3 di bawah ini.

Sumber : dc387.4shared.com (diakses 1 November 2014)Gambar 3.3 Boiler StasionerB. Boiler mobile atau boiler portableBoiler mobile adalah boiler yang dipasang pada pondasi yang dapat berpindah-pindah. Seperti boiler lokomotif, boiler panjang dan sebagainya termasuk juga boiler pada kapal (Gambar 3.4).

Sumber : www.blanski.com (diakses 1 November 2014)Gambar 3.4 Boiler Mobile3.6.2.3 Berdasarkan letak dapur (furnace position)A. Ketel dengan pembakaran di dalam (internally fixed steam boiler)

Dalam hal ini dapur berada (pembakaran terjadi) di bagian dalam ketel yang kebanyakan ketel pipa api memakai sistem ini.

B. Ketel dengan pembakaran di luar (outernally fixed steam boiler)

Dalam hal ini dapur pembakaran terjadi diluar ketel yang kebanyakan ketel pipa air memakai sistem ini.3.6.2.4 Berdasarkan jumlah lorong (boiler tube)

A. Boiler dengan lorong tunggal (single tube steam boiler)

B. Boiler dengan lorong ganda (multi tubuler steam boiler)3.6.2.5 Berdasarkan tutup poros drum (Shell)

A. Boiler mendatar (horizontal steam boiler), seperti cochran boilerB. Boiler tegak (vertical steam boiler), seperti boiler cornish, lancashire, dll3.6.2.6 Berdasarkan bentuk dan letak pipa

A. Boiler dengan pipa lurus, bengkok dan berkelok-kelok

B. Boiler dengan pipa miring-datar dan miring tegak3.6.2.7 Berdasarkan sumber panasnya (heat source) atau bahan bakar

A. Ketel uap dengan bahan bakar buatan dan alami. Klasifikasi bahan bakar yaitu solid fuel, oil fuel, dan gaseous fuel.B. Ketel uap dengan bahan bakar dapur listrik (electric).C. Ketel uap dengan bahan bakar nuklir.3.7Pemecahan Masalah

Untuk menghitung efisiensi Package Boiler 2011 UB pada bulan juni 2013, diperlukan data yang didapat dari data harian operator unit utilitas power station II. Adapun data-data yang diperlukan untuk menghitung efisiensi package boiler 2011 UB adalah :1. Spesifikasi fuel gas (analisa laboratorium)

2. Analisa orsat 3. Data operasi boiler (Data DCS), meliputi :a. Steam pressure

b. Steam temperature

c. Flow steam

d. Flow feed water

e. Feed water temperature

f. Flow fuel gas

g. Flue gas temperature3.7.1 Metode Perhitungan efisiensi

Metode yang dipergunakan dalam perhitungan dengan Metode Heat Loss dimana panas yang hilang dapat dihitung dengan menjumlahkan panas yang masuk Boiler dikurangi panas yang hilang melalui dinding serta panas yang dibawa gas asap hasil pembakaran, sehingga didapatkan panas yang diserap oleh fluida.Formula = x 100%

1Efisiensi =

2F. William Payne, Efficient Boiler Operation, 1989, 48

Gambar 3.5 Diagram Panas Masuk dan Panas Keluar Panas masuk sebagai berikut:Q1 = Panas yang dibawa air umpan

=

m feed water X hf feed water

Q2=

Panas pembakaran fuel gas

=

m fuel gas X NHV fuel gasQ3=

Panas sensible fuel gas

=

m fuel gas X hf fuel gasQ4=

Panas dari udara pembakaran=m udara X Cpudara X (tudaraQ5=

Panas dari uap air dalam udara =m H2O x Cp H2O x (t H2OPanas Keluar sebagai berikut:

QA =Panas Terbawa Steam

=m steam produksi x hg steam produksiQB =Panas Terbawa oleh flue gas kering

=m flue gas x h flue gas =QCO2 + Qo2 + Qn2 =mCO2 . hCO2 + mO2 . hO2 + mN2 . hN2

QC =Panas terbawa oleh hasil pembakaran gas =m uap air x Cp uap air x (t flue gas

QD =Panas terbawa uap air yang terikut udara =m uap air ikut udara x Cp flue gas x (t flue gasQE = Panas hilang karena radiasi

QF =Panas hilang karena blow down

= (mfuel gas x h fuel gas)

QG =Panas hilang karena tak berdeteksi(Nelson, WL, Petroleum Refinery Engineering, 1969, 420)Panas yang hilang seperti di atas disusun dalam suatu neraca panas (heat balance) sebagai berikut:Tabel 3.2 Neraca Panas

QinPANAS MASUKQoutPANAS KELUAR

Q1Panas yang di bawa air umpanQAPanas yang terbawa produksi uap panas lanjut (steam)

Q2Panas pembakaran fuel gasQBPanas yang terbawa oleh flue gas kering

Q3Panas sensibel fuel gasQCPanas yang terbawa uap air hasil pembakaran fuel gas

Q4Panas dari udara pembakaranQDPanas yang terbawa uap air yang terkuat udara

Q5Panas dari uap air dalam udaraQEPanas yang hilang karena radiasi

QFPanas yang hilang karena blow-down

QGPanas hilang karena tak terdeteksi

Keterangan Tabel 3.2:

a. Panas masuk (Qin) adalah Q1 sampai dengan Q5

b. Panas keluar (Qout) adalah QA sampai dengan QG.3.7.2 Data-data yang di perlukan untuk Perhitungan3.7.2.1 Package Boiler 2011 UAA. Data Spesifikasi desain Package Boiler 2011 UAManufactured

:FW Power Product Ltd

Capasity

: 50 ton/jam

Fuel

: Gas dan Oil

BFW Inlet Temperature

: 121C

Outlet Steam

: Superheater outletEfisiensi

: 86 %

Excess air

: 15-20 %

Burner

: Combination gas dan oilFDF

: Keith Blackman Ltd

peed FDF

: 1487 Rpm

Driver FDF

: Motor

Steam Pressure in steam drum: 44 kg/cm2Flue gas temperature

: 230C

Air temperature inlet FD Fan : 30C

Tabel 3.3 Data Operasi Package Boiler 2011 UANo.Data OperasiTanggal

567811

1Steam Pressure (Kg/Cm2)40.8640.3140.7940.8240.93

2Steam Temperature (OC)392.01391.99392.01392.03 3385.6

3Flow Steam (Ton/Jam)44.2144.5744.9445.8146.79

4Flow Feed Water(Ton/Jam)46.5747.1847.1347.6848.58

5Feed Water Temperature (OC)

118.79118.5118.78118.79117.79

6Flow Fuel Gas (Ton/Jam)3.463.463.463.513.55

7Flue Gas Temperature (OC) 226.29

2285.83 226.53227.62225.97

Sumber: Data Operasi di atas didapat dari Bulan Agustus 2014B. Spesifikasi Fuel Gas (Analisa Laboratorium)Tabel 3.4 Komposisi Hydrocarbon (%Volume)

No.Komponen Fuel Gas%Volume

1.Metana (CH4)82,9

2.Etana (C2H6)5

3.Propana (C3H8)2,1

4.Butana (C4H10)0,4

5.Iso Butana (i- C4H10)1,3

6.Pentana (C5H12)0,4

7.Iso pentana (i- C5H12)0,6

8.Heksana (C6H14)0,3

9.CO27

Total100

C. Hasil perhitungan Neraca Panas dan Persentase secara keseluruhanTabel 3.5 Neraca Panas dan Persentase (Data I Tanggal 5 Agustus 2014)UraianPanas masukPanas keluar%

Btu/jamBtu/jam

Q1Panas yang di bawa oleh feed water21,995,639.8813.44

Q2Panas pembakaran fuel gas137,256,236.5283.89

Q3Panas sensibel fuel gas2,392,867.531.46

Q4Panas dari udara pembakaran1,880,889.751.15

Q5Panas dari uap air dalam udara81,871.640.05

Total163,607,505.32100

QaPanas terbawa steam133,748,797.8081.75

QbPanas yang terbawa oleh flue gas kering10,887,499.826.65

QcPanas yg terbawa uap air hasil pembakaran gas2,576,049.77

1.57

QdPanas yang terbawa uap air yang terikut udara559,048.110.34

QePanas hilang karena radiasi3,431,405.912.10

QfPanas hilang karena blow down2,449,348.521.50

QgPanas hilang yang tak terdeteksi9,955,355.396.08

Total163,607,505.32100

Efisiensi 81.75

Tabel 3.6 Neraca Panas dan Persentase (Data II Tanggal 6 Agustus 2014)UraianPanas masukPanas keluar%

Btu/jamBtu/jam






Total163,823,517.04100



QcPanas yg terbawa uap air hasil pembakaran gas2,598,456.361.59





Total163,823,517.04100

Efisiensi82.31

Tabel 3.7 Neraca Panas dan Persentase (Data III Tanggal 7 Agustus 2014)UraianPanas masukPanas keluar%

Btu/jamBtu/jam






Total163,834,100.44

100








Total163,834,100.44 100

Efisiensi82.99

Tabel 3.8 Neraca Panas dan Persentase (Data IV Tanggal 8 Agustus 2014)UraianPanas masukPanas keluar%

Btu/jamBtu/jam






Total165,796,106.90

100


QbPanas yang terbawa oleh flue gas kering

10,691,654.496.45






Total165,796,106.90 100

Efisiensi 83.59

Tabel 3.9 Neraca Panas dan Persentase (Data V Tanggal 11 Agustus 2014)UraianPanas masukPanas keluar%

Btu/jamBtu/jam






Total169,505,391.45100








Total167,868,647.55100

Efisiensi83.12

Tabel 3.10 Efisiensi dan O2 Content Package Boiler 2011 UATanggalO2 Content

(% Volume)Effisiensi

(%)

5 Agustus 2014

6 Agustus 2014

7 Agustus 2014

8 Agustus 2014

11Agustus 20143,4

3,2

3,0

2,8

3,081,75

82,31

82,99

83,59

83,13

Keterangan:

1: Untuk Data Hari Pertama (5 Agustus 2014)

2: Untuk Data Hari Kedua (6 Agustus 2014)

3: Untuk Data Hari Ketiga (7 Agustus 2014)

4: Untuk Data Hari Keempat (8 Agustus 2014)

5: Untuk Data Hari Kelima (11 Agustus 2014)

Gambar 3.6 Grafik Hubungan antara O2 Content dengan Efisiensi Package Boiler 2011 UA3.7.2.2 Package Boiler 2011 UBA. Data Spesifikasi desain Package Boiler 2011 UB

Manufactured

: FW Power Product Ltd

Capasity

: 50 ton/jam

Fuel

: Gas dan Oil

BFW Inlet Temperature

: 121C

Outlet Steam

: Superheater outletEfisiensi

: 86 %

Excess air

: 10-15 %

Burner

: combination gas dan oilFDF

: Keith Blackman Ltd

Speed FDF

: 1487 Rpm

Driver FDF

: Motor

Steam Pressure in steam drum: 44 kg/cm2Flue gas temperature

: 230C

Air temperature inlet FD Fan : 30CTabel 3.11 Data Operasi Package Boiler 2011 UBNo.Data OperasiTanggal

567811

1.Steam Pressure (Kg/Cm2)41,05404138,8140,95

2.Steam Temperature (OC)392392391,963391,01392,01

3.Flow Steam (Ton/Jam)45,0142,014340,9740,52

4.Flow Feed Water(Ton/Jam)47,1343,145,0242,2142,13

5..Feed Water Temperature (OC)117115117,06116,99117

6.Flow Fuel Gas (Ton/Jam)3,53,25 3,33,23,2

7.Flue Gas Temperature (OC) 228228 226,53225,89228,8

Sumber : Data Operasi di atas didapat dari BulanAgustus 2014B. Spesifikasi Fuel Gas (AnalisaLaboratorium)

Tabel 3.12 Komposisi Hydrocarbon (%vol)No.Komponen Fuel Gas%Volume

1.Metana (CH4)82,9

2.Etana (C2H6)5

3.Propana (C3H8)2,1

4.Butana (C4H10)0,4

5.Iso Butana (i- C4H10)1,3

6.Pentana (C5H12)0,4

7.Iso pentana (i- C5H12)0,6

8.Heksana (C6H14)0,3

9.CO27

Total100

C. Hasil perhitungan secara keseluruhanTabel 3.13 Neraca Panas dan Persentase (Data I Tanggal 5 Agustus 2014)UraianPanas masukPanas keluar%

Btu/jamBtu/jam

Q1Panas yang di bawa oleh feed water21.906.454,3213,26

Q2Panas pembakaran fuel gas138.843.013,8084,07

Q3Panas sensibel fuel gas2.420.530,741,47

Q4Panas dari udara pembakaran1.893.922,371,15

Q5Panas dari uap air dalam udara82.438,930,05

165.146.356.20100

QAPanas terbawa steam136.121.413,0082,43

QBPanas yang terbawa oleh flue gas kering

10.027.016,32

6,07

QCPanas yg terbawa uap air hasil pembakaran gas2.456.133,591,5

QDPanas yang terbawa uap air yang terikut udara530.583,580,32

QEPanas hilang karena radiasi3.471.075,35

2,10

QFPanas hilang karena blow down2.202.599,111,33

QGPanas hilang yang tak terdeteksi10.337.535,236,25

Total165.146.356,20100

Effisiensi82,4

Tabel 3.14 Neraca Panas dan Persentase (Data II Tanggal 6 Agustus 2014)UraianPanas masukPanas keluar%

Btu/jamBtu/jam


Q2Panas pembakaran fuel gas128.925.655.7084,44




152.692.864,60100


QBPanas yang terbawa oleh flue gas kering9.228.370,276,04

QCPanas yg terbawa uap air hasil pembakaran gas2.280.695,471,5

QDPanas yang terbawa uap air yang terikut udara488.506,030,32

QEPanas hilang karena radiasi3.223.141,40

2,11

QFPanas hilang karena blow down1.124.946,970.74


TotalEffisiensi152.692.864,6100

83,3

Tabel 3.15 NeracaPanasdanPersentase (Data III Tanggal 7 Agustus 2014)UraianPanas masukPanas keluar%

Btu/jamBtu/jam






155.988.952,90100


QBPanas yang terbawa oleh flue gas kering9.371.865,49

6,01

QCPanas yg terbawa uap air hasil pembakaran gas2.323.502,37

1,5

QDPanas yang terbawa uap air yang terikut udara497.752,24

0,32

QEPanas hilang karena radiasi

3.272.728,182,10

QFPanas hilang karena blow down2.092.913,64

1,34



83,4

Tabel 3.16 Neraca Panas dan Persentase (Data IV Tanggal 8 Agustus 2014)UraianPanas masukPanas keluar%

Btu/jamBtu/jam






150.593.440,30100



6,09


1,5


0,32

QEPanas hilang karena radiasi3.173.554,602,11


QGPanas hilang yang tak terdeteksi10.323.163,91

6,85


100

82,3

Tabel 3.17 NeracaPanasdanPersentase (Data V Tanggal 11 Agustus 2014)UraianPanas masukPanas keluar%

Btu/jamBtu/jam

Q1Panas yang di bawa oleh feed water19.582.405,09

13.01





150.537.219,30100

QAPanas terbawa steam124.446.169,1082.67


6,06


1,5


0,32

QEPanas hilang karena radiasi3.173.554,602,11




82,6

Tabel 3.18 Efisiensi dan O2 Content Package Boiler 2011 UBTanggalO2 Content

(% Volume)Effisiensi

(%)

5 Agustus 2014

6 Agustus 2014

7 Agustus 2014

8 Agustus 2014

11 Agustus 20143,3

3,1

3,1

3,3

3,282,4

83,3

83,4

82,3

82,6

Keterangan:






Gambar 3.7 Grafik Hubungan antara O2 Content dengan Efisiensi Package Boiler 2011 UB3.7.3 Perbandingan Efisiensi Package Boiler 2011 UA dengan Package Boiler 2011 UBTabel 3.19 Perbandingan Efisiensi Package Boiler 2011 UA dengan Package Boiler 2011 UBTanggalPackage Boiler 2011 UAPackage Boiler 2011 UB

EffisiensiO2 ContentEffisiensi

% Volume%% Volume%

5 Agustus 20143,481,753,382,4

6 Agustus 20143,282,313,183,3

7 Agustus 20143,082,993,183,4

8 Agustus 20142,883,593,382,3

11 Agustus 20143,083,133,282,6

Keterangan:






Gambar 3.8 Grafik Perbandingan Effisiensi Package Boiler UA dan UB3.8 Pembahasan

Boiler merupakan peralatan yang digunakan untuk memanaskan air sampai menjadi uap pada tekanan dan temperatur yang dikehendaki melalui proses perpindahan panas, dalam hal ini proses pembakaran bahan bakar baik dalam bentuk cair, gas maupun padat (Iskandar,2005).

Dari hasil pengamatan dan perhitungan pada tanggal 5,6,7,8 dan 11 rata-rata terjadi kenaikan effisiensi pada setiap boiler. Excess air rata-rata bulan Agustus ini yaitu 15 % dimana pada kondisi ini efisiensi boiler masih cukup bagus karena masih dalam rentang 81-84 %. Namun untuk data keemplima pada package boiler UA effisiensi mengalami penurunan. Hal ini dipengaruhi oleh menurunnya tingkat excess air disebabkan karena kandungan O2 yang menurun. Untuk meningkatkan excess air dapat dilakukan dengan cara peningkatan suplai O2 agar terjadi pembakaran sempurna atau semua bahan bakar habis bereaksi. Apabila bahan bakar dan udara tercampur dengan baik maka akan diperoleh temperatur nyala yang sangat tinggi. Dari reaksi pembakaran yang terjadi akan menghasilkan panas pembakaran yakni panas reaksi antara oksigen dengan unsur yang dapat terbakar dalam bahan bakar. Temperatur stack atau temperatur flue gas yang tinggi akan mempengaruhi efisiensi boiler. Pada tabel 3.1 terlihat bahwa semakin besar temperatur stack maka efisiensi boiler semakin rendah. Untuk itu temperatur stack diusahakan dalam keadaan optimal, dengan cara waste heat recovery. Hilangnya panas dari stack atau cerobong yang berlebih akan membuat biaya operasional menjadi lebih besar, karena bahan bakar yang digunakan lebih banyak. Menurut Iskandar (2005), boiler yang baik adalah boiler yang mempunyai efisiensi dan efektifitas yang tinggi sehingga dapat menjadi tolak ukur dalam memilih boiler untuk kebutuhan operasional.3.9 Kesimpulan & Saran

3.9.1 Kesimpulan

Dari hasil perhitungan Package Boiler dapat disimpulkan bahwa :

1. Perbedaan effisiensi yang terjadi pada setiap boiler disebabkan oleh adanya perbedaan excess air, temperatur stack, serta jumlah panas yang diserap (NHV).2. Temperatur stack yang tinggi akan mempengaruhi efisiensi boiler.3.9.2 Saran

Dari hasil yang didapatkan selama melakukan kerja praktek di PT.Pertamina (Persero) Unit pengolahan III Plaju, penulis memberikan saran :1. Melakukan preventive maintenance secara berkala atau berkesinambungan dengan mengkalibrasi alat ukur temperature stack/cerobong asap sesuai desain.

2. Meningkatkan effisiensi boiler dengan effisiensi rendah dengan cara menurunkan O2 content sesuai dengan range yang telah ditentukan.3. Memanfaatkan gas buang hasil sisa pembakaran bahan bakar untuk meningkatkan efisiensi yang digunakan sebagai pemanas ekonomizer.58

_1497600847.unknown

_1497600849.unknown

_1497600846.unknown

bab 3 insya allah acc aamiiinnn (repaired)

Documents