bab 4. penyediaan steam_2

11/4/2011

1

BAB 4PENYEDIAAN UAP

Utilitas

By : Ridhawati, S.T.,M.T

Penyediaan Uap

Utilitas By Ridhawati, S.T., M.T

2

TIK:

1. Mahasiswa dapat menjelaskan cara kerja boiler2. Mahsasiwa dapat menjelaskan sifat-sifat uap3. Mahasiswa dapat menghitung kualitas uap dan efisiensi boiler

KONSERVASI ENERGI DALAM SISTEM UAP


3

Pendahuluan Pengkajian Boiler Peluang efisiensi energi

Pendahuluan


4

Boiler adalah bejana tertutup dimana panaspembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk air panas atau steam.

Air panas atau steam pada tekanan tertentukemudian digunakan untuk mengalirkan panas kesuatu proses.

Air adalah media yang berguna dan murah untukmengalirkan panas ke suatu proses. Jika air dididihkan sampai menjadi steam, volumnya akanmeningkat sekitar 1.600 kali

Pengkajian Boiler


5

Sistem boiler

sistem air umpan, sistem steam, sistem bahan

bakar

Sistem Air Umpan


6

Air yang disuplai ke boiler untuk dirubah menjadi steam disebut air umpan

Sistem air umpan menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuaidengan kebutuhan steam

Dua sumber air umpan adalah: (1) Kondensat atau steam yang mengembun yang kembali dari proses dan (2) Air makeup (air bakuyang sudah diolah) yang harus diumpankan dari luar ruang boiler danplant proses.

Untuk mendapatkan efisiensi boiler yang lebih tinggi, digunakaneconomizer untuk memanaskan awal air umpan menggunakan limbahpanas pada gas buang.

11/4/2011

2

Sistem Bahan Bakar


7

Sistem bahan bakar adalahsemua peralatan yang

digunakan untuk menyediakanbahan bakar untuk menghasilkan

panas yang dibutuhkan.

Peralatan yang diperlukan padasistem bahan bakar tergantungpada jenis bahan bakar yang

digunakan pada sistem

Sistem Steam


8

Sistem steam mengumpulkan danmengontrol produksi steam dalam boiler.

Steam dialirkan melalui sistem pemipaanke titik pengguna.

Pada keseluruhan sistem, tekanan steam diatur menggunakan kran dan dipantau

dengan alat pemantau tekanan

Utilitas By Ridhawati, S.T., M.T 9

Boiler Limbah Panas


10

Jika tersedia limbah panas pada suhu sedangatau tinggi, boiler limbah panas dapat dipasangsecara ekonomis.

Jika kebutuhan steam lebih dari steam yang dihasilkan menggunakan gas buang panas, dapat digunakan burner tambahan yang menggunakan bahan bakar.

Hal ini banyak digunakan dalam pemanfaatankembali panas dari gas buang dari turbin gas dan mesin diesel.


Pengkajian Boiler


12

NeracaPanas

Efisiensiboiler

Evaluasikinerjaboiler

11/4/2011

3

Neraca Panas


13

Neraca panas merupakan keseimbangan energi total yang masuk boiler terhadap yang meninggalkanboiler

Neraca Panas


14


Neraca Panas, Kehilangan berikut dapat dihindari atau dikurangi:

Kehilangan gas cerobong:

• Udara berlebih (diturunkan hingga ke nilai minimum yang tergantung dari teknologi burner, operasi (kontrol), dan pemeliharaan).

• Suhu gas cerobong (diturunkan dengan mengoptimalkan perawatan (pembersihan), beban; burner yang lebih baik dan teknologi boiler).

Kehilangan karena bahan bakar yang tidak terbakar dalam cerobong dan abu (mengoptimalkan operasi dan pemeliharaan; teknologi burner yang lebih baik).

Kehilangan dari blowdown (pengolahan air umpan segar, daur ulang kondensat)

Kehilangan kondensat (manfaatkan sebanyak mungkin kondensat)

Kehilangan konveksi dan radiasi (dikurangi dengan isolasi boiler yang lebih baik)

Efisiensi Boiler


16

Efisiensi termis boiler didefinisikan sebagai “persenenergi (panas) masuk yang digunakan secara efektifpada steam yang dihasilkan”

Terdapat dua metode pengkajian efisiensi boiler:1. Metode langsung : energi yang diperoleh dari fluida

kerja (air atau steam) dibandingkan dengan energiyang terkandung dalam bahan bakar boiler

2. Metode tidak langsung : efisiensi merupakanperbedaan antara kehilangan dan energi yang masuk

Metode langsung


17

Efisiensi boiler (ŋ) =

=di mana:Q = jumlah steam yang dihasilkan per jam (kg/jam)q = jumlah bahan bakar yang digunakan per jam (kg/jam)hg= entalpi uap jenuh (kkal/kg steam)hf= entalpi air umpan (kkal/kg air)HV= heating value (kkal/kg)

100 x masuk

keluar

panas

panas

100 x HV x q

hf)-(hg x Q


11/4/2011

4


Tentukan efisiensi boiler dengan metode langsung daridata berikutJenis boiler = berbahan bakar batu baraJumlah steam kering yang dihasilkan= 10 ton/jamTekanan steam / suhu = 10 kg/cm2 / 180oCjumlah pemakaian batu bara = 2,25 ton/jamsuhu air umpan = 85oCHV batu bara = 3200 kkal/kgEntalpi steam pada tek. 10 kg/cm2= 665 kkal/kg jenuh)Entalpi air umpan = 85 kkal/kg

Efisiensi boiler ŋ = 80,56%

Example Keuntungan dan kerugian metode langsung


20

Evaluasi efisiensi boiler dapat dengancepat dilakukan

Parameter untuk perhitungan sedikit

Membutuhkan sedikit instrumen untukpemantauan

Mudah membandingkan rasio penguapan

Tidak memberikan petunjuk kepadaoperator tentang penyebab efisiensisistem yang lebih rendah

Tidak menghitung berbagai kehilanganyang berpengaruh pada berbagai tingkatefisiensi


Metode tidak langsung

Metode tidak langsung juga dikenal dengan metodekehilangan panas. Standar acuan untuk uji boiler dengan menggunakan metode tidak langsungadalah British standard dan USA standard.

Efisiensi boiler, ŋ= 100 – (i + ii +iii + iV + v + vi + vii)


Utilitas By Ridhawati, S.T., M.T 23 Utilitas By Ridhawati, S.T., M.T 24

11/4/2011

5


AsumsiUntuk boiler kapasitas 10 MW = 1 – 2%Untuk boiler kapasitas 500 MW = 0,2 – 1%


Tahap 5 : Menghitung efisiensi boiler dan rasio penguapanboilerEfisiensi boiler, ŋ = 100 – (i + ii + iii + iv + v + vi + Vii)

Rasio penguapan = Panas yang digunakan untpembangkitan steam / panas yang ditambahkan kesteamRasio penguapan : kilogram steam yang dihasilkan per kilogram bhn bakar yang digunakan.

Misal : Boiler berbahan bakar batu bara : 6 (tiap 1 kg batu bara

dpt menghasilkan 6 kg steam) Boiler berbahan bakar minyak : 13 (tiap 1 kg minyak dpt

menghasilkan 13 kg steam)


Jenis boiler berbahan bakar minyak Analisis ultimate minyak bakar

C : 84% H2 : 12% S : 3% O2 : 1% HV minyak bakar = 10200 kkal/kg % oksigen = 7% % CO2 = 11% Suhu gas buang (Tf) = 220oC Suhu ambien (Ta) = 27oC Kelembaban udara = 0,018 kg/kg udara kering

Kelebihan dan kekurangan metode tdk langsung


28

Dapat diketahui neraca bahandan energi yang lengkap untuksetiap aliran, yang dapatmemudahkan dalammengidentifikasi opsi-opsi untukmeningkatkan efisiensi boiler

Perlu waktu lamaMemerlukan fasilitaslaboratorium untuk analisis

bab 4. penyediaan steam_2

Documents