Download - Audit Energi Pada Furnace
-
KONSERVASI ENERGY PADA SMELTING FURNACE
1
-
PendahuluanPendahuluan
P l t t k i k l d la. Peralatan untuk mencairkan logam dalam industri pengecoran, pengeringan atau pemanasan material .
b. Tipe energi input yang digunakan sangat penting . Umumnya digunakan BBM, Coke,penting . Umumnya digunakan BBM, Coke, Coal, Gas dan Listrik.
c K nci efisiensi operasi t ngk adalahc. Kunci efisiensi operasi tungku adalahpembakaran dan isolasi yang sempurna.
2
-
Tipe dan klasifikasi tungkuMenurut
perpindahanMenurut
perpindahanMenurut
perpindahanTempat api tungku terbukaTempat api tungku terbukaTempat api tungku terbuka
pe da as as tu g u
perpindahan panas
perpindahan panas
perpindahan panas Pemanasan melalui media cairPemanasan melalui media cairPemanasan melalui media cair
TempaTempaTempa
KlasifikasiTungku
Menurut pengisianMenurut
pengisianMenurut
pengisianPeriodik
Re-rolling (Batch / continuous
pusher)
P tK ti
PeriodikRe-rolling
(Batch / continuouspusher)
P tK ti
PeriodikRe-rolling
(Batch / continuouspusher)
P tK ti PotKontinyu
Tangki pencairan kaca( ti /
PotKontinyu
Tangki pencairan kaca( ti /
PotKontinyu
Tangki pencairan kaca( ti /
Perbaikkan Daya
Pemanas ulang
Perbaikkan Daya
Pemanas ulang
Pemanfaatan panas
Pemanfaatan panas
Pemanfaatan panas
(regenerative / recuperative)
(regenerative / recuperative)
(regenerative / recuperative)
3Gambar: Klasifikasi tungku
Pemanas ulangPemanas ulang
-
JENIS-JENIS SMELTING FURNACE
Electric Arc Furnace Induce Furnace
4
Blast Furnace
-
PendahuluanBentuk Tungku
Pendahuluan
5
-
PendahuluanPerpindahan panas Tungkumemanaskan material dengan suhu yg seragam dengan masukan energi minimal:
Besar energi yang`1q
Besar energi yang digunakan.
Pelepasan energi yang cukup.
Perpindahan panas yg tersedia.
Persamaan temperaturtemperatur.
Pengurangan rugi panas.
Konveksi gas panas.
6Gambar: Perpindahan panas tungku Sumber: The Carbon Trust
-
PendahuluanPelepasan energi yg cukup & Volume
Pendahuluan
9 Dibatasi panjang lintasan nyala api dan volume
p g yg ppembakaran
batas pa ja g tasa ya a ap da o u epembakaran.
9 Pembakaran sempurna diperlukan volume pembakaran 98%pembakaran 98% .
9 Mendapatkan nyala api yg mengisi ruang bakarfaktor terpenting peletakan burner/ pembakar.
Acuan rancangan:
Pelepasan panas 2 liter BBM/ jam/ cubic foot
7
Pelepasan panas 2 liter BBM/ jam/ cubic foot of combustion volume
-
PendahuluanPendahuluanBatu tahan api
Bahan batu tahan api untuk mengisolasi reaksi panas
Pemakaian yg sesuai
Bahan batu tahan api untuk mengisolasi reaksi panas dlm ruang bakar atau meminimalkan rugi panas.
Tekanan & pengaturan hisapan Tekanan yg sesuai 0.25 mm w.c. dibawah tekanan
atmosphirPemanfaatan panas buang
atmosphir.
Dapat menaikkan penghematan bb sampai 15 -
8
p p g p17%.
-
Pendahuluan
Bahan batu tahan apiPersyaratan umum: Mampu untuk temp tinggi dan perubahan secara tiba-tiba Mampu untuk temp tinggi dan perubahan secara tiba tiba . Mampu mencairkan ampas pengecoran logam, kaca, gas
panas dll Tahan thd kondisi beban dan gaya-2 abrasive . Koefficient expansi panas yg rendah. Tdk terkontaminasi bahan yg dicor.
9
-
Kinerja FurnaceKinerja Furnace
10
-
Keseimbangan Energig g
11Induce FurnaceCupola
-
NeracaEnergipadaReHeatingFurnace
Panas hilang karena dry flue gas
PPanas hilang karena bukaan
Panas hilang karena
kandungan P hil
45.55 %
air di flue gas
Panas hilang karena radiasi
dinding3.32 %
9.28 %
9.79 %
Panas termanfaatkanEnergi masuk 100%masuk 100%
22.63 %
Panas yang belum masuk hitungan
10 %
-
RerollingFurnaceh d hTipeBatchdanTipePusherKontinu
Parameter OperasiForging
(Open fire REROLLING
Batch Continuousp ( pplace) Pusher
Temperatur Furnace (oC)1200 1250 1200 1250
Temperatur Flue Gas (oC).
CO2 % di Flue Gas
1200 1250
1100
3 10
1200 1250
550 600
4 122 3 - 10 4 - 12
Konsumsi Energi Spesifik untuk Tipe Batch Rerolling Furnace: 180-280 kg batu bara per ton, untuk minyak 60-70 liter/ton
Konsumsi Energi Spesifik untuk tipe Pusher kontinu: 180-220 kgbatu bara per ton, untuk minyak 60-70 litres/ton
-
Evaluasi unjuk kerja
Thermal Efficiency
j j
Thermal Efficiency Perbandingan panas yang dipindahkan kematerial
dengan panas yg disuplai untuk memanaskan.
Stored heat loss Kebocoran panas yg tersimpan dlm struktur tungku
ketika tungku berhenti.
Wall lossWall loss Kerugian yg disebabkan radiasi dan konveksi pada
dinding.
14 UNEP 2005UNEP 2005
-
Evaluasi unjuk kerja
Thermal Efficiency
j j
Rugi material handling
y
- Rugi panas ketika memindahkan masuk atau keluar stock ke ruang pemanasan tungku.
Rugi pendinginan- Rugi panas karena mendinginkan roll, bearingRugi panas karena mendinginkan roll, bearing dan pintu (agar berumur panjang).
15
-
Evaluasi unjuk kerja
1 Radiation losses
Thermal Efficiency1. Radiation losses
Tungku dan oven yang beroperasi diatas 540 C mempunyai rugi radiasi yg signifikan.
2. Waste gas losses
Produk dari pembakaran dlm tungku yg tdk dpt dihindarkan.
3 Ai i filt ti / l k3. Air infiltration/ vacum leaks
Udara dari sekeliling ruangan yang masuk, karena tekanan negatip didalam tungku
16
karena tekanan negatip didalam tungku
-
Evaluasi unjuk kerjaMetode langsung
Evaluasi unjuk kerja
Effisiensi tungku dapat diukur dengan jumlah bahan bakar diperlukan per berat unit material :
Jumlah panas yg diterima (Q) ke the stock dpt dihitung sbb:
Q C (t1 t2)Q = m x Cp (t1 t2)
Q = Quantity of heat of stock in kCal m = Weight of the stock in kg
17
m = Weight of the stock in kg Cp = Mean specific heat of stock in kCal/kgoC t1 = Final temperature of stock desired, oC t2 = Initial temperature of the stock before the furnace, oC
-
Evaluasi unjuk kerjaMetode tdk langsung
j j
Efisiensi tungku yang dihitung dengan pengurangan rugi-2 panas sensibel.
Berbagai parameter diperlukan untuk menentukan efisiensi tungku:
Konsumsi bb per jam Material output
Temperature tungku pd variasi zone Material output
Jumlah udara lebih Temperature gas buang
Temp dinding Temp udara bakar
18
-
Evaluasi unjuk kerja
Efisiensi TungkuT b l I t t i T k
Sl.No.
Parameters to be measured
Location of Measurement
Instrument Required
Required Value
Tabel: Instrumentasi Tungku
1. Furnace soaking zone temperature (reheating furnaces)
Soaking zone side wall
Pt/Pt-Rh thermocouple with indicator and recorder
1200-1300oC
2. Flue gas Flue gas exit from furnace and entry
Chromel Alummel Thermocouple with
700oC max.y
to re-cuperator p
indicator
3. Flue gas After recuperator Hg in steel thermometer
300oC (max)
4. Furnace hearth preSurei th h ti
Near charging end id ll
Low preSure ring +0.1 mm. of Wgin the heating zone side wall over
hearth level gauge
5. Flue gas analyser Near charging end side wall end side
Fuel efficiency monitor for oxygen & temperature.
O2% = 5t = 700oC (max)
19
6. Billet temperature Portable Infrared Pyrometer or optical pyrometer
----
Camera Infrared Thermography >> distribusi Temp
-
Lingkup konservasi energiPembakaran yang sempurna dengan
i i d l bih
g p g
minimum udara lebih : Mengoptimalkan udara bakar adalah sangat ekonomis.
Table Heat Loss in Flue Gas Based on Excess Air Level
Excess Air % of total heat in the fuel carried away by waste gases (flue gas temp. 900oC)
25 48
50 5550 55
75 63
20
100 71
-
Lingkup konservasi energi
Distribusi panas yang benar :
g p g
Distribusi panas yang benar :Sebaiknya material/stock dipanaskan secara merata sesuai temperatur yg diinginkan dengan minimum bahan bakarbahan bakar
21
Mencegah tubrukan lidah api yg berakibat rusaknya refractory
-
Lingkup konservasi energi
Distribusi panas yang benar
g p g
p y g
22
Arah lidah api yang tepat ke STOCK, dapat mengurangi rugi scaling
-
Lingkup konservasi energi
Mengoptimalkan temp operasi:
g p g
Mengoptimalkan temp operasi:Tabel: temp operasi dari bermacam tungku
Slab Reheating furnaces 1200oC
Rolling Mill furnaces 1200oC
Bar furnace for Sheet Mill 800oCBar furnace for Sheet Mill 800 C
Bogey type annealing furnaces 650oC -750oC
Pemakaian pelapisan keramik: Mempercepat dan efisien perpindahan panas, pemanasan
23
merata akan memperpanjang refractory material.
-
Lingkup konservasi energi
Mencegah rugi panas selama bukaan:
g p g
Mencegah rugi panas selama bukaan: Kerugian ini disebabkan oleh radiation melalui
bukaan, seperti halnya pembakaran memasang gas p y p g gkebocoran itu.
T: absolute temperature (K)(K) a: factor for total radiation A: area of opening, m2H: time (Hr)
Mengontrol tekanan dlam tungku:
24
g g Kebocoran udara mempengaruhi perbandingan udara.
-
Evaluasi unjuk kerjaPanas yg dilepaskan
j j
25Gambar: Faktor untuk menentukan panas yang dilepaskan dari pembukaan sebanding dng melepaskan panas dari benda hitam sempurna
-
Lingkup konservasi energi
Mengoptimalkan kapasitas pemakaian:
g p g
Mengoptimalkan kapasitas pemakaian:
Pemuatan/ pengisian pada beban partial adalah hal penting untuk tungku beroperasi secara maximum p g g pthermal efficiency.
Pemuatan/ pengisian tungku harus diatur sedemikian sehingga menerima radiasi maksimum dan gas yang panas secara efektif dsirkulasikan dng sempurna.
S t l t k tid k b i t k i Suatu alasan untuk tidak beroperasi tungku perapian pada beban maksimum, Adalah tidak sepadan dimensi tungku.
26
g
-
KapasitasPemanfaatan:HearthLoading
HeatTreatmentFurnace :145Kg/m2.Hr/ 2 AnnealingFurnace :290Kg/m2.Hr
ForgingFurnace :390Kg/m2.Hr
Lowest loading 75 170 Kg/m2 HrLowestloading75 170Kg/m .Hr
-
Lingkup konservasi energi
Pemanfaatan panas gas buang :
g p g
Pemanfaatan panas gas buang :Rugi panas sensibel dari gas buang mencapai 35sampai 55 % dari input panas ke tungku, maka
i i lk ti b l b b t jmeminimalkan timbulnya panas buang sbg tujuan utama.
Tiga metode yg memungkinkan :1. Pemanasan awal Charge (stock) 2. Pemanasan awal udara bakar3. Penggunaan panas buang untuk proses lainnya
28
-
Pemanfaatan Panas Buang dari Furnace
-
Lingkup konservasi energi
Meminimalkan wall losses:
g p g
Pemilihan yg sesuai untuk refractory dan isolasi material adalah kunci penghematan energi.
Tingkat dari wall losses tergantung: 1. Konduktifitas panas.p2. Tebal dinding. 3. Emisifitas dinding.4. Pengoperasian tungku secara kontinyu atau terputus.
Sebagai contoh , rugi panas dapat dikurangi dengan mempertebal isolasi (mahal/ tdk ekonomis).
30
-
Lingkup konservasi energiRugi radiasi pada
permukaan:
g p g
p
31Gambar panas yg dibebaskan fungsi dari temperatur
-
Atur Tekanan FurnaceCegah udara luar masuk ke furnace.
Udara luar yang masuk ke dalam furnace akan menurunkan temperatur furnace dan meningkatkan konsumsi bahan bakar.
-
TERIMA KASIHTERIMA KASIH
ATAS PERHATIANNYA
33