efisiensi boiler 31f-22 dengan metode direct dan indirect

8/9/2019 Efisiensi Boiler 31f-22 Dengan Metode Direct Dan Indirect

1/47

LAPORAN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA

EFISIENSIBOILER31F-22 DENGAN METODEDIRECTDAN

INDIRECT

DISUSUN OLEH :

ADITYA PURNA YOGA 6512010015

CANDRA ADITYA WIGUNA6512010019

PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN

JURUSAN PENGOLAHAN GAS

LNG ACADEMY


2/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+

Laporan Praktikum Operasi Teknik Kimia

Efisiensi Boiler 31F-22 Dengan Metode Diret dan !ndiret

EFISIENSIBOILER31F-22 DENGAN METODE

DIRECTDANINDIRECT

D!,%,%' O./:

ADITYA PURNA YOGA 6512010015

CANDRA ADITYA WIGUNA 6512010019

PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN

JURUSAN PENGOLAHAN GAS

LNG ACADEMY

D!,."%%! O./

D(,.' P.!!')

N(4.'&! H.&'! P&$,."#(

K."%$ J%&%,$'

J(/$' A'!'!"( I'&!$$'

1


3/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, karena berkat rahmat dan hidayah-

Nya kami dapat menyelesaikan laporan praktikum operasi teknik kimia (OTK) yan

berlansun dari tanal !" #esember $"!% sampai denan &! #esember $"!% di 'adak

N denan baik dan lan*ar denan judul +.S.NS. BO!LE" &!-$$ #NAN

/TO#D!"E#T#AN!$D!"E#T01

Praktikum OTK ini merupakan salah satu persyaratan kurikulum yan harus ditempuh

oleh mahasis2a proram pendidikan #iploma ... N A*ademy, kerjasama antara Politeknik

Neeri 3akarta jurusan Teknik /esin, Proram Studi Teknik Kon4ersi neri denan 'adak

N pada semester .51 Praktikum OTK ini dimaksudkan aar mahasis2a dapat memahami

*ara kerja alat industri teknik kimia1

Penulis inin berterimakasih kepada seluruh pihak yan membantu penulis dalam

penyusunan laporan ini terutama dosen dari 'adak N bapak No4endri 6erni Presetyo dan

super4isor %tilities.. Operation #epartment bapak 7ohyani yan telah setia membimbin

kami dalam melakukan praktik dan penambilan data di lapanan1

#emikian laporan praktikum OTK ini disusun, penulis menyadari masih terdapat

banyak kekuranan1 Oleh karena itu, penulis menharapkan adanya masukan yan

membanun dari semua pihak untuk penyempurnaan laporan praktikum OTK ini1 Semoa

laporan ini dapat berman8aat bai semua pihak1

'ontan, #esember $"!%

Penulis

2


4/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



DAFTAR ISI

KATA PNANTA71111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111ii

#ATA7 .S.1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111iii

#ATA7 A/'A7111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111114

#ATA7 TA'1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111114i

#ATA7 P7SA/AAN111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111114ii

#ATA7 A/P.7AN11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111114iii

'A' ! PN#A699AN11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111!

!1! atar 'elakan11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111!

!1$ 7umusan /asalah111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111!

!1& Tujuan111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111!

'A' $ T.N3A9AN P9STAKA111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111$

$1! #e8inisi 9mumBoiler11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111$

$1$ SistemBoiler1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111&

$1& Proses diBoiler1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111&

$1& Penolahan Air 9mpanBoiler11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111%

$1&1! 3enis - jenis penolahan air &oiler1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111%

$1&1$ Penendalian ndapan111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111:

$1&1& Kotoran ;an /enyebabkan ndapan11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111!$

$1%1& 'erdasarkan keunaannya11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111!%$1%1% 'erdasarkan konstruksi &oiler >111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111!?

$1@ 8isiensiBoiler11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111!:

$1@1! /etode ansun (DiretMet'od)111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111!

a1 Pertukaran ion

Pada proses pertukaran ion, kesadahan dihilankan denan

mele2atkan air pada bed Beolit alam atau resin sintetik dan

tanpa pembentukan endapan1 3enis palin sederhana adalah

+pertukaran basa0 dimana ion kalsium dan manesium ditukar

denan ion sodium1 Setelah jenuh, dilakukan reenerasi denan

sodium klorida1 aram sodium mudah larut, tidak membentuk

kerak dalam &oiler1 #ikarenakan penukar basa hanya

menantikan kalsium dan manesium denan sodium, makatidak menurani kandunan T#S, dan besarnya blo2do2n1

Penukar basa ini jua tidak menurunkan alkalinya1

b1 Penhilanan mineralCdemineralisasi1

#emineralisasi merupakan penhilanan lenkap seluruh

aram1 6al ini di*apai denan menunakan resin +kation0,

yan menukar kation dalam air baku denan ion hydroen

menhasilkan asam hidroklorida, asam sul8at dan asam

karbonat1 Asam karbonat dihilankan dalam menara deassin

dimana udara dihembuskan melalui air asam1 'erikutnya, air

mele2ati resin +anion0, yan menukar anion denan asam

mineral (misalnya asam sul8at) dan membentuk air1 7eenerasi

kation dan anion perlu dilakukan pada janka 2aktu tertentu

denan menunakan asam mineral dan soda

kaustik1Penhilanan lenkap silika dapat di*apai denan

pemilihan resin anion yan benar1 Proses pertukaran ion, jika

5


15/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



diperlukan, dapat diunakan untuk demineralisasi yan hampir

total, seperti untuk &oilerpembankit tenaa listrik1

7eaksi pelunakan>

Na$7 D Ea(6EO&) F Ea7 D $ Na(6EO&)

7eaksi reenerasi

Ea7 D $ NaEl F Na$7 D EaEl$

*1 #e-aerasi

#alam de-aerasi, as terlarut seperti oksien dan

karbondioksida dibuan denan pemanasan a2al air umpan

masuk ke &oiler1 Seluruh air alam menandun as terlarutdalam larutannya1as-as tertentu seperti karbon dioksida dan

oksien sanat meninkatkan korosi1 'ila dipanaskan dalam

sistem &oiler, karbondioksida (EO$) dan oksien (O$)

dilepaskan sebaai as dan berabun denan air (6$O)

membentuk asam karbonat (6$EO&)1 Penhilanan oksien,

karbondioksida dan as lain yan tidak dapat terembunkan dari

air umpan &oilersanat pentin bai umur peralatan &oilerdan

jua keamanan operasi1 Asam karbonat menkorosi loam

menurunkan umur peralatan dan pemipaan1 Asam ini jua

melarutkan besi (e) yan jika kembali ke &oiler akan

menalami penendapan dan menyebabkan terjadinya

pembentukan kerak pada &oilerdan pipa1 Kerak ini tidak hanya

berperan dalam penurunan umur peralatan tapi jua

meninkatkan jumlah eneri yan diperlukan untuk men*apai

perpindahan panas1

6


16/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



G$$& 2729nit #eaerasi

27372 P.').'$!$' E'$$'

ndapan dalam &oilerdapat diakibatkan dari kesadahan air umpan dan

hasil korosi dari sistem kondensat dan air umpan1 Kesadahan air umpan dapat

terjadi karena kurannya sistem pelunakan1ndapan dan korosi menyebabkan

kehilanan e8isiensi yan dapat menyebabkan keaalan dalam pipa &oilerdan

ketidakmampuan memproduksisteam1 ndapan bertindak sebaai isolator dan

memperlambat perpindahan panas1 Sejumlah besar endapan diseluruh &oiler

dapat menurani perpindahan panas yan se*ara sini8ikan dapat

menurunkan e8isiensi &oiler1 'erbaai jenis endapan akan mempenaruhie8isiensi &oiler se*ara berbeda-beda, sehina sanat pentin untuk

menanalisis karakteristik endapan1 8ek penisolasian terhadap endapan

menyebabkan naiknya suhu loam &oilerdan munkin dapat menyebabkan

keaalan pipa karena pemanasan berlebih1

27373 K("(&$' Y$') M.'#.$8$' E'$$'

'ahan kimia yan palin pentin dalam air yan mempenaruhi

pembentukan endapan dalam &oiler adalah aram kalsium dan manesium

yan dikenal denan aram sadah1 Kalsium dan manesium bikarbonat larut

dalam air membentuk larutan basaCkali dan aram-aram tersebut dikenal

denan kesadahan alkali1 aram-aram tersebut terurai denan pemanasan,

melepaskan karbondioksida dan membentuk lumpur lunak, yan kemudian

menendap1 6al ini dikenal denan kesadahan sementara1 Kesadahan

sementara adalah kesadahan yan dapat dibuan denan pendidihan1 Kalsium

dan manesium sul8at, klorida dan nitrat, dan lain-lain1 3ika dilarutkan dalam

air se*ara kimia2i akan menjadi netral dan dikenal denan kesadahan non

7


17/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



alkali1 'ahan tersebut disebut bahan kimia sadah permanen dan membentuk

kerak yan keras pada permukaan &oileryan sulit dihilankan1 'ahan kimia

sadah non-alkali terlepas dari larutannya karena penurunan daya larut denan

meninkatnya suhu, denan pemekatan karena penuapan yan berlansun

dalam &oiler, atau denan perubahan bahan kimia menjadi senya2a yan

kuran larut1

2737; S!!8$

Keberadaan silika dalam air &oilerdapat meninkatkan pembentukan

kerak silika yan keras1 Silika jua berinteraksi denan aram kalsium dan

manesium, membentuk silikat kalsium dan manesium denan daya

kondukti4itas panas yan rendah1 Silika dapat meninkatkan endapan pada

sirip turbin, setelah terba2a dalam bentuk tetesan air dalamsteam, atau dalam

bentuk yan mudah menuap dalamsteampada tekanan tini1

G$$& 273 S*alin di tu&eBoiler

27; J.'!,-.'!,Boiler

Setelah menetahui proses sinkat, sistem &oiler, dan komponen pembentuk

sistem &oiler, perlu diketahui keanekaraaman &oiler1 'erbaai bentuk &oiler telah

berkemban menikuti kemajuan teknoloi dan e4aluasi dari produk-produk &oiler

sebelumnya yan dipenaruhi oleh as buan &oileryan mempenaruhi linkunan

dan produksteamseperti apa yan akan dihasilkan1 'erikut klasi8ikasi &oiler yan

telah dikembankan>

27;71 .&$,$&8$' "!. !$

ire Tu&eBoiler

Adalah jenis &oiler yan pemanasanya berada didalam pipa

sedankan airnya berada dibaian luar pipa, lalu bila ditinjau dari sei

8


18/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



susunan pipa phase aliran as atau udara panas hasil pembakaran dapat

dibai menjadi>

G$$& 27;Boilerire Tu&e

BoilerT2o Phase;an dimaksud denan typeC model &oilert2o phase adalah

susunan kelompok pipa loron api dari ruan *hamber menuju

ke pipa dan lansun keluar ke *erobon pembuan udara

bebas1

G$$& 275Boilerire Tu&eT2o Phase

BoilerThree Phase

;an dimaksud denan typeC model &oiler there phase

adalah kondisi kelompok susunan pipa loron api atau 8ire tu&e1

Boiler terdapat $ kali tahapan saluran sebaai sur8a*e area

perpindahan panas dari sumber pembakaran (ruan *hamber)

akan menuju ke *erobon pembuanan hasil pembakaran

denan susunan sebaai berikut>

!1 Phase pertama adalah ruan *hamber1$1 Phase kedua adalah pipa loron api kelompok tenah1

9


19/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



&1 Phase ketia adalah loron api palin atas lansun keluar

ke*erobon1

G$$& 276Boilerire Tu&eThree Phase

Boilerour Phase

9ntuk &oilerempat phase keatas dimana sekat kelompok pipa

terdapat & kali susunan ditambah ! kali dari ruan *hanber1 #an

untuk jenis C type &oilerini biasanya termasuk kataori spe*ial

&oileryan mempunyai kapasitas besar1

G$$& 27


20/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



G$$& 27=Boiler(aterTu&e

T$. 271 Tabel PerbandinanBoiler8ire tu&edenan )atertu&e

11


21/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



12

N(

T!.

Boile

r

K.%'"%')$' K.&%)!$'

!

ire

Tu&e

Proses pemasanan mudah

dan *epat, Tidak

membutuhkan settinkhusus

Tekanan operasisteamterbatas

untuk tekanan rendah !< bar

.n4estasi a2al &oilerini

murah

Kapasitassteamrelati8 ke*il

(!&1@ TP6) jika dibandinkan

denan )atertu&e

'entuknya

lebih *ompa*tdan portable

Tempat pembakarannya sulit

dijankau untuk dibersihkan,

diperbaiki, dan diperiksa

kondisinya1

Tidak membutuhkan area

yan besar untuk ! 6P &oiler

Nilai e88isiensinya rendah,

karena banyak eneri kalor

yan terbuan lansun menuju

sta*k

$(ater

Tu&e

Kapasitassteambesar sampai

%@" TP6Proses konstruksi lebih detail

Tekanan operasi men*apai

!"" bar

.n4estasi a2al relati8 lebih

mahal

Nilai e88isiensinya relati8

lebih tini dari 8ire tu&e

&oiler

Penananan air yan masuk ke

dalam &oilerperlu dijaa,

karena lebih sensiti8 untuk

sistem ini, perlu komponen

pendukun untuk hal ini

Tunku mudah dijankau

untuk melakukan

pemeriksaan, pembersihan,

dan perbaikan1

Karena mampu menhasilkan

kapasitas dan

tekanansteamyan lebih besar,

maka konstruksinya dibutuhkan

area yan luas


22/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



2.4.2 Berdasarkan bahan bakar yang digunakan :

!1 SolidFuel

Tipe &oilerbahan bakar padat memiliki karakteristik > hara bahanbaku pembakaran relati8 lebih murah dibandinkan denan &oileryan

menunakan bahan bakar *air dan listrik1 Nilai e88isiensi dari tipe ini

lebih baik jika dibandinkan denan &oilertipe listrik1

Eara kerja > pemanasan yan terjadi akibat pembakaran antara

per*ampuran bahan bakar padat (batu bara, baase, reje*ted produ*t,

sampah kota, kayu) denan oksien dan sumber panas1

$1 OilFuel

Tipe &oilerbahan bakar *air memiliki karakteristik > hara bahan

baku pembakaran palin mahal dibandinkan denan semua tipe1 Nilai

e88isiensi dari tipe ini lebih baik jika dbandinkan denan &oilerbahan

bakar padat dan listrik1

Eara kerja > pemanasan yan terjadi akibat pembakaran antara

per*ampuran bahan bakar *air (solar, .#O, residu, kerosin) denan

oksien dan sumber panas1

&1 aseousFuel

Tipe &oiler bahan bakar as memiliki karakteristik > hara bahan

baku pembakaran palin murah dibandinkan denan semua tipe &oiler1

Nilai e88isiensi dari tipe ini lebih baik jika dibandinkan denan semua

tipe &oilerberdasarkan bahan bakar1

Eara kerja > pembakaran yan terjadi akibat per*ampuran bahan

bakar as (N) denan oksien dan sumber panas1

%1 le*tri*

Tipe &oiler listrik memiliki karakteristik > hara bahan baku

pemanasan relati8 lebih murah dibandinkan denan &oiler yan

13


23/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



menunakan bahan bakar *air1 Nilai e88isiensi dari tipe ini palin rendah

jika dbandinkan denan semua tipe &oilerberdasarkan bahan bakarnya1

Eara kerja > pemanasan yan terjadi akibat sumber listrik yan

menyuplai sumber panas1

T$. 272 PerbandinanBoiler'erdasarkan /asin /asin bahan 'akarnya

27;73 .&$,$&8$' 8.)%'$$''#$

14

N( T!.Boiler K.%'"%')$' K.&%)!$'

! SolidFuel

'ahan baku mudah

didapatkan1

Sisa pembakaran sulit

dibersihkan

/urah konstruksinya1Sulit mendapatkan bahan baku

yan baik1

$ OilFuel

Sisa pembakaran tidak

banyak dan lebih

mudah dibersihkan1

6ara bahan baku palin mahal1

'ahan bakunya mudah

didapatkan1/ahal konstruksinya1

& aseousFuel

6ara bahan bakar

palin murah1

/ahal konstruksinya1

Palin baik nilai

e88isiensinya1

Sulit didapatkan bahan

bakunya, harus ada jalur

distribusi1

% le*tri*

Palin mudah

pera2atannya1Palin buruk nilai e88isiensinya1

/udah konstruksinya

dan mudah didapatkan

sumbernya1

Temperatur pembakaran palinrendah1


24/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



Po2erBoiler

Tipe po2er &oilermemiliki karakteristik > keunaan utamanya

sebaai penhasilsteamsebaai pembankit listrik, dan

sisasteamdiunakan untuk menjalankan proses industri1

Eara kerja >steamyan dihasilkan &oiler ini menunakan tipe

)ater tu&e &oiler, hasilsteamyan dihasilkan memiliki tekanan dan

kapasitas yan besar, sehina mampu memutarsteamturbin dan

menhasilkan listrik dari enerator1

.ndustrialBoiler

Tipe industrial &oilermemiliki karakteristik > keunaan utamanya

sebaai penhasilsteamatau air panas untuk menjalankan proses industri

dan sebaai tambahan pemanas1

Eara kerja >steamyan dihasilkan &oiler ini dapat menunakan

tipe )atertu&eatau 8ire tu&e&oiler, hasilsteamyan dihasilkan memiliki

kapasitas yan besar dan tekanan yan sedan1

Eommer*ialBoiler

Tipe *ommer*ial &oilermemiliki karakteristik > keunaan utamanya

sebaai penhasilsteamatau air panas sebaai pemanas dan sebaai

tambahan untuk menjalankan proses operasi komersial1

Eara kerja >steamyan dihasilkan &oiler ini dapat menunakan

tipe )atertu&eatau 8ire tu&e&oiler, hasilsteamyan dihasilkan memiliki

kapasitas yan besar dan tekanan yan rendah1

7esidentialBoiler

Tipe residential &oilermemiliki karakteristik > keunaan utamanya

sebaai penhasilsteamatau air panas tekanan rendah yan diunakan

untuk perumahan1

Eara kerja >steamyan dihasilkan &oilerini menunakan tipe 8ire

tu&e &oiler, hasilsteamyan dihasilkan memiliki tekanan dan kapasitas

yan rendah

+eat7e*o4eryBoiler

Tipe 'eat re*o4ery &oilermemiliki karakteristik > keunaan

utamanya sebaai penhasilsteamdari uap panas yan tidak terpakai1

6asilsteamini diunakan untuk menjalankan proses industri1

15


25/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



Eara kerja >steamyan dihasilkan &oiler ini menunakan tipe

)ater tu&e &oiler atau 8ire tu&e &oiler, hasilsteamyan dihasilkan

memiliki tekanan dan kapasitas yan besar1

T$. 273 Tabel PerbandinanBoiler'erdasarkan Keunaannya

N( T!.Boiler K.%'"%')$' K.&%)!$'

! Po2erBoiler

#apat menhasilkan

listrik dan

sisasteamdapat

menjalankan proses

industri1

Konstruksi a2al relati8 mahal1

*teamyan dihasilkan

memiliki tekanan tini

Perlu diperhatikan 8aktor

sa8ety1

$.ndustrial

Boiler

Penananan &oiler

lebih mudah1 *teamyan dihasilkan

memiliki tekanan rendah1Konstruksi a2al relati8

murah1

&

Eommer*ial

Boiler

Penananan &oiler



murah1

%7esidential

Boiler

Penananan &oiler



murah1

@

+eat

7e*o4ery

Boiler

Penananan &oiler



murah1

27;7; 'erdasarkan konstruksi &oiler>

Pa*kaeBoiler

Tipe pa*kae &oiler memiliki karakteristik > perakitan &oiler

dilakukan di pabrik pembuat, peniriman lansun dalam bentuk &oiler1

Site re*tedBoiler

16


26/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



Tipe site ere*ted &oilermemiliki karakteristik > perakitan &oiler

dilakukan di tempat akan berdirinya &oilertersebut, peniriman dilakukan

per komponen1

275 E!,!.',!Boiler

8isiensi adalah suatu tinkatan kemampuan kerja dari suatu alat1 Sedankan

e8isiensi pada &oileradalah prestasi kerja atau tinkat unjuk kerja &oileratau ketel

uap yan didapatkan dari perbandinan antara eneri yan dipindahkan ke atau

diserap oleh 8luida kerja didalam ketel denan masukan eneri kimia dari bahan

bakar1 9ntuk tinkat e8isiensi pada &oileratau ketel uap tinkat e8isiensinya berkisar

antara :"G hina ="G1(Aun1N,$"":)1 Terdapat dua metode penkajiaan e8isiensi

pada &oiler>

/etode ansun (diret met'od)

neri yan didapat dari 8luida kerja (air dan steam) dibandinkan denan eneri

yan terkandun dalam bahanbakar &oiler1

/etode tak ansun (indiret met'od)

8isiensi merupakan perbedaan antara kehilanan dan eneri yan masuk1

Pembakaran

Pembakaran terjadi se*ara proses kimia antara bahan-bahan yan mudah

terbakar denan oksien dari udara untuk menhasilkan eneri panas yan dapat

diunakan untuk keperluan lain1 Komponen utama bahan-bahan yan mudah

terbakar adalah *arbon, hidroen, dan *ampuran lainnya1 #alam proses

pembakaran komponen ini terbakar menjadi karbondioksida dan uap air1

Sejumlah sul8ur jua terdapat pada sebaian besar bahan bakar(Siner,!==!)1Pada

proses pembakaran jumlah oksien yan diunakan dapat mempenaruhi kualitas

pembakaran1 Oksien merupakan salah satu elemen udara yan jumlahnya

men*apai $"1=G seluruh komponen dari udara1 'ahan bakar akan erbakar pada

keadaan normal jika terdapat udara yan *ukup1

Parameter kinerja &oiler, seperti e8isiensi dan rasio penuapan, berkuran

terhadap 2aktu disebabkan buruknya pembakaran, kotornya permukaan penukar

panas dan buruknya operasi dan pemeliharaan1 'ahkan untuk &oileryan baru

sekalipun, alasan seperti buruknya kualitas bahan bakar dan kualitas air dapat

menakibatkan buruknya kinerja &oiler1 Nera*a panas dapat membantu dalam

menidenti8ikasi kehilanan panas yan dapat atau tidak dapat dihindari1 9jie8isiensi &oiler dapat membantu dalam menemukan penyimpanan e8isiensi

17


27/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



&oiler dari e8isiensi terbaik dan taret area permasalahan untuk tindakan

perbaikan1 Proses pembakaran dalam &oiler dapat diambarkan dalam bentuk

diaram alir eneri1 #iaram ini menambarkan se*ara ra8is tentan baaimana

eneri masuk dari bahan bakar diubah menjadi aliran eneri denan berbaai

keunaan dan menjadi aliran kehilanan panas dan eneri1

2.5.1 Metode Langsung DirectMethod!

Parameter-parameter unjuk kerja dari &oiler seperti halnya e88isiensi,

rasio penuapan dan lain-lain akan selalu menalami penurunan yan

disebabkan oleh buruknya proses pembakaran, permukaan komponen 'eat

trans8er yan kotor, dan tentunya disebabkan jua oleh penoperasian serta

pemeliharaan yan tidak sesuai denan SOP1

Perhitunan &oilere88isiensi akan membantu seoran untuk menetahui

tinkat (G) e8ekti8itas dari eneri panas yan diunakan untuk menkon4ersi

8eed)atermenjadisteam, yan selanjutnya akan diunakan sebaai alat untuk

memonitorin de4iasi e88isiensi &oiler tiap harinya1 Terdapat dua metode

dalam menentukan &oiler e88isiensi, yaitu denan metode lansun (diretmet'od) serta metode tidak lanusun (indiret met'od), keduanya memiliki

kekuranan dan keunulan pada masin-masin penunaannya namun

dalam pembahasan ini se*ara rinkas akan dipaparkan metode perhitunan

e88isiensi se*ara lansun1

/otede perhitunan e88isiensi &oiler se*ara lansun (diret met'od)

atau biasa dikenal denan sebaai metode input output, adalah menentukan

e88isiensi &oilerse*ara *epat denan menunakan perbandinan antara panas

yan dihasilkan oleh &oilerberupasteamdenan laju inputan bahan bakar1

P.&,$$$' 271 8isiensiBoilerDiretMet'od

atau

18


28/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+


Efisiensi Boiler 31F-22 Dengan Metode Diret dan !ndiretP.&,$$$' 2728isiensiBoilerDiretMet'od

Keteranan >

,ms H

aju aliran main

steam tonCjam

+g H

nthalpi saturasi 8eed

)ater kjCk

+f H

nthalpi saturasi

mainsteam kjCk

,

fuel H

aju aliran bahan

bakar batubara tonCjam

,#

H

Tipe batubara dan

ross Ealori8i* 5alue kjCk

'eberapa kelebihan dan kekuranan dari metode perhitunan e88isiensi

denan menunakan metode lansun adalah sebaai berikut >

Kelebihan >

#apat se*ara lansun menentuan e88isiensi dari &oiler1

Tidak membuthkan parameter perhitunan yan banyak1

6anya membutuhkan beberapa insturmen untuk memonitorin parameter1

Kekuranan >

Tidak dapat menetahui penyebab turunnya e88isiensi se*ara detail1

27572 M."(. T!$8 L$'),%') *IndirectMethod+

Terdapat beberapa standart dalam melakukan analisa e8isiensi &oilerdenan metode indiret, seperti halnya 'ritish Standart, 'S !=


29/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



Standard Amerika yaitu IAS/ PTE-%-! Po2er Test Eode *teameneratin

9nitsJ1

/etode indiret jua dikenal denan metode rui-rui panas ('eat loss

met'od) karena nilai e8isiensi denan metode ini dipenaruhi oleh rui-rui

panas yan terjadi pada sebuah &oiler1

P.&,$$$' 2738isiensiBoiler!ndiretMet'od

Efficiency of boiler () = 100 he!t lo"" f!ctor#

7ui-rui panas yan biasa terjadi pada &oilerse*ara umum disebabkan

oleh beberapa hal yaitu>

Dr.Flueas1

Kandunan moisture di dalam bahan bakar1

Kandunan moisture di dalam udara pembakaran

Pembakaran dari hydroen1

7adiasi1

'ahan bakar yan tidak terbakar se*ara sempurna1

#ari rin*ian di atas terdapat *atatan bah2a 'eatlossyan

disebabkan oleh kandunan moisture di dalam bahan bakar dan

pembakaran dari hydroen adalah terantun dari jenis bahan

bakar dan tidak tidak dapat diatur oleh desin1

#ata diperlukan untuk melakukan perhitunan e8isiensi &oiler

menunakan metode indiretadalah sebaai berikut >

#ata 9ltimate Analysis dari bahan bakar (6$, O$, S, E,

kandunan moisture dan kandunan abu

Prosentase kandunan oksien dan karbondioksida di dalamflue

as1

Temperatureflueas inlet Temperature ambient

Kelembaban udara

ross+eatin 5alue di dalam batubara1

Presentase abu yan terbakar1

20


30/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



A 3

PEMAHASAN

371 U&$!$' P&(,.,

Air yan merupakan bahan baku tenaa uap adalah air yan sebelumnya

telah menalami proses yan panjan pada unit Plant&? sebelum bisa dijadikan

air umpan &oiler1 Namun, air tersebut pada dasarnya hanya dijadikan make up

air umpan &oiler disebabkan loses-loses yan terjadi baik saat proses maupun

distribusi1 Persentasi lebih besar dari air umpan &oiler adalah uap yan

terkondensasi maupun yan senaja dikondensasikan, hal ini dinamakan jua

sebaai siklus tertutup dari umpan &oiler1 9ntuk memenuhi syarat umpan &oiler,maka air umpan tersebut dile2atkan pada unit deaerator hina ter*apai syarat

umpan &oileryaitu p6

D!""mm) dikha2atirkan ada liuid yan *arry o4er masuk Pembankit Tenaa 9ap

dan Tenaa istrik $< ke tu&e super'eater kemudian jika lebih rendah (alarm >

-!""mm, &oiler trip > -$""mm) akan merusak &oiler akibat o4er 'eatin1 Air

21


31/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



umpan pada steam drum se*ara density akan masuk ke dalam do2n*omer tu&e

untukbersirkulasi di mud drum kemudian naik melalui riser tu&e1 ndapan atau

partikel padat yan terbentuk akan tertahan di mud drum, sedankan uapnya

akan masuk ke steamdrum1 9ap yan terbentuk akan di le2atkan pada *y*lone

separator dan s*reen dr.er untuk memisahkannya dari bintik-bintik air1 9ap

tersebut akan menalami pemanasan lanjut pada super'eater tu&e hina

didapatkan steam denan tekanan ?$ kC*m$dan temperatur %@"oE1 Output steam

dari &oiler dinamakan 6P (hih pressure) steam, kemudian didistribusikan baik

sebaai turbin penerak enerator maupun kompresor1 Mhaust dari turbin

tersebut dapat dijadikan /P (mediumpressure) steam, P (lo2 pressure) steam dan

*ondensate1 'aik /P steammaupun Psteam masih memiliki eneri yan dapat

diunakan1 9ntuk /P steam masih dapat diunakan sebaai turbin penerak

pompa dan kompresor denan kapasitas yan lebih ke*il dibandinkan turbin

6P steam, sedankan P steam dijadikan pemanas pada proses penolahan N1

P steam diunakan pemanas karena memiliki nilai enthalphy yan lebih tini,

hal ini karena panas yan dilepas untuk merubah 8asa lebih besar daripada saat

menurunkan temperatur dan 'eat eM*haner yan diunakan lebih aman dan a2et

karena temperaturnya tidak terlampau panas1Tenaa uap yan dihasilkan dari &oiler adalah uap denan tekanan dan

temperatur tini yaitu 6ih Pressure *team, namun dalam distribusinya dibai

dalam & (tia) ma*am berdasarkan tekanan dan temperaturnya, antara lain>

!1 9ap tekanan tini (6ih Pressure *team)

Tekanan ?$ kC*m$dan suhu %@"oE

$1 9ap tekanan menenah (/edium Pressure *team)

Tekanan !< kC*m$ dan suhu &&"oE

&1 9ap tekanan rendah (o2 Pressure *team)

Tekanan &1@ kC*m$dan suhu $@"oE

372 D!$)&$ A!& P.').&$$'

22


32/47

Studi literatur dan lapanan

Penumpulan #ata primerdan sekunder

Perhitunan

Pembahasan

Kesimpulan

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



373 M."((()! P.&/!"%')$'

37371 S"%! L!".&$"%& $' $$')$'

Studi lapanan dilakukan denan memilih &oileryan beroperasi se*ara

normal selama !" hari terakhir, dan akhirnya dipilihlah &oiler &!-$$ yan

beroperasi se*ara normal menurut data yan direkap di #ES 7oom1 Kemudian

studi lapanan dilanjutkan denan melihat P# dan P.# dari sistem po2er

enerator1

Studi literatur dilakukan denan melihat *ara perhitunan e8isiensi

&oilerdenan metode diretdan indiret1

37372 P.')%%$' D$"$

#ata dalam laporan ini didapatkan dari data aktual di #ES 7oom PT

'adak N1 #ata &oiler yan didapat merupakan data aktual tanal =

#esember $"!% !? #esember $"!%1 #ata yan diambil dari #ES 7oom

untuk &oilermeliputi>

No

Time QBF

P BFW(kg/c

TBF

TBF

TECO

TECO

P FG(kg/c

F FG(kNm3

F AIR(kNm3

THP

P HPS(kg/c

QHP

23


33/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



W(t/

h) m2)

WECOIN

WECOO!T

FLUEGO!T

FLUEG IN

m2) /h) /h) S m2)

S(t/h

)

1

2014"12"0912:00:

00217 94.707

107

193

157.385

381.335 3.698 17.062 216.3

450.9 61.438 214

2

2014"12"0920:00:

00217 96.074

107

193

157.844

384.342 3.678 17.214 217.14

450.9 61.431 214

3

2014"12"1004:00:

00217 94.973

107

193

157.792

383.949 3.609 17.1 216.72

450.9 61.335 214

4

2014"12"1012:00:

00217 94.477

107

193

157.515

382.477 3.685 17.062 217.14

450.9 61.396

21

4

5

2014"12"1020:00:

00217 95.344

107

193

156.832

379.491 3.612 16.302 210.84

450.9 61.398

21

4

6

2014"12"1104:00:

00217 94.026

107

193

157.118

379.282 3.671 16.378 211.68

450.9 61.45

21

4

7

2014"12"1112:00:

00217 94.601

107

193

156.921

379.754 3.68 16.568 213.78

450.9 61.473

21

4

8

2014"12"1120:00:

00217 94.89

107

193

156.973

380.294 3.679 16.53 214.2

450.9 61.434

21

4

9

2014"12"1204:00:

00217 95.105

107

193

156.854

379.268 3.714 16.15 211.68

450.9 61.478

21

4

10

2014"12"1212:00:

00217 95.416

107

193

157.343

381.202 3.649 16.568 213.78

450.9 61.38

21

4

11

2014"12"12

20:00:00

217 93.924

107

193

158.121

384.405 3.594 17.252 218.4

450.9 61.35

21

4

12

2014"12"1304:00:

00217 94.263

107

193

158.059

384.185 3.622 17.404 217.98

450.9 61.359

21

4

13

2014"12"1312:00:

00217 93.455

107

193

158.062

384.577 3.67 17.518 219.24

450.9 61.474

21

4

14

2014"12"1320:00:

00217 94.004

107

193

158.768

387.661 3.648 18.164 223.02

450.9 61.388

21

4

15

2014"12"1404:00:

217

93.677 107

193

158.294

385.444

3.633 17.252

219.24

450.9

61.531 214

24


34/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



00

16

2014"12"1412:00:

00217 93.78

107

193

156.363

378.018 3.661 15.96 210.42

450.9 61.461

21

4

17

2014"12"1420:00:

00217 95.292

107

193

157.239

381.338 3.642 16.834 214.62

450.9 61.437

21

4

18

2014"12"1504:00:

00217 94.559

107

193

157.66

382.638 3.666 16.986 216.3

450.9 61.42

21

4

19

2014"12"1512:00:

00217 93.577

107

193

156.692

380.791 3.644 16.606 213.36

450.9 61.435

21

4

20

2014"12"15

20:00:00

217 94.926

107

193

157.819

385.234 3.644 17.252 217.98

450.9 61.434

21

4

21

2014"12"1604:00:

00217 93.199

107

193

159.323

389.685 3.585 18.354 223.44

450.9 61.366

21

4

22

2014"12"1612:00:

00217 93.415

107

193

159.619

390.717 3.625 18.886 227.22

450.9 61.342

21

4

Setelah dilakukan rata-rata pada data yan tersebut diatas maka diperoleh >

N( D.,8&!,! U'!" N!$!

! Boilereed (ater('W) 8lo2 TonCh $!:

$ Boiler eed (ater ('W)

temperatureEel*ius !":

& Boiler eed (ater ('W)

pressure KC*m

$

=%1%%

% 6ih Pressure *team(6PS) 8lo2 TonChr $!%

@ 6ih Pressure *team (6PS)

temperatureEel*ius %@"1=

? 6ih Pressure *team (6PS)

pressureKC*m$ ?!1%$

: Fuelas 8lo2 KNm&Chr !:1"?

25


35/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



< OMyen (O$) eM*ess G &1

#imana >

88 H e8isiensi (G)

Q6PS H laju alir panas 6PS, 'T9Chr

Q'W H laju lair panasBoilereed (ater, 'T9Chr

QFuelasH laju alir panasFuelas, 'T9Chr

26


36/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



Perhitunan a2al adalah menentukan enthalpy untuk masin-masin 4ariabel >

a1 6PS enthalpy (pada T H %@"1=oE, P H ?!1%$ KC*m$1)

#enan menunakan aplikasi EhemSO untuk mendapatkan nilai enthalpy

6PS pada T H %@"1=oE dan PH ?$1%$ kC*m$adalah sebesar &&"&1$! kjCk1

b1 'W enthalpy (pada T H !":oE, P H =%1%% KC*m$1)

27


37/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



maka diperoleh nilai enthalpy pada T H !":1=oE dan P H =%1%% KC*m$1

adalah %@@1%: kjCk1 665fuelas H !"&


38/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



H577647453 Btu/h661233658 Btu/h

? "1


39/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



Tekanan H !%1: psia

Temperatur H @$"R7

7 H !"1:& psia18t&Clb-molR7

#asar perhitunan untuk mene4aluasi 'eat loss per !"? 'T9 dari 'eat yan

disuplai1 9ntuk menenerate 'eat!"?'T9,fuelas yan dibutuhkan adalah>

#ari analisis flue as, O$ eM*ess adalah sebesar &1

O2

N2+O2+CO2+H2O=0.0385

O2

(79

212.09625

)+0.33

+(79

21O2

)+O2+

1.0745

+2.0435

=0.0385

O2

excess=0.52 lbmol

(perhitunan menunakan oal seek mi*roso8t eM*el)

9ntuk ! lb-molfuelas, dr.flueas yan dihasilkan adalah sebaai berikut>

O2=0.5232=16.77 lb

30

V= 10

6(BTU)

1038.4(BTU

SCF)=963.02(SCF)

= " =P V

= 14.7 (#s$a )963.02(SCF)

10.73(#s$a % ft3

lbmol % ! )520(!)=2.54 lbmol


40/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



N2=(7921 (0.52+2.05675)+0.34)28=281.35 lb

CO2=1.042644=45.87 lb

Berat total=W&g=O2+N2+CO2=343.99 lb

9ntuk ! lb-molfuelas, 6$O yan dihasilkan adalah sebaai berikut>

W'=2.028318=36.51 lb

9dara yan dibutuhkan untuk membakar ! lb-molfuelas dihitun denan *ara

berikut>

O2

utuk #embakara=2.05675 lbmol

O2

excess=0.52 lbmol

TotalO2=(2.05675+0.52 )32=82.58 lb

Sehina udara yan dibutuhkan untuk pembakaran ! lb-molfuelas adalah>

U&aratotal100

210.52 ( lbmol ) 28 ( lblbmol )=344.09 lb

#enan asumsi kelembaban relati8 (76) sebesar


41/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



Q1= W&gC# (TgTa )

Q1=2.54 lbmol343.99 lb 8.8783

BTU

lbmol% F (111286 )

Q1=7879962.24BTU

Heat loss=)1=

Q1

1,000,000100=

7879962.24

1,000,000100 =7.88

+eatlossdari moisture di udara>

Q2= WaC# (TgTa )

Q2=2.54 lbmol 7.91lb 8.31 BTU

lbmol% F (315.78886 )

Q2=38342.04 BTU

Heat loss=)2=

Q2

1000000100=

38342.04

1000000100=0.04

+eatlossdari hasil pembakaran 6$O>

Q3=W'(Hlatet+C#TgTa)

Q3=2.13 lbmol36.51lb

(5661

BTU

lb

+8.31 BTU

lbF

330.0886

)Q3=1384028.01 BTUHeat loss=)

3=

Q3

1,000,000100=

1384028.01

1,000,000100=1.38

3adi, e8isiensi yan didapat>

*ff=100Total Heat )osses

*ff=1007.880.041.38

*ff=90.7

8isiensi untuk Boiler&!-$$ jika menunakan metode tidak lansun adalah

="1:G

32


42/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



A ;PENUTUP

;71 K.,!%$'

8isiensi dari &oiler &!-$$ berbeda nilai jika menunakan metode yan

berbeda, nilai dari indiretmet'od sebesar ="1:G, lebih tini dibandinkan denan

nilai dari diret met'od yan hanya sebesar


43/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



DAFTAR PUSTAKA

6immelblau, #a4id /, 'asi* Prin*iples and Eal*ulations in Ehemi*al nineerin, :th ed,

Prenti*e 6all, Pro8essional Te*hni*al 7e8eren*e, Ne2 3ersey1

/oran 3, Shapiro N, 6o2ard, undamental O8 nineerin Thermodynami*s, :th ed, 3ohn Wiley

Sons, .n*1

6immelblau, #a4id /, 'asi* Prin*iples and Eal*ulations in Ehemi*al nineerin, :th ed,

Prenti*e 6all, Pro8essional Te*hni*al 7e8eren*e, Ne2 3ersey1

#e2ata, Putra .S, $"!!, Analisa Teknis 4aluasi KinerjaBoilerType .6. W S7 Sinle #rum

Akibat Kehilanan Panas di PT9 PT1 P3' 9nit Pembankitan resik, Skripsi1

34


44/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



35


45/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



LAMPIRAN

L$!&$' 1#atasheetBoiler&!-$$

1


46/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



L$!&$' 2 #atasheetBoiler&!-$$

2


47/47

A!"#$ P%&'$ Y()$ *6512010001+

C$'&$ A!"#$ W!)%'$ *6512010005+



L$!&$' 3 #iaramPsikrometrik

efisiensi boiler 31f-22 dengan metode direct dan indirect

Documents