ke pada boiler dan dist uap by rd

7/27/2019 KE Pada Boiler Dan Dist Uap by RD

1/42

PT. ENERGY MANAGEMENT INDONESIA (Persero)Oleh :

Ruby DharmapalaDiv. Operasional

Konservasi Energi

Pada Boiler

dan

Distribusi Uap


2/42

Pemanfaatan Uap

PenggunaSistem DistribusiBoiler

Pipa

Katup

Steam trap Isolasi

Tangki kondensat

Pompa

Pipa api

Pipa air

Waste heatboiler

Pemanasanlangsung

Pemanasantak langsung

Pembangkittenaga


3/42

Suatu bejana tekan dimana air/fluidadipanaskan oleh gas hasil pembakaran;

Uap yang dihasilkan digunakan untukberbagai proses;

Merupakan peralatan konversi energi.

Boiler

Uap (Steam)

Air pada fasa gas yang dihasilkan oleh prosespemanasan.


4/42

Water Tube BoilerFire Tube Boiler

Jenis-jenis Boiler


5/42

Chain Grate BoilerSpreader StokerBoiler

Jenis-jenis Boiler


6/42

Pulverized Coal BoilerPackaged Boiler

OilBurner

To

Chimney

Jenis-jenis Boiler


7/42

Panas yang terbawa keluar oleh gas buang, tanpa uap air (dry flue gas loss)

Panas yang terbawa keluar oleh uap air panas, termasuk panas sensibel dan laten

Komponen bahanbakar yang tak terbakar dan produk pembakaran tak sempurna,

termasuk so l id-ash combust ib ledan CO dalam gas buang

Kehilangan panas dari dinding boiler melalui isolasi (radiasi dan konveksi)

Panas yang terbawa keluar bersama airb lowdown

E

Bahanbakar

Uap Gas buang

Blowdown

combustible ash

radiasi dan

konveksi

100%

heat

75% 18%

3%

4%

Boiler

Efisiensi 75%A

BC

D

F

Metode langsung

Efisiensi = B/A

Metode Tidak langsung

Efisiensi = 1- (C+D+E+F)/A

Rugi-Rugi/Panas Hilang Pada Boiler


8/42

Tingkat Pembebanan (%)

0 20 40 60 80 1000

5

10

R

ugi-rugiEfisiens

i(%)

15

20

25

30

Gas dapat bakar/Combustibles (CO)Radiasi + Konveksi

Rugi Flue Gas

Rugi EfisiensiTotal

Rugi-Rugi Efisiensi


9/42

4

RugiEfisiensi(%

)

6

8

10

2

0

Peningkatan TemperaturFlue gas(oC)

0 50 100 150 200

Rugi Efisiensi Boiler Karena

Peningkatan Temperatur Flue Gas


10/42

R

ugiPanas(kW/m2)

5

0

Perbedaan Temperatur Dalam-Luar (oC)

0 100

20

25

30

35

200 300 400 500 600

10

15

Kehilangan Panas Radiasi & Konveksipada Permukaan Datar Boiler


11/42

2

Bah

anbakarTerbuan

g(%)

3

4

1

0

Blowdown (%)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Temperatur Air Umpan 15.5oC

% Bahanbakar Terbuang = % Rugi Efisiensi

Efek Laju Air Blowdown

Terhadap Pemborosan Bahan Bakar


12/42

Pemborosan Bahan Bakar

Karena Endapan Kerak di Pipa Air

4Bah

anbakarTerbuang(%)

6

8

2

0

Ketebalan Endapan Kerak (inchi)

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12

10

12

14

16


13/42

Efisiensi Boiler

Mengurangikerugian panas

Flue gas Blow down

Radiasi/konveksi

Pemanfaatan panas fluegas

Pemanasan awal airumpan

Pemanasan awal udarapembakaran

Pengontrolan kecepatanfan, blower & pompa

Memaksimalkan bebanboiler

Sistem bahan bakar

Pembakaran sempurna Perpindahan panas ke

air boiler

Optimalisasikonversi energi

Meningkatkan kinerjasistem


14/42

mengurangi BB boiler 28%.dg burner atomisasi udara/uap,Mengganti burner konvensional,8.

menghemat BB boiler 212%,dg biaya relatif rendah.

menggunakan katup Bahan Bakarberkarakteristik,

Penyesuaian rasio udara/BBsepanjang rentang beban,

7.

menghemat BB boiler 210%,dg biaya alat tipikal $ 1.500.

menggunakan sistem kontroldraftpengapian tinggi,

Pengontrolan excess air,6.

menghemat BB boiler sekitar

2%.

untuk setiap pengurangan

sebesar 3%,

Mengurangi kadar O2 yang

tinggi pada gas buang,

5.

menghemat BB boiler 220%.deteksi/koreksi rugi2excess air,smoke, BB tak terbakar, jelaga,temp. stackyg tinggi,

Melakukan tune-up secarakomprehensif dg peralatan testdg akurasi yg baik,

4.

Perbaikan program perawatanboiler,

Pengaturan manajemenpembebanan,

Teknik manajemen pembebananyg efektif,

Cara-cara Konservasi Energipada Boiler

menghemat sekitar 2% drtotal energi pd fasilitas, simple

paybacksekitar 5 bulan.

al.: optimasi rasio udara/BB,perawatan burner, tubing,

3.

menghemat konsumsi BBsampai dgn 50%.

al.: penyesuaian kapasitas thdbeban boiler scr optimal

2.

menghemat pemakaian energitotal hingga 7% pd fasilitastipikal, dg simple paybackkurang dari 2 thn.

al.: mengoperasikan boiler padaseting pengapian tinggi, ataumemasang boiler dg kapasitaslbh kecil,

1.

Penghematan Yang DapatDicapai

Cara-cara Pelaksanaan/Implementasi

No.

Beberapa Cara Konservasi Energi


15/42

menghemat BB hingga 5%.dg menggunakan economizer,Pemanfaatan panas gas buangu/ pemanasan awal air umpan,

18.

mengurangi BB boiler 23%dan hilang air BD hingga 20%.

mengganti kontrol manual dgsistem kontrol otomatis,

Perbaikan sistem kontrol padaair blowdown,

17.

mengurangi BB boiler 1%.dg setiap kenaikan temperatur airumpan sebesar 11oF,

Menaikkan temperatur airumpan masuk boiler,

16.

mengurangi BB boiler 2

5%.menggunakan alat pemanfaatpanas buang air blowdown,Pemanfaatan panas blowdown(blowdownheat recovery),15.

- mengurangi BB boiler 2%.

- mengurangi BB s/d 8%.

- pembuangan 1/32 inch kerak,

- pembuangan 1/8 inch kerak,

Membuang kerak pd permukaanperpindahan panas (tubing2),

14.

menghemat 2% dr total energifasilitas,simple payback


16/42

Fluidized BedCombustion (FBC) Boiler

Penggantian boilerLayak dilakukan jika boileryang ada sudah tua dan tidakefisien; tidak memungkinkan

untuk diganti bahan bakarnyadengan bahan bakar yang lebihefisien; ukurannya terlalu kecilatau terlalu besar darikebutuhan; dan tidak dirancanguntuk kondisi beban ideal.


17/42

Diagram Fase Uap

Temperature

Liquid

region

Critical

point

Saturated

vapour line

Superheat

region

Lines of

constant

pressure

Enthalpy

hfg

Saturated

liquid line


18/42

Skema Distribusi Uap


19/42

Komponen Sistem Distribusi Uap

Pemipaan Material pipa umumnya terbuat dari carbon

steel;

Ukuran pipa tidak boleh terlalu kecil karenaakan mengganggu proses;

Pada perancangan ukuran pipa, penurunan

tekanan diharapkan 0,1 bar/50 m;

Kecepatan aliran uap biasanya 25 40 m/det

untuk uap jenuh.


20/42


Layout Pemipaan Instalasi jalur utama biasanya dibuat menurun kearah

aliran steam sekitar 1:100 (turun 0,5 m untuk panjang pipa

50 m);

Untuk menjaga kecepatan tetap pada 25 to 40 m/det, jalur

cabang tidak boleh lebih dari 10 m;

Untuk jalur cabang, pengambilan uap harus dari atas utk

mendapatkan uap yang bebas kondensat & kotoran.


21/42


Layout Pemipaan

Kondensat harus bisa mencapai steam trap

yang jaraknya 30 50m;

Contoh: pipa diameter 100 mm, panjang 30 myang membawa steam 7 kg/cm2 dapat

menghasilkan kondensat sekitar 10 kg/jam.


22/42


Kontrol

Air Venting : mengeluarkan udara atau gasyang tidak terkondensasi di dalam aliran uap.


23/42


Kontrol

Strainer: menghilangkan padatan dari aliransteam untuk melindungi peralatan dari efek

buruknya (kerak, karat, dll.);


24/42


Kontrol

Separators : memisahkan kandungan air yangterdapat dalam aliran uap


25/42


Kontrol

Filter: untuk menghilangkankandungan partikel pada aliran

uap;

Digunakan pada injeksi uap

langsung ke dalam proses, untuk

menghindari kontaminasi yang

dapat menyebabkan kerusakan

pada hasil produksi ;

Sintered

stainless

steel filter

element


26/42


Kontrol

Steam traps : sejenis kran untuk mengeluarkankondensat maupun udara dari jalur pemipaan

tanpa mengeluarkan uap;

Tipe : Thermostatic, Mechanical, Thermodinamic


27/42


Pengembalian KondensatKondensat yang terbentuk biasanya dikembalikan

sebagai umpan boiler;

Keuntungan : masih mengandung energi panas, sehingga

butuh lebih sedikit energi untuk merubahnya

menjadi uap;

mengurangi konsumsi fresh make-up water;mengurangi biaya pengolahan air umpan

boiler;

mengurangi dampak terhadap lingkungan


28/42


IsolasiMenjaga supaya panas tidak keluar dari sistem;

Keuntungan :

mencegah korosi; menyerap getaran;

kontrol proses yang lebih baik;

menurunkan konsumsi BBM secara

keseluruhan.


29/42

1. Pengelolaan steam trap

2. Mencegah kebocoran uap

3. Penyediaan uap kering utk proses4. Penggunaan uap pada tekanan

serendah mungkin

5. Mengurangi penghalang transfer panas

6. Mengisolasi pipa dan kelengkapannya

7. Meningkatkan pemanfaatan kondensat

8. Pemanfaatan uap tekanan rendah

Peluang Konservasi Energi


30/42

Pemeriksaan steam trap :

Visual : aliran dan variasi aliran;

Pemeriksaan suara yang

ditimbulkan oleh aliran;

Temperatur keluar pada outlet;

Perawatan rutin

Penggantian komponen

Penggantian steam trap

Pengelolaan Steam Trap


31/42

Kebocoran dengan diameter lubang

sebesar 3 mm pada pemipaan uap

bertekanan 7kg/cm

2

memboroskan33 KL BBM per tahun;

Menutup semua kebocoran dapat

menghemat konsumsi uap sampai

5%.

Mencegah Kebocoran Uap


32/42

1500Panjang semburan (mm)

10

20

30

40

50

60

0250 500 750 1000 1250

Bocoranuap(kg/jam)

Kurva Estimasi Bocoran Uap


33/42

Kurva Estimasi Bocoran Uap

10 13 16Steam Pressure (bar)

0,1

1

10

100

1000

41 7 19 22

LeakRate(kg/hr)

0.8

1.6

3.2

6.4

12.8


34/42

Menyediakan Uap Kering untukProses

Menyediakan uap

sedikit lewat jenuh

supaya sampai diujung proses pada

keadaan kering;

Menggunakan

separator untukmengeringkan

steam


35/42

Hanya latent heat dalam uap yang dipakai

untuk proses pemanasan sehingga dipilih

yang nilainya sebesar mungkin;

Menggunakan Uap pada TekananSerendah Mungkin

2151.3 KJ/kg

579.4 KJ/kg

2054 KJ/kg

716.8 KJ/kg

2730.7 KJ/kg 2770.8 KJ/kg Total Heat

Latent Heat

Sensible Heat

2.4 bar, 121.5oC 6.8 bar, 164.3oC


36/42

Penghalang transfer panas : adanya

film udara, kondensat, kerak di

bagian steam maupun produk;

Meminimalkan PenghalangTransfer Panas


37/42

Kehilangan panas pada flens tidak

terisolasi setara dengan kehilangan

panas pada 0,6 m pipa tidak

terisolasi;

Pada pipa uap diameter 0.15 m

dengan 5 flens terbuka, panas yang

hilang setara dengan pemborosan5 ton batubara atau 3000 liter BBM

per tahun.

Isolasi


38/42

Isolasi

0 50 100 150 200 2500

1

2

3

4

5

6

HeatLossMJ/mpe

rhour

170 oC

1 m

Pipe Temperature oC


39/42

Isolasi

I

H

I + H

Cost

Insulation Thickness

Costs of

insulation

Heat loss

savings

Economic

Thickness of

Insulation (ETI)


40/42

Kehilangan panas pada flens tidak

terisolasi setara dengan kehilangan

panas pada 0,6 m pipa tidak

terisolasi;

Pada pipa uap diameter 0.15 m

dengan 5 flens terbuka, panas yang

hilang setara dengan pemborosan5 ton batubara atau 3000 liter BBM

per tahun.

Pemanfaatan Kembali Kondensat


41/42

Pemanfaatan Kembali Kondensat

%

BoilerFuelSaved

25

50

75

100

20 30 40 50 60 70 80 9060 80 100 120 140 160 180 200

oCoF

2

4

6

8

10

12

Condensate Temperature

14


42/42

Digunakan sebagai air panas;

Dicampur dengan uap tekanan tinggiuntuk menghasilkan uap tekanan

medium.

Pemanfaatan Uap Tekanan

Rendah

MOTIVE

STEAM

H.P.

DISCHARGE

STEAM

M.P.

SUCTION

STEAM L.P.Thermo-compressor

ke pada boiler dan dist uap by rd

Documents