konservasi energi

24
PRINSIP KONSERVASI ENERGI PADA TEKNOLOGI KONVERSI ENERGI Ir. Parlindungan Marpaung HIMPUNAN AHLI KONSERVASI ENERGI

Upload: wakmen

Post on 02-Feb-2016

46 views

Category:

Documents


3 download

DESCRIPTION

KONSERVASI ENERGI

TRANSCRIPT

Page 1: KONSERVASI ENERGI

PRINSIP KONSERVASI ENERGI PADA TEKNOLOGI KONVERSI ENERGI

Ir. Parlindungan Marpaung

HIMPUNAN AHLI KONSERVASI ENERGI

Page 2: KONSERVASI ENERGI

STANDAR KOMPETENSI

Kode Unit : JPI.KE01.001.01

Judul Unit: Menerapkan prinsip-prinsip konservasi energi

Uraian Unit: Unit kompetensi ini berkaitan dengan pengenalan dan pemahaman tentang

pemanfaatan energi yang efisien dan rasional.

Elemen Kompetensi Kriteria Unjuk Kerja (KUK)

1. Menjelaskan prinsip-prinsip

konservasi energi 1. Jenis energi dianalisis

2. Indikator kinerja pemanfaatan energi dipahami

3. Pengoperasian fasilitas utiliti dianalisis

4. Pengoperasian fasilitas produksi dianalisis

5. Pemeliharaan dan perawatan fasilitas energi

dianalisis

6. Dampak lingkungan dianalisis

2. Menjelaskan prinsip-prinsip

konservasi energi pada

teknologi pengguna energi

1. Prinsip konservasi energi pada sistem peralatan

thermal dimengerti

2. Prinsip konservasi energi pada sistem kelistrikan

dimengerti

3. Prinsip konservasi energi pada sistem kendali

(control) dimengerti

3. Menjelaskan prinsip-prinsip

konservasi energi pada

proses produksi

1. Proses produksi dianalisis

2. Neraca massa dianalisis

3. Neraca energi dianalisis

4. Parameter operasi dianalisis

Page 3: KONSERVASI ENERGI

TEKNOLOGI KONVERSI DAYA

TeknologiKonversi Daya

PLTU

PLTG

PLTD

Page 4: KONSERVASI ENERGI

PRINSIP DASAR KONSERVASI ENERGIKONVERSI DAYA

1. Menghilangkan buangan energi (pencegahan).

2. Mengurangi rugi-rugi energi (recovery)

3. Meningkatkan efisiensi pemanfaatan energi (inovasi efisiensi)

4

Page 5: KONSERVASI ENERGI

• ENERGI PRIMER – LISTRIK (PLTU)

KONVERSI DAYA

4/23/2014PR

5

Sistem Konversi : Size (MW) Efisiensi termal(%)

Pembangkit Uap 200-800 30-40

Gas turbin 50-100 22-28

Combined cycle 300-600 36-50

Diesel 10-30 27-30

Page 6: KONSERVASI ENERGI

INDIKATOR KINERJA SISTEM KONVERSI DAYA

Indikator kinerja tersebut dikenal dengan Spesific fuel consumption (SFC) – liter/kWh

Atau heat rate (kcal/kWh; atau kJ/kWh)

Efisiensi (%).

Indikator kinerja pembangkit daya adalah : energi (input )

yang diperlukan untuk menghasilkan satu satuan output

daya listrik.

Page 7: KONSERVASI ENERGI

Heat rate Gross (Gross Plant Heat Rate - GPHR) : Yaitu heat rate yang dihitung dengan menggunakan output daya berupa kWh diukur pada terminal output generatorpembangkit.

GPHR = Heat input/kW output (kcal/kWh).

Heat rate Netto (Net Plant Heat Rate - NPHR) : Yaitu heat rate yang dihitung dengan menggunakan output daya berupa kWh net diukur setelah pemakaian sendiri (own used) pembangkit.

NPHR = Heat input/Net kW output (kcal/kWh).

Heat Rate Digolongkan Atas Dua :

Page 8: KONSERVASI ENERGI

Basis Pengukuran SFC :

• SFC berbasis beban.

• SFC berbasis periode.

SFC berbasis beban : Yaitu SFC yang diukur pada beban tetap dengan mengukur laju (flow/jam) bahan bakar

dibagi dengan daya output generator. Dengan demikian formula SFC dapat ditulis sebagai berikut :

kWhliterkWgeneratorOutput

hliterbakarbahanflowlajuSFC /

)(,

)/(,)(

SFC berbasis periode : SFC ini diukur pada periode tertentu yaitu dengan mengukur laju (flow) bahan bakar

pada periode waktu dibagi dengan output (kWh) yang dihasilkan generator selama periode waktu tersebut.

Dengan demikian formula SFC berbasis periode dapat ditulis sebagai berikut :

kWh/literwaktuperiodesuatupadageneratorkWhproduksi

)liter(waktuperiodesuatupadabakar.b.JmlSFC

Formula SFC berbasis waktu di atas digunakan untuk monitoring pemakaian bahan bakar pada suatu periode , dan

Untuk merencanakan penyediaan bahan bakar untuk periode yang akan datang.

Formula SFC diatas digunakan untuk pengujian unjuk kerja (komisionong test) sebelum serah terima dan untuk

mengukur efisensi individu tanpa dipengaruhi oleh perubahan beban maupun untuk mengetahui perbaikan SFC saat

sebelum dan sesudah pelaksanaan overhaul.

Page 9: KONSERVASI ENERGI

SFC dan Heat Rate

Untuk menkonversikan SFC menjadi heat rate (HR) atau

efisiensi termal (th), gunakan formula sebagai berikut :

• Heat Rate = SFC x HHV ..kcal/kWh

• Efisiensi termal :

HHV : Nilai Kalor Atas Bahan Bakar (kcal/liter)

(%)%100860

HR

th

Page 10: KONSERVASI ENERGI

Heat Rate vs Beban - PLTU (kcal/kWh)

Beban

dalam % kCal/kWh

40 992

60 1.400

80 1.812

100 2.242

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI EFISIENSI PEMBANGKIT : BEBAN

Page 11: KONSERVASI ENERGI

GPHR dan NPHR vs Beban PLTU

Page 12: KONSERVASI ENERGI

• Menjaga level produksi sesuai kapasitas disain

• Mengendalikan Parameter Kritis

• Pemeliharaan Rutin

Prinsip Konservasi Energi Teknologi Konversi (Pencegahan)

Page 13: KONSERVASI ENERGI

PARAMETER KRITIS : PLTU

• Temperatur uap masuk turbin

• Tekanan uap masuk turbin

• Vakum Kondenser

Page 14: KONSERVASI ENERGI

Temperatur Uap Masuk Turbin

• Suhu uap masuk ke turbin sangat dipengaruhi olehsistem uap yang mensupplinya.

• Jika supply uap berasal dari boiler, maka objekpemantauan antara lain adalah pipa-pipa superheater.

• Penebalan slagging yaitu lapisan kerak sisapembakaran pada pipa-pipa superheater danreheater bagian luar (fire side) dapat menjadipenyebab terjadinya perubahan suhu uap masukturbin.

• Penyebab lain selain slagging adalah penebalanscaling (lapisan lumpur air) pada pipa-pipasuperheater dan reheater di bagian dalam pipa (steam side).

Page 15: KONSERVASI ENERGI

Parameter Kritis Unjuk Kerja(Temperatur Uap Masuk)

• Setiap penurunan 40 oC suhuuap keluar dari super heater -masuk ke turbin akanmenurunkan efisiensi termalantara 1 % s.d. 1,2 % (nilaiefisiensi).

• Penurunan setiap 40 oC keluardari reheater akanmenurunkan efisiensi termalsebesar 1 % (nilai efisiensi).

Page 16: KONSERVASI ENERGI

UPAYA KONSERVASI ENERGI (PENCEGAHAN)

• Mengefektifkan pengoperasian sootblowing.

• Meakukan pencucian pipa-pipa superheater danreheater secara berkala (tergantung penebalanslagging dan scaling).

• Pencucian pipa-pipa superheater dan reheater bagianluar dengan waterjet cleaning (Penyemprotan denganair tekanan tinggi),

• Pencucian bagian dalam dapat dilakukan dengan zat-zat kimia (chemical cleaning).

Parameter Kritis : Temperatur Uap Masuk Turbin.

Page 17: KONSERVASI ENERGI

• Parameter operasi penting terkait kinerja operasi turbin uap adalah tekanan dan suhu exit turbin- vacum kondensor.

• Setiap kenaikan suhu 1 C dapat meningkatkan konsumsi bahan bakar hingga 0.5 %

• Satu hal yang perlu dicatat pada vacum kondensor yaitu menjaga semua pipa bersih, hilangkan lapisan yang menempel dipermukaan pipa yang menjadikan tahanan termal meningkat.

UPAYA KONSERVASI ENERGI (PENCEGAHAN)

Parameter Kritis : Vakum Kondenser.

Page 18: KONSERVASI ENERGI

Parameter Kritis : Vakum kondensor

• Vakum kondensor. Normalnya antara 25 s.d. 50 mmHg absolute.

• Terminal Temperature Difference (TTD).

TTD adalah selisih antara suhu uap jenuhdidalam kondensor dengan suhu air pendinginkeluar kondensor. Makin besar TTD mengindikasikan kemampuan perpindahanpanas kondensor kurang baik.

• TTD kondensor dijaga antara 3 s.d. 10 oC.

Page 19: KONSERVASI ENERGI

Parameter Kritis :Tekanan Uap Masuk Turbin.

• Reheat regenerative feedheating.

Yaitu melakukan ekstraksi uap

dari salah satu posisi turbin expansi dan menggunakan uap tersebut untuk memanaskan (preheat) air pada feedheater sebelum air tersebut diumpankan ke boiler

• Dengan feedheating, termal efisiensi sistem pembangkit meningkat hingga 2 %.

UPAYA KONSERVASI ENERGI (INOVASI EFISIENSI)

Page 20: KONSERVASI ENERGI

TURBIN GAS.

Parameter Kritis :

• Temperatur udara luar

• Tekanan udara luar

Standar ISO mengacu pada suhu udara luar 60 oF

(15.5 C) dan tekanan Udara luar = 14,7 psia (1 bar).

Page 21: KONSERVASI ENERGI

PLTG (100 MW)

Beban

(%)ltr//kWhTerpasang ltr/kWh kcal/kWh

10.0 0.189 1.888 16236

20.0 0.208 1.040 8944

30.0 0.225 0.750 6450

40.0 0.252 0.630 5418

50.0 0.275 0.550 4730

60.0 0.322 0.537 4618

70.0 0.353 0.504 4334

80.0 0.383 0.479 4119

90.0 0.412 0.458 3938

100.0 0.433 0.433 3723

Page 22: KONSERVASI ENERGI

PLTD.

• Pembangkit daya (genset) tidak dapat memberikan performa optimum dalam setiap beban.

• Jika pembangkit dioperasikan dengan variasi beban maka konsumsi energi spesifik (Liter bbm per HP jam) akan berubah-ubah mengikuti perubahan beban

Parameter Kritis : Faktor Beban

Page 23: KONSERVASI ENERGI

UPAYA KONSERVASI ENERGI (PENCEGAHAN) - PLTD

• Konsumsi energi spesifik optimum suatu genset

terjadi pada kapasitas disain yaitu pada beban

penuh, dan antara 80 – 100 % beban.

• Pengoperasian genset pada beban 50 % akan

mengakibatkan konsumsi energi spesifik

meningkat sekitar 10 % dibandingkan dengan

energi spesifik pada beban penuh.

• Pembebanan parsial atau kurang dari beban

penuh mengakibatkan konsumsi energi spesifik

genset meningkat. Pada beban 25 % konsumsi

energi spesifik meningkat sekitar 30 hingga 50

% dibandingkan dengan energi spesifik pada

beban penuh.

Page 24: KONSERVASI ENERGI

24