konservasi energi
DESCRIPTION
KONSERVASI ENERGITRANSCRIPT
PRINSIP KONSERVASI ENERGI PADA TEKNOLOGI KONVERSI ENERGI
Ir. Parlindungan Marpaung
HIMPUNAN AHLI 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
TEKNOLOGI KONVERSI DAYA
TeknologiKonversi Daya
PLTU
PLTG
PLTD
PRINSIP DASAR KONSERVASI ENERGIKONVERSI DAYA
1. Menghilangkan buangan energi (pencegahan).
2. Mengurangi rugi-rugi energi (recovery)
3. Meningkatkan efisiensi pemanfaatan energi (inovasi efisiensi)
4
• 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
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.
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 :
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.
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
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
GPHR dan NPHR vs Beban PLTU
• Menjaga level produksi sesuai kapasitas disain
• Mengendalikan Parameter Kritis
• Pemeliharaan Rutin
Prinsip Konservasi Energi Teknologi Konversi (Pencegahan)
PARAMETER KRITIS : PLTU
• Temperatur uap masuk turbin
• Tekanan uap masuk turbin
• Vakum Kondenser
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).
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).
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.
• 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.
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.
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)
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).
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
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
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.
24