11/4/2011UtilitasTIK:1. 2. 3.Penyediaan Uap2BAB 4 P ENY ED I AAN U APMahasiswa dapat menjelaskan cara kerja boiler Mahsasiwa dapat menjelaskan sifat-sifat uap Mahasiswa dapat menghitung kualitas uap dan efisiensi boilerBy : Ridhawati, S.T.,M.TUtilitas By Ridhawati, S.T., M.TKONSERVASI ENERGI DALAM SISTEM UAP3Pendahuluan4 Pendahuluan Pengkajian Boiler Peluang efisiensi energi Boiler adalah bejana tertutup dimana panaspembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk air panas atau steam. Air panas atau steam pada tekanan tertentu kemudian digunakan untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Air adalah media yang berguna dan murah untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Jika air dididihkan sampai menjadi steam, volumnya akan meningkat sekitar 1.600 kaliUtilitas By Ridhawati, S.T., M.TUtilitas By Ridhawati, S.T., M.TPengkajian Boiler5Sistem Air Umpan6Air yang disuplai ke boiler untuk dirubah menjadi steam disebut air umpanSistem boilerSistem air umpan menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhan steam Dua sumber air umpan adalah: (1) Kondensat atau steam yang mengembun yang kembali dari proses dan (2) Air makeup (air baku yang sudah diolah) yang harus diumpankan dari luar ruang boiler dan plant proses.sistem air umpan,sistem steam,sistem bahan bakarUntuk mendapatkan efisiensi boiler yang lebih tinggi, digunakan economizer untuk memanaskan awal air umpan menggunakan limbah panas pada gas buang.Utilitas By Ridhawati, S.T., M.TUtilitas By Ridhawati, S.T., M.T111/4/2011Sistem Bahan Bakar7Sistem Steam8Sistem bahan bakar adalah semua peralatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan.Sistem steam mengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler. Steam dialirkan melalui sistem pemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanan steam diatur menggunakan kran dan dipantau dengan alat pemantau tekananPeralatan yang diperlukan pada sistem bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan pada sistemUtilitas By Ridhawati, S.T., M.TUtilitas By Ridhawati, S.T., M.TBoiler Limbah Panas10Jika tersedia limbah panas pada suhu sedang atau tinggi, boiler limbah panas dapat dipasang secara ekonomis. Jika kebutuhan steam lebih dari steam yang dihasilkan menggunakan gas buang panas, dapat digunakan burner tambahan yang menggunakan bahan bakar. Hal ini banyak digunakan dalam pemanfaatan kembali panas dari gas buang dari turbin gas dan mesin diesel.Utilitas By Ridhawati, S.T., M.T9Utilitas By Ridhawati, S.T., M.TPengkajian Boiler12Neraca PanasEfisiensi boilerEvaluasi kinerja boilerUtilitas By Ridhawati, S.T., M.T11Utilitas By Ridhawati, S.T., M.T211/4/2011Neraca Panas13Neraca Panas14 Neraca panas merupakan keseimbangan energi totalyang masuk boiler terhadap yang meninggalkan boilerUtilitas By Ridhawati, S.T., M.TUtilitas By Ridhawati, S.T., M.TNeraca Panas, Kehilangan berikut dapat dihindari atau dikurangi:Kehilangan gas cerobong: Udara berlebih (diturunkan hingga ke nilai minimum yang tergantung dari teknologi burner, operasi (kontrol), dan pemeliharaan). Suhu gas cerobong (diturunkan dengan mengoptimalkan perawatan (pembersihan), beban; burner yang lebih baik dan teknologi boiler).Efisiensi Boiler16Efisiensi termis boiler didefinisikan sebagai persen energi (panas) masuk yang digunakan secara efektif pada steam yang dihasilkan Terdapat dua metode pengkajian efisiensi boiler: 1. Metode langsung : energi yang diperoleh dari fluida kerja (air atau steam) dibandingkan dengan energi yang terkandung dalam bahan bakar boiler 2. Metode tidak langsung : efisiensi merupakan perbedaan antara kehilangan dan energi yang masukUtilitas By Ridhawati, S.T., M.TKehilangan karena bahan bakar yang tidak terbakar dalam cerobong dan abu (mengoptimalkan operasi dan pemeliharaan; teknologi burner yang lebih baik). Kehilangan dari blowdown (pengolahan air umpan segar, daur ulang kondensat)Kehilangan kondensat (manfaatkan sebanyak mungkin kondensat)Kehilangan konveksi dan radiasi (dikurangi dengan isolasi boiler yang lebih baik)Utilitas By Ridhawati, S.T., M.T15Metode langsung17 Efisiensi boiler ()= =panas keluar x 100 panas masukQ x (hg - hf) x 100 q x HVdi mana:Q= q = hg= hf= HV=jumlah steam yang dihasilkan per jam (kg/jam) jumlah bahan bakar yang digunakan per jam (kg/jam) entalpi uap jenuh (kkal/kg steam) entalpi air umpan (kkal/kg air) heating value (kkal/kg)Utilitas By Ridhawati, S.T., M.TUtilitas By Ridhawati, S.T., M.T18311/4/2011ExampleTentukan efisiensi boiler dengan metode langsung dari data berikut Jenis boiler = berbahan bakar batu bara Jumlah steam kering yang dihasilkan= 10 ton/jam Tekanan steam / suhu = 10 kg/cm2 / 180oC jumlah pemakaian batu bara = 2,25 ton/jam suhu air umpan = 85oC HV batu bara = 3200 kkal/kg Entalpi steam pada tek. 10 kg/cm2= 665 kkal/kg jenuh) Entalpi air umpan = 85 kkal/kg 80,56% Efisiensi boiler =Utilitas By Ridhawati, S.T., M.TKeuntungan dan kerugian metode langsung20Evaluasi efisiensi boiler dapat dengan cepat dilakukan Parameter untuk perhitungan sedikit Membutuhkan sedikit instrumen untuk pemantauan Mudah membandingkan rasio penguapan Tidak memberikan petunjuk kepada operator tentang penyebab efisiensi sistem yang lebih rendah Tidak menghitung berbagai kehilangan yang berpengaruh pada berbagai tingkat efisiensi19Utilitas By Ridhawati, S.T., M.TMetode tidak langsung Metode tidak langsung juga dikenal dengan metodekehilangan panas. Standar acuan untuk uji boiler dengan menggunakan metode tidak langsung adalah British standard dan USA standard. Efisiensi boiler, = 100 (i + ii +iii + iV + v + vi + vii)Utilitas By Ridhawati, S.T., M.T21Utilitas By Ridhawati, S.T., M.T22Utilitas By Ridhawati, S.T., M.T23Utilitas By Ridhawati, S.T., M.T24411/4/2011AsumsiUntuk boiler kapasitas 10 MW = 1 2% Untuk boiler kapasitas 500 MW = 0,2 1%25Tahap 5 : Menghitung efisiensi boiler dan rasio penguapan boiler Efisiensi boiler, = 100 (i + ii + iii + iv + v + vi + Vii) Rasio penguapan = Panas yang digunakan unt pembangkitan steam / panas yang ditambahkan ke steam Rasio penguapan : kilogram steam yang dihasilkan per kilogram bhn bakar yang digunakan. Misal : Boiler berbahan bakar batu bara : 6 (tiap 1 kg batu bara dpt menghasilkan 6 kg steam) Boiler berbahan bakar minyak : 13 (tiap 1 kg minyak dpt menghasilkan 13 kg steam)Utilitas By Ridhawati, S.T., M.TUtilitas By Ridhawati, S.T., M.T26 Jenis boiler berbahan bakar minyak Analisis ultimate minyak bakar Kelebihan dan kekurangan metode tdk langsung28C : 84% H2 : 12% HV minyak bakar % oksigen % CO2 Suhu gas buang (Tf) Suhu ambien (Ta) Kelembaban udaraS = = = = = =: 3% O2 : 1% 10200 kkal/kg 7% 11% 220oC 27oC 0,018 kg/kg udara keringDapat diketahui neraca bahan dan energi yang lengkap untuk setiap aliran, yang dapat memudahkan dalam mengidentifikasi opsi-opsi untuk meningkatkan efisiensi boilerPerlu waktu lama Memerlukan fasilitas laboratorium untuk analisisUtilitas By Ridhawati, S.T., M.T27Utilitas By Ridhawati, S.T., M.T5