Upload
toa-suhandita
View
78
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
proposal skripsi
Citation preview
PROPOSAL SKRIPSI
ANALISA SISTEM PENUKAR KALOR
PADA HEAT RECOVERY FUEL SYSTEM
DI PLTD BATAKAN
Diajukan Untuk Melengkapi Salah Satu Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana
Strata Satu (S-1) Teknik Mesin
Disusun oleh :
Nama : DWI PUTRA ADIGUNA
NRP : 1230.311.046
Peminatan : Konversi Energi
JURUSAN TEKNIK MESIN STRATA (S-1)
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAKARTA
2013
Perihal : Permohonan Persetujuan Judul Skripsi
Kepada Yth,
Frederikus Konrad M.B, ST.MT.MM
Ketua Program Teknik Mesin S-1
di Tempat
Dengan hormat,
Saya yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : DWI PUTRA ADIGUNA
Nrp : 1230.311.046
Fakultas : Teknik
Jurusan : Teknik Mesin Strata Satu (S-1)
Dengan ini bermaksud mengajukan permohonan judul skripsi untuk melengkapi persyaratan Kurikulum Sarjana Strata Satu (S-1) di Jurusan Teknik Mesin, adapun Judul Skripsi yang
diambil adalah : “ANALISA SISTEM PENUKAR KALOR PADA HEAT RECOVERY FUEL SYSTEM DI PLTD BATAKAN “ Besar harapan saya
apabila judul tersebut dapat diterima. Atas perhatian dan dukungannya saya ucapkan terima kasih.
Jakarta, 2013
Hormat Saya,
(Dwi Putra A.)
LEMBAR PERSETUJUAN
PROPOSAL SKRIPSI
Nama : Dwi Putra Adiguna
NRP : 1230.311.046
Fakultas/Jurusan : Teknik /Teknik Mesin Strata Satu (S-1)
Peminatan : Konversi Energi
Judul : ANALISA SISTEM PENUKAR KALOR
PADA HEAT RECOVERY FUEL SYSTEM
DI PLTD BATAKAN
Disetujui Oleh :
Pembimbing
( Ir. Saut Siagian, MT.)
Mengetahui:
Kaprogdi Teknik Mesin S-1
(Frederikus Konrad M.B, ST., MT., MM.)
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG MASALAH
Energi listrik merupakan suatu kebutuhan yang primer bagi kehidupan manusia disaat
seperti sekarangi ini. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut dibangunlah beberapa pusat
pembangkit tenaga listrik yang dikelola oleh PT. PLN (Persero) untuk Negara Indonesia. Pusat
pembangkit tenaga listrik dapat dibedakan dari beberapa jenis seperti PLTU, PLTG, PLTGU,
PLTA, PLTP dan PLTN. Pada prosesnya, pembangkit tersebut dibangun untuk memenuhi
kebutuhan masyarakat umum.
Salah satu pembangkit swasta di wilayah Balikpapan Kalimantan Timur, ada PLTD
Cogindo Batakan yang memproduksi minimal output 32 MW untuk di distribusikan ke sektor
Mahakam. Peran PLTD Batakan tersebut juga lumayan besar dengan menyalurkan 25% untuk
Balikpapan dan 13% untuk sistem Mahakam. Pembangkit Lisrik Tenaga Diesel tersebut
menggunakan MFO (Marine Fuel Oil) sebagai sumber bahan bakarnya. Untuk operasi
standarnya, hampir sama seperti mesin diesel pada umumnya, hanya saja keluaran yang
diperoleh adalah energi listrik. Energi listrik diperoleh dari generator yang di couple oleh Diesel
Engine, sehingga generator dapat berputar dan menghasilkan energi listrik.
MFO merupakan bahan bakar residu yang terdiri dari banyak kandungan di dalamnya.
Sebelum digunakan sebagai bahan bakar yang masuk ke Diesel Engine, tentunya ada beberapa
treatment yang perlu dilakukan sebagai persyaratan. Treatment yang dilakukan adalah dengan
pemisahan antara kotoran (sludge), air, dan partikel lain yang tidak dibutuhkan untuk
pembakaran. Setelah proses separasi tersebut, MFO yang sudah difilter dimasukkan ke dalam
Daily Tank untuk siap didistribusikan menuju Diesel Engine.
Di dalam Daily Tank tersebut, ada juga proses pemanasan MFO yang dilakukan sebelum
memasuki Diesel Engine. Proses pemanasan tersebut memanfaatkan energi panas dari ruang
bakar dengan mensirkulasikan MFO dari Daily Tank menuju Exhaust Pipe secara kontinu hingga
persyaratan panas terpenuhi. Sirkulasi dilakukan secara terus-menerus hingga panas MFO dalam
Daily Tank dapat tercapai sekitar 60°C. Setelah proses pemanasan tersebut terpenuhi, pompa
feeder akan beroperasi mendistribusikan MFO dari Daily Tank menuju Diesel Engine. Bila
sebelum Diesel Engine beroperasi, maka digunakan heater sebagai pemanas dalam Daily Tank.
Dalam prosesnya, ternyata pemenuhan temperatur yang dibutuhkan mengalami beberapa
kendala seperti panas tidak terpenuhi sesuai waktunya sehingga heater akan terus beroperasi.
Dengan melakukan analisa dalam skripsi ini, diharapkan dapat diketahui berapa nilai efisiensi
dari peralatan yang terpasang dan akan melakukan perbandingan dengan jenis alat penukar kalor
yang lain.
1.2 RUMUSAN MASALAH
Untuk pemanasan bahan bakar MFO sebelum memasuki ruang bakar, diperlukan alat
penukar kalor sebagai alat bantu pemanasan selain heater. Analisa sistem penukar kalor ini
dimaksudkan untuk mengetahui seberapa besar efisiensi dari alat yang tersedia dan melakukan
perbandingan dengan alat penukar kalor jenis lain.
1.3 TUJUAN PENELITIAN
Analisa pada sistem penukar kalor ini bertujuan untuk mengetahui nilai efisiensi dari alat
yang tersedia dan mencoba untuk membandingkan dengan alat penukar kalor jenis yang lain
sebagai salah satu inovasi dalam meningkatkan efisiensi pembangkit.
1.4 BATASAN MASALAH
Agar pembahasan masalah dalam skripsi ini lebih spesifik dan tidak meluas, sehingga
sesuai dengan harapan maka diperlukan batasan masalah sebagai berikut :
1. Analisa alat penukar kalor pada heat recovery fuel system di PLTD Batakan,
2. Melakukan perbandingan dengan menggunakan alat penukar kalor jenis shell & tube dan
double pipe heat exchanger.
1.5 SISTEMATIKA PENULISAN
Adapun sistematika penulisan yang digunakan adalah sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini berisi latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian, pembatasan
masalah dan sistematika penulisan.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisi konsep dan teori dasar yang relevan dengan permasalahan yang
dibahas dan penelitian yang dilakukan serta dapat digunakan sebagai landasan dan
kerangka berpikir dalam proses penelitian.
BAB III : METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisi gambaran sistematis dengan penjelasan langkah-langkah penelitian
yang dilakukan, sesuai dengan metode yang akan dilakukan.
BAB IV : DATA DAN ANALISA
Bab ini berisikan pengumpulan data-data yang menunjang dalam penelitian ini,
serta menguraikan hasil pengolahan data.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan kesimpulan dari hasil pengolahan data dan analisis serta saran-saran
yang diperlukan untuk penerapan lebih lanjut.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. PENGENALAN MFO
Marine Fuel Oil adalah bahan bakar minyak, yang digunakan untuk pembakaran
langsung di dapur-dapur industri dan pemakaian lainnya. MFO merupakan bahan bakar minyak
yang bukan termasuk jenis distilate, tetapi termasuk jenis residue yang lebih kental pada suhu
kamar serta berwarna hitam pekat.
Mutu MFO yang baik harus memenuhi batasan sifat – sifat yang tercantum pada
spesifikasi dalam segala cuaca. Karena secara umum bahan bakar MFO hanya dapat dipompa
dan diatomisasikan setelah melalui pemanasan terlebih dahulu.
Minyak mentah mengandung sekitar 500 jenis hidrokarbon dengan jumlah atom C-1
hingga 500. Titik didih hidrokarbon meningkat seiring dengan bertambahnya jumlah atom C
dalam molekulnya.
Salah satu hasil dari distilasi bertingkat yang dihasilkan pada suhu 130 derajat sampai
diatas 300 derajat celcius adalah MARINE FUEL OIL (minyak bakar). Minyak bakar ini
mempunyai jumlah atom C sekitar C31 s/d diatas C40. Yang dinyatakan dalam iso-alkana atau
n-alkana. Jadi perkiraan rumus kimianya adalah : C31H64, C32H66, C33H68,
C34H70,..............., dan seterusnya.
Pada dasarnya pembakaran merupakan reaksi cepat suatu senyawa dengan oksigen.
Selain itu, pembakaran juga merupakan hasil sejumlah besar reaksi yang rumit. Pada proses
pembakaran akan disertai dengan pembebasan kalor (panas) dan cahaya. Reaksi yang mungkin
terjadi adalah reaksi pirolisis yaitu pemecahan termal molekul besar menjadi molekul kecil tanpa
kehadiran oksigen jika bereaksi dengan oksigen maka reaksi ini akan menghasilkan nyala
(Fessenden dan Fessenden, 1997).
2.2. SIFAT KESELAMATAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA DIESEL
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel cocok untuk lokasi dimana pengeluaran bahan bakar
rendah, persediaan air terbatas, minyak sangat murah dibandingkan dengan batubara dan semua
beban besarnya adalah seperti yang dapat ditangani oleh mesin pembangkit dalam kapasitas kecil
serta dapat berfungsi dalam waktu yang singkat.
Kegunaan dari suatu Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PTLD) adalah penyedia daya
listrik yang dapat berfungsi untuk :
Sebagai unit cadangan yang dijalankan pada saat unit peinbangkit utama yang ada
tidak dapat mencukupi kebutuhan daya listrik.
Sebagai unit pembangkit yang menyuplai listrik selama 24 jam atau sebagai
pemikul beban tetap. Sifat pengoperasian harus pada beban dasar yang
berkapasitas tertinggi dan tidak dipengaruhi oleh frekuensi beban tetap. Hal ini
memungkinkan juga bila pasokan dapat mengalami gangguan.
Sebagai unit beban puncak atau Peak Load. Bila PLTD dioperasikan pada beban
puncak. biasanya dalam waktu yang tidak lama. Karena dapat berfungsi untuk
menaikkan tegangan yang turun pada saat beban puncak.
Sebagai unit cadangan yang dijalankan saat keadaan darurat , saat terjadi
pemadaman pada unit pembangkit utama. Bila terjadi yang mengakibatksn
gangguan pada total seluruh jaringan listrik maka PLTD dapat beroperasi tanpa
bantuan tegangan dari luar dan langsung mengisi tegangan serta menanggung
beban listrik dengan cepat serta membutuhkan perhatian yang sedikit.
Prinsip kerja dari sebuah PLTD didasarkan pada siklus udara tekanan konstan (siklus Diesel)
sebagai berikut:
a. Fluida kerja dianggap sebagai gas ideal dengan kalor spesifik yang konstan.
b. Langkah isap (0 – 1) merupakan proses tekanan konstan.
c. Langkah kompresi (1 – 2) ialah proses isentropic.
d. Proses pembakaran pada tekanan konstan (2 – 3) dianggap sebagai proses pemasukan kalor.
e. Langkah kerja (3 – 4) ialah proses isentropic.
f. Proses pembuangan (4 – 1) dianggap sebagai proses pengeluaran kalor pada volume konstan.
g. Langkah buang (1 – 0) ialah proses tekanan konstan.
h. Siklus dianggap tertutup artinya siklus berlangsung dengan fluida kerja yang sama.
1
2
3
4
5 68 7
9 10
11
Demikian siklus berlangsung secara terus di dalam operasinya sebuah motor diesel yang
digunakan untuk menggerakkan generator yang menghasilkan energi listrik.
1. Fuel tank2. Fuel oil separator3. Daily tank4. Fuel oil booster5. Diesel motor6. Turbo charge : menaikkan efisiensi udara yang dicampur dengan bahan bakar dan
menaikkan tekanan serta temperaturnya7. Air intake filter8. Exhaust gas silencer9. Generator10. Main transformer transmission line
Kesimpulan dan Saran
Data Awal MFO dan Alat Penukar KalorLiteratur
Tinjauan Alat Penukar Kalor
Perhitungan Alat Penukar Kalor
Analisa
Sesuai TidakSesuai
Rubah ParameterKomparasi Alat Penukar Kalor
Data
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. DIAGRAM ALIR PERANCANGAN
Gambar 3.1 Diagram alir penelitian
3.2. NARASI
Pada langkah awal dalam pembuatan skripsi ini adalah menentukan bahan apa yang akan
digunakan dalam penulisan ini dan melakukan diskusi pada dosen pembimbing yang
bersangkutan. Dalam penulisan ini diperlukan data-data yang bersangkutan dengan bahan skripsi
yang akan diambil, data-data tersebut diperoleh dari dua studi yang dilakukan, yaitu studi
pustaka dan studi lapangan.
Studi pustaka adalah pengambilan data dengan cara mempelajari buku-buku ilimiah yang
biasa dijadikan referensi, terutama menyangkut rumus-rumus dan perhitungan, sehingga akan
diperoleh hasil perhitungan yang baik serta akurat. Studi lapangan adalah pengambilan data yang
dilakukan dengan cara observasi langsung ke lapangan untuk mendapatkan spesifikasi data-data
yang berkaitan dengan permasalahan skripsi ini seperti suhu gas buang, serta data-data teknis
penunjang yang lainnya.
Setelah mendapatkan seluruh data yang dibutuhkan, kemudian dilakukan analisa untuk
menentukan hasil yang diharapkan dalam penulisan skripsi ini.
3.3. TABEL PENCAPAIAN SKRIPSI
N
o.
Keterangan
Bulan
Oktober November Desember Januari
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
1 Studi Pustaka
2 Studi Lapangan
3 Pengambilan Data
4 Pengolahan Data
5 Analisa & Perhitungan
6 Kesimpulan & Saran
7 Pra Sidang
8 Sidang
CURRICULUM VITAE
Nama Lengkap : Dwi Putra Adiguna
Jenis Kelamin : Laki-laki
Agama : Islam
A l a m a t : Perumahan Bukit Pamulang Indah blok F 13/28
Pamulang, Tangerang Selatan (15417)
Telepon : 0852 8532 2401
Pembimbing Akademik : Ir. Saut Siagian, MT.
Fakultas : Fakultas Teknik
Jurusan : S-1 Teknik Mesin
NRP : 1230.311.046
Jabatan : Mahasiswa
Perguruan Tinggi : UPN “Veteran“ Jakarta
Alamat Perguruan tinggi : Jl. RS. Fatmawati, Pondok Labu. Jakarta Selatan
(12450) Telp. 021-7662045