Oleh: Aan Zainal M 2107 100 630 Dosen Pembimbing: Ary Bachtiar K.P., ST.,MT.,PhD JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2011
TUJUAN PENELITIAN mengetahui energi yang diperlukan dan
penggunaannya di boiler mengetahui kerugian-kerugian di boiler menghitung besarnya peluang potensi penghematan penggunaan energi pada PT PJB Paiton unit 2. Menghitung nilai specific CO2 emitted.
BATASAN MASALAH Peninjauan dilakukan di PJB Paiton unit 2 dengan
kapasitas terpasang 2x400 MW. Peralatan yang dianalisa adalah boiler. Data yang digunakan adalah data pada Februari April 2009. Data – data lain yang diperlukan dalam analisa diambil sesuai dengan literatur yang relevan. Metode perhitungan menggunakan metode tak langsung sesuai ASTM PTC 4.1
PENELITIAN TERDAHULU 1.Ridho (2001) melakukan penelitian untuk menghitung besarnya efisiensi boiler pada PT. Petrokimia Gresik. Tujuannya adalah untuk meningkatkan efisiensi boiler dan mengoptimalkan penggunaan energi masukan boiler. Perhitungan efisiensi boiler menggunakan metode tak langsung
PENELITIAN TERDAHULU 2.Mahfud (2005) membahas audit energi awal di industri kertas dan pulp serta peluang penghematan energi dengan menerapkan teknologi yang lebih efisien. Studi kasus yang ditinjau adalah PT Tjiwi Kimia Mojokerto.
PENELITIAN TERDAHULU 3.Imron (2007) , melakukan audit untuk menghitung
besarnya efisiensi bioler, NH3 kompresor dan air compressor pada PT Coca Cola Botling Pasuruan Indonesia, kemudian dapat diihitung besarnya peluang penghematan energi yag dapat dilakukan serta dikaitkan dengan present value-nya sehingga dapat diketahui periode pengembalian modal bila dilakukan perbaikan alatnya.
PENELITIAN TERDAHULU 4.Huda (2009) melakukan audit pada Pabrik Gula Candi Sidarjo dan potensi penghematannya yang dikaitkan dengan present value-nya sehingga dapat diperoleh periode pengembalian modalnya.
ASME Standard PTC 4-1 tentang Power Test Code for Steam Generating Units Heat loss karena gas buang kering (dry flue gas) Heat loss karena pembentukan air dari H2 Heat loss karena moisture di batu-bara Heat loss karena moisture di udara
Heat loss karena pembakaran yang tidak sempurna Heat loss karena radiasi dan konveksi (unaccounted) Heat loss karena karbon yang tidak terbakar
Heat loss karena gas buang kering m ⋅ Cp ⋅ (Tf − Ta ) L= ⋅ 100 HHVbatu − bara
dimana : m = massa dry flue gas (kg/kg batu-bara)
Cp = panas spesifik flue gas ( kkal/kg.ºC) Tf = temperatur flue gas (ºC) Ta = temperatur ambient (ºC) HHV=higher heating value / nilai kalor atas (kkal/kg)
Heat loss karena pembentukan air dari H2 9 ⋅ H 2 ⋅ [584 + Cp (Tf − Ta )] L= ⋅ 100 HHVbatu − bara
dimana : H2 = massa hydrogen dalam 1 kg
batu-bara Cp = panas spesifik superheated steam ( kkal/kg.ºC) HHV =higher heating value = nilai kalor atas batu-bara (kkal/kg) Tf = temperatur flue gas (ºC) Ta = temperatur ambient (ºC) 9 = konstanta 584 = konstanta
Heat loss karena moisture di batubara M ⋅ [584 + Cp (Tf − Ta )] L= ⋅ 100 HHVbatu − bara
dimana : M
= massa moisture dalam 1 kg batubara Cp = panas spesifik superheated steam ( kkal/kg.ºC) HHV =higher heating value = nilai kalor atas batu-bara (kkal/kg) Tf = temperatur flue gas (ºC) Ta = temperatur ambient (ºC) 584 = konstanta
Heat loss karena moisture di udara AAS ⋅ rasiokelembaban ⋅ Cp ⋅ (Tf − Ta ) ⋅ 100 L= HHV batu − bara dimana : AAS
= massa udara aktual yang disuplai dalam 1 kg batu-bara Rasio kelembaban=massa air yang terkandung dalam setiap kilogram udara kering HHV =higher heating value = nilai kalor atas batu-bara (kkal/kg) Cp = panas spesifik superheated steam ( kkal/kg.ºC) Tf = temperatur flue gas (ºC) Ta = temperatur ambient (ºC)
Heat loss karena pembakaran yang tidak sempurna L=
% CO ⋅ C 5744 ⋅ ⋅100 % CO + % CO 2 a HHV
dimana :
CO= volume CO di flue gas CO2a = volume CO2 aktual di flue gas C = kandungan karbon (kg/kg batubara) HHV =higher heating value = nilai kalor atas batu-bara (kkal/kg) 5744 = konstanta
Heat loss yang tidak terhitung Untuk boiler pembangkit listrik nilainya antara 0,4
sampai 1 %, sehingga diambil rata-rata sebesar 0,7 %
Heat loss karena karbon yang tidak terbakar
Fly ash yang tidak terbakar: totalashyangdihasilkanperkgbatu − bara ⋅ HHVflyash L= ⋅ 100 HHVbatu − bara
Bottom ash yang tidak terbakar: L=
totalashay ngdihasilk anperkgbatu − bara ⋅ HHVbottoma sh ⋅ 100 HHVbatu − bara
NILAI PELUANG PENGHEMATAN DARI PENINGKATAN EFISIENSI BOILER ηB PP = 1 − η desain
x M
B
x C F x FB
dimana :
PP
: peluang penghematan per bulan boiler (Rp) : efisiensi boiler pada saat awal pembelian(%) η desainB η B : efisiensi boiler pada saat operasi (%) MB : massa batu-bara yang digunakan per bulan oleh boiler (kg) CF : harga per satuan unit dari bahan bakar (Rp/kg) FB : faktor konversi biaya uap terhadap biaya bahan bakar =1,3
Nilai Present Value P=A
(1 + i ) n − 1 n i ( 1 + i )
dimana :
P = nilai present value (rupiah) A = nilai annual value (rupiah) i= nilai suku bunga bank pertahun (%) n = jumlah tahun
NILAI SPECIFIC CO2 EMITTED Hasil SCE akan dibandingkan dengan SCE standard
yaitu sebesar 0,675 lb/kWh ( Michael Burnett, 2007)
Hasil Penelitian 100 90 80 70 60 50 40
18 Pebruari 2009 (%)
30
25 Pebruari 2009 (%)
20
11 Maret 2009 (%)
10 0
30 Maret 2009 (%) 22 April 2009 (%)
28April 2009 (%) commisioning (%)
Hasil Perhitungan 40,00
35,00
30,00
25,00
20,00
Peluang Penghematan (milliar)
Present Value (milliar) 15,00
10,00
5,00
0,00 18 Pebruari 2009 25 Pebruari 2009
11 Maret 2009
30 Maret 2009
22 April 2009
28 April 2009
Kesimpulan dan Saran Penggunaan spesifikasi batu-bara yang tidak sesuai
rekomendasi pembuatnya akan mengakibatkan kerugian dalam bentuk losses energi. Batu-bara low rank memiliki dampak negatif yang besar bagi lingkungan. Potensi penghematan yang dapat diperoleh dari penggunaan batu-bara yang sesuai pembuatnya memiliki nilai yang besar sekali.
TERIMA-KASIH
Transformation from Vegettal to Coal
MAIN DEVICES USE IN RANKINE CYCLE
T – S DIAGRAM OF TYPICAL RANKINE CYCLE (Operating between 0.5 bar to 50 bar)
Regenerative Cycle (with Direct Contact Feed Water Heater) Condensate Pumped Forward
Regenerative Cycle ( Surface – Close Type Feed Water Heater ) Drains Cascaded Backward
Combine (Brayton – Rankine) Cycle (HRSG)
Eff.CC = (Qgt . Eff,gt + Qst . Eff,st )/ Total Q
