PENGGUNAAN ELECTROSTATIC PRECIPITATOR SEBAGAI PENANGGULANGAN POLUSI UDARA PADA CEROBONG GAS BUANG BOILER (Aplikasi Dept. Power Plant PT. CANANG INDAH)
OLEH : Nama : DEDY ADVENTO PASARIBU Nim : 035203013
PROGRAM DIPLOMA – IV TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008
Universitas Sumatera Utara
PENGGUNAAN ELECTROSTATIC PRECIPITATOR SEBAGAI PENANGGULANGAN POLUSI UDARA PADA CEROBONG GAS BUANG BOILER (Aplikasi Dept. Power Plant PT. CANANG INDAH) Oleh:
DEDY ADVENTO PASARIBU 035203013
Disetujui oleh: Dosen Pembimbing
Ir Syahrawardi NIP: 131 273 469
Diketahui oleh: Ketua Program Teknologi Instrumentasi Pabrik FT USU
Ir. Nasrul Abdi MT NIP: 131 459 554
PROGRAM DIPLOMA – IV TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PBARIK FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penyusun ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa karena rahmat dan pertolongan-Nya sehingga dapat menyelesaikan tugas karya akhir sebagai salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Sains Terapan. Karya akhir ini disusun sebagai hasil riset yang telah dilaksanakan penyusun di Dept. Power Plant PT. Canang Indah-Belawan, baik selama Kerja Praktek (KP) maupun dalam hal pengambilan data. Dalam karya akhir ini penyusun memaparkan penggunaan Electrostatic Precipitator (ESP) pada gas buang boiler, serta tahap-tahap proses penyaringan debu. Penyusun menyampaikan rasa terima kasih atas dukungan dan bantuan yang telah diberikan dari berbagai pihak kepada penyusun hingga tugas karya akhir ini dapat selesai, kepada antara lain : 1. Bapak, Mama” selaku orang tua yang telah membesarkan aku, terima kasih atas dukungan moril dan materialnya. 2. Bapak Ir. Nasrul Abdi MT. selaku Ketua Program Teknologi Instrumentasi Pabrik FT USU. 3. Bapak Ir. Syahrawardi selaku Dosen Pembimbing. 4. Bapak Ir. Zulkarnaen Pane selaku Dosen Wali. 5. Bapak Ir. Samad selaku Manejer Dept. Power Plant PT. CANANG INDAH.
Universitas Sumatera Utara
6. Bapak Ir. Edy Sutanto selaku Supervisior Maintenance Dept. Power Power Plant PT. CANANG INDAH yang menjadi mentoring dalam proses penyelesaian tugas akhir ini. 7. Bang Masdianto dan seluruh staf selaku pembimbing lapangan. 8. M. Saleh ST terima kasih atas dukungannya dan diskusinya. 9. Rekan-rekan di IMTIP (02-08), terima kasih banyak atas semua support dan jasa-jasa yang tak pernah terbalas. 10. rekan-rekan angkatan 03’ terima kasih atas masukan dan bantuannya selama kuliah maupun dalam mengerjakan tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa Tugas Karya Akhir ini masih belum sempurna. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun. Akhirnya penulis berharap Karya Akhir ini dapat bermafaat bagi semua pihak.
Medan, Desember 2008
Penyusun
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Electrostatic Precipitator ( ESP ) adalah suatu perangkat listrik yang berfungsi sebagai alat pengendap atau pemisah debu dari udara yang menggunakan listrik statis. Dengan menggunakan ESP ini jumlah limbah debu yang keluar dari cerobong pembuangan bisa diturunkan hingga 95 – 99,8 %. ESP digunakan sebagai penyaring debu yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar pada burner. Untuk menghasilkan listrik statis digunakan unit transformator yang masing-masing melayani perangkat alat pada precipitator. Listrik statis yang diperlukan pada proses penyaringan debu diperoleh melalui Conventer AC/DC melalui transformator step up. Prinsip kerja ESP adalah melewatkan gas kotor melalui kamar-kamar yang berisi tirai-tirai elektroda. Elektroda-elektroda ini diberi tegangan tinggi DC sesuai dengan kebutuhan yang diinginkan. Disini dijelaskan sistem pada ESP pada gas buang boiler sebagai penangkap limbah debu.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK........................................................................................................ i KATA PENGANTAR……………………………………….……………… ii DAFTAR ISI.................................................................................................... iv DAFTAR GAMBAR....................................................................................... vii DAFTAR TABEL............................................................................................ ix
BAB I.
PENDAHULUAN.......................................................................... 1
I.1. Latar Belakang…………………………………………………….... 1 I.2. Tujuan Pembahasan……………………………………………...…. 2 I.3. Batasan Masalah……………………………………………………. 2 I.4
Metode Pembahasan……………………………………………….... 3
I.5. Sistematika Pembahasan..................................................................... 4
BAB II.
LANDASAN TEORI……………………..……..……………….. 5
II.1. Parameter Pencemar Udara....................…………………………… . 5 II.2. Metode Pembersihan Gas Buang Boiler……………………………. 9 II.2.1. Sistem Mekanis Kering………………………………………... 9 II.2.1.1. Siklon (Cyclone)…………………………………………. 9 II.2.1.2. Multi Siklon (Multi Cyclone)……………………………. 10 II.2.2. Sistem Mekanis Basah……………………………………….... 11 II.2.2.1. Sistem Hujan Buatan (Scrubber)………………………… 11 II.2.2.2. Sistem Elektroventuri……………………………………. 12
Universitas Sumatera Utara
II.2.3. Sistem Elektrostatik……………………………………………. 13 II.3. Teori Dasar Listrik…………………………………………………. . 15 II.3.1. Muatan Listrik…......................................................................... 16 II.3.2. Penghantar Dan Isolator……………………………………….. 16 II.3.3. Hukum Coulumb…………………............................................. 16 II.3.4. Medan Listrik.........……………………………………………. 17 II.3.5 Perbedaan Potensial..................................................................... 19 II.3.6 Arus Listrik.................................................................................. 19 II.4. Sistem Pembangkitan Plasma Korona (Corona Discharge)................ 20
BAB III. ELECTROSTATIC PRECIPITATOR…………....….……….. 22 III.1. Pengertian Electrostatic Precipitator………………………………... 22 III.2. Komponen Unit Electrostatic Precipitator Pada Gas Buang Boiler.... 23 III.2.1. Gas Distribution Wall (GDW)………………………………... 23 III.2.5. Power Supply Tegangan Tinggi………………….…………... 24 III.2.2. Kumpulan Plat-plat Pararel…………………………………... 25 III.2.2.1. Support Insulator……………………………………….. 25 III.2.2.2. Collecting Plate ( Plat-plat Pengumpul Debu)…………. 26 III.2.2.3. Discharge Electrode……………………………………. 27 III.2.3. Martil Pemukul Plat………………………………………….. 28 III.2.4. Dust Hopper (Bak Penampung)…………………………….... 29 III.2.5. Tempat Penampungan Akhir Debu (Fly Ash Bin).................... 29 III.3. Prinsip Kerja Electrostatic Precipitator…………………………….. 30 III.4. Karateristik Output............................................................................. 32
Universitas Sumatera Utara
III.5. Efisiensi Electrostatic Precipitator….........…………………………. 33
BAB IV. ELECTROSTATIC PRECIPITATOR SEBAGAI PENYARING DEBU PADA GAS BUANG BOILER……........ 34 IV.1. Electrostatic Precipitator Pada Unit Power Plant............................... 34 IV.2. Spesifikasi Peralatan........................................................................... 36 IV.2.1. Data Teknis Electrostatic Precipitator....................................... 36 IV.2.2. Boiler Combustion (Ruang Pembakaran).................................. 37 IV.3. Analisa Pengamatan Debu.................................................................. 37 IV.3.1. Analisa Debu Pada Ruang Pembakaran.................................... 38 IV.3.2. Efisiensi Pada Unit Precipitator................................................ 39
BAB V.
PENUTUP...................................................................................... 41
V.1. Kesimpulan........................................................................................ 41 V.2. Saran.................................................................................................. 41
DAFTAR PUSTAKA....................................................................................... 42 LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
BAB II. Gambar 2.1.
Sistem Siklon (Cyclone)................................................... 10
Gambar 2.2.
Sistem Multi Cyclone....................................................... 11
Gambar 2.3.
Sistem Hujan Buatan (Scrubber)...................................... 12
Gambar 2.4.
Sistem Elektroventuri....................................................... 13
Gambar 2.5.
Pemetaan Medan Listrik Dengan Bantuan Garis Gaya
a.
Muatan Tidak Sejenis....................................................... 17
b.
Muatan Sejenis.................................................................. 17
Gambar 2.6.
Diagram V-I Pembangkitan Plasma Lucutan Korona...... 20
Gambar 2.7.
Proses Pembangkitan Plasma lucutan Pijar Korona Pada Ruang Antar Elektroda............................................ 21
BAB III. Gambar 3.1.
Konstruksi ESP................................................................ 23
Gambar 3.2.
Konstruksi Gas Distribution Wall.................................... 24
Gambar 3.3.
Diagram Penyambungan Rectifier................................... 25
Gambar 3.4.
Support Insulator Discharge Electrode............................ 25
Gambar 3.5.
Konstruksi Collecting Plate............................................. 26
Gambar 3.6.
Konstruksi Discharge Electrode...................................... 27
Gambar 3.7.
Konstruksi Martil Pemukul Collecting Plate................... 28
Gambar 3.8.
Sistem Airlock................................................................. 29
Gambar 3.9.
Double Screw Ash Conveyor........................................... 30
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.10. Urutan Prinsip Kerja ESP................................................ 31 Gambar 3.11. ESP Multi Stage Dilihat Dari Atas.................................. 31 Gambar 3.12. Karateristik Output ESP..................................................
32
BAB IV. Gambar 4.1.
Diagram Proses Penyaringan Gas Buang Boiler Dengan ESP..................................................................... 34
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Parameter Teknologi Penyaringan Partikel Debu............................ 15 Tabel 4.1. Ukuran Partikel Debu...................................................................... 38 Tabel 4.2. Unsur Pencemar Udara Dari Pembakaran Batubara....................... 38
Universitas Sumatera Utara
