PENINGKATAN EFISIENSI BOILER UNTUK MEMASAK BUBUR KEDELAI KAPASITAS 200 KG/JAM

(1)

PENINGKATAN EFISIENSI BOILER UNTUK MEMASAK

BUBUR KEDELAI KAPASITAS 200 KG/JAM

TUGAS AKHIR

Diajukan kepada

Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenahi Syarat Memperoleh Gelar

Sarjana (S-1) Teknik Mesin

Disusun Oleh : FAJAR BIRAMA 201110120311050

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

(2)

(3)

KATA PENGANTAR

Bismillaahirrohmaanirrahim

Segala puji syukur kehadirat Allah SWT, atas segala rahmat, taufik dan hidayahNya yang selalu dilimpahkan kepada kita tanpa pernah terputus. Shalawat dan salam kita panjatkan kepada Junjungan Nabi Besar Muhammad SAW sebagai Nabi dan Rasul akhir zaman yang membimbing kita agar kelak diakui menjadi hamba Allah SWT.

Dalam penulisan tugas akhir ini penulis memberi judul “PENINGKATAN EFISIENSI BOILER UNTUK MEMASAK BUBUR KEDELAI KAPASITAS 200 KG/JAM“. Tugas akhir ini dibuat dengan tujuan sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di Universitas Muhammadiyah Malang. Tugas akhir ini tidak akan tersusun tanpa adanya bantuan dan dukungan dari berbagai pihak baik dalam segi material maupun spiritual dan karenannya penyusun mengucapkan terima kasih kepada :

1. Ibu dan Bapak tercinta dirumah, Mbak Senja beserta seluruh keluarga dan orang-orang yang penulis sayangi yang selalu memberikan doa dan motivasi bagi penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

(4)

(5)

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL ... i

POSTER ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

LEMBAR ASISTENSI ... iv

LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ... vi

ABSTRAKS ... vii

ABSTRACS ... viii

KATA PENGANTAR ... ix

DAFTAR ISI ... xi

DAFTAR TABEL ... xiv

DAFTAR GAMBAR ... xv

BAB I PENDAHULUAN 1.1 LatarBelakang ... 1

1.2 Rumusanmasalah ... 2

1.3 TujuanPenulisan ... 2

1.4 ManfaatPenulisan ... 2

1.5 BatasanMasalah ... 3

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Pengertian Boiler ... 4

2.2 Bagian-bagian Pada Boiler dan Fungsinya ... 5

2.3 Prinsip-prinsip Pembakaran ... 9

2.3.1 Proses Pembakaran ... 9

2.3.2 Pembakaran Tiga T ... 11

(6)

2.5 Energi... 13

2.6 Laju Aliran Massa ... 17

2.7 Debit (q) ... 18

2.8 Hukum Poiseuille ... 18

2.9 Efisiensi Boiler ... 19

2.10 Neraca Kalor ... 20

2.11 Proses Pembuatan Tahu ... 21

2.12 Economizer ... 23

BAB III METODELOGI 3.1 Diagram Alir ... 26

BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Menghitung Energi yang Terjadi ... 27

4.2 Menghitung Daya ... 28

4.3 Menghitung Kapasitas Uap ... 28

4.4 Menghitung Debit Uap ... 29

4.4.1 Menghitung Volume Air ... 30

4.5 Menghitung Tekanan Steam Boiler ... 31

4.6 Menghitung Temperatur Steam Boiler ... 32

4.7 Menghitung Temperatur Pipa Api Boiler ... 32

4.8 Menghitung Tekanan Dalam Pipa Api ... 35

4.8.1 Menghitung Debit Fluida Dalam Pipa Api ... 36

4.8.2 Menghitung Kapasitas Bahan Bakar ... 37

4.9 Menghitung Temperatur yang Terjadi Pada Cerobong ... 37

4.10 Menghitung Debit Fluida Dalam Cerobong Asap ... 38

4.11 Menghitung Kapasitas Gas yang Keluar ... 39

4.12 Menghitung Neraca Kalor Pada Boiler ... 39

(7)

4.A Rancangan Economizer ... 40 4.B Efisiensi boiler Setelah Ditambah Economizer ... 49

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ... 52 5.2 Saran ... 53

DAFTAR PUSTAKA

(8)

DAFTAR PUSTAKA

Payne, F. William. 1996. Efficient Boiler Operations Sourcebook. Colorado: The Fairmont Press.

Hjalti Kristinsson, Soﬁe Lang.2010. Boiler Control – improving eﬃciency of boiler systems. Lund University: Faculty of Engineering.

V. Ganapathy. 2003. Industrial Boilers and Heat Recovery Steam

Generators Design, Applications, and Calculations. Texas: ABCO

Industries .

Bandi Parapak. 2013. Perekayasaan Ketel Uap Utilitas Pabrik Elemen Bakar Nuklir Tipe Pwr 1000 MWe dalam jurnal Prosiding Pertemuan Ilmiah Perekayasaan Perangkat Nuklir PRPN – BATAN, 14 November 2013.

J.R. Davis, Davis & Associates. 2004. Tensile Testing Second Edition. Ohio: Materials Park.

P. Talukdar., 1998. Design Economiser. Delhi: Associate Professor Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engineering IIT.

(9)

Anonym. https://id.m.wikipedia.org/wiki/Sengon. 5 Oktober 2015.

Anonym. https://id.wikipedia.org/wiki/Karbon_dioksida. 10 Oktober 2015

Anonym.https://id.wikipedia.org/wiki/Tembaga. 17 desember 2015

Anonym.

(10)

1 BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perusahaan Sari Agung, Kecamataan Gedeg, Kabupaten Mojokerto, merupakan salah satu produsen tahu yang mampu berproduksi sebesar 2,5 sampai 3 ton tahu per 8 jam kerja setiap harinya. Dalam proses produksinya banyak menggunakan mesin-mesin produksi, salah satunya boiler. Boiler yang digunakan berjenis fire tube boiler dengan bahan bakar berupa kayu.

Banyak hal yang bisa dimanfaatkan dari boiler selain dari steam yang digunakan untuk memasak bubur kedelai dalam kasus ini, contohnya adalah energi yang keluar dari cerobong asap. Energi tersebut dapat digunakan kembali sebagai penambah efisiensi pada boiler tersebut, aplikasinya adalah berupa economizer. Economizer dapat menyimpan biaya bahan bakar sebesar 1% per kenaikan 10 O pada air umpan (presented by David C. Farthing.

Improving Boiler Room Efficiencies. A Seminar on the ways and means of

increasing boiler room efficiencies).

(11)

2

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana neraca kalor yang terjadi pada boiler sebelum dan sesudah diberi economizer ?

2. Berapa efisiensi yang terjadi pada boiler sebelum dan sesudah diberi economizer ?

3. Bagaimana desain economiser untuk boiler tersebut ?

1.3 Tujuan

1. Untuk mengetahui alur perhitungan efisiensi boiler.

2. Untuk mengetahui desain economiser serta mengetahui perbandingan efisiensi sebelum dan sesudah diberi economizer.

1.4 Manfaat

Adapun manfaat dari penulisan ini adalah:

1. Untuk pribadi

Penulisan tugas akhir ini memberikan manfaat untuk diri saya sendiri yaitu sebagai penerapan ilmu yang didapat selama mengikuti perkuliahan di Universitas Muhammadiyah malang. Selain itu, dari tugas akhir ini saya mendapatkan persiapan awal untuk menghadapi dunia kerja.

(12)

3

Hasil analisa ini diharapkan bisa memberikan pengetahuan lebih tentang bagaimana cara menganalisa sebuah masalah yang ada dikehidupan sehari-hari. Meskipun masalah yang dihadapi berbeda, tetapi dengan cara merunut akar permasalahan tersebut maka dapat diketahui sebuah kesimpulan dan solusi bagi masalah tersebut.

3. Bagi Universitas Muhammadiyah Malang

Memberikan bukti hasil pembelajaran selama kuliah di Universitas Muhammadiyah Malang kepada masyarakat, bahwa Universitas Muhammadiyah Malang mampu mencetak sarjana yang berkualitas dan berguna bagi masyarakat.

1.5 Batasan Masalah

Melihat begitu banyaknya pembahasan dalam boiler, maka perlu adanya batasan khusus didalamnya. Batasan ini diperlukan agar dalam menganalisa tidak terjadi penyimpangan variabel dan parameter pada boiler tersebut, adapun batasan masalah pada analisa kerja boiler ini adalah:

1. Boiler yang digunakan berjenis fire tube boiler sesuai dengan penggunaannya di Perusahaan Sari Agung.

2. Parameter-parameter yang ada didalam boiler (contohnya: dimensi) dianggap ideal.