KARYA AKHIR
PEMANFAATAN UAP KERING SEBAGAI PRIME MOVER (PENGGERAK MULA) TURBIN UAP UNTUK MENGHASILKAN DAYA LISTRIK DI PTP. NUSANTARA II PKS PAGAR MARBAU
Oleh :
BAYU SURYA PRADITA
065203009
TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
ABSTRAK
PT. Perkebunan Nusantara II PKS Pagar Marbau adalah suatu perusahaan
atau pabrik pengolahan kelapa sawit menjadi crude palm oil (CPO) dan kernel (inti
sawit). Bahan baku atau tandan buah segar sawit (TBS) diperoleh dari perkebunan
sendiri atau perkebunan lain yang bekerjasama dengan pabrik ini. Hasil dari CPO
dan kernel ini dijual ke industri pengolahan CPO seperti pabrik minyak makan,
mentega, kosmetik dan industri lainya.
PKS pagar marbau merupakan salah satu industri yang menggunakan
pembangkit listrik sendiri dalam pemenuhan daya listriknya. Untuk menggerakan
mesin-mesin yang ada di dalam industri pengolahan ini, PKS pagar marbau
memanfaatkan energi uap yang dihasilkan boiler sebagai prime mover turbin uap
yang seterusnya digunakan sebagai penggerak generator. Hal ini dilakukan karena
keterbatasan perusahaan listrik negara dalam menyediakan suplai energi, dan
meminimalisasikan biaya produksi dengan digunakanya pembangkit sendiri.
Tugas akhir ini bertujuan menganalisa proses pemanfaatan uap kering sebagai
prime mover turbin uap sehingga menghasilkan daya listrik yang digunakan sebagai
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis sampaikan kepada Tuhan Yang Maha Esa dan junjungan
besar Muhammad SAW atas berkah dan rahmat yang diberikan sehingga penulis
dapat menyelesaikan karya akhir ini.
Tidak lupa pula penulis mengucapkan ribuan terima kasih kepada orang tua,
ayahanda dan ibunda tercinta yang selalu membantu memberi dukungan moral
maupun materil dan selalu menyertai ananda dengan do’anya sampai dengan
menyelesaikan Karya Akhir ini.
Dalam proses penyusunan karya akhir, penulis telah mendapatkan arahan dan
bimbingan dari berbagai pihak dan juga untuk bantuan yang diberikan baik berupa
materil, spiritual, dorongan semangat, informasi maupun administrasi. Oleh karena
itu sepantasnya penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME. selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, MS selaku Pelaksana Harian Studi Ketua
Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik.
3. Bapak Rahmat Fauzi ST. MT. selaku Sekertaris Program Studi Teknologi
Instrumentasi Pabrik.
4. Bapak Drs. Hasdari Helmi MT. selaku Kordinator Program Studi
5. Bapak Ir. Mansyur M.si selaku Dosen Pembimbing penulis yang telah
banyak memberikan bimbingan baik masukan dan arahan dalam
penulisan Karya Akhir ini.
6. Bapak Ir. A. Rachman Hasibuan selaku Dosen Wali.
7. Orang tua serta saudara-saudara tercinta yang telah memberikan
dukungan moril dan materil serta do’a-do’anya.
8. Rekan-rekan mahasiswa jurusan Teknologi Instrumentasi Pabrik, baik
adik-adik angkatan 2007 serta kakak-kakak angkatan 2005 dan khususnya
rekan-rekan mahasiswa angkatan 2006 yang telah banyak membantu
penulis. Serta orang-orang yang telah memberikan perhatian lebih dan
dukungan kepada saya dalam menyelesaikan Karya Akhir ini yang
tentunya tidak dapat disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa Karya Akhir in masih ada terdapat
kekurangan-kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan dikarenakan keterbatasan
pengetahuan dan wawasan dalam ruang lingkup pembelajaran. Untuk itu penulis
sangat mengharapkan kritik dan saran sebagai penyempurnaan dari karya akhir ini.
Semoga karya akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua terutama bagi penulis
sendiri.
Medan, 20 maret 2011
Penulis
DAFTAR ISI Lembar Pengesahan
Abstrak ... i
Kata Pengantar ... ii
Daftar Isi ... iii
Daftar Gambar ... vii
Daftar Lampiran ... viii
BAB I Pendahuluan I.1. Latar belakang ... 1
I.2. Tujuan dan Manfaat Penulisan ... 4
I.3. Rumusan Masalah ... 4
I.4. Batasan Masalah ... 4
I.5. Tinjaua Pustaka ... 5
I.6. Metode Penulisan ... 7
I.7. Sistematika Penulisan ... 8
BAB II Landasan Teori I.1. Teori Umum Uap ... 10
I.2. Komponen Utama Pembentukan Steam... 12
II.2.1. Ketel Uap (Boiler) ... 12
A. Komponen Utama Pada Ketel Uap ... 15
B. Bahan Bakar Ketel Uap... 21
C. Pembakaran Dan Penguapan ... 21
A. Bagian-Bagian Utama Deaerator ... 25
B. Jenis-Jenis Deaerator ... 27
C. Kebutuhan Uap Pada Deaerator ... 31
BAB III Turbin Uap 3.1. Turbin Uap ... 33
3.2 Sejarah turbin uap ... 36
3.3. Klasifikasi Turbin Uap ... 40
3.4. Bagian-bagian Turbin Uap ... 44
3.5. Analisa Termodinamika ... 46
3.6 Kerugian Energi Pada Turbin Uap ... 48
3.7 Pemeliharaan Turbin Uap ... 49
BAB IV PROSES PEMANFAATAN UAP KERING (SUPERHEATED STEAM) SEBAGAI PRIME MOVER TURBIN UAP UNTUK MEMBANGKITKAN DAYA LISTRIK IV. 1. Umum... 51
IV. 2. Proses Pembentukan Uap kering (superheated steam)... 52
IV. 3. Mekanisme Pemanfaatan Uap Sebagai Pemutar Turbin... 56
IV.4. Pemutaran Generator Listrik ... 58
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1. KESIMPULAN ... 62
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Sistem Turbin Uap Sederhana ... 7
Gambar 2.1 Kurva Steam Jenuh ... 11
Gambar 2.3 Sistem Deaerator ... 24
Gambar 2.4 Deaerator Spray ... 28
Gambar 2.5 Deaerator Vacum ... 29
Gambar 2.6 Deaerator Tray ... 29
Gambar 3.1 Turbin Impuls VS Turbin Reaksi ... 34
Gambar 3.2 Mesin Uap Hero ... 37
Gambar 3.3 Mesin Uap Branca ... 38
Gambar 3.4 Turbin Impuls Sederhana ... 39
Gambar 3.5 Diagram alir siklus rankie sederhana ... 46
Gambar 3.6 Diagram T-s Siklua Rankie sederhana ... 47
Gambar 4.1 Kalor Spesifik Uap Panas Lanjut ... 54
Gambar 4.2 Konstruksi turbin uap ... 57
Gambar 4.3 Generator M8B 400 MB ... 58
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Piping Instrument Diagram Proses Tenaga Uap
ABSTRAK
PT. Perkebunan Nusantara II PKS Pagar Marbau adalah suatu perusahaan
atau pabrik pengolahan kelapa sawit menjadi crude palm oil (CPO) dan kernel (inti
sawit). Bahan baku atau tandan buah segar sawit (TBS) diperoleh dari perkebunan
sendiri atau perkebunan lain yang bekerjasama dengan pabrik ini. Hasil dari CPO
dan kernel ini dijual ke industri pengolahan CPO seperti pabrik minyak makan,
mentega, kosmetik dan industri lainya.
PKS pagar marbau merupakan salah satu industri yang menggunakan
pembangkit listrik sendiri dalam pemenuhan daya listriknya. Untuk menggerakan
mesin-mesin yang ada di dalam industri pengolahan ini, PKS pagar marbau
memanfaatkan energi uap yang dihasilkan boiler sebagai prime mover turbin uap
yang seterusnya digunakan sebagai penggerak generator. Hal ini dilakukan karena
keterbatasan perusahaan listrik negara dalam menyediakan suplai energi, dan
meminimalisasikan biaya produksi dengan digunakanya pembangkit sendiri.
Tugas akhir ini bertujuan menganalisa proses pemanfaatan uap kering sebagai
prime mover turbin uap sehingga menghasilkan daya listrik yang digunakan sebagai
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Zaman sekarang ini merupakan era industri yang memerlukan suatu daya dan
kemampuan yang memadai untuk melayani proses yang berlangsung di dalamnya.
Industri dan perusahaan yang melayani pengolahan dan penjualan suatu produk baik
berupa barang jadi atau barang setengah jadi, membutuhkan kemampuan sumber
daya manusia yang memadai dan penggunaan mesin yang optimal untuk
mengolahnya. Hal ini dimaksudkan agar target produksi suatu industri dan perusahan
dapat terpenuhi, sehingga industi tersebut dapat berjalan dengan lancar dan
berkesinambungan. Untuk menggerakan mesin-mesin yang ada di dalam industri
juga umumnya memanfaatkan sumber pembangkit sendiri karena keterbatasan
perusahaan lisrtrik negara dalam menyediakan suplai energi.
Salah satu industri yang menggunakan sumber pembangkit listrik sendiri
sebagai suplai listriknya adalah pabrik pengolahan kelapa sawit, yang produksi
pengolahanya semakin hari semakin meningkat. Hal tersebut karena penggunaan
minyak kelapa sawit yang sangat tinggi, tidak hanya sebagai kebutuhan di dalam
negeri saja tapi juga hingga ke luar negeri. Hal ini terlihat seiring dengan makin
banyaknya pabrik-pabrik pengolahan kelapa sawit dan eksport minyak sawit mentah
(CPO) ke luar negeri. Hal ini disebabkan oleh peningkatan jumlah industri
pengolahan minyak sawit, seperti industri sabun, industri kosmetika, industri minyak
PT. Perkebunan Nusantara II merupakan salah satu perusahaan milik negara
Indonesia (BUMN) yang bergerak di bidang argoindustri yang menjadikan minyak
kelapa sawit (CPO) menjadi salah satu komoditas yang diproduksi.
PT. Perkebunan Nusantara II ini memiliki beberapa buah pabrik yang
bergerak dibidang pengolahan buah kelapa sawit menjadi minyak kelapa sawit
(CPO) dan salah satunya adalah PT. Perkebunan Nusantara II PKS Pagar Marbau.
Parik ini telah dapat menyediakan suplai energi listriknya sendiri dengan
memanfaatkan uap dari boiler untuk pembangkit energi listriknya.
Mengingat keberhasilan suatu proses pengolahan di suatu pabrik tidak
terlepas dari peran mesin-mesin pengolahan. Maka untuk memperlancar proses
pengolahan tersebut maka mesin-mesin pengolahan tersebut harus didukung oleh
pengadaan daya listrik yang sesuai dengan kebutuhanya. Listrik yang merupakan
salah satu energi penggerak mesin-mesin di suatu industri dibangkitkan oleh
generator. Maka sangat dibutuhkan keberadaan suatu turbin uap untuk memutar
generator pada pabrik tersebut.
Turbin uap adalah salah satu mesin pembangkit yang sering disebut sebagai
mesin konversi energi yang mengubah energi potensial menjadi energi kinetik dalam
nozzle. Energi kinetik ini selajutnya diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk
putaran sudu-sudu turbin. Uap yang dibutuhkan pada turbin uap untuk memutar
generator adalah uap kering bertekanan yang berasal dari ketel uap.
Uap kering merupakan hasil dari proses uap basah yang dipanaskan oleh
pemanasan lanjut (super heater). Uap kering digunakan sebagai pemutar turbin,
tersebut. Atas dasar uraian inilah penulis tertarik untuk membahas proses tenaga uap
pada pembangkit energi listrik di pabrik pengolahan kelapa sawit, dan diwujudkan
dalam karya akhir yang diberi judul :
1.2. Tujuan dan mafaat penulisan
Tujuan dan manfaat penulisan karya akhir adalah:
a. Untuk mengetahui pemanfaatan uap kering sebagai penggerak mula turbin sehingga menghasilkan daya listrik.
b. Untuk mempelajari tentang turbin uap yang dipengaruhi oleh tekanan dan temperatur uap kering yang terjadi di pabrik.
1.3. Rumusan Masalah
Untuk menyelesaikan tugas akhir ini, perlu dilakukan langkah-langkah sebagai
berikut :
1. Mengumpulkan buku-buku dan refrensi yang berkaitan dengan proses kerja
turbin uap, dan penggerak mula atau prime mover.
2. Pengumpulan data-data yang terkait dengan masalah tersebut.
3. Perhitungan dari data-data tersebut diatas.
4. Diagram alir dari suatu proses pembangkitan daya listrik.
1.4. Batasan Masalah
Mengingat masalah yang akan diangkat sebagai karya akhir ini mempunyai
ruang lingkup yang relatif luas, maka penulis membatasi masalah ini hanya pada :
1. Proses pembentukan uap kering dan pemanfaatanya sebagai penggerak
turbin.
2. Proses dan kerja turbin uap sebagai penggerak alternator.
1.5. Tinjauan Pustaka Prinsip umum turbin uap
Secara sederhana sistem turbin uap terdiri dari beberapa komponen utama,
yaitu ketel uap, turbin uap sebagai penggerak alternator, dan pompa pengisi air
umpan ketel. Turbin dalam hal ini merupakan satu komponen dari sistem tenaga.
Uap yang berfungsi sebagai komponen penggerak pada turbin dihasilkan
pada boiler atau yang lebih dikenal dengan ketel uap, yaitu alat yang berfungsi
mengubah air menjadi uap dengan memanfaatkan panas pembakaran. Uap kemudian
dialirkan kedalam turbin, dimana energi kinetik uap dirubah menjadi energi mekanik
pada poros turbin untuk menggerakan beban yang berupa alternator. Setelah
mengalami proses ekspansi, uap bekas dikeluarkan dan masuk ke kondensor. Di
dalam kondensor, uap bekas tersebut diembunkan dengan air pendingin (cooling
water). Hasil pengembunan (kondensasi) berupa air dipompakan oleh pompa pengisi
air umpan ketel untuk masuk ke ketel kembali.
Turbin merupakan mesin penggerak, dimana turbin bekerja dengan
memanfaatkan energi kinetik pada uap untuk memutar sudu turbin. Suatu turbin uap
terdiri dari sebuah cakram yang dikelilingi oleh daun-daun cakram yang disebut
sudu-sudu. Sudu-sudu ini berputar karena dorongan atau tiupan dari uap kering
bertekanan yang dikeluarkan oleh nosel, uap yang dihembuskan berasal dari ketel
uap atau boiler. Kondisi uap yang digunakan juga sangat berpengaruh langsung pada
sebesar-besarnya dari energi kinetik uap kering tersebut untuk diubah menjadi energi
mekanis dengan efisiensi maksimum.
Pada prinsipnya uap akan masuk melalui nosel atau tabung pemancar dengan
tekanan mula-mula (P0) dan tekanan akhir (Pf). Uap tersebut mempunyai kecepatan
(V) dengan energi kinetik Ek = (V2/2g). Oleh nosel, uap yang bertekanan ini diubah
menjadi uap berkecepatan tinggi. Pancaran uap dengan kecepatan yang sangat tinggi
membentur sudu yang terdapat pada cakram turbin. Akibat dari benturan ini akan
timbul gaya mekanis yang memaksa cakram turbin harus ikut berputar. Dengan
berputarnya cakram tersebut maka poros juga akan ikut berputar.
Turbin dirancang agar semua energi kinetik dari uap dapat diubah menjadi
energi mekanis sebagai pemutar poros turbin agar dapat berputar sampai putaran
normal, tetapi hal ini juga tergantung dari kondisi uap, baik temperatur maupun
Gambar I.1. Sistem Turbin Uap Sederhana
1.6. Metode Penulisan
Penulisan Karya Akhir ini dilakukan dengan cara :
1. Studi literatur : mengambil bahan-bahan dari buku-buku referensi, jurnal,
artikel dan sebagainya.
2. Studi lapangan : mengambil data dan informasi dari PTPN II PKS Pagar
Merbau-Lubuk Pakam.
1.7. Sistematika Penulisan BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini menjelaskan tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan
dan manfaat penulisan, batasan masalah, metoda penulisan dan
sistematika penulisan
BAB II : LANDASAN TEORI
Bab ini memberikan penjelasan mengenai teori-teori dasar yang
dipelukan dalam karya akhir. Diantaranya menjelaskan mengenai
uap secara umum.
BAB III : TURBIN UAP
Bab ini membahas mengenai turbin uap, dimana pada bab ini penulis
menguraikan tentang turbin, prinsip kerja dari turbin uap, spesifikasi
turbin uap, konstruksi dari turbin uap, serta perawatan turbin uap.
BAB IV : PROSES PEMANFAATAN UAP KERING (SUPERHEATED STEAM) SEBAGAI PRIME MOVER TURBIN UAP UNTUK MEMBANGKITKAN DAYA LISTRIK.
Bab ini menjelaskan proses pemanfaatan uap kering dari ketel uap
sebagai pemutar turbin yang berguna menggerakan generator
Analisa mengenai uap, putaran turbin dan daya listrik yang di
hasilkan.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang dapat diambil penulis dan
saran untuk kesempurnaan dari proses dan sistem produksi pada
BAB II
LANDASAN TEORI
II.1. Teori Umum Uap
Uap atau steam merupakan gas yang dihasilkan dari proses yang disebut
penguapan. Bahan baku yang digunakan untuk menghasilkan steam adalah air bersih.
Air dari water treatment yang telah diproses dialirkan menggunakan pompa ke
deaerator tank hingga pada level yang telah ditentukan. Pemanasan dalam deaerator
adalah dengan menggunakan steam sisa yang berasal dari hasil pemutar turbin.
Dengan meningkatnya suhu dan air telah mendekati kondisi didihnya,
beberapa molekul mendapatkan energi kinetik yang cukup untuk mencapai kecepatan
yang membuat sewaktu-waktu lepas dari cairan ke ruang diatas permukaan, sebelum
jatuh kembali ke cairan. Pemanasan lebih lanjut menyebabkan eksitasi lebih besar
dan sejumlah molekul dengan energi cukup untuk meninggalkan cairan jadi
meningkat. Dengan mempertimbangkan struktur molekul cairan dan uap, dapat
diambil kesimpulan bahwa densitas steam lebih kecil dari air, sebab molekul steam
terpisah jauh satu dangan yang lain. Ruang yang secara tiba-tiba terjadi diatas
permukaan air menjadi terisi dengan molekul steam yang padat.
Dalam hal ini pebakaran air dalam boiler adalah air yang melalui deaerator
yang telah melalui pemanasan didalamnya yang dialirkan ke drum boiler
(penampung steam) dan kemudian disuplai kedalam boiler untuk dipanaskan lebih
lanjut sehingga menjadi steam basah. Suhu didalam boiler ini adalah sekitar 400 oC -
superheater untuk menjadikan uap kering, suhu steam saat itu sekitar 520oC – 600oC
dan siap disalurkan untuk memutar turbin.
Jika jumlah molekul yang meninggalkan permukaan cairan lebih besar dari
yang masuk kembali, maka air akan menguap dengan bebas. Pada keadaan ini air
telah mencapai titik didihnya atau suhu jenuhnya, yang dijenuhkan oleh energi panas.
Jika tekananya tetap penambahan lebih banyak panas tidak mengakibatkan kenaikan
suhu lebih lanjut namun menyebabkan air akan membentuk steam jenuh. Pada
tekanan atmosfir suhu jenuh air adalah 100 oC, tetapi jika tekananya bertambah maka
akan ada penambahan lebih banyak panas dan peningkatan suhu tanpa perubahan
fase. Oleh karena itu, kenaikan tekanan secara efektif akan meningkatkan entalpi air
dan suhu jenuhnya. Hubungan antara suhu jenuh dan tekanan dikenal sebagai kurva
steam jenuh.
Gambar 2.1. Kurva Steam Jenuh
Air dan steam dapat berada secara bersamaan pada berbagai tekanan dalam kurva ini,
keduanya akan berada pada suhu jenuh. Steam pada kondisi diatas kurva jenuh
dikenal dengan superheated steam (steam lewat jenuh), sedangkan air yang berada
Jika steam mengalir dari boiler pada kecepatan yang sama dengan yang
dihasilkanya, penambahan panas lebih lanjut akan meningkatkan laju produksinya.
Jika steam yang sama tertahan tidak meningalkan boiler, dan jumlah panas yang
masuk dijaga tetap, energi yang mengalir ke boiler akan lebih besar daripada energi
yang mengalir keluar. Energi yang berlebih ini akan menaikan tekanan, yang pada
giliranya akan menyebabkan suhu jenuh meningkat, karena suhu steam jenuh
berhubungan dengan tekananya.
II.2. Komponen Utama Pembentukan Steam
Adapun komponen utama yang berfungsi sebagai alat untuk menghasilkan steam
adalah:
II.2.1. Ketel Uap (Boiler)
Ketel uap atau yang sering disebut boiler, yaitu suatu komponen yang
berfungsi sebagai tempat untuk menghasilkan uap, yang energi kinetiknya
dimanfaatkan untuk memutar turbin. Air merupakan media utama yang diolah
didalam boiler yang selanjutnya akan diproses untuk menghasilkan steam.
Sistem boiler terdiri dari sistem air umpan, sistem steam dan sisitem bahan
bakar. Sistem air umpan menyediakan air secara otomatis sesuai dengan kebutuhan
steam. Air umpan merupakan air yang disuplai ke boiler untuk diubah menjadi
steam. Sistem steam befungsi mengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam
boiler. Sisitem bahan bakar adalah, semua peralatan yang digunakan untuk
menyediakan bahan bakar sehingga boiler dapat menghasilkan panas yang
dibutuhkan. Peralatan yang digunakan pada sistem bahan bakar tergantung pada jenis
tekanan tertentu sedemikian rupa sehingga dapat bersifat seefisien mungkin untuk
digunakan.
Energi kalor yang dibangkitkan dalam sisitem boiler memiliki nilai tekanan
temperatur, dan laju aliran yang menentukan pemanasan steam yang akan digunakan.
Berdasarkan ketiga hal tersebut sisitem boiler mengenal keadaan temperatur rendah
(low pressur-temperatur), dan tekanan temperatur tinggi (high pressure-temperature),
dengan perbedaan itu pemanfaatan steam yang keluar dari sistem boiler
dimanfaatkan dalam suatu proses untuk memanaskan cairan dan menjalankan suatu
mesin, atau membangkitkan energi listrik dengan mengubah energi kalor menjadi
energi mekanaik yang kemudian digunakan sebagai pemutar generator sehingga
menghasilkan energi listrik. Namun ada juga yang menggabungkan kedua sistem
boiler tersebut, dan memanfaatkan tekanan temperatur tinggi untuk membangkitkan
energi listrik, kemudian sisa steam dari turbin dengan keadaan temperatur tekanan
rendah dapat dimanfaatkan kedalam proses industri dengan bantuan heat recovery
boiler.
Sistem boiler terdiri dari sistem air umpan, sistem steam, dan sistem bahan
bakar. Sistem air umpan menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan
kebutuhan steam. Berbagai valve juga disediakan untuk perawatan dan perbaikan
dari sistem air umpan, penanganan air umpan diperlukan sebagai bentuk
pemeliharaan untuk mencegah terjadi kerusakan pada sistem steam. sistem steam
mengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler. Steam dialirkan
melalui sistem pemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanan steam
sistem bahan bakar adalah semua peralatan yang digunakan untuk menyediakan
bahan bakar sebagai penghasil panas yang dibutuhkan.
Peralatan yang dibutuhkan pada sisitem bahan bakar tergantung pada jenis
bahan bakar yang digunakan pada sisitem pembakaranya. Secara umum boiler dibagi
kedalam dua jenis yaitu, boiler pipa api (fire tube boiler) dan boler pipa air (water
tube boiler). Pada boiler pipa api proses pengapian terjadi dalam pipa, kemudian
panas yang dihasilkan diantarkan langsung kedalam boiler berisi air. Besar dan
kontruksi boiler mempengaruhi kapasitas dan tekanan yang dihasilkan boiler
tersebut. Sedangkan pada boiler pipa air proses pengapian terjadi di luar pipa,
kemudian panas yang dihasilkan memanaskan pipa yang berisi air, yang sebelumnya
air tersebut telah dipanaskan terlebih dahulu oleh economizer, kemudian steam yang
dihasilkan terlebih dahulu dikumpulkan dalam sebuah steam-drum, sampai tekanan
dan temperatur sesuai. Melalui tahap secondary superheater dan primary superheater
kemudian steam dilepaskan ke pipa utama distribusi. Didalam pipa air yang mengalir
harus dikondisikan terhadap mineral atau kandungan lainya yang larut pada air
tersebut. Hal ini merupakan faktor utama yang harus diperhatikan terhadap tipe ini.
Pada pabrik pengolahan kelapa sawit, ketel uap digunakan sebagai penyuplai
kebutuhan uap pengolahan TBS dan pembangkit tenaga listrik. Ketel uap yg
dipergunakan adalah jenis ketel pipa air (Water Tube Boiler). Ketahanan ketel uap
tergantung pada mutu air umpan dan mutu air ketel. Agar tidak terjadi pengapuran
(Scalling) dan korosi air umpan dan air ketel harus memenuhi persyaratan sebagai
Tabel Ambang Batas Kandungan Zat Pada Air Umpan Boiler
URAIAN SATUAN AIR UMPAN AIR KETEL
pH - 7,5 – 9,5 10,3 -11,5
Alkalinitas PI ppm - Max. 300
Alkalinitas PR ppm - Max. 300
Alkalinitas total ppm 20 Max. 700
Kesodaan total ppm Max. 10 -
DM Value - - 12 - 16
TDS ppm Max. 100 Max. 2500
Silica (SiO2) ppm Max. 120 Max. 2500
A. Komponen Utama Pada Ketel Uap
Pada garis besarnya Ketel Uap terdiri dari :
1. Ruang pembakar
2. Drum atas
3. Pipa uap pemanas lanjut (Superheater)
4. Drum Bawah
5. Pipa-pipa air (Header)
6. Pembuangan abu (Ash Hopper)
7. Pembuangan gas bekas
8. Alat-alat pengaman
a. Ruang Pembakaran (Dapur Bakar)
Ruang bakar terbagi 2 (dua) bagian, yaitu :
1. Ruang pertama berfungsi sebagai ruang pembakaran, sebagai pemanas yg
dihasilkan dan diterima langsung oleh pipa-pipa air yg berada di dlm ruangan dapur
tersebut (pipa-pipa air) dari drum ke header samping kanan/kiri.
2. Ruang kedua merupakan ruang gas panas yg diterima dari hasil pembakaran dalam
ruang pertama. Di dalam ruang kedua ini sebagian besar panas dari gas diterima oleh
pipa-pipa air drum atas ke drum bawah. Dalam ruang pembakaran pertama udara
pembakaran ditiupkan oleh blower Forced Draft Fan (FDF) melalui lubang-lubang
kecil disekeliling dinding ruang pembakaran dan melalui kisi-kisi bagian bawah
dapur (Fire Grates).
Jumlah udara yang diperlukan diatur melalui klep (Air Draft Controller) yang
dikendalikan dari panel saklar ketel. Sedangkan dalam ruang kedua, gas panas
dihisap Blower (Induced Draft Fan) sehingga terjadi aliran panas dari ruangan
pertama ke ruang kedua dapur. Pembakaran Di dalam ruang kedua dipasang
sekat-sekat sedemikian rupa yang dapat memperpanjang permukaan yang dilalui gas panas,
supaya gas panas tersebut dapat memanasi seluruh pipa air, sebagian permukaan luar
b. Drum Atas
Drum atas berfungsi sebagai tempat pembentukan uap yang dilengkapi
dengan sekat-sekat penahan butir-butir air untuk memperkecil kemungkinan air
terbawa uap.
c. Drum Bawah
Drum bawah berfungsi sebagai tempat pemanasan air ketel yang didalamnya
di pasang plat-plat pengumpul endapan lumpur untuk memudahkan pembuangan
keluar (Blow Down).
d. Pipa Uap Pemans Lanjut
Uap yang berasal dari penguapan di dalam drum atas belum dapat
dipergunakan oleh turbin uap, oleh karenanya harus dilakukan pemanasan uap lanjut
melalui pipa uap pemanas lanjut (Superheater Pipe), hingga uap benar-benar kering
dengan temperatur 260 – 280 oC. Pipa-pipa pemanas uap lanjut dipasang di dalam
ruang pembakaran kedua, hal ini mengakibatkan uap basah yang dialirkan melalui
pipa tersebut akan mengalami pemanasan lebih lanjut.
e. Pipa Air (Header)
Pipa-pipa air berfungsi sebagai tempat pemanasan air ketel yg dibuat sebanyak
mungkin hingga penyerapan panas lebih merata dengan efisiensi tinggi, pipa-pipa ini
• Pipa air yang menghubungkan drum atas dengan header muka atau belakang.
• Pipa air yang menghubungkan drum dengan header samping kanan atau
samping kiri.
• Pipa air yang menghubungkan drum atas dengan drum bawah.
• Pipa air yang menghubungkan drum bawah dengan header belakang.
f. Pembuangan Abu (Ash Hopper)
Abu yg terbawa gas panas dari ruang pembakaran pertama terbuang/jatuh di
dlm pembuangan abu yg berbentuk kerucut.
g. Pembuangan Gas Bekas
Gas bekas setelah ruang pembakaran kedua dihisap oleh blower isap (Induce
Draft Fan) melalui saringan abu (Dast Colector) kemudian dibuang ke udara bebas
melalui cerobong asap (Chimney) Pengaturan tekanan didalam dapur dilakukan pada
corong keluar blower (Exhaust) dengan katup yang diatur secara otomatis oleh alat
hidrolis (Furnace Draft Control).
h. Alat-alat pengaman
Mengingat bahwa tekanan kerja dan temperatur ketel yang sangat tinggi,
maka ketel harus dilengkapi dengan alat-alat pengaman sebagai berikut :
1. Katup Pengaman (Safety Valve)
Alat ini bekerja membuang uap apabila tekanan melebihi dari tekanan yang telah
tekanan uap basah (Saturated Steam) diatur pada tekanan 21 kg/cm2, sedang pada
katup pengaman uap kering tekanannya 20,5 kg/cm2. Penyetelan dilakukan bersama
dengan petugas IPNKK setelah adanya pemeriksaan berkala.
2. Gelas Penduga (Sight Glass)
Gelas penduga adalah alat untuk melihat tinggi air di dalam drum atas, untuk
memudahkan pengontrolan air dalam ketel selama operasi. Agar tidak terjadi
penyumbatan-penyumbatan pada kran-kran uap dan air pada alat ini, maka perlu
diadakan penyepuan air dan uap secara periodik pada semua kran minimal setiap 3
(tiga) jam. Gelas penduga ini dilengkapi dengan alat pengontrolan air otomatis yang
akan membunyikan bell dan menalakan lampu merah pada waktu kekurangan air.
Pada waktu kelebihan air bell juga akan berbunyi dan lampu hijau yang akan
menyala.
3. Kran Spei air (Blow Down Valve)
Kran spei air ini dipasang 2 (dua) tingkat, satu buah kran buka cepat (Quick Action
Valve) dan satu buah lagi kran ulir. Bahan dari kedua kran ini dibuat dari bahan yang
tahan tekanan dan temperatur tinggi.
4. Pengukur Tekanan (Manometer)
Manometer adalah alat pengukur tekanan uap di dalam ketel yang dipasang satu buah
untuk tekanan uap panas lanjut dan satu buah untuk tekanan uap basah. Untuk
menguji kebenaran penunjukan alat ini, pada setiap manometer dipasang kran cabang
5. Kran Uap Induk
Kran uap induk berfungsi sebagai alat untuk membuka dan menutup aliran uap ketel
yang terpasang pada pipa uap induk terbuat dari bahan tahan panas dan tekanan
tinggi.
6. Kran Pemasukan Air
Kran pemasukan air 2 (dua) buah yaitu satu kran ulir dan lainnya kran satu arah (Non
Return Valve). Kedua alat ini terbuat dari bahan yang tahan panas dan tekanan
tinggi.
7. Peralatan Lain
Perlengkapan lain yang diperlukan untuk ketel uap adalah :
• Alat penghembus debu pada pipa air ketel (Mechanical Soot Blower).
• Pemasukan air ketel otomatis (Automatic Feed Regulator).
• Panel-panel listrik komplit dengan alat-alat ukur.
• Meter pencatat tekanan dan temperature (manometer & Temperatur
Recorder).
• Kran-kran buangan udara, air kondensat, dan header.
B. Bahan Bakar Ketel Uap
Bahan bakar ketel uap terdiri dari fibre (kempa) 75 % dan shell (cangkang)
25%, bahan ini dibakar didalam dapur ketel. Penggunaan shell 25% harus
diperhatikan agar tidak berlebih, karena nilai kalor cangkang sangat tinggi yang
bahan bakar ke dapur ketel terdapat dua cara yaitu secara manual langsung ke dapur
boiler dan dengan menggunakan mesin spreader. Di mulai dari pengiriman bahan
bakar malalui air lock fibre dan air lock shell menuju Scraper kemudian masuk ke
Fiber Conveyer. Dalam Fibre Conveyer bahan bakar akan di bagi-bagi menuju
beberapa ketel yang bekerja. Pada pabrik ini terdapat dua ketel yang bekerja.
Penggunaan kadar bahan bakar disesuaikan dengan tekanan uap yang dubutuhkan.
Dari Fibre Conveyor bahan bakar masuk ke Rotary Feeder yang berfungsi sebagai
pemutar bahan bakar. Dari alat ini bahan bakar akan dilempar ke dapur ketel
menggunakan spreader agar bahan bakar yang masuk merata pada dapur ketel.
C. Pembakaran dan Penguapan
Air pada tangki umpan dipompa menuju Upper Drum ketel dengan
menggunakan Pompa Sentrifugal. Upper Drum merupakan salah satu bagian ketel,
yang berada pada bagian atas berisikan air dan uap basah. Pada Upper Drum air diisi
setengah agar bagian kosong dapat berfungsi sebagai sirkulasi uap basah. Kadar air
dalam Drum dapat dilihat dengan menggunakan gelas penduga dan dapat dikontrol
secara manual melalui mesin operator (Takuma Water Tube Boiler), dimana warna
Merah menunjukkan kekurangan air, Kuning menunjukkan keadaaan normal, dan
hijau menunjukan kadar air penuh (masih dalam batas aman). Apabila drum
kekurangan air maka kran air di buka secara manual dan apabila kelebihan air maka
kran ditutup sampai pada keadaan normal. Hal ini akan berlangsung secara terus
menerus. Proses kekurangan dan kelebihan air dapat berakibat buruk pada ketel,
kekurangan air dapat mengakibatkan pipa-pipa air dalam ketel akan melepuh dan
mengkibatkan uap basah masuk menuju turbin dan akan merusak turbin tersebut,
karena akan mengakibatkan korosi pada turbin.
Di dalam ketel uap terdapat alat yang dinamakan tangki header, yang
berjumlah 4 buah yaitu di atas, belakang, bawah dan depan dapur ketel. Alat ini
berfungsi sebagai sirkulasi air selama proses pemanasan. Air dari Upper Drum di
alirkan menuju tangki Header depan, atas dan bawah serta sebagian lagi ke Lower
Drum dan dialirkan menuju tangki header bagian belakang. Seluruh tangki header
akan dipanaskan secara langsung karena posisinya yang berada tepat mengelilingi
dapur ketel, sistem ini akan terus berjalan selama ketel bekerja.
Proses pembakaran bahan bakar di lakukan di dalam Dapur Ketel, proses
pembakaran bahan bakar mencapai suhu 12.000 oC s/d 14.000 oC, pembakaran ini
akan menghasilkan panas yang diteruskan oleh pipa-pipa yang berada tepat di atas
dapur ketel (terdapat lebih dari 700 buah pipa dalam dapur ketel) dan tangki yang
terdapat dalam dapur dan juga dapat mengirimkan panas ke setiap bagian tabung dan
tangki lain dalam ketel.
Proses sirkulasi air yang mengalir dari Upper Drum, Lower Drum, dan
Tangki Header akan terjadi secara terus menerus, tetapi Uap yang di manfaatkan
hanya di hasilkan oleh Upper Drum, ini pun masih dalam uap basah. Uap basah ini
akan masuk menuju tangki Super Heater. Pada pipa ini uap basah dipanaskan
kembali oleh panas yang dikirimkan oleh pipa dapur ketel sehingga menghasilkan
uap kering. Proses pemanasannya berkisar pada suhu 260-280 oC. Setelah uap kering
di hasilkan, maka uap ini sudah dapat dikirim ke kamar mesin untuk menggerakkan
II.2.2. Deaerator
Deaerator adalah alat yang bekerja untuk membuang gas-gas yang
terkandung dalam air umpan boiler, setelah melalui proses pemurnian air (water
treatment). Selain itu juga deaerator berfungsi sebagai pemanas awal air pengisi ketel
sebelum disalurkan ke dalam boiler. Deaerator ini bekerja berdasarkan sifat dari
oksigen yang kelarutanya pada air akan berkurang dengan adanya kenaikan suhu.
Deaerator terdiri dari dua drum dimana drum yang lebih kecil merupakan
tempat pemanasan pendahuluan yang berfungsi membuang gas-gas dari bahan air
ketel sedangkan drum yang lebih besar merupakan tempat penampungan bahan air
ketel yang jatuh dalam drum yang lebih kecil di atasnya. Pada drum yang lebih kecil
terdapat spray nozle yang berfungsi untuk menyemprotkan bahan air ketel menjadi
butiran-butiran halus agar proses pemanasan dan pembuangan gas-gas dari bahan air
ketel lebih sempurna. Selain itu pada drum yang lebih kecil disediakan satu saluran
vent agar gas-gas dapat terbuang (bersama steam) ke atmosfir.
Unsur utama dalam menentukan keberhasilan dari proses ini adalah kontak fisik
antara bahan air ketel dengan panas yang diberikan oleh uap.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam proses deaerator adalah :
a. Jumlah aliran air kondensat
b. Jumlah aliran bahan air ketel
c. Tekanan dalam deaerator
Kelima faktor diatas adalah berhubungan erat satu sama lainnya. Jika salah satu tidak
bekerja dengan baik dapat berpengaruh jelek terhadap sistem air umpan, sistem
kondensat dan juga menaikan pemakaian bahan kimia yang lebih tinggi.
Gambar 2.3. Sistem Deaerator
A. Bagian-Bagian Utama Deaerator
Untuk menunjang operasi dari deaerator, maka pada dearator tersebut perlu
diperlengkapi dengan:
a. Vent Condensor
Condensor ini berfungsi untuk mengkondensasi gas-gas serta mengumpulkan gas-gas
bahan stainles steel. Gas-gas yang sudah terpisahkan dari air akan keluar ke atmosfir
melalui jalur vent. Katup di dalam jalur ini harus dibuka sedikit sehingga
pengeluaran gas dapat dilakukan secara kontinyu. Tanda-tanda pengeluaran gas
tersebut dapat dilihat dengan keluarnya asap dari jalur vent.
b. Tray (sekat-sekat)
Tray yang terdapat pada deaerator berfungsi sebagai media pemanas, tempat
saringan, dan juga tempat memperluas ruangan untuk kondensasi uap.
c. Liquid Level Gauge (gelas penduga)
Gelas penduga digunakan untuk mengetahui tinggi rendahnya permukaan air yang
ada di dalam tangki deaerator. Prinsip kerja alat ini adalah dengan bejana
berhubungan. Garis tengah kira-kira 20 mm dan panjangnya 300 mm. Kedua gagang
dan peralatan terbuat dari tembaga serta dilengkapi dengan katup (pada kedua
ujungnya). Gelas penduga ini juga dilengkapi dengan kran dan bola pemeriksa.
d. Termometer
Termometer ditempatkan pada storage tank dari deaerator. Temperatur pada storage
tangk tersebut akan bersesuaian dengan tekanan operasi dari uap. Jika dibutuhkan
termometer juga dapat ditambahkan pada jalur pemasukan uap. Di dalam keadaan
ini, pada kedua termometer ini akan terbaca temperatur dengan perbandingan yang
e. Preassure gauge
Pembacaan pada preasure gauge ini menunjukan besar tekanan uap di dalam unit.
Preassure gauge ini ditempatkan pada jalur pemasukan uap yang dilengkapi dengan
kran. Pemasangan preassure gauge pada jalur pemasukan air bertujuan untuk
mengetahui perbedaan tekanan antara tekanan air masuk dengan tekanan operasi uap.
f. Transmitter elektro
Transmitter elektro fungsinya sama dengan termometer untuk mengukur suhu. Tetapi
perbedaanya pada peralatan ini terdapat pada cara pembacaanya, dimana termometer
dapat dilihat pada lapangan secara langsung sedangkan pada transmitter yang
dilengkapi sebuah logam dijalankan secara elektrik, hanya dapat dibaca pada ruangan
panel/control room.
g. Control Valve
Control valve ini disebut juga kran atau katup control. Dimana alat ini banyak
dipakai dalam pipa-pipa yang dilalui air. Control valve ini dapat digolongkan atas
dua jenis yaitu analog dan digital. Besar bukaan control valve analog dapat diatur
pada kedudukan yang diinginkan (0-100%). Sementara control valve digital hanya
mempunyai dua keadaan yaitu membuka dan menutup.
Di dalam control valve terdapat sekat yang dapat digerak-gerakan. Sekat ini
berfungsi sebagai pengatur aliran air yang melalui control valve bentuk sekat ini ada
beberapa macam tergantung jenis control valvenya. Tetapi yang umum digunakan
B. Jenis-Jenis Deaerator
Adapun jenis deaerator yang sering dijumpai adalah :
1. Deaerator Tipe spray
Deaerator ini dipergunakan apabila air umpan perlu dipanaskan terlebih dahulu
dengan menggunakan uap sebagai pemanas. Uap yang masuk ke dalam deaerator,
memecah aliran air menjadi serpihan-serpihan kecil yang mengakibatkan gas-gas
yang larut didalam air dipaksa keluar sehingga konsentrasi oksigen dalam air turun.
Mekanisme proses deaerasi pada deaerator spray dapat diterangkan secara garis
besar yaitu sebagai berikut. Apabila uap masuk ke dalam deaerator maka kontak
antara uap dengan air yang masuk akan terjadi di zona deaerasi pertama. Uap
tersebut akan memecah air dan sekaligus menghilangkan oksigen yang terkandung di
dalam air dan uap yang masuk ke dalam zona deaerasi kedua akan menghilangkan
sisa-sisa oksigen.
2. Deaerator Vakum
Mekanisme kerja deaerator vakum dapat dijelaskan karena gas-gas yang
terlarut dalam air dihilangkan dengan menggunakan ejaktor uap atau dengan pompa
vakum, untuk memperoleh vakum yang diperlukan. Besarnya vakum tergantung
pada suhu air, akan tetapi biasanya 730 mm Hg.
Sistem deaerasi dengan menggunakan deaerator vakum dapat dikatakan tidak
seefesien deaerator uap, dan konsentrasi oksigen dalam air hanya dapat diturunkan
sampai kira-kira 0,2 ppm dan karbon dioksida berkisar antara 2-10 ppm. Tergantung
konsentrasi sebelum deaerasi.
Gambar 2.5. Deaerator Vacum
3. Deaerator Tipe Tray
Pada deaerator tipe tray lebih memaksimalkan sekat-sekat (tray) sebagai
media untuk memperbesar ruang jatuh air sehingga molkul-molekul air saling
adalah untuk memaksa molekul air untuk menyebar sehingga mempermudah
pelepasan udara.
Gambar 2.6. Deaerator Tray
Pada PKS Pagar Merbau deaerator yang dipergunakan adalah jenis deaerator
asembly, yaitu deaerator kombinasi antara type tray dan type spray.
Adapun mekanisme kerja dari deaerator assembly ini adalah sebagai berikut :
1. Air dimasukan dari atas deaerator yang berasal dari tangki penyimpanan (feed
tank) dengan menggunakan pompa. Temperatur air umpan yang masuk
kedalam deaerator adalah 30-50 oC. Air yang masuk ke deaerator di spray
(semprot) menjadi butiran-butiran kecil yang bertujuan untuk memudahkan
proses pemisahan. Air yang disemprot tersebut akan jatuh ke atas tray, yang
mana berfungsi sebagai media pemanas dan tempat penyaringan serta
mempermudah proses pemisahan yang sedang terjadi.
2. Dalam waktu yang bersamaan steam diinjeksikan dari bagian bawah
dengan temperatur 130 oC. Steam yang dimasukan kedalam deaerator berguna
untuk menaikan temperatur air umpan. Kenaikan suhu tersebut
mengakibatkan turunya kelarutan gas-gas yang tekandung didalam air umpan
tersebut.
3. Air dan steam yang dimasukan secara bersamaan ini mengakibatkan
pencampuran air yang bergejolak. Air dan steam yang bercampur dengan
bergejolak ini mempermudah proses pemisahan gas-gas. Sehingga dengan
adanya pencampuran air yang bergejolak ini mengakibatkan terjadinya proses
pemisahan gas-gas. Gas-gas yang telah terpisah tersebut keluar melalui
venting condensor. Sedangkan air yang sudah terpisah dari gas-gas tersebut
masuk ke dalam tangki penyimpanan yang selanjutnya air umpan dapat
dipakai untuk proses pada ketel.
C. Kebutuhan Uap Pada Deaerator
Air yang mengalami proses pemurnian untuk melalui sistem penyemprot
(spray type) dan bercampur dengan uap panas yang berasal dari sisa turbin dengan
maksud agar diperoleh bintik-bintik air yang halus, sehingga gas-gas yang
terkandung di dalam air umpan mudah untuk mengalir dan keluar ke udara luar. Uap
akan terkondensasi oleh air dan akan menerima panas sampai temperatur yang
diinginkan.
Temperatur air pengisi ketel selalu diusahakan agar tidak terlalu besar
o
C dipanaskan pada deaerator hingga mencapai temperatur pada 104 – 110 oC, dalam
keadaan ini diambil temperatur air masuk ketel 95 oC.
Kondisi pada deaerator :
a. Temperatur air yang masuk deaerator 30 oC
b. Temperatur air yang keluar deaerator 95 oC
c. Temperatur uap yang masuk deaerator 130 oC
d. Tekanan uap masuk 3kg/Cm2
e. Panas laten uap (laten heat) berkisar 546 kj/kg
Maka untuk menghitung panas yang dibutuhkan deaerator tersebuat adalah :
Qd = m.Cp.Δt kj/jam
Dimana : Qd = panas yang dibutuhkan oleh air pengisian ketel.
m = massa aliran air pengisi ketel, yaitu sama dengan jumlah massa aliran
uap untuk kebutuhan proses pengolahan kelapa sawit (5538 kg/jam).
Cp = panas jenis air pada tekanan konstan 1 kj/kg oC.
Δt = selisih kenaikan temperatur air (Δt = t1 - t2).
- kerugian-kerugian akibat terbawa oleh gas-gas yang dikeluarka dan juga akibat
kerugian melalui dinding deaerator diperkirakan 30% jadi panas yang dibutuhkan
adalah
- panas yang diberikan kepada air pengisi deaerator (Qu)
Qu = mu x Lh + mu x Cp x Δt
Dimana : Mu = massa uap
Lh = laten heat
Maka kebutuhan uap pada deaerator adalah :
Mu = Qd karena Qd = Qu, maka massa uap yang di butuhkan adalah :
BAB III
TURBIN UAP
3.1. Turbin Uap
Turbin berasal dari kata turbo diambil dari bahasa latin yang artinya adalah
berputar. Turbin uap adalah suatu penggerak mula yang mengubah energi potensial
menjadi energi kinetik dalam nozel dan energi kinetik ini selanjutnya diubah menjadi
energi mekanis dalam bentuk putaran poros turbin. Poros turbin dapat dikopel
langsung atau dengan bantuan roda gigi reduksi yang dihubungkan dengan
mekanisme yang digerakkan, turbin uap dapat digunakan pada berbagai industri
seperti untuk pembangkit tenaga listrik.
Turbin uap pada umumnya lebih banyak digunakan untuk memutar generator
pembangkit listrik yang berfungsi sebagai penggerak mula (prime mover) yang
mengubah energi panas dalam uap menjadi energi mekanis yang berfungsi
menggerakan generator untuk menghasilkan listrik. Bagian dari turbin yang berperan
penting dalam hal ini adalah sudu turbin. Sudu tersebut sebagai saluran tempat laluan
uap yang mengalir. Bentuk sudu tersebut akan menentukan besar kecilnya daya yang
akan ditransmisikan ke poros turbin. Jika dibandingkan dengan penggerak generator
listrik yang lain, turbin uap mempunyai kelebihan antara lain adalah penggunaan
panas yang lebih baik, pengontrolan putaran yang lebih mudah, dapat menghasilkan
daya besar, serta investasi awal yang tidak begitu besar.
Turbin uap modern pertama kali dikembangkan oleh Sir Charles Parsons
pada tahun 1884. Pada perkembangannya, turbin uap ini mampu menggantikan
memiliki kelebihan berupa efisiensi termal yang besar dan perbandingan berat
dengan daya yang dihasilkan yang cukup tinggi. Pada prosesnya turbin uap
menghasilkan gerakan rotasi, sehingga hal ini sangat cocok digunakan untuk
menggerakkan generator listrik. Pada saat ini, sudah hampir 80% pembangkit listrik
diseluruh dunia telah menggunakan turbin uap.
Secara umum turbin uap dapat digolongkan menjadi tiga macam yaitu turbin
impuls, reaksi dan gabungan. Penggolongan ini berdasarkan cara mendapatkan
perubahan energi potensial menjadi energi kinetik dari semburan uapnya.
Gambar 3.1 Turbin Impuls VS Turbin Reaksi
Adapun turbin impuls mengubah energi potensial uapnya menjadi energi kinetik
didalam nosel (yang dibentuk oleh sudu-sudu diam yang berdekatan). Nosel
diarahkan kepada sudu gerak. Didalam sudu-sudu gerak, energi kinetik diubah
dari perubahan tekanan awal hingga tekanan akhirnya di dalam sebuah nosel atau
dalam satu grup nosel yang ditempatkan didepan sudu-sudu cakram yang berputar.
Penurunan tekanan uap didalam nosel diikuti dengan penurunan kandungan kalornya
yang terjadi didalam nosel. Hal ini menyebabkan naiknya kecepatan uap yang keluar
dari nosel (energi kinetik). Kemudian energi kecepatan semburan uap yang keluar
dari nosel yang diarahkan kepada sudu gerak (sudu-sudu cakram yang berputar)
memberikan gaya impuls pada sudu gerak sehingga menyebabkan sudu-sudu gerak
berputar (melakukan kerja mekanis).
Atau bisa dapahami secara sederhana prinsip kerja dari turbin impuls yaitu
turbin yang proses ekspansi lengkap uapnya hanya terjadi pada kanal diam (nosel)
saja, dan energi kecepatan diubah menjadi kerja mekanis pada sudu-sudu turbin.
Kecepatan uap yang keluar dari turbin jenis ini bisa mencapai 1200 m/detik. Turbin
jenis ini pertama kali dibuat oleh de Laval, yang mana turbin ini mampu beroperasi
pada putaran 30.000 rpm. Pada aplikasinya turbin impuls ini dilengkapi dengan roda
gigi reduksi untuk memindahkan momen putar ke mekanisme yang akan digerakkan
seperti generator listrik.
Turbin reaksi yaitu turbin yang ekspansi uapnya tidak hanya terjadi pada
laluan-laluan sudu pengarah (nosel) yang tetap saja tetapi juga terjadi pada laluan
sudu gerak (sudu-sudu cakram yang berputar), sehingga terjadi penurunan
keseluruhan kandungan kalor pada semua tingkat sehingga terdistribusi secara
seragam. Turbin yang jenis ini umumnyan digunakan untuk kepentingan industri.
Kecepatan uap yang mengalir pada turbin lebih rendah yaitu sekitar 100 – 200
3.2. Sejarah turbin uap
Ide turbin uap sudah lama diketahui yakni kira-kira sejak tahun 120 SM, Hero
di Alexandria membuat prototipe turbin pertama yang bekerja berdasarkan prinsip
reaksi. Alat ini menjadi instalasi tenaga uap yang primitif, terdiri dari sumber kalor,
bejana yang diisi dengan air, penampang berbentuk bola dengan pipa penyembur
(nozel). Akibat kalor, air yang ada di dalam bejana dipanaskan dan diuapkan
sehingga menghasilkan uap jenuh, mengalir melalui pipa-pipa vertikal (tegak lurus)
dan pipa–pipa mendatar yang dimasukkan kedalam penampang berbentuk bola tadi.
Dengan adanya kenaikan tekanan, uap yang ada di dalam penampang berbentuk bola
itu dikeluarkan ke atmosfer melalui nosel. Semburan uap yang keluar dari nosel ini
akan mengakibatkan terjadinya gaya reaksi pada nosel itu sendiri dan memaksa bola
itu berputar pada sumbu mendatarnya.
Keterangan :
1. Sumber kalor
2. Bejana air
3. Penampang berbentuk bola
4. Pipa vertikal
5. Nosel
Beberapa abad kemudian, pada tahun 1629, Giovanni Branca memberikan
gambaran sebuah mesin yang dibuatnya. Mesin itu terdiri dari ketel uap, yang
tutupnya dibuat berbentuk manusia, pipa panjang (nosel), roda mendatar dengan
sudu-sudunya, poros dan roda gigi transmisi untuk menggerakkan kilang penumbuk.
Uap yang dibangkitkan di dalam ketel sesudah diekspansikan pada nosel 2
memperoleh kecepatan yang tinggi. Semburan uap yang berkecepatan tinggi ini
menubruk sudu-sudu roda 3 yang kemudian akan memutar roda ini. Kepesatan putar
roda 3 ini dan momen putarnya pada poros 4 tergantung pada kecepatan dan jumlah
aliran uap per satuan waktu. Mesin uap buatan Branca ini, dari prinsip aksinya adalah
Gambar 3.3 Mesin Uap Branca
Keterangan :
1. Ketel Uap
2. Pipa panjang sebagai nosel
3. Roda mendatar dengan sudu-sudu
4. Poros roda mendatar
5. Roda gigi transmisi
6. Penumbuk
Kemajuan yang besar pada pengembangan dan konstruksi turbin uap
dirasakan pada akhir abad ke-19. Pada tahun 1890, ahli teknik berkebangsaan
Swedia, Gustaf de-Laval membuat sebuah turbin uap cakram tunggal dengan
Gambar 3.4 Turbin Impuls Sederhana
Keterangan :
1. Poros
2. Cakram
3. Sudu-sudu
4. Nosel
Turbin uap cakram tunggal yang paling sederhana terdiri dari bagian-bagian
utama yaitu nosel ekspansi, poros dan cakram dengan sudu-sudu yang dipasang pada
pinggirannya. Pada turbin-turbin jenis ini, ekspansi uap diperoleh dari tekanan
awalnya sampai ke tekanan akhirnya di dalam sebuah atau satu grup nosel yang
diletakkan pada stator turbin dan ditempatkan di depan sudu-sudu cakram yang
dalam nosel ini selanjutnya akan menyababkan kenaikan kecepatan uap yang keluar
dari nosel. Energi kecepatan semburan uap memberikan gaya impuls pada sudu-sudu
dan melakukan kerja mekanis pada poros rotor turbin.
Turbin- turbin impuls satu-tingkat yang berukuran kecil dibuat dan masih
sedang dikembangkan dengan kepesatan tinggi. Turbin jenis ini yang pertama dibuat
oleh Gustaf de-Laval, beroperasi pada putaran 30.000 rpm, dan turbin tersebut
dilengkapi dengan roda gigi reduksi untuk memindahkan momen putar ke
mekanisme yang digerakkan, seperti generator listrik, dan lain-lain.
3.3.Klasifikasi Turbin Uap
Turbin uap dibagi menjadi bermacam-macam jenis menurut konstruksinya,
proses panas jatuh, kondisi awal dan akhir yang dipakai dan pemakaian dalam
industri.
Menurut jumlah tingkat tekanan :
• Turbin uap tingkat tekanan tunggal atau beberapa tingkat tekanan
kecepatan, pada umumnya digunakan untuk menggerakan kompresor.
• Turbin impuls dan tingkat banyak, dibuat untuk kapasitas dari tenaga kecil
sampai yang besar.
Menurut arah aliran uapnya :
• Turbin aksial dimana uap mengalir pada arah sejajar dari sumbu turbin.
• Turbin radial dimana uap mengalir pada arah tegak lurus dari arah sudu
Menurut jumlah silinder :
• Turbin silinder tunggal.
• Turbin silinder ganda.
• Turbin silinder tiga.
• Turbin dengan silinder lebih dari tiga (multi silinder)
Menurut konstruksi porosnya :
• Turbin as tuggal (turbin multi silinder) yang rotornya dipasang pada satu
poros yang sama dan dihubungkan kegenerator tunggal.
• Turbin multi aksial, turbin dengan as rotor yang dipisah untuk tiap-tiap
silinder yang ditempatkan sejajar satu dengan yang yang lain.
Menurut metoda pengaturan :
• Turbin dengan metoda pencekikan (thorttling) dimana uap segar masuk
melalui satu atau lebih (tergantung daya yang dihaslkan) katup pencekik yang
dioprasikan serempak.
• Turbin dengan pengatur nozel (pemancar) dimana uap masuk melalui dua
atau lebih pengatur pembuka (opening regulator) yang berurutan.
• Turbin dengan pengaturan langkau (by-pass govenering) dimana uap selain
dialirkan ke tingkat pertama juga dialirkan kesatu, dua, atau bahkan tiga
Menurut prinsip kerja uap :
• Turbin impuls (turbin aksi) dimana energi potensial uap dirubah menjadi
energi kinetik didalam nozel (pipa pemancar).
• Turbin reaksi aksial, dimana ekspansi uap antara sudu antar dan
sudu-sudu gerak pada tiap tingkat terjadi pada luas yang sama.
• Turbin reaksi radial dengan/tapa sudu-sudu pengarah yang diam.
Menurut pemakaian uap bekasnya :
• Turbin kondensasi regulator, pada turbin uap dengan tekanan yang lebih
kecil dimasukan ke kondensor.
• Turbin kondensasi dengan satu, atau dua penarikan tingkat dari tengah untuk
pemanasan tertentu untuk proses dan pemanasan dalam industri.
• Topping turbin, uap bekas yang dipakai untuk menggerakan turbin di
belakangnya.
• Turbin tekanan rendah dimana uap dari mesin uap torak, mesin tempa, mesin
press dipakai untuk turbin tersebut guna membangkitkan tenaga.
Menurut besarnya tekanan uap masuk :
• Turbin tekanan rendah yang memakai uap dengan tekanan 1,2 – 2 atm.
• Turbin tekanan sedang (medium) memakai uap dengan tekanan sampai 40
atm.
• Turbin tekanan sedang (medium) memakai uap pada tekanan sampai dengan
• Turbin tekanan sangat tinggi dengan uap bertekanan 170 atm dan temperatur
550 oC atau lebih.
• Turbin tekanan super kritis pada tekanan lebih dari 225 atm.
Menurut pemakaian dalam industri :
• Turbin tetap dengan putaran konstan terutama untuk menggerakan alternator.
• Turbin uap dengan kecepatan variabel untuk menggerakan turbo blower,
sirkulator udara, pompa dan lain-lain.
• Turbin non stasionery (tidak tetap) dengan kecepatan variabel, dipakai untuk
mesin uap, kapal dan lokomotif.
3.4. Bagian-bagian Turbin Uap
Turbin uap umumnya mempunyai bagian-bagian utama yang dilengkapi
dengan alat-alat pembantu serta alat-alat pelindung. Bagian-bagian utama dari turbin
uap adalah sebagai berikut :
1. Rotor
Rotor adalah salah satu bagian turbin uap yang dilengkapi dengan poros,
cakram, dan sudu-sudu. Dimana rotor ini berfungsi untuk mengubah tenaga
potensial menjadi tenaga mekanik, poros juga berfungsi sebagai tempat
pemasangan roda dan meneruskan putaran cakram.
2. Casing (rumah turbin)
Casing merupakan bagian turbin uap yang dilengkapi dengan nosel, saluran
rotor maupun drain valve, yaitu katup untuk memperbesar pembuangan bila
diperlukan.
3. Nosel
Nosel adalah suatu peralatan yang berfungsi untuk merubah energi potensial
uap menjadi energi mekanis dengan jalan mengekspansikan uap dari
bertekanan tinggi menjadi bertekanan lebih rendah dan nosel ini juga
berfungsi untuk mengarahkan dan mengalirkan uap yang masuk kedalam
turbin.
4. Sudu (blade)
Sudu turbin disebut juga sudu jalan atau sudu gerak yang dipasang melingkar
mengelilingi cakram yang akan memutar cakram pada poros akibat adanya
tekanan uap dari nosel.
5. Poros (shaft)
Pros turbin berfungsi untuk memindahkan daya turbin ke beban melalui
kopling.
6. Bantalan (bearing)
Bantalan atau bearing berfungsi untuk menahan atau menumpu poros dari
pengaruh gaya aksial atau gaya radial. Bantalan ini harus dilumasi dengan
minyak pelumas yang dialirkan melalui ruang berbentuk gelang (annular).
7. Perapat (seal)
Perapat berfungsi untuk mencegah kebocoran uap, perapat ini terpasang
mengelilingi poros, perapat yang digunakan adalah :
• Labyrinth packing
8. Kopling
Kopling berfungsi untuk meneruskan serta meneruskan daya antara poros
turbin dengan poros generator (beban).
Selain bagian-bagian utama tersebut, turbin uap juga dilengkapi alat bantu
dan pengaman seperti : governor, emergency stop valve, over speed trip, over load
trip, dan lain-lain.
3.5. Analisa Termodinamika
Turbin uap bersama-sama dengan ketel uap, pompa dan kondensor,
dipadukan untuk membentuk suatu siklus daya uap atau siklus rankine. Siklus ini
menggunakan fluida dalam dua fasa yaitu cairan dan uap. Secara ideal proses
termodinamika yang terjadi pada siklus ini adalah penekanan isentropik,
penambahan kalor secara isobar, ekspansi isentropik, dan pembuangan panas isobar.
siklus Rankine merupakan sikus uap cair maka paling baik siklus itu
digambarkan dengan diagram P-v dan T-s dengan garis yang menunjukkan
uap jenuh dan cair jenuh. Dengan fluida kerja air (H2O).
Gambar 3.5 Diagram alir siklus rankie sederhana
Gamabar 3.6 Diagram T-s Siklua Rankie sederhana
Proses 1-2 : Penekanan isentropik dengan mempergunakan pompa.
Proses 2-3 : Penambahan kalor pada tekanan konstan (isobar).
Proses 3-4 : Proses ekspansi uap secara isentropik.
Proses termodinamika dalam siklus ini (Gambar 3.5 dan 3.6) dapat diterangkan yaitu:
air dipompakan masuk ke boiler hingga mencapai tekanan kerja boiler pada titik 2,
kemudian di dalam boiler air dipanaskan hingga menjadi uap pada tekanan konstan
terhadap fluida sehingga mencapai keadaan titik 3. Uap yang telah dihasilkan ini
akan memutar steam turbine, di dalam steam turbine terjadi perubahan energi panas
yang dibawa uap menjadi energi mekanik berupa putaran turbin uap. Pada tahap ini
uap tersebut diekspansikan pada turbin sehingga mencapai titik 4. Setelah uap
menggerakkan turbin uap akan masuk ke kondensor untuk didinginkan dan berubah
fasa kembali menjadi air (titik 1) dan kemudian kembali dimasukkan kedalam boiler.
Untuk memaksimumkan efisiensi siklus, temperatur yang diberikan harus mencapai
setinggi mungkin sedangkan panas yang dibuang harus pada temperatur yang
serendah-rendahnya. Tekanan boiler yang tinggi akan menaikkan temperatur
penguapan, sehingga menaikkan efisiensi siklus.
3.6. Kerugian Energi Pada Turbin Uap
Pertambahan energi kalor yang dibutuhkan untuk melakukan kerja mekanis
pada kondisi aktual dibandingkan dengan nilai teoritis, yang proses ekspansinya
terjadi benar-benar sesuai dengan proses adiabatik, dinamakan kerugian energi pada
turbin. Bentuk kerugian ini secara umum yaitu kerugian internal dan eksternal :
• Rugi-rugi internal adalah rugi-rugi yang berhubungan dengan kondisi uap
ketika mengalir melalui turbin sehingga menaikkan entalpi uap tersebut.
Yang termasuk rugi- rugi internal adalah rugi dalam katup pengatur, rugi
sudu gerak, rugi karena windage, rugi clearance antara rotor dan sudu, rugi
karena kebasahan uap, rugi karena saluran keluar.
• Rugi-rugi eksternal adalah rugi-rugi yang tidak ada hubungannya dengan
kondisi uap. Yang termasuk rugi eksternal adalah rugi mekanik dan
rugi-rugi yang disebabkan oleh kebocoran uap dari labyrinth gland seals.
3.7. Pemeliharaan Turbin Uap
Turbin uap merupakan komponen utama di dalam suatu Pusat Listrik Tenaga
Uap yang perlu dipelihara dengan baik, karena pemeliharaan merupakan salah satu
faktor yang menentukan keandalan, safety, efisiensi dan life time. Karena itu
masalah pemeliharaan harus mendapat perhatian yang sungguh-sungguh baik dari
segi pengorganisasiannya, perencanaanya maupun pelaksanaannya.
Akan lebih baik apabila telah dimiliki buku pedoman standard untuk
pemeliharaan turbin uap, sehingga didalam merencanakan, pemeliharaan dapat
digunakan untuk mempersiapkan tenaga kerja, peralatan, spare parts/material serta
waktu yang diperlukan.
Karena sifat turbin uap yang sangat utama, maka pada umumnya turbin uap
dipelihara secara periodic atau Time Based Maintenance (Pemeliharaan berdasarkan
jam operasi) sehingga setelah turbin uap yang bersangkutan menjalani jangka waktu
operasi tertentu harus dilakukan pemeriksaan, perbaikan atau penggantian pada
komponen-komponennya.
Untuk lebih meningkatkan keandalan dan safety, Time Based Maintenance
berdasarkan kondisi) dengan cara memonitor kondisi turbin uap secara terus menerus
dan melakukan koreksi/perbaikan apabila diperlukan.
pada umumnya ada tiga jenis pemeliharaan periodik yang diberlakukan pada
turbin uap yaitu :
1. Simple Inspection (Si)
Simple inspection (Si) atau Simplified Scale Periodik Check diberlakukan
setiap satu tahun operasi (+ 8000 jam operasi).
2. Mean Inspection (Me)
Mean Inspection (Me) atau Medium Scale Periodik Check dilakukan setiap
dua tahun operasi (+ 16.000 jam operasi).
3. Serious Inspection (Se)
Serious Inspection (Se) atau Full Scale Periodik Check atau Overhoul
dilakukan setiap empat tahun operasi (+ 32.000 jam operasi).
Mean Inspection merupakan pekerjaan yang sama dengan Simple Inspection
ditambah beberapa pekerjaan lain yang dibutuhkan, demikin juga Serious Inspection
akan serupa Mean Inspection ditambah beberapa pekerjaan lain yang diperlukan.
Pada tahun pertama perasi langsung dilakukan Serious Inspection atau untuk tahun
pertama ini lazim disebut First Year Inspection. First Year Inspection ini penting
dilakukan karena diperlukan untuk mengamati kemungkinan kerusakan yang terjadi
dan dapat digunakan untuk mengklaim kontraktor/pabrik pembuat turbin uap yang
bersangkutan. Pada umumnya First Year Inspection dilakukan oleh kontraktor/pabrik
BAB IV
PROSES PEMANFAATAN UAP KERING (SUPERHEATED STEAM) SEBAGAI PRIME MOVER TURBIN UAP UNTUK
MEMBANGKITKAN DAYA LISTRIK
IV. 1. UMUM
Energi listrik dapat dihasilkan dengan menggunakan mesin-mesin konversi
energi, yang salah satu jenisnya adalah turbin uap. Turbin uap termasuk dalam
pesawat-pesawat energi potensial uap menjadi energi mekanik pada poros turbin.
Sebelum dikonversi menjadi energi mekanik terlebih dahulu dikonversikan menjadi
energi kinetik di dalam nozel (pada turbin impuls) atau pada nozel dan sudu-sudu
gerak (pada turbin reaksi). Poros turbin langsung atau dengan bantuan roda gigi
reduksi dihubungkan dengan mekanisme yang digerakan, turbin uap dapat digunakan
pada berbagai bidang industri, untuk transportasi dan untuk pembangkit energi
listrik.
Adapun turbin uap ini sering digunakan karena uap air yang merupakan
fluida kerja dapat dihasilkan dengan bahan bakar yang bervariasi, pada pabrik kelapa
sawit bahan bakar yang digunakan pada ketel uap untuk menghasilkan uapnya
berasal dari sisa pengolahan kelapa sawit tersebut yang berupa serabut dan cangkang
sawit. Uap yang dihasilkan ketel uap terutama sekali digunakan untuk proses
Turbin uap pada pabrik pengolahan kelapa sawit biasanya dikopel dengan
sebuah generator listrik yang bertujuan untuk menghasilkan listrik. Energi listrik
yang dihasilkan pada generator digunakan untuk menggerakan berbagai peralatan
yang ada dalam proses pengolahan kelapa sawit di pabrik tersebut.
IV. 2. Proses Pembentukan Uap kering (superheated steam)
Air merupakan fluida yang sukar untuk merambatkan panas, sehingga
dengan demikian perpindahan panas didalam air yang ada didalan ketel uap hampir
berlangsung secara konveksi. Bila didalam sebuah tempat terdapat air dingin
didalamnya, yang kemudian dipanasi bada bagian bawahnya maka air akan menjadi
panas. Air menjadi panas karena berat jenisnya menjadi berkurang, maka akan naik
keatas. Pada bagian bawah akan digantikan oleh air dingin dibagian atas, yang berat
jenisnya lebih besar dibandingkan dengan air panas tersebut. Air yang tidak turut
beredar dalam ketel uap dinamai air yang tidak bersirkulasi, jadi temperatur air ini tidak secepat air yang beredar naiknya. Ini dapat membahayakan bagi ketel karena
air didalam ketel tidak akan merata panasnya. Pemuaian ketel tidak sama dan karena
ini mungkin terjadi tekanan-tekanan yang besar dalam pelat-pelat ketel ataupun pada
sambungan-sambungannya. Ketika seluruh temperatur air 100 ºC,
gelembung-gelembung uap yang dibentuk dalam seluruh zat cair, sampai pada permukaan dan
lepas dari zat cair, karena tong ini terbuka, uap yang terbentuk lepas keluar melalui
bahagian yang terbuka. Dikatakan sekarang air mendidih. Jadi mendidih adalah suatu
peristiwa dimana pembentukan uap terjadi didalam seluruh massa zat-cair.
Titik didih dari suatu zat cair tergantung kepada tekanan yang dilakukan pada
pada 100 ºC, kalau tekanan lebih besar dari 1 atm umpamanya 5 kg / cm2, air akan
mendidih pada temperatur 151,1 ºC. Bila tekanan rendah dari 1 atm , umpamanya
0,12575 kg / cm2 air mendidih pada temperatur 50ºC.
Pada umumnya uap yang keluar dari dari ketel uap selalu berupa uap basah,
akibat terdapatnya air pada ketel. Uap basah tidak cocok untuk digunakan pada
mesin-mesin uap atau turbin. Oleh karena itu uap dipanas lanjutkan dengan cara
dialirkan melalui pipa yang dipanasi oleh gas hasil sisa pembakaran sampai
mencapai keadaan uap jenuh kering. Selama penguapan sampai mencapai keadaan
uap jenuh kering, suhu uap akan tetap konstan. Suhu uap akan kembali meningkat
menjadi uap panas lanjut pada tekanan konstan. Semakin lanjut panas yang
dikenakan terhadap uap ini, maka sifat uap tersebut akan mendekati sifat gas
sempurna. Kalor spesifik dari uap panas lanjut akan berubah sesuai dengan
perubahan terkanan dan derajat pemanasan lanjutnya (degree of superheated).
Peningkatan tekanan akan menyebabkan kalor spesifik malah makin besar,
sebaliknya semakin tinggi derajat panas lanjutnya menyebabkan kalor spesifiknya
malah turun. Pada suhu uap jenuh kalor spesifik adalah paling tinggi dan semakin
turun dengan drastis bila suhu mulai ditinggikan dan suhu uap panas lanjut
ditingkatkan. Proses pemanasan berkisar pada suhu 260-280 oC. Setelah uap kering
dihasilkan, maka uap ini sudah dapat dikirim ke kamar mesin untuk menggerakan
Gambar 4.1 Kalor Spesifik Uap Panas Lanjut
Panas yang dibutuhkan ketel untuk memanaskan air dapat dihitung :
Q = G x Δ Entalpi = G (i’ 25 bar 260 o
C – W 95 oC)
G = 20.000 kg/jam
Dari tabel (i’ 25 Bar, 260 oC = 2909) Lampiran 2.
W 95oC = 95 x 4,187 = 397,765 Kj/Kg
Dengan demikian maka :
Q = 20.000 Kg/jam x (2909 – 397,765) Kj/Kg
Spesifikasi Ketel Uap (Boiler) :
- Merek : Takuma Water Tube Boiler
- Buatan : PT. Sumber Andalas Stell
- Type : N – 600SA
- Tahun Pemakaian : 1995
- Tekanan Uap Normal : 23Kg/Cm2
- Kapasitas Uap : 20 Ton/jam
- Temperatur Steam : 260 oC
- Temperatur Udara : 30 oC
- Heating surface : 172 m2
- Chamber Volume : 80 m2
- Heating Surface Boiler Proper : 403 m2
- Konsumsi Bahan Bakar : 5200 Kg/jam
