75
BAB IV
ANALISIS DAN PENGOLAHAN DATA
4.1 Pengamatan Data
Dari data pengamatan yang dilakukan meliputi :
4.1.1 Data Primer
Observasi dan wawancara dilakukan dilapangan dengan pejabat yang kompeten yang meliputi Senior Supervisor, Shift Supervisor, Panelman serta Operator yang menangani operasional Boiler.
4.1.2 Data Sekunder
Berisi tentang data yang diperoleh dari pengamatan data logsheet/daily report operasional Boiler, baik dari Panel Control Room maupun DCS serta data lapangan.
4.1.3 Data Operasional/Logsheet
Berawal dari proses menghilangkan mineral positif dan negative di Demineralization Plant sebelum menjadi feedwater, selanjutnya masuk le steam
drum. Sumber panas berasal dari fuel gas, dibarengi combustion air dari FDF.
Uap terbentuk di steam drum dalam bentuk saturated steam. Untuk menjadikan steam superheated dibutuhkan peralatan berupa superheater. Steam superheated siap dipakai sebagai penggerak, pemanas dan membantu proses.
76
Tabel 4.1 : Data Operasional HHP Boiler VI
77 4.1.4 Uji Normalitas Data Operasi
Untuk mendapatkan kepastian/kelayakan data akan layak atau tidak di jadikan masukan untuk simulasi, digunakan uji homogenitas data dengan Software SPSS dan Minitab dengan hasil sebagai berikut (data lengkap pengujian terlampir) :
Tabel 4.2 : Tabel Uji Normalitas Data Operasi HHP Boiler VI
No. Aktifitas Uji
Ryan-Joiner (Similar To Shapir-Wilk) W-test for Normality
Average StDev N R P-Value (approx)
1 Temperatur Feedwater 132,839 2,08322 31 0,9946 > 0,1000
2 Analisa Cl- 1,44516 0,283829 31 0,9857 > 0,1000
3 Flow Blowdown 5,42903 1,19083 31 0,9838 > 0,1000
4 Flow Steam 50,6784 1,65740 31 0,9805 > 0,1000
5 Flow Fuel Gas 3,57161 1,28507 31 0,9784 > 0,1000
6 Efisiensi Boiler 81,2458 3,86027 31 0,9860 > 0,1000
Berdasarkan One-Sample Kolmogorov-Smirnov Test (SPSS) dan Ryan-Joiner WTest for Normality (Minitab) diperoleh nilai signifikansi (Asymp.Sig. (2-tailed) semua parameter lebih besar dari >0.05, maka dapat disimpulkan bahwa data pengamatan operasi berdistribusi normal.
78
Karena data operasional terdistribusi normal, untuk simulasi data yang digunakan adalah data rata-rata dan standar deviasi.
4.2 Pengolahan Data
4.2.1 Identifikasi Permasalahan Data
Terkait identifikasi permasalahan, dapat diuraikan sebagai berikut : 1. Analisa Impurities (Cl-) pada Feedwater :
Standar yang diisyaratkan terkait kandungan Cl- dalam feedwater HHP Boiler VI max. 0,3 ppm, sementara data rata-rata sebesar 1,44516 ppm.
Disini sangat perlu perbaikan kualitas air yang diproses pada Demin Plant.
2. Temperatur Feedwater :
Berdasarkan data design, untuk temperature feedwater HHP Boiler VI adalah 138 0C, sementara data rata-rata sebesar 132,839 0C. disini perlu dilakukan perbaikan dengan menaikan produksi steam.
3. Performance/Efisiensi :
HHP Boiler VI secara design efisiensinya sebesar 91,2 % , sementara berdasarkan data operasi rata-rata sebesar 74,6661 %. Efisiensi dapat ditingkatkan dengan melakukan perbaikan menaikan temperature dan kualitas air feedwater.
Berdasarkan identifikasi diatas, maka kemudian dibangunlah causal loop diagram seperti ada pada Gambar 4.1. Causal loop diagram ini yang kemudian akan
79
menghasilkan model yang siap digunakan untuk membuat flow diagram model simulasi.
4.2.2 Membangun Model Simulasi
Beberapa langkah untuk membuat model meliputi pembuatan causal loop diagram dan flow diagram
4.2.2.1 Causal Loop Diagram
Problem yang diidentifikasi kemudian dibuat causal loop diagram, yaitu diagram yang menggambarkan sebab akibat setiap variable. CLD menjadi langkah pertama untuk melihat hubungan antar variable serta behavior dari model yang akan dibangun.
Gambar 4.1 : Causal Loop Diagram
80 4.2.2.2 Flow Diagram Alir
Flow diagram (FD) adalah diagram yang menggambarkan hubungan antar variable di dalam sistem. Flow diagram dibangun berdasarkan CLD yang sudah dibuat. Dengan membangun CLD maka semua kebutuhan variable di dalam system model yang dibangun akan diketahui.
HHV Fuel Gas SConduct
SSilika
SIron
SChloride Temp BFW
Entalphy
CP
Vconduct
Vsilika
VIron
VChloride
%Conduct
%Silika
%Iron
%Chloride
Flow Steam Flow Blowdown
P50 P60 P70
TP50 TP60 TP70
Perhitungan 1 Perhitungan 2
Tekanan Temp Superheat
Entalphi Saturated
Entalphi Steam
Flow Fuel Gas Q Input 1
Q Masukan Q Total Q Output
Delta Entalphy
Delta Saturated
Flow Feed
Q Input 2
Entalphy
Effisiensi
Flow Blowdown Entalphi Saturated Q Steam
Q Loss Q Uncounted
Effisiensi Penyesuaian FFGKebutuhan Tambahan Fuel Gass
FFG Release Ratio
Gambar 4.2 : Flow Diagram Temperatur dan Analisa Feedwater
81 4.2.2.3 Model Analisa Impurities Feedwater :
Standar yang diisyaratkan terkait kandungan Cl- dalam feedwater HHP Boiler VI max. 0,3 ppm, sementara data rata-rata sebesar 1,44516 ppm. Disini
sangat perlu perbaikan kualitas air yang diproses pada Demin Plant. Analisa Impurities
SConduct
SSilika
SIron
SChloride Vconduct
Vsilika
VIron
VChloride
%Conduct
%Silika
%Iron
%Chloride
Flow Steam Flow Blowdown
Flow Feed Effisiensi
Q Input 1 Delta Entalphy Delta Saturated
Gambar 4.3 : Flow Diagram Hasil Analisa Feedwater
Dari flow diagram memperlihatkan hubungan antara variabel analisa komponen impurities dengan flow blowdown, sehingga mendapatkan efisiensi Boiler yang ditampilkan dalam tabel berikut :
82
Tabel 4.3 : Variable dalam Hasil Analisa Feedwater
No. Variabel Formula
1 Flow blowdown ((Max (‘%Cl-‘,’%Conduct’,”%Iron’,’%Silika’)/(100%-Max))*’Flow Steam’
2 Flow Feedwater ‘Flow Blowdown’+’Flow Steam’
3 Efisiensi Boiler ((((‘Flow Steam’*’Delta Entalphy’)+(‘Flow Blowdown’*’Delta Entalphy Saturated’)) /(‘Q Input 1’))*100%)
Adapun penjelasan table adalah sebagai berikut :
1. Flow blowdown adalah masa air yang keluar dari Boiler yang disebabkan oleh adanya kandungan mineral impurities dalam feedwater. Mineral impurities tertinggi dalam feedwater (dalam bentuk % blowdown) dijadikan dasar untuk mengetahui jumlah flow blowdown.
2. Flow Feedwater adalah air yang masuk ke Boiler sebagai umpan yang masih mengandung mineral impuries. Flow feedwater dapat dihitung berdasarkan flow steam yang diproduksi di Boiler dikurangi dengan flow blowdown hasil dari analisa mineral tertinggi dalam feedwater.
3. Efisiesi Boiler adalah penggunaan sumber energi secara minimum guna pencapaian hasil yang optimum. Efisiensi hanya dapat dievaluasi dengan penilaian-penilaian relatif, membandingkan antara masukan dan keluaran.
Heat Absord adalah cara sederhana untuk mengetahui efisiensi Boiler.
4.2.2.4 Model Temperatur Feedwater :
Berdasarkan data design, untuk temperature feedwater HHP Boiler VI adalah 138 0C, sementara data rata-rata sebesar 132,839 0C. disini perlu dilakukan perbaikan dengan menaikan produksi steam.
83
FEED WATER
Temp BFW
Entalphy
CP
P50 P60 P70
TP50 TP60 TP70
Perhitungan 1 Perhitungan 2
Tekanan
Temp Superheat
Entalphi Saturated
Entalphi Steam Delta Entalphy
Delta Saturated
Effisiensi
Q Input 1 Flow Blowdown
Flow Steam
Gambar 4.4 : Flow Diagram Temperatur Feedwater
Dari flow diagram memperlihatkan hubungan antara variabel analisa komponen impurities dengan flow blowdown, sehingga mendapatkan efisiensi Boiler yang ditampilkan dalam tabel berikut :
Tabel 4.4 : Variable Temperatur Feedwater
No. Variabel Formula
1 Entalphy Feedwater CP*’Temp. BFW’
2 Temperatur Superheat Max(‘Perhitungan1’,’Perhitungan2’) 3 Entalphy Saturated CP*’Temp. Superheat’
4 Efisiensi Boiler ((((‘Flow Steam’*’Delta Entalphy’)+(‘Flow Blowdown’*’Delta Entalphy Saturated’)) /(‘Q Input 1’))*100%)
84 Adapun penjelasan table adalah sebagai berikut :
1. Entalphy feedwater adalah kandungan energy berdasarkan temperature versus Cp feedwater (konstan). Entalphy nantinya dalam bentuk hf.
2. Temperature superheat adalah temperature jenuh yang dihasilkan berdasarkan tekanan steam. Temperature ini di interpolasi pada tekanan
operasi Boiler dari table steam superheated dalam bentuk perhitungan 1 dan 2.
3. Entalphy saturated adalah kandungan energy berdasarkan temperature
superheat versus Cp feedwater (konstan). Entalphy nantinya dalam bentuk hf.
4. Efisiesi Boiler adalah penggunaan sumber energi secara minimum guna pencapaian hasil yang optimum. Efisiensi hanya dapat dievaluasi dengan penilaian-penilaian relatif, membandingkan antara masukan dan keluaran.
Heat Absord adalah cara sederhana untuk mengetahui efisiensi Boiler.
4.2.2.5 Model Efisiensi Boiler :
Diagram model kebutuhan untuk menghitung efisiensi Boiler adalah berdasarkan Heat Absord, dimana model sederhana untuk mengetahui efisiensi Boiler yang ditampilkan dalam tabel berikut :
85
Tabel 4.5 : Variable Efisiensi Boiler
No. Variabel Formula
1 Flow blowdown ((Max (‘%Cl-‘,’%Conduct’,”%Iron’,’%Silika’)/(100%-Max))*’Flow Steam’
2 Entalphy Saturated CP*’Temp. Superheat’
3 Flow Feedwater ‘Flow Blowdown’+’Flow Steam’
4 Entalphy Feedwater CP*’Temp. BFW’
5 Entalphy Steam Max(‘Perhitungan1’,’Perhitungan2’)
6 Efisiensi Boiler ((((‘Flow Steam’*’Delta Entalphy’)+(‘Flow Blowdown’*’Delta Entalphy Saturated’)) /(‘Q Input 1’))*100%)
Adapun penjelasan table adalah sebagai berikut :
1. Flow blowdown adalah masa air yang keluar dari Boiler yang disebabkan oleh adanya kandungan mineral impurities dalam feedwater. Mineral impurities tertinggi dalam feedwater (dalam bentuk % blowdown) dijadikan dasar untuk mengetahui jumlah flow blowdown.
2. Entalphy saturated adalah kandungan energy berdasarkan temperature
superheat versus Cp feedwater (konstan). Entalphy nantinya dalam bentuk hf.
3. Flow Feedwater adalah air yang masuk ke Boiler sebagai umpan yang masih mengandung mineral impuries. Flow feedwater dapat dihitung berdasarkan flow steam yang diproduksi di Boiler dikurangi dengan flow blowdown hasil dari analisa mineral tertinggi dalam feedwater.
4. Entalphy feedwater adalah kandungan energy berdasarkan temperature versus Cp feedwater (konstan). Entalphy nantinya dalam bentuk hf.
86
5. Entalphy steam adalah kandungan energy yang ada pada steam product berdasarkan temperature versus tekanan dalam table steam superheated.
6. Efisiesi Boiler adalah penggunaan sumber energi secara minimum guna pencapaian hasil yang optimum. Efisiensi hanya dapat dievaluasi dengan penilaian-penilaian relatif, membandingkan antara masukan dan keluaran.
Heat Absord adalah cara sederhana untuk mengetahui efisiensi Boiler.
4.3 Hasil Simulasi Data
4.3.1 Parameter Pengaturan Operasi
Parameter operasi yang dijadikan acuan penelitian meliputi:
1. Temperatur Feedwater
Temperatur feedwater masuk ke Boiler dipengaruhi oleh temperature Demin Water serta ketersediaan steam LLS hasil exhaush BFW, FDF dan converter 17/3,5 bar. Design temperature feedwater sebesar 138 0C.
Temperature dijaga stabil, diatur manual sesuai kapasitas operasi steam pada Boiler.
2. Flow Blowdown
Maksud blowdown adalah mengontrol konsentrasi impurities pada boiler water yang dibawa oleh feedwater baik dalam bentuk dissolved atau suspended solid.
Pengendalian blowdown Boiler yang baik dapat secara signifikan menurunkan biaya perlakuakn dan operasional yang meliputi :
87
Biaya perlakuaan awal lebih rendah
Konsumsi air make-up lebih sedikit
Waktu penghentian untuk perawatan menjadi berkurang
Umur pakai Boiler meningkat
Pemakaian bahan kimia untuk pengolahan feedwater menjadi lebih rendah
4.3.2 Simulasi Kandungan Chloride (Cl-) pada Feedwater
Simulasi dilakukan dengan mengubah kandungan Cl- dalam feedwater dengan perubahan 0,2 ppm, 0,4 ppm, 0,6 ppm, 0,8 ppm, 1,0 ppm, 1,2 ppm, 1,4 ppm, 1,6 ppm, 1,8 ppm, 2,0 ppm, 2,2 ppm, 2,4 ppm dengan kondisi operasi lainnya sesuai
dengan data operasi. Pengamatan dilakukan pada Flow blowdown, Q masukan, Q Looses terdapat pengaruh Efisiensi Boiler.
Tabel 4.6 : Perubahan Kandungan Chloride Parameter Pengamatan
88
4.3.3 Simulasi Perubahan Temperatur Feedwater
Simulasi dilakukan dengan mengubah temperatur feedwater dengan perubahan 123, 128, 133, 138, 142 0C dengan kondisi operasi lainnya sesuai dengan data operasi. Pengamatan dilakukan pada Flow blowdown, Q masukan, Q Looses terdapat pengaruh Efisiensi Boiler.
Tabel 4.7 : Perubahan Temperatur Feedwater Parameter Pengamatan
