PROPOSAL TUGAS AKHIR
DESAIN INDUCED DRAFT FANS PADA PULVERIZER COAL BOILER UNTUK SISTEM PLTU KAPASITAS 200 MW
THE DESIGN OF INDUCED DRAFT FANS FOR PULVERIZER COAL BOILER WITH CAPACITY 200 MW
Proposal ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan DIPLOMA IV PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK
di DEPARTEMEN TEKNIK KONVERSI ENERGI
ADITIA KURNIAWAN 121724002
TEKNOLOGI PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK TEKNIK KONVERSI ENERGI
LEMBAR PENGESAHAN
THE DESIGN OF INDUCED DRAFT FANS FOR PULVERIZER COAL BOILER WITH CAPACITY 200 MW
Diajukan oleh: Aditia Kurniawan
121724002
Telah disetujui oleh:
Pembimbing 1,
Dr. Hartono Budi S, MT.
NIP. 19661107 199512 1 002Tanggal: 3 Februari 2016
Pembimbing 2,
Drs. Maridjo, MT.
NIP. 19580219 198603 1 003Tanggal: 3 Februari 2016
DESAIN INDUCED DRAFT FANS PADA PULVERIZER COAL BOILER UNTUK SISTEM PLTU KAPASITAS 200 MW
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
DAFTAR ISI ... iii
DAFTAR GAMBAR ... iv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
I.1 Latar belakang ... 1
I.2 Tujuan ... 2
I.3 Rumusan Masalah... 2
I.4 Batasan Masalah ... 2
I.5 Metodologi... 3
I.6 Sistematika Penulisan ... 3
BAB II DASAR TEORI ... 5
II.1 Sistem PLTU ... 5
II.2 Fans ... 7
II.2.1 Centrifugal Fans ... 7
II.2.2 Axial Fans ... 9
II.3 Induced Draft Fans ... 12
II.3 Perancangan Induced Draft Fans ... 13
II.3.1 Penentuan Laju Massa Gas Buang ... 13
II.3.2 Penentuan Volume Gas Buang ... 14
II.3.3 Penentuan Kebutuhan Tekanan Statis ... 14
II.3.3 Penentuan Kebutuhan Daya Fans ... 15
II.3.4 Penentuan Kebutuhan Daya Motor ... 15
BAB III PERANCANGAN INDUCED DRAFT FANS ... 16
III.1 Tahapan Perancangan Induced Draft Fans ... 16
III.2 Metode Analisis Desain Induced Draft Fans ... 17
III.3 Rencana Anggaran Biaya ... 17
III.4 Rencana pengerjaan Skripsi ... 18
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Komponen Utama pada PLTU ... 5
Gambar 2.2 Diagram T-s siklus rankine ... 6
Gambar 2.3 Aliran Udara Centifugal Fans Jenis Backward-Inclined Fans ... 8
Gambar 2.4 Aliran Udara Centifugal Fans Jenis Radial-Tip ... 9
Gambar 2.5 Centifugal Fans Jenis Forward-Curved ... 9
Gambar 2.6 Axial Fan Jenis Propeller ... 10
BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar belakang
Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, kebutuhan masyarakat akan energi listrik menjadi sangat besar. Untuk memenuhi kebutuhan energi listrik di Indonesia, pemerintah melalui badan usaha milik negara (BUMN) yakni PT PLN telah mengeluarkan Rencana Usaha Penyediaan Tenaga Listrik (RUPTL) untuk periode tahun 2015-2024. Dalam RUPTL tersebut disebutkan bahwa tahun 2015-2019, PT PLN bersama dengan Independent Power Produsen (IPP) dalam hal ini adalah pihak swasta akan membangun beberapa pembangkit tenaga listrik yang terdiri atas Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU), Air (PLTA), Geothermal (PLTP) serta Gas dan Uap (PLTGU) dengan kapasitas terpasang sebesar 35.000 MW. Dari total 35.000 MW tersebut, sebagian besar akan disuplai oleh PLTU.
PLTU merupakan pembangkit tenaga listrik yang paling komplek diantara jenis pembangkit lainnya. PLTU terdiri atas komponen utama dan komponen Balance of Plant (BOP) yang saling terintegrasi satu dengan yang lainnya. Komponen utama PLTU terdiri atas boiler, turbin, generator, kondensor, dan pompa. Sedangkan komponen BOP terdiri atas peralatan bantu seperti Coal Handling, Water Treatment, Start Up Boiler, sistem pendinginan, sistem pelumasan dan perlatan pembantu komponen utama. Tanpa adanya dukungan dari komponen pembantu, suatu PLTU tidak akan mampu bekerja dengan baik.
Salah satu komponen auxiliary dari boiler yang memiliki fungsi yang sangat penting pada suatu PLTU adalah Induced Draft Fans (ID Fan). Induced Draft Fan adalah kipas yang digunakan untuk mengalirkan gas buang hasil pembakaran di ruang bakar boiler menuju chimney. Induced Draf Fan bekerja untuk mempertahankan tekanan pada furnace boiler dibawah tekanan atmosfer dengan cara menghisap flue-gas dan mengalirkannya untuk dibuang ke atmosfer melalui chimney sehingga sirkulasi udara pembakaran pada boiler tetap seimbang.
Besarnya tekanan dan volume flue-gas yang dihisap oleh ID Fan diatur oleh besarnya sudut dari blade pitch ID fan. Semakin besar bukaan sudut dari blade pitch maka tekanan yang dihisap akan semakin besar. Selain itu, besarnya tekanan dan
laju alir massa flue-gas juga bisa diatur melalui pengaturan putaran ID fan tersebut menggunakan damper dan VFD.
Dengan pentingnya peran ID fan dalam sistem PLTU, maka pada skripsi kali ini penulis akan merancang ID fan untuk PLTU dengan kapasitas 200 MW.
I.2 Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai skripsi ini adalah:
1. Mengetahui cara kerja induced draft fan pada PLTU.
2. Mendesain induced draft fan untuk PLTU dengan kapasitas 200 MW. 3. Mengetahui performa induced draft fan yang digunakan untuk sistem PLTU
dengan kapasitas 200 MW.
I.3 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah pada skripsi ini adalah:
1. Penentuan kesetimbangan massa gas buang untuk induced draft fan pada PLTU dengan kapasitas 200 MW.
2. Penentuan spesifikasi dari fan dan motor yang digunakan untuk induced draft fan pada PLTU dengan kapasitas 200 MW.
3. Analisis pengaruh pembeban terhadap kinerja induced draft fan untuk PLTU dengan kapasitas 200 MW.
I.4 Batasan Masalah
1. Perencanaan perhitungan mencakup balance massa flue-gas, spesifikasi fan, dimensi fan, pemilihan bahan fan serta gambar teknik desain induced draft fan menggunakan standar yang ada.
2. Perancangan ini tidak meliputi instalasi ducts untuk flue-gas yang dialirkan oleh induced draft fan, sistem pendinginan dan sistem pengaturan laju massa flue-gas serta analisis aliran fluida yang dihisap oleh induced draft fan.
3. Perencanaan perhitungan ini hanya mencakup pemilihan spesifikasi motor penggerak fan, tidak membahas sistem kelistrikan, sistem kendali dan sistem proteksi untuk motor penggerak.
I.5 Metodologi 1. Studi Pustaka
Metode ini merupakan suatu metode dimana buku-buku dan internet dijadikan sumber penunjang pembuatan skripsi, serta berbagai referensi dari skripsi / TA tahun-tahun sebelumnya.
2. Diskusi
Metode diskusi dilakukan dengan cara tanya jawab dengan pembimbing dan staf pengajar lainnya yang mengerti dan kompeten dibidang yang dipilih sebagai tema skripsi.
3. Perancangan Desain Sistem PLTU
Metode ini dilakukan dengan merancang sistem PLTU kapasitas 200 MW menggunakan software. Dimana di dalam software tersebut, dapat dilakukan simulasi dan diketahui laju massa gas buang yang akan menjadi referensi dalam mendesain induced draft fans.
4. Perancangan Desain Induced Draft Fans
Proses perancangan induced draft fans dilakukan dengan menganalisis laju massa gas buang hasil simulasi sistem PLTU pada software. Kemudian melakukan perhitungan untuk menentukan spesifikasi induced draft fan berdasarkan buku refesensi.
5. Pembuatan Laporan
Pembuatan laporan merupakan hasil dari perancangan desain induced draft fans untuk sistem PLTU 200 MW.
I.6 Sistematika Penulisan
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang latar belakang, tujuan skripsi, rumusan masalah, batasan masalah, metode yang digunakan dalam penulisan skripsi dan sistematika penulisan skripsi.
BAB II DASAR TEORI
Pada bab ini berisi tentang dasar-dasar teori yang berkaitan dengan tema yang diambil oleh penulis yaitu perancangan induced draft fans, sehingga
dengan bantuan referensi tersebut penulis mampu merancang sebuah induced draft fans untuk PLTU kapasitas 200 MW.
BAB III PERANCANGAN INDUCED DRAFT FANS
Pada bab ini berisi tentang tahapan-tahapan perancangan dari induced draft fan. Tahapan-tahapan dimulai dari menghitung laju massa gas buang secara stokiometrik dan termodinamika, kemudian memverifikasi dengan data hasil simulasi menggunakan software. Selanjutnya memilih spesifikasi fans dan motor yang cocok untuk induced draft fans tersebut.
BAB IV ANALISIS PERANCANGAN
Bab ini berisi tentang analisis-analisis dari perhitungan laju massa gas buang yang dialirkan oleh induced draft fans. Selain itu pada bab ini juga akan dibahas mengenai pengaruh pembebanan terhadap kinerja induced draft fans.
BAB V PENUTUP
Bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil perancangan induced draft fans untuk sistem PLTU kapasitas 200 MW, serta spesifikasi fans dan motor yang cocok.
BAB II DASAR TEORI II.1 Sistem PLTU
Pembangkit listrik tenaga uap atau PLTU merupakan jenis pembangkit tenaga listrik yang paling banyak digunakan di Indonesia. Pembangkit jenis ini umumnya digunakan untuk menopang beban-beban dasar (base load) pada jaringan interkoneksi. PLTU terdiri atas 5 komponen utama yakni boiler, turbin, kondensor, pompa dan generator.
Gambar 2.1 Komponen Utama pada PLTU
Sumber: Cengel. A Yunus. 2006. THERMODYNAMICS: An Engineering Approach, Fifth Edition. McGraw-Hill: New York
PLTU membangkitkan listrik dengan cara menerapkan siklus rankine yakni siklus termodinamika yang mengubah panas menjadi kerja. Pada prosesnya, pemanasan air umpan hingga menjadi uap bertekanan tinggi dilakukan di boiler. Kemudian uap tersebut dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin yang telah dikopel dengan generator sehingga dihasilkan listrik. Selanjutnya uap yang telah digunakan untuk memutar turbin tersebut dikondensasikan lagi di kondensor hingga menjadi air kondensat. Pada siklus tertutup, air kondensat ini digunakan kembali sebagai air umpan boiler menggunakan pompa.
Berikut ini cara kerja siklus rankine menggunakan diagram T-s:
Proses 1-2, fluida dalam bentuk cair (air umpan) dipompakan dari tekanan rendah ke tekanan tinggi. Proses ini memerlukan sedikit input energi.
Proses 2-3, Fluida cair bertekanan tinggi masuk boiler masuk dimana fluida dipanaskan hingga menjadi uap pada tekanan konstan menjadi uap jenuh.
Proses 3-4, Uap jenuh bergerak menuju turbin, menghasilkan energi listrik. Hal ini mengurangi temperatur dan tekanan uap, dan mungkin sedikit kondensasi juga terjadi.
Proses 4-1, Uap basah memasuki kondensor dimana uap diembunkan dalam tekanan dan temperatur tetap hingga menjadi cairan jenuh.
Gambar 2.2 Diagram T-s siklus rankine
Sumber: Cengel. A Yunus. 2006. THERMODYNAMICS: An Engineering Approach, Fifth Edition. McGraw-Hill: New York
Dalam siklus rankine ideal, pompa dan turbin adalah isentropik, yang berarti pompa dan turbin tidak menghasilkan entropi dan memaksimalkan output kerja. Dalam siklus rankine yang sebenarnya, kompresi oleh pompa dan ekspansi dalam turbin tidak isentropik. Dengan kata lain, proses ini tidak bolak-balik dan entropi meningkat selama proses. Hal ini meningkatkan tenaga yang dibutuhkan oleh pompa dan mengurangi energi yang dihasilkan oleh turbin. Secara khusus, efisiensi turbin akan dibatasi oleh terbentuknya titik-titik air selama ekspansi ke turbin akibat kondensasi. Titik-titik air ini menyerang turbin, menyebabkan erosi dan korossi, mengurangi usia turbin dan efisiensi turbin. Cara termudah dalam menangani hal ini adalah dengan memanaskannya pada temperatur yang sangat tinggi.
II.2 Fans
Fans atau yang dikenal sebagai kipas merupakan peralatan yang sangat penting keberadaannya bagi sebuah pembangkit tenaga listrik. Dalam suatu pembangkit tenaga listrik, khususnya PLTU, Fans memiliki fungsi sebagai penyedia udara untuk proses pembakaran, udara untuk membuat batu bara melayang diruang bakar dan mengalirkan gas buang menuju chimney untuk menjaga keseimbangan udara pembakaran pada boiler.
Dalam mengalirkan udara atau gas, fans membutuhkan penggerak mula yang berasal dari motor induksi ataupun rotating shaft lainnya yang dikopel menggunakan belt maupun secara langsung pada satu poros. Ketika berputar, fan akan membangkitkan tekanan untuk melawan suatu resistance (hambatan) yang disebabkan oleh duct (saluran udara), dampers dan komponen lainnya pada sistem fan tersebut sehingga dapat mengalirkan udara. Besarnya laju massa udara yang dialirkan sangat dipengaruhi oleh jenis fan, kapasitas mesin induksi yang digunakan dan fans blade.
Fans yang digunakan untuk sistem aliran udara pada pembangkit didominasi oleh fans jenis centrifugal dan axial. Kedua jenis fan ini memiliki kapasitas, tekanan, pengaturan sudu, tingkat ketahanan dan korosi yang berbeda.
II.2.1 Centrifugal Fans
Centrifugal fan mengalirkan udara dan gas secara tegak lurus dengan poros kipasnya. Centrifugal fan bekerja dengan cara meningkatkan kecepatan udara menggunakan putaran impeller, peningkatan kecepatan ini berlangsung hingga udara tersebut menyentuh ujung blade pada fans. Kemudian setelah menyentuh ujung blade, kecepatan udara tersebut dikonversi menjadi tekanan.
Untuk keperluan industri yang menginginkan fans yang mampu menghasilkan tekanan dan laju massa udara yang tinggi, centrifugal fans merupakan pilihan yang baik. Selain itu centrifugal fans juga mampu bekerja dengan udara yang memiliki temperatur yang tinggi, udara kotor dan kandungan air yang tinggi serta mudah dalam penanganan pada materialnya. Jenis centrifugal fans yang paling umum digunakan untuk aplikasi induced draft fans adalah:
Radial-tip fans digunakan pada industri karena memiliki tekanan statik yang tinggi (up to 1400 mmWC) dan bekerja blade tip speed pada tingkat medium. Radial fans mampu bekerja pada udara dengan tingkat kontaminan yang tinggi. Selain itu fan jenis ini juga dapat bekerja dengan baik pada kondisi udara dengan temperature yang tinggi.
2. Forward-Curved
Sesuai dengan namanya, Forward-curved fan akan mengalirkan udara sesuai dengan arah putarannya. Fans jenis ini digunakan pada lingkungan yang bersih dan bekerja pada temperature yang lebih rendah. Fans ini bekerja dengan baik pada industri yang membutuhkan tip speed yang rendah namun memiliki kerja alju udara yang tinggi. Namun fans jenis ini memiliki efisiensi yang rendah, selain itu pemilihan driver harus dilakukan dengan hati-hati untuk menghindari beban lebih (overload) pada motor.
3. Backward-Inclined
Backward-inclined fans lebih efisien dibandingkan dengan forward-curved fans. Fans jenis ini jugadikenal sebagai non-overloading fans karena bisa beroperasi dengan baik pada saat perubahan tekanan statik tanpa menyebabkan beban lebih (overload) pada motor. Fans dapat bekerja dengan baik dalam mengatasi laju udara yang berubah-ubah, oleh karenanya fans jenis ini sangat cocok untuk keperluan forced draft service pada PLTU.
Gambar 2.3 Aliran Udara Centifugal Fans Jenis Backward-Inclined Fans Sumber: Bleier, P Frank. 1998. Fan Handbook: Selection, Application and
Gambar 2.4 Aliran Udara Centifugal Fans Jenis Radial-Tip Sumber: Bleier, P Frank. 1998. Fan Handbook: Selection, Application and
Design. McGraw-Hill: New York.
Gambar 2.5 Centifugal Fans Jenis Forward-Curved
Sumber: Bleier, P Frank. 1998. Fan Handbook: Selection, Application and Design. McGraw-Hill: New York.
II.2.2 Axial Fans
Axial fans memiliki aliran udara dan gas yang paralel dengan poros kipasnya. Axial fans banyak digunakan pada industri pesawat terbang, karena mampu menghasilkan aerodinamika udara yang baik. Selain itu axial fans memiliki kelebihan pada konstruksinya yang compact sehingga tidak memerlukan area yang luas, memiliki berat yang ringan serta bila ditinjau dari segi ekonomi lebih
murah dibandingkan dengan centrifugal fan. Axial fan dikelompokkan dalam 3 jenis yakni:
1. Propeller
Propeller fans bekerja pada putaran rendah dan temperature yang sedang. Propeller fans mampu mengatasi perubahan laju udara yang besar dengan perubahan tekanan statik yang kecil serta dapat mengatasi besarnya volume udara pada tekanan yang rendah. Fans jenis ini banyak digunakan di dalam ruangan sebagai exhaust fans dan di luar ruangan untuk aplikasi udara pendingin kondensor. Namun fans jenis ini memiliki kekurangan pada efisiensinya yang rendah yakni berkisar 50% atau kurang.
Gambar 2.6 Axial Fan Jenis Propeller
Sumber: Bleier, P Frank. 1998. Fan Handbook: Selection, Application and Design. McGraw-Hill: New York.
2. Tube Axial
Tube axial fans memiliki wheel impeller dan cylindrical housing. Wheel berputar lebih cepat dari propeller, sehingga mampu bekerja di bawah tekanan 250-400 mmWC. Fans ini juga memiliki efisiensi yang lebih baik dari propeller yakni 65% dan banyak digunakan sebagai exhaust fans.
3. Vane Axial
Vane axial fans hampir sama dengan dengan tube axial fans, perbedaannya terletak pada adanya penambahan guide vane yang dapat meningkatkan efisiensi fan secara mengatur dan memperbesar laju massa udara. Hasilnya
vane axial memiliki tekanan statik yang lebih tinggi dengan tidak tergantung dengan tekanan statis pada saluran. Sebagian besar fans ini digunakan untuk tekanan diatas 500 mmWC. Fans jenis ini merupakan fan yang paling efisien diantara jenis-jenis fans lain dan mampu diaplikasikan untuk berbagai kebutuhan.
Gambar 2.7 Axial Fans Jenis Tube Axial
Sumber: Bleier, P Frank. 1998. Fan Handbook: Selection, Application and Design. McGraw-Hill: New York.
Gambar 2.8 Axial Fan Jenis Vane Axial
Sumber: Bleier, P Frank. 1998. Fan Handbook: Selection, Application and Design. McGraw-Hill: New York.
II.3 Induced Draft Fans
Induced draft fans memegang peranan yang sangat penting bagi sebuah PLTU. ID fans berfungsi untuk mengalirkan gas buang hasil pembakaran bahan bakar untuk dibuang ke atmosfer agar keseimbangan udara pembakaran di furnace tetap terjaga. ID fans beroperasi dengan menghasilkan udara dengan tekanan dibawah tekanan atmosfer sehingga dapat gas buang ke atmosfer melalui chimney.
Pada kebanyakan instalasi, keandalan yang lebih besar diperoleh dengan cara membagi kapasitas total kapasitas total fans antara dua fans yang beroperasi secara paralel. Jika satu fans rusak, maka fans yang lainnya hanya dapat membawa 60% atau lebih dari beban penuh boiler, tergantung dari ukuran fans tersebut. Alternatif lainnya dapat pula dilakukan dengan menyediakan satu fans sebagai redundant, namun hal ini harus ditinjau terlebih dahulu secara ekonomi.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan induced draft fans adalah sebagai berikut:
1. Efisiensi yang tinggi 2. Konstruksi dan keandalan 3. Sistem proteksi
4. Kestabilan
5. Material handling 6. Sistem pendingin
Selain keenam hal tersebut, dalam pemilihan fans hal yang harus diperhatikan pula adalah margin fans atau safety factor. Perhitungan margin fans merupakan aspek yang paling critical dalam menentukan ukuran fans yang benar. Margin yang dimaksudkan mengenai beberapa aspek yakni volume, tekanan kerja, temperatur ambient dan temperatur kerja termasuk juga kondisi pada saat boiler maximum continuous rating (MCR).
Regulasi mengenai safety margin untuk fans secara terus-menerus diperbaharui dan didesain kembali oleh para engineers untuk menghindari kesalahan dalam penentuan nilai margin agar tidak terlalu besar, karena dapat meningkatkan biaya investasi dan akan meningkatkan penggunaan energi. Umumnya pelaku industri manufaktur fans telah menyepakati nilai safety margin untuk draft fans pada boiler
jenis coal fire yakni sebagai berikut (Boiler and Burners Design, Prabir Basu, 2000):
10% untuk volume
10% untuk daya poros
20% untuk tekanan kerja
20% untuk temperatur
II.3 Perancangan Induced Draft Fans
Perancangan ini terdiri atas basic dan detail desain. Basic desain yang dimaksud terdiri atas penentuan kapasitas fans sesuai dengan kebutuhan gas buang, sedangkan detail desain terdiri atas dimensi, pemilihan bahan dan gambar teknik dari rancangan fans. Berikut ini tahapan perancangan induced draft fans:
II.3.1 Penentuan Laju Massa Gas Buang
Gas asap merupakan produk hasil dari pembakaran bahan bakar dengan udara. Berdasarkan reaksi pembakaran, komposisi dari gas asap yang dihasilkan dalam setiap 1 kg bahan bakar yang di bakar dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut (Djokosetyardjo, 2006):
Gas CO2
CO2 = 3,67 × C [𝐾𝑔𝑢𝑑
𝐾𝑔𝑏𝑏] ... (1) dimana,
C: % volume karbon dalam bahan bakar
Gas SO2 SO2 = 2 × S [
𝐾𝑔𝑢𝑑
𝐾𝑔𝑏𝑏] ... (2) dimana,
S : % volume sulfur dalam bahan bakar
Gas H2O
H2O = 9 (H) + H2O [𝐾𝑔𝑢𝑑
𝐾𝑔𝑏𝑏] ... (3) dimana,
H : % volume hidrogen dalam bahan bakar H 2O: % volume air dalam bahan bakar
Gas N2
N2 = 77% × udara pembakaran + N [𝐾𝑔𝑢𝑑
𝐾𝑔𝑏𝑏] ... (4) Kebutuhan udara = (2,67 C+8H+S−O)
0,23 ... (5) Udara pembakaran = kebutuhan udara × (1 + excess air) ... (6) dimana,
N : % volume nitrogen dalam bahan bakar
Gas O2
O2 = 0,23 × kebutuhan udara × excess air ... (7)
Abu
Abu = % abu dalam bahan bakar ... (8) Total gas buang (Gptot) yang dihasilkan pada proses pembakaran secara teoritis dapat dihitung menggunakan persamaan berikut:
Gp.tot = CO2 + SO2+ H2O + N2+ O2 + Abu [ Kgud
Kgbb] ... (9) Laju massa gas buang dapat diketahui melalui persamaan berikut:
ṁgas buang = ṁbb× Gptot[ Kg
s] ... (10) Laju massa bahan bakar (ṁbb) didapatkan menggunakan persamaan berikut:
ṁbb = Quap ηboiler×LHVbb[
Kg
s] ... (11) II.3.2 Penentuan Volume Gas Buang
Volume gas buang dapat dihitung menggunakan persamaan berikut: Vgas buang= Margin ×ṁgas buang
ρgas buang[ m3
s ] ... (12) dimana,
ρgas buang: massa jenis gas buang [𝐾𝑔 m3] Margin: 1,1
II.3.3 Penentuan Kebutuhan Tekanan Statis
Total tekanan statis yang dibutuhkan oleh sistem draft pembangkit dalam mengalirkan gas buang dapat dihitung dengan cara berikut (Black and veatch, Power Plant Engineering, hal 306):
Economizer = mmWG Duct to AH = mmWG AH Primary = mmWG AH Secundary = mmWG Duct to ESP = mmWG ESP = mmWG Duct to Stack = mmWG Stack = mmWG
Total tekanan Statis = mmWG
Maka total tekanan statis ∆P yang diperlukan adalah
∆P = 𝑆𝑎𝑓𝑒𝑡𝑦 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 × total tekanan statis [mmWG]... (13) dimana safety factor untuk tekanan statis pada perancangan ini didesain 1,2. II.3.3 Penentuan Kebutuhan Daya Fans
Kebutuhan daya fans dihitung menggunakan persamaan berikut: Pfans = safety factor ×Vgas buang×∆P
ηfans×102 [kW] ... (14) dimana,
ηfans: Efisiensi fans Safety factor : 1,2
II.3.4 Penentuan Kebutuhan Daya Motor
Kebutuhan daya motor dihitung menggunakan persamaan berikut: Pmotor = Pfans
BAB III
PERANCANGAN INDUCED DRAFT FANS III.1 Tahapan Perancangan Induced Draft Fans
Mulai Studi Pustaka: 1. Referensi 2. Studi Lapangan Pemodelan PLTU Desain:
Menghitung Laju Massa Gas Buang
Menghitung Volume Gas Buang
Menghitung Tekanan Statis Gas Buang
Menghitung Daya Fans
Menghitung Daya Motor
Menghitung Dimensi Fans
Analisis Desain Fans:
Performa Operasi Sesuai Rencana Gambar Desain Selesai Tidak Ya
III.2 Metode Analisis Desain Induced Draft Fans
Salah satu cara untuk menganalisis suatu desain adalah dengan menganalisis kinerja dari desain tersebut. Kinerja fans dapat dilihat dari grafik hubungan pembebanan terhadap laju massa gas buang, laju massa gas buang terhadap daya fans, laju massa gas buang terhadap daya motor, pembebanan terhadap daya fans dan pembebanan terhadap daya motor.
Analisis desain induced draft fan ini dilakukan dengan cara menyimulasikan sistem PLTU dengan pembebanan yang berbeda, sehingga diketahui laju massa gas buang, daya fans dan daya motor untuk setiap perubahan beban, kemudian data hasil simulasi ini digunakan untuk membuat grafik performa induced draft fans yang didesain.
Selain itu, analisis desain ini juga dapat dilakukan dengan mengamati kinerja gaas buang pada saat operasi yakni ketika bahan bakar yang digunakan berbeda dari batu bara yang digunakan pada saat desain.
III.3 Rencana Anggaran Biaya A. Proposal
Print Rp 20.000,- Jilid Rp 2.500,-
B. Penelitian
Pengiriman Surat Pengantar Rp 25.000,- Amplop Map Rp 2.500,- Biaya Transportasi Rp 400.000,-
C. Penyusunan Laporan Tugas Akhir
Print Laporan Tugas Akhir Rp 200.000,- Hard Cover Rp 100.000,-
DAFTAR PUSTAKA
1. Basur, Prabi. 2000. Boiler and Burners Design and Theory. Springer Spancer: Amerika Serikat.
2. Black and Veatch. 1996. Power Plant Engineering, 1st Edition. Springer Spancer: Amerika Serikat.
3. Bleier, P Frank. 1998. Fan Handbook: Selection, Application and Design. McGraw- Hill: New York.
4. Cengel. A Yunus. 2006. THERMODYNAMICS: An Engineering Approach, Fifth Edition. McGraw-Hill: New York
