CHAPTER IV
PERHITUNGAN DAN ANALISIS PELUANG PENGHEMATAN ENERGI
DAN PENGURANGAN EMISI
4.1.
Pemasangan Kapasitor Bank Pada Sistem Kelistrikan
Berikut data dari hasil pengukuran kelistrikan yang dilakukan di Ball Mill 3A
Tegangan rata-rata : 3.250 Volt
Arus rata-rata : 60 A
Factor Daya rata-rata(PF) : 0,7 Cos Φ : 0,7 Φ = arc Cos 0,7 = 45o
Sebelum Peningkatan Faktor Daya : P = √3 x V x I x Cos Φ = √3 x 3.250 x 60 x 0,7 = 236 kW S = √3 x V x I = √3 x 3.250 x 60 = 338 kVA Q = √3 x V x I x Sin Φ = √3 x 550 x 250 x 0,71 = 240 kVAR
Setelah Peningkatan Faktor Daya Dengan Pemasangan Kapasitor Target PF 0,95 S = P/ Cos Φ
= 236/0,95 = 249 kVA
I = S/√3 x V
= 249 kVA/√3 x 3.250 Volt = 45 A
Q = S sin Φ Cos Φ = 0,95; Φ = arc Cos 0,95 = 18o = 249 Sin 18o
= 78 kVAR
Perhitungan Penghematan :
Penghematan Daya Nyata = S PF 0,7 – S PF 0,95
= 338 – 249 kVA
= 89 kVA
Penghematan daya nyata = (89/338) * 100 % = 26 %
Daya aktif = 89 kVA x 0,95 = 84 kW
Penghematan dari daya aktif awal =
= 35,6%
Penghematan Pemakaian Energi Listrik Aktif
Penghematan energi listrik per bulan dengan asumsi sehari proses pemasakan 10 jam dan hari kerja 22 hari :
= 84 kW x 10 jam x 22 hari = 18.480 kWh
= 18,48 MWh/bulan
Penghematan per bulan financial dengan asumsi per kWh Rp. 610,- = 18.480 x 610
= Rp. 11.272.800,- Pengurangan emisi CO2 :
Perhitungan Kapasitansi Kapasitor
Daya reaktif kapasitor = Q sebelum – Q setelah = 240 – 78
= 162 kVAR Dari persamaan Q =
Xc V2
Maka diperoleh persamaan Xc = Q V2 = kVAR V 162 ) 250 . 3 ( 2 = 65,2 Ω
Maka nilai kapasitor yang dibutuhkan adalah: C = x f. 2 1 = 2 , 65 ). 50 ( 2 1 = 65 , 4500 1 = 0,0000488 F = 48,8 µF
Dari hasil perhitungan diperoleh nilai kapasitor untuk memperbaiki faktor daya dari sistem kelistrikan adalah dibutuhkan kapasitor bank dengan kapasitas 48,8 Kebutuhan kapasitor ini dapat disesuaikan dengan besar kapasitas kapasitor yang beredar di pasaran. Pemasangan kapasitor bank pada sistem dipasang secara parallel pada bus transformator.
4.2
. PEMASANGAN
FLUIDIZED COAL DRYER
PADA
ROLLER
MILL COAL PULVERIZER
Dari data yang diperoleh bahwa pada boiler 6. Pulverizer mill dengan menggunakan roller mill mempunyai kapasitas total 45 ton/jam. Untuk pengurangan moisture content batu bara yang akan masuk roller mill dapat dihitung penghematannya berdasarkan grafik berikut ini.
Gambar 4.1 Effect of moisture content batubara (lignite) on gross pulverizer power (KWh/ton). (Ellman, R., L. Dockter and J. Belter, “Pulverizing Lignite in a Ring-Roller
Mill,”U.S. Bureau of Mines Report 7631 (1972))
Pemanas batubara yang digunakan dirancang dapat mengurangi moisture content batu bara dari 40 menjadi 20 %. Berdasarkan grafik diatas dapat dilihat Gross power yang digunakan ketika menggerus batu bara dengan moisture content 40% sebesar 32 Kwh/ton, sedangkan untuk batubara dengan moisture content 20% sebesar 20 Kwh/ton. Maka ketika adanya pengurangan moisture content dari 40 ke 20 % terjadi penghematan power
= 37,5%
Penurunan moisture content tersebut mengalami penghematan power penggerusan sebesar 12 Kwh/ton. Menurut data kapasitas total roll mill di PT Indah Kiat sebesar 45 ton/jam maka didapat penghematan KWH sebesar:
= (12 Kwh/ton) × (45 ton/jam) × (24 jam/hari) × (300 hari/tahun) = 3.888.000 KWH/Tahun
= 3.888 Mwh/Tahun
Dengan asumsi harga listrik per KWH sebesar Rp 450,- maka uang yang dapat dihemat sebesar :
= ( 3.888.000 Kwh/tahun) × (Rp 450/kwh ) = Rp 1.749.600.000,-
Dengan asumsi power dari penggerusan berasal dari listrik dengan factor emisi CO2 sebesar 0,798, maka dari data tersebut dapat dihitung penghematan emisi CO2 sebesar:
= (3.888 Mwh/tahun) × (0,798) = 3.102,62 ton CO2/Tahun
Dengan perhitungan yang sama, tiap pengurangan 5% moisture content dapat dilihat penghematan dan pengurangan emisi CO2 sebagai berikut.
Moisture content (%) Power Penggerusan (Kwh/ton) Penurunan tiap 5% penurunan power penggerusan (Kwh/ton) KWH penurunan (Kwh/jam) KWH/tahun uang yang dapat dihemat per tahun MWh penurunan Pengurangan emisi CO2 (ton) 40 32 4 180 1,296,000.00 583,200,000.00 1,296.00 1,034.21 35 28 2 90 648,000.00 291,600,000.00 648.00 517.10 30 26 3 135 972,000.00 437,400,000.00 972.00 775.66 25 23 3 135 972,000.00 437,400,000.00 972.00 775.66 20 20 3 135 972,000.00 437,400,000.00 972.00 775.66 15 17 3 135 972,000.00 437,400,000.00 972.00 775.66 10 14 2 90 648,000.00 291,600,000.00 648.00 517.10
Dan apabila pengeringan dilakukan sampai moisture tertentu secara cumulative, dari hasil perhitungan dapat dilihat penghematan dan pengurangan emisi CO2 sebagai berikut:
Moisture content (%) Power Penggerusan (Kwh/ton) Cumulative penurunan power penggerusan (Kwh/ton) KWH penurunan (Kwh/jam)
KWH/tahun uang yang dapat dihemat per tahun
MWh penurunan Pengurangan emisi CO2 (ton) 40 32 4 180 1,296,000.00 583,200,000.00 1,296.00 1034.21 35 28 6 270 1,944,000.00 874,800,000.00 1,944.00 1551.31 30 26 9 405 2,916,000.00 1,312,200,000.00 2,916.00 2326.97 25 23 12 540 3,888,000.00 1,749,600,000.00 3,888.00 3102.62 20 20 15 675 4,860,000.00 2,187,000,000.00 4,860.00 3878.28 15 17 18 810 5,832,000.00 2,624,400,000.00 5,832.00 4653.94 10 14 32 1440 10,368,000.00 4,665,600,000.00 10,368.00 8273.66
Selain terdapat penghematan dari power penggerusan, apabila batubara umpan telah mengalami penurunan moisture content, maka IDO sebagai cadangan bahan bakar ketika roller mill mengalami trip akan dapat ditekan penggunaannya. Selama ini apabila roller mengalami trip, IDO akan disemprotkan ke dalam mill sebagai bahan bakar pembantu agar dapat berjalan kembali. Jika asumsi IDO yang digunakan dalam PT Indah Kiat hanya digunakan untuk bahan bakar pembantu di roller mill, maka pemasangan dryer ini dalam setahun akan menghemat bahan bakar IDO sebesar 617.036 liter dengan panas yang dihemat sebesar:
= (617.036 liter/tahun) × (10800 Kkal/ Kg) × (0,885 Kg/Liter) = 5.897.630.088 Kkal/tahun
Bila dikonversi ke dalam Tera Joule sebesar :
= (5.897.630.088 Kkal/tahun) × ( 4,2 × 10 -9 TJ/Kkal) = 24,77 TJ/tahun
Bila harga IDO per liter Rp 8.500,- maka tiap tahun akan dihemat uang sebesar : = (617.036 liter/tahun) × (Rp 8.500/ liter)
Emisi CO2 (ton CO2/th)
= (24,77 TJ/ Tahun) x (74,1 ton CO2/TJ) = 1.835,45 ton CO2/th
Emisi CH4 (ton CO2-eq./th)
= (24,77 TJ/ Tahun) x (0,003 kg CH4/TJ) x 21 = 1,56 ton CO2-eq./th
Emisi N2O (ton CO2-eq./th
= (24,77 TJ/ Tahun) x (0,00006 kg N2O/TJ) x 310 = 0,46 ton CO2-eq./th
Total reduksi emisi GRK = 1.835,45 + 1,56 + 0,46
