PRINSIP KONSERVASI ENERGI PADA PROSES PRODUKSI. Ir. Parlindungan Marpaung HIMPUNAN AHLI KONSERVASI ENERGI

(1)

PRINSIP KONSERVASI ENERGI

PADA PROSES PRODUKSI

Ir. Parlindungan Marpaung

(2)

Elemen Kompetensi Kriteria Unjuk Kerja (KUK) 1. Menjelaskan prinsip-prinsip

konservasi energi 1. Jenis energi dianalisis_{2. Indikator kinerja pemanfaatan energi dipahami} 3. Pengoperasian fasilitas utiliti dianalisis

4. Pengoperasian fasilitas produksi dianalisis 5. Pemeliharaan dan perawatan fasilitas energi

dianalisis

6. Dampak lingkungan dianalisis 2. Menjelaskan prinsip-prinsip

konservasi energi pada teknologi pengguna energi

1. Prinsip konservasi energi pada sistem peralatan

thermaldimengerti

2. Prinsip konservasi energi pada sistem kelistrikan dimengerti

3. Prinsip konservasi energi pada sistem kendali (control) dimengerti

3. Menjelaskan prinsip-prinsip konservasi energi pada proses produksi

1. Proses produksi dianalisis 2. Neraca massa dianalisis 3. Neraca energi dianalisis 4. Parameter operasi dianalisis

(3)

PRINSIP KONSERVASI ENERGI PROSES PRODUKSI

1. Menentukan unit produksi pengguna energi signifikan 2. Menghilangkan buangan energi (pencegahan).

3. Mengurangi rugi-rugi energi (recovery)

(4)

Proses produksi yang konsumsi energinya signifikan ..?

Konsumen energi signifikan (besar) - Teori Pareto

Unit Produksi Yang Signifikan .??

(5)

Sasaran konservasi energi proses produksi ditentukan dengan metode analisis ABC sbb :

Prioritas Sasaran - Teori Pareto

Langkah Tindakan yang Perlu Obyektive

Langkah 1 Bagi sistem keseluruhan menjadi kelompok dan sub-kelompok berdasarkan jenis energi seperti diperlihakan pada gambar informasi pemanfaatan energi di atas.

Pendekatan ini akan membuat masalah yang kompleks menjadi lebih sederhana.

Langkah 2 Hitung energi input masing –masing sub kelompok

Membantu dalam menetukan prioritas pengendalian

Langkah 3 Analisis ABC konsumsi energi sub kelompokdalam % keseluruhan

Membantu manager

energi untuk menentukan prioritas dan model

Langkah 4 Analisis mikro katagori A dan katagori B sub kelompok peralatan masing – masing untuk tiap jenis energi yang digunakan

Mengidentifikasi area masalah dan membantu menetapkan sasaran,

(6)

Menentukan Sasaran dengan Metode

Analisis ABC (Berdasarkan Unit dan Konsumsi bahan bakar) % Sasaran 4.5 Prioritas 7 7.5 Prioritas 5 3 Prioritas 8 1 7 Prioritas 6 2 1.25 3 Prioritas 8 0.75 12 Prioritas 3 15 Prioritas 2 3 Prioritas 8 8 Prioritas 4 20 Prioritas 1 12 Prioritas 3

(7)

Unit Pengguna Energi Signifikan (Berdasarkan Biaya Energi)

(8)

(9)

REAKTOR DEFEKASI SISTEM pH 7,2 - 7,4 Ke Bejana Sulfitasi Susu Kapur DEFEKATOR II & EQUALIZER pH 8,6 - 9,0 Susu Kapur Nira Mentah PRE CONTACTOR DEFEKATOR I Adys file 2006 • Stasiun Pemurnian • Stasiun Penguapan BP I BP II BP III BP IV Kondensat • Stasiun Masakan

Pengguna Energi Signifikan – Industri Gula

• Boiler

(10)

Pengguna Energi Signifikan

INDUSTRI BAJA

EAF

(11)

1. Menghilangkan Buangan Energi Unit Produksi

• Menjaga level produksi sesuai kapasitas disain

• Mengendalikan Parameter Operasi

• Pemeliharaan Rutin

• Menghindari Gagal produksi

(12)

Intensitas energi vs Level Produksi (Tipikal)

Prinsip Konservasi Energi

(13)

Intensitas Energi VS Level Produksi

• _{Jenis/teknologi proses sama} • _{Level produksi sama}

• _{Intensitas beda}

Mengapa Beda ..??

(14)

• Energi terkait langsung dengan output/produksi : (mP),

• Energi yang tak terkait langsung dengan output : (e).

KOMPONEN YANG MEMPENGARUHI KONSUMSI ENERGI

E = mP + e

E : Konsumsi energi per bulan,

P : Produksi bulanan,

m : Kemiringan (slope) dari garis konsumsi energi.

e : Perpotongan garis dengan sumbu y.

(15)

"mP" : Energi berguna dipakai untuk proses produksi yaitu :

1. Proses,

2. Utilitas produksi

E = mP + e

“e” : Energi yang dipakai untuk tingkat produksi terendah (tidak terkait langsung dengan produksi).

(16)

Faktor yang Mempengaruhi Konsumsi Energi : (mP)

 Parameter Operasi Kritis Proses Produksi

(17)

Penghematan Energi dari Parameter Operasi (Setting Temp Tap)

kWh/Ton = (Ta – Ts) * Cp

Dengan:

- Ta = Temperatur operasi pd heat number tertentu (o_C)

- Ts = Temperatur setting yang bisa dicapai (o_C)

- Cp = Panas spesifik di atas T = 1500 = 0,2431 kWh/Ton.C

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 No Heat T t a p ( o C ) a-1 a-2 s

(18)

 Parameter Operasi Kritis Sistem Uap

2. Utilitas Produksi (Sistem Uap)

(19)

 Pemeliharaan (Isolasi Pipa panas) • Pemeliharaan adalah salah satu faktor yg

mempengaruhi kinerja dan efisiensi operasi peralatan energi

• Selain mempengaruhi efisiensi, pemeliharaan juga mempengaruhi umur operasi peralatan.

• Umur peralatan produksi akan lebih panjang jika dioperasikan sesuai disain kapasitas dan dipelihara sesuai dengan prosedur,

• Pemeliharaan secara rutin tidak menimbulkan masalah karena dengan demikian kondisi operasi yang diharapkan (bersih, dingin, kering, dengan pelumasan yang benar, dll) dapat diperoleh .

(20)

Pemborosan Energi (Pemeliharaan)

20

Kerugian energi dalam praktek seperti bocoran uap sering terjadi, mulai dari yang kecil hingga ukuran yang cukup besar.

(21)

Kerugian bocoran tersebut jika dihitung dalam satu tahun jumlahnya cukup besar dapat mencapai ratusan hingga ribuan juta rupiah per tahun.

Uap Bocor

1 Ton Uap butuh 80 liter BBM atau 130 kg Batubara.

(22)

Reheating Furnace rusak

Pemeliharaan Rutin

(23)

Belt Kendor

Minyak Gemuk

 PEMELIHARAAN (MOTOR & FAN)

(24)

Pemeliharaan

Isolasi pipa instalasi uap outdoor yang kurang terawat akan

menimbulkan rugi-rugi panas dari permukaan dan rugi-rugi energi akibat pipa isolasi basah air hujan.

(25)

(26)

PRODUKSI DAN KONSUMSI STEAM (MUSIM HUJAN)

(27)

 Pipa Panas Tanpa Isolasi

(28)

 Kiln

Perbedaan suhu yang tinggi adalah indikasi

 Pemborosan energi

(29)

 Menghindari Gagal produksi

Prinsip Konservasi Energi (Pencegahan)

(30)

Mengurangi Rugi-rugi Energi Unit Produksi dengan :

• Waste heat recovery

• Cogenerasi

(31)

Preheat Udara Pembakaran Reheating Furnace

Waste heat recovery

(32)

 Suhu udara pembakaran berkaitan dengan efisiensi boiler.

 Setiap suhu udara pembakaran naik 20 C , bahan bakar hemat 1 %.

 Suhu udara pembakaran dapat dinaikkan dengan memanfaatkan

panas gas buang boiler (Preheat udara pembakaran)

32

Preheat Udara Pembakaran Boiler

(33)

• Meningkatkan Efisiensi :

– Menambah output, Input tetap.

– Mengurangi rugi-rugi, Output tetap.

• Mengurangi Rugi-rugi energi :

– Memanfaatkan kembali energi terbuang.

Waste Heat Recovery dan Kombinasi Panas – Daya (Cogen)

Caranya

Aplikasi Cogenerasi

Efisiensi = Output/Input

Efisiensi = (Input – Rugi-rugi)/Input

(34)

Waste Heat Recovery Dan Cogen

• Cogeneration (Cogen) atau Combined Heat

Power (CHP) atau Kombinasi Panas Daya (KPD).

• KPD adalah peningkatan efisiensi energi

dengan cara membangkitkan dua jenis energi bermanfaat secara serentak dari salah satu

sumber energi primer di industri maupun pusat pembangkit.

(35)

Kedua jenis energi bermanfaat dapat berupa : – Listrik dan termal (uap),

– Tenaga mekanik dan energi termal.

(36)

Manfaat Cogen

• Mengurangi pemanfaatan energi primer,

• Tidak ada rugi-rugi transmissi dan distribusi

• Mengurangi ketergantungan listrik PLN

• Mengurangi biaya energi

• Mengurangi pollusi udara

Jumlah dan mutu energi untuk keperluan proses tetap dapat dipenuhi.

(37)

Mengapa Cogen Perlu.?

• Konfigurasi pembangkitan secara terpisah belum menghasilkan efisiensi energi maksimum

• Cogen adalah teknologi efisien energi.

• Dengan teknologi cogen (listrik dan panas dibangkitlkan secara simultan), efisiensi keseluruhan dapat mencapai 80 %.

• Bermanfaat mengurangi pemakaian energi primer, menghemat biaya.

(38)

Contoh 1 :

(2) Konvensional (Biasa)

(1) Gogen (KPD)

(39)

(1) Sistem pembangkit cogen

• Andaikan energi listrik dan termal yang dibutuhkan adalah sama masing-masing 30 dan 50,

• Dengan sistem pembangkit cogen energi input yang diperlukan adalah 100 unit satuan.

(40)

(2) Sistem konvensional – biasa

• Sistem pembangkit konvensional (bukan

cogen) menghasilkan jenis energi sama yaitu 30 satuan listrik, dan 50 satuan panas.

• Membutuhkan energi input sebesar 142 unit

satuan.

(41)

Perbandingan Konsumsi energi

• Pembangkit dengan sistem konvensional

memerlukan energi lebih besar 42 unit satuan dibandingkan dengan sistem cogen.

• Dengan kata lain untuk menghasilkan energi bermanfaat yang sama sebesar 50 unit satuan energi termal dan 30 unit satuan untuk energi listrik pembangkit sistem cogen lebih irit

(42)

Contoh 2 :

Energi Kebutuhan Energi

Energi Bermanfaat (MW) Input Energi (MW) Efisiensi Sistem (%) Termal Listrik 10.75 ton/Jam Uap. 4.7 MW 7 4.7 8.2 13.5 85 35 Total - 11.7 21.7 54 (1). Sistem Konvensional :

Energi listrik dari jaringan PLN dengan efisiensi sistem sekitar 35 % termasuk transmissi dan distribusi.

Uap dihasilkan dengan boiler sendiri dengan efisiensi termal sekitar 85 %.

(43)

(2). Sistem Cogenerasi.

Listrik diproduksi sendiri dengan turbin generator berbahan bakar gas bumi.

Gas buang dari turbin dimanfaatkan dengan waste heat recovery boiler untuk memproduksi uap tekanan rendah.

Uap tekanan rendah dari waste heat recovery boiler dimanfaatkan ke proses dan jaringan uap

perusahaan.

(44)

Aplikasi Cogen

• Penyulingan minyak

• Pupuk dan pestisida

• Pabrik gula

• Petrokomia

• Tekstil

• Pulp dan kertas

• Besi dan baja

(45)

Teknologi & Pelanggan Cogen

Teknologi cogen cocok diaplikasikan untuk pelanggan berikut :

Teknologi Pelanggan

1. Gas turbin • Industri

• Pembangkit

2. Mesin disel • Bangunan komersil

• Industri

3. Turbin uap • Pembangkit

• Industri

Dari teknologi cogen yang ada gas turbin adalah yang paling berkembang dan banyak digunakan di industri. Hal ini karena efisiensinya yg semakin meningkat dan harga semakin bersaing.

(46)