LAPORAN KERJA PRAKTEK.pdf

(1)

i

LAPORAN KERJA PRAKTEK

PT. PURA NUSAPERSADA UNIT PAPER MILL 7 DAN 8 KUDUS

TUGAS KHUSUS

“PENGHEMATAN BAHAN BAKAR BOILER DENGAN MENGGUNAKAN METODE ISOLASI PIPA

PADA BOILER HITACHI PT. PURA NUSAPERSADA”

Disusun oleh :

Fashfahish Shafhal Jamil (201254098)

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MURIA KUDUS

KUDUS

(2)

ii

LEMBAR PENGESAHAN PERUSAHAAN

LAPORAN KERJA PRAKTEK LAPANGAN

“PENGHEMATAN BAHAN BAKAR BOILER DENGAN MENGGUNAKAN METODE ISOLASI PIPA

PADA BOILER HITACHI PT. PURA NUSAPERSADA”

Yang bertanda tangan dibawah ini menyatakan bahwa

Nama : Fashfahish Shafhal Jamil

Nim : 201254098

Jurusan : Teknik

Progdi : Teknik Mesin

Perguruan Tinggi : Universitas Muria Kudus

Telah menyelesaikan praktek kerja lapangan (PKL) yang telah dilaksanakan pada tanggal 1 Juli sampai dengan 31 Agustus 2015.

Demikian surat pengesahan ini dibuat untuk digunakan sebagaimana mestinya.

Kudus, 31 Agustus 2015 Mengetahui,

Pembimbing lapangan

Jauhar

(3)

iii

HALAMAN PENGESAHAN

Dengan ini menerangkan bahwa laporan kerja praktek yang dilaksanakan pada tanggal 1 juli sampai 31 agustus 2015 dengan judul :

“PENGHEMATAN BAHAN BAKAR BOILER

DENGAN MENGGUNAKAN METODE ISOLASI PIPA

PADA BOILER HITACHI PT. PURA NUSAPERSADA”

Yang disusun oleh :

Nama : Fashfahish shafhal jamil NIM : 201254098

Telah di setujui dan di sahkan pada :

Hari :

Tanggal :

Tempat : KUDUS

Mengesahkan,

Mengetahui, Menyetujui,

Kaprogdi Teknik Mesin Dosen Pembimbing

Taufiq Hidayat, ST, MT Qomarudin, ST, MT

(4)

iv

ABSTRAK

PT. Pura Nusapersada PM 7-8 merupakan anak perusahaan (unit) dari PT. Pura Group yang merupakan perusahaan yang bergerak di bidang produksi kantong kemasan (packing material), converting dan berbagai macam produk kertas.

PT. Pura Nusapersada PM 7/8 terletak di desa Terban kecamatan jakulo kabupaten kudus, Jawa Tengah. Tepatnya di Jl. Raya Kudus – Pati KM 12 dengan luas tanah ± 140.000 m². Produk yang dihasilkan oleh PT. Pura Nusapersada antara lain ; Kertas kraft putih, B kraft, Multi Wall Reguler, Multi Wall Extensible , Medium liner. Produk yang dihasilkan perharinya ± 90 ton dalam bentuk gulungan maupun dalam bentuk potongan sesuai permintaan pelanggan. Pangsa pasar dalam negeri 99% di pulau jawa, pasar luar negeri hasil produksi PM 8 30% - 50%, PM 7 5 % tujuan ekspor yaitu Pakistan, Arab, Hongkong, Bangladesh, Vietnam, Malaysia, Srilanka, Australia dan Singapura.

Dalam proses produksinya PT.Pura Nusapersada memerlukan Steam yang berfungsi untuk mengeringkan kertas. Steam ini didapat dari mesin boiler. Yang setiap jamnya, untuk produksi steam harus dikontrol secara otomatis atau pun manual. Bahan bakar yang digunakan pada boiler menggunakan batu bara. Penghematan penggunaan bahan bakar yang berupa batu bara sangatlah penting. Dengan menggunakan metode isolasi pada pipa dari kondensor menuju ke tabung boiler diharapkan transfer panas yang terjadi ke lingkungan dapat di tekan semaksimal mungkin supaya suhu air umpan dari kondensor tetap terjaga. Sehingga untuk memanaskan kembali air umpan dari kondensor tidak memerlukan waktu yang lama dan penggunaan batu bara akan lebih berkurang. Berkurangnya penggunaan bahan bakar batu bara akan menekan biaya produksi kertas pada PT. Pura Nusapersada.

(5)

v DAFTAR ISI

Halaman Judul ...i

Lembar Pengesahan ...ii

Abstrak ...iv

Daftar Isi...v

Daftar Gambar ...vii

Daftar Tabel ...viii

Bab I Pendahuluan ...1

1.1.Latar belakang Praktk Kerja Lapangan ...1

1.2.Tujuan dan Manfaat Praktek Kerja Lapangan ...2

1.2.1.Tujuan Praktek Kerja Lapangan ...2

1.2.2. Manfaat Praktek Kerja Lapangan...2

1.3.Ruang Lingkup Praktek Kerja Lapangan ...4

1.4.Metode Praktek Kerja Lapangan ...4

1.5.Metode Pengumpulan Data ...5

Bab II Dasar Teori ...6

2.1. Boiler ...6

2.1.1. Klasifikasi Boiler ...7

2.2. Kondensat ...12

2.2.1. Alasan-Alasan Pemanfaatan Kembali Kondensat ...12

2.3. Pipa ...14

2.3.1. Bahan Pipa ...14

2.3.2. Ukuran Saluran Pemipaan ...14

2.4. Perpindahan Panas (Heat Transfer) ...15

2.5. Isolasia Saluran Pipa Steam ...16

2.5.1. Tujuan Isolasian ...16

2.5.2. Tipe-Tipe Isolasi ...17

2.5.3. Pemilihan Bahan Isolasi ...18

2.5.4. Isolasian Jalur Steam dan Kondensat ...20

2.6. Ketebalan Ekonomis Isolasi (KEI) ...21

(6)

vi

2.7.1. Jenis Rockwool ...22

2.8. Glasswool ...25

2.8.1. Jenis Glasswool ...26

Bab III Studi Kasus ...29

3.1. Rockwool 810 ...29

3.2. Rockwool 160 ...31

3.3.Rockwool 164 ...33

3.4.Dewan Glasswool ...35

3.5.Selimut Glasswool ...37

3.6.Ubin Langit-Langit Glasswool ...39

Bab IV Data dan Analisa...41

4.1. Data Perhitungan Rockwool ...41

4.2. Data Perhitungan Glasswool...44

Bab V Penutup ...48

5.1. Kesimpulan ...48

5.2. Saran ...48

Daftar Pustaka ...49 Lampiran-Lampiran

Lampiran 1. Log Book Harian

Lampiran 2. Surat Keterangan Telah KP Dari Perusahaan Lampiran 3. Lembar Penilaian Perusahaan

Lampiran 4. Lembar Penilaian Dosen Pembimbing Lampiran 5. Lembar Konsultasi Dosen Pembimbing

(7)

vii

DAFTAR GAMBAR

2.1. Sectional View Of Fire Tube Boiler...8 2.2. Water Tube Boiler...8 2.3. Boiler FBC Hitachi PT. Pura Nusapersada...10

(8)

viii

DAFTAR TABEL

2.1. Bahan-Bahan Isolasi Untuk Berbagai Penggunaan ...18

2.2. Spesifikasi Rockwool 810 ...24

2.5. Spesifikasi Dewan Glasswool...27

2.6. Spesifikasi Selimut Glasswool ...28

2.7. Spesifikasi Ubin Langit-Langit Glasswool ...29

4.1. Data Perhitungan Isolasi Dengan Menggunakan Bahan Rockwool ...42

(9)

1 BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Praktek Kerja Lapangan

Praktek kerja lapangan (PKL) merupakan suatu kegiatan penerapan ilmu yang diperoleh mahasiswa dibangku perkuliahan pada suatu lapangan pekerjaan. Yang bertujuan untuk melatih mahasiswa agar mengenal situasi dunia kerja sekaligus untuk meningkatkan kualitas mahasiswa itu sendiri. Dalam melakukan PKL ini penulis mengambil tema mengenai penghematan batu bara.

Batu bara merupakan bahan bakar yang di gunakan oleh PT. Pura Nusapersada pada boiler. Kebutuhan yang sangat tinggi pada batu bara berujung pada biaya produksi yang sangat tinggi, selain itu batu bara merupakan bahan bakar fosil yang di dapat dari alam yang lambat laun akan semakin berkurang dan bahkan habis jika diambil terus menerus.

Terjadinya proses perpindahan panas yang terjadi pada pipa yang menghubungkan kondensat dan bak boiler ke lingkungan sangat merugikan. Karena suhu air umpan dari kondensat ke bak boiler yang ada didalam pipa akan berkurang. Berkurangnya suhu air umpan dari kondensat ke bak boiler akan berakibat pada lamanya proses pembakaran. Semakin lama proses pembakaran yang terjadi di boiler berbanding lurus dengan banyaknya batu bara yang digunakan pada proses pembakaran tang terjadi di boiler. Dengan mempertahan kan suhu air umpan dari kondensat ke bak boiler akan berdampak pada penghematan bahan bakar batu bara yang digunakan untuk proses pembakaran pada boiler di PT. Pura Nusapersada.

Dengan diadakannya Praktik Kerja Lapangan (PKL), penulis berkeinginan untuk membahas, meneliti serta menuangkannya dalam bentuk tugas akhir yang berjudul: Penghematan Bahan Bakar Boiler Dengan Menggunakan Metode Isolasi Pipa Pada Boiler Hitachi PT. Pura Nusapersada.

Akhirnya, kerja sama dengan instansi tersebut sangat diharapkan dalam hal ini untuk menyediakan tempat Praktek Kerja Lapangan bagi para mahasiswa sehingga

(10)

2

para mahasiswa nantinya mengetahui bagaimana aplikasi dari landasan teori yang diperoleh di perkuliahan dengan dunia kerja yang sebenarnya.

1.2. Tujuan dan Manfaat Praktek Kerja Lapangan

1.2.1. Tujuan Praktek Kerja Lapangan

Praktek Kerja Lapangan merupakan salah satu syarat yang wajib dilaksanakan oleh mahasiswa untuk menyelesaikan Pendidikan Program Strata-1 Teknik Mesin pada Fakultas Teknik, Universita Muria Kudus.

Secara umum pelaksanaan Praktek Kerja Lapangan bertujuan untuk

”Penerapan dan pengembangan pengetahuan secara keterampilan yang dimiliki selama belajar diperusahaan/di dunia kerja”.

Secara khusus, tujuan dari Praktek Kerja Lapangan (PKL) adalah :

1. Membekali mahasiswa dengan pengalaman kerja sebenarnya didalam dunia kerja dan masyarakat.

2. Memantapkan keterampilan mahasiswa yang di peroleh selama masa perkuliahan. 3. Menetapkan disiplin, rasa tanggung jawab dan sikap profesional dalam bertugas

sehingga menambah pengalaman dalam persiapan untuk terjun langsung di dunia kerja yang sesungguhnya.

4. Untuk mengetahui sistem kerja boiler yang terdapat pada PT. Pura Nusapersada. 5. Untuk mengetahui masalah yang sering terjadi pada boiler yang terdapat pada PT.

Pura Nusapersada.

6. Untuk mengetahui bagaimana cara menanggulangi masalah yang sering terjadi pada boiler yang dimiliki PT. Pura Nusapersada.

1.2.2. Manfaat Praktek Kerja Lapangan a. Bagi Mahasiswa

1. Untuk menciptakan dan menumbuh kembangkan rasa tanggung jawab dan profesionalisme serta kedisiplinan yang nantinya hal-hal tersebut sangat dibutuhkan ketika memasuki dunia kerja yang sebenarnya.

(11)

3

2. Menguji dan mengukur kemampuan yang dimiliki mahasiswa dalam mengjadapi situasi dunia kerja yang sebenarnya.

3. Dapat menambah wawasan dan ilmu pengetahuan mahasiswa agar dapat meningkatkan potensi yang ada pada dirinya untuk menjadi asset instansi yang berkualitas tinggi dan menjadi tenaga ahli yang siap pakai.

4. Memotivasi mahasiswa untuk beraktifitas dalam melakukan pekerjaan secara efektif dan efisien.

5. Agar mahasiswa dapat mengetahui bagaimana cara mengatasi kendala yang terjadi pada sebuah mesin yang dimiliki suatu instansi perusahaan.

b. Bagi Instansi tempat melaksanakan Praktek Kerja Lapangan

1. Dengan deilaksanakannya Praktek Kerja Lapangan bagi mahasiswa dituntut sumbangsihnya terhadap Instansi baik berupa saran maupun kritikan yang bersifat membangun yang menjadi sumber masukan untuk meningkatkan kinerja di lingkungan Instansi tersebut.

2. Sebagai sarana untuk mempererat hubungan yang positif antara Instansi dengan Universitas Muria Kudus khususnya S1 Teknik Mesin.

3. Mempromosikan image yang baik tentang lokasi PKL.

c. Bagi Universitas

1. Meningkatkan kualitas SDM Universitas khususnya di bidang S1 Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muria Kudus.

2. Membuka interaksi antara S1 Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muria Kudus dengan instansi yang bersangkutan dalam memberikan uji nyata mengenai ilmu pengetahuan yang diterima mahasiswa melalui PKL.

3. Memperbaiki persepsi umum tentang Universitas Muria Kudus khususnya di bidang S1 Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muria Kudus.

4. Guna meningkatakan profesionalisme, memperluas wawasan serta memantapkan pengetahuan dan keterampilan mahasiswa dalam menerapkan ilmu khususnya di bidang permesinan.

(12)

4 1.3. Ruang Lingkup Praktek Kerja Lapangan

Adapun yang menjadi ruang lingkup yang paling mendasar dalam Praktek Kerja Lapangan ini adalah :

1. Adanya kehilangan panas yang sangat besar dari kondensat menuju bak boiler. 2. Kerugian yang di akibatkan oleh kehilangan panas dari kondensat menuju bak

boiler.

3. Penghematan penggunaan bahan bakar batu bara. 4. Target dari penghematan batu bara selama 1 tahun.

1.4. Metode Pratek Kerja Lapangan

Dalam melakukan penelitian penulis melakukan metode-metode yang diperlukan. Metode yang dipergunakan dalam Praktik Kerja Lapangan Mandiri adalah sebagai berikut :

1) Tahap Persiapan

Hal ini berkaitan dengan persiapan yang dilakukan oleh mahasiswa dalam melaksanakan Praktik Kerja Lapangan, misalnya pembuatan proposal, pengajuan tempat Praktik Kerja Lapangan, pemberian dosen pembimbing, permohonan surat jalan/ permohonan dari fakultas, dan sebagainya.

2) Studi Literatur

Dalam hal ini berkaitan dengan pengumpulan buku-buku yang berkaitan dengan kegiatan yang akan dilakukan penulis dalam melaksanakan Praktik Kerja Lapangan.

3) Observasi Lapangan

Penulis melakukan pengamatan langsung pada objek Praktik Kerja Lapangan untuk mengetahui proses yang terjadi pada boiler di PT. Pura Nusapersada dan mengetahui kehilanagn panas yang terjadi selama perjalanan steam dari kondensat menuju ke bak boiler.

(13)

5

4) Metode Pengumpulan Data

Dalam tahap ini penulis mengumpulkan data-data melalui buku-buku ilmiah, dan mengadakan interview kepada pembina Praktik Kerja lapangan untuk penyusunan Laporan Akhir dari kegiatan Praktik Kerja Lapangan.

5) Analisis Data dan Evaluasi

Setelah penulis memperoleh data yang diperlukan, penulis akan menganalisa dan mengevaluasi data secara kumulatif yang kemudian akan diinterprestasikan secara objektif, jelas, dan sistematis.

1.5. Metode Pengumpulan Data

Untuk mengumpulkan data yang informasinya diperlukan dari Praktik Kerja Lapangan Mandiri ini, maka penulis menggunakan metode pengumpulan data sebagai berikut :

1) Metode Observasi

Pengumpulan data dengan melakukan pengamatan langsung ataupun tidak langsung terjun kelapangan untuk melakukan peninjauan dengan mengamati, mendengar dan bila perlu membantu mengerjakan tugas yang diberikan pihak instansi dengan diberikan petunjuk dan arahan terlebih dahulu dengan berpedoman pada ketentuan yang berlaku pada instansi dan tidak boleh melakukan pekerjaan yang menjadi rahasia instansi dan mamiliki resiko tinggi.

2) Metode Wawancara ( Interview Guide)

Untuk mendapatkan data, penulis melakukan wawancara langsung yang melibatkan pegawai pada instansi yang bersangkutan baik secara lisan maupun tulisanyang berhubungan dengan objek studi.

(14)

6 BAB II DASAR TEORI

2.1. Boiler

Boiler/ketel uap merupakan bejana tertutup dimana panas pembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk air panas atau steam berupa energi kerja. Air adalah media yang berguna dan murah untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Air panas atau steam pada tekanan dan suhu tertentu mempunyai nilai energi yang kemudian digunakan untuk mengalirkan panas dalam bentuk energi kalor ke suatu proses. Jika air didihkan sampai menjadi steam, maka volumenya akan meningkat sekitar 1600 kali, menghasilkan tenaga yang menyerupai bubuk mesiu yang mudah meledak, sehingga sistem boiler merupakan peralatan yang harus dikelola dan dijaga dengan sangat baik.

Energi kalor yang dibangkitkan dalam sistem boiler memiliki nilai tekanan, temperatur, dan laju aliran yang menentukan pemanfaatan steam yang akan digunakan. Berdasarkan ketiga hal tersebut sistem boiler mengenal keadaan tekanan-temperatur rendah (low pressure/LP), dan tekanan-temperatur tinggi (high pressure/HP), dengan perbedaan itu pemanfaatan steam yang keluar dari sistem

boiler dimanfaatkan dalam suatu proses untuk memanasakan cairan dan menjalankan suatu mesin (commercial and industrial boilers), atau membangkitkan energi listrik dengan merubah energi kalor menjadi energi mekanik kemudian memutar generator sehingga menghasilkan energi listrik (power boilers). Namun, ada juga yang menggabungkan kedua sistem boiler tersebut, yang memanfaatkan tekanan-temperatur tinggi untuk membangkitkan energi listrik, kemudian sisa steam dari turbin dengan keadaan tekanan-temperatur rendah dapat dimanfaatkan ke dalam proses industri. 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 kran disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan dari sistem air umpan, penanganan air umpan diperlukan sebagai bentuk pemeliharaan untuk mencegah terjadi kerusakan dari sistem steam.

(15)

7

Sistem steam mengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler.

Steam dialirkan melalui sistem pemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanan steam diatur menggunakan kran dan dipantau dengan alat pemantau tekanan. Sistem bahan bakar adalah semua perlatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan. Peralatan yang diperlukan pada sistem bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan pada sistem. (http://repository.usu.ac.id)

2.1.1 Klasifikasi Boiler

Boiler/ketel uap pada dasarnya terdiri dari bumbung (drum) yang tertutup pada ujung pangkalnya dan dalam perkembangannya dilengkapi dengan pipa api maupun pipa air. Banyak orang mengklasifikasikan ketel uap tergantung kepada sudut pandang masing-masing. Dalam laporan ini ketel uap diklasifikasikan dalam kelas yaitu: (http://repository.usu.ac.id)

1. Berdasarkan fluida yang mengalir dalam pipa, maka ketel diklasifikasikan sebagai:

a. Ketel pipa api (fire tube boiler)

Pada ketel pipa api, fluida yang mengalir dalam pipa adalah gas nyala (hasil pembakaran), yang membawa energi panas (thermal energy), yang segera mentransfernya ke air ketel melalui bidang pemanas (heating surface). Tujuan pipa-pipa api ini adalah untuk memudahkan distribusi panas (kalor) kepada air ketel. Api/gas asap mengalir dalam pipa sedangkan air/uap diluar pipa Drum berfungsi untuk tempat air dan uap, disamping itu drum juga sebagai tempat bidang pemanas. Bidang pemanas terletak di dalam drum, sehingga luas bidang pemanas yang dapat dibuat terbatas. Proses pembakaran pada pipa boiler tipe fire tube boiler dapat dilihat pada Gambar 2.1.

(16)

8

Gambar 2.1 sectional view of fire tube boiler

(http://www.energyefficiencyasia.org)

b. Ketel pipa air (water tube boiler)

Pada ketel pipa air, fluida yang mengalir dalam pipa adalah air, energi panas ditransfer dari luar pipa (yaitu ruang dapur) ke air ketel. Cara kerja: Proses pengapian terjadi diluar pipa. Panas yang dihasilkan digunakan untuk memanaskan pipa yang berisi air. Air umpan itu sebelumnya dikondisikan terlebih dahulu melalui

ecomonizer. Steam yang dihasilkan kemudian dikumpulkan terlebih dahulu didalam sebuah steam drum sampai sesuai. Setelah melalui tahap secondary superheater dan

primary superheater, baru steam dilepaskan ke pipa utama distribusi. Proses pembakaran pada boiler tipe water tube dapat dilihat pada gambar 2.2.

Gambar 2.2 water tube boiler

(17)

9

c. Ketel api kombinasi (FBC)

Pada Boiler ini, mempunyai 2 bagian utama yaitu Furnace / Tungku api dan

Shell Water / Tangki penampung air. Di bagian furnace terdapat pipa – pipa besi yang terhubung langsung ke Shell Water yang mana pipa – pipa besi tersebut akan dipanaskan, jadi bukan Shell Water yang dipanaskan. Bahan utama dari Mesin Boiler ini adalah Batu Bara. Selain menggunakan batu bara, boiler juga membutuhkan Pasir Sillica dan Arang untuk memicu pembakaranbatu bara.

Perinsip dari boiler tipe kombinasi ini adalah memanaskan air dalam pipa – pipa besi dengan suhu tinggi di dalam furnace (tungku api). Yang mana pipa – pipa besi tersebut terhubung dengan sebuah tangki utama air, yaitu Shell Water. Dalam

Shell Water terdapat air yang akan dipanaskan dan Steam hasil dari pemanasan air yang dialirkan ke pipa-pipa besi di tungku api. Pada Shell Water sumber air yang digunakan adalah dari Air Tanah yang di dapat dari sumur-sumur bawah tanah. Tak hanya dari air tanah saja, air dari sisa pemakaian steam atau air kondensasi juga dikembalikan di Shell Water agar kebih efisien.Dalam Shell Water, level ketinggian air harus dijaga konstan demikonstan. Secara garis besar Pada Shell Water, level air yang mengisi tidak akan di isi penuh, namun disisakan sebagian untuk tampungan Steam. Boiler FBC yang di miliki PT. Pura Nusapersada dapat dilihat pada gambar 2.3

(18)

10

Gambar 2.3 Boiler FBC Hitachi PT. Pura Nusapersada (Tulus, 2013)

Cara Kerja :

Air dipompa oleh feed pump dari sumber mata air lalu ditampung di dalam

feed water tank lalu diteruskan ke dalam economizer yang berfungsi untuk memanasi air , agar sewaktu masuk ke dalam pembakaran, airnya sudah panas dengan suhu tertentu sehingga cepat mendidih dan menjadi steam, setelah dari economizer

kemudian masuk ke dalam shell boiler. Dalam shell boiler tersabung ke pipa-pipa besi yang mengalirkan air ke dakam tungku pembakaran / Furnace maka proses pembakaran siap dimulai. Pasir silica dimasukan ke dalam Furnace dengan level tertentu, juga arang dimasukan dengan level tertentu. Arang ini berfungsi sebagai pemicu api agar mudah timbul, kemudian diberi minyak setelah it dibakar. Setelah itu blower FDF dihidupkan untuk menghasilkan angin yang kaya akan oksigen untuk sempurnanya proses pembakaran. Angin tadi dialirkan ke nozel dengan hembusan

(19)

11

ringan agar api tidak mudah padam, sehingga pasir silica bergejolak kerena hembusan angin dari nozel. Pada suhu sudah tercapai 800°C batau bara sudah siap dimasukkan.

Selanjutnya batu bara dari hooper dialirkan ke conveyor menuju cool bunker , selanjutnya dialirkan oleh cool screw conveyor menuju cool bunker sebelum masuk ke dalam ruang pembakaran. Selanjutnya dari cool bunker dialirkan oleh feeding screw menuju spreader yang berfungsi untuk melemparkan batu bara agar merata di dalam furnace dan dibantu blower FDF supaya proses pembakran lebih maksimal. Asap dari sisa pembakaran akan dihisap oleh blower IDF menuju economizer. Di dalam economizer uap pamas yang terkandung dalam asap diserap lagi dan dialirkan menuju multicyclone yang berfungsi menyaring debu dengan berat jenis yang lebih besar, setelah itu asap diteruskan menuju ventury scrubber yang berfungsi sebagai penyaring debu dengan berat yang lebih kecil lalu asap menuju wet scrubber dan disemburi air oleh shower yang berfungsi mengikat debu yang berat jenisnya lebih bahkan sangat kecil supaya jatuh dalam bak penampungan dan asap yang dikeluarkan oleh chimney bisa bersih dari campuran debu dan berwarna putih. Pada bagian bawah dari tungku yang berbentuk kerucut seperti corong ada 4 buah katub yang disebut

DashCollector yang berfungsi menampung abu-abu sisa pembakanran.

Dengan suhu yang sudah mencukupi untuk mendidihkan air di dalam pip-pipa, maka suhu tersebut akan dijaga dengan cara mengatur FDF, IDF dan screw. Untuk mengetahui suhu dalam tungku pembakran menggunakan sensor

Thermocouple tipe K. dan steam yang dihasilkan yang mana terdapat pada bagian atas shell water juga terdapat indikator analognya. Dan faktor terpenting dalam proses menghasilkan steam pada boiler adalah level air pada shell water. Bila air tidak terjaga dengan baik maka akan berbahaya. Untuk itu diperlukan sensor yang memanfaatkan perbedaan tekanan, yaitu Deffrential Preassure untuk mengetahui Level air. Serta sebagai pengamanan juga ditambahakan sensor yang berupa Stick

untuk memberikan batas air agar boiler aman dioperasikan. Apabila air tidak memenuhi batas yang ditentukan maka semua bagian mesin akan di shut down secara otomatis (Tulus, 2013).

(20)

12 2.2. Kondensat

Kondensat adalah salah satu jenis mesin penukar kalor (heat exchanger) yang berfungsi untuk mengkondensasikan fluida kerja. Pada sistem tenaga uap, fungsi utama kondensor adalah untuk mengembalikan exhaust steam dari turbin ke fase cairnya agar dapat dipompakan kembali ke boiler dan digunakan kembali. Selain itu, kondensor juga berfungsi untuk menciptakan back pressure yang rendah (vacuum) pada exhaust turbin . Dengan back pressure yang rendah, maka efisiensi siklus dan kerja turbin akan meningkat. Bila satu kilogram steam mengembun seluruhnya, maka akan terbentuk satu kilogram kondensat pada suhu dan tekanan yang sama. Sistem

steam yang efisien akan mengguna ulang kondensat ini. Kegagalan dalam memperoleh kembali dan mengguna ulang kondensat membuat tidak adanya keuntungan secara finansial, teknis atau lingkungan. Steam jenuh yang digunakan untuk pemanasan menyerahkan panas latennya (entalpi penguapan), yang merupakan proporsi yang besar dari panas total yang terkandung didalamnya. Panas tersisa dalam

steam tertahan dalam kondensat sebagai panas sensibel (entalpi air).

Seperti halnya dengan kandungan panas, kondensat pada dasarnya merupakan air suling, yang ideal untuk penggunaan air umpan boiler. Suatu sistim steam yan efisien akan mengumpulkan kondesat ini dan mengembalikannya ke deaerator, tangki umpan boiler, atau menggunakannya dalam proses lain. Hanya jika benar-benar terdapat resiko pencemaran maka kondensat tidak boleh dikembalikan ke

boiler. Bahkan, memungkinkan untuk mengumpulkan kondensat dan

menggunakannya sebagai air proses panas atau melewatkannya melalui sebuah alat penukar panas dimana kandungan panasnya dapat dimanfaatkan kembali sebelum air dibuang.

Kondensat dibuang dari plant dan peralatan steam melalui steam traps dari tekanan yang lebih tinggi ke tekanan yang lebih rendah. Sebagai akibat dari turunnya tekanan, beberapa kondensat akan menguap kembali menjadi ‘flash steam’. Bagian steam yang akan ‘flash off’dengan cara ini ditentukan oleh sejumlah panas yang dapat ditahan dalam steam dan kondensat. Biasanya jumlah flash steam sekitar 10% sampai 15%, tetapi dapat juga lebih dari itu. Kondensat pada tekanan 7 bar g akan kehilangan

(21)

13

massanya sekitar 13% bila flashing ke tekanan atmosfir, namun steam yang dihasilkan akan memerlukan ruang 200 kali lebih besar daripada kondensat darimana bahan ini dibentuk. Kondensat ini berpengaruh terhadap penghambatan jalur pembuangan trap yang berukuran lebih kecil dari yang semestinya, dan harus diperhitungkan ketika menghitung ukuran jalur tersebut.

2.2.1. Alasan-alasan untuk pemanfaatan kembali kondensat

Alasan-alasan untuk pemanfaatan kembali kondensat adalah: a. Alasan Keuangan

Kondensat merupakan sumber daya yang be rharga dan bahkan pemanfaatan kembali dalam jumlah kecilpun seringkali secara ekonomis dapat dibenarkan. Pembuangan dari sebuah steam trap tunggal seringkali merupakan pemanfaatan kembali yang berharga. Kondensat yang tidak termanfaatkan kembali harus diganti dalam ruang boiler oleh air make-up dingin dengan biaya tambahan untuk pengolahan air dan bahan bakar untuk memanaskan air dari suhu yang lebih rendah.

b. Biaya air

Kondensat yang tidak dikembalikan perlu diganti dengan air make-up, sehingga perlu membayar air untuk keperluan.

c. Larangan terhadap Effluent

Di Inggris contohnya, air bersuhu diatas 43°C berdasarkan hukum yang berlaku tidak boleh dikembalikan ke saluran air kotor, sebab membahayakan bagi lingkungan dan dapat merusak pipa-pipa yang terbuat dari tanah. Kondensat diatas suhu ini harus didinginkan terlebih dahulu sebelum dibuang, dapat mendatangkan biaya energi ekstra. Larangan serupa diterapkan hampir diseluruh negeri, dan dapat dikenakan biaya dan denda oleh pemasok air bagi yang tidak mentaatinya.

(22)

14

d. Memaksimalkan keluaran boiler

Air umpan boiler yang lebih dingin akan menurunkan laju pembangkitan steam pada boiler. Semakin rendah suhu air umpan, semakin banyak panas dan bahan baker yang dibutuhkan untuk memanaskan air.

e. Kualitas air umpan boiler

Kondensat merupakan air suling yang hampir tidak mengandung total padatan terlarut (TDS). Boiler perlu di-blow down untuk mengurangi konsentrasi padatan terlarut dalam air boiler. Mengembalikan lebih banyak kondensat ke tangki umpan akan menurunkan kebutuhan bagi blow down dan dengan begitu mengurangi hilangnya energi dari boiler. (www.energyefficiencyasia.org)

2.3. Pipa

2.3.1. Bahan pipa

Pipa sistim steam biasanya dibuat dari baja karbon ANSI B 16.9 Al06. Bahan yang sama juga dapat digunakan untuk jalur kondensat, walaupun pipa tembaga lebih disukai oleh beberapa industri. Untuk saluran pipa steam lewat jenuh yang bersuhu tinggi, ditambahkan bahan campuran seperti chromium dan molybdenum untuk memperbaiki kuat tarik dan resistansi terhadap golakan pada suhu tinggi. Biasanya pipa dipasok dengan panjang 6 meter.

2.3.2. Ukuran saluran pemipaan

Tujuan dari sistim distribusi steam adalah untuk memasok steam pada tekanan yang benar sampai ke titik penggunaan. Ukuran saluran pemipaan merupakan faktor penting. Pipa kerja yang berlebih ukurannya berarti:

 Pipa, kran, sambungan, dll. akan lebih mahal daripada yang diperlukan.

 Akan terjadi biaya pemasangan yang lebih tinggi, termasuk pekerjaan pendukung, isolasi, dll.

(23)

15

 Pada pipa steam akan terbentuk kondensat dengan volum yang lebih besar karena lebih besarnya kehilangan panas, sehingga akan diperlukan lebih banyak steam trap, kalautidak maka steam basah akan terkirimkan ke titik penggunaan.

Pipa kerja yang kekecilan berarti:

 Tekanan yang lebih rendah akan tersedia pada titik penggunaan. Hal ini akan menghalangi kinerja peralatan karena hanya tersedia steam dengan tekanan yang lebih rendah.

 Terdapat resiko kekurangan steam.

 Terdapat resiko lebih besarnya erosi, hantaman air dan kebisingan karena meningkatnya kecepatan steam (www.energyefficiencyasia.org)

2.4 Perpindahan panas (Heat Transfer)

Perpindahan panas adalah perpindahan energi yang terjadi pada benda atau material yang bersuhu tinggi ke benda atau material yang bersuhu rendah, hingga tercapainya kesetimbangan panas. Kesetimbangan panas terjadi jika panas dari sumber panas sama dengan jumlah panas benda yang dipanaskan dengan panas yang disebarkan oleh benda tersebut ke medium sekitarnya. Proses perpindahan panas ini berlangsung dalam 3 mekanisme, yaitu:

1. Konduksi 2. Konveksi 3. Radiasi

Dalam prakteknya ketiga proses perpindahan panas tersebut sering terjadi secara bersama-sama. Namun, dalam bab ini akan dijelaskan teori perpindahan panas secara konduksi. (http://repository.usu.ac.id)

Proses perpindahan panas yang terjadi melalui beberapa tahap (Kern, 1983) :

1. Perpindahan panas dari steam ke bagian dalam pipa (Ts ke Ts’)

qp = π . hs. D’s (Ts-Ts’) (1)

(24)

16

qp = �

, log�_�′�′( Ts’ –Ts”) (2)

3. Perpindahan panas dari bagian luar pipa ke luar isolasi ( Ts” ke T1) qp = �

, log_��_′_�_′(Ts” – T1) (3)

4. Perpindahan panas dari bagian luar isolasi ke lingkungan (T1 ke Ta)

qp = π . ha . D1 (T1 - Ta) (4)

Bila persamaan (1), (2) dan (3) digabungkan menjadi persamaan (5). Ts – Ta = qp [ � ℎ ′+ , � log ′ "+ . � log "₊ � ℎ (5)

Bila tahap 1 dan 2 diabaikan karena perbedaan suhu antara Ts, Ts’ d n Ts” ng t

kecil, kehilangan panas yang timbul dari pipa ke lingkungan dapat dinyatakan dalam persamaan (6).

Qp = _, � � −� ��log�� "� + ℎ� �

(6)

Nilai ha dapat diperoleh dari grafik Heat Transfer by convection dan radiation from horizontal pipes at temperature T1 (surface of pipe) to air (Kern, 1983).

Berdasarkan persamaan (6), setelah didapat nilai q dengan melakukan trial and error nilai Ts maka langkah selanjutnya adalah menghitung nilai panas steam

yang hilang saat terjadi kondensasi, sesuai persamaan (7).

qs = Hg – Hf (7)

Sehingga laju kondensasi steam akibat kehilangan panas sepanjang aliran di pipa dapat dihitung dengan persamaan (8).

qc = (8)

2.5. Isolasian saluran pipa steam

Isolasian merupakan bagian penting dalam penghematan energi pada sistim steam. 2.5.1. Tujuan isolasian

Isolasi panas ditandai dengan konduktivitas panasnya yang rendah dan oleh karena itu mampu menjaga panas tertahan dida lam atau diluar sistim dengan

(25)

17

mencegah perpindahan panas ke atau dari lingkungan luar. Bahan-bahan isolasinya berpori dan mengandung sejumlah besar sel-sel udara yang tidak aktif. Sejumlah besar energi bisa hilang tanpa menggunakan isolasi atau jika isolasinya tidak efisien atau pemasangannya tidak benar.

Isolasi panas dapat menurunkan kehilangan panas, memberikan keuntungan sebaga I berikut:

 Penurunan pemakaian bahan bakar

 Pengendalian proses yang lebih baik dengan mencapai suhu proses pada tingkatan yang konstan

 Pencegahan korosi dengan menjaga permukaan terbuka sistim pendinginan diatas titik embun

 Perlindungan terhadap peralatan dari bahaya kebakaran

 Peredaman terhadap getaran

Disamping itu kondisi kerja para karyawan menjadi lebih baik karena isolasi melindungi mereka dari kotak langsung dengan permukaan panas dan panas radian dan sebab isolasi dapat mengurangi tingkat kebisingan.

2.5.2. Tipe-tipe isolasi

Isolasi dapat diklasifikasikan berdasarkan pada tiga kisaran suhu yang digunakan masingmasing:

1. Isolasi Suhu Rendah (sampai 90oC), yang digunakan untuk lemari es, sistim air panas dan dingin, tangki penyimpanan, dll. Bahan yang paling banyak digunakan adalah gabus, kayu, magnesia 85 persen, serat mineral,

polyurethane dan gabus putih EPS /expanded polystyrene

2. Isolasi Suhu Menengah (90 – 325oC), yang digunakan dalam pemanasan suhu rendah dan peralatan pembangkit steam, jalur steam, saluran cerobong, dll. Bahan yang paling banyak digunakan adalah magnesia 85%, asbes, kalsium silikat dan sera t mineral.

3. Isolasi Suhu Tinggi (325oC dan diatasnya), yang biasanya digunakan untuk boiler, sistim steam lewat jenuh, pemanggang oven, pengering dan tungku.

(26)

18

Bahan yang paling banyak digunakan adalah asbes, kalsium silikat, serat mineral, mika, vermiculit e, semen tahan apisilika dan serat keramik.

Tabel dibawah menjelaskan penggunaan, keuntungan dan kerugian berbagai bahan isolasi. Bahan-bahan isolasi dapat juga diperoleh dalam bentuk cetakan yang besar, sebagai contoh, pipa-pipa semi silindris dan lempengan-lempengan untuk tangki, flens, kran dll. Keuntungan utama dari bagian yang dicetak adalah kemudahan dalam pemasangan untuk isolasi yang baru dan dalam hal penggantian atau perbaikan isolasi yang sudah ada.

2.5.3. Pemilihan bahan-bahan isolasi

Faktor-faktor penting yang harus dipertimbangkan ketika memilih bahan-bahan isolasi adalah:

 Suhu operasi sistim

 Jenis bahan bakar yang sedang dibakar

 Ketahanan bahan terhadap panas, cuaca dan kondisi yang merugikan

 Konduktivitas panas bahan

 Diffusivitas panas bahan

 Kemampuan bahan bertahan pada berbagai kondisi, seperti kejutan panas, getaran dan serangan bahan kimia

 Ketahanan bahan terhadap nyala/api

 Daya tembus/permeabilitas bahan

 Biaya total, termasuk pembelian, pemasangan dan perawatan Tabel 2.1 Bahan – bahan isolasi untuk berbagai penggunaan

Tipe Isolasi Penggunaan Keuntungan dan

Kerugian Polystyrene

Isolator organik yang dibuat dengan

polimerisasi styrene

Cocok untuk suhu rendah (-167oC sampai 82 oC). Terutama digunakan dalam ruangan dingin, pipa pendinginan dan

Keuntungan: kaku dan ringan

Kerugian: mudah terbakar, memiliki titik leleh

(27)

19

beton penahan struktur bangunan

sinar ultra violet, dan mudah diserang oleh bahan pelarut/ solven

Polyurethane

Dibuat dengan cara mereaksikan isocyanides

dan alkohol. Dibuat dalam lempeng sinambung atau dibusakan di tempat

Cocok untuk suhu rendah (-178oC to 4oC).

Digunakan terutama di ruang dingin, transportasi yang diberi pendingin, lemari pembeku, lantai dan pipa pendinginan dan isolasi fondasi

Keuntungan: struktur sel tertutup, densitas rendah dan kekuatan mekanisnya tinggi

Kerugian: mudah terbakar, menghasilkan uap beracun dan cenderung membara

Rockwool (serat mineral) Dibuat dengan

melelehkan basalt dan arang dalam sebuah kubah pada suhu sekitar 1500oC.

Digunakan bahan

pengikat berbasis phenol. Tersedia dalam bentuk keset, selimut, dan bentuk yang terlepas atau

dibentu sebagai isolasi pipa

Cocok untuk suhu sampai 820oC. Digunakan

terutama untuk mengisolasi oven industri, penukar panas, pengering, boiler dan pipa-pipa suhu tinggi

Keuntungan: memiliki kisaran densitas yang besar dan tersedia dalam banyak bentuk. Bersifat

inert secara kimia, tidak korosif dan mencapai kekuatan mekanis selama penanganan

Fibreglass

Dibentuk dari pengikatan serat fiberglass panjang dengan resin thermo setting membentuk selimut dan bats, papan semi kaku, papan kaku dengan densitas tinggi dan dibentuk seperti bagian pipa

Cocok untuk suhu sampai 540oC. Digunakan

terutama untuk

mengisolasi oven industri, penukar panas, pengering, boiler dan pipa

Keuntungan: tidak akan hancur oleh penuaan. Kerugian: Produk

fibreglass sedikit basa– pH9 (Nilai netral pH7). Harus dilindungi dari pengaruh pencemaran luar untuk menghindari

percepaan korosi terhadap baja

Kalsium silikat

Dibuat dari bahan kasium silikat anhidrat yang diperkuat dengan pengikat non-asbes.

Cocok untuk suhu sampai 1050oC. Digunakan terutama untuk mengisolasi dinding tungku, kotak pemadam,

Keuntungan: Struktur sel udaranya kecil,

konduktivitas panasnya rendah, dan akan menahan bentuk dan ukurannya

(28)

20

Tersedia dalam bentuk lempeng berbagai ukuran

refraktori, lining gas buang dan boiler

pada kisaran suhu yang dapat digunakan. Ringan namun memiliki kekuatan struktur yang bagus sehingga dapat bertahan terhadap abrasi mekanik. Tidak akan terbakar atau busuk, tahan terhadap uap air dan tidak korosif

Serat keramik

Dibuat dari alumina dengan kemurnian tinggi dan butiran silika,

dilelehkan dalam suatu tungku listrik dan dihembus dengan gas berkecepatan tinggi menjadi benang halus yang ringan. Dibuat dengan berbagai macam bentuk, termasuk kain,

felt, pita, semen pelapis dan variform castable

(batu bata tahan api)

Cocok untuk suhu sampai 1430oC. Digunakan terutama untuk

mengisolasi tungku dan

back-up kiln refraktori, kotak pemadam, mangkok kaca pengumpan,

perbaikan tungku, isolasi kumparan penginduksi, paking dan bahan pembungkus suhu tinggi

Keuntungan: cocok untuk berbagai penggunaan disebabkan beragam bentuknya

2.5.4 Isolasian jalur steam dan kondensat

Penting untuk mengisolasi pipa saluran steam dan kondensat sebab mereka merupakan sumber kehilangan panas yang utama melalui radiasi panas dari saluran pipa. Bahan isolasi yang cocok adalah gabus, glass wool, rock wool dan asbes. Flens juga harus diisolasi sebab jika tidak terbungkus kehilangan panasnya setara dengan saluran pipa yang tidak diisolasi sepanjang 0,6 m (SEAV, 2005). Flens serigkali tidak diisolasi untuk memudahkan memeriksa kondisinya. Penyelesaiannya adalah dengan memasang pembungkus isolasi yang mudah dilepas, yang dapat dipindahkan ketika melakukan pengecekan.

(29)

21 2.6. Ketebalan Ekonomis Isolasi (KEI)

Keefektifan isolasi mengikuti hukum pengembalian menurun. Hal ini berarti bahwa isolasi menghasilkan penghematan biaya dan energi, namun dengan meningkatnya ketebalan isolasi tambahan jumlah energi dan biaya yang dapat dihemat menjadi menurun. Pada tingkatan tertentu, penambahan isolasi tidak lagi secara ekonomis dapat diterima. Titik dimana jumlah isolasi memberikan

pengembalian investasi terbesar dinamakan “ketebalan ekonomis isolasi” (KEI) dan

ditunjukkan dalam Gambar 40. KEI dihitung berdasarkan faktor- faktor berikut, yang berbeda-beda untuk masingmasing perusahaan (www.energyeficiencyasia.org):

 Biaya bahan bakar

 Jam operasi setiap tahunnya

 Kandungan panas bahan bakar

 Efisiensi boiler

 Suhu operasi permukaan

 Diameter/tebal permukaan pipa

 Perkiraan biaya isolasi

 Suhu udara rata-rata yang terbuka ke ambien

Kehilangan panas dapat dihitung dengan menggunakan pesamaan sebagai berikut : Total kehilangan panas (Hs dalam kKal/jam) = S x A

S = [10+(Ts-Ta)/20] (Ts-Ta)

A (m2) = 3,14 x diameter (m) x panjang (m) Dimana :

S = Kehilangan panas pada permukaan dalam kKal/jam m2 A = Luas permukaan dalam m2

Ts = Suhu permukaan panas dalam oC Ta = Suhu ambien dalam oC

(30)

22

Biaya energi tambahan sehubungan dengan kehilangan panas dapat dihitung dengan persamaan berikut:

Kehilangan bahan bakar ekuivalen (Hf) (kg/thn) = � ℎ

ℎ �

Biaya tahunan kehilangan panas($) = Hf x Harga bahan bakar ($/kg)

2.7 Rockwool

Rockwool pertama kali dibuat pada tahun 1840 di Wales oleh Edward Parry, namun karena massa jenis yang ringan dan kondisi penyimpanan yang tidak baik, tiupan angin yang sedikit dapat menerbangkan rockwool yang telah diproduksi dan membahayakan lingkungan kerja. Sehingga produksi ketika itu harus dihentikan.

Rockwool terbuat dari bebatuan, umumnya kombinasi dari batuan basalt, batu kapur, dan batu bara, yang dipanaskan mencapai suhu 1.600 oC sehingga meleleh menjadi lava, dalam keadaan mencair ini, batuan tersebut di sentrifugalkan membentuk serat-serat. Setelah dingin, kumpulan serat ini dipotong dengan ukuran yang sesuai dengan kebutuhan.

Rockwool digunakan sebagai insulasi termal dan penyerap suara yang baik. Tergantung dari asal bahannya, temperatur yang dapat diterima oleh rockwool sebelum meleleh ada pada kisaran (http://guide.rockwool-rti.com).

2.7.1. Jenis Rockwool a. Rockwool 810

Produk Rockwool 810 adalah bahan isolasi termal ekonomis yang juga diakui sebagai salah satu bahan terbaik untuk tujuan isolasi termal dan dibuat dari campuran batu alam (basal dan dolomit) mencair pada suhu tinggi untuk membentuk matriks cair, yang kemudian melewati aliran udara yang mendinginkan bahan dan bentuk untaian berserat panjang. Untaian ini terikat bersama untuk membentuk lembaran, blok, selimut, selimut pipa dan granulates (non-berikat). Materi yang secara kimiawi dan biologis inert dan bebas dari patogen tanaman.

(31)

23

Tungkin rockwool pipa penutup didesain untuk pipa panas dan dingin untuk menghemat energi, mempertahankan suhu proses, memberikan perlindungan personel, mencegah kondensasi, dan untuk mengurangi emisi kebisingan dari pipa.

Tabel 2.2 Spesifikasi rockwool 810

Performa Standart Konduktivitas Termal (oC) 10 20 30 40 50 100 EN ISO 8497. ASTM C335 λ(W/mK) 0.034 0.035 0.036 0.037 0.038 0.045 (oF) 50 75 100 150 200 250 λ(BTU.in/ft2.h.oF) 0.237 0.246 0.256 0.279 0.307 0.339 Temperature maksimal 250 o C (482oF) EN 14707. ASTM C411 Reaksi terhadap api

Tidak mudah terbakar Rendah Permukaan Api Menyebar Permukaan karakteristik pembakaran: Api

menyebar = berlalu. asap pengembangan = berlalu EN 13501-1 IMO A799 (19) IMO A653 (16) ASTM E84 (UL 723) Penyerapan air Penyerapan air <1 kg / m2

Penyerapan uap air (penyerapan uap) ± 0,02% vol

EN 13472 ASTM C1104/C110 4M Density 100 -125 kg/m3 (6.24 - 7.80 lb/ft3 ) Pemenuhan

Bagian Rockwool. Untuk isolasi termal pipa. Spesifikasi standar untuk serat mineral isolasi pipa,

tipe I

CINI 2.2.03 ASTM C547-06 Rockwool 810 disertifikasi oleh ButgB, persetujuan teknis ATG 2193

b. Rockwool 160

Produk Rockwool 160 adalah bahan isolasi termal ekonomis berupa yang juga diakui sebagai salah satu bahan terbaik untuk tujuan isolasi termal dan dibuat dari campuran batu alam (basal dan dolomit) mencair pada suhu tinggi untuk membentuk matriks cair, yang kemudian melewati aliran udara yang mendinginkan bahan dan bentuk untaian berserat panjang. Untaian ini terikat bersama untuk membentuk lembaran, blok, selimut, selimut pipa dan granulates (non-berikat). Materi yang secara kimiawi dan biologis inert dan bebas dari patogen tanaman.

(32)

24

Rockwool 160 adalah sebuah batu ringan terikat wol tikar dijahit pada jala kabel galvanis dengan kawat galvanis. Tikar kabel cocok untuk isolasi termal dan akustik industry pekerjaan pipa, dinding boiler, tungku dan asap industry knalpot saluran.

Performa Standart Konduktivitas Termal (oC) 50 100 150 200 250 300 EN 12667, ASTM C177 λ(W/mK) 0.039 0.047 0.055 0.065 0.076 0.091 (oF) 100 200 300 400 500 600 λ(BTU.in/ft2.h.oF) 0.268 0.310 0.373 0.453 0.552 0.670 Temperature maksimal 600°C (1112°F) 750°C (1382°F) EN 14706 ASTM C411 Reaksi terhadap api A1

Karakteristik pembakaran permukaan: Api menyebar = berlalu, asap

pengembangan = berlalu EN 13501-1 ASTM E84 (UL 723) Penyerapan air Penyerapan air <1 kg / m2

EN 1609 ASTM C1104/C110 4M Density 70 kg/m3 (4.37 lb/ft3 ) Pemenuhan

Rockwool (RW) selimut wire mesh untuk isolasi termal diameter besar

pipa, dinding datar dan peralatan Spesifikasi standar untuk isolasi serat mineral

selimut, tipe I dan II

CINI 2.2.02 ASTM C592-06 Rockwool 160 adalah sertifikat oleh ButgB, persetujuan teknis ATG 2193

c. Rockwool 164

Produk Rockwool 164 adalah bahan isolasi termal ekonomis berupa yang juga diakui sebagai salah satu bahan terbaik untuk tujuan isolasi termal dan dibuat dari campuran batu alam (basal dan dolomit) mencair pada suhu tinggi untuk membentuk matriks cair, yang kemudian melewati aliran udara yang mendinginkan bahan dan bentuk untaian berserat panjang. Untaian ini terikat bersama untuk membentuk

(33)

25

lembaran, blok, selimut, selimut pipa dan granulates (non-berikat). Materi yang secara kimiawi dan biologis inert dan bebas dari patogen tanaman.

Rockwool 164 terbentuk dari strip batu wol dengan serat vertikal terikat ke fiberglass diperkuat pelapis alumunium. Serat yang tipis cocok untuk eksternal isolasi termal dan akustik saluran ventilasi, dan mempertahankan ketebalan bahkan pada belokan yang ketat atau sudut.

Performa Standart Konduktivitas Termal (oC) 50 100 150 200 250 300 EN 12667, ASTM C177 λ(W/mK) 0.041 0.047 0.054 0.064 0.075 0.088 (oF) 100 200 300 400 500 600 λ(BTU.in/ft2.h.oF) 0.269 0.308 0.366 0.442 0.538 0.653 Temperature maksimal 640 ° C (1184 ° F) EN 14706 ASTM C411 Reaksi terhadap api A1

Karakteristik pembakaran permukaan: Api menyebar = berlalu, asap

pengembangan = berlalu EN 13501-1 ASTM E84 (UL 723) Penyerapan air Penyerapan air <1 kg / m2

EN 1609 ASTM C1104/C11

04M

Density 60 kg/m3 ( 5 lb/ft3 )

Rockwool 164 adalah sertifikat oleh ButgB, persetujuan teknis ATG 2193

2.8. Fibreglass (Glasswool)

Glasswool merupakan bahan isolasi yang terbuat dari serat kaca disusun menggunakan pengikat menjadi tekstur yang mirip dengan wol. Proses perangkap banyak kantong kecil udara antara kaca, dan ini kantong udara kecil mengakibatkan tinggi sifat isolasi termal.

Glasswool diproduksi dalam gulungan atau dalam lempengan, dengan sifat termal dan mekanik yang berbeda. Hal ini juga dapat diproduksi sebagai bahan yang

(34)

26

dapat disemprotkan atau diterapkan di tempat, di permukaan yang akan terisolasi (http://indonesian.rock-wool-insulation.com).

2.8.1. Jenis Glasswool a. Dewan Glasswool

Tungkin glasswool stabil dan seragam bertekstur serat kaca anorganik terikat bersama oleh larut dalam air dan tahan api resin non termoset, memiliki suhu layanan max hingga 540 ° C

Tungkin glasswool papan suhu tinggi dimaksudkan untuk digunakan dalam struktur konstruksi industri dimana membutuhkan termal dan insulasi dengan ketahanan suhu tinggi hingga 540 ° C. seperti pembangkit listrik, pabrik petrokimia dan sebagainya.

Tabel 2.5 Spesifikasi Dewan Glasswool

Kepadatan (Kg/m3) Toleransi Thermal koduktivitas Pengurangan 24 oC Layanan suhu Serat diameter Resistance Air Mudah terbakar W / (m/k) oC mm % 12 ± 2 <= 0.038 >= 350 5-8 <=1.0 (A) Non- mudah Terbakar 20 ±2 <= 0.037 24 ± 2 <= 0.035 >= 350 28 32 ±3 <= 0.034 >= 350 36 b. Selimut Glasswool

Tungkin glasswool selimut dihadapkan dengan jaringan kaca hitam terbuat dari selimut glasswool fleksibel dilaminasi dengan jaringan kaca hitam (BGT). Tungkin glasswool selimut dihadapkan dengan jaringan kaca hitam dimaksudkan

(35)

27

untuk digunakan dalam komersial, institusional, industri dan perumahan konstruksi sebagai isolasi termal dan akustik pemanas AC dan interior dual-suhu pekerjaan saluran, peralatan penanganan udara dan ventilasi yang beroperasi pada kecepatan udara up 30 m/s (6000 fpm) dan suhu to 121 °C. Hal ini juga digunakan sebagai pengobatan yang efisien penyerapan suara dinding dan langit-langit, kandang akustik, ruang genset, rajin dan lain-lain.

Tabel 2.6 Spesifikasi Selimut Glaswool

Kepadatan (Kg/m3) Toleransi Thermal koduktivitas pengurangan 24 oC Layanan suhu Serat diameter Resistance Air Mudah terbakar W / (m/k) oC mm % 10 +2 -1 <= 0.04 >= 350 5-8 <= 1.0 (A) Non- mudah terbakar 12 <= 0.039 16 ± 2 20 <= 0.037 24 <= 0.035 >= 350 28 32 ± 3

c. Ubin langit-langit Glass Wool

Tungkin glasswool pipa penutup terdiri dari baik-baik saja, stabil dan seragam bertekstur serat kaca anorganik terikat bersama oleh larut dan tahan api resin thermosetting non-air. Hal ini bebas dari serat kasar dan ditembak karena komposisi mineralnya, dituangkan dalam bagian one-piece dan dibuat dengan jahitan tunggal.

Tungkin glasswool pipa penutup dimaksudkan untuk digunakan dalam konstruksi komersial, institusional, industri dan perumahan.

(36)

28

Tabel 2.7 Spesifikasi Ubin langit-langit glasswool

Kepadatan (Kg/m3) Toleransi Thermal koduktivitas Pengurangan 24 oC Layanan suhu Serat diameter Resistance Air Mudah terbakar W / (m/k) oC mm % 20 ± 2 <= 0.038 >=350 5-8 <= 1.0 (A) Non-mudah terbakar 24 32 ± 2 <= 0.035 36 48 <= 0.033 60 ± 6 64 <= 0.032 80

(37)

29 BAB III STUDI KASUS

PERHITUNGAN PENGHEMATAN BAHAN BAKAR DENGAN MENGGUNAKAN METODE ISOLASI

3.1. Rockwool 810  Data Aktual

- Suhu permukaan pipa tanpa isolasi (Ts1) = 95 0 C - Suhu permukaan pipa seletah di isolasi (Ts2) = 450C

- Bahan Isolasi = Rockwool 810

- Suhu lingkungan (Ta) = 30 0C

- P (tekanan steam) boiler = 10 bar = 1000 kpa

- Efisiensi boiler = 85%

- Harga bahan bakar (batu bara) -menggunakan brand Pinang 6150 -Nilai kalori = 6200 kkal -Harga US$/ton = 58,91

 Data Literature

- Density = 100-125 kg/m3

- Konduktivitas Thermal = 0.038 λ(W/mK)

- Pengurangan Suhu = 50 oC

Tahap 1: hitung kehilangan panas pada permukaan dan total kehilangan panas saluran pipa yang tidak disolasi (S1 dan Hs1)

S1 = + � −� x (Ts1-Ta) Ts1 = 95 0C Ta = 30 0C S1 = + − � 9 − S1 = 861,25 kKal/jam m2 A1 (m2) = 3,14 x diameter (m) x panjang (m) Diameter = 0,1 m Panjang = 100 m A1 = 3,14 x 0,1 x 100 = 31,4 m2

Total kehilangan panas (Hs1) = S1 x A1 = 861,25 x 31,4

(38)

30

Tahap 2: hitung kehilangan panas pada permukaan dan total kehilangan panas saluran pipa yang disolasi (S2)

S2 = + � −� � �� − ��

Ts = 45 oC Ta = 30 oC

S2 = +( − ) � −

S2= 161,25 kKal/jam m2

Total kehilangan panas /jam (Hs2) = S2 x A2

Diameter = 0,23 m (100 mm + 65 mm + 65 mm)

Panjang = 100 m

A2 = 3,14 x 0,23 x 100

= 72,2 m2

Total kehilangan panas (Hs2) = S2 x A2 = 161,25 x 72,2 = 11.642,25 kKal/jam

Tahap 3: hitung penghematan bahan bakar dan penghematan biaya tiap tahun (Hf dan US$)

Total penurunan kehilangan panas Hs = Hs1 – Hs2

Hs = 29.673 – 11.642,25

= 18.030,75 kKal/jam

Kehilangan bahan bakar ekuivalen (Hf) (kg/thn) = � � ℎ

� �

 Jam operasi setiap tahun = 8400 jam

 Total penurunan kehilangan panas = 18.030,75 kKal/jam

 Nilai kalor kotor bahan bakar batu bara = 6200 kKal

 Efisiensi boiler = 85% (0,85)

 Harga bahan batu bara = US$ 58,91 /ton (US$ 0,058/kg)

 Asumsi 1 US$ = Rp. 14.500,-

Hf = , �

� ,

= 28.739,715 kg/th

Biaya penghematan bahan bakar (US$) = Hf x Harga bahan bakar (US$/kg) = 28.739,715 kg/th x 0,058 US$/kg = 1.666,903 US$/th

(39)

31 3.2. Rockwool 160

 Data Aktual

- Suhu permukaan pipa tanpa isolasi (Ts1) = 95 0 C - Suhu permukaan pipa seletah di isolasi (Ts2) = 500C

 Data Literature

- Density = 70 kg/m3

(40)

32

S2 = + � −� � �� − ��

Ts = 50 oC Ta = 30 oC

S2 = +( − ) � −

S2= 220 kKal/jam m2

Panjang = 100 m

A2 = 3,14 x 0,23 x 100

= 72,2 m2

Total kehilangan panas (Hs2) = S2 x A2 = 220 x 72,2 = 15.884 kKal/jam

Hs = 29.673 – 15.884

= 13.789 kKal/jam

� �

 Total penurunan kehilangan panas = 13.789 kKal/jam

 Asumsi 1 US$ = Rp. 14.500,-

Hf = �

� ,

= 21.978,671 kg/th

(41)

33 3.3 Rockwool 164

 Data Aktual

- Suhu permukaan pipa tanpa isolasi (Ts1) = 95 0 C - Suhu permukaan pipa seletah di isolasi (Ts2) = 55 0C

 Data Literature

(42)

34

S2 = + � −� � �� − ��

Ts = 50 oC Ta = 30 oC

S2 = +( − ) � −

Panjang = 100 m

A2 = 3,14 x 0,23 x 100

= 72,2 m2

Hs = 29.673 – 20.306,25

= 9.366,75 kKal/jam

� �

 Harga bahan batu barra = US$ 58,91 /ton (US$ 0,058/kg)

 Asumsi 1 US$ = Rp. 14.500,-

Hf = , �

� ,

= 14.929,924 kg/th

Biaya penghematan bahan bakar (US$) = Hf x Harga bahan bakar (US$/kg) = 14.929,924 kg/th x 0,058 US$/kg = 865,935 US$/th

(43)

35 3.4. Dewan Glasswool

 Data Aktual

- Bahan Isolasi = Dewan Glaswool

 Data Literature

(44)

36

S2 = + � −� � �� − ��

Ts = 57 oC Ta = 30 oC

S2 = +( − ) � 7 −

Panjang = 100 m

A2 = 3,14 x 0,23 x 100

= 72,2 m2

Hs = 29.673 – 22.125,69

= 7.547,31 kKal/jam

� �

 Asumsi 1 US$ = Rp. 14.500,-

Hf = , �

� ,

= 12.029,867 kg/th

Biaya penghematan bahan bakar (US$) = Hf x Harga bahan bakar (US$/kg) = 12.029,867 kg/th x 0,058 US$/kg = 697,732US$/th

(45)

37 3.5. Selimut Glasswool

 Data Aktual

- Bahan Isolasi = Selimut Glasswool

 Data Literature

(46)

38

S2 = + � −� � �� − ��

Ts = 52 oC Ta = 30 oC

S2 = +( − ) � −

S2 = 244,2 kKal/jam m2

Panjang = 100 m

A2 = 3,14 x 0,23 x 100

= 72,2 m2

= 17.631,24 kKal/jam

Hs = 29.673 – 17.631,24

= 12.041,76 kKal/jam

� �

 Asumsi 1 US$ = Rp. 14.500,-

Hf = , �

� ,

= 19.193,697 kg/th

(47)

39 3.6. Ubin Langit-Langit Glasswool

 Data Aktual

- Bahan Isolasi = ULL Glasswool

 Data Literature

= 29.368,625 kKal/jam

S2 = + � −� � �� − ��

Ts = 47 oC Ta = 30 oC

(48)

40

S2 = +( − ) � 7 −

S2= 179,633 kKal/jam m2

Panjang = 100 m

A2 = 3,14 x 0,23 x 100

= 72,2 m2

Total kehilangan panas (Hs2) = S2 x A2

= 179,633 x 72,2 = 12.969,52 kKal/jam

Hs = 29.673 – 12.969,52

= 16.703,48 kKal/jam

� �

 Asumsi 1 US$ = Rp. 14.500,-

Hf = , �

� , = 26.624,14 kg/th

(49)

41 BAB IV

DATA DAN ANALISA

Dalam bab IV ini dikemukakan tentang data dan analisa. Seperti telah dikemukakan di bab I, data yang terkumpul dalam penelitian ini diperoleh dengan menggunakan tiga teknik pengumpulan data yaitu teknik tes, observasi, dan wawancara.

Bahan penelitian menggunakan rockwool dan glasswool yang merupakan bahan isolasi. Pengetesan dilakukan tiga kali yaitu dengan menggunakan density yang berbeda dari setiap bahan isolasi yang digunakan. Data hasil tes yang berupa data kuantitatif. Teknik observasi dilakukan dengan cara melakukan pengamatan terhadap suhu aliran steam dari kondensat kembali ke bak boiler. Data yang terkumpul dari hasil observasi ini berupa data kualitatif.

Sebagaimana dikemukakan dalam bab I sebelumnya, teknik yang ketiga dalam penelitian ini yaitu teknik wawancara. Teknik ini digunakan untuk mengumpulkan data berupa pendapat, tanggapan, kesan, dan penilaian terhadap pengaruh suhu steam dari kondensat ke bak boiler terhadap pemakaian bahan bakar batu bara. Teknik wawancara ini dilakukan dengan menggunakan instrumen pedoman wawancara yang berisi beberapa pertanyaan yang harus dijawab oleh kepala bagian boiler Bp. Sugeng Selamet. Berikut analisis data dan pembahasan.

4.1. Data Perhitungan Rockwool

Tabel 4.1 Data perhitungan isolasi dengan menggunakan bahan rockwool Bahan

Rockwool 810 Rockwool 160 Rockwool 164

Density 100-125 kg/m3 70 kg/m3 60 kg/m3

Kehilangan panas permukaan pipa tanpa isolasi (S1)

(50)

42

Total kehilangan panas saluran pipa tanpa isolasi ( Hs1)

29.368,6 kKal/jam 29.368,6 kKal/jam 29.368,6 kKal/jam

Kehilangan panas permukaan pipa dengan isolasi (S2)

161,2 kKal/jam.m2 220 kKal/jam.m2 281,2 kKal/jam.m2

Total kehilangan panas saluran pipa dengan isolasi (Hs2)

11.642,2 kKal/jam 15.884 kKal/jam 20.306,2 kKal/jam

Total penurunan kehilangan panas (Hs)

18.030,7 kKal/jam 13.789 kKal/jam 9.366,7 kKal/jam Kehilangan bahan bakar ekuivalen (Hf) 28.739,7 kg/th 21.978,6 kg/th 14.929,9 kg/th Biaya penghematan bahan bakar - US$ - Rupiah 1.666,903 US$/th 24.170.100,6 Rp/th 1.274,629 US$/th 18.484.062,9 Rp/th 865,935 US$/th 12.556.066,1 Rp/th Dari tabel 4.1 diatas terlihat secara terperinci kemampuan setiap tipe rockwool untuk menahan panas. Pada penelitian ini total kehilangan panas tanpa isolasi pada pipa dari kondensat menuju bak boiler sepanjang 100m mencapai 29.368,6 kKal/jam. Setelah dilakukan isolasi pada pipa tersebut dengan menggunakan rockwool 810 setebal 65mm dengan density 100-125 kg/m3 terjadi penurunan kehilangan panas sebesar 18.030,7 kKal/jam dan dapat menghemat bahan bakar batu bara sebesar Rp. 24.170.100,6,-.

Pada perlakuan kedua menggunakan rockwool 160 setebal 65mm dengan density 70 kg/m3 terjadi penurunan kehilangan panas sebesar 13.789 kKal/jam dan dapat menghemat bahan bakar batu bara sebesar Rp. 18.484.0,-.