Efisiensi Boiler

PROPOSAL

EFISIENSI BOILER

PADA PTPN V SEI – PAGAR

Disusun Oleh :

AGUS SETIAWAN

(0807132758)

PROGRAM STUDI S-1 TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS RIAU

2012

PROPOSAL

a. Judul Proposal : Efisiensi Boiler

b. Bidang Ilmu : Konversi Energi

c. Mata Kuliah Pendukung : Perpindahan Kalor (heat transfer), Mekanika Fluida,Thermodinamika. d. Nama Mahasiswa : Agus Setiawan

e. Nomor induk Mahasiswa : 0807132758 f. Jumlah SKS yang Sudah Lulus : 120 SKS

- Mata Kuliah Wajib : 114 SKS - Mata Kuliah Pilihan : 6 SKS g. Jumlah SKS yang diperlukan : - SKS

- Mata Kuliah Wajib : - SKS - Mata Kuliah Pilihan : - SKS h. Jumlah SKS Yang Bernilai D : - SKS i. IPK Terakhir : 2.8 Pekanbaru, 3 Januari 201 2 Pemohon Agus setiawan NIM. 0807132758 Mengetahui : KA.Prodi S1 Warman Fatra. ST,MT NIP :132230691 Ketua Jurusan : M. Dalil. ST,MT NIP :

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr.Wb.

Puji syukur kehadirat Allah SWT, yang mana pemohon bisa menyelesaikan proposal ini. Dan mudah-mudahan proposal ini bisa menjadi suatu langkah awal dan gambaran untuk melakukan penelitian.

Dalam proposal ini berisikan tentang permohonan judul, latar belakang, tujuan, dan skedul penelitian, yaitu berkaitan dengan efisiensi boiler. Maka kita dapat mengetahui efisiensi boiler.

Pemohon mengharapkan proposal pengajuan judul ini bisa ditinjak lanjuti sebagaimana mestinya oleh pihak yang berkopeten. Cukup sekian kata pengantar dari pemohon,lebih dan kurang mohon maaf.

Wassalamu’alaikum Wr.Wb.

Pekanbaru, 3 Januari 2012 Pemohon

Agus setiawan 0807132758

PROPOSAL PENELITIAN

Garis Besar Usulan Penelitian

1. Judul : Efisiensi Boiler 2. Lingkup Penelitian : Konversi Energi 3. Garis besar ( outline ) penelitian :

BAB I : PENDAHULUAN BAB II : TINJAUAN PUSTAKA BAB III : METODOLOGI (riset desing)

BAB IV : PELAKSANAAN KEGIATAN BAB V : DATA LANGSUNG ( SAMPLING ) BAB VI : ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN BAB VII : PENUTUP

BAB VIII : KESINPULAN DAN SARAN 4. SCHADULE PENELITIAN

5. DAFTAR PUSTAKA

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Dunia industri dewasa ini mengalami perkembangan pesat. Perkembangan itu ditandai dengan berkembangnya ilmu dan teknologi yang akhirnya akan

mengakibatkan bertambahnya persaingan khususnya dikalangan industri, sehingga manusia dituntut untuk mempersiapkan diri dalam menghadapi perkembangan ilmu dan teknologi dibidangnya masing - masing.

Ketel uap merupakan suatu pesawat tenaga yang banyak digunakan dan dianggap layak dalam dunia industri di negara kita. Disamping fluida utamanya berupa air, banyak tersedia serta murah, uap hasil ketel dapat juga digunakan untuk beberapa hal misalkan sebagai penggerak mula juga bias sebagai pemanas.

Boiler merupakan salah atu unit utama yang menentukan proses pengolahan TBS dapa langsung atau tidak. Hal ini disebabkan karena kebutuhan steam yang akan digunakan untuk proses pengolahan CPO dan pembangkit tenaga listrik dihasilkan boiler. Agar proses pengolahan dapat berlangsung dengan baik maka pengawasan terhadap kerja boiler sangat perlu diperhatikan. Oleh karena itu boiler dilengkapi dengan peralatan pembantu lainya seperti misalnya pengukuran air, katup –katup dan sebagainya,juga di butuhkan ruang pembakaran terdiri atas system pembakaran dan dapur / ruang. Dengan demikian pabrik dapat beroperasi dengan optimal dan produk yang dihasilkan juga optimal.

1.2Pembatasan Masalah

Penelitian ini dilaksakan pada stasiun boiler, dengan cara pengamatan dan pengambilan data yang di butuhkan dalam perhitungan efisiensi boiler sebagai unjuk kerja boiler. Data yang diambil berupa temperatur uap di superheater, tekanan uap di superheater, temperature umpan balik, temperature air dib lowdown serta jumlah air yang terpakai. Pengambilan data dilakukan setiap pabrik beroperasi.

Tujuan dari tugas akhir ini adalah :

a. Menambah wawasan dan pengetahuan yang berkaitan dengan disiplin ilmu yang penulis pelajari khususnya mengenai ketel uap.

b. Untuk menerapkan teori-teori yang penulis peroleh di bangku kuliah selama ini. Memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan Program Studi Strata Satu

c. Untuk mengevaluasi efisiensi boiler II PT Perkebunan V Sei - Galuh 1.4 manfaat

Adapun manfaat dari penelitian adalah:

a. Bagi peneliti, Menambah pengetahuan dan wawasan penelitian. b. Bagi peneliti, memenuhi syarat untuk kelulusan sarjana.

c. Bagi perusahaan, mengetehui efisiensi boiler.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA TEORI DASAR 2.1 Pengertian Boiler

Ketel uap (boiler) adalah suatu pesawat tenaga yang mengubah air menjadi uap dengan jalan pemanasan pada temperatur dan tekanan tertentu melalui proses pembakaran campuran bahan bakar dengan udara di dalam dapur (Furnace).

Secara umum ketel uap terdiri dari dua komponen utama, yaitu :

a. Dapur (Furnace), sebagai alat yang berfungsi mengubah energi kimia menjadi energi panas.

b. Alat penguap (Evaporator), sebagai alat yang berfungsi untuk mengubah energi pembakaran menjadi energi uap.

Komponen pendukung lainnya adalah :

a. Cerobong asap, dengan berfungsinya cerobong pada tarikan gas asapnya memungkinkan dapur dapat bekerja secara efektif.

b. Sistem pemipaan, pipa – pipa api pada ketel uap pipa api berfungsi sebagai penghantar kalor yang efektif antara nyala api atau gas panas dengan air ketel.

c. Superheater, Ekonomiser dan Airheater, alat yang berfungsi untuk meningkatkan efisiensi ketel.

2.2 Klasifikasi Ketel Uap

Ketel uap dapat diklasifikasikan ke dalam beberapa kelas antara lain didasarkan pada :

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

a. Ketel uap pipa api (fire tube boiler)

Jenis-jenis ketel uap pipa api adalah ketel Schotch, ketel Lokomobil dan ketel de Schelder.

b. Ketel uap pipa air (water tube boiler)

Jenis-jenis ketel uap pipa air adalah ketel Yarrow, ketel Babcock dan Wilcox.

2. Berdasarkan pemakaiannya, ketel dapat diklasifikasikan sebagai: a. Ketel stationer (stationary boiler)

Yang termasuk ketel stationer adalah ketel untuk pembangkit tenaga, ketel untuk industri.

b. Ketel mobil (mobile boiler)

Jenis-jenis ketel mobil adalah ketel lokomotif, ketel kapal (marine boiler).

3. Berdasarkan jumlah lorong (boiler tube), ketel diklasifikasikan sebagai : a. Ketel dengan lorong tunggal (single tube steam boiler)

Jenis-jenis ketel dengan lorong tunggal adalah Cornish Boiler dan Simple Vertikal Boiler.

b. Ketel dengan lorong ganda (multi tubuler steam boiler)

Jenis-jenis ketel dengan lorong ganda adalah ketel Scotch dan ketel Babcock dan Wilcox.

4. Tergantung kepada poros tutup drum (shell), ketel diklasifikasikan sebagai :

a. Ketel tegak (vertikal steam boiler)

Jenis-jenis ketel tegak adalah ketel Cochran, ketel Clarkson. b. Ketel mendatar (horizontal steam boiler)

Jenis-jenis ketel mendatar adalah ketel Cornish, ketel Lancarshire, ketel Scotch.

5. Menurut sistem peredaran air ketel (water circulation), ketel diklasifikasikan sebagai :

a. Ketel dengan peredaran alam (natural circulation steam boiler)

Jenis-jenis ketel dengan peredaran alam adalah ketel Lancarshire, ketel Babcock dan Wilcox.

Jenis-jenis ketel dengan peredaran paksa adalah ketel La-Mont, ketel Benson, ketel Loeffer dan ketel Velcan.

2.3 Termodinamika

Uap merupakan hasil produksi dari ketel uap yang berasal dari air yang dipanaskan di dalam ketel. Uap mempunyai tekanan (P), temperatur (T) dan entalpi (h). Entalpi adalah sejumlah kalor yang diperlukan oleh ketel untuk memanaskan air menjadi uap.

a) Uap jenuh (saturated Steam)

Uap jenuh (saturated steam) adalah uap yang masih mengandung uap air. Ciri-ciri uap jenuh adalah :

1. Temperatur uap dan temperatur air dalam keadaan sama

2. Pada saat temperatur diturunkan, uap akan mengembun menjadi air b) Uap panas lanjut (superheated steam)

Uap panas lanjut (superheated steam) adalah uap jenuh yang mengalami pemanasan lanjut di dalam superheater. Pemanasan uap ini berlangsung pada tekanan tetap atau isobaris, sedangkan suhu dan entalpinya naik. Uap kering digunakan untuk menggerakkan turbin-turbin uap.

2.4 Siklus Dasar Pembentukan Uap

Pembangkit tenaga uap didasarkan atas siklus Rankine. Siklus Rankine ini tersusun atas komponen-komponen utama yaitu pompa, boiler, turbin dan kondensor.

Gambar 2.1 Diagram blok Siklus Rankine

Siklus Rankine juga dapat diartikan sebagai siklus uap dan cairan. Siklus ini digambarkan pada proses pembentukan tenaga uap di bawah ini :

Keterangan:

1 – 2 = Proses pemompaan

2 – 3 = Proses pemanasan air hingga mendekati titik didihnya 3 – 4 = Proses pendidihan sampai terbentuk uap jenuh

4 – 5 = Proses pembentukan uap panas lanjut 5 – 6 = Proses ekspansi isentropis dalam turbin

Gambar 2.2 Diagram Proses pembentukan uap 2.5 Efisiensi Boiler

Efisiensi termis boiler didefinisikan sebagai “persen energi (panas) masuk yang digunakan secara efektif pada steam yang dihasilkan.”

Terdapat dua metode pengkajian efisiensi boiler:

 Metode Langsung: energi yang didapat dari fluida kerja (air dan steam) dibandingkan dengan energi yang terkandung dalam bahan bakar boiler.

 Metode Tidak Langsung: efisiensi merupakan perbedaan antara kehilangan dan energy yang masuk.

Parameter yang dipantau untuk perhitungan efisiensi boiler dengan metode langsung adalah:

 Jumlah steam yang dihasilkan per jam (Q) dalam kg/jam  Jumlah bahan bakar yang digunakan per jam (q) dalam kg/jam

 Tekanan kerja (dalam kg/cm2(g)) dan suhu lewat panas (oC), jika ada  Suhu air umpan (oC)

 Jenis bahan bakar dan nilai panas kotor bahan bakar (GCV) dalam kkal/kg bahan bakar

Dimana

 hg –Entalpi steam jenuh dalam kkal/kg steam

 hf –Entalpi air umpan dalam kkal/kg air

BAB III METODOLOGI

Secara umum, metodologi penelitian dibagi dalam beberapa tahap yang saling berkaitan. Pemahaman yang diperoleh pada setiap tahap merupakan

masukan dan dasar bagi analisis tahap selanjutnya. Secara sistematis, tahapan penelitian dapat diuraikan sebagai berikut:

1. Tinjauan langsung ke stasiun boiler

2. Pengambilan data temperature uap, temperatur air umpan boiler, laju alir air boiler dan tekanan uap

3. Mengetahui jumlah bahan bakar dan nilai dihitung 4. Membahas hasil perhitungan yang telah diperoleh

DAFTAR PUSTAKA

1. Plugin-017015006 httprepository.usu.ac.idbitstream 123456789469 6101 701 5006 .pdf

2. Hady Situmorang, 2007, pemanfaatan gas buang sebagai pemanas air umpanketel uap, USU

3. Plugin-Sistem%20Teknik%20Industri%20Vol_%207%20No_%201 %20Jan_ %202006 httpwww.plnkalselteng.co.idwebplnbookBuku%20Kelistrikan KOMISIONING%20PLTU.pdf