analisa pembakaran pada ruang bakar boiler - Repository UMA

The cooking chamber plays a crucial role in directing the combustion and the resulting heat energy to boiling water in the pipe. The study uses the steam capacity at 30 ton/hour, 20 bar pressure and uses the shell and fiber fuel engine. In conclusion, while doing the process of boiling water in the pipe, the fuel type and quality must be observed so that the combustion system works properly and avoids the large heat loss.

Dengan kapasitas steam 30 ton steam/jam pada tekanan 20 bar dengan menggunakan metode bahan bakar shell dan fiber. Untuk perebusan air dalam pipa perlu memperhatikan jenis dan kualitas bahan bakar yang digunakan agar sistem pembakaran dapat bekerja dengan baik dan tidak terjadi kehilangan panas yang berlebihan. Penulis panjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala nikmat-Nya sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan sukses.

Topik yang dipilih dalam penelitian ini adalah Sistem Pembangkit Tenaga Listrik dengan judul Analisis Pembakaran pada Ruang Pembakaran Boiler Bertekanan 30 Ton/Jam 20 Bar Menggunakan Bahan Bakar Shell dan Fiber. Terwujudnya penulisan skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak yang telah mendorong dan membimbing penulis dengan tenaga, ide dan pemikirannya. Bapak Bobby Umroh, ST.MT selaku Ketua Program Studi Universitas Medan Area yang menyetujui dan menerima disertasi penulis.

Tn. Ir.H.Amirsyam Nasution, MT dan Bpk. Ir.Amrinsyah,MM selaku pembimbing telah meluangkan waktunya selama proses penyerahan judul hingga selesainya skripsi ini.

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Bila oksigen yang dibakar lebih banyak dibandingkan bahan bakar, maka campuran tersebut disebut campuran kaya. Nilai x adalah fraksi massa kandungan karbon, dan y adalah fraksi massa kandungan hidrogen bahan bakar. Cangkang dan ijuk kelapa sawit merupakan salah satu limbah yang dimiliki pabrik kelapa sawit yang kemudian dimanfaatkan sebagai bahan bakar pada stasiun boiler.

Perumusan Masalah

Tujuan Penelitian

Sejarah Perkembangan Boiler

Metode Hero dalam mengubah tenaga uap menjadi gerak menjadi dasar penerusnya untuk mengembangkan teknologi mesin uap di masa depan. Teori ini nantinya menjadi konsep desain utama dalam pengembangan mesin uap yang dilakukan oleh penerusnya. Pada tahun 1679, seorang fisikawan, matematikawan, dan penemu Perancis menemukan alat yang disebut pencerna uap yang menjadi cikal bakal ditemukannya mesin uap dan panci bertekanan.

Selain itu, Papin juga mengembangkan mesinnya dengan menambahkan piston di atas silinder tertutup yang dapat bergerak naik turun sesuai teori yang ditemukan oleh Giovanni Battista della Porta. Konsep ini kemudian membuahkan penemuan mesin uap pertama di dunia yang menggunakan piston dan silinder mesin. Penemuan ini bermula ketika ia sedang bekerja di sebuah tambang batu bara yang mengalami kesulitan dalam memompa air untuk mengairi tambang tersebut.

Uap tersebut kemudian dimasukkan ke dalam pekerja, sehingga air dapat dikeluarkan melalui tabung bawah. Thomas Newcomen adalah seorang pandai besi Inggris yang menemukan mesin uap atmosferik, yang merupakan perbaikan dari desain Thomas. Pada mesin Newcomen, intensitas tekanan tidak dibatasi oleh tekanan uap, berbeda dengan yang dipatenkan Thomas Savery pada tahun 1698.

Pada tahun 1712 Thomas Newcomen bersama dengan John Calley membangun mesin pertama di dalam lubang tambang berisi air dimana mesin tersebut digunakan untuk memompa air keluar dari tambang. Mesin Newcomen adalah pendahulu mesin James Watt dan salah satu teknologi paling menarik untuk dikembangkan pada abad ke-17. Berbeda dengan mesin uap Newcomen, mesin uap James Watt dilengkapi kondensor untuk mendinginkan silinder panas.

Mesin James Watt segera menjadi desain semua mesin uap modern dan meluncurkan Revolusi Industri. Perbedaan mendasar antara mesin James Watt dan mesin Thomas Newcomen adalah letak kapasitor yang digunakan. Jika pada mesin Newcomen ruang kondensasi uap menyatu dengan silinder kerja, maka pada mesin James Watt ruang kondensasi uap terpisah darinya.

Definisi Boiler ( Ketel Uap )

Namun ada juga yang menggabungkan kedua sistem boiler tersebut, yang menggunakan tekanan dan temperatur tinggi untuk menghasilkan listrik, kemudian sisa uap dari turbin pada tekanan dan temperatur rendah dapat digunakan dalam proses industri. Berbagai macam kran disediakan untuk keperluan pemeliharaan dan perbaikan sistem penyediaan air, pengolahan air umpan diperlukan sebagai bentuk pemeliharaan untuk mencegah kerusakan pada sistem steam. Sistem bahan bakar adalah semua peralatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar guna menghasilkan panas yang diperlukan.

Peralatan yang dibutuhkan dalam suatu sistem bahan bakar bergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan dalam sistem tersebut. Instalasi pembangkit listrik tenaga uap saat ini setidaknya terdiri dari pembangkit uap atau yang disebut steam boiler yang berfungsi sebagai alat pengubah air menjadi uap bertekanan. Dalam bahasa inggris ketel uap disebut dengan ketel uap yang berasal dari kata mendidih yang berarti mendidih atau menguap, sehingga ketel uap dapat diartikan sebagai suatu alat pembentuk uap yang mampu mengubah energi kimia dari bahan bakar padat menjadi beralih (padat). bahan bakar). , cair dan gas.

Uap yang dihasilkan dari ketel uap merupakan gas yang dihasilkan dari perubahan wujud cair menjadi uap atau gas melalui proses perebusan yang memerlukan sejumlah energi tertentu untuk terbentuknya. Cairan yang dipanaskan akan menyebabkan molekul-molekul bergerak cepat sehingga menyebabkan molekul-molekul tersebut terlepas dari lingkungannya dan berubah menjadi uap. Air yang berdekatan dengan daerah pemanasan akan mempunyai suhu yang lebih tinggi (berat jenisnya lebih rendah) dibandingkan dengan air yang suhunya rendah, sehingga air yang suhunya tinggi akan naik ke permukaan dan air yang suhunya rendah akan tenggelam.

Uap yang dihasilkan oleh ketel uap dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan antara lain: Utilitas untuk pembangkit tenaga listrik dan industri. Boiler merupakan peralatan yang berfungsi untuk memanaskan fluida dari wujud cair menjadi campuran atau selanjutnya menjadi uap dengan menggunakan Metode Pembakaran Luar. Boiler yang sering digunakan adalah steam boiler yang sering digunakan pada pembangkit listrik, namun boiler sendiri dapat digolongkan menjadi beberapa kategori.

Klasifikasi Ketel Uap

Berdasarkan Fluida Yang Mengalir Dalam Pipa

Ketel pipa api (Fire tube boiler)

Pipa Waterwall
Pipa Backpass
Cerobong Asap
Header

Sistem Reaksi Pembakaran

Hal – hal yang harus diperhatikan dalam proses pembakaran

Proses Pengolahan Kelapa Sawit

Unit Rebusan (sterilizer)
Unit Pengaduk ( Digester)
Unit Pemecah (Cake Braker Conveyor)
Tanki Minyak Mentah (Crude Oil Tank)
Tanki pemisah (Continous Settling Tank)
Unit Pengeringan Biji (Nut silo Dryer)
Unit Pengeringan Inti
Tanki Masakan Minyak (Clear Oil Tank)
Tanki Minyak Lumpur ( Sludge Oil Tank)
Tanki Minyak Timbun (Storage Oil Tank)
Unit Decanter
Tanki Air Panas ( Hot water Tank)
Unit Air Umpan ( Dearator)

Bahan Bakar Boiler

Bahan Bakar Gas

Penggolongan ketel uap air didasarkan pada susunan tabung, drum, dan pembakar ketel, tipe ini dibedakan menjadi tipe D, tipe O, dan tipe A. Ketel uap jenis ini sering juga disebut ketel industri atau ketel paket. Pada ruang bakar ketel uap komponen terpenting adalah water wall, dimana panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar diserap oleh water wall, sehingga air yang berada pada water wall mengalami kenaikan suhu hingga mencapai suhu yang diinginkan. berubah menjadi uap. .

Komponen ketel uap yang fungsinya mengalirkan uap jenuh dari drum bawah ke drum atas karena adanya perbedaan suhu. Namun ada kalanya proses pembakaran tidak berlangsung dengan komposisi bahan bakar-udara yang ideal. Pembakaran yang baik memerlukan proses pencampuran antara bahan bakar yang digunakan dengan udara pembakaran.

Sebelum bahan bakar dibakar, bahan bakar akan mengeluarkan alat pengukur volatil sehingga dapat terbakar. Waktu dimana bahan bakar melepaskan meteran volatil disebut waktu pembakaran atau waktu tunda. Dimana steam boiler ini merupakan sumber energi dan sumber uap yang akan digunakan untuk mengolah minyak sawit. Ketel uap adalah suatu alat konversi energi yang mengubah air menjadi uap dengan cara pemanasan dan panas yang diperlukan untuk penguapan air diperoleh dengan membakar bahan bakar di ruang bakar ketel uap.

Uap (energi panas) yang dihasilkan oleh steam boiler dapat digunakan pada semua peralatan yang memerlukan steam pada pabrik kelapa sawit, khususnya turbin. Turbin yang dimaksud disini adalah turbin uap dimana sumber penggerak generatornya adalah uap yang dihasilkan dari ketel uap. Oleh karena itu, kualitas steam yang dihasilkan harus sesuai dengan kebutuhan yang ada di pabrik kelapa sawit.

Bahan bakar padat mengandung unsur-unsur antara lain arang atau karbon (C), hidrogen (H), asam atau oksigen O, nitrogen atau nitrogen (N), belerang (S), abu dan air, yang kesemuanya terikat menjadi satu, suatu senyawa kimia. Bahan bakar ini banyak dijumpai dalam pengeboran minyak bumi, antara lain gas metana (CH4) bersama dengan gas etana (C2H6), karbon monoksida (CO), gas alam cair (LNG), gas minyak cair (LPG). Pada umumnya steam boiler pada pabrik kelapa sawit menggunakan bahan bakar padat buatan yang mudah didapat dan ekonomis yaitu fiber.

Dalam menggunakan kedua bahan bakar tersebut, ada beberapa pertimbangan yang menentukan nilai dari kedua bahan bakar tersebut, yaitu.

Gambar 2.8 Mesin Ketel Stasioner 2. Ketel bergerak (mobile boiler)

Serabut murni (tanpa campuran)

Cangkang Murni ( tanpa campuran)

Nilai kalor (Heating Value)
Perpindahan Panas Pada Ketel Uap

Perpindahan Panas Secara Pancaran atau Radiasi
Perpindahan Panas Secara Aliran Atau Konveksi
Perpindahan Panas Secara Konduksi

Nilai kalor bahan bakar (LHV) yang paling rendah, yaitu uap air hasil pembakaran tidak boleh dicairkan terlebih dahulu, sehingga panas kondensasi tidak diperhitungkan dengan panas pembakaran bahan bakar tersebut (Djoko Setyardjo, 1999). Panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar dan udara, berupa api (yang menyala) dan gas buang (yang tidak menyala), dipindahkan ke air atau udara melalui permukaan yang dipanaskan atau permukaan pemanas pada instalasi ketel uap di tiga jalan. Banyaknya kalor yang diterima secara radiasi atau Qp berdasarkan rumus Stephan–Boltzman adalah sama dengan.

Perpindahan panas secara aliran atau konveksi adalah perpindahan panas yang dilakukan oleh molekul-molekul suatu zat cair. Molekul-molekul cairan mengapung maju mundur, masing-masing memindahkan sejumlah panas sebesar q joule. Ketika molekul zat cair menyentuh dinding ketel, sebagian panasnya didistribusikan yaitu q1 joule ke dinding ketel, sisanya yaitu q2 = q - q1 joule dikeluarkan.

Jika pergerakan yang dilakukan oleh molekul-molekul tersebut merupakan hasil gaya mekanik (karena dipompa atau dihembuskan oleh kipas), maka perpindahan panasnya adalah konveksi paksa. Dalam pergerakannya, molekul api tidak harus melalui jalur lurus untuk mencapai dinding boiler atau area yang dipanaskan. Perpindahan panas secara propagasi atau konduksi adalah perpindahan panas dari suatu bagian benda padat ke bagian lain dari benda padat yang sama akibat adanya kontak fisik tanpa adanya pergerakan molekul-molekul benda padat itu sendiri. Di dalam dinding, panas akan disebarkan oleh molekul-molekul dinding boiler, bagian dalam yang berbatasan dengan air, uap atau udara.