1 Universitas Muhammadiyah Riau
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada Penelitian ini telah dilakukan Prediksi penyebaran Emisi pada Cerobong Asap PLTMG Duri menggunakan Computational Fluid Dynamics (CFD). Data yang digunakan pada penelitian ini adalah data sekunder yang diperoleh dari Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) Sultan Syarif Kasim II Pekanbaru yang dapat dilihat pada Tabel 4.1 dan data dari Pembangkit Listrik Tenaga Mesin dan Gas (PLTMG) Duri yang dapat dilihat pada Tabel 4.2. Dalam penelitian ini juga digunakan data karakteristik dan Udara yang dapat dilihat pada Tabel 4.3.
Tabel 4.1 Data Klimatologi
No Parameter Satuan
1. Suhu Udara 33.4
2. Kecepatan angina 4.1 m/s Sumber: (BMKG, 2019) Tabel 4.2 Data Fisik Cerobong
No Parameter Satuan
1. Tinggi Cerobong 30 meter
2. Diameter cerobong atas dan bawah 1.5 meter dan 1.2 meter
3. Jenis Bahan Bakar LNG
4. Suhu Cerobong
5. Faktor Emisi 11.4 Lb/Ton
6. Jumlah bahan bakar 5 MMBTU/Day
7. Waktu operasi 12 jam (43.200 detik)
Sumber: (PLTMG, 2019)
Tabel 4.3 Karakteristik So2 dan Udara
No Keterangan So2 Udara
1. Konduktivitas Panas 0.0104 0.025
2. Viskositas 1.2 x 1.7894 x
3. Kerapatan 2.77 1.225
Sumber: (Soedomo, 2001) 4.1 Perhitungan Laju Emisi
Laju emisi (Q) dari dihitung menggunakan Persamaan 2.2. Nilai faktor emisi didapatkan dari standar EPA (Environmental Protection Agency) yang bernilai 11.4 Lb . (Nevers, 2000). Bahan bakar yang digunakan
2 Universitas Muhammadiyah Riau
dalam penelitian ini adalah LNG (Liquid Natural Gas) dengan jumlah bahan bakar perhari sebanyak 5 MMBTU/day. Nilai laju emisi yang didapatkan pada penelitian ini (bulan januari 2019) sebesar 0.0495 kg/detik. Perhitungan laju Emisi dapat dilihat pada Lampiran 1.
4.2 Pembuatan Geometri
Geometri menunjukkan gambaran wilayah yang akan kita prediksi.
Pembuatan geometri pada penelitian ini menggunakan software Autocad, dimana desain itu yang digunakan di program Fluent (Ansys 17.2). Geometri dibuat berbentuk balok berdimensi (x, y, z), dengan ukuran 4800 m, 250 m, 800 m.
Untuk tinggi cerobong sesuai dengan data fisik dari PLTMG (Tabel 4.2). Hasil geometri pada penelitian ini dapat dilihat pada gambar 4.1. Arah x pada geometri merupakan arah downwind (searah aliran angin), arah y merupakan arah crosswind (tegak lurus terhadap arah datang angin) sedangkan arah Z untuk melihat bentuk kepulan asap dan sebaran emisi .
Gambar 4.1 Geometri
3 Universitas Muhammadiyah Riau
4.3 Pembuatan Kondisi Batas
Pembuatan kondisi batas pada penelitian ini untuk menentukan letak batasan- batasan dan pemberian nama dari geometri yang telah dibuat. Kondisi batas pada penelitian ini dapat dilihat pada Lampiran 2. Nilai batas yang digunakan pada penelitian ini dimulai dari Velocity inlet berupa nilai kecepatan angin sebesar 4.1 m/s. Suhu udara yang digunakan pada penelitian ini sebesar 33.4 . Mass flow inlet berupa nilai laju emisi So2 sebesar 0.0495 kg/ dan suhu cerobong 187 . Nilai batasan Outflow yang dimasukkan pada penelitian ini sebesar 0.5.
Nilai batasan wall yang dimasukkan dalam kondisi default. Nilai batasan simetry tidak memasukkan nilai apa-apa karena dianggaap batasan ini alirannya sudah terbebaskan.
4.4 Pembuatan Meshing
Geometri yang telah dibuat harus dilakukan meshing yang dapat dilihat pada Gambar 4.2. Benda Padat pada penelitian ini berupa cerobong, semakin menjauhi cerobong ukuran grid akan semakin besar (Blocken, 2006).
Geometri yang telah dibuat dimasukkan kedalam fluent (Ansys 17.2). Nilai equiangle skew dari hasil meshing yang telah dibuat pada penelitian ini sebesar 0,66. Menurut Tuakia tahun 2008 bahwa salah satu tipe kualitas meshing yang baik adalah nilai equiangle skew tidak boleh melebihi dari 0.9. Hal ini menunjukkan bahwa mesh yang telah dibuat sudah cukup baik dan dapat diproses selanjutnya didalam fluent.
Gambar 4.2 Meshing
4 Universitas Muhammadiyah Riau
4.7 Hasil Penyebaran Emisi
Gambar 4.3 Sebaran konsentrasi emisi
Penyebaran konsentrasi emisi dihitung menggunakan Software Fluent dengan tipe Ansys 17.2. Ansys merupakan salah satu software CFD yang digunakan untuk menghitung nilai konsentrasi emisi. Hasil yang didapatkan ditampilkan dalam bentuk streamline dapat dilihat pada Gambar 4.4. Emisi pada kondisi ini menyebar ke arah downwind yaitu searah aliran angin.
Konsentrasi tertinggi berada pada jarak 1223,62 meter dengan nilai konsentrasi sebesar 1,54e-03 . Konsentrasi terendah berada pada jarak 0.759799 meter dengan nilai konsentrasi 3,56e-11 . Nilai konsentrasi pada kondisi ini masih jauh dibawah ambang batas udara ambien dengan nilai maksimum sebesar 365 .
Hasil nilai konsentrasi terhadap jarak pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 4.4. Nilai jarak yang dihitung pada penelitian ini mulai dari 0 sampai 4800 meter. Berdasarkan Grafik yang terlihat pada Gambar 4.4 sebaran emisi meningkat pada jarak 1000 meter dengan nilai konsentrasi 1,60e-08 dan menurun pada jarak 1500 meter dengan nilai konsentrasi 8.00e-09 . Pada jarak 2000 sampai 4800 meter konsentrasi emisi terlihat stabil yaitu 6.00 e-09 , Hal ini dikarenakan pada jarak tersebut dianggap alirannya sudah tidak tergangu dimana angin membawa asap jauh dari sumbernya sehingga nilai konsentrasinya semakin kecil.
5 Universitas Muhammadiyah Riau
