PEMBANGKIT TENAGA SMSTR 5

1/30/2024 1

SIKLUS RANKINE SEDERHANA a. Diagram Alir dan diagram T-s

b. Aliran Uap c. Boiler

d. Kondensor

1/30/2024 2

a. Diagram Alir & Diagram T-s

1/30/2024 3

Boiler

T

Qin

Qo

Kondenser

Wp P

Wt 3

2

1

4

2

1

3

4 T

s P

₂

= C

P

₁

= C Konversi panas menjadi kerja (work)

Titik-titik 1, 2, 3, 4 ? Siklus nyata ?

Siklus ideal

30-Jan-24 THERMODYNAMICS, LEC-3 4

STEAM POWER

PLANT

_BOILER

CONDENSE R

PUMP TURBINE

Energ y sourc e

Energy sink

W

_in

W

_out

Q

_in

Q

_out

b. Aliran Uap

1/30/2024 5

c. Boiler/Steam generator

1/30/2024 6

d1. KONDENSER

1/30/2024 7

d2. Kondenser Jenis Vakum

1.Motive steam 2. Gas or vacuum

steam inlet

3. Cold water inlet 4. Cold water outlet

5. Atmospheric pressure non condensable steam or gas

6. Condensate outlet

1/30/2024 8

ANALISIS THERMODINAMIK

1/30/2024 9

10

RANKINE CYCLE: THE IDEAL CYCLE FOR VAPOR POWER CYCLES

The ideal Rankine cycle does not involve any internal irreversibilities.

The simple ideal Rankine cycle.

11

Energy Analysis of the Ideal Rankine Cycle

The thermal efficiency can be interpreted as the ratio of the area enclosed by the cycle on a T-s diagram to the area under the heat-addition process.

Steady-flow energy equation

12

DEVIATION OF ACTUAL VAPOR POWER CYCLES FROM IDEALIZED ONES

( a ) Deviation of actual vapor power cycle from the ideal Rankine cycle. ( b ) The effect of pump and turbine irreversibilities on the

ideal Rankine cycle.

The actual vapor power cycle differs from the ideal Rankine cycle as a result of irreversibilities in various components.

Fluid friction and heat loss to the surroundings are the two common sources of irreversibilities.

Isentropic efficiencies

30-Jan-24 THERMODYNAMICS, LEC-2 13

Steam Tables

SATURATED WATER

Temp.

O C T

Press kPa P_sat

Spec. Vol.

m³/kg

Internal energy kJ/kg Enthalpy kJ/kg

Entropy kJ/kg Sat.

liquid v_f

Sat.

vapor v_f

Sat.

liqui u_f

Evap u_fg

Sat.

vapor u_g

Sat.

liqui h_f

Evap h_fg

Sat.

vapor h_g

Sat.

liquid s_f

Evap s_fg

Sat.

vapor s_g

0,01 0,6113 0,001 206,14 0,0 2375,3 2375,3 0,01 2501,3 2501,4 0,000 9,1562 9,1562

5 0,8721 0,001 147,12 20,97 2361,3 2382,3 20,9 2489,6 2510,6 0,076 8,9496 9,0257

40

100 101,33 0,001 1,6729 418,9 2087,6 2506,5 419,0 2257,0 2676,1 1,306 6,0480 7,3549 150

• Saturated liquid  index f (v

_f

, u

_f

, h

_f

, s

_f

)

• Saturated gas  index g (v

_g

, u

_g

, h

_g

, s

_g

)

• Mixture  v = v

_f

+ x (v

_g

– v

_f

); u = u

_f

+ x (u

_g

– u

_f

) ;

h = h

_f

+ x (h

_g

– h

_f

), s = s

_f

+ x (s

_g

– s

_f

),

1/30/2024 14

Case 1

1/30/2024 15

q in ; q out ; Efficiency ?

1/30/2024 16

Case 2

1/30/2024 17

W T ; W p ?

1/30/2024 18

Case 3

1/30/2024 19

T 3 ; Efficiency ?

1/30/2024 20

CARA PENINGKATKAN EFISIENSI

1/30/2024 1

1/30/2024 2

 The thermal efficiency can be interpreted as the ratio of the area enclosed by the cycle on a T-s

diagram to the area under the heat-addition process.

 The basic idea behind all the modifications to increase the thermal efficiency of a power cycle is

the same :

Increase the average temperature at which heat is transferred to the working fluid in the boiler, or decrease the average temperature at which heat is

rejected from the working fluid in the condenser.

HOW CAN WE INCREASE THE EFFICIENCY OF THE RANKINE CYCLE ?

 Lowering the Condenser Pressure (Lowers T low,avg )

 Superheating the Steam to High Temperatures (Increases T high,avg )

 Increasing the Boiler Pressure (Increases T high,avg )

1/30/2024 3

4

Lowering the Condenser Pressure ( Lowers T low,avg )

To take advantage of the

increased efficiencies at low pressures, the condensers of steam power plants usually operate well below the

atmospheric pressure. There is a lower limit to this pressure

depending on the temperature of the cooling medium

Side effect: Lowering the

condenser pressure increases the moisture content of the

steam at the final stages of the

turbine.

5

The temperature is limited by metallurgical considerations.

Presently the highest steam temperature allowed at the turbine inlet is about 620°C.

Superheating the Steam to High Temperatures ( Increases T high,avg )

Both the net work and heat input increase as a result of superheating the steam to a higher temperature. The

overall effect is an increase in thermal efficiency since the average temperature at which heat is added increases.

Superheating to higher

temperatures decreases the

moisture content of the steam

at the turbine exit, which is

desirable.

6

Increasing the Boiler Pressure ( Increases T high,avg )

For a fixed turbine inlet

temperature, the cycle shifts to the left and the moisture content of steam at the

turbine exit increases. This

side effect can be corrected

by reheating the steam.

1/30/2024 7

Today many modern steam power plants operate at supercritical pressures ( P >

22.06 MPa) and have thermal efficiencies of about 40% for fossil-fuel plants and 34% for nuclear plants.

A supercritical Rankine cycle.

8

THE IDEAL REHEAT RANKINE CYCLE

How can we take advantage of the increased efficiencies at higher boiler pressures without facing the problem of excessive moisture at the final stages of the turbine?

1. Superheat the steam to very high temperatures. It is limited metallurgically.

2. Expand the steam in the turbine in two stages, and reheat it in between (reheat)

The ideal reheat Rankine cycle.

9

The average temperature at which heat is

transferred during

reheating increases as the number of reheat stages is increased.

The single reheat in a modern power plant improves the cycle efficiency by 4 to 5% by

increasing the average

temperature at which heat is transferred to the steam.

The average temperature during the reheat process can be

increased by increasing the

number of expansion and reheat stages. As the number of stages is increased, the expansion and reheat processes approach an isothermal process at the

maximum temperature. The use of more than two reheat stages is not practical. The theoretical improvement in efficiency from the second reheat is about half of that which results from a

single reheat.

10

The reheat temperatures are very close or equal to the turbine inlet temperature.

The optimum reheat pressure is about one-fourth of the

maximum cycle pressure.

Case 1 : Turbine – One Reheat

1/30/2024 11

Turbine output ?

Efficiency of the cycle ?

1/30/2024 12

1/30/2024 13

14

THE IDEAL REGENERATIVE RANKINE CYCLE

The first part of the heat- addition process in the boiler takes place at

relatively low temperatures.

Heat is transferred to the working fluid during process 2-2 at a

relatively low temperature. This lowers the average heat-addition temperature and thus the cycle efficiency.

In steam power plants, steam is extracted from the turbine at

various points. This steam, which could have produced more work by expanding further in the

turbine, is used to heat the feedwater instead. The device where the feedwater is heated by regeneration is called a

regenerator, or a feedwater

heater (FWH).

15

A feedwater heater is basically a heat exchanger where

heat is transferred from the steam to the feedwater either

by mixing the two fluid streams (open feedwater heaters)

or without mixing them (closed feedwater heaters).

16

Open Feedwater Heaters

An open (or direct-contact) feedwater heater is basically a mixing

chamber, where the steam extracted from the turbine mixes with

the feedwater exiting the pump. Ideally, the mixture leaves the

heater as a saturated liquid at the heater pressure.

17

Deaerator

1/30/2024 18

Case 2 :

Open Feed-water Heater  Mixing Chamber

1/30/2024 19

The required mass flow rate of the steam ?

Steady flow process

1/30/2024 20

1/30/2024 21

Tugas :

Seperti contoh soal, namun p

₁

= p

₂

= p

₃

= (200 + a) Kpa, dan

a adalah 2 angka terakhir no. Mhs. Bila a=00 maka a= 50

1

ST. BOILER

MATERI YANG AKAN DISAMPAIKAN

I. Boiler Definisi

II. Design & Construction III. Pengoperasian

IV. Boiler Safety

V. Boiler Inspection

2

Apakah BOILER itu?

 Boiler adalah suatu bejana bertekanan yang tertutup, air dipanaskan dengan memakai bahan bakar antara lain :

- Bahan bakar Padat.

- Bahan bakar Cair.

- Bahan bakar Gas.

I. BOILER DEFINISI



3

 Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai Boiler kita harus memahami beberapa hal antara lain sebagai berikut :

1. Pressure (tekanan) 2. Temperature (suhu) 3. Kapasitas

4. Efisiensi

1. Pressure ( tekanan ).

Tekanan adalah tekanan kerja yang dihasilkan oleh Steam Boiler.

Temperature adalah panas yang dihasilkan Steam Boiler.

Temperature Steam Boiler ada 2 macam : 1. Superheater Steam, temperature yang

dihasilkan adalah sesuai design yang direncanakan pada boiler.

2. Saturated Steam ( uap basah ), temperature yang dihasilkan segaris dengan tekanan.

2. Temperature ( Suhu )

4

3. KAPASITAS

Kapasitas adalah kemampuan maksimum Boiler untuk meng-hasilkan Uap dalam setiap Ton/jam.

Untuk mencari kapasitas boiler rumus yang digunakan adalah :

RUMUS KAPASITAS

Q = Kapasitas ……… Kg/hr η = Effisiensi Boiler ……….……… % Gbb = Berat Bahan Bakar ………. Kg/hr N.O = Nilai Kalor ………. Kcal/kg

ΔEntalphy = Perbedaan Entalphy

uap

dan Entalphy air masuk ….………… Kcal/kg

Entalphy O N Q Gbb





   .

5

Efisiensi adalah suatu ukuran berapa banyak steam yang dihasilkan dalam setiap ton bahan bakar yang terbakar didalam ruang dapur.

rumus yang digunakan untuk mendapatkan efisiensi adalah:

O N Gbb

Enthalphy Q

. ) (



 



4. EFISIENSI

Q = Kapasitas ……… Kg/hr η = Effisiensi Boiler ……… % Gbb = Berat Bahan Bakar ……… Kg/hr N.O = Nilai Kalor ……… Kcal/kg ΔEntalphy = Perbedaan Entalphy uap dan Entalphy air masuk .. Kcal/kg

Penggunaan panas: Quse

Panas yg digunakan untuk menghasilkan steam dari air

Panas yg dihasilkanQin

Panas yg dihasilkan dari pembakaran Bahan Bakar

& udara pembakaran

BOILER

KerugianQloss

Kerugian bahan bakar Kerugian Radiasi Abu, Carbon,CO Blow down

Keseimbangan Panas : Q

_in

= Q

_use

+ Q

_loss

KESEIMBANGAN PANAS

6

II. DESIGN & CONSTRUCTION

Klasifikasi Ketel Uap Dapat dibagi :

1. Menurut Penggunaannya.

a. Stationary Boiler ( Ketel Uap Tetap )

b. Non Stationary Boiler ( Ketel Uap Tidak Tetap )

2. Menurut Tekanan kerja

a. Low Pressure ( 2 – 16 Kg/cm² ) b. Medium Pressure ( 17 – 30 Kg/cm² ) c. High Pressure ( 31 – 140 Kg/cm² )

d. Super High Pressure ( 141 – 225 Kg/cm² ) e. Super Critical Pressure ( Up to 226 Kg/cm² )

a. Fire tube Boiler ( Ketel Pipa api )

b. Combi Boiler ( Ketel Pipa Api & pipa air ) c. Water tube Boiler ( Ketel Pipa air )

3. Menurut kandungan pipanya.

7

I. Data :

1. Sebuah P.O.M kapasistas

olah ………. = 30 ton TBS/jam 2. Pemakaian uap untuk

proses P.O.M dengan system Triple peak

pada Sterilizer ……….. = 0,6 ton uap / ton TBS

Total uap yang dibutuhkan = 30 ton TBS x 0,6 ton uap/tonTBS

= 18 ton uap/jam

Dasar Pemilihan Boiler Pada Palm Oil Mill

II. Pemilihan Boiler

Untuk proses P.O.M tsb dipilih Boiler dengan spesifikasi : Kapasitas uap (Q) kg/jam = 20.000 kg/jam Temperatur uap (tu) = 280° C Tekanan uap (NWP) (P) = 20 kg/cm² Temperatur Air umpan (ta) = 90° C

η Ketel = 73%

Pemakaian bahan bakar = 75% Fiber + 25% Shell

8

Bahan bakar yang tersedia pada P.O.M 30 ton TBS/jam

Fiber = 14% x 30 ton = 4,2 ton Shell = 8% x 30 ton = 2,4 ton

III. Apakah sesuai Boiler tersebut untuk P.O.M 30 Ton TBS/Jam ?

Heating Value Fiber (N.O)

Komposisi => Water = 39,8% x 4200 Kg = 1670 Kg NOS = 55,6% x 4200 kg = 2340 kg OIL = 4,65% x 4200 kg = 190 kg Heating Value => NOS = 3850 Kcal/kg

OIL = 8800 Kcal/kg Heat Evaporation Water => 600 Kcal/kg

kg Kcal / 2340

4200

) 1670 600

( ) 8800 190

( ) 3850 2340

Fiber ( N.O.











 

9 Komposisi => Water = 23,5% x 2400 kg = 564 kg

NOS = 75,9% x 2400 kg = 1821 kg OIL = 0,6% x 2400 kg = 15 kg Heating Value NOS = 4700 Kcal/kg

OIL = 8800 Kcal/kg Heat Evaporation water = 600 Kcal/kg

kg Kcal / 3480

2400

) 564 600

( ) 8800 15

( ) 4700 1821

Shell ( N.O.











 

Heating value Shell ( N.O )

uap/jam 11555

87 , 620

73 , 0 ) 2340 4200

(

2340 4200

) 03 , 90 9 , 710 73 (

, 0

. ) (

x kg Q x

Q

O N Gbb

Entalphy KET Q







 



 



P = 20 kg/cm² tu = 280°C ta = 90°C

i = 710,9 Kcal/kg i= 90,03 Kcal/kg Produksi uap dari seluruh bahan bakar fiber = 4200 kg

10

Dengan demikian untuk proses 30 ton TBS/jam. Dengan memakai uap 18000kg/jam.

Bahan bakar Shell masih sisa = 2400 – 1575 = 825 kg/jam

27%

/jam 4 1575

, 2540

620,87 6445

3480 73

, 0

87 , 620 ) 11555 18000

(

3480 ) 03 , 90 9 , 710 73 (

, 0

. ) (



 





 



 



 

kg Gbb x

Gbb Q

O N Gbb

Entalphy KET Q



Bahan bakar shell yang diperlukan untuk mencukupi 18 ton uap/jam

III. PENGOPERASIAN

1. Periksa kebersihan ruang dapur & Boiler Proper atas Barang- barang asing.

2. Periksa kondisi Rooster, coba dioperasikan Dumping Grate.

3. Periksa persediaan air dalam Feed Water tank.

4. Periksa pemasangan kerangan– kerangan dan Appendages.

5. Periksa panel & Instrument Panel ( Terutama System Cutt Off &

Interlock ).

6. Periksa jumlah persediaan bahan bakar.

7. Periksa Level air dalam Boiler melalui gelas penduga.

8. Beri Minyak pelumas pada semua peralatan yang bergerak &

berputar.

PERSIAPAN PENGOPERASIAN BOILER

11 9. Periksa Parameter tekanan pada Superheater & Upper

Drum.

10. Periksa Thermometer pada Superheater & Gas bekas.

11. Periksa alat kontrol tekanan ruang dapur ( Panel & Draft Control ).

12. Buka Damper ID Fan 100 %.

13. Buka Valve Air Vent pada Drum & Superheater 100 %.

14. Buka kerangan Blow Down pada Super Heater Header 100 %.

15. Buka Starting Valve 100 %.

16. Masukan bahan bakar diatas rangka bakar hingga merata.

17. Boiler siap untuk dilakukan pengapian ( Fire – Up )

Pengoperasian Boiler yang menggunakan Superheater Tube.

1. Lasanakan Pembakaran dalam ruang dapur, tanpa ada Blower yang dioperasikan ( Pemanasan awal ).

2. Setelah Tekanan ± 0,5 Kg/Cm², tutup penuh Air Vent pada Upper Drum.

3. Setelah Tekanan ± 1 ~ 1,5 Kg/Cm² Operasikan peralatan-peralatan ( Boiler Full Operation ).

* Operasikan Double Damper.

* Operasikan Draft Control pada posisi “Close “ ( Damper IDFan tutup 100 % ).

* Operasikan Blower IDFan.

 Laksanakan prosedur pengoperasian sesuai dengan petunjuk pada saat start awal Boiler akan di operasikan.

 Pengapian ( Fire-Up )

12

 Operasikan Handle Draft Control ke posisi “AUTO “.

 Operasikan Blower FDFan dengan terlebih dahulu, Damper tutup penuh.

 Operasikan Blower 2ⁿ₫ FDFan dengan terlebih dahulu damper tutup penuh.

 Setelah operasi normal damper buka ± 70 %.

4. Operasikan Rotary Feeder, dan masukkan bahan bakar secara perlahan –lahan & merata.

5. Pertahankan Tekanan ruang dapur pada tekanan yang direncanakan ( -5 ~ -10 H2O ).

6. Buka Damper utama FDFan ( melalui instrument panel ).

 Untuk tekanan < 15 Kg/Cm²Damper buka 40 ~ 70 %

 Untuk tekanan > 15 Kg/Cm²Damper buka 20 ~ 40 %

7. Pindahkan supplay Air Melalui Modulating Control Valve.

8. Tekanan ± 7 Kg/Cm², panaskan Steam Driven Feed Water Pump.

9. Buka Valve Continuous Blow Down ± 20 ~ 30 %.

10. Naikkan tekanan hingga ≥ 10 Kg/Cm².

13

• Pengoperasian dan Pengawasan selama Boiler Operasi

1. Tekanan < 10 Kg/Cm² buka kerangan induk Perlahan – lahan dengan memperhatikan variasi pada tekanan Boiler dan Level air.

* Pembukaan secara tiba-tiba akan mengakibatkan, turunnya tekanan secara tiba-tiba dan Level air juga naik secara tiba-tiba dan sparator uap tidak dapat bekerja dengan baik, hal tersebut dapat mengakibatkan bahaya lanjutan.

* Air Condensate harus benar-benar terbuang dalam keadaan sempurna, dikhawatirkan kemungkinan akan terjadi Hammering air.

Pipa Superheater hanya sanggup menerima temperatur maximal 450 °C dengan kondisi kosong .

• Apabila ketentuan tersebut diatas tidak dilaksanakan, Hal ini dapat mengakibatkan Pipa Superheater Over Heating dan Pada saat Boiler Full Operasi, kerangan induk belum dibuka serta Starting Valve & Blow Down Valve juga belum dibuka.

Akibatnya Uap yang ada didalam Pipa Superheater yang sebagai pendingin tidak bersirkulasi dimana Temperatur Uap terus naik maka pada pipa Superheater akan terjadi Over Heating.

2. Tutup Starting Valve dan Valve Blow Down pada Super Heater Header.

14

• Pada Boiler Superheater dilengkapi dengan 2 (dua) Unit Safety Valve.

- 1 (satu) Unit Safety Valve pada Superheater.

(Untuk Boiler N – 600, Q = 20 Ton Uap/jam. Kapasitas Blow Up Safety Valve = 5970 Kg Uap/jam)

- 1 (satu) unit Safety Valve pada Upper Drum.

(Untuk Boiler N – 600, Q = 20 Ton Uap/jam. Kapasitas Blow Up Savety Valve = 17200 Kg Uap/jam)

Pada perinsipnya apabila kedua Safety Valve tersebut Blow Up harus lebih besar dari kapasitas Boiler.

(17200 KgUap/jam + 5970 KgUap/jam) ›20000 Kg Uap/jam.

Pada Boiler Superheater Harus Safety Valve pada Superheater Header yang terlebih dahulu Blow Up

.

3. Periksa semua peralatan-peralatan atas suara-suara yang Abnormal.

4. Pertahankan Level pada Drum pada kondisi yang ditentukan.

5. Naikkan tekanan Boiler, sesuai tekanan yang direncanakan dan lakukan percobaan pembuangan uap pada kerangan pengaman pada Superheater Header dan Upper Drum, hal ini untuk memastikan bahwa kerangan pengaman bekerja normal.

15 6. Menjaga tekanan Boiler pada Operasi normal.

Pengurangan tekanan yang berlebihan mengakibatkan naiknya beban dalam ruang uap dan Sparator uap kurang berfungsi dan dapat menimbulkan bahaya lanjutan, hal ini sangat tergantung pada kwantity pemberian bahan bakar dan level air.

7. Menjaga pemakaian uap agar Constan.

Dijaga agar fluktuasi beban uap kecil, hal tersebut dengan jalan mengawasi meter tekanan uap dan level air, dan perhatian khusus harus diberikan pada Suplay bahan bakar dan udara pembakaran.

8. Perhatikan Density dari asap.

Asap dengan density tebal yang keluar dari cerobong menunjukkan kekurangan udara untuk pembakaran.

9. Perhatikan temperature gas buang (normal 350~370°C) temperature gas buang terlalu tinggi mengakibatkan berkurangnya Effisiency ketel.

Temperature gas buang tinggi:

- Lakukan Soot Blowing, akibat abu-abu.

- Water Tube banyak Scale / kerak.

- Kerusakan penyangga api dalam dapur.

Note:

Perbedaan tekanan pada Upper Drum dengan tekanan pada Superheater Header, disebabkan karena perbedaan temperature.

Pada Upper Drum Temperature lebih rendah maka tekanan tinggi dipengaruhi berat jenis air.

Pada Superheater Temperature lebih tinggi maka tekanan rendah dipengaruhi berat jenis air + uap.

* Untuk Boiler Tekanan › 120 Kg/Cm²perbedaan tekanan hampir tidak ada.

16

• Cara mendapatkan tekanan kerja Boiler yang konstan dan efesiensi pemakaian bahan bakar.

• Alat yang dipergunakan :

AUTOMATIC FUEL FEEDING CONTROL

STOP PENGOPERASIAN BOILER

1. Stop Supplay bahan bakar.

2. Tutup kerangan uap utama & Suplay uap lainnya, dan Air Vent.

3. Perhatikan level air pada gelas penduga ( harus Hight Water Level ).

4. Turunkan tekanan hingga ‹10 Kg/Cm²(Sirkulasi).

5. Stop FDFan & 2ⁿ₫ FDFan.

6. Keluarkan Abu-abu sisa pembakaran dari atas Rooster.

7. Stop IDFan dan buka damper 100 %.

8. Operasikan Dumping Grate dan mengeluarkan abu dari pintu abu.

A. Boiler Stop Operasi dalam waktu yang tidak lama.

17 9. Stop Double Damper Dust Collector.

10. Buka pintu dapur & pintu abu, Pintu-pintu yang lainnya tetap tertutup.

11. Periksa semua kerangan Blow Down & Continuous Blow Down (harus tertutup dengan sempurna/tidak terdapat kebocoran).

12. Posisikan semua Breaker peralatan ke posisi “ OFF “ Sedang Instrument Panel tetap pada posisi “ON“.

B. Boiler Stop Operasi dalam waktu yang lama.

1. Perawatan “ DRY CUTTING “ (Perawatan kering).

* Air dalam Boiler dikosongkan.

* Masukkan gas Nitrogen ( N2 ) hingga tekanan 2 Kg/Cm². Perawatan tersebut yang paling baik menurut Takuma Boiler hanya biaya perawatan- nya sangat tinggi.

2. Perawatan “WET CUTTING “(perawatan basah).

* Boiler harus tetap dipanaskan hingga tekanan

± 2 Kg/Cm².

* Setiap hari air ketel harus di Analisa.

* Setiap 1 bulan diadakan penggantian air.

18

PEMBERHENTIAN DARURAT

A. Akibat Mati Listrik .

1. Pindahkan secepatnya Sistim pengisian air umpan dari Electrik Pump ke Steam Pump.

2. Tutup Valve Main Steam ( kerangan induk ).

3. Buka pintu dapur dan pintu abu.

4. Buka Damper IDFan 100 % secara manual.

5. Pindahkan sistim pengisian air umpan dari Modulating Control Valve ke Kerangan By Pass.

1. Periksa semua kerangan Blow Down, apakah ada yang terbuka (terutama Blow Down dari lower Drum dan ke empat unit Header).

2. Periksa Temperatur air umpan (temperatur air umpan › 100°akan terjadi vacum pada Feed Water Pump).

3. Periksa kwantity air pada Feed water Tank dan peralatan-peralatan pada Feed Water Tank.

4. Periksa Feed Water Pump atas kesalahan fungsinya.

5. Apabila sistim piping pada Feed Water Pump di paralel untuk Boiler yang lain, periksa kerangan- kerangan Paralelnya.

B. Akibat Level Air turun terus menerus.

19 1. Jika ternyata Level air dalam gelas penduga di

bawah batas rendah, maka langkah yang harus dilakukan :

* Matikan Supplay bahan bakar.

* Tutup kerangan uap utama dan supplay uap lainnya.

* Matikan semua Blower-Blower.

2. Cari Sebab-sebabnya dengan melakukan pemeriksaan pada bahagian :

* Meter Level air pada Drum.

* Modulating Water Level Control Valve.

C. Akibat kekurangan Air pada Boiler.

* Tekanan pada Inlet dan Outlet air pengisi.

* Level air pada Feed Water Tank.

* Pompa air pengisi.

* Pemipaan air pengisi (periksa semua Strainer- strainer).

* Dan lain-lain yang mencurigakan.

Apabila telah didapat sebab-sebabnya, dasar Level air pada Boiler harus didapat kembali (di Check), apabila dasar Level air pada Boiler masih dalam batas-batas yang di izinkan.

Boiler dapat di operasikan kembali.

* Water Flow Meter.

20

Hal-hal yang harus dilakukan .

1. Matikan supply bahan bakar.

2. Menutup semua kerangan Supply Uap.

3. Matikan semua Blower-Blower (IDFan, FDFan &

2ⁿ₫Fan).

4. Tutup semua damper.

5. Tarik api secepatnya dari ruang bakar.

6. Tutup rapat semua Manhole.

7. Tidak dibenarkan untuk mengisi air ke dalam boiler, Biarkan Boiler dingin secara alami.

D) Apabila air dalam Gelas Penduga kosong, sehingga tidak diketahui sampai dimana titik terendah air didalam Boiler, sedang Boiler Full Operation.

8. Setelah Ketel dingin, isi air dan periksa apakah terdapat kerusakan ( kebocoran ) pada rol-rolan pipanya.

9. Bila tidak terdapat kebocoran, lakukan Hydrotest sebesar tekanan kerja + 3 Kg/Cm².

10. Bila terdapat kebocoran pada rol-rolan, lakukan expand ulang pada pipa-pipanya.

11. Bila dilakukan Hydrotest tidak terdapat kebocoran maka Boiler dapat dipanaskan dan di operasikan.

21

1. SAFETY VALVE ( KERANGAN PENGAMAN ).

Sesuai dengan U.U.Uap Tahun 1930 setiap Boiler harus dilengkapi dengan Minimal 2 (dua) buah kerangan pengaman.

* Kerangan pengaman :

berfungsi untuk menjaga tekanan lebih yang terjadi pada boiler

* Pada umumnya kerangan pengaman yang dipasang adalah tipe per (pegas) yang full bore.

* Pemilihan kerangan pengaman harus sesuai dengan tekanan kerja boiler dan kapasitas boiler.

IV. BOILER SAFETY

* Penyetelan kerangan pengaman harus dilakukan oleh beberapa orang yang ditunjuk & bekerja untuk :

-. Indikasi tekanan -. Catatan tekanan -. Operasi Boiler

Dan disaksikan oleh seorang yang bertanggung jawab.

* Kerangan pengaman cukup dicoba 1x setiap shift kefungsiannya dan dicatat dakan jurnal operasi

* Pada saat dilakukan hydrotest kerangan pengaman harus dipindahkan dan sebagai penggantinya dipakai satu plate penutup.

22

Untuk menjaga level air pada suatu boiler dipasang

* Meter level air (gelas penduga), meter level airdipasang 2 bh 1 bh type reflex dan 1 bh type transparant.

* Alarm level air.

Untuk menjaga level air pada drum boiler dipasang alarm untuk kondisi :

1^stlow water level alarm 2^ndlow water level alarm High water level alarm

* Lampu untuk level air

Untuk menjaga level air dipasang lampu untuk kondisi 1^st water level lamp

2^ndwater level lamp High water level lamp

2. Pengaman untuk High & Low Water Level

* Cut Off System.

Untuk menjaga level air pada boiler dipasang cut off system :

untuk kondisi 1^st low cut off system 2^ndlow cut off system

System ini berfungsi pada saat air kondisi 1^st low water level.

atau 2^nd low watel level, seluruh peralatan akan cut off kecuali feed water pump.

23

* Automatic Modulating Control Valve.

Untuk mengatur level air dalam drum boiler dipasang

Automatic modulating control valve, yang terdiri dari:

1. Modulating controller ( Control Head ).

2. Modulating control valve.

3. Modulating control Box.

V. PENGAWASAN BOILER

1. Setiap 45 menit.

* Buang abu Ex Dust Collector dan Dust Hopper.

* Amati ruang abu ( dibawah rangka bakar ).

2. Setiap 1 atau 2 jam.

* Periksa Water Level Gelas penduga ( Spui ).

* Pengisian jurnal operasi Boiler.

* Pengambilan sampel air umpan dan air Boiler.

Apabila hasil Labolatorium harus dilakukan Blow down, maka dilakukan Blow Down melalui Lower Drum Valve.

24 3. Setiap 3 ~ 4 jam.

* Lakukan Soot Blowing sesuai petunjuk.

* Tarik / buang abu dari atas Roster.

4. Setiap 24 jam.

* Periksa semua peralatan yng bergerak dan berputar atas bunyi-bunyi yang abnormal.

* Lumasi semua bearing, pemakaian minyak pelumas harus yang sesuai.

5. Setiap 1 s/d 2 minggu.

* Memeriksa dan membersihkan Strainer air dan uap.

* Memeriksa Rooster dan menggantinya jika ada yang patah.

* Membersihkan pipa-pipa dan dinding batu dari abu - abu sisa pembakaran yang melekat.

* Membersihkan abu-abu dari dalam Chimney.

* Memeriksa dan membersihkan abu pada Rotor Blower IDFan.

6. Setiap 1 s/d 3 bulan.

* Memeriksa dan membersihkan bahagian luar dan dalam.

* Membersihkan semua pipa-pipa, Drum, Header dari kerak.

25

7. Diatas 1 tahun.

* Periksa dan perawatan pada Casing.

* Periksa dan perawatan pada Gas Duct dan Dust Collector.

* Periksa dan perawatan pada Controller, peralatan & Instrument.

* Periksa dan perawatan pada Valve, Cock dan piping.

TERIMA KASIH ATAS PERHATIANNYA

SAMPAI JUMPA LAGI.

1

Closed Feedwater Heaters

Another type of feedwater heater frequently used in steam power plants is the closed feedwater heater, in which heat is transferred from the extracted steam to the feedwater

without any mixing taking place. The two streams now can

be at different pressures, since they do not mix.

11/6/2020 2

The closed feedwater heaters are more complex because of the internal tubing network, and thus they are more

expensive. Heat transfer in closed feedwater heaters is less effective since the two streams are not allowed to be in

direct contact. However, closed feedwater heaters do not

require a separate pump for each heater since the extracted

steam and the feedwater can be at different pressures.

Case 3 :

Closed Feed-water Heater

11/6/2020 3

The mass flow

rate of bleed steam ?

Steady flow process

11/6/2020 4

11/6/2020 5

Tugas :

Seperti contoh soal, namun p

₁

= (1,4 + 0,a) MPa; p

₃

= 1,0 + 0,a) KPa,

dan a adalah 2 angka terakhir no. Mhs. Bila a=00 maka a= 50

6

A steam power plant with one open and three closed feedwater heaters.

Open feedwater heaters are simple and inexpensive and have good heat transfer characteristics.

For each heater, however, a pump is required to handle the feedwater.

Most steam power plants use a

combination of

open and closed

feedwater heaters.

7

COGENERATION

A simple process-heating plant.

Many industries require energy input in the form of heat, called process heat. Process heat in these industries is usually

supplied by steam at 5 to 7 atm and 150 to 200°C. Energy is

usually transferred to the steam by burning coal, oil, natural

gas, or another fuel in a furnace.

8

Industries that use large amounts of process heat also consume a large amount of electric power.

It makes sense to use the already-existing work potential to produce power instead of letting it go to waste.

The result is a plant that produces electricity while meeting the process-heat requirements of certain industrial

processes (cogeneration plant)

Cogeneration: The production of more than one useful

form of energy (such as process heat and electric power)

from the same energy source.

9

An ideal cogeneration plant.

Utilization factor

• The utilization factor of the ideal steam- turbine cogeneration plant is 100%.

• Actual cogeneration plants have utilization factors as high as

80%.

• Some recent

cogeneration plants have even higher

utilization factors.

10

At times of high demand for process heat, all the steam is routed to the process-heating units and none to the condenser ( m

₇

= 0). The waste heat is zero in this mode.

If this is not sufficient, some steam leaving the boiler is throttled by an expansion or pressure-reducing valve to the extraction pressure P

₆

and is directed to the process- heating unit.

Maximum process heating is realized when all the steam leaving the boiler passes through the PRV ( m

₅

= m

₄

). No power is produced in this mode.

When there is no demand for process heat, all the steam passes through the turbine and the condenser ( m

₅

= m

₆

=0), and the cogeneration plant operates as an ordinary

steam power plant.

11

A cogeneration plant with

adjustable loads.

Case 4 : Cogeneration

11/6/2020 12

The net power produced and untilization factor

of the plant ?

11/6/2020 13

11/6/2020 14

11/6/2020 15

11/6/2020 16

Tugas :

Seperti contoh soal, namun p

₅

= (7,0 + 0,a) MPa; p

₃

= (0,6 + 0,0a) MPa,

dan a adalah 2 angka terakhir no. Mhs. Bila a=00 maka a= 50

11/30/2021

1

ENERGI DAN SISTEM KELISTRIKAN

Zulham Effendi

11/30/2021

2

11/30/2021

3

11/30/2021

4

11/30/2021

5

11/30/2021

6

11/30/2021

7

11/30/2021

8

11/30/2021

9

11/30/2021

10

TURBIN UAP Uap

dari Boiler (20 Bar)

Uap dari Turbin (3 Bar)

BPV

GENERATOR LISTRIK

1200 KVA OUTPUT LISTRIK 3 PHASE

RODA GIGI TURBIN

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP

Inside 1

2

A B C

INSTALASI TURBIN UAP

Steam Inlet

Steam Outlet BPV inlet

11/30/2021

11

GAMBARAN UMUM TURBIN UAP

Turbin (Mesin K.E) : energi panasenergi gerak Jenis turbin:

1. Berdasarkan Sudu

- Turbin reaksi : ekspansi

Sudu Roda turbin Aliran Uap

1. Turbin Kondensasi

2. Turbin Ekstraksi

3. Turbin Back-pressure

DESKRIPSI TURBIN UAP

1. Putaran yang dihasilkan bergantung pada jenis turbin

2. Reduksi putaran dilakukan oleh gear box.

poros ditumpu oleh journal beraring dan gaya dorong arah lateral ditahan thrust bearing.

3. Sistem lubrikasi  pressure lubrication menggunakan pompa minyak

4. Packing disediakan untuk menjaga kebocoran uap dan kontaminasi minyak pelumas

5. Rotor dan altenator dihubungkan dengan kopling

elastik

11/30/2021

12

NOMENKLATUR TURBIN UAP

1. Rotor turbin 2. Rumah turbin

3. Sistem pemancar (nozle) 4. Packing poros

5. Rumah roda gigi 6. Sistem minyak pelumas 7. Speed governor 8. Sistem pengaman 9. Sistem instrumentasi

11/30/2021

13

EFISIENSI TURBIN

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI EFISIENSI TURBIN Faktor Penyebab

•Besarnya kerugian didalam turbin akan mempengaruhi efisiensinya.Kerugian yang besar berarti efisiensinya rendah.

•Faktor-faktor penyebab kerugian didalam turbin diantaranya : –KerugianpadaKatupGovernor.

–KerugianpadaNosel(Nozzle Loss).

–KerugianpadaMoving Blades.

–Kerugianpadauapmeninggalkanmoving blades (Leaving Velocity/Carry Over Loss).

–KerugianGesekan.

–KerugianCelah(Clearance Loss).

–Kerugianakibatkebasahanuap.

–Kerugian akibat kecepatan uap keluar turbin.

–Kerugianluar(External Loss).

PERFORMASI TURBIN UAP

Indikator yang mempengaruhi kinerja turbin uap 1. Kuantitas dan kualitas uap masuk

2. Nosel dan sudu pengarah 3. Tekanan balik

4. Sistem pelumasan

5. Sistem pencatat (instrumentasi) 6. Sistem perawatan

7. Sistem pengaman (safety)

11/30/2021

14

MENGAPA KITA MEMERLUKAN TEKANAN UAP YANG TINGGI ????

Mengapa kita memerlukan tekanan uap yang tinggi ????

Contoh:

Garis “i” menunjukkan garis entalpi uap yang dipanaskan pada temperatur 500^oC.

Grafik diperoleh:

Enthalpi P1 (h_p1) =AEKJ/kg Enthalpi P2 (hp2) =BF KJ/kg

Dimana AE > BF Jika air pada temperaturt_o^oC dipanaskan menjadi 500^oC, maka:

Entalpi t_o =WKJ/kg

Δ entalphi P1 (Δh1) =ACKJ/kg Δ entalphi P2 (Δh2) =BDKJ/kg

Dimana AC > BD

Grafik Enthalpi (h) vs Tekanan (p)

h

11/30/2021

15

Rumus Penggunaan Bahan Bakar (Be) di boiler:

Dimana :

S = Jumlah uap yang diproduksi ketel uap (kg/jam) Δh = Selisih enthalpy antara uap yang keluar dan air

yang masuk ke ketel (kJ/kg) Qlow = Nilai pembakaran terendah (kJ/kg) ηketel = Efesiensi thermis ketel uap

Mengapa kita memerlukan tekanan uap yang tinggi ????

Maka untuk memproduksi jumlah uap (S) yang sama, dan jenis bahan bakar (Q_low) yang sama, serta dengan efisiensi thermis yang sama, maka banyaknya jumlah pemakaian bahan bakar (Be) sebanding dengan selisih enthalpy (Δ_h).

P1 > P2 Δh₁ >Δh₂ Sehingga: Be₁< Be₂

Kesimpulan 1: Semakin besar tekanan uap yang dihasilkan, maka pemakaian bahan bakar akan semakin hemat.

Mengapa kita memerlukan tekanan uap

yang tinggi ????

11/30/2021

16 Bila 1 kg uap dihasilkan dari ketel bertekanan rendah P1 hanya dapat

melakukan ekspansi pada Low Steam Turbine (hanya menghasilkan daya N_e1,

Sedangkan Pada tekanan tinggi P2, uap dapat melakukan ekspansi pada High Steam Turbine dan Low Steam Turbine, sehingga total daya yang dihasilkan ΣN_e1+ N_e2

Mengapa kita memerlukan tekanan uap yang tinggi ????

Gambar Siklus Turbin Uap

Dari kedua kesimpulan diatas, semakin besar tekanan uap yang dihasilkan ketel uap, maka:

1. Pemakaian bahan bakar semakin hemat 2. Daya yang dihasilkan semakin besar.

Mengapa kita memerlukan tekanan uap

yang tinggi ????

11/30/2021

17

Analisa Perbandingan Pemakaian Uap pada TU

Data turbin

Diketahui :

Tekanan uap masuk : 20 bar (abs) Temperatur uap masuk : Uap kering jenuh Tekanan uap bekas : 4,5 bar (abs)

No Data Turbin/Tipe Turbin AFA4 – G4A CFA4 – G4A

1 Kec.Rotor Turbin 12.321 rpm 9.165 rpm

2 Diameter Rotor 400 mm 400 mm

3 Kurva U/Co Lihat tabel Lihat tabel

Analisa Perbandingan Pemakaian Uap pada TU

1. Kurangkan tekanan uap masuk akibat pencekikan 10 % P1 : 20 x 0.9 = 18 bar (abs)

P2 : 4,5 bar (abs) Dari diagram mollier didapat :

h1 : 2795 (kJ/kg) h2 : 2540 (kJ/kg) Sehingga Δh : 255 (kJ/kg) 2. Menghitung pebandingan U/Co

U = x d x n/60

= 3,14 x 0,4 x 12.321 /60

= 255 m/s

11/30/2021

18

• Co = 44,72 xx√Δh

= 44,72 x0,95 x√255

= 678 m/s

Dari tabel perbandingan U/Co, diperoleh efisiensi ηtermodinamis = 0.74, maka efisiensi turbin akibat kerugian adalah:

ηt = ηm. ηg

= 0,967 x 0,945

= 0,914

Maka, konsumsi uap (SSC):

SSC = 3600/ η x Δh x ηt

= 3600/0,74 x 255 x 0,914

= 20,873 kg/KWH

Dimana:

ηm = Eff. Mekanis ηg = Eff. generator

Analisa Perbandingan Pemakaian Uap pada TU

• Kurva U/Co

11/30/2021

19

Analisa Perbandingan Pemakaian Uap pada TU

NO NO.SERI TURBIN JENIS RPM RATIO JLH

BLADE ROTOR

DIA (mm)

UKURAN BLADE PEMAKAIAN UAP UNTUK

1 KWH (kg uap/jam) LEBAR

(mm) TINGGI

(mm)

1 J.Nadrowsky C5S - GIV De Laval 6.536 4,424 163 500 22 13 24,517 2 J.Nadrowsky C4S - GIV De Laval 10.740 7,16 137 400 20 13 21,400 3 J.Nadrowsky B5S1 - GVS De Laval 8062 5,172 163 500 22 13 19,850

4 KKK AFA4 – G4A De Laval 12.315 8,21 87 400 - - 20,873

5

KKK CF4 – G3A Curtis 7920 -

In=83 Out=85

400 14

In=16,5 Out=24

27,58

KKK CF4 – G4A Curtis 8550 - 400 14

KKK CF4 – G4A Curtis 9175 - 400 14

6 KKK CC4 - GSS Curtis 7980 5,32 In=152

Out=145 400 12 In=12,5 Out=26 7 KKK CF5 - GS Curtis 6405 4,27 In=150

Out=141 500 12 In=17 Out=34 8 Tuthill Nadrowsky C5S

GIV De Laval 6651 4,434 500 25,440

9 SHINKO RB 4 De Laval 5294 3,5 26,50

Curtis 5294 3,5 25,00

LOSIS PADA INSTALASI POWER PLANT

11/30/2021

20

LOSIS PADA INSTALASI POWER PLANT Savety valve sering membuka pada drum atas boiler, akan menimbulkan,:

1. Entalphi drop

2. Rugi chemical water treatment.

3. Menyebabkan primming (titik air terangkat masuk ke steam outlet pada boiler.

Faktor-faktor penyebab kerugian didalam turbin diantaranya :

1. Kerugian pada Katup Governor.

2. Kerugian pada Nosel(Nozzle Loss).

3. Kerugian pada Moving Blades.

4. Kerugian pada uap meninggalkan moving blades (Leaving Velocity/Carry Over Loss).

5. Kerugian Gesekan.

6. Kerugian Celah(Clearance Loss).

7. Kerugian akibat kebasahan uap.

8. Kerugian akibat kecepatan uap keluar turbin.

9. Kerugian luar(External Loss).

10. Sistem instalasi pemipaan yang tidak sesuai

11/30/2021

21

Carry Over

Merupakan bencana yang dikarenakan butiran air yang melewati nozzle dengan kecepatan diatas 650 m/s, dengan kecepatan yang tinggi dan massa jenis yang besar (jika dibanding dengan uap kering) sangatlah berbahaya bagi elemen turbin, dan juga dapat menyebabkan pengikisan pada sudu-sudu turbin.

Cara mengatasi:

1. Menggunakan separator uap.

2. Menjaga kontinuitas dan kualitas air dalam boiler.

11/30/2021

22

Minyak pelumas

Kriteria minyak perlumas untuk turbin uap:

1. Oli LTD 46 (Eropah/daerah dingin) 2. TD 68/DIN 51 515 (daerah tropis)

Jenis oli L-TD 68

Viskositas ISO VG 68

Viskositas pada 40 ^oC 41,4 – 50,6 mm²/s Viskositas pada 20 ^oC Max 175 mm²/s Berat jenis pada 15 ^oC Max 0.9 gr/ml

Titik tuang - 6 ^oC atau lebih rendah

Titik nyala Min. 200^oC

Kadar air < 0,1 gr/100 liter oil

11/30/2021

23

MENGOPERASIKAN TURBIN

SEBELUM START START TURBIN STOP TURBIN

1. Check oil level 1. Buka quick action valve 1. Pindahkan beban ke diesel

2. Jalankan auxiliary oil pum pada posisi auto

2. Naikkan speed 750 rpm dengan mengatur governor

2. Turunkan speed 750rpm

3. Buka valve exhaust di BPV untuk heating ± 15”

3. Pastikan governor sudah (respons).

3. Pastikan auxiliary pump jalan

4. Buka manual valve steam inlet 4. Buka valve steam inlet full 4. Setting load limit “0”

5. Setting speed governor “0” 5. Setting load limit “0” 5. Tutup valve inlet 6. Setting load limit governor “0” 6. Naikkan speer turbin 1500

rpm

6. Tutup quick actionvalve 7. Buka valve air cooler 7. Check auxiliary oil pump 7. Buka drain by pass

8. Check pressure gauge oil, temperatur

8. Tutup drain exhaust 9. Tutup drain valve by pass

turbin

9. Tutup valve air pendingin

Troubleshooting

Masalah Penyebab Penanggulangan

Tekanan minyak terlalu rendah Penyaring (filter) kotor Bersihkan filter

Kebocoran pada system minyak Kebocoran ditutup, seal diganti.

Ikat sambungan pipa Katup overflow rusak atau kurang stel Pasang part baru Stelan minyak masuk salah Stel kembali

Pompa minyak rusak Pompa ganti baru

Bearing rusak Ganti bearing

Periksa, apakah rotor bunyi Temperature minyak di tangki terlalu

tinggi

Periksa pendingin Permukaan minyak terlalu rendah Naikkan permukaan minyak Temperature bearing terlalu tinggi Temperature minyak terlalu tinggi Periksa pendinginan cooler

Viskositas minyak tidak cukup Ganti minyak dengan yang lebih baik (sesuai rekomendasi)

Paking servomotor bocor aus Ganti packing (seal)

Putaran naik turun Pison pengatur dalam servmotor kotor Bongkar servomotor dan bersihkan bagian dalam

Paking uap bocor Aus Ganti paking stuffing box

Spindle valve macet di dalam katup uap Timbul kotoran (deposit) di dalam valve spindle atau di dalam packing box

Bersihkan spindle dan ganti packing box

Air didalam minyak Paking poros bocor Ganti paking poros

Kerusakan sudu-sudu turbin Turbin lansung dioperasikan sebelum di panaskan

Operasikan turbin sesuai petunjuk

11/30/2021

24

Faktor Daya

• Power Factor (Faktor Daya) cos Ø, merupakan bagian yang cukup penting dalam pengoperasian suatu Generator Listrik.

• Menurunnya faktor daya (cos Ø) akan berakibat : 1. Turunnya efisiensi pembangkit dalam

menampung beban kerja

2. Akan memperbesar kemungkinan terjadinya kerusakan pada sistem pembangkit atau sistem beban listrik, sehingga perlu adanya usaha untuk memperbaiki faktor daya tersebut.

Perhitungan-perhitungan Faktor Daya

Berikut ini adalah data-data sebuah Generator Diesel :

• Kapasitas Daya (W) = 300 KVA

• Tegangan Kerja (V

_3Ø

) = 380 Volt

• Frekwensi (f) = 50 Hz

• Faktor Daya Pembangkit = 0.8

• Arus (I) = 456 Ampere

• Daya Effektif (P) = 240 KW

11/30/2021

25

• Asumsi Faktor Daya Generator turun dari 0,8 menjadi 0,65

• C adalah Daya Reaktif (loss power) dalam satuan KVAR

• I adalah Arus listrik dalam satuan Ampere

• Maka : P = √3 x V x I x Cos Ø (KW) (1)

• P = W x Cos Ø (KW) (2)

• C = √(W² -P²) (KVAR) (3)

•

Dari Formulasi (1) dapat dihitung besarnya Arus Listrik (I) yang mengalir untuk kedua kondisi Faktor Daya Generator, sebagai berikut :

Untuk Cos Ø = 0,8

Maka : P = √3 x V x I x Cos Ø

240.000 = 1,732 x 380 x I x 0,8

I = 240.000 / (1,732 x 380 x 0,8)

I = 456 Ampere

11/30/2021

26

• Untuk Cos Ø = 0,65

Maka : P = √3 x V x I x Cos Ø 240.000 = 1,732 x 380 x I x 0,65 I = 240.000 / (1,732 x 380 x 0,65) I = 561 Ampere

Dari Formulasi (2) dapat dihitung besarnya Resultan Daya (Daya Total = W), sebagai berikut :

• Untuk Cos Ø = 0,8 Maka : P = W x Cos Ø

240 = W x 0,8

W = 300 KVA

11/30/2021

27

•

Untuk Cos Ø = 0,65 Maka : P = W x Cos Ø 240 = W x 0,65

W = 369 KVA

Dari Formulasi (3) dapat dihitung besarnya daya Reaktif C (KVAR), sebagai berikut :

•

Untuk Cos Ø = 0,8

Maka : C = √(W² – P²) C = √(300² – 240²)

C = √32.400 C = 180 KVAR

•

Untuk Cos Ø = 0,65 Maka : C = √(W² – P²)

C = √(369² – 240²) C = √78.561

C = 280 KVAR

Berdasarkan Formulasi diatas dapat diketahui besarnya :

•

Arus yang hilang : I Loss = I

₂

– I

₁

I Loss = 561 Amp – 456 Amp

I Loss = 105 Ampere atau I Loss = 23%

11/30/2021

28

• Daya yang hilang : W Loss = W

₂

– W

₁

W Loss = 369 KVA – 300 KVA

W Loss = 69 KVA atau W Loss = 23%

• Kenaikan Daya Reaktif : C = C

₂

– C

₁

C = 280 KVAR – 180 KVAR

C = 100 KVAR atau kenaikan C = 35,71%

Kerugian bagi PKS (Faktor Daya0,8 => 0,6)

Perhitungan besarnya kerugian : Asumsi :

Jam Operasi genset = 15 jam Harga BBM Solar = Rp. 7000,-/liter Pemakaian BBM Solar = 40 liter/jam

Dengan pemakaian normal Genset sebesar 300 KVA, maka total biaya BBM solar setiap hari adalah sebesar

= 15 jam x Rp. 7000/ltr x 40 ltr/jam

= Rp. 4.200.000,-/hari

11/30/2021

29

Berdasarkan perhitungan diatas, kerugian akibat daya yang hilang mencapai 23%

sehingga pemborosan biaya BBM setiap hari adalah sebesar

= 23% x Rp. 4.200.000,-

= Rp. 966.000,-/hari

= Rp. 24.150.000,-/bulan

18/01/2024

1

(PROSESING pengolahan) EFF : 65 –75% EFF STG : 0,35–0,5

EFF MSTG : 0,67–0,85 EFF : 0,95 Kap olah→neraca masa

Bahan bakar Boiler

OVERALL EFF 22–28%

KONVERSI KESEIMBANGAN ENERGI

BIOMASA SAWIT PKS/PG

ANALISIS POTENSI UAP BOILER

DENGAN METODE LANGSUNG

Boiler efficiency () = Heat output x 100 Quap x (hg– hf) Heat input = Qbb x GCV x 100

Parameter yang harus dimonitor:

-Q uap jumlah uap Boiler in kg/hr

-Qbb jumlah bahan bakar yang digunakan in kg/hr

-The working pressure (in kg/cm2(g)) and superheat temperature (C), -The temperature of feed water ( C)

- Nilai kalor bahan bakar gross (GCV) in kcal/kg of fuel

18/01/2024

2 OPTIMALISASI KINERJA BOILER BIOMASA

BERBASIS RUGI RUGI

MCR

BFWP DEAERATOR

TEKANAN POMPA, FLOW CAVITASI PADA SUHU ?? C NPSH av > NPSH req

FLUID DYNAMICS WATER &

STEAM FLOW

UPPER DRUM

18/01/2024

3

Steam chest

Governor linkage

Steam out Beban/poros

OPTIMALISASI KINERJA TURBIN UAP

Rateau Stage

curtis

KONVERSI UAP DALAM TURBINE

• Uap tekanan tinggi dan suhu tinggi (superheat), di ekspansikan dalam sebuah Nozzle akan terjadi penurunan tekanan dan kenaikan kecepatan

• Kecepatan uap yang tinggi akan menabrak sudu/blade yang terpasang dengan Roror turbin berubah menjadi tenaga mekanik/torsi

• Steam turbine = assemble of Nozzle dan Blade/sudu yang terpasang dalam rotor/poros

• Diafragma adalah piringan berongga yang, selain melayani beberapa tujuan, juga menahan bilah stator (nozel)

• Karena mengkonversi uap panas melewati barisan parts -→

leakage, clearance→losis

18/01/2024

4

TEKNOLOGI TURBIN UAP (BASIC)

• THERMODYNAMICS, STEAM PROPERTIES

• STEAM & CONVERSION : NOZZLE, BLADE TECHNOLOGY, EXHAUST INSTALLATION, SINGLE/ MULTI STAGING & BLADE ARRANGMENT

• MECHANICAL INTEGRITY : STRENGTH MATERIAL, PROCESS