Audit Energi Pada Steam Boiler [PDF]

Citation preview

AUDIT ENERGI PADA STEAM BOILER



1. Latar Belakang Boiler adalah bejana tertutup dimana panas pembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk air panas atau steam. Air panas atau steam pada tekanan tertentu kemudian digunakan untuk mengalirkan panas ke suatu proses, dalam prosesnya menggunakan bahan bakar untuk memanaskan air. Untuk mengetahui konsumsi performa dan peluang-peluang hemat energi dari boiler tersebut maka perlu dilakukan audit energi. Dengan audit energi akan dihasilkan Peningkatan efisiensi energi yang dapat mengurangi jumlah energi yang terbuang sehingga dapat mengurangi biaya yang dikeluarkan. Langkah awal dalam melakukan efisiensi energi adalah Dengan melakukan audit energi, kita dapat mengetahui pola distribusi energi, sehingga bagian yang mengkonsumsi energi terbesar dapat diketahui. Dari hasil audit energi juga dapat diketahui besarnya peluang potensi penghematan apabila dilakukan peningkatan efisiensi. Parameter-parameter yang diperlukan dalam melakukan pengukuran terhadap boiler adalah : a. Bahan bakar : laju alir (m3/h), temperature (oC), dan tekanan (kg/cm2). b. Gas buang : komposisi gas buang (%CO2, CO, O2, SO2), laju alir/volume gas buang (m3/h), dan temperature (oC). c. Air pengisi boiler : laju alir (m3/h), jumlah bahan padat terlarut (TDS), dan tekanan (kg/cm2). d. Udara pembakaran : temperature ambient (oC), temperature bola basah (oC), dan temperature bola kering (oC). e. Dinding boiler : temperature (oC) dan luas permukaan (m2). f. Uap : laju alir (m3/h), temperature (oC), tekanan (kg/cm2), dan kualitas uap. Perlengkapan pengukuran atau instrumen pengukuran yang diperlukan yang diperlukan untuk audit energi pada steam boiler diantaranya adalah :



a. Pengukuran temperature : termokoperl, temperature bola basah dan temperature bola kering. b. Pengukuran laju alir : pilot tube, fan wheel, orifice, dan ultrasonic flowmeter. c. Pengukuran tekanan : flowmeter. d. Pengukuran komposisi gas buang : gas analyzer. e. Pengukuran jumlah bahan padat yang terlarut : TDS meter.



2. Data Lapangan Data Gross Heating Value (GHP)



Nilai 44.084,53 KJ/kg



Kadar C di bahan bakar



85 %W



Kadar H di bahan bakar



13 %W



Kadar S



0 %W



Produksi LP Steam (Q)



0,3 ton/jam



Temperatur LP Steam



158,29 oC



Tekanan LP Steam Entalpi steam



4,9 bar 658,28 Kcal/Kg



Temperatur flue gas



301 oC



Kadar O2 di flue gas



4,4 %W



Excess air



16,45 %W



Kadar CO2 di flue gas



13,4 %W



Kadar CO di flue gas



7 ppm



Temperature udara luar



31 oC



Temperature BFW



34 oC



Entalpi BFW Konsumsi bahan bakar



10.529,41 Kcal/kg



34,04 Kcal/Kg 25,17 kg/jam



0,0007 %Vol



3. Perhitungan Menghitung efisiensi boiler dengan menggunakan 2 metode, yaitu : a. Direct Method 𝐸𝑓𝑖𝑠𝑖𝑒𝑛𝑠𝑖 =



100% 𝑥 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘𝑠𝑖 𝐿𝑃 𝑠𝑡𝑒𝑎𝑚 (𝑄)𝑥 1000 𝑥 (𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖 𝑠𝑡𝑒𝑎𝑚−𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖 𝐵𝐹𝑊) (𝐾𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑠𝑖 𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑏𝑎𝑘𝑎𝑟 𝑥 𝐺𝐻𝑉) 𝑡 ℎ



𝑘𝑔 𝑘𝑐𝑎𝑙 𝑘𝑐𝑎𝑙 𝑥 (658,28 −34,04 ) 𝑡 𝑘𝑔 𝑘𝑔 (25,17 𝑥 10.529,41)𝐾𝑐𝑎𝑙 𝑘𝑔



100% 𝑥 0,3 𝑥 1000



= = 70,66 %



b. Loss Method BS 845 -



100 ) 12𝑥(𝐶𝑂2+𝐶𝑂)



Dry flue gas loss = (



𝐶 𝑆 + ) 100 267



𝑥 (



100



85



𝑥 30,6 𝑥 (𝑡1 − 𝑡2)



0



𝐾𝐽 𝑓𝑢𝑒𝑙 𝑘𝑔 𝐾𝐽



= (12𝑥(13,4+0,0007)) 𝑥 (100 + 267) 𝑥 30,6 𝑥 (301 − 158,29) 𝑘𝑔 𝑓𝑢𝑒𝑙 = 2.308,26 KJ/kg fuel Dry flue gas loss =



𝐷𝑟𝑦 𝑓𝑙𝑢𝑒 𝑔𝑎𝑠 𝑙𝑜𝑠𝑠 𝐺𝐻𝑉 𝐾𝐽 𝑘𝑔 𝐾𝐽 44.084,52 𝑘𝑔



x 100%



2.308,26



=



x 100%



= 5,24% -



Wet flue gas loss = ( =(



% 𝑚𝑜𝑖𝑠𝑡𝑢𝑟𝑒 𝑑𝑖 𝑓𝑢𝑒𝑙+9(𝑘𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐻 𝑑𝑖 𝐵𝐵)



) 𝑥(2.442 + (1,88 𝑥 (𝑡. 𝑠𝑡𝑎𝑐𝑘 − 𝑡. 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎))



100



0+9(13) 100



) 𝑥(2.442 + (1,88 𝑥 (301 − 31) 𝐶)



= 3.451,03 KJ/kg Fuel



Wet flue gas loss =



𝑊𝑒𝑡 𝑓𝑙𝑢𝑒 𝑔𝑎𝑠 𝑙𝑜𝑠𝑠 𝐺𝐻𝑉 𝐾𝐽 𝑘𝑔 𝑓𝑢𝑒𝑙 𝐾𝐽 44.084,52 𝑘𝑔



x 100%



3.451,03



=



x 100%



= 7,83 %



- Radiation & Convection Loss Ln LRC = 1,88 – 0,4288 x ln (Kapasitas boiler) 𝑡



Ln LRC = 1,88 – 0,4288 x ln (0,3 ℎ 𝑥 Ln LRC = 1,88 – 0,4288 x ln 0,0833



1000𝑘𝑔 1 𝑡𝑜𝑛



𝑗𝑎𝑚



𝑥 1 3600 𝑠)



Ln LRC = 2,95 LRC = 19,02 % Loss = 19,02 Efisiensi = 100% - (Dry flue gas loss+Wet flue gas loss+R&C loss) = 100% - ( 5,24% + 7,83% + 19,02%) = 67,91%



4. Kesimpulan Berdasarkan audit energi yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa : -



Unjuk kerja boiler masih cukup baik jika dilihat dari effisiensi. Hasil perhitungan menunjukkan efisiensi boiler secara langsungsebesar 84,37, sedangkan efisiensi boiler secara tidak langsung sebesar 85%.



-



Peningkatan efisiensi boiler dapat diperoleh dengan jalan mengontrol komposisi udara pembakaran dan bahan bakar, pemanfaatan gas buang untuk memanaskan udara pembakaran dan pemasangan economizer.



5. Saran Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi efisiensi boiler. Faktor-faktor tersebutadalah sebagai berikut: a. Excess air Pembakaran di dalam sistem boiler selalu membutuhkan udara lebih dengan maksuduntuk mencapai pembakaran sempurna. Untuk meningkatkan efisiensi boiler, besarnya excess air dapat diatur. Excess air yang



rendah menyebabkan



pembakarankurang sempurna sehingga terbentuk gas CO. Sedangkan excess air yang terlalutinggi dapat meningkatkan kerugian panas yang terbawa oleh gas buang yang keluarmelalui cerobong. Terdapat perbandingan tertentu antara udara pembakaran dengan bahan bakar sehingga boiler akan bekerja dengan efisiensi terbaiknya.



b. Alat pembakar/burner Burner



berfungsi



untuk



mencampur



udara



pembakaran



dengan



bahan



bakar.Performansi burner mempunyai pengaruh yang penting terhadap efisiensi boilerkarena mempengaruhi kebutuhan excess air. Burner yang baik akan membentukcampuran bahan bakar dan udara pembakaran dengan excess air yang minimum. c. Temperatur gas buang/flue gasT ingginya temperatur gas buang berarti bahwa tingginya panas yang dibawa gas buang. Jika panas tersebut terbawa keluar cerobong oleh flue gas, maka hal inime rupakan suatu kerugian. d. Temperatur feedwater boiler Efisiensi boiler dapat dinaikkan dengan menaikkan temperatur feedwater. Denganmenaikkan temperatur feedwater, berarti jumlah panas yang diserap oleh feedwaterdari flue gas untuk membentuk uap jadi berkurang. Dengan demikian, pemakaian bahan bakar menjadi berkurang. Cara untuk menaikkan temperatur feedw ater yaitudengan menggunakan ekonomiser. e. Pengaruh bahan bakar Komposisi yang berbeda dari bahan bakar mempunyai pengaruh terhadap efisiensi boiler. Pengaruh tersebut ditentukan oleh kandungan hidrogen dalam bahan bakaryang akan menyebabkan perbedaan moisture content dalam flue gas dan perbedaan jumlah panas yang dilepas pada pembakaran bahan bakar.



6.



Potensi Penghematan Energi Terdapat beberapa penghematan energi yang diidentifikasi , antara lain: a. Untuk mengontrol excess air diperlukan combustion analyzer atau Orsat untuk mengukur konsentrasi O2 atau CO2. Dengan pengadaan alat ukur Orsat untuk mengukur konsentrasi O2 dan CO2 akan memberikan penghematan bahan bakar sekitar 5% per tahun.



b. Memasang flowmeter pada jalur suplai pipa uap dan suplai pipa minyak panas, pemasangan alat ini akan sangat membantu dalam memonitor performansi boiler. Pengamatan dalam pengontrolan penggunaan uap akan memberikan keuntungan berupa penghematan dengan mengantisipasi akibat dari operasi boiler yang tidak terkontrol dengan baik atau pemakaian uap yang diluar kebiasaan normal. Pemasangan flowmeter akan memberikan penghematan sekitar 2%. c.



Pengukuran atau monitoring jumlah udara lebih (excess air) yang masuk ke boiler secara periodik.



d.



Melakukan perawatan dan pemeliharaan secara berkala.



LAPORAN TETAP AUDIT ENERGI “AUDIT ENERGI PADA BOILER”



DISUSUN OLEH : KELOMPOK 1



ANGGOTA : 1. AHILLA BALQIS (061640411896) 2. AL-MUHTADI FAJRUL A (061640411897) 3. ARDIAN SAPUTRA (061640411898) 4. BAROKALLAH M. NAIM (061640411899) 5. BEKKA ALTA SHASKIA (061640411900) 6. FEBBIAL PRATAMA PUTRA (061640411902) 7. JIHAN TRIANI ANNISYA (061640411903) 8. JULIAN INDRA JAYA (061640411904) 9. M. HIFAL REYHAN (061640411905) 10. MONA SEPTARI (061640411907) 11. REZA APRILIANI (061640411913) KELAS



: 7EGC



INSTRUKTUR : Lety Trisnaliani,S.T.,M.T.



JURUSAN TEKNIK KIMIA PROGRAM STUDI DIV TEKNIK ENERGI POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA TAHUN 2019/2020