Makalah Efisiensi Dan Rugi Boiler 1t2j1p

DIPLOMA III TEKNIK MESIN

Oleh Riswanto

( 1405101013)

Riki Yakub

( 1405101012 )

M.Riyan Guntur

( 1405101009 )

Heksa Pamungkas

( 1405101025 )

PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK Makalah Boiler KELUNIVERSITAS 3

1 LAMPUNG

DAFTAR ISI

A. Pengertian Boiler .............................................................................

3

B. Fungsi Uap Yang Dihasilkan Boiler ................................................

4

C. Esensi Boiler Yang Baik ..................................................................

5

D. Efisiensi Boiler dan Rugi-Rugi Boiler ............................................

6

E. Faktor Berpengaruh Pada Efisiensi Boiler .....................................

23

F. Prinsip konservasi Energi pada Boiler (Daur Ulang)........................

25

DAFTAR PUSTAKA

Makalah Boiler KEL 3

2

A. Pengertian Boiler Boiler/ketel uap merupakan bejana tertutup dimana panas pembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk air panas atau steam berupa energi kerja. Air adalah media yang berguna dan murah untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Air panas atau steam pada tekanan dan suhu tertentu mempunyai nilai energi yang kemudian digunakan untuk mengalirkan panas dalam bentuk energi kalor ke suatu proses. Jika air didihkan sampai menjadi steam, maka volumenya akan meningkat sekitar 1600 kali, menghasilkan tenaga yang menyerupai bubuk mesiu yang mudah meledak, sehingga sistem boiler merupakan peralatan yang harus dikelola dan dijaga dengan sangat baik. Energi kalor yang dibangkitkan dalam sistem boiler memiliki nilai tekanan, temperatur, dan laju aliran yang menentukan pemanfaatan steam yang akan digunakan. Berdasarkan ketiga hal tersebut sistem boiler mengenal keadaan tekanan-temperatur rendah (low pressure/LP), dan tekanan-temperatur tinggi (high pressure/HP), dengan perbedaan itu pemanfaatan steam yang keluar dari sistem boiler dimanfaatkan dalam suatu proses untuk memanasakan cairan dan menjalankan suatu mesin (commercial and industrial boilers), atau membangkitkan energi listrik dengan merubah energi kalor menjadi energi

Makalah Boiler KEL 3

3

mekanik kemudian memutar generator sehingga menghasilkan energi listrik (power boilers). Berikut ini adalah gambar dari boiler.

Gambar 1 Boiler (http://hamdisaad74.blogspot.co.id/2013/03/gambar-boiler.html) B. Fungsi Uap Yang dihasilkan Boiler Pada dasarnya uapyang dihasilkan oleh boiler memiliki fungsi dan kegunaannya masing-masing. Berikut ini adalah fungsi uap yang dihasilkan oleh boiler : 1. Mesin pembakaran luar seperti, mesin uap dan turbin uap pada pembangkit listrik. Pada pembangkit listrik uap memiliki fungsi untuk memutarkan turbin sehingga turbin yang terhubung dengan 2. 3.

generator dapat menghasilkan listrik. Suplai tekanan rendah bagi kerja proses di industri seperti industri perminyakaan, pabrik gula dan lain sebagainya. Menghasilkan air panas, dimana bisa digunakan untuk instalasi pemanas bertekanan rendah.

C. Esensi Boiler Yang Baik Agar mendapatkan hasil kerja yang maksimal dari suatu kerja boiler, maka harus memperhatikan hal-hal berikut ini : 1. Harus menghasilkan kuantitas maksimum uap dengan bahan bakar yang diberikan. Hal ini harus diperhatikan karena kuantitas uap harus sesuai dengan bahan bakar yang digunakan. Makalah Boiler KEL 3

4

2.

Harus ekonomis ketika dipasang, dan menghendaki sedikit perhatian

3. 4. 5.

ketika beroperasi. Harus secara cepat bisa memenuhi beban yang berfluktuasi. Harus bisa distarter dengan cepat. Beratnya harus ringan.hal ini harus diperhatikan agar boiler yang digunakan tidak merusak tempat yang akan ditempatinya dan tentunya dengan berat yag ringan akan memperkecil biaya kontruksi

6.

dari tempat boiler. Harus menempati ruang yang kecil. Artinya menempati ruang yang

7.

kecil agar memperkecil biaya kontruksi tempat boiler. Sambungan harus sesedikit mungkin dan bisa dinspeksi. Maksud dari sambungan harus sesedikit mungkin adalah agar rugi-rugi pada

8.

sambungan diboiler dapat diperkecil Lumpur atau endapan lainnya tidak boleh mengumpul pada pelat

9. 10. 11.

pemanas. Tube tidak boleh mengakumulasi jelaga atau kotoran air, dan harus Mempunyai toleransi ketebalan untuk keausan dan korosi. Rangkaian air dan gas asap harus didesain supaya bisa memberikan kecepatan fluida maksimum tanpa mengakibatkan kerugian gesek yang besar.

D. Pengertian Efisiensi Boiler Efisiensi adalah perbandingan yang terbaik antara input (masukan) dan output (hasil antara keuntungan dengan sumber-sumber yang dipergunakan), seperti halnya juga hasil optimal yang dicapai dengan penggunaan sumber yang terbatas. Dengan kata lain hubungan antara apa yang telah diselesaikan. Sedangkan efisiensi pada boiler adalah prestasi kerja atau tingkat unjuk kerja boiler atau ketel uap yang didapatkan dari perbandingan antara energi yang dipindahkan ke atau diserap oleh fluida kerja didalam ketel dengan masukan

Tugas Boiler Kel 3

Page 5

energi kimia dari bahan bakar. Untuk tingkat efisiensi pada boiler atau ketel uap tingkat efisiensinya berkisar antara 70% hingga 90%. Pada dasarnya rumus efisiensi pada boiler dapat dihitung dengan menggunakan persamaan yaitu : Efisiensi=

Tugas Boiler Kel 3

energi Keluar x 100 energi Masuk

Page 6

Namun pada dasarnya, efisiensi pada boiler dapat didefinisikan ke dalam tiga cara yaitu efisiensi pembakaran, efisensi thermal dan efisiensi bahan bakar uap (fuel to steam). Berikut ini adalah penjelasan dari ketiga cara. 1.

Efisiensi Pembakaran Efisiensi Pembakaran Boiler secara umum menjelaskan kemampuan sebuah burner untuk membakar keseluruhan bahan bakar yang masuk ke dalam ruang bakar (furnace) boiler. Efisiensi tipe ini dihitung dari jumlah bahan bakar yang tidak terbakar bersamaan dengan jumlah udara sisa pembakaran (excess air). Pembakaran boiler dapat dikatakan efisien apabila tidak ada bahan bakar yang tersisa di ujung keluaran ruang bakar boiler, begitu pula dengan jumlah udara sisa.

Gambar 2 Proses Pembakaran

Makalah Boiler KEL 3

7

Untuk mendapatkan efisiensi pembakaran yang tinggi, burner dan ruang bakar boiler harus didesain seoptimum mungkin. Di sisi lain perbedaan penggunaan jenis bahan bakar juga mempengaruhi efisiensi pembakaran. Diketahui bahwa bahan bakar cair dan gas (seperti LNG dan HSD) menghasilkan efisiensi pembakaran yang lebih tinggi jika dibandingkan bahan bakar padat seperti batubara. Untuk mencari atau menghitung efisiensi dengan cara menghitung efisiensi dari proses pembakaran adalah sebagai berikut. η combustion = Qin − QlossesQin × 100% dimana, η combustion : Efisiensi pembakaran boiler (%) Q in

: Energi panas total hasil pembakaran (kalori; Joule)

Q losses

: Energi panas lolos melewati cerobong asap (kalori; Joule)

Faktor penting yang digunakan pada proses perhitungan efisiensi pembakaran adalah energi panas total pembakaran dan energi panas lolos melewati cerobong asap, tanpa memperhatikan faktor-faktor lain. Satu-satunya yang sulit dari efisiensi pembakaran adalah bagaimana mengejar angka yang paling optimal. Efisiensi pembakaran ditandai dengan terbakarnya keseluruhan bahan bakar di ruang bakar. Sedangkan parameter kontrol yang digunakan untuk memastikan keseluruhan bahan bakar terbakar, adalah jumlah udara sisa pembakaran (excess air) yang keluar melalui stack. Semakin banyak jumlah excess air yang keluar melewati cerobong asap, maka semakin kecil pula kemungkinan jumlah bahan bakar yang belum terbakar bisa

Tugas Boiler Kel 3

Page 8

melewati cerobong asap. Namun juga, semakin banyak jumlah excess air yang lolos melewati cerobong asap, jumlah energi panas yang lolos terbawa oleh udara sisa tersebut juga semakin banyak. Maka dari itu ada angka optimum dari besaran excess air, sehingga didapatkan efisiensi pembakaran boiler yang paling optimal.

Gambar 3 Grafik Excess air Sedangkan Parameter kinerja boiler, seperti efisiensi dan rasio penguapan, berkurang

terhadap

waktu

disebabkan

buruknya

pembakaran,

kotornya

permukaan penukar panas dan buruknya operasi dan pemeliharaan. Bahkan untuk boiler yang baru sekalipun, alasan seperti buruknya kualitas bahan bakar dan kualitas air dapat mengakibatkan buruknya kinerja boiler. Neraca panas dapat membantu dalam mengidentifikasi kehilangan panas yang dapat atau tidak dapat dihindari. Uji efisiensi boiler dapat membantu dalam menemukan penyimpangan efisiensi boiler dari efisiensi terbaik dan target area permasalahan untuk tindakan perbaikan.

Tugas Boiler Kel 3

Page 9

Proses pembakaran dalam boiler dapat digambarkan dalam bentuk diagram alir energi. Diagram ini menggambarkan secara grafis tentang bagaimana energi masuk dari bahan bakar diubah menjadi aliran energi dengan berbagai kegunaan dan menjadi aliran kehilangan panas dan energi. Panah tebal menunjukan jumlah energi yang dikandung dalam aliran masing-masing.

Gambar 4 Diagram Neraca Energi Boiler

Gambar 5 Kehilang panas pada boiler

Tugas Boiler Kel 3

Page 10

Berikut ini adalah tabel parameter kontrol efisiensi pembakaran Tabel 2 Parameter kontrol efisiensi pembakaran

2.

Efisiensi Thermal Efisiensi Thermal Boiler menunjukkan bagaimana performa boiler dalam hal fungsinya

sebagai

heat

exchanger.

Perhitungan

efisiensi

ini

akan

menunjukkan seefektif apa perpindahan energi panas dari proses pembakaran bahan bakar ke air. Namun perhitungan efisiensi ini tidak terlalu akurat, karena ia tidak memperhitungkan kerugian panas radiasi maupun konveksi yang tidak terserap oleh air. Selain itu, perhitungan efisiensi termal boiler tidak bisa digunakan untuk analisa ekonomis, sebab perhitungan ini tidak memperhatikan secara teliti jumlah bahan bakar yang dikonsumsi. Atas dasar inilah kita tidak akan membahas lebih dalam mengenai perhitungan efisiensi termal boiler. Untuk

Tugas Boiler Kel 3

Page 11

menghitung efisiensi thermal pada boiler dapat dengan menggunakan rumus sebagai berikut.

Efisiensi Thermal

wc x ( Hsup−h 1) c

Dimana,

3.

H1

: kalor sensibilitas

C

: energi pembakaran bahan bakar

HSUP

: kalor total uap yang dihasilkan

Efisiensi Bahan Bakar-Uap Air (Fuel-to-Steam) Efisiensi Fuel-to-Steam-nya (biasa pula disebut dengan efisiensi bahan bakar). Selain memperhatikan efektifitas boiler sebagai heat exchanger (efisiensi

termal),

perhitungan

efisiensi

bahan

bakar

boiler

juga

memperhatikan adanya losses (kerugian) akibat adanya perpindahan panas radiasi dan konveksi. Efisiensi bahan bakar boiler memperhatikan dengan sangat teliti jumlah konsumsi bahan bakar yang digunakan, sehingga sangat tepat digunakan sebagai bahan analisa ekonomis boiler. Pada perhitungan Efisiensi Bahan Bakar-Uap Air (Fuel-to-Steam) dapat dilakukan dengan menggunakan 2 metode, yaitu metode langsung dan metode tidak langsung. Berikut ini adalah penjelasa dari metode langsung dan metode tidak langsung.

Tugas Boiler Kel 3

Page 12

a.

Metode langsung Metode

langsung

adalah

metode

yang

igunakan

dengan

cara

membandingkan secara langsung energi panas yang diserap oleh air sehingga berubah fase menjadi uap air (energi output), dengan energi panas yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar di dalam ruang bakar boiler (energi input). Berikut ini adalah rumus yang digunakan untuk menghitung metod langsung. Perhitungan metode langsung dapat dilakukan dengan cara

η fuel = QsteamQfuel × 100% = Q × (hg−hf) q × GCV × 100% Keterangan

:

ηfuel

: Efisiensi bahan bakar boiler (%)

Qsteam

: Energi panas total yang diserap uap air (kalori; Joule)

Q

: Debit uap air keluar boiler (kg/jam)

hg

: Entalpi uap keluar boiler (kcal/kg)

hg

: Entalpi air masuk boiler (kcal/kg)

Qfuel

: Energi panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan

Tugas Boiler Kel 3

Page 13

bakar (kalori; Joule) q

: Debit kebutuhan bahan bakar (kg/jam)

GCV

: Gross Calorific Value atau nilai kalor spesifik bahan bakar (kcal/kg)

Pada metode langsung memiliki kelebihan dan kekurangan. Berikut ini adalah tabel kelebihan dan kekurangan pada metode langsung. Tabel 1 Metode Langsung

Kelebihan

Kekurangan Debit dan heating value bahan bakar,

Parameter primer dari definisi maupun debit dan properties uap air, efisiensi bahan bakar boiler (inputharus

dihitung

seakurat

mungkin

output) dihitung secara langsung. untuk meminimalisir ketidaktepatan. Hanya membutuhkan sedikit

Tidak mampu menunjukkan potensi

perhitungan.

penyebab inefisiensi. Harus menggunakan metode tak-

Tidak memerlukan asumsi nilai untuk langsung untuk menilai tingkat kerugian tak terukur. keakuratan perhitungan.

Sedangkan parameter yang digunakan pada metode langsung adalah sebagai berikut : Tugas Boiler Kel 3

Page 14

1.

Debit air (feedwater) masuk ke boiler

2.

Debit air desuperheater

3.

Keseluruhan debit aliran sekunder seperti boiler blowdown, auxiliary steam, dan lain sebagainya.

4.

Tekanan dan temperatur keseluruhan aliran fluida kerja seperti air masuk, uap superheater keluar, uap reheater masuk dan keluar, auxiliary steam, dan lain-lain.

5.

Debit kebutuhan bahan bakar

6.

Nilai kalor (heating value) bahan bakar

7.

Energi masuk lainnya

b. Metode tidak langsung Metode tidak langsung adalah perhitungan yang tidak langsung melibatkan komponen utama rumusan efisiensi boiler yakni energi output dan input, melainkan dengan jalan menghitung kerugian-kerugian (losses) yang ada. Perhitungan efisiensi tak-langsung dilakukan dengan cara terbalik yakni fokus ke parameter-parameter losses serta energy credit (kredit energi), yang dimaksud dengan kredit energi adalah energi-energi sekunder yang

Tugas Boiler Kel 3

Page 15

masuk ke boiler selain energi primer dari bahan bakar. Sedangkan losses adalah parameter-parameter energi terbuang yang tidak terkonversikan menjadi energi panas di dalam uap air. Petunjuk perhitungan dan pengukuran dari parameter-parameter tersebut sangat datail dijabarkan melalui standardisasi yang dikeluarkan oleh The American Society of Mechanical Engineers (ASME). Metode tidak langsung dilakukan dengan sangat detail pada setiap parameter yang diukur, sehingga tingkat keakuratannya dianggap jauh lebih baik dibandingkan dengan metode langsung. Namun tentu metode tak-langsung

ini

membutuhkan

biaya

yang

lebih

besar

karena

membutuhkan peralatan-peralatan khusus di dalamnya. Atas dasar itulah banyak yang menganggap metode tak-langsung ini lebih cocok digunakan pada boiler-boiler skala besar, dan tentu tidak terlalu cocok digunakan untuk menghitung efisiensi boiler kecil. Untuk menghitung efisiensi dengan menggunakan metode tidak langsung dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut : 1) Menghitung panas masuk a) Panas hasil pembakaran bahan bakar (Qp) Panas dari hasil pembakaran bahan bakar, besarnya sesuai dengan nilai kalor bahan bakar. Qp = Wf x HHV Keterangan : Wf : Jumlah Bahan Bakar, (Kg/jam) HHV : Nilai Kalori Bahan Bakar, (K.cal/kg) b) Panas sensible bahan bakar (Qf)

Tugas Boiler Kel 3

Page 16

Qf= (1 - W) x f x tf x Wf Keterangan : W : Jumlah steam f : panas jenis bahan bakar (kcal/kg.k) Tf : suhu bahan bakar (k) Wf : Jumlah Bahan bakar, (kg/jam) c) Panas sensible air karena kelembaban bahan bakar (Qw) Besarnya sangat tergantung dari besarnya kandungan air dalam bahan bakar. Qw = W x wf x tf x Wf Keterangan : W : Jumlah steam wf : panas bahan bakar Tf : suhu bahan bakar (k) Wf : Jumlah Bahan bakar, (kg/jam) d) Panas sensible udara pembakaran (QA1) Dihitung menurut panas jenis udara dan suhu udara masuk. QA1 = WA x a x ta Keterangan : WA a

: Jumlah udara sebenarnya yang digunakan dalam pembakaran (kg/kg bahan bakar) : Panas jenis rata-rata gas asap kering, umumnya Dianggap sebagai panas jenis udara, yakni 0,24 kcal/kg0C

e) Panas sensible air karena kelembaban udara (Qma) Besarnya sesuai dengan besar kandungan air dalam udara kering dan suhu udara masuk Qma = WA x wa x ta x MA Keterangan :

Tugas Boiler Kel 3

Page 17

WA MA

: Jumlah udara sebenarnya yang digunakan dalam pembakaran (kg/kg bahan bakar) : Berat air di dalam udara / kg udara kering (kg/kg udara kering)

f) Panas sensible air umpan (Qfw) Besarnya sangat tergantung dari besar suhu dari air umpan Qfw = Ww x hf1 Keterangan : Ww

: Jumlah berat pemakaian air umpan ( kg/jam )

hf1

: Enthalpy air umpan ketel, k.cal/kg

2) Menghitung panas yang keluar a) Panas yang terbawa oleh hasil uap Besarnya panas yang terbawa oleh uap produk tergantung pada kondisi akhir uap. Q’S= Ws x H Keterangan : Ws : Jumlah steam, kg/jam H : Enthalpy produksi uap b) Panas yang terbawa oleh gas asap Q’fg= WFG x a x tFG Keterangan : a tFG

: Panas jenis rata-rata gas asap kering, umumnya Dianggap sebagai panas jenis udara, yakni 0,24 kcal/kg0C : suhu gas asap

c) Panas yang terbawa uap air dalam gas asap karena kelembaban

Tugas Boiler Kel 3

Page 18

udara dalam pembakaran. Besarnya sangat tergantung dari besar kandungan air dalam udara kering. Q’ma = WA x MA x H’sup Keterangan : WA MA

H’Sup

: Jumlah udara sebenarnya yang digunakan dalam pembakaran (kg/kg bahan bakar) : Berat air di dalam udara / kg udara kering (kg/kg udara kering) : enthalphy uap air pada suhu (tFG) 2200C

d) Panas yang terbawa oleh uap air dalam gas asap karena kelembaban bahan bakar. Besarnya tergantung dari kandungan air dalam bahan bakar dan suhu gas asap. Uap air dalam gas asap dianggap sebagai uap lewat jenuh pada, 1,033 kg/Cm3 dan suhu tFG. Q’ w = W x Wf x H’sup Keterangan : W Wf H’Sup

: Jumlah steam : Jumlah Bahan bakar, (kg/jam) : enthalphy uap air pada suhu (tFG) 2200C

e) Panas yang terbawa oleh uap air dalam gas asap karena adanya hidrogen didalam bahan bakar. Q’ H = 9 H2 x H’sup Keterangan : H

Tugas Boiler Kel 3

: Enthalpy superheated steam, k.cal/kg

Page 19

H’Sup

: enthalphy uap air pada suhu (tFG) 2200C

f) Panas yang terbawa oleh blow down Q’BD= Wb x hf2 Keterangan : Wb

: Kandungan air dalam bahan bakar

g) Panas yang hilang melalui dinding Q’wall = (Panas masuk–Panas keluar) Q’wall = ( Qp+Qf+Qw+Qal+Qma+Qfw) (Q’s+Q’fq+Q’ma+Q’w+Q’bd+Q’h) kcal/kg Sehingga didapatkan nilai efisiensi boiler dengan metode tidak langsung adalah : ηk = (1-total kehilangan panas / total panas yang digunakan) x 100 % Dimana, Total kehilangan panas = Q’fg+Q’ma+Q’w+Q’H+Q’B+Q’wall Total panas yang digunakan = Qp+Qf+Qw+Qal+Qma+Qfw Parameter yang digunakan pada metode tidak langsung adalah sebagai berikut : 1. 2. 3. 4.

Analisis ultimate bahan bakar (H2, O2,, C, kadar air, kadar abu) Persentase O2 atau CO2 dalam gas buang Suhu gas buang dalam oC (Tf) Suhu ambien (Ta) dan kelembaban udara dalam kg/kg udara kering

Tugas Boiler Kel 3

Page 20

5. GCV bahan bakar dalam kkal/kg 6. Persentase bahan yang dapatterbakar dalam abu (untuk bahan bakar padat) 7. GCV abu dalam kkal/kg (untuk bahan bakar padat) Sedangkan kelebihan dan kekurang untuk metode tidak langsung adalah sebagai berikut : Tabel 2 Metode tidak langsung Kelebihan

Kekurangan

Perhitungan primer seperti analisa gas buang dan temperatur gas Membutuhkan perhitungan lebih banyak buang dapat dilakukan dengan daripada metode langsung. sangat akurat. Dapat dilakukan perbaikan perhitungan untuk mengejar Tidak otomatis memberikan data kapasitas standard yang ada ataupun untuk dan output. pemenuhan garansi. Memiliki tingkat ketidaktentuan yang rendah, sebab perhitungan Beberapa titik kerugian tidak dapat diukur kerugian hanya mencerminkan sehingga nilainya harus diasumsikan. sebagian kecil saja dari total konversi energi yang ada. Dapat diketahui sumber kerugian terbesar. Tingkat eror perhitungan relatif rendah.

-

Pada dasarnya macam-macam kehilangan panas pada boiler disebabkan oleh : 1. Rugi karena kelembaban dalam bahan bakar

Tugas Boiler Kel 3

Page 21

2. 3. 4. 5. 6.

Rugi akibat kelembaban yang terbentuk selama pembakaran Rugi karena kelembaban di udara pembakaran Tidak terbakarnya bahan bakar Rugi karena radiasi Boiler dengan lingkungan Produsen Margin atau kerugian tak terhitung

E. Faktor Berpengaruh Pada Efisiensi Boiler Pada dasarnya terdapat beberapa faktor yang berpengaruh pada boiler. Faktor-faktor tersebut antara lain adalah : 1. Manajemen pembakaran Manajemen pembakaran pada dasarnya memiliki Fungsinya untuk mendapatkan

kondisi

pembakaran

suatu

bahan

bakar

yang

optimum.Kegiatan utama dalam manajemen pembakaran adalah : a. Menjaga agar pembakaran selalu berada pada ratio udara rendah (low air ratio combustion). Pembakaran sempurna dapat terjadi bilamana jumlah udara pembakaran yang dipasok ke ruang bakar berlebih dari kebutuhan teoritis (stoichiometric). Namun apabila udara lebih (excess air) tersebut dibuat terlalu banyak maka jumlah gas buang (exhaust gas) hasil pembakaran menjadi besar dan akibatnya energi sensibel gas buang atau biasa disebut energi hilang ke stack (cerobong) jumlahnya menjadi besar. b. Menjaga agar kapasitas burner beroperasi sesuai dengan beban boiler. c. Memelihara (maintenance) burner. Artinya menjaga agar keadaan dala burner dalam keadaan bersih dan agar kerja dari burner menjadi atau bekerja secara maksimal. 2. Kualitas Manajemen air umpan (feedwater) boiler Air umpan (feed water) boiler umumnya mengandung CaCO3 atau CaCO4. Adanya zat tersebut menyebabkan permukaan pipa pemanas maupun drum boiler cenderung terbentuk kerak dan bagian bawah drum boiler akan muncul endapan berupa lumpur. pada boiler tidak dapat terealisasi. Pada grafik 3 tampak hubungan antara tebal kerak dengan

Tugas Boiler Kel 3

Page 22

pemborosan energi. Semakin tebal kerak maka semakin besar konsumsi bahan bakar. Untuk itu pemeliharaan/pembersihan pada sisi air boiler perlu dilakukan misalnya dengan cara mekanis maupun dengan zat kimia. Pengaruh kerak terhadap proses perpindahan panas (gambar 4) terlihat perbedaan antara pipa yang bersih (A) dan pipa yang berkerak (pipa B), dimana Pipa A mampu menyalurkan panas 600 °C menjadi 500 °C terjadi kehilangan panas 100 °C, sedangkan pipa B menyalurkan panas 800 °C menjadi 500 °C terjadi kehilangan panas 300 °C.

Grafik pemborosan bahan bakar dengan kerak pada sisi air pipa boiler Bila keadaan ini berlangsung lama, maka jumlah kerak dan lumpur semakin bertambah sehingga menghalangi proses perpindahan panas dari gas pembakaran ke air/uap. Jika kondisi ini terjadi meskipun manajemen pembakaran telah berhasil diterapkan, maka efisiensi energi optimal

Tugas Boiler Kel 3

Page 23

Gambar Pemeliharaan untuk meningkatkan kerja boiler F.

Prinsip konservasi Energi pada Boiler (Daur Ulang) Prinsip konservasi energi pada boiler digunakan untuk mendaur ulang energi yang digunakan. Berikut ini adalah contoh konservasi energi pada boiler. 1. Memasang preheater 2. Memasang ekonomizer Economizer adalah jenis penukar kalor antara Gas dan Cairan , dimana dengan system ini Kalor dariGas asap Boiler dimanfaatkan sebagai pemanas air untuk proses produksi ataupun sebagai umpan Air ke Boiler . Secara umum Boiler akan mengalami peningkatan effesiens sekitar 1 % untuk setiap penurunan temperature 20 oC dari Gas Asap. Keuntungan pemasangan economizer : 1. Menghemat bakan bakar 2. Meningkatkan kapasitas Boiler 3. Menggunakan welded fin dengan efisiensi tinggi 4. Pemasangan mudah 5. Perawatan mudah , disediakan pintu untuk memudahkan perawatan 6. Tahan lama 3. Blowdown Blowdown adalah pembuangan sejumlah kecil boiler water (air boiler) dengan maksud untuk menjaga tingkat maximum dari padatan terlarut

Tugas Boiler Kel 3

Page 24

dan terendap pada tingkat yang diizinkan Blowdown pada permukaan air boiler (surface water blowdown) biasanya dilakukan secara berkala untuk mengurangi jumlah padatan terlarut dalam air ketel.

Gambar letak blowdown Adapun blowdown pada bagian dasar boiler (bottom blowdown) berfungsi untuk membuang kotoran berupa lumpur (sludge) yang mengendap di dasar boiler. Boiler blowdown yang dilakukan secara periodik sangat penting. Namun, blowdown yang tidak benar dapat menyebabkan peningkatan konsumsi bahan bakar, tambahan perlakuan kimiawi lain (chemical treatment) dan heat loss. Keuntungan dalam menggunakan Blowdown Boiler adalah sebagai berikut : a. Mengurangi penggunaan air, bahan bakar dan perlakuan kimiawi b. Mengurangi biaya perawatan dan perbaikan c. Uap yang lebih effisien dan bersih d. Mengurangi biaya operasi (pengurangan pada konsumsi bahan bakar, perlakuan kimiawi dan heat loss) e. Meminimalkan energi loss hingga 2 % dari total kebutuhan energi yang diperlukan. Persamaan yang digunakan untuk menghitung rasio jumlah blowdown adalah sebagai berikut : Required blowdown :

Tugas Boiler Kel 3

C feedwater C blowdown

Page 25

Dimana : Cfeedwater : Konsentrasi kimia terukur dalam feed water Cblowdown : Konsentrasi kimia terrukur dalam boiler

Batas konsentrat yang diperbolehkan untuk air ketel yang berasal dari feedwater ditentukan berdasarkan standar yang dikeluarkan oleh American Boiler Manufacturers Association (ABMA), sebagai berikut:

Gambar batas konsentrat ABMA DAFTAR PUSTAKA

idwan.staff.gunadarma.ac.id/s/files/.../boiler1r.pdf rtikel-teknologi.com/cara-menghitung-efisiensi-boiler/ pdf enginerulen.blogspot.com/2012/.../perhitungan-efisiensi-boiler. enginerulen.blogspot.com/2012/.../perhitungan-efisiensi-boiler. https://royc5.wordpress.com/2012/12/02/boiler-efficiency-calculations

Tugas Boiler Kel 3

Page 26

Tugas Boiler Kel 3

Page 27

Makalah Boiler KEL 3

28

Makalah Boiler KEL 3

29