Post on 19-Oct-2015
description
5/28/2018 Ketel Uap Utilitas Pabrik Elemen Bakar Nuklir
1/5
TUGAS
SISTEM UTILITAS I
JUMLAH SUPLAI AIR UMPAN KETEL DI
PABRIK
OLEH :
VIESTA L. SYARIF
03111003066
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
2014
5/28/2018 Ketel Uap Utilitas Pabrik Elemen Bakar Nuklir
2/5
KETEL UAP UTILITAS PABRIK ELEMEN BAKAR NUKLIR
1.Sistem Ketel UapSistem ketel uap yang terdiri dari tiga komponen utama dalam rangka untuk
memproduksi uap yang dibutuhkan untuk pemanasan Pabrik Elemen Bakar Nuklir PLTN-
PWR1000 Mwe. Komponen utama tersebut terdiri dari sistem air umpan, sistem uap, dan
sistem bahan bakar. Sistem air umpan terdiri dari sistem air penambah dan sistem air
kondensat, sedangkan sistem uap terdiri dari sistem pembangkit uap dan distribusi uap ke
fasilitas pabrik, sementara sistem bahan bakar terdiri dari sistem burner dan sistem
pembakaran. Semua sistem didukung oleh tangki- tangki utama dan pompa distribusi airmaupun uap. Uap yang dihasilkan digunakan untuk pemanasan fluida pada peralatan R-0101,
HE-0101 dan HE-0102. Laju produksi uap yang dibutuhkan sebesar 612,43 kg/jam dengan
temperatur 1320C, tekanan 2,1 bar.
Perencanaan produksi uap dimulai dari analisis keseimbangan produksi uap dan air
umpan, energi panas yang dibutuhkan untuk pembangkitan uap, dan jumlah bahan bakar yang
diperlukan untuk pembakaran. Hasil analisis untuk kebutuhan air umpan 638 kg/jam,
kebutuhan energi panas untuk pembangkitan 418,85 KW, kebutuhan bahan bakar adalah 12,8
gallon/jam dan untuk kebutuhan energi panas superheater adalah 40 KW.
1.1. Kebutuhan Air UmpanKapasitas air umpan yang diperlukan sebagai air pengisiboilerdihitung berdasarkan laju
blowdownyang diperlukan dan air kondensat yang dikembalikan ke tangki air umpan serta
air penambah atau makeup water. Ketiga komponen air umpan pengisi boiler tersebut
ditentukan dengan menghitung :
a. LajuBlowdown
Untuk menghindari masalah boiler, air harus dibuang secara berkala atau blowdown dari
boileruntuk mengendalikan konsentrasi padatan terlarut/TDS dan total padatan tersuspensi
dalam boiler. Blowdown dapat ditentukan dengan menghitung prosentase berdasarkan data
tabel 1 dan rumus empiris :
Blow Down(%) =Feedwater TDS x %MakeUp Water
Feedwater TDS yang diizinkan
Jadi lajublowdownyang diperlukan, QBD = kapasitas uap x % blowdown (kg/jam).
5/28/2018 Ketel Uap Utilitas Pabrik Elemen Bakar Nuklir
3/5
b. Air Kondensat dan Air Penambah
Air Kondensat adalah air yang diembunkan oleh kondensor dan ditampung di dalam
tangki kondensat yang selanjutnya disirkulasikan kembali ke boiler. Prosentase air kondensat
ditentukan dengan kandungan silica dalam air umpan dan air penambah sebagai berikut:
Dengan silica :
% Condensate Return, CR = 1-feedwater silica / Makeup silica
atau dengan conductivity:
% Condensate Return, CR = 1- feedwater conductivity / Makeup conductivity
Jadi laju aliran kondensat, QCR = % x kapasitas uap masuk kondensor, (kg/jam).
Tabel 2 menunjukkan data tentang kandungan silica dan coduktivitas makeup dan feedwater.
Untuk air penambah dapat ditentukan sebagai berikut :
QMU= QFWQCR(kg/jam)
Maka kapasitas air umpan yang diperlukan sebagai air pengisi boiler adalah:
QFW = QMU+ QCR(kg/jam)
dimana :
QMU= kapasitas air penambah, kg/jam
QCR= kapasitas air kondensat, kg/jam
QFW =kapasitas air umpan, kg/jam
1.2.Menghitung kapasitas air umpan dan air penambah
Kapasitas air umpan dihitung berdasarkan prosentase laju blowdown dan air kondensat
(return condensate), sebagai betrikut:
a. Untuk prosentase blowdown:
BD = TDS Feedawater x % Make Up Water / TDS Air Boiler yang diizinkan
= 250 x 10%/2500 = 1 %, diambil 4% untuk faktor keamanan akibat losses
5/28/2018 Ketel Uap Utilitas Pabrik Elemen Bakar Nuklir
4/5
maka laju blowdown yang diperlukan adalah:
QBD= kapasitas uapx %blowdown, (kg/jam)
QBD= 612 ,43 x 4 % = 24,5 kg/jam.
b. Untuk prosentase air kondensat dihitung berdasarkan kandungan silica atau koduktivitas
air kondensat sebagai berikut:
Dengan Silica :
CR = 1- 20/40 x 100 % = 50 %
Dengan Coductivity:
CR = 1- 525/265 x 100 % = 49,524 = 50 %
Jadiflow rate condensate:
QCR = % x kapasitas uap keluar dari HE-0101 = 411,56 kg/jam
dan HE-0102 = 147,94 kg/jam
QCR= 50 % x (411,56 + 147,94) = 279,75 = 280 kg/jam
Maka kapasitas air umpan (feedwater) maksimum yang tersedia dalam tangki feedwater
adalah :
QFW= 612,43 + 24,5 = 638 kg/jam
Kapasitas air penambah (make up water) :
QMU = 638280 = 357,43 kg/jam = 358 kg/jam
c. Menghitung energi panas yang dibutuhkan untuk mengubah air menjadi uap
Energi panas yang dibutuhkan untuk menghasilkan uap sebesar 612,43 kg/jam
dihitung sebagai berikut :
Q1= qU(hshw) (kJ/jam)
= 612,43 (2722,854554,932) kJ/jam = 1.327.700,47 kJ/jam
Q2= m x Cp x T (kJ/jam)
= 612,43 x 4,182 (13260) = 184.405,12 kJ/jam
Jadi panas yang dibutuhkan, Q = 1.327.700,47 + 184.405,12 = 1.512.105,59 kJ/jam
Maka untuk boiler horse power = 1.512.105,59 kJ/jam x 0.000277
= 418,85 KW / 9,809
= 42,7
d. Menghitung Kebutuhan Bahan Bakar
Bahan bakar yang dibutuhkan untuk memanaskan air dalam ketel adalah :
FC = Sp (hs - hw )/BE.VHI (gallon/jam) = 1350,177 ( 1170,616108.01)
0,80 x 140.000
5/28/2018 Ketel Uap Utilitas Pabrik Elemen Bakar Nuklir
5/5
= 12,8 gallon/jam
e. Menghitung Panas yang Diperlukan Pada Superheater
Kapasitas uap superheated, m : 411, 56 kg/jam
Temperatur uap superheated, Tu : 3040C = 577 0K
Panas spesifik uap, Cp : 2,027 kJ/kg.K
Density, : 0,7923 kg/m3
Q = m. Cp.T (kJ/jam)
= 411,56 x 2,027 x (577- 405) kJ/jam
= 143.487,924 kJ/jam x 0,000277 = 39.7 KW = 40 KW
2. Hasil dan KesimpulanHasil perhitungan sistem air umpan, didasarkan pada kapasitas uap yang direncanakan
sebesar 612,43 kg/jam dengan keseimbangan anatara flow rate blowdown, return air
kondensat dan air penambah, dimana flow rate blowdown dihitung berdasarkan prosentase
blowdown dari perbandingan kandungan total padatan terlarut feedwater dikalikan dengan
prosentase dengan total padatan terlarut air ketel yang diizinkan pada tekanan 0 3,5 bar.
Untuk return air kondensat dihitung berdasarkan kandungan silica atau koduktivitas air
umpan.