Audit Energi Pada Furnace

KONSERVASI ENERGY PADA SMELTING FURNACE

1

PendahuluanPendahuluan

P l t t k i k l d la. Peralatan untuk mencairkan logam dalam industri pengecoran, pengeringan atau pemanasan material .

b. Tipe energi input yang digunakan sangat penting . Umumnya digunakan BBM, Coke,penting . Umumnya digunakan BBM, Coke, Coal, Gas dan Listrik.

c K nci efisiensi operasi t ngk adalahc. Kunci efisiensi operasi tungku adalahpembakaran dan isolasi yang sempurna.

2

Tipe dan klasifikasi tungkuMenurut

perpindahanMenurut

perpindahanMenurut

perpindahanTempat api tungku terbukaTempat api tungku terbukaTempat api tungku terbuka

pe da as as tu g u

perpindahan panas

perpindahan panas

perpindahan panas Pemanasan melalui media cairPemanasan melalui media cairPemanasan melalui media cair

TempaTempaTempa

KlasifikasiTungku

Menurut pengisianMenurut

pengisianMenurut

pengisianPeriodik

Re-rolling (Batch / continuous

pusher)

P tK ti

PeriodikRe-rolling

(Batch / continuouspusher)

P tK ti

PeriodikRe-rolling

(Batch / continuouspusher)

P tK ti PotKontinyu

Tangki pencairan kaca( ti /

PotKontinyu


PotKontinyu


Perbaikkan Daya

Pemanas ulang

Perbaikkan Daya

Pemanas ulang

Pemanfaatan panas

Pemanfaatan panas

Pemanfaatan panas

(regenerative / recuperative)



3Gambar: Klasifikasi tungku

Pemanas ulangPemanas ulang

JENIS-JENIS SMELTING FURNACE

Electric Arc Furnace Induce Furnace

4

Blast Furnace

PendahuluanBentuk Tungku

Pendahuluan

5

PendahuluanPerpindahan panas Tungkumemanaskan material dengan suhu yg seragam dengan masukan energi minimal:

Besar energi yang`1q

Besar energi yang digunakan.

Pelepasan energi yang cukup.

Perpindahan panas yg tersedia.

Persamaan temperaturtemperatur.

Pengurangan rugi panas.

Konveksi gas panas.

6Gambar: Perpindahan panas tungku Sumber: The Carbon Trust

PendahuluanPelepasan energi yg cukup & Volume

Pendahuluan

9 Dibatasi panjang lintasan nyala api dan volume

p g yg ppembakaran

batas pa ja g tasa ya a ap da o u epembakaran.

9 Pembakaran sempurna diperlukan volume pembakaran 98%pembakaran 98% .

9 Mendapatkan nyala api yg mengisi ruang bakarfaktor terpenting peletakan burner/ pembakar.

Acuan rancangan:

Pelepasan panas 2 liter BBM/ jam/ cubic foot

7

Pelepasan panas 2 liter BBM/ jam/ cubic foot of combustion volume

PendahuluanPendahuluanBatu tahan api

Bahan batu tahan api untuk mengisolasi reaksi panas

Pemakaian yg sesuai

Bahan batu tahan api untuk mengisolasi reaksi panas dlm ruang bakar atau meminimalkan rugi panas.

Tekanan & pengaturan hisapan Tekanan yg sesuai 0.25 mm w.c. dibawah tekanan

atmosphirPemanfaatan panas buang

atmosphir.

Dapat menaikkan penghematan bb sampai 15 -

8

p p g p17%.

Pendahuluan

Bahan batu tahan apiPersyaratan umum: Mampu untuk temp tinggi dan perubahan secara tiba-tiba Mampu untuk temp tinggi dan perubahan secara tiba tiba . Mampu mencairkan ampas pengecoran logam, kaca, gas

panas dll Tahan thd kondisi beban dan gaya-2 abrasive . Koefficient expansi panas yg rendah. Tdk terkontaminasi bahan yg dicor.

9

Kinerja FurnaceKinerja Furnace

10

Keseimbangan Energig g

11Induce FurnaceCupola

NeracaEnergipadaReHeatingFurnace

Panas hilang karena dry flue gas

PPanas hilang karena bukaan

Panas hilang karena

kandungan P hil

45.55 %

air di flue gas

Panas hilang karena radiasi

dinding3.32 %

9.28 %

9.79 %

Panas termanfaatkanEnergi masuk 100%masuk 100%

22.63 %

Panas yang belum masuk hitungan

10 %

RerollingFurnaceh d hTipeBatchdanTipePusherKontinu

Parameter OperasiForging

(Open fire REROLLING

Batch Continuousp ( pplace) Pusher

Temperatur Furnace (oC)1200 1250 1200 1250

Temperatur Flue Gas (oC).

CO2 % di Flue Gas

1200 1250

1100

3 10

1200 1250

550 600

4 122 3 - 10 4 - 12

Konsumsi Energi Spesifik untuk Tipe Batch Rerolling Furnace: 180-280 kg batu bara per ton, untuk minyak 60-70 liter/ton

Konsumsi Energi Spesifik untuk tipe Pusher kontinu: 180-220 kgbatu bara per ton, untuk minyak 60-70 litres/ton

Evaluasi unjuk kerja

Thermal Efficiency

j j

Thermal Efficiency Perbandingan panas yang dipindahkan kematerial

dengan panas yg disuplai untuk memanaskan.

Stored heat loss Kebocoran panas yg tersimpan dlm struktur tungku

ketika tungku berhenti.

Wall lossWall loss Kerugian yg disebabkan radiasi dan konveksi pada

dinding.

14 UNEP 2005UNEP 2005


Thermal Efficiency

j j

Rugi material handling

y

- Rugi panas ketika memindahkan masuk atau keluar stock ke ruang pemanasan tungku.

Rugi pendinginan- Rugi panas karena mendinginkan roll, bearingRugi panas karena mendinginkan roll, bearing dan pintu (agar berumur panjang).

15


1 Radiation losses

Thermal Efficiency1. Radiation losses

Tungku dan oven yang beroperasi diatas 540 C mempunyai rugi radiasi yg signifikan.

2. Waste gas losses

Produk dari pembakaran dlm tungku yg tdk dpt dihindarkan.

3 Ai i filt ti / l k3. Air infiltration/ vacum leaks

Udara dari sekeliling ruangan yang masuk, karena tekanan negatip didalam tungku

16

karena tekanan negatip didalam tungku

Evaluasi unjuk kerjaMetode langsung


Effisiensi tungku dapat diukur dengan jumlah bahan bakar diperlukan per berat unit material :

Jumlah panas yg diterima (Q) ke the stock dpt dihitung sbb:

Q C (t1 t2)Q = m x Cp (t1 t2)

Q = Quantity of heat of stock in kCal m = Weight of the stock in kg

17

m = Weight of the stock in kg Cp = Mean specific heat of stock in kCal/kgoC t1 = Final temperature of stock desired, oC t2 = Initial temperature of the stock before the furnace, oC

Evaluasi unjuk kerjaMetode tdk langsung

j j

Efisiensi tungku yang dihitung dengan pengurangan rugi-2 panas sensibel.

Berbagai parameter diperlukan untuk menentukan efisiensi tungku:

Konsumsi bb per jam Material output

Temperature tungku pd variasi zone Material output

Jumlah udara lebih Temperature gas buang

Temp dinding Temp udara bakar

18


Efisiensi TungkuT b l I t t i T k

Sl.No.

Parameters to be measured

Location of Measurement

Instrument Required

Required Value

Tabel: Instrumentasi Tungku

1. Furnace soaking zone temperature (reheating furnaces)

Soaking zone side wall

Pt/Pt-Rh thermocouple with indicator and recorder

1200-1300oC

2. Flue gas Flue gas exit from furnace and entry

Chromel Alummel Thermocouple with

700oC max.y

to re-cuperator p

indicator

3. Flue gas After recuperator Hg in steel thermometer

300oC (max)

4. Furnace hearth preSurei th h ti

Near charging end id ll

Low preSure ring +0.1 mm. of Wgin the heating zone side wall over

hearth level gauge

5. Flue gas analyser Near charging end side wall end side

Fuel efficiency monitor for oxygen & temperature.

O2% = 5t = 700oC (max)

19

6. Billet temperature Portable Infrared Pyrometer or optical pyrometer

----

Camera Infrared Thermography >> distribusi Temp

Lingkup konservasi energiPembakaran yang sempurna dengan

i i d l bih

g p g

minimum udara lebih : Mengoptimalkan udara bakar adalah sangat ekonomis.

Table Heat Loss in Flue Gas Based on Excess Air Level

Excess Air % of total heat in the fuel carried away by waste gases (flue gas temp. 900oC)

25 48

50 5550 55

75 63

20

100 71

Lingkup konservasi energi

Distribusi panas yang benar :

g p g

Distribusi panas yang benar :Sebaiknya material/stock dipanaskan secara merata sesuai temperatur yg diinginkan dengan minimum bahan bakarbahan bakar

21

Mencegah tubrukan lidah api yg berakibat rusaknya refractory


Distribusi panas yang benar

g p g

p y g

22

Arah lidah api yang tepat ke STOCK, dapat mengurangi rugi scaling


Mengoptimalkan temp operasi:

g p g

Mengoptimalkan temp operasi:Tabel: temp operasi dari bermacam tungku

Slab Reheating furnaces 1200oC

Rolling Mill furnaces 1200oC

Bar furnace for Sheet Mill 800oCBar furnace for Sheet Mill 800 C

Bogey type annealing furnaces 650oC -750oC

Pemakaian pelapisan keramik: Mempercepat dan efisien perpindahan panas, pemanasan

23

merata akan memperpanjang refractory material.


Mencegah rugi panas selama bukaan:

g p g

Mencegah rugi panas selama bukaan: Kerugian ini disebabkan oleh radiation melalui

bukaan, seperti halnya pembakaran memasang gas p y p g gkebocoran itu.

T: absolute temperature (K)(K) a: factor for total radiation A: area of opening, m2H: time (Hr)

Mengontrol tekanan dlam tungku:

24

g g Kebocoran udara mempengaruhi perbandingan udara.

Evaluasi unjuk kerjaPanas yg dilepaskan

j j

25Gambar: Faktor untuk menentukan panas yang dilepaskan dari pembukaan sebanding dng melepaskan panas dari benda hitam sempurna


Mengoptimalkan kapasitas pemakaian:

g p g

Mengoptimalkan kapasitas pemakaian:

Pemuatan/ pengisian pada beban partial adalah hal penting untuk tungku beroperasi secara maximum p g g pthermal efficiency.

Pemuatan/ pengisian tungku harus diatur sedemikian sehingga menerima radiasi maksimum dan gas yang panas secara efektif dsirkulasikan dng sempurna.

S t l t k tid k b i t k i Suatu alasan untuk tidak beroperasi tungku perapian pada beban maksimum, Adalah tidak sepadan dimensi tungku.

26

g

KapasitasPemanfaatan:HearthLoading

HeatTreatmentFurnace :145Kg/m2.Hr/ 2 AnnealingFurnace :290Kg/m2.Hr

ForgingFurnace :390Kg/m2.Hr

Lowest loading 75 170 Kg/m2 HrLowestloading75 170Kg/m .Hr


Pemanfaatan panas gas buang :

g p g

Pemanfaatan panas gas buang :Rugi panas sensibel dari gas buang mencapai 35sampai 55 % dari input panas ke tungku, maka

i i lk ti b l b b t jmeminimalkan timbulnya panas buang sbg tujuan utama.

Tiga metode yg memungkinkan :1. Pemanasan awal Charge (stock) 2. Pemanasan awal udara bakar3. Penggunaan panas buang untuk proses lainnya

28

Pemanfaatan Panas Buang dari Furnace


Meminimalkan wall losses:

g p g

Pemilihan yg sesuai untuk refractory dan isolasi material adalah kunci penghematan energi.

Tingkat dari wall losses tergantung: 1. Konduktifitas panas.p2. Tebal dinding. 3. Emisifitas dinding.4. Pengoperasian tungku secara kontinyu atau terputus.

Sebagai contoh , rugi panas dapat dikurangi dengan mempertebal isolasi (mahal/ tdk ekonomis).

30

Lingkup konservasi energiRugi radiasi pada

permukaan:

g p g

p

31Gambar panas yg dibebaskan fungsi dari temperatur

Atur Tekanan FurnaceCegah udara luar masuk ke furnace.

Udara luar yang masuk ke dalam furnace akan menurunkan temperatur furnace dan meningkatkan konsumsi bahan bakar.

TERIMA KASIHTERIMA KASIH

ATAS PERHATIANNYA

33

Audit Energi Pada Furnace

Documents

Transcript of Audit Energi Pada Furnace