BAB III

TUGAS UMUM

3.1 Power Balance

Pada kerja praktek ini , tugas umum yang diberikan adalah untuk menghitung kapasitas pabrik yang ditinjau dari daya listrik yang ada di PG Watoetoelis.

3.2 Steam Balance

Selain kebutuhan listrik ditinjau juga kebutuhan uap yang dibutuhkan oleh turbin sebagai mesin berputar yang mengambil energi dari aliran fluida. Dasar perhitungan yang digunakan untuk menghitung kebutuhan uap diantaranya adalah:

Kapasitas giling = 2350 TCDKadar sabut tebu = 13 %Uap baru kering :

Tekanan = 18 kg/cm2Temperatur = 325 'CEnthalpy = 736 kcal/kg

Uap baru jenuh :Tekanan = 7 kg/cm2Temperatur = 180 'CEnthalpy = 668 kcal/kg

Uap bekas :- Tekanan = 1.2 kg/cm2

Temperatur = 170 'CEnthalpy = 672 kcal/kg

- Tekanan = 0.5 kg/cm2Temperatur = 115 'CEnthalpy = 647 kcal/kg

Untuk kebutuhan uap pada setiap stasiun adalah sebagai berikut:3.2.1 . Stasiun Listrik

Pada stasiun listrik, uap digunakan untuk memenuhi kebutuhan turbin Shinko.Daya terpasang = 3500 kWPemakaian saat Operasional = 2200 kWKonsumsi Uap = 12 kg/kWhG = N x Konsumsi uap

= 2200 x 12 = 26.400 kg/jam = 26.4 ton/jam3.2.2 Stasiun Gilingan

Pada stasiun gilingan kebutuhan uap yang dibutuhkan untuk TU unigrator adalah:

Sedangkan untuk penggerak gilingan adalah:

Daya turbin = 560 kWTekanan uap masuk = 7 kg/cm2Steam chest = 5 kg/cm2

Daya terpakai Turbin ( N' ) :

N' =5 x 560

7= 400 kW

Steam consumption = 30.0 kg/kWhG = N x Steam Consmpt

= 400 x 30.0= 12000 kg/jam= 12 ton/jam

3.2.3 Stasiun KetelKebutuhan uap yang dibutuhkan untuk stasiun ketel adalah:

a) Penggerak FWP KU. Stork

G =632 x Nf x Tf

kg/jamΔh x Eff.m x Eff.th

Nf = tenaga dibutuhkan tiap ton sabut /jamTromp :

Gilingan I = 24 ihpGilingan II = 21 ihpGilingan III = 18 ihpGilingan IV = 17 ihp

Tf = sabut digiling tiap jam= 2350 x 13

24= 12.7 ton/jam (tfh)

Eff.th = 0.70 (drop valve engine)Eff.m = 0.85 (ordinary gear, Hugot p.232)

Kebutuhan uap :

G 1 =632

x 0 x 12.7

21 x 0.85 x 0.70= 0 kg/jam= 0.00 ton/jam

G 2 =632

x 21 x 12.7

21 x 0.85 x 0.70= 13520.7 kg/jam= 13.52 ton/jam

G 3 =632

x 18 x 12.7

21 x 0.85 x 0.70= 11589.2 kg/jam= 11.59 ton/jam

Gilingan II dan III digerakkan oleh satu Mesin Uap, sehingga :

G 2/3 =13.5 + 11.6

  2      = 12.55 ton/jam

G 4 =632

x 0 x 12.7

21 x 0.85 x 0.70= 0 kg/jam= 0.00 ton/jam

Total kebutuhan uap stasiun gilingan :G = 24.55 ton/jam

Daya turbin = 75 HP = 56.0 kWAsumsi tenaga terpakai = 90 %Tekanan uap masuk = 18 kg/cm2Kebutuhan uap :

G =N x 860

kg/jamΔh

=0.9 x 56.0 x 860

64.00= 676.65 kg/jam= 0.68 ton/jam

b) Uap pemanas Deaerator

Kondisi uap pemanas :Tekanan uap = 7 kg/cm2Temperatur uap = 180 'CEnthalpy = 2792 kJ/kg

Air pengisi ketel :

m ( Cheng Chen ) = 30 + 0.1 x30 ton/jam =

9.2 kg/dtk

m ( Stork ) = 20 + 0.1 x20 ton/jam =

6.1 kg/dtk

T in = 60 'CT out = 98 'C

Cp = 1.007 kJ/kg'CKebutuhan uap pemanas deaerator :

Q (CC) = m x Cp x ΔT      = 9 x 1.007 x ( 98 - 60 )= 350.77 kJ/dtk

G (CC) = Q / h

=350.77 x 36002792 x 1000

= 0.45 ton/jam

Q (St) = m x Cp x ΔT      = 6 x 1.007 x ( 98 - 60 )= 233.85 kJ/dtk

G (St) = Q / h

=233.85 x 36002792 x 1000

= 0.3 ton/jam

Total kebutuhan uap ST. KetelG = 1.43 ton/jam

3.2.4 Stasiun Tengah dan Puteran

Kebutuhan yang diperlukan untuk stasiun tengah dan puteran adalah sebagai berikut:

Tenaga yang diperlukan ( T ), Hugot 1972, p.825 :

T = 0.0736 x V x n(HP)

V = volume silinder dalam ft3

= S x L = 0.785 x D2

L = panjang langkah dalam ftn = Rpm mesin uap

Kebutuhan uap :

G =  632 x T  

ton/jamΔh x Eff.th x

1000

Eff.th =0.6 (slide valve engine,Tromp)

Mesin Uap L D n V T GMU pompa vakum BP     1.97 1.64 60 8.32 36.74 1.84MU pompa vakum KP 2.30 1.64 60 9.71 42.89 2.15MU kultrog dan pompa rota 1.80 0.98 60 2.71 11.99 0.60MU pompa sungai 1.10 0.98 60 1.66 7.32 0.37MU pompa susu kapur 0.49 0.36 60 0.10 0.44 0.02MU puteran AB       1.97 1.10 60 3.74 16.53 0.83              Total 5.81

Sedangkan uap baru untuk service steam yang dibutuhkan dengan tekanan 3 kg/cm2 adalah:

1) Puteran SHS

Pemakaian uap = 20% x produksi SHS (Hugot 1972, p.745)Produksi SHS = 180 ton/hari = 7.5 ton/jamKebutuhan uap = 1.5 ton/jam

2) Untuk lain-lain

Asumsi =

3%

Tebu

Kebutuhan uap :

G =3% x 2350

24

=2.9 ton/jam

Total kebutuhan uap untuk service steam :

G =4.4 ton/jam

Kebutuhan uap bekas yang diperlukan untuk PG Watoetoelis memiliki dasar perhitungan sebagai berikut:

Kapasitas = 2350 TCDNira Mentah % Tebu = 100 %Brix Nira Mentah = 14 %Nira Encer % Tebu = 105 %Brix Nira Encer = 13 %Brix Nira Kental = 64 %Panas laten ( r ) Ube 0.5 kg/cm2 = 531 kcal/kgPanas laten ( r ) Uni 0.25 kg/cm2 = 535

Uap bekas digunakan pada beberapa peralatan pada PG Watoetoelis diantaranya adalah:

1) Pemanas Pendahuluan (Juice Heater)

G =J x C x ( t2 - t1 )

r x pJ = berat NM%T

= 97.92 ton/jamC = panas jenis NM

= ( 1 - 0.006 bnm )= 0.9992 kcal/kg'C

p = faktor kehilangan panas pada heater= 0.95 ( Hugot p.449 )

Pemanas Pendahuluan I :

G = 97.92 x 0.9992 x ( 75 -30 )

531 x 0.95

=8.727

4 ton/jam Ube

Pemanas Pendahuluan II :

G = 97.92 x 0.9992 x (105 -

75 )

531 x 0.95

=5.818

3 ton/jam Ube

Total kebutuhan Uap untuk Pemanas Pendahuluan :

G = 14.5 ton/jam

2) Evaporator

3) Pan Masakan

Dari perhitungan material balance didapatkan data sbb :

Masakan % Tebu % Brix% Brix Strop

Faktor cuci/Klare  

Masakan A   20 94.27 85.19 1.27Masakan C   5 97.31 86.5 1.32Masakan D   8 99.7 80.0 1.38

Kebutuhan uap pemanas Masakan A :

Data Luas Pemanas ( LP ) :Jadwal sekrap BP :

BP 1A = 1500 m24 - 5 - (3+1B) - 2

BP 1B = 900 m24 - 5 - (3+1B) - 1A

BP 2 = 800 m2

BP 3 = 800 m2

BP 4 = 800 m2

BP 5 = 750 m2

LP terbesar = 4800 m2

LP terkecil = 4050 m2

E = J x ( 1 -bne

)bnk

E = jumlah air yang diuapkan ( ton/jam )J = berat NE%T

= 103 ton/jam

E =103

x ( 1 -13

)64

= 81.93 ton/jam

Jika BP 1A+1B sebagai badan pertama :

G =2400

x 81.934800

= 40.96 ton/jam

Jika BP 1B+2 sebagai badan pertama :

G =1700

x 81.934050

= 34.39 ton/jam

G = KG xMas.A

%Tx (

%BrixMas.A-

%BrixMas.A

) xfaktor cuci

%BrixNK

=97.91

7x 0.2 x (

0.9427- 0.9427 ) x 1.27

0.64

= 13.19 ton/jam

Kebutuhan uap pemanas Masakan C :

G = KG x Mas.C%T x (%BrixMas.C

- %BrixMas.C ) xfaktor cuci%BrixStrop

A

=97.91

7x 0.05 x (

0.9731- 0.9731 ) x 1.32

0.8519

= 1.09 ton/jam

Kebutuhan uap pemanas Masakan D :

G = KG xMas.D

%Tx (

%BrixMas.D-

%BrixMas.D

)(%BrixStropC+%BrixKlareD)/2

=97.91

7x 0.08 x (

0.997- 0.997 )

0.8325

= 2.17 ton/jam

Total kebutuhan uap pemanas Pan Masakan :

G = 16.45 ton/jam

3.3 Neraca Uap Baru

Produksi Uap Baru             ton/jam Pemakaian Uap Baru     ton/jam

KU Cheng ChenON   27   ST. Listrik   26.40

KU StorkON   16   ST. Gilingan   24.55

KU WS I OFF 0  ST. Ketel   1.43

KU WS II OFF 0   ST. Tengah dan Puteran   5.81

KU WS IIION   6   Service steam   4.4

KTR No. 2 OFF 0  Losses 5%   3.13

KTR No. 3ON   4   Surplus/(minus)   2.23

KTR No. 4ON   4      

KTR No. 5 OFF 0      

KTR No. 6ON   3      

KTR No. 7ON   3      

KTR No. 8ON   5      

         Total Produksi       68.00 Total Pemakaian       68.00

Perbandingan jumlah uap sebelum dan sesudah desuperheater :h1 ( 0.5 ; 150 ) = 664 kcal/kgh2 ( 0.5 ; 120 ) = 650 kcal/kgr sprayer = 538 kcal/kg

G2 = G1 +G1 x ( h1 - h2 )

r

G2 = G1 +G1 x ( 664 - 650 )

538G2 = G1 x ( 1 + 0.026 )G1 : G2 = 1 : 1.026

NERACA UAP BEKAS

Produksi Uap Bekas             ton/jam Pemakaian Uap Bekas   ton/jamST. Listrik   27.09 Pemanas Pendahuluan (bleeding) 0.00ST. Gilingan   25.19 Badan Penguapan   40.96

ST. Ketel(TU BFWP)   0.69 Pan Masakan   16.45

ST. Tengah dan Puteran   5.96 Losses 5%   2.87      Surplus/(minus)   -1.3                                                   Total Produksi       58.94 Total Pemakaian       58.94