Ketel Uap Utilitas Pabrik Elemen Bakar Nuklir

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


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).


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


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


5/5

= 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.

Ketel Uap Utilitas Pabrik Elemen Bakar Nuklir

Documents

Transcript of Ketel Uap Utilitas Pabrik Elemen Bakar Nuklir