Rancangan IDF untuk sistem PLTU Kapasitas 200 MW

7/26/2019 Rancangan IDF untuk sistem PLTU Kapasitas 200 MW

1/23

PROPOSAL TUGAS AKHIR

DESAIN INDUCED DRAFT FANSPADA PULVERIZER COAL BOILERUNTUK

SISTEM PLTU KAPASITAS 200 MW

THE DESIGN OF INDUCED DRAFT FANS FOR PULVERIZER COAL BOILER WITH

CAPACITY 200 MW

Proposal ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan

DIPLOMA IV PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK

di DEPARTEMEN TEKNIK KONVERSI ENERGI

ADITIA KURNIAWAN

121724002

TEKNOLOGI PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK

TEKNIK KONVERSI ENERGI

2016


2/23

ii

LEMBAR PENGESAHAN

THE DESIGN OF INDUCED DRAFT FANS FOR PULVERIZER COAL BOILER WITH

CAPACITY 200 MW

Diajukan oleh:

Aditia Kurniawan

121724002

Telah disetujui oleh:

Pembimbing 1,

Dr. Hartono Budi S, MT.

NIP. 19661107 199512 1 002Tanggal: 3 Februari 2016

Pembimbing 2,

Drs. Maridjo, MT.

NIP. 19580219 198603 1 003Tanggal: 3 Februari 2016

DESAIN INDUCED DRAFT FANSPADA PULVERIZER COAL BOILER

UNTUK SISTEM PLTU KAPASITAS 200 MW


3/23

iii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................................................... ii

DAFTAR ISI ............................................................................................................................ iii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................ iv

BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................................... 1

I.1 Latar belakang .................................................................................................................. 1

I.2 Tujuan ............................................................................................................................... 2

I.3 Rumusan Masalah............................................................................................................. 2

I.4 Batasan Masalah ............................................................................................................... 2

I.5 Metodologi........................................................................................................................ 3

I.6 Sistematika Penulisan ....................................................................................................... 3

BAB II DASAR TEORI ............................................................................................................ 5

II.1 Sistem PLTU ................................................................................................................... 5

II.2Fans ................................................................................................................................. 7

II.2.1 Centrifugal Fans ...................................................................................................... 7

II.2.2Axial Fans ................................................................................................................ 9

II.3Induced Draft Fans ....................................................................................................... 12

II.3 Perancangan Induced DraftFans .................................................................................. 13

II.3.1 Penentuan Laju Massa Gas Buang ......................................................................... 13

II.3.2 Penentuan Volume Gas Buang ............................................................................... 14

II.3.3 Penentuan Kebutuhan Tekanan Statis .................................................................... 14

II.3.3 Penentuan Kebutuhan Daya Fans ........................................................................... 15

II.3.4 Penentuan Kebutuhan Daya Motor ........................................................................ 15

BAB III PERANCANGANINDUCED DRAFT FANS.......................................................... 16

III.1 Tahapan PerancanganInduced Draft Fans.................................................................. 16

III.2 Metode Analisis DesainInduced Draft Fans............................................................... 17

III.3 Rencana Anggaran Biaya ............................................................................................. 17

III.4 Rencana pengerjaan Skripsi ......................................................................................... 18

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................ v


4/23

iv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Komponen Utama pada PLTU .......................................................................... 5

Gambar 2.2 Diagram T-s siklus rankine ............................................................................... 6

Gambar 2.3 Aliran Udara Centifugal Fans Jenis Backward-Inclined Fans .......................... 8

Gambar 2.4 Aliran Udara Centifugal FansJenisRadial-Tip................................................ 9

Gambar 2.5 Centifugal FansJenisForward-Curved............................................................ 9

Gambar 2.6Axial Fan JenisPropeller................................................................................ 10

Gambar 2.7 Axial Fan Jenis Tube Axial ............................................................................. 11


5/23

1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar belakang

Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, kebutuhan

masyarakat akan energi listrik menjadi sangat besar. Untuk memenuhi kebutuhan

energi listrik di Indonesia, pemerintah melalui badan usaha milik negara (BUMN)

yakni PT PLN telah mengeluarkan Rencana Usaha Penyediaan Tenaga Listrik

(RUPTL) untuk periode tahun 2015-2024. Dalam RUPTL tersebut disebutkan

bahwa tahun 2015-2019, PT PLN bersama dengan Independent Power Produsen

(IPP) dalam hal ini adalah pihak swasta akan membangun beberapa pembangkit

tenaga listrik yang terdiri atas Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU), Air

(PLTA), Geothermal (PLTP) serta Gas dan Uap (PLTGU) dengan kapasitas

terpasang sebesar 35.000 MW. Dari total 35.000 MW tersebut, sebagian besar akan

disuplai oleh PLTU.

PLTU merupakan pembangkit tenaga listrik yang paling komplek diantara jenis

pembangkit lainnya. PLTU terdiri atas komponen utama dan komponenBalance of

Plant (BOP) yang saling terintegrasi satu dengan yang lainnya. Komponen utama

PLTU terdiri atas boiler, turbin, generator, kondensor, dan pompa. Sedangkan

komponen BOP terdiri atas peralatan bantu seperti Coal Handling, Water

Treatment, Start Up Boiler, sistem pendinginan, sistem pelumasan dan perlatan

pembantu komponen utama. Tanpa adanya dukungan dari komponen pembantu,

suatu PLTU tidak akan mampu bekerja dengan baik.

Salah satu komponen auxiliarydari boiler yang memiliki fungsi yang sangat

penting pada suatu PLTU adalahInduced Draft Fans(ID Fan).Induced Draft Fan

adalah kipas yang digunakan untuk mengalirkan gas buang hasil pembakaran di

ruang bakar boiler menuju chimney. Induced Draf Fan bekerja untuk

mempertahankan tekanan pada furnaceboiler dibawah tekanan atmosfer dengan

cara menghisap flue-gasdan mengalirkannya untuk dibuang ke atmosfer melalui

chimneysehingga sirkulasi udara pembakaran pada boiler tetap seimbang.

Besarnya tekanan dan volume flue-gasyang dihisap oleh ID Fandiatur oleh

besarnya sudut dari blade pitch ID fan.Semakin besar bukaan sudut dari blade pitch

maka tekanan yang dihisap akan semakin besar. Selain itu, besarnya tekanan dan


6/23

2

laju alir massaflue-gasjuga bisa diatur melalui pengaturan putaranID fantersebut

menggunakan damperdan VFD.

Dengan pentingnya peranID fandalam sistem PLTU, maka pada skripsi kali ini

penulis akan merancangID fanuntuk PLTU dengan kapasitas 200 MW.

I.2 Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai skripsi ini adalah:

1.

Mengetahui cara kerja induced draft fanpada PLTU.

2.

Mendesain induced draft fanuntuk PLTU dengan kapasitas 200 MW.

3. Mengetahui performa induced draft fanyang digunakan untuk sistem PLTU

dengan kapasitas 200 MW.

I.3 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah pada skripsi ini adalah:

1. Penentuan kesetimbangan massa gas buang untuk induced draft fanpada

PLTU dengan kapasitas 200 MW.

2.

Penentuan spesifikasi dari fandan motor yang digunakan untuk induced

draft fanpada PLTU dengan kapasitas 200 MW.

3. Analisis pengaruh pembeban terhadap kinerja induced draft fan untuk

PLTU dengan kapasitas 200 MW.

I.4 Batasan Masalah

1.

Perencanaan perhitungan mencakup balance massa flue-gas, spesifikasi

fan,dimensifan,pemilihan bahanfanserta gambar teknik desain induced

draft fanmenggunakan standar yang ada.

2. Perancangan ini tidak meliputi instalasi ductsuntukflue-gasyang dialirkan

oleh induced draft fan, sistem pendinginan dan sistem pengaturan laju

massaflue-gas serta analisis aliran fluida yang dihisap oleh induced draft

fan.

3.

Perencanaan perhitungan ini hanya mencakup pemilihan spesifikasi motor

penggerak fan, tidak membahas sistem kelistrikan, sistem kendali dan

sistem proteksi untuk motor penggerak.


7/23

3

I.5 Metodologi

1.

Studi Pustaka

Metode ini merupakan suatu metode dimana buku-buku dan internet

dijadikan sumber penunjang pembuatan skripsi, serta berbagai referensi dari

skripsi / TA tahun-tahun sebelumnya.

2. Diskusi

Metode diskusi dilakukan dengan cara tanya jawab dengan pembimbing dan

staf pengajar lainnya yang mengerti dan kompeten dibidang yang dipilih

sebagai tema skripsi.

3. Perancangan Desain Sistem PLTU

Metode ini dilakukan dengan merancang sistem PLTU kapasitas 200 MW

menggunakansoftware.Dimana di dalam softwaretersebut, dapat dilakukan

simulasi dan diketahui laju massa gas buang yang akan menjadi referensi dalam

mendesain induced draft fans.

4.

Perancangan DesainInduced Draft Fans

Proses perancangan induced draft fansdilakukan dengan menganalisis laju

massa gas buang hasil simulasi sistem PLTU pada software. Kemudian

melakukan perhitungan untuk menentukan spesifikasi induced draft fan

berdasarkan buku refesensi.

5. Pembuatan Laporan

Pembuatan laporan merupakan hasil dari perancangan desain induced draft

fansuntuk sistem PLTU 200 MW.

I.6 Sistematika Penulisan

BAB I PENDAHULUANBab ini berisi tentang latar belakang, tujuan skripsi, rumusan masalah,

batasan masalah, metode yang digunakan dalam penulisan skripsi dan

sistematika penulisan skripsi.

BAB II DASAR TEORI

Pada bab ini berisi tentang dasar-dasar teori yang berkaitan dengan tema

yang diambil oleh penulis yaitu perancangan induced draft fans, sehingga


8/23

4

dengan bantuan referensi tersebut penulis mampu merancang sebuah induced

draft fansuntuk PLTU kapasitas 200 MW.

BAB III PERANCANGANINDUCED DRAFT FANS

Pada bab ini berisi tentang tahapan-tahapan perancangan dari induced draft

fan. Tahapan-tahapan dimulai dari menghitung laju massa gas buang secara

stokiometrik dan termodinamika, kemudian memverifikasi dengan data hasil

simulasi menggunakan software. Selanjutnya memilih spesifikasi fans dan

motor yang cocok untuk induced draft fans tersebut.

BAB IV ANALISIS PERANCANGAN

Bab ini berisi tentang analisis-analisis dari perhitungan laju massa gas

buang yang dialirkan oleh induced draft fans. Selain itu pada bab ini juga

akan dibahas mengenai pengaruh pembebanan terhadap kinerja induced draft

fans.

BAB V PENUTUP

Bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil perancangan induced draft fans

untuk sistem PLTU kapasitas 200 MW, serta spesifikasifansdan motor yang

cocok.


9/23

5

BAB II

DASAR TEORI

II.1 Sistem PLTU

Pembangkit listrik tenaga uap atau PLTU merupakan jenis pembangkit tenaga

listrik yang paling banyak digunakan di Indonesia. Pembangkit jenis ini umumnya

digunakan untuk menopang beban-beban dasar (base load) pada jaringan

interkoneksi. PLTU terdiri atas 5 komponen utama yakni boiler, turbin, kondensor,

pompa dan generator.

Gambar 2.1 Komponen Utama pada PLTU

Sumber: Cengel. A Yunus. 2006. THERMODYNAMICS: An Engineering

Approach, FifthEdition. McGraw-Hill: New York

PLTU membangkitkan listrik dengan cara menerapkan siklus rankine yakni

siklus termodinamika yang mengubah panas menjadi kerja. Pada prosesnya,

pemanasan air umpan hingga menjadi uap bertekanan tinggi dilakukan di boiler.

Kemudian uap tersebut dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin yang

telah dikopel dengan generator sehingga dihasilkan listrik. Selanjutnya uap yang

telah digunakan untuk memutar turbin tersebut dikondensasikan lagi di kondensor

hingga menjadi air kondensat. Pada siklus tertutup, air kondensat ini digunakan

kembali sebagai air umpan boiler menggunakan pompa.

Berikut ini cara kerja siklus rankine menggunakan diagram T-s:

Proses 1-2, fluida dalam bentuk cair (air umpan) dipompakan dari tekanan

rendah ke tekanan tinggi. Proses ini memerlukan sedikit input energi.


10/23

6

Proses 2-3, Fluida cair bertekanan tinggi masuk boiler masuk dimana fluida

dipanaskan hingga menjadi uap pada tekanan konstan menjadi uap jenuh.

Proses 3-4, Uap jenuh bergerak menuju turbin, menghasilkan energi listrik.

Hal ini mengurangi temperatur dan tekanan uap, dan mungkin sedikit

kondensasi juga terjadi.

Proses 4-1, Uap basah memasuki kondensor dimana uap diembunkan dalam

tekanan dan temperatur tetap hingga menjadi cairan jenuh.

Gambar 2.2 Diagram T-s siklus rankine

Sumber: Cengel. A Yunus. 2006. THERMODYNAMICS: An Engineering

Approach, FifthEdition.McGraw-Hill: New York

Dalam siklus rankine ideal, pompa dan turbin adalah isentropik, yang berarti

pompa dan turbin tidak menghasilkan entropi dan memaksimalkan output kerja.

Dalam siklus rankine yang sebenarnya, kompresi oleh pompa dan ekspansi dalam

turbin tidak isentropik. Dengan kata lain, proses ini tidak bolak-balik dan entropi

meningkat selama proses. Hal ini meningkatkan tenaga yang dibutuhkan oleh

pompa dan mengurangi energi yang dihasilkan oleh turbin. Secara khusus, efisiensi

turbin akan dibatasi oleh terbentuknya titik-titik air selama ekspansi ke turbin akibat

kondensasi. Titik-titik air ini menyerang turbin, menyebabkanerosi dankorossi,

mengurangi usia turbin dan efisiensi turbin. Cara termudah dalam menangani hal

ini adalah dengan memanaskannya pada temperatur yang sangat tinggi.
http://id.wikipedia.org/wiki/Erosihttp://id.wikipedia.org/wiki/Korosihttp://id.wikipedia.org/wiki/Korosihttp://id.wikipedia.org/wiki/Erosi


11/23

7

II.2 Fans

Fansatau yang dikenal sebagai kipas merupakan peralatan yang sangat penting

keberadaannya bagi sebuah pembangkit tenaga listrik. Dalam suatu pembangkit

tenaga listrik, khususnya PLTU, Fans memiliki fungsi sebagai penyedia udara

untuk proses pembakaran, udara untuk membuat batu bara melayang diruang bakar

dan mengalirkan gas buang menuju chimneyuntuk menjaga keseimbangan udara

pembakaran pada boiler.

Dalam mengalirkan udara atau gas, fansmembutuhkan penggerak mula yang

berasal dari motor induksi ataupun rotating shaft lainnya yang dikopel

menggunakan beltmaupun secara langsung pada satu poros. Ketika berputar, fan

akan membangkitkan tekanan untuk melawan suatu resistance (hambatan) yang

disebabkan oleh duct(saluran udara), dampersdan komponen lainnya pada sistem

fan tersebut sehingga dapat mengalirkan udara. Besarnya laju massa udara yang

dialirkan sangat dipengaruhi oleh jenisfan,kapasitas mesin induksi yang digunakan

danfans blade.

Fansyang digunakan untuk sistem aliran udara pada pembangkit didominasi

oleh fans jenis centrifugal dan axial. Kedua jenis fan ini memiliki kapasitas,

tekanan, pengaturan sudu, tingkat ketahanan dan korosi yang berbeda.

II.2.1 Centri fugal Fans

Centrifugal fanmengalirkan udara dan gas secara tegak lurus dengan poros

kipasnya. Centrifugal fan bekerja dengan cara meningkatkan kecepatan udara

menggunakan putaran impeller, peningkatan kecepatan ini berlangsung hingga

udara tersebut menyentuh ujung bladepadafans.Kemudian setelah menyentuh

ujung blade, kecepatan udara tersebut dikonversi menjadi tekanan.Untuk keperluan industri yang menginginkanfansyang mampu menghasilkan

tekanan dan laju massa udara yang tinggi, centrifugal fans merupakan pilihan

yang baik. Selain itu centrifugal fans juga mampu bekerja dengan udara yang

memiliki temperatur yang tinggi, udara kotor dan kandungan air yang tinggi serta

mudah dalam penanganan pada materialnya. Jenis centrifugal fansyang paling

umum digunakan untuk aplikasi induced draft fansadalah:

1. Radial-Tip


12/23

8

Radial-tip fans digunakan pada industri karena memiliki tekanan statik yang

tinggi (up to1400 mmWC) dan bekerja blade tip speedpada tingkat medium.

Radial fans mampu bekerja pada udara dengan tingkat kontaminan yang tinggi.

Selain itu fan jenis ini juga dapat bekerja dengan baik pada kondisi udara

dengan temperature yang tinggi.

2. Forward-Curved

Sesuai dengan namanya, Forward-curved fan akan mengalirkan udara

sesuai dengan arah putarannya.Fansjenis ini digunakan pada lingkungan yang

bersih dan bekerja pada temperature yang lebih rendah. Fans ini bekerja

dengan baik pada industri yang membutuhkan tip speedyang rendah namun

memiliki kerja alju udara yang tinggi. Namun fansjenis ini memiliki efisiensi

yang rendah, selain itu pemilihan driverharus dilakukan dengan hati-hati untuk

menghindari beban lebih (overload) pada motor.

3. Backward-Inclined

Backward-inclined fanslebih efisien dibandingkan denganforward-curved

fans. Fans jenis ini jugadikenal sebagai non-overloadingfans karena bisa

beroperasi dengan baik pada saat perubahan tekanan statik tanpa menyebabkan

beban lebih (overload) pada motor. Fans dapat bekerja dengan baik dalam

mengatasi laju udara yang berubah-ubah, oleh karenanya fansjenis ini sangat

cocok untuk keperluanforced draft servicepada PLTU.

Gambar 2.3 Aliran Udara Centifugal Fans Jenis Backward-Inclined Fans

Sumber: Bleier, P Frank. 1998. Fan Handbook: Selection, Application and

Design. McGraw-Hill: New York.


13/23

9

Gambar 2.4 Aliran Udara Centifugal FansJenisRadial-Tip

Sumber: Bleier, P Frank. 1998.Fan Handbook: Selection, Application andDesign. McGraw-Hill: New York.

Gambar 2.5 Centifugal FansJenisForward-Curved

Sumber: Bleier, P Frank. 1998.Fan Handbook: Selection, Application and


II.2.2 Axial Fans

Axial fansmemiliki aliran udara dan gas yang paralel dengan poros kipasnya.

Axial fans banyak digunakan pada industri pesawat terbang, karena mampu

menghasilkan aerodinamika udara yang baik. Selain itu axial fans memiliki

kelebihan pada konstruksinya yang compact sehingga tidak memerlukan area

yang luas, memiliki berat yang ringan serta bila ditinjau dari segi ekonomi lebih


14/23

10

murah dibandingkan dengan centrifugal fan.Axial fan dikelompokkan dalam 3

jenis yakni:

1. Propeller

Propeller fansbekerja pada putaran rendah dan temperature yang sedang.

Propeller fans mampu mengatasi perubahan laju udara yang besar dengan

perubahan tekanan statik yang kecil serta dapat mengatasi besarnya volume

udara pada tekanan yang rendah. Fans jenis ini banyak digunakan di dalam

ruangan sebagai exhaustfans dan di luar ruangan untuk aplikasi udara

pendingin kondensor. Namun fans jenis ini memiliki kekurangan pada

efisiensinya yang rendah yakni berkisar 50% atau kurang.

Gambar 2.6Axial FanJenisPropeller



2. Tube Axial

Tube axial fans memiliki wheel impeller dan cylindrical housing. Wheel

berputar lebih cepat daripropeller,sehingga mampu bekerja di bawah tekanan

250-400 mmWC. Fans ini juga memiliki efisiensi yang lebih baik dari

propelleryakni 65% dan banyak digunakan sebagai exhaust fans.

3. Vane Axial

Vane axial fanshampir sama dengan dengan tube axial fans, perbedaannya

terletak pada adanya penambahan guide vane yang dapat meningkatkan

efisiensi fan secara mengatur dan memperbesar laju massa udara. Hasilnya


15/23

11

vane axialmemiliki tekanan statik yang lebih tinggi dengan tidak tergantung

dengan tekanan statis pada saluran. Sebagian besar fans ini digunakan untuk

tekanan diatas 500 mmWC.Fansjenis ini merupakan fan yang paling efisien

diantara jenis-jenis fans lain dan mampu diaplikasikan untuk berbagai

kebutuhan.

Gambar 2.7Axial Fans Jenis Tube Axial



Gambar 2.8Axial FanJenis Vane Axial




16/23

12

II.3 I nduced Draft Fans

Induced draft fansmemegang peranan yang sangat penting bagi sebuah PLTU.

ID fans berfungsi untuk mengalirkan gas buang hasil pembakaran bahan bakar

untuk dibuang ke atmosfer agar keseimbangan udara pembakaran di furnacetetap

terjaga. ID fansberoperasi dengan menghasilkan udara dengan tekanan dibawah

tekanan atmosfer sehingga dapat gas buang ke atmosfer melalui chimney.

Pada kebanyakan instalasi, keandalan yang lebih besar diperoleh dengan cara

membagi kapasitas total kapasitas totalfansantara duafansyang beroperasi secara

paralel. Jika satu fansrusak, makafansyang lainnya hanya dapat membawa 60%

atau lebih dari beban penuh boiler, tergantung dari ukuranfanstersebut. Alternatif

lainnya dapat pula dilakukan dengan menyediakan satu fans sebagai redundant,

namun hal ini harus ditinjau terlebih dahulu secara ekonomi.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan induced draft fansadalah

sebagai berikut:

1.

Efisiensi yang tinggi

2. Konstruksi dan keandalan

3. Sistem proteksi

4.

Kestabilan

5. Material handling

6. Sistem pendingin

Selain keenam hal tersebut, dalam pemilihan fanshal yang harus diperhatikan

pula adalah margin fansatau safety factor. Perhitungan margin fansmerupakan

aspek yang paling criticaldalam menentukan ukuranfansyang benar. Margin yang

dimaksudkan mengenai beberapa aspek yakni volume, tekanan kerja, temperatur

ambient dan temperatur kerja termasuk juga kondisi pada saat boiler maximumcontinuous rating(MCR).

Regulasi mengenaisafetymargin untukfanssecara terus-menerus diperbaharui

dan didesain kembali oleh para engineers untuk menghindari kesalahan dalam

penentuan nilai margin agar tidak terlalu besar, karena dapat meningkatkan biaya

investasi dan akan meningkatkan penggunaan energi. Umumnya pelaku industri

manufakturfanstelah menyepakati nilaisafetymargin untuk draft fanspada boiler


17/23

13

jenis coal fire yakni sebagai berikut (Boiler and Burners Design, Prabir Basu,

2000):

10% untuk volume

10% untuk daya poros

20% untuk tekanan kerja

20% untuk temperatur

II.3 Perancangan I nduced Draf t Fans

Perancangan ini terdiri atas basic dan detail desain. Basic desain yang dimaksud

terdiri atas penentuan kapasitasfans sesuai dengan kebutuhan gas buang, sedangkan

detail desain terdiri atas dimensi, pemilihan bahan dan gambar teknik dari

rancanganfans. Berikut ini tahapan perancangan induced draft fans:

II.3.1 Penentuan Laju Massa Gas Buang

Gas asap merupakan produk hasil dari pembakaran bahan bakar dengan udara.

Berdasarkan reaksi pembakaran, komposisi dari gas asap yang dihasilkan dalam

setiap 1 kg bahan bakar yang di bakar dapat dihitung dengan persamaan sebagai

berikut (Djokosetyardjo, 2006):

Gas CO2

CO =3,67C ............................................................................. (1)

dimana,

C: % volume karbon dalam bahan bakar

Gas SO2

SO = 2 S .................................................................................. (2)

dimana,

S : % volume sulfur dalam bahan bakar

Gas H2O

HO = 9 (H) HO ..................................................................... (3)

dimana,

H : % volume hidrogen dalam bahan bakar

H2O: % volume air dalam bahan bakar


18/23

14

Gas N2

N = 77% udara pembakaran N ....................................... (4)

Kebutuhan udara = (, +8+), ....................................................... (5)Udara pembakaran = kebutuhan udara (1 excess air)................ (6)dimana,

N : % volume nitrogen dalam bahan bakar

Gas O2

O = 0,23 kebutuhan udara excess air.......................................... (7) Abu

Abu = % abu dalam bahan bakar.......................................................... (8)Total gas buang (Gptot) yang dihasilkan pada proses pembakaran secara teoritis

dapat dihitung menggunakan persamaan berikut:

G. = CO SO HO N O Abu .................................. (9)

Laju massa gas buang dapat diketahui melalui persamaan berikut:

m = m G .................................................................... (10)

Laju massa bahan bakar (m) didapatkan menggunakan persamaan berikut:m =

QL

.............................................................................. (11)

II.3.2 Penentuan Volume Gas Buang

Volume gas buang dapat dihitung menggunakan persamaan berikut:

V = Margin

........................................................ (12)

dimana,

: massa jenis gas buang

Margin: 1,1

II.3.3 Penentuan Kebutuhan Tekanan Statis

Total tekanan statis yang dibutuhkan oleh sistem draft pembangkit dalam

mengalirkan gas buang dapat dihitung dengan cara berikut (Black and veatch,

Power Plant Engineering, hal 306):

Furnace = mmWG


19/23

15

Economizer = mmWG

Duct to AH = mmWG

AH Primary = mmWG

AH Secundary = mmWG

Duct to ESP = mmWG

ESP = mmWG

Duct to Stack = mmWG

Stack = mmWG

Total tekanan Statis = mmWG

Maka total tekanan statis Pyang diperlukan adalahP = total tekanan statis [mmWG]............................. (13)dimanasafety factoruntuk tekanan statis pada perancangan ini didesain 1,2.

II.3.3 Penentuan Kebutuhan Daya Fans

Kebutuhan dayafansdihitung menggunakan persamaan berikut:

P = safety factor

[kW].................................................. (14)

dimana,: EfisiensifansSafety factor: 1,2

II.3.4 Penentuan Kebutuhan Daya Motor

Kebutuhan daya motor dihitung menggunakan persamaan berikut:

P = [kW]................................................................................... (15)


20/23

16

BAB III

PERANCANGAN I NDUCED DRAFT FANS

III.1 Tahapan Perancangan I nduced Draft Fans

Mulai

Studi Pustaka:

1. Referensi

2. Studi Lapangan

Pemodelan

PLTU

Desain:

Menghitung Laju Massa Gas

Buang

Menghitung Volume Gas Buang

Menghitung Tekanan Statis Gas

Buang

Menghitung Daya Fans

Menghitung Daya Motor

Menghitung Dimensi Fans

Analisis Desain Fans:

Performa

Operasi

Sesuai

Rencana

Gambar Desain

Selesai

Tidak

Ya


21/23

17

III.2 Metode Analisis Desain I nduced Draft Fans

Salah satu cara untuk menganalisis suatu desain adalah dengan menganalisis

kinerja dari desain tersebut. Kinerja fans dapat dilihat dari grafik hubungan

pembebanan terhadap laju massa gas buang,laju massa gas buang terhadap daya

fans,laju massa gas buang terhadap daya motor, pembebanan terhadap daya fans

dan pembebanan terhadap daya motor.

Analisis desain induced draft fan ini dilakukan dengan cara menyimulasikan

sistem PLTU dengan pembebanan yang berbeda, sehingga diketahui laju massa gas

buang,daya fans dan daya motor untuk setiap perubahan beban, kemudian data

hasil simulasi ini digunakan untuk membuat grafik performa induced draft fans

yang didesain.

Selain itu, analisis desain ini juga dapat dilakukan dengan mengamati kinerja

gaas buang pada saat operasi yakni ketika bahan bakar yang digunakan berbeda dari

batu bara yang digunakan pada saat desain.

III.3 Rencana Anggaran Biaya

A. Proposal

Print Rp 20.000,-

Jilid Rp 2.500,-

B. Penelitian

Pengiriman Surat Pengantar Rp 25.000,-

Amplop Map Rp 2.500,-

Biaya Transportasi Rp 400.000,-

C.

Penyusunan Laporan Tugas Akhir

Print Laporan Tugas Akhir Rp 200.000,-

Hard Cover Rp 100.000,-

Jumlah Anggaran Rp 750.000,-


22/23

18

III.4 Rencana pengerjaan Skripsi


23/23

v

DAFTAR PUSTAKA

1. Basur, Prabi. 2000.Boiler and Burners Design and Theory. Springer Spancer:

Amerika Serikat.

2. Black and Veatch. 1996.Power Plant Engineering, 1st Edition. Springer

Spancer: Amerika Serikat.

3. Bleier, P Frank. 1998.Fan Handbook: Selection, Application and Design.

McGraw- Hill: New York.

4. Cengel. A Yunus. 2006. THERMODYNAMICS: An Engineering Approach,

Fifth Edition. McGraw-Hill: New York

Rancangan IDF untuk sistem PLTU Kapasitas 200 MW

Documents

Transcript of Rancangan IDF untuk sistem PLTU Kapasitas 200 MW