TUGAS UTILITAS STEAM DAN PERHITUNGANNYA

TUGAS UTILITASPENYEDIAAN STEAM DAN PERHITUNGANNYAOLEH :DWI PRATIWI08.2011.1.01524TENTANG STEAMSteam / panas memberikan suatu cara pemindahan sejumlah energi yang terkendali dari suatu pusat, ruang boiler yang otomatis, dimana energi dapat dihasilkansecara efisien dan ekonomis, sampai ke titik penggunaan.Steam yang bergerak mengelilingipabrik dianggap sama dengan transportasi dan penyediaan energi.

Alasan dari penggunaan steam adalah: Steam efisien dan ekonomis untuk dihasilkan Steam dapat dengan mudah dan murah untuk didistribusikan ke titik penggunaan Steam mudah dikendalikan Energinya mudah ditransfer ke proses Plant steam yang modern mudah untuk dikendalikan Steam bersifat fleksibel

Pengertian BOILERBoiler adalah alat untuk menghasilkan uap air, yang akan digunakan untuk pemanasan atau tenaga gerak. Bahan bakar boiler bermacam-macam dari yang populer seperti batu bara, bahan bakar minyak, gas, nuklir dan lain-lainGAMBAR BOILER

Kurva Steam Jenuh

Air dan steam dapat berada secara bersamaan pada berbagai tekanan pada kurva ini, keduanya akan berada pada suhu jenuh. Steam pada kondisi diatas kurva jenuh dikenal dengansuperheated steam / steam lewat jenuh:1.Suhu diatas suhu jenuh disebut derajat steam lewat jenuh2. Air pada kondisi dibawah kurva disebut air sub- jenuh.

Jika steam dapat mengalir dari boiler pada kecepatan yang sama dengan yang dihasilkannya, penambahan panas lebih lanjut akan meningkatkan laju produksinya. Jika steam yang sama tertahan tidak meninggalkan boiler, dan jumlah panas yang masuk dijaga tetap, energi yang mengalir ke boiler akan lebih besar dari pada energi yang mengalir keluar. Energi berlebih ini akan menaikan tekanan, yang pada gilirannya akan menyebabkan suhu jenuh meningkat, karena suhu steam jenuh berhubungan dengan tekanannya.

Kualitas steam Steam harus tersedia pada titik penggunaan:1. Dalam jumlah yang benar untuk menjamin bahwa aliran panas yang memadai tersedia untuk perpindahan panas 2. Pada suhu dan tekanan yang benar, atau akan mempengaruhi kinerja 3.Bebas dari udara dan gas yang dapat mengembun yang dapat menghambat perpindahan panas 4.Bersih, karena kerak (misal karat atau endapan karbonat) atau kotoran dapat meningkatkan laju erosi pada lengkungan pipa dan orifice kecil dari steam traps dan kran 5.Kering, dengan adanya tetesan air dalam steam akan menurunkan entalpi penguapan aktual, dan juga akan mengakibatkan pembentukan kerak pada dinding pipa dan permukaan perpindahan panas.

PERHITUNGAN TENTANG STEAMHukum Dalton

Contoh 1 :Bila Total tekanan dalam suatu bejana yang terdiri dari campuranSteam dan Udara adalah 1 barg (terbaca di Pressure Gauge).Bila diketahui komposisi Steam terhadap Udara adalah 3 : 1.

Maka:( 100 % Uap)Tekanan Parsial Steam = 1 x (1 barg + 1) = 2 bar abs ( 25 % Udara &75 % Uap )Tekanan Parsial Udara = 0.25 x (1 barg + 1 ) = 0.5 bar abs.Tekanan Parsial Steam = 0.75 x (1 barg + 1) = 1.5 bar abs.

Dari Tabel Uap:Temperatur Steam pada 2 bar abs = 120 0CTemperatur Steam pada 1.5 bar abs = 111.6 0C

Kesimpulan:Dengan adanya campuran udara di dalam Steam maka sebenarnyatemperatur Steam sudah menjadi lebih rendah dari yang seharusnyaPanas Spesifik (Cp)

Angka yang menunjukkan jumlah energi panas (dalam kJ)yang ditransferkan kedalam 1 kg zat untuk menaikkantemperaturnya sebesar 1 0CContoh:Panas spesifik air = 4.19 kJ/kgCPanas spesifik alkohol = 2.64 kJ/kgCPanas spesifik tembaga = 0.37 kJ/kgCPanas spesifik mercury = 0.14 kJ/kgC

Untuk air berarti, dibutuhkan energi sebesar 4.19 kJ pada 1 kg airuntuk menaikkan temperatur air tersebut sebesar 1C

Contoh 2:Kebutuhan Panas Pada sebuah proses, terjadi pemanasan 1,000 kg air dari temperatur 10 C menjadi 70 C, dalam selang waktu 1 jam.Kebutuhan Panas adalah sebagai berikut:Q = M x Cp x tQ = 1,000 kg x 4.19 kJ/kg x (70-10) CQ = 251,400 kJ

RUMUS KEBUTUHAN PANAS

Q (kJ) = M(kg) x Cp(kJ/kg 0C) x t(0C)

Panas yang dibutuhkan= Massa x Spesific Heat x pebedaan temperatureContoh perhitungan kebutuhan steam pada pabrik ekstrak apel Kebutuhan air umpan boiler untuk pabrik ini sebagai berikut :Tabel Total air umpan boiler yang harus disuplai

NoNama alatSteam (kg/hari)Steam (lb/hari)1.Preheater1.979,634.364,362.Evaporator 29.405,8964.829,233.Spray Dryer26.688,4858.838,33Total 58.074128.031,92Untuk faktor keamanan dan kebocoran-kebocoran yang terjadi. Maka direncanakan steam yang dihasilkan 20% dari kebutuhan steam total := ( 1 + 0,2 ) x kebutuhan normal (128.031,92 lb/hari)= 153.638,304 lb/hari

Kebutuhan air untuk pembuatan steam :

Air yang dibutuhkan diambil 20% berlebih dari jumlah steam yang dibutuhkan untuk faktor keamanan.Produksi steam = 153.638,304 lb/hariKebutuhan air = ( 1 + 0,2 ) x 153.638,304 lb/hari = 184.365,965 lb/hariair = 62,43 lb/cuftmaka volume air =

= 2.953,163 cuft/hari = 83,625 m3/hari 84 m3/hari

Rumus Menghitung Kebutuhan Bahan Bakar

=

Dimana : mf = massa bahan bakar yang dipakai, lb/harims = massa steam yang dihasilkan, lb/harihv = enthalpy uap yang dihasilkan, Btu/lbhf = enthalpy liquid masuk, Btu/lbeb = effisien boiler ditetapkan, eb = 75 % (Perrys, 3rd ed, p.1635)F = nilai kalor bahan bakar, Btu/lb

Contoh 3 :Digunakan sebagai bahan bakar adalah solar dengan high heating value = 19525 Btu/lb (Perrys, 3rd ed, p. 1639).Berapa masa bahan bakar yang dibuthkan ?Penyelesaian: hv = 1161,05 Btu/lb (Steam table) hf = 209,46 Btu/lb(Steam table)