MENGGALI POTENSI PENINGKATAN EFISIENSI BOILER DI PABRIK KELAPA SAWIT (PKS) PT. X Oleh : Ir. Ahsonul Anam, MT
[email protected]
Abstrak Parameter kinerja boiler seperti efisiensi dan rasio penguapan, akan mengalami penurunan terhadap waktu. Penurunan kinerja ini disebabkan oleh buruknya pembakaran, kotornya permukaan penukar panas, dan buruknya pengoperasian serta pemeliharaan boiler. Bahkan, untuk boiler yang baru sekalipun, alasan seperti buruknya kualitas bahan bakar dan kualitas air dapat mengakibatkan penurunan kinerja ketel uap. Performa boiler dapat dilihat dari neraca panas dan efisiensinya. Neraca panas menggambarkan keseimbangan energi total yang masuk boiler dan yang meninggalkan boiler dalam bentuk energi yang berbeda. Neraca dapat dilihat dari tingkat kehilangan energi yang terjadi dalam satu kali proses boiler. Penyebab penurunan kinerja boiler ini ada yang tidak bisa dihindari dan ada yang bisa dihindari. Penyebab yang bisa dihindari misalnya, kehilangan pada gas cerobong, karena bahan bakar yang tidak habis terbakar, kehilangan dari blowdown, kehilangan pada kondensat, dan kehilangan akibat konveksi dan radiasi, memberikan peluang untuk menjaga dan atau meningkatkan kinerja boiler
I.
Pendahuluan.
brondolan
Boiler merupakan peralatan utama pada industri pengolahan minyak sawit dan turunannya. Pabrik-pabrik kelapa sawit memakai boiler untuk merebus tandan buah segar (TBS) yang baru saja dipanen serta untuk membangkitkan listrik. Dalam
proses
perebusan,
TBS
dipanaskan dengan uap yang dihasilkan dari boiler. Tujuan dari perebusan ini adalah
memudahkan
pemipilan
dari
menghentikan
tandannya,
perkembangan
asam
lemak bebas (free fatty acid), dan akan menyebabkan TBS melunak sehingga proses ekstraksi minyak menjadi lebih mudah. Boiler atau ketel uap pada dasarnya adalah
sebuah
bejana
yang
dipergunakan sebagai tempat untuk memproduksi uap (steam). Uap dari pemanasan air dalam boiler dilakukan pada
temperatur
tertentu
untuk
kemudian digunakan untuk berbagai
bergantian). Bahan bakar dari boiler
keperluan.
adalah fiber 60 – 85% dan cangkang
Parameter
kinerja
boiler,
seperti
sekitar 15 – 35% yang dihasilkan
efisiensi dan rasio penguapan, akan
sendiri.
mengalami penurunan terhadap waktu.
Sebagai
Kinerja boiler dapat dilihat dari neraca
digunakan 2 buah genset berkapasitas
panas dan efisiensinya. Neraca panas
masing-masing 450 KVA, digunakan
menggambarkan keseimbangan energi
pada waktu start up dan pada waktu
total yang masuk boiler dan yang
boiler tidak beroperasi.
meninggalkan
bentuk
Daya yang dibangkitkan oleh steam
energi yang berbeda. Neraca dapat
turbin generator disuplai ke seluruh
dilihat dari tingkat kehilangan energi
pabrik melalui tegangan 380V ke mesin
yang terjadi dalam satu kali proses
press, auksi boiler, kernel, klarifikasi,
boiler.
WTP.
Penyebab kehilangan energi ini ada
domestik/perumahan dan perkantoran
yang tidak bisa dihindari dan ada yang
melalui tegangan 220 V.
bisa dihindari. Penyebab yang bisa
Walaupun
dihindari misalnya, kehilangan pada gas
kebutuhan
cerobong, karena bahan bakar yang
menggunakan bahan bakar serat dan
tidak habis terbakar, kehilangan dari
cangkang gratis, namun perlu dilakukan
blowdown, kehilangan pada kondensat,
suatu
dan kehilangan akibat konveksi dan
mengidentifikasi
radiasi.
kemungkinan terjadi rugi-rugi (losses)
Kebutuhan energi listrik di PKS PT. X
serta potensi efisiensi boiler yang bisa
dengan kapasitas produksi 90 ton TBS
ditingkatkan
per jam disuplai dari pembangkitan
yang
sendiri menggunakan 2 buah boiler
mengurangi penggunaan energi per
berkapasitas 27 ton per jam dan 30 ton
satuan produk atau per ton TBS yang
per jam (beroperasi secara bergantian)
diolah.
dan 2 buah turbin uap (1.000 kW dan
Tujuan
1.200
adalah
kW
boiler
juga
dalam
beroperasi
secara
generator
Juga
cadangan,
disalurkan
secara listrik
usaha
terbaik
dari
keseluruhan dipasok
menyeluruh dan
melalui
sendiri
untuk
meminimalisasi
langkah-langkah
sehingga
penulisan
untuk
ke
dapat
makalah
manggali
ini
potensi
peningkatan efisiensi
boiler melalui
Lori-lori yang telah beirisi TBS dikirim ke
serangkaian kegiatan audit energi dan
stasiun perebusan dengan cara ditarik
analisa menggunakan neraca energi.
menggunakan
II.
Metodologi
capstand
memasuki
sterilizer.
digunakan
berupa
hingga
Sterilizer
yang
bejana
tekan
horizontal yang bisa menampung 45 ton
Metodologi :
TBS/unit.
Melakukan kajian boiler di PKS
Dalam
PT. X.
dipanaskan dengan uap dengan suhu
Melakukan kajian bahan bakar
130-135oC dan tekanan 2,8 – 3,0 kg/cm 2
boiler dan pembakarannya
selama 90-100 menit.
Melakukan
kajian
air
umpan
boiler
proses
perebusan,
TBS
TBS yang telah direbus dikirim ke bagian pemipilan dan dituangkan ke alat
Melakukan
identifikasi
dan
pemipil
(thresher)
dengan
bantuan
minimalisasi kemungkinan terjadi
hoisting crane yang berfungsi sebagai
rugi-rugi (losses).
alat pengangkat TBS yang telah direbus
Melakukan rekomendasi langkah-
menuju ke thresher.
langkah
Brondolan yang terpisah dari tandan
peningkatan
efisiensi
boiler
selanjutnya
diproses
pada
stasiun
pengempaan (pressing station). Tujuan III.
utama
Tinjauan Pustaka
proses
pengempaan
adalah
untuk mengeluarkan minyak dari buah.
Proses Pengolahan Kelapa Sawit.
Produk dari stasiun pengempaan ada
Tandan buah segar (TBS) yang berasal
dua yaitu produk cair berupa minyak
dari kebun sebelum diolah diterima
dan produk padatan berupa campuran
terlebih dahulu di stasiun penerimaan
antara cangkang (shell), serat (fiber)
buah
dan inti sawit (kernel).
untuk
ditimbang
di
jembatan
timbang (weight bridge) dan ditampung
Produk cairan selanjutnya dilakukan
sementara
proses pemurnian untuk memisahkan
di
penampungan
buah
(loading ramp). Untuk perpindahan ke
minyak
satsiun berikutnya digunakan lori.
kotoran seperti padatan, lumpur dan air
kelapa
sawit
dari
kotoran-
di
Stasiun
Pemurnian
(Clarification
Station).
kiri dan kanan dinding.
Sedangkan produk padatan dilakukan proses pemisahan antara cangkang (shell), serat (fiber) dan inti sawit (kernel) yang keluar dari screw press. Cangkang
dan
serat
pada
tahap
selanjutnya digunakan sebagai bahan bakar boiler sedangkan kernel sebagai produk yang siap dipasarkan.
uap
guna
mendukung kegiatan proses produksi di PKS PT. X diperlukan sejumlah energi yang diperoleh dari proses pembakaran sawit.
merupakan
Pada
tungku
pembakaran
biomassa menggunakan grate dengan model alas tetap atau tidak bergerak. Bahan
bakar
yang
akan
dibakar
ditumpuk di atas alas dasar (bed) tungku pembakaran (Gambar 1). Pada susunan
membangkitkan
biomassa
Tungku pembakaran jenis fixed-bed
tungku pembakaran fixed-bed terdapat
Boiler di PKS PT. X Untuk
pada dinding bagian atas grate di sisi
umumnya
biomassa sawit yang digunakan sebagai
logam
secara
memanjang
yang berfungsi sebagai alas dasar bahan
bakar. Material
mempunyai tertentu
lubang
tersebut
logam
dengan berguna
yang jarak untuk
memasukkan udara dari bagian bawah tungku pembakaran.
bahan bakar untuk keperluan tersebut adalah serat buah sawit (mesocarp) dan cangkang. Boiler di PKS PT. X menggunakan tungku pembakaran jenis
fixed-bed.
Pada tungku ini, distribusi bahan bakar ke dalam ruang pembakaran dilakukan secara overfeed. Udara
pembakaran
dialirkan melalui dua buah saluran udara,
yaitu
saluran
udara
primer
(primary air) yang terletak di bagian bawah
grate
dan
saluran
udara
sekunder (secondary air) yang terletak
Gambar 1. Pengumpanan Bahan Bakar Pada Reaktor Fixed-bed.
Proses
pengumpanan
bahan
bakar
Parameter
kinerja
efisiensi
di boiler dilakukan dengan 2 cara, yaitu
berkurang terhadap waktu disebabkan
dengan
buruknya
peralatan
mekanis
rasio
seperti
biomassa ke dalam ruang pembakaran bantuan
dan
boiler,
penguapan,
pembakaran,
(rotary feeder) dan operator.
permukaan
Kebanyakan prosedur pengisian bahan
buruknya operasi dan pemeliharaan.
bakar ke dalam ruang pembakaran
Bahkan
dilakukan
sekalipun,
dengan
mengandalkan
penukar
kotornya
untuk
boiler
alasan
panas yang
seperti
dan baru
buruknya
operator
kualitas bahan bakar dan kualitas air
berdasarkan indikator tekanan presure
dapat mengakibatkan buruknya kinerja
gauge boiler. Apabila tekanan kerja
boiler. Neraca panas dapat membantu
boiler turun maka diberikan umpan
dalam
bahan bakar lebih banyak dan apabila
panas yang dapat atau tidak dapat
bahan bakar yang diumpankan berlebih
dihindari.
maka operator boiler yang berada di
membantu
bagian
penyimpangan
“feeling”
dari
bawah
seorang
akan
mengeluarkan
mengidentifikasi Uji
dalam
sebagian bahan bakar yang berada di
efisiensi
dalam boiler tersebut.
permasalahan
Cara
pengisian
dilakukan
tanpa
bahan
bakar
yang
efisiensi efisiensi
terbaik
dan
kehilangan boiler
dapat
menemukan boiler target
untuk
dari area
tindakan
perbaikan.
mempertimbangkan
aspek stoikiometri (memenuhi prinsip kesetimbangan campuran antara bahan
Perhitungan Efisiensi Boiler
bakar dan udara) dapat menurunkan
Efisiensi
efisiensi pembakaran (karena boros
sebagai persen energi (panas) masuk
bahan bakar). Proses pembakaran tidak
yang digunakan secara efektif pada
sempurna yang diindikasikan dengan
steam yang dihasilkan.
konsumsi bahan bakar yang boros akan memberikan dampak lain yang tidak kalah penting, yaitu penurunan kualitas lingkungan akibat peningkatan emisi pembakaran di udara.
Terdapat
termis
dua
boiler
metode
didefinisikan
pengkajian
efisiensi boiler: -
Metode langsung : energi yang didapat dari fluida kerja (air dan
-
steam) dibandingkan dengan energi
Parameter
yang
yang terkandung dalam bahan bakar
perhitungan
efisiensi
boiler.
metode langsung adalah :
Metode
tidak
merupakan
langsung:
efisiensi
perbedaan
antara
kehilangan dan energi yang masuk. A. Metode
langsung
dalam
menentukan efisiensi boiler
karena
metode
ini
keluaran/output masuk/input
kenyataan
bahwa
hanya
memerlukan
(steam)
dan
panas
bakar)
untuk
(bahan
evaluasi efisiensi. Efisiensi ini dapat dievaluasi
dengan
menggunakan
rumus: Efisiensi Boiler (%) =
dengan
- Jumlah steam yang dihasilkan per jam (Q) dalam kg/jam - Jumlah bahan bakar yang digunakan per jam (q) dalam kg/jam
suhu lewat panas (oC) - Suhu air umpan (oC) - Jenis bahan bakar dan nilai panas kotor
bahan
bakar
(GCV)
dalam
langsung
dalam
kkal/kg bahan bakar B. Metode
tidak
menentukan efisiensi boiler Panas Keluar
x 100
Panas Masuk Efisiensi Boiler (%) =
boiler
untuk
- Tekanan kerja (dalam kg/cm2(g)) dan
Dikenal juga sebagai ‘metode inputoutput’
dipantau
Q x (hg – hf)
Standar acuan untuk Uji Boiler di tempat dengan menggunakan metode tidak
x 100
q x GCV
langsung adalah British Standard, BS 845:1987 dan USA Standard ASME PTC-4-1
Power
Test
CodeSteam
Dalam hal ini
Generating Units.
hg : entalpi steam jenuh dalam kkal/kg
Metode tidak langsung juga dikenal
steam
dengan
hf : entalpi air umpan dalam kkal/kg air
Efisiensi
metode dapat
mengurangkan
kehilangan
panas.
dihitung
dengan
bagian
kehilangan
panas dari 100 sebagai berikut :
Efisiensi boiler (n) = 100 - (i + ii + iii + iv
IV.
HASIL DAN PEMBAHASAN
+ v + vi + vii)
Sistem boiler di PKS PT. X terdiri dari :
Kehilangan panas yang terjadi dalam
sistem air umpan, sistem steam dan
boiler adalah kehilangan panas yang
sistem bahan bakar. Sistem air umpan
diakibatkan oleh :
menyediakan air untuk boiler secara otomatis
i. Gas cerobong
sesuai
dengan
kebutuhan
steam. Berbagai kran disediakan untuk
ii. Penguapan air yang terbentuk karena
keperluan perawatan dan perbaikan.
H2 dalam bahan bakar
Sistem
iii. Penguapan kadar air dalam bahan bakar
steam
mengontrol
mengumpulkan
produksi
steam
dan dalam
boiler. Steam dialirkan melalui sistem pemipaan ke titik pengguna. Pada
iv. Adanya kadar air dalam udara
keseluruhan
pembakaran
diatur menggunakan kran dan dipantau
v. Bahan bakar yang tidak terbakar dalam abu terbang/ fly ash
sistem,
tekanan
steam
dengan alat pemantau tekanan. Sistem bahan bakar adalah semua peralatan yang digunakan untuk menyediakan
vi. Bahan bakar yang tidak terbakar
bahan bakar untuk menghasilkan panas
dalam abu bawah/ bottom ash
yang
vii. Radiasi dan kehilangan lain yang tidak terhitung
dalam
bahan
Peralatan
yang
diperlukan pada sistem bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan pada sistem.
Kehilangan yang diakibatkan oleh kadar air
dibutuhkan.
bakar
dan
yang
disebabkan oleh pembakaran hidrogen tergantung pada bahan bakar, dan tidak dapat dikendalikan oleh perancangan.
Air yang disuplai ke boiler untuk dirubah menjadi steam disebut air umpan. Dua sumber
air
Kondensat
umpan atau
adalah: steam
(1) yang
mengembun yang kembali dari proses dan (2) Air makeup (air baku yang sudah diolah) yang harus diumpankan dari luar ruang boiler dan plant proses.
Hasil pengukuran lapangan diperoleh data-data sebagai berikut:
kg/ja Konsumsi cangkang sawit
5.724
kg/ja
Tabel 1. Data Pengukuran Lapangan
AMETER peratur Boiler, Tb nan Boiler air boiler feed water nan Super Heated, Ps n udara masuk asitas Produksi, Q perature Feed Water perature Flue Gas peratur lingkungan nan BPV an air l air Dalam makalah
Steam yang dihasilkan 57.000 m NILAI SATUAN o 280 C 19.8 Bar Dari --ppm www.engineeringtoolbox.com, --ppm didapatkan 19.7 Bar Enthalpy super heated steam Auto 30 T/hr pada 20 bar, 280oC dan feed o 90 C water 90oC 620,87 kcal/kg o 285 C Nilai kalor fiber sawit 2.340 kcal/kg o 38 C 3.600 kcal/kg --Kg/cm Nilai kalor cangkang sawit --% (auto)Perhitungan --% (auto) Temperatur Uap Superheater = 280oC ini, perhitungan
effisiensi boiler menggunakan metode langsung karena metode ini hanya memerlukan sedikit parameter, namun dimungkinkan untuk menghitung panas hilang
total
di
boiler
dengan
menggunakan rumus sebagai berikut : Heat Loss= (100 −η ) xkalor masuk
Temperatur Air Umpan
= 90oC
Tekanan Uap Superheater = 20 kg/cm2 Produksi Uap
= 57.000 kg/jam
TBS
= 90 ton/jam
HHV Serat
= 2.340 kkal/kg
HHV Cangkang
= 3.600 kkal/kg
Laju Bahan bakar Berikut ini adalah perhitungan effisiensi boiler secara keseluruhan : Data Konsumsi fiber sawit
m
kg/ja 11.700 m
Serat
= 11.700 kg/jam
Cangkang, 80%
= 5.724 kg/jam
Enthalpy Uap (280oC, 20 kg/cm2) = 710,9 kkal/kg
Enthalpy Air Umpan (85oC) = 90,03 kkal/kg
menandakan
adanya
potensi
untuk
pemanfaatan kembali limbah panasnya. Hal ini juga menandakan telah terjadi pembentukan
Perhitungan Efisiensi Boiler :
kerak
pada
peralatan
perpindahan/ pemanfaatan panas dan sebaiknya dilakukan maintenance untuk pembersihan
alat-alat
perpindahan
panas (baik pada sisi dalam pipa air, η = 57.000 x (710,9-90,03)/ ((11.700 x 2.340)+(5.724 x 3.600)) x 100 %
pipa
air
berupa
slagging
atau
pengerakan yang keras, maupun fouling atau penempelan abu di dinding pipa) di
= 73,75 % Dari hasil pengamatan dan data di lapangan,
didapatkan
peningkatan
efisiensi
berhubungan
berupa scaling, maupun di bagian luar
dengan
peluang boiler
yang
pembakaran,
dalam
boiler.
Penempatan
indikator
suhu di cerobong perlu dilakukan untuk memantau suhu cerobong. Penempatan alat pemantau komposisi
perpindahan panas, kehilangan panas
gas
yang
konsumsi
continuous Emission Monitoring) juga
energi untuk alat pembantu dan kualitas
perlu dilakukan untuk memantau dan
air.
mengendalikan
dapat
dihindarkan,
buang
secara
pembakaran.
kontinyu
(CEM,
kelebihan Biasanya
udara
untuk
boiler
a. Pengendalian Suhu dan Kelebihan
berbahan baker biomassa, di antaranya
Udara di Cerobong
serat
dan
cangkang
kelapa
sawit,
serendah
oksigen yang terkandung di dalam gas
mungkin, namun tidak boleh kurang dari
buang maksimal 4 %. Bila kandungan
120oC. Hal ini untuk menjaga uap air
oksigen dalam gas buang melebihi 4 %,
dan sulfur dioksida akan mengembun
berarti
pada
sehingga
termal boiler. Bila kandungan oksigen
menyebabkan korosi. Suhu cerobong
dalam gas buang kurang dari 4 %,
yang
dikhawatirkan terjadi pembakaran yang
Suhu
cerobong
dinding lebih
harus
cerobong, besar
dari
200°C
akan
menurunkan
efisiensi
kurang sempurna sehingga menurunkan
Bila rumus perhitungan efisiensi
efisiensi pembakaran boiler.
boiler
kita
notasikan
menjadi
:
Penempatan pemantau opasitas secara kontinyu juga perlu dilakukan untuk memantau opasitas dari gas buang. Hal ini penting untuk memantau kinerja alat
Dalam hal ini A = Q x (H-h)
pengendali debu sebelum cerobong.
dan B = q x GCV
Penempatan indikator suhu, CEM dan opacity
meter
di
cerobong
belum
dilakukan di PKS PT. X.
gas
buang
meninggalkan
ruang
baker
bersuhu
hingga
300oC.
200
mendapatkan efisiensi yang tetap, bila nilai A naik maka B juga naik, artinya bila di Pembilang A nilai Q
b. Pemanasan Awal Air Umpan. Biasanya,
Maka dari rumus tersebut, untuk
yang boiler Jadi,
terdapat potensi untuk memanfaatkan kembali panas dari gas-gas tersebut. Gas buang yang keluar dari sebuah boiler biasanya dijaga minimal pada
dan H tetap, nilai h naik maka nilai A
turun,
sehingga
untuk
mendapatkan efisiensi yang sama nilai B juga harus turun. Nilai GCV tidak berubah, artinya bila nilai B turun maka laju bahan bakar q juga turun.
120oC, sehingga sulfur oksida dalam
Dari
gas
disimulasikan,
bila
menyebabkan korosi pada permukaan
enthalpi
umpan
perpindahan panas.
mengakibatkan nila A menjadi naik,
buang
Potensi
tidak
mengembun
penghematan
energi
dan
pada
boilerdi PKS PT. X, suhu gas buang di bagian superheater masih cukup tinggi yaitu 290oC, lebih bermanfaat bila panas dari gas buang bisa digunakan untuk pemanasan air umpan boiler sehingga mencapai 90-100oC.
uraian air
di
atas,
bisa
besaran turun,
sehingga untuk mendapatkan nilai η yang sama, maka laju bahan bakar q menjadi naik. Enthalpi air umpan rendah bila suhu air umpan boiler juga rendah. Hal sebaliknya, bila besaran enthalpi air umpan naik, mengakibatkan nila A menjadi turun,
sehingga
untuk
mendapatkan nilai η yang sama,
pemanasan air umpan. Dalam rangka
maka laju bahan bakar q menjadi
untuk meningkatkan efisiensi
termis
turun. Enthalpi air umpan tinggi
sebesar
udara
bila suhu air umpan boiler juga
pembakaran
tinggi.
diambil
Hampir
umpan
digunakan dalam sebuah plant boiler
berpengaruh terhadap laju bahan
tidak dirancang untuk suhu pemanas
bakar. Bila suhu air umpan boiler
awal udara yang tinggi. Burner yang
tinggi,
bakar
modern dapat tahan terhadap pemanas
menurun, sebaliknya bila suhu air
awal udara pembakaran yang lebih
umpan boiler rendah, maka laju
tinggi, sehingga memungkinkan untuk
bahan bakar semakin besar.
mempertimbangkan
Jadi
kesimpulan,
maka
dapat suhu
laju
air
bahan
Dari kasus ini, suhu air umpan boiler suduh cukup tinggi yaitu 90oC sehingga sudah cukup baik. Namun akan lebih bagus lagi bila
1
persen, harus
suhu
dinaikkan
20oC.
burner
yang
kebanyakan
unit
seperti
itu
sebagai penukar panas pada gas buang keluar, sebagai suatu alternatif terhadap pemanfaatan panas gas buang pada superheater.
suhu air umpan boiler dipanaskan
d. Minimalisasi Kehilangan Panas
memanfaatkan
Radiasi dan Konveksi
panas
dari
gas
buang sehingga suhu air umpan o
boiler mencapai 95-100 C.
Permukaan luar boiler lebih panas daripada sekitarnya. Jadi, permukaan
Suhu air umpan boiler yang cukup tinggi
boiler melepaskan panas ke lingkungan
ini juga bermanfaat untuk menurunkan
tergantung pada luas permukaan dan
kadar
perbedaan suhu antara permukaan dan
oksigen
terlarut
sehingga
menurunkan resiko terjadinya korosi.
lingkungan
sekitarnya.
Panas
yang
hilang dari boiler biasanya merupakan kehilangan energi yang sudah tertentu, c.
Pemanasan
Awal
Udara
Pembakaran Pemanasan awal udara pembakaran merupakan sebuah alternatif terhadap
terlepas dari keluaran boiler. Dengan rancangan
boiler
yang
modern,
kehilangan ini hanya 1,5 persen dari nilai kalor kotor pada kecepatan penuh,
namun akan meningkat ke sekitar 6
suhu cerobong 22oC. Suhu cerobong
persen jika boiler beroperasi hanya
harus diperiksa dan dicatat secara
pada keluaran 25 persen. Perbaikan
teratur sebagai indikator pengendapan
atau
dapat
jelaga. Bila suhu gas meningkat ke
mengurangi kehilangan panas pada
sekitar 20oC di atas suhu boiler yang
dinding boiler dan pemipaan.
baru dibersihkan, maka waktunya untuk
pembesaran
isolasi
e. Pengurangan Pembentukan Kerak dan Jelaga Pada
yang
berbahan
bakar
biomassa, slagging dan fouling yang pada
pipa-pipa
bertindak
sebagai isolator terhadap perpindahan panas,
sehingga
endapan
tersebut
harus dihilangkan secara teratur. Suhu cerobong
yang
meningkat
dapat
menandakan pembentukan jelaga yang berlebihan. Hasil yang sama juga akan terjadi karena pembentukan kerak pada sisi air. Suhu gas keluar yang tinggi pada
endapan
karena
direkomendasikan
itu
kotoran.
Oleh untuk
memasang termometer jenis dial pada
boiler
terbentuk
membuang
udara
menandakan
berlebih
yang
buruknya
normal kineja
dasar cerobong untuk memantau suhu gas keluar cerobong. Diperkirakan bahwa 3 mm kotoran dapat
mengakibatkan
kenaikan
pemakaian bahan bakar sebesar 2,5 persen disebabkan suhu gas cerobong yang meningkat. Pembersihan berkala pada permukaan tungku radiant, pipapipa boiler, economizers dan pemanas udara
mungkin
menghilangkan
perlu
endapan
yang
untuk sulit
dihilangkan tersebut.
perpindahan panas. Kondisi ini dapat
Penurunan
diakibatkan dari pembentukan endapan
pembakaran melalui kisi-kisi di dasar
secara bertahap pada sisi gas atau sisi
boiler juga harus diperhatikan untuk
air. Pembentukan endapan pada sisi air
mengurangi resiko terjadinga pelelehan
memerlukan sebuah tinjauan pada cara
abu sehingga menutupi kisi-kisi dan
pengolahan air dan pembersihan pipa
distribusi udara pembakar yang berasal
untuk
dari bagian dasar boiler.
menghilangkan
Diperkirakan
kehilangan
endapan. efisiensi
1
persen terjadi pada setiap kenaikan
segera
abu
sisa
Pembentukan kotoran baik di dalam pipa oleh scaling maupun di luar pipa
oleh slagging dan fouling menimbulkan
mempengaruhi proses laju kecepatan
potensi kerugian berupa pemborosan
pembentukan uap pada pembangkit uap
penggunaan bahan bakar sebesar 0,5
(boiler). Tentu saja hal ini secara makro
%.
akan menurunkan produktivitas kerja
f. Tinggi Unggun Bahan Bakar di atas Grate Umpan
bahan
terkontrol
bakar
dapat
yang
unit proses pengolahan kelapa sawit di pabrik kelapa sawit.
tidak
menyebabkan
kelebihan bahan bakar di dalam ruang pembakaran. Tumpukan bahan bakar yang
melebihi beban grate tersebut
dapat menyebabkan bahan bakar sulit teroksidasi
dengan
baik
karena
propagasi api menjadi lambat akibat padatnya bahan bakar. Penumpukan bahan bakar yang tidak
Gambar 2. Hubungan Antara Udara
terkontrol di atas grate ditambah dengan
Pembakaran dan Tebal Tumpukan Bahan Bakar
kandungan air yang relatif tinggi serta
Terhadap Pembentukan Emisi Gas Karbon
kurangnya pasokan udara pembakaran
Gambar
di dalam ruang pembakaran merupakan
ketebalan tumpukan bahan bakar dan
suatu kombinasi yang sangat kuat
jumlah
dalam
terhadap tren evolusi karbon pada saat
menurunkan
kualitas
2. fluks
menunjukkan massa
udara
proses
yang berlebihan (>20%) di dalam bahan
menunjukkan bahwa, ada pengaruh
bakar
yang
sangat
berpengaruh
Gambar
primer
pembakaran. Jumlah kandungan air biomasa
oksidasi.
pengaruh
tersebut
cukup signifikan antara tebal
terhadap kenaikan volume gas buang
tumpukan bahan bakar dan kecukupan
karena dapat menurunkan temperatur
pemberian udara pembakaran terhadap
nyala api pembakaran sehingga dapat
produksi emisi karbon monoksida (CO)
menurunkan efisiensi termal. Kondisi
dan karbon dioksida (CO2). Ini artinya
tersebut secara signifikan juga dapat
bahwa,
jumlah
udara
dan
tebal
tumpukan
bahan
bakar
sangat
pemanasan awal air umpan dan atau
memegang
peranan
penting
dalam
untuk
pemanasan
awal
udara
proses oksidasi unsur karbon yang akan
pembakaran, pengendalian kelebihan
berevolusi menjadi emisi gas CO dan
udara di cerobong dengan mengatur
CO2.
kesesuaian antara kebutuhan energi (tekanan uap) dengan pasokan bahan
g. Pengendalian Beban Boiler
bakar dan udara
yang mencukupi,
Efisiensi maksimum boiler tidak terjadi
meminimalisasi
pada beban penuh akan tetapi pada
radiasi
sekitar dua pertiga dari beban penuh.
pembentukan kerak dan jelaga dengan
Jika beban pada boiler berkurang terus
mengatur
maka
cenderung
bakar di atas grate dan komposisi
berkurang. Pada keluaran nol, efisiensi
umpan yang tepat antara serat dan
boilernya
cangkang
efisiensi
banyaknya digunakan
juga
nol,
dan
bahan hanya
berapapun
konveksi,
ketinggian
panas
pengurangan
unggun
untuk
bahan
mengurangi
yang
pembentukan slagging dan fouling (di
memasok
bagian luar pipa perpindahan panas)
bakar untuk
dan
kehilangan
serta pengendalian kualitas air umpan
kehilangan-kehilangan. Umumnya, efisiensi boiler berkurang di bawah 25 persen laju beban dan operasi boiler di bawah tingkatan ini
boiler untuk mengurangi pembentukan scaling
(di
bagian
dalam
pipa
perpindahan panas).
harus dihindarkan sejauh mungkin. V.
VI.
Kesimpulan
Dari hasil pengamatan dan evlauasi, didapatkan
peluang
peningkatan
efisiensi
boiler
yang
berhubungan
dengan
pembakaran,
perpindahan
panas, kehilangan panas yang dapat
Daftar Pustaka
1. A. Bhatia, B.E.2012. Improving Energy Systems.
Efficiency
of
Boiler
www.PDHcenter.com
Boiler Efficiency Guide. Printed in the USA, ©2010 Cleaver-Brooks,
dihindarkan, konsumsi energi untuk alat
Inc. CB-7767 2. Energy Efficiency Best Practice
pembantu dan kualitas air meliputi :
Guide : Hot Water and Process
pengendalian suhu di cerobong untuk
Heating
Systems
http://www.sustainability.vic.gov.au/ resources/documents/Best_Practic e_Guide_Heating.pdf 3. Energy Information Administration (EIA),
International
Annual,
Online,
January
Energy
Retrieved
2009
3rd from
www.eia.doe.gov/iea 4. ERC, How to Save Energy and Money in Boilers and Furnace Systems, Energy Research Centre (ERC), University of Cape Town, South Africa.
