1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah

BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Dengan kemajuan teknologi yang sangat pesat dewasa ini, listrik merupakan
salah satu kebutuhan vital. Hal ini dapat dibuktikan dengan peralatan-peralatan
listrik yang semakin banyak dimanfaatkan, mulai dari peralatan sederhana yang
dimanfaatkan di rumah tangga sampai peralatan yang lebih kompleks yang
dimanfaatkan di industri besar, semuanya memakai tenaga listrik.
Tenaga listrik dapat diperoleh dari berbagai macam cara, salah satunya adalah
dengan power plant. Power plant adalah pembangkit listrik yang memanfaatkan
energi panas dari uap untuk menggerakan turbin uap sehingga dapat digunakan
untuk membangkitkan energi listrik melalui generator listrik. Uap yang dihasilkan
ini berasal dari perubahan fase air umpan di dalam boiler akibat mendapatkan
energi panas dari hasil pembakaran bahan bakar. Boiler merupakan salah satu
aspek yang tidak bisa dipisahkan dari pembangkit listrik, secara umum sistem
pembangkit listrik tenaga uap terdiri dari beberapa unit yaitu: pompa, boiler,
turbin, generator dan kondensor.
Boiler adalah bejana tertutup yang merubah energi kimia dari pembakaran
bahan bakar menjadi energi termal, kemudian energi termal tersebut dialirkan ke
fluida kerja di dalamnya yang biasanya berupa air sehingga fluida tersebut akan
berubah fasa dari cair ke uap. Dalam hal ini menggunakan fluida air yang
biasanya digunakan pada proses yang bertemperatur tinggi dan juga perubahan
parsial menjadi energi mekanik di dalam turbin uap. Seperti halnya pada boiler di
Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Ketenagalistrikan, Energi Baru,
Terbarukan dan Konservasi Energi (P3TKEBTKE) Dept. ESDM RI juga
menggunakan fluida kerja berupa air umpan.
Sebagai negara agraris Indonesia memiliki potensi biomassa yang sangat
besar. Biomassa adalah fraksi biodegradable dari suatu produk, limbah dan sisa-
1
2
sisa biologis dari pertanian (termasuk substansi-substansi tumbuhan dan hewan),
kehutanan dan berkaitan dengan industri-industri (termasuk perikanan dan
perairan), dan juga fraksi biodegradable dari industri dan sampah perkotaan
(Caleffi, 2012). Banyak potensi biomassa yang dapat dimanfaatkan antara lain
ampas tebu, sekam padi, bonggol jagung dan tempurung kelapa. Pemanfaatan
biomassa sebagai sumber energi diharapkan bisa menjadi alternatif pengganti
sumber energi tak terbarukan seperti energi fosil.
Mini power plant di P3TKEBTKE merupakan pembangkit listrik mini yang
masih dalam tahap penelitian dan pengembangan yang diharapkan mampu untuk
menghasilkan daya sebesar 10 kW, akan tetapi daya yang dihasilkan oleh power
plant masih kurang dari yang diharapkan. Hingga saat ini daya yang bisa
dihasilkan oleh power plant hanya sebesar 3-5 kW. Ketidakmampuan power plant
untuk mencapai daya yang diharapkan antara lain bisa disebabkan oleh turunnya
debit yang pompa, turunnya performa dari turbin serta kerja boiler yang rendah.
Boiler di P3TKEBTKE belum bisa memenuhi kerja yang diharapkan, untuk itu
diperlukan kondisi operasi yang tepat agar efisiensi boiler maksimal. Boiler yang
digunakan adalah boiler bertekanan rendah dengan fluida kerja berupa air umpan.
Sedangkan bahan bakar yang digunakan untuk mendapatkan energi panas adalah
biomassa yang berupa arang tempurung kelapa.
1.2. Rumusan Masalah
Dari latar belakang yang telah diuraikan, maka permasalahan yang diangkat
adalah bagaimana karakteristik operasi boiler P3TKEBTKE khususnya untuk
hubungan antara control parameter air fuel ratio, tekanan boiler dan mass
flowrate dengan temperatur ruang bakar dan unjuk kerja boiler agar bisa didapat
kondisi operasi yang optimum untuk menjelaskan kinerja boiler.
1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
a. Mendapatkan hubungan antara AFR dengan temperatur ruang bakar dan
unjuk kerja boiler.
3
b. Mendapatkan hubungan antara tekanan boiler dengan temperatur ruang
bakar dan unjuk kerja boiler.
c. Mendapatkan hubungan antara mass flowrate dengan temperatur ruang
bakar dan unjuk kerja boiler.
1.4. Batasan Masalah
Masalah yang diangkat dalam penelitian ini perlu dibatasi ruang lingkupnya
agar mengenai sasaran secara jelas. Maka batasan-batasan masalah yang diambil
pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
a. Boiler yang dianalisis adalah boiler di mini power plant P3TKEBTKE
Dept.
ESDM RI.
b. Bahan bakar yang digunakan adalah arang tempurung kelapa.
c. Karena keterbatasan alat ukur, maka mass flowrate dari air umpan didekati
dengan volum air dalam water drum boiler.
d. Mass flowrate uap yang dihasilkan diasumsikan sama dengan mass
flowrate air yang diumpankan ke dalam boiler.
e. Seluruh bahan bakar diasumsikan habis pada proses pembakaran di setiap
variasi AFR.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini diantaranya:
a. Memberikan pemahaman yang lebih baik tentang boiler.
b. Mengetahui perhitungan unjuk kerja boiler.
c. Sebagai acuan dalam melakukan tindak menekan kerugian-kerugian yang
terjadi pada boiler.