BOILER BAGIAN UTAMA: BURNER BAGIAN ABSORBSI PANAS

BOILER
BAGIAN UTAMA:
1. BURNER
2. BAGIAN ABSORBSI PANAS
KONTROL BOILER:
1. KUALITAS AIR
2. LEVEL AIR
3. TEKANAN UAP
CAIR
180 C
763,22 kj/kg
P 10 BAR
UAP
2778,2 kj/kg
2778,2 – 763,22 = 2014,98 kj/kg = panas laten
Kandungan panas cairan (air) didekati dng nilai entalpi cair pada tekanan jenuhnya
Mis: Suatu boiler menghasilkan uap jenuh tekanan 10 bar. Boiler tsb menggunakan air pengisi bersuhu
40 oC, berapakah entalpi atau kalor pembentukan uapnya ?
CAIR
UAP P 10 BAR
167,57kj/kg
2778,2 kj/kg
2778,2 – 167,57 = 2610,63 kj/kg UAP = kalor pembentukan uap
Bahan bakar boiler: limbah padat hasil pertanian, BBM memiliki nilai bakar tergantung pada komposisi
kimianya, mis C (karbon) = 34000 kj/kg, H (hidrogen) = 44000 kj/kg, S (belerang) = 10500 kj/kg
N ilai bakar : BBM = 42000 kj/kg; Gas Bumi = 43000 kj/kg; Bagase/limbah pertanian lain = 18500 kj/kg
Jika kapasitas uap boiler 500 kg /jam
Total panas pembentukan uap: 2610,63 kj/kg UAP x 500 kg /jam = 1305315 kj uap/jam
Kebutuhan BB = 70,56 kg limbah pertanian/jam ;
Jika bahan bakar yang digunakan BBM.
Kebutuhan BBM = total panas unt pembentukan uap kj/jam = 1305315 kj uap/jam= 31,078 kg /jam
Nilai bakar BBM kj/kg
42000 kj/kg
Volume BBM = kebutuhan berat BBM kg/jam : BJ kg/L =31,078 kg /jam/0,9= 34,4L/jam
Jika uap jenuh dari boiler tersebut dipanaskan lanjut sampai suhu 300 C, dan uap kering yang dihasilkan
digunakan untuk pembangkit tenaga listrik berapa KW daya yang dihasilkan ?
Kandungan panas uap kering tsb = 3051,2 kj/kg (dari tabel supersaturated steam
Total panas uap kering yang dihasilkan = Kandungan panas uap kering x kapasitas boiler
= 3051,2 kj/kg x 500 kg/jam = 1.525.600
=423,78kW
kj/jam =1,5 x 106 kj/jam : 3600 detik/jam= kj/detik
kWatt =kjoule/detik
Sebuah boiler bekerja pada tekanan 10 bar digunakan untuk menghasilkan uap kering bersuhu
300 C. Uap kering tersebut digunakan sebagai pembangkit tenaga listrik, Uap dari pembangkit
listrik berupa uap jenuh dengan tekanan yang sama digunakan untuk proses sterilisasi. Diketahu
kapasitas bopiler 1000 kg/jam
Hitunglah :
a. Tenaga listrik yang bisa dihasilkan : kw
b. Kebutuhan bahan bakar boiler
c. Kapasitas sterilisasi produk pangan.
Diketahui suhu air pengisis boiler 60 C , kapasitas boiler 1 ton uap kering/jam, bahan bakar
boiler limbah padat kelapa sawit dengan nilai bakar 18500 kj/kg, dan panas sterilisasi produk
pangan 2000 kj/kg produk.
Listrik
Air pengisi
Boiler
Uap kering
Gen Set
Uap jenuh
Sterilissasi
A. BERAPAKAH PANAS YANG DIUBAH MENJADI LISTRIK ?
Uap keringg P 10 atm, 300 C: 3051,2 kj/kg
Total panas uap kering = 3051,2 kj/kg x 1000 kg/jam = 3,051 x 106 kj/jam
Berapakah kand. Panas uap jenuh ?
Uap jenuih P 10 atm, 179,9 C: 2778,2 kj/kg
Total panas uap jenuh = 2778,2 kj/kg x 1000 kg/jam = 2,778 x 106 kj/jam
Panas yg diubah mjd listrik = (3,051 - 2,778 ) x 106 = 0,273 x 106 kj/jam : 3600 detik/jam
= 75,83 kw.
Jika efisiensi generator 70 %, maka daya listrik = 0,7 x 7,83 =.......kw
B. Berpakah panas yang digunakan unt mengubah air mjd uap kering ?
Entalpi cair suhu 60C = 251,13 kj/kg
Entalpi uap kering = 3051,2 kj/kg
panas yang digunakan unt mengubah air mjd uap kering : 3051,2 kj/kg - 251,13 kj/kg
= 2800,07 kj/kg
Total kebuhan panas = 2800,07 kj/kg x 1000 kg/jam = 2,8 x 106 kj/jam
Kebutuhan bahan bakar = 2,8 x 106 kj/jam : 18500 kj/kg = 151,36 Kg/jam
Boiler beroperasi 10 jam per hari, dalam 1 hari pabrik menghasilkan limbah padat 5
ton/hari, cukupkah unt bb boiler ?
Kebuthan bb per hari = 151,36 Kg/jam x 10 jam/hari = 1,5 ton/HARI
Jadi limbah pabrik cukup untuk memenuhi kebutuhan BB boiler
C. Total panas yang digunakan untuk sterilisasi
= 2778,2 kj/kg x 1000 kg/jam = 2,778 x 106 kj/jam
Panas tsb bisa untuk mensterilisasi berapa kg produk ?
= 2,778 x 106 kj/jam : 2000 kj/kg = 1389,1 kg kelapa sawit/jam = kapasitas alat sterilisasi
Kebutuhan:
Missal Komposisi kimia BB atom C 86% atom H 12%
Reaksi kima:
2H2 + O2
2H2O
Keperluan oksigen: 32/4 = 8kg oksigen/1kg hydrogen
12 kg hidrogen/100 kg BB x 8kg oksigen/1kg hydrogen = 0,96 kg oksigen/kg bb
C
+ O2
CO2
Keperluan oksigen: 32/12 = 8/3 kg oksigen/kg karbon
86/100 x 8/3 = 2,29 kg oksigen/kg bb
Total kebutuhan oksigen = 0,96 + 2,29 = 3,25 kg oksigen/kg bb
Diasumsikan udara mengandung oksigen 21%
Kebutuhan udara unt pembakaran = 100 kg udara/21 kg oksigen x 3,25 kg oksigen/kg bb
= 15,5 kg udara /kg bb
Bj udara = 1,276 kg/m3
Volume udara yg dibutuhkan = 15,5 kg udara /kg bb : 1,276 kg/m3 = 12 m3/kgbb
Kecepatan udara yang masuk ke burner pada boiler = ........kg bb/jam x 12 m3/kgbb
=........m3/jam