ANALISA AIR UMPAN BOILER DAN EFISIENSI

ANALISA AIR UMPAN BOILER DAN EFISIENSI BOILER
PT. PP. LONDON SUMATRA INDONESIA, Tbk
KAPASITAS 30 TON/JAM AIR
LAPORAN TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan
Pendidikan Program Diploma 3
PROGRAM STUDI TEKNIK KONVERSI ENERGI MEKANIK
Oleh
BENNI HENDRI ARMANSAH
1105052052
JURUSAN TEKNIK MESIN
POLITEKNIK NEGERI MEDAN
MEDAN
2014
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas limpahan rahmat,
hidayah dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan
Laporan Tugas Akhir ini dengan baik dan tepat pada waktunya.
Laporan ini berjudul Analisa Air Umpan Boiler dan Efisiensi Boiler PT.
PP. London Sumatra Indonesia, Tbk Kapasitas 30 Ton/Jam Air di Desa
Begerpang, Kec. Galang ini dimaksudkan sebagai salah satu syarat yang harus
dilaksanakan oleh mahasiswa untuk menyelesaikan Pendidikan Program Diploma
3 Jurusan Teknik Mesin, Program Studi Teknik Konversi Energi Mekanik di
Politeknik Negeri Medan.
Penulisan laporan tugas akhir ini tidak akan terlaksana dengan baik tanpa
adanya bantuan dan dukungan baik material maupun spritual dari berbagai pihak.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1.
M. Syahruddin, S.T, M.T. Komp, Direktur Politeknik Negeri Medan;
2.
Idham Kamil, ST.MT. Sebagai Ketua Jurusan Teknik Mesin;
3.
Ir. Abdul Razak, M.T. selaku Kepala Program Studi Teknik Konversi
Energi Mekanik Politeknik Negeri Medan;
4.
Darwis. AR, ST selaku dosen pembimbing yang telah banyak
membantu penulis dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini;
5.
Para orang tua kami yang selalu memberi kami dukungan dalam do’a
dan nasehat;
6.
Kepada Josep Sitompul, yang telah senantiasa memberikan pengarahan
pada saat pengambilan data di perusahaan;
7.
Teman-teman terbaik penulis Bobby Kristian Simarmata, Fernando
Manalu, Hesya Feronika Siregar, Janter Ridho Pakpahan, Muhammad
Fauzi, yang telah memberikan semangat kepada penulis.
Laporan tugas akhir ini adalah hasil karya penulis bukan plagiat.
Walaupun penulis sudah berupaya semaksimal mungkin, namun penulis
juga menyadari bahwa laporan ini tidak luput dari kekurangan, untuk itu penulis
v mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun, demi kesempurnaan
laporan ini di masa yang akan datang.
Akhir kata penulis mengharapkan Laporan Tugas Akhir ini dapat
memberikan manfaat bagi pembaca pada umumnya dan bagi penulis pada
khususnya.
Medan, 12 Juli 2014
Hormat Penulis,
Benni Hendri Armansah
NIM : 1105052052
vi DAFTAR ISI
SPESIFIKASI TUGAS AKHIR .............................................................
ii
LEMBAR PERSETUJUAN ....................................................................
iii
LEMBAR PENGESAHAN .....................................................................
iv
KATA PENGANTAR ..............................................................................
v
DAFTAR ISI ............................................................................................. vii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................
ix
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................
x
INTISARI .................................................................................................
xi
ABSTRACTION ...................................................................................... xii
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ....................................................................
1
B. Batasan Masalah .................................................................
1
C. Tujuan Penulisan Laporan Tugas Akhir .............................
2
D. Manfaat Tugas Akhir ..........................................................
2
E. Metode Pengumpulan Data ................................................
2
GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN
A. Sejarah Perusahaan .............................................................
3
B. Struktur Organisasi Perusahaan ..........................................
5
BAB III TINJAUAN PUSTAKA
A. Pengertian Water Treatment ...............................................
7
B. Parameter ............................................................................
8
C. Internal Water Treatment ...................................................
8
D. Sendiment Fit ......................................................................
9
E. Water Clarifier Tank ..........................................................
10
F. Water Reservoir ..................................................................
12
G. Sand Filter ..........................................................................
13
vii
H. Water Tower Tank ..............................................................
14
I.
Kation (Jika memakai System Demineralizer) ...................
15
J.
Anion (Jika memakai System Demineralizer) ....................
17
K. Demint Water Tank .............................................................
19
L. Thermal Deaerator .............................................................
20
M. Feed Water Pump ............................................................... 21
N. Boiler ..................................................................................
24
O. Teori Dasar Pembentukan Uap ...........................................
25
P. Perpindahan Panas pada Boiler ..........................................
26
Q. Nilai Kalor Bahan Bakar ....................................................
29
R. Efisiensi Boiler ...................................................................
29
BAB IV PEMBAHASAN
A. Kalor Pembakaran ..............................................................
31
B. High Heating Value (HHV) ................................................
C. Low Heating Value (LHV) .................................................
D. Efisiensi Boiler ...................................................................
33
33
33
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan ..........................................................................
35
B. Saran ....................................................................................
35
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.1 Internal Water Treatment ...................................................
9
Gambar 3.2 Sendiment Fit ......................................................................
9
Gambar 3.3 Water Clarifier Tank .........................................................
10
Gambar 3.4 Koagulasi ...........................................................................
11
Gambar 3.5 Flokulasi .............................................................................
11
Gambar 3.6 Water Reservoir .................................................................
13
Gambar 3.7 Sand Filter .........................................................................
13
Gambar 3.8 Water Tower Tank .............................................................
15
Gambar 3.9 Cation .................................................................................
16
Gambar 3.10 Anion ..................................................................................
17
Gambar 3.11 Demint Water Tank .......................................................... 20
Gambar 3.12 Thermal Deaerator ...........................................................
20
Gambar 3.13 Thermal Deaerator ...........................................................
21
Gambar 3.14 Feed Water Pump .............................................................
21
Gambar 3.15 Bahan Kimia Nalco ..........................................................
24
Gambar 3.16 Vickers Water Tube Boiler ...............................................
25
Gambar 3.17 Boiler ..................................................................................
25
ix
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Log Sheet for Water Treatment Plant
Lampiran 2. Log Sheet for Demint Plant
Lampiran 3. Water Analysis Log
Lampiran 4. Hubungan Temperatur dan Kandungan Oksigen pada Tekanan
Normal
Lampiran 5. Bagan Proses Penjernihan Air Baku
Lampiran 6. Shell Consumtion Boiler
Lampiran 7. A-4a Sifat Uap Jenuh, Tabel Temperatur
Lampiran 8. A-5 Sifat Uap Panas Lanjut
x
INTISARI
Boiler merupakan suatu alat yang dapat mengubah fasa, yaitu fasa cair yang
berubah menjadi uap, kemudian energi dari uap tersebut digunakan untuk
berbagai keperluan seperti pemutar turbin, perebusan, dan menjaga kestabilan
temperatur.
Boiler yang digunakan di PKS London Sumatra adalah boiler jenis pipa air
model TW 16/44-75 SH, kapasitas 30 [Ton/Jam] air, tekanan kerja 30 [bar], dan
temperatur 300 [0C]. Bahan bakar yang digunakan tersebut adalah cangkang dan
serabut kelapa sawit dari sisa produksi. Proses pembakaran terjadi di ruang bakar,
bahan bakar yang dibutuhkan untuk memproduksi uap adalah sebesar 7300
[kg/Jam].
Dari proses pembakaran tersebut dihasilkan panas untuk membentuk uap,
panas tersebut dikonveksikan ke pipa yang berisi air yang tersusun di ruang bakar.
Dari proses pembakaran tersebut energi panas yang masuk ke dalam boiler
adalah 108013324 [kJ/jam] dan efisiensi boiler tersebut sebesar 72,67 %.
Kata Kunci : Boiler, Pembakaran, Tekanan, Uap.
xi ABSTRACT
The Boiler constitute a certain equipment can do changes phase, that is
phase, liquid the change to be steam, and then the energy from steam about that
using to various necessary like turning turbine, Boiled and to keep stable
temperature.
The Boiler that using in Coconut Palm factory (P K S) in London Sumatra
are Boiler kind of water pipe model TW 16 / 44 – 75 SH. Capacity 30 (Ton/Hours)
water, The pressure work 30 (Bar), and temperature 300 (0C), The materials set
on Burn is egg shell and fiber Coconut Palm from residue of product. The
process burning happening in burn room, The materials set on burn who burn for
to productions steam are as big as 7300 (Kg/Hours).
From a process convection about that yield warm to shaped steam, warm to
the convection pipe who contents water who stack in burn room.
From a process burning about that, the warm energy who enter in Boiler is
108013324 (kJ/jam) and efficient Boiler about that as big as 72,67 %.
Keywords : Boiler, Burning, Pressure, Steam.
xii
BAB I
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Sejalan dengan berkembangnya era baru termasuk pertumbuhan ekonomi di
Indonesia, khususnya di bidang industri mengalami perkembangan yang sangat
pesat. Dengan kegiatan produksinya, industri-industri tersebut mengkonsumsi
pasokan energi yang sangat besar dan pada umumnya industri tersebut tidak
disuplai dari luar. Pihak industri lebih memilih menyediakan sendiri kebutuhan
energi untuk produksinya. Hal ini dikarenakan beberapa alasan penghematan
biaya (sumber : Tugas Akhir Analisa Performansi Ketel Uap Takuma N-450
Kapasitas 20 Ton/Jam).
Untuk Boiler, pada saat ini semakin pesat penggunaanya di industri-industri,
khususnya pabrik kelapa sawit. Salah satu pabrik kelapa sawit tersebut adalah
pabrik kelapa sawit PT. PP. LONDON SUMATRA INDONESIA, Tbk dimana di
pabrik tersebut menggunakan dua boiler. boiler tersebut merupakan pasokan
utama (jantung) dari pabrik kelapa sawit ini. Uap yang dihasilkan boiler tersebut
digunakan sebagai pemutar turbin uap, perebusan (sterilizer), dan perebusan
kernel. (sumber : PT. PP. LONDON SUMATRA INDONESIA, Tbk).
Memandang cukup vitalnya peranan boiler di PT. PP London Sumatra
Indonesia, Tbk penulis merasa tertarik untuk menghitung dan menganalisa
efisiensi boiler tersebut, maka penulis mengambil judul “ANALISA AIR
UMPAN BOILER PT. PP. LONDON SUMATRA INDONESIA,Tbk DENGAN
KAPASITAS 30 TON/JAM”
B.
Batasan Masalah
Adapun masalah yang dibahas dalam laporan tugas akhir ini adalah :
1. Bagaimana proses pengolahan air umpan boiler ?
2. Berapa besar efisiensi boiler ?
3. Apa saja zat kimia yang digunakan untuk pengolahan air umpan ?
1
C.
Tujuan Penulisan Laporan Tugas Akhir
Adapun tujuan penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui proses pengolahan air umpan boiler.
2. Mengetahui besar efisiensi boiler.
3. Untuk mengetahui kimia yang digunakan untuk pengolahan air umpan.
D.
Manfaat Tugas Akhir
Manfaat penulisan tugas akhir ini adalah :
1. Untuk mengetahui sejauh mana aplikasi teori yang diperoleh dari bangku
perkuliahan.
2. Sebagai referensi untuk penulis tugas akhir selanjutnya yang membahas
air umpan dan boiler.
E.
Metode Pengumpulan Data
Dalam penyusunan laporan ini, penulis melakukan beberapa metode dalam
penyusunan laporan ini :
1. Studi observasi atau pengamatan langsung perusahaan.
2. Studi kepustakaan melalui buku-buku referensi yang berhubungan
dengan isi laporan tugas akhir ini.
3. Konsultasi dengan dosen pembimbing dan orang-orang yang mengerti
dengan masalah-masalah yang dibahas dalam laporan tugas akhir ini.
2