Analisis Energi Dan Eksergi Pt.telpp

HARAPAN HARAPAN ARYTO ARYTO SALOM FERDINAND JURUSAN TEKNIK MESIN, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS SRIWIJAYA

Disusun Oleh Astri Widya Sartika (061440410791)

1

PENDAHULUAN

2

TINJAUAN TINJAUA N PUST PUSTAKA AKA

3

METODOLOGI PENELITIAN

4

5

6

SISTEM PLTU DI PT.TELPP ANALISIS DAN PEMBAHASAN KESIMPULAN

Tahun

2030 permintaan energi dunia meningkat sebesar 45%

Ini berarti perlu adanya pemanfaatan sumber energi seefisien mungkin

Salah satu Caranya

Dengan melakukan analisis eksergi secara menyeluruh dan analisis pada tiap komponen/subsistem pada sistem pembangkit serta melakukan pengoptimalan, maka efisiensi sistem pembangkit akan meningkat

P E N D A H U L U A N

ANALISIS ENERGI Energi merupakan konsep dasar termodinamika dan merupakan salah satu aspek penting dalam analisis teknik. Analisis energi dilakukan berdasarkan pada hukum pertama termodinamika. Degradasi energi tidak dihitung jika menggunakan hukum pertama.

Neraca Energi Persamaan umum neraca energi untuk sistem terbuka adalah:

Dimana energi tiap state :

T I N J A U A N P U S T A K 

ANALISIS EKSERGI Eksergi didefinisikan sebagai potensi kerja maksimum dalam bentuk materi atau energi dalam berinteraksi dengan lingkungannya. Potensi kerja ini diperoleh melalui proses reversibel. Eksergi dapat ditransfer di antara sistem dan dapat dihancurkan oleh ireversibilitas di dalam sistem

T I N J A U A N P U S T A K 

ANALISIS EKSERGI Neraca Eksergi Pada sebagian besar persoalan analisis termodinamika pada umumnya akan melibatkan aliran massa masuk dan keluar sistem, oleh karena itu kondisi ini sering dimodelkan sebagai volume atur (control volume). Neraca eksergi volume atur persamaan berikut :

dapat

diekspresikan

dalam

T I N J A U A N P U S T A K 

ANALISIS EKSERGI Bentuk - Bentuk Eksergi 1

Work Exergy 

2

Heat Transfer Exergy 

3

Eksergi Fisik

Eksergi fisik, juga dikenal sebagai  thermomechanical exergy  adalah kerja yang diperoleh dari kondisi awal (T, P ) menuju kondisi lingkungan (0, 0).

T I N J A U A N P U S T A K 

ANALISIS EKSERGI Bentuk - Bentuk Eksergi 4

Eksergi kimia

Eksergi kimia adalah jumlah kerja maksimum yang diperoleh ketika materi berubah dari kondisi lingkungan menuju kondisi mati ( dead state). Proses ini hanya melibatkan pertukaran panas dan pertukaran zat dengan lingkungan.

5

Exergy Losses

Eksergi tidak kekal dan bisa dimusnahkan. Istilah ini sering disebut ireversibilitas (irreversibility ). Pemusnahan eksergi disimbolkan dengan I sering juga disimbolkan dengan   (exergy destruction).

6

T I N J A U A N

Efisiensi

Efisiensi didefinisikan sebagai perbandingan antara eksergi masuk sebagai eksergi yang digunakan dengan eksergi keluar sebagai eksergi yang termanfaatkan.

P U S T A K 

METODOLOGI PENELITIAN Penelitian ini dilakukan dengan melakukan analisis termodinamika pada tiap komponen pada sistem pembangkit listrik tenaga uap. Dalam penelitian ini sistem disederhanakan ke dalam sebuah volume kontrol dengan membedakan antara aliran masuk komponen dan aliran keluar komponen. Sistem juga diasumsikan dalam kondisi steady .

Setelah mendapatkan energi dan eksergi di tiap   state maka analisis di tiap komponen bisa dilakukan dengan menggunakan neraca energi dan eksergi. Maka dapat diketahui komponen mana yang paling tidak efisien atau yang mengalami ireversibilitas terbesar

SISTEM PLTU PT.TELPP Pada PLTU PT. Tanjung Enim Lestari   Pulp and Paper   , daya listrik maksimum yang bisa dihasilkan adalah 75 MW. Turbin digerakkan oleh steam yang dihasilkan dari  power boiler  dan   recovery boiler .   Power  boiler   menggunakan bahan bakar kulit kayu (bark). Sedangkan pada   recovery boiler , proses steam   yang terjadi sama dengan yang terjadi di   power boiler , hanya saja bahan bakar yang digunakan adalah   Heavy Black Liquor (HBL).

SISTEM PLTU PT.TELPP

ANALISIS & PEMBAHASAN Analisis dilakukan pada saat daya yang dihasilkan turbin sebesar 47,7 MW. Laju energi dan eksergi spesifik dihitung dengan menggunakan persamaan : Laju energi eksergi spesifik

Data lingkungan yang dipakai adalah data lingkungan di PT. Tanjung Enim Lestari Pulp and Paper : 0 = 306  0 = 101,325  Sehingga didapat : h0 = 138,361 / 0 = 0,477883 /(. )

ANALISIS & PEMBAHASAN

ANALISIS & PEMBAHASAN Berdasarkan tabel pada slide sebelumnya dapat diketahui bahwa pada tiap   state   dapat dilihat perbedaan antara perhitungan dengan metode analisis energi dan perhitungan dengan metode analisis eksergi. Jumlah energi selalu lebih besar jika dibandingkan dengan jumlah eksergi pada state yang sama. Perbedaan ini dikarenakan, analisis energi hanya berbicara tentang kuantitas saja, sedangkan analisis eksergi berbicara tentang kuantitas dan kualitas. Eksergi juga adalah hasil pengurangan energi suatu sistem dengan lingkungan, dimana lingkungan PT. Tanjung Enim Lestari   Pulp and Paper   menjadi referensinya.

ANALISIS & PEMBAHASAN

Berdasarkan tabel dan grafik diatas diketahui 1. Pada analisis energi   power boiler   merupakan komponen yang memiliki efisiensi energi terendah yaitu 29,7757 %. Laju aliran massa bahan bakar  bark yang cukup kecil, perbedaan temperatur yang sangat besar antara  furnace dan steam   serta pembakaran bark yang tidak sempurna, mengakibatkan rendahnya efisiensi energi pada power boiler . 2. Pada analisis eksergi condensate tank merupakan komponen yang memiliki efisiensi eksergi terendah yaitu 17,3054 %.   Exergy Losses   Pada   condensate tank   juga diakibatkan oleh pencampuran  steam yang memiliki perbedaan temperatur yang cukup besar dari mill process, kondensor dan condensate pump 2

ANALISIS & PEMBAHASAN

Faktor yang mempengaruhi efisiensi eksergi yang rendah dan ireversibilitas yang besar pada recovery boiler  dan power boiler  adalah nilai kalor black liquor  dan bark yang rendah. Nilai kalor pembakaran pada bark cukup tinggi dibandingkan  black liquor , karena pada black liquor  masih banyak terdapat senyawa organik itulah penyebab recovery boiler memiliki nilai irreversibilitas tertinggi

ANALISIS & PEMBAHASAN

ANALISIS & PEMBAHASAN CONTOH PERHITUNGAN Menghitung Efisiensi Energi

Out

Laju Energi (MW)

Titik 16

53,6568

IN

Laju Energi (MW)

Titik 15

3,6480

Titik 14

18,6840

Titik 7

24,8779

Titik 19

6,6500

53,6568 (3,6480 + 18,6840 + 24,8779 + 6,6500) 0,9962

99,62 %

ANALISIS & PEMBAHASAN CONTOH PERHITUNGAN Menghitung Efisiensi Eksergi

Out

Laju Energi (MW)

Titik 16

4,8319

 

Menghitung Irreversibilitas (MW) Irreversibilitas = Ein – Eout = (7,8296 – 4,8319)MW = 2,9977 MW

2,9977 MW

IN

Laju Energi (MW)

Titik 15

0,0161

Titik 14

0,4122

Titik 7

5,6202

Titik 19

1,7811

4,8319 (0,0161 + 0,4122 + 5,6202 + 1,7811) 0,6171

61,71 %

KESIMPULAN Berdasarkan analisis energi,   deaerator  merupakan komponen yang memiliki efisiensi energi tertinggi yaitu 99,3562 %, sedangkan   power boiler    merupakan komponen yang memiliki efisiensi energi terendah yaitu 29,7757 %. Berdasarkan analisis eksergi,   condensate  pump 2   merupakan komponen yang memiliki efisiensi eksergi tertinggi yaitu 76,3126 %, sedangkan   condensate tank merupakan komponen yang memiliki efisiensi eksergi terendah yaitu 17,3054 %. Recovery boiler merupakan komponen yang memiliki ireversibilitas paling besar yaitu sebesar 163,0488 MW atau 58,7918 % dari total ireversibilitas yang terjadi pada sistem pembangkit.