View
476
Download
44
Category
Tags:
Preview:
DESCRIPTION
pulp and paper steam power plant
Citation preview
1
ANALISIS ENERGI DAN EKSERGI PADA SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA
UAP (PLTU) PT. TANJUNG ENIM LESTARI PULP AND PAPER
1Ir. Dyos Santoso, M.T,
2Harapan Aryto Salom Ferdinand
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya
INDRALAYA
aryto_harapan@yahoo.com
Abstrak
Makalah ini menyajikan analisis energi dan eksergi pada sistem pembangkit listrik tenaga uap di PT. Tanjung Enim Lestari Pulp and Paper (PT.Telpp) yang bertujuan untuk mengidentifikasi komponen yang memiliki ireversibilitas yang cukup besar. Analisis eksergi mampu mengetahui letak, jenis serta kerugian yang terjadi selama proses berlangsung. Laju energi, eksergi, efisiensi energi dan eksergi serta ireversibilitas dihitung berdasarkan data operasi pada PT.Telpp. Pembangkit listrik tenaga uap yang diteliti adalah pembangkit listrik dengan menggunakan turbin ekstraksi pada daya keluaran 47,7 MW. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, condensate tank memiliki efisiensi eksergi terendah yaitu 17,3054 %, sedangkan condensate pump 2 merupakan komponen yang memiliki efisiensi eksergi tertinggi yaitu 76,3126 %. Deaerator merupakan komponen yang memiliki efisiensi energi tertinggi yaitu 99,3562 %, sedangkan power boiler merupakan komponen yang memiliki efisiensi energi terendah yaitu 29,7757 %. Ireversibilitas yang paling besar terjadi di recovery boiler, yaitu sebesar 163,0488 MW, sedangkan ireversibilitas yang paling kecil terjadi pada condensate pump 1 yaitu sebesar 0,0025 MW.
Kata Kunci : analisis eksergi, analisis energi, PLTU.
Abstract
This paper presents exergy and energy analysis of steam power plant at PT. Tanjung Enim Lestari Pulp and Paper (PT.Telpp) that aims to identify which component that have irreversibility large enough. Exergy analysis is able to know location, type and losses that occur during the process. Energy rate, exergy, energy and exergy efficiency and irreversibility is calculated based on the operating data of PT.Telpp. The steam power plant that studied is power plant by using extraction turbine with output power is 47,7 MW. Based on the research that has been done, condensate tank has the lowest of exergy efficiency is equal to 17,3054 %, meanwhile second condensate pump is component with the highest exergy efficiency of 76,3126 %. Deaerator is component with the highest energy efficiency of 99,3562 %,meanwhile power boiler is component with the lowest energy efficiency of 29,7757 %. The greatest Irreversibility occurs in the recovery boiler, that is equal to 163.0488 MW , meanwhile the lowest irreversibility occurs in first condensate pump, that is equal to 0,0025 MW.
Keyword : exergy analysis, energy analysis, steam power plant
1.PENDAHULUAN
Pada era ini, energi memiliki peran yang sangat krusial dalam kehidupan sehari-hari
bahkan di dunia industri. Kebutuhan energi dunia
terus mengalami peningkatan. Menurut proyeksi
Badan Energi Dunia (International Energy Agency-IEA), hingga tahun 2030 permintaan
energi dunia meningkat sebesar 45% atau rata-rata
mengalami peningkatan sebesar 1,6% pertahun, tidak terkecuali di Indonesia [1]. Kebutuhan
energi terus mengalami peningkatan seiring
dengan meningkatnya kegiatan pembangunan ekonomi suatu negara. Indonesia merupakan salah
satu negara ekonomi berkembang yang terus
melakukan kegiatan pembangunan di sektor
industri. Keberlangsungan suatu industri sangat tergantung oleh energi yang tersedia. Berdasarkan
data dari blueprint Pengelolaan Energi Nasional
tahun 2006, Indonesia merupakan salah satu
negara dengan persediaan sumber energi terbesar, namun dalam hal pemanfaatannya, Indonesia
merupakan negara dengan pemanfaatan terendah
[2]. Hal ini menunjukkan, bahwa Indonesia
merupakan negara yang tidak efisien dalam pemanfaatan sumber energi.
Seiring dengan hal tersebut, maka
pemanfaatan sumber energi seefisien mungkin perlu dilakukan. Dengan melakukan analisis
eksergi secara menyeluruh dan analisis pada tiap
komponen/subsistem pada sistem pembangkit serta melakukan pengoptimalan, maka efisiensi
sistem pembangkit akan meningkat. Metode
analisis eksergi ini sesuai dengan tujuan yang
lebih jauh dalam kaitan pengelolaan sumber daya yang efisien, karena cara ini mampu
mengidentifikasi lokasi, jenis serta besarnya
kerugian. Informasi ini dapat dimanfaatkan pada
2
perancangan sistem termal dan menuntun usaha
mengurangi sumber pemborosan energi dalam
sistem yang sudah ada, dan evaluasi sistem ekonomi [3].
Banyak jurnal atau tulisan yang
membahas tentang analisis eksergi, terutama tentang sistem pembangkit listrik pada Perusahaan
Listrik semisal PLN di Indonesia [4]. Analisis
eksergi pada proses industri juga sudah dilakukan
[5,6], namun analisis eksergi pada sistem pembangkit listrik di industri masih sangat jarang
dilakukan. Analisis eksergi pada industri pulp and
paper sudah pernah dilakukan, salah satunya oleh Mei Gong [7]. Telah terbukti, bahwa analisis
eksergi sangat berguna dalam meningkatkan
efisiensi sistem dan proses. Mei Gong
menganalisis industri pulp and paper secara menyeluruh, dan dalam tulisannya hanya
memperlihatkan efisiensi pada sistem pembangkit
secara keseluruhan tanpa memperlihatkan analisis yang dilakukan pada tiap komponen. Untuk itu
penulis akan fokus melakukan analisis eksergi
pada sistem pembangkit di industri pulp and paper.
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Analisis Energi
Energi merupakan konsep dasar
termodinamika dan merupakan salah satu aspek
penting dalam analisis teknik [3]. Analisis energi dilakukan berdasarkan pada hukum pertama
termodinamika. Degradasi energi tidak dihitung
jika menggunakan hukum pertama. Sebagai contoh penurunan kualitas energi termal yang
dipindahkan dari temperatur tinggi menjadi
temperatur rendah tidak kelihatan bila dinyatakan
dalam analisis energi. Sedangkan analisis eksergi dilakukan berdasarkan hukum kedua
termodinamika, yaitu proses termodinamika selalu
tidak ideal sehingga terjadi penurunan kualitas energi [9].
2.1.1. Neraca Energi
Neraca energi berbicara mengenai kesetimbangan energi di dalam suatu sistem.
Persamaan umum kesetimbangan energi untuk
sistem terbuka adalah:
Dimana energi tiap state :
E = (2)
2.2. 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
[9].
Gambar 1 komposisi energi, eksergi dan anergi [17].
Analisis eksergi bisa diterapkan di banyak bidang, terkhusus pada industri yang bekerja dengan pemanfaatan energi termal. Analisis
eksergi terbukti sangat bermanfaat dalam menilai
kinerja suatu sistem. Di dunia industri, analisis eksergi sudah dilakukan. Analisis eksergi pada
industri pulp and paper [7] yang dilakukan
memperlihatkan perbedaan antara analisis energi dengan analisis eksergi.
2.2.1. 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 dapat diekspresikan dalam persamaan berikut :
2.2.3. Bentuk-bentuk Eksergi
A. Work Exergy
Karena eksergi didefinisikan sebagai potensi kerja maksimum, perpindahan laju kerja ,
berbanding lurus dengan perpindahan laju eksergi , dan dapat ditunjukkan dalm persamaan [7]:
= 0
(4)
energi
3
B. Heat Transfer Exergy
Dengan mengasumsikan distribusi
temperatur yang sama atau seragam pada sumber
kalor, laju perpindahan eksergi, dihubungkan dengan perpindahan lalu aliran panas, Q , dapat
dihitung dengan menggunakan persamaan [7]:
= 1 0
(5)
Dimana 0 merupakan temperatur lingkungan dan T adalah temperatur sumber panas.
C. Eksergi Fisik
Eksergi fisik, juga dikenal sebagai
thermomechanical exergy adalah kerja yang
diperoleh dari kondisi awal (T, P) menuju kondisi
lingkungan (0 , 0). Eksergi fisik spesifik dapat ditulis sebagai berikut [7] :
= 0 0( 0) (6)
Untuk gas ideal dengan konstan :
, , = 0 1
0 1 ln
1
0 +
1
0 (7)
Dalam bentuk padat dan cair dengan asumsi kalor
spesifik konstan c :
= 0 0
0 0 (8)
Dimana adalah spesifik volume, diketahui dari temperatur 0 .
D. 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.
Specific molar chemical exergy dapat
ditulis kedalam persamaan [11] :
=
(9)
2.2.4. Exergy Losses
Eksergi tidak kekal dan bisa dimusnahkan. Istilah ini sering disebut
ireversibilitas (irreversibility). Pemusnahan
eksergi disimbolkan dengan , sering juga disimbolkan dengan (exergy destruction) [7].
I = To . Sgen 0 (10)
Eksergi yang keluar merupakan eksergi
yang termanfaatkan, yaitu eksergi produk
, dan eksergi yang tidak termanfaatkan,
yaitu eksergi yang terbuang . Sangat penting untuk membedakan antara eksergi yang dimusnahkan karena ireversibilitas dengan eksergi
yang terbuang karena tidak termanfaatkan [7].
2.2.5. Efisiensi
Efisiensi didefinisikan sebagai
perbandingan antara eksergi masuk sebagai eksergi yang digunakan dengan eksergi keluar
sebagai eksergi yang termanfaatkan. Efisiensi
eksergi dapat ditulis [7] :
=
(11)
3. METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Pendekatan Umum
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. Analisis dilakukan untuk
mengidentifikasi lokasi, jenis dan besar kerugian
(energy losses) akibat gesekan dan pembakaran tidak sempurna pada ruang bakar, dll. Data
temperatur, tekanan dan laju aliran massa
digunakan untuk mencari entalpi dan entropi pada
tabel termodinamika, sehingga bisa dihitung energi dan eksergi tiap state. 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. Analisis tiap komponen akan
memudahkan analisis sistem pembangkit secara
keseluruhan.
3.2. Ruang Lingkup dan Batasan Penelitian
Adapun batasan penelitian ini antara lain,
penelitian diarahkan kepada analisis
termodinamika untuk mengetahui performansi dengan menggunakan analisis energi dan eksergi
pada tiap komponen, Penelitian ini
mempertimbangkan kondisi setiap masuk
komponen dan keluar komponen. Proses analisis dimulai dari tiap komponen sehingga bisa
dilakukan analisis secara keseluruhan. Sistem
diasumsikan dalam sistem terbuka kondisi steady dan kondisi lingkungan PT. Tanjung Enim
4
Lestari Pulp and Paper dijadikan referensi. Dalam
hal ini parameter-parameter yang akan dihitung
meliputi: nilai eksergi , energi, laju eksergi, laju energi di tiap titik dan ireversibel serta efisiensi
energi dan eksergi pada tiap komponen serta
membatasi komponen yang akan dianalisis sehingga bisa menjadi satu siklus pembangkit
listrik tenaga uap. Dalam hal ini komponen
meliputi : power boiler, recovery boiler, turbin,
kondensor, condensate pump, deaerator dan feed water pump.
3.4. Sumber Data
Data-data yang digunakan dalam analisis
ini adalah data-data yang meliputi :
1. Data operasi keseluruhan Pembangkit Listrik Tenaga Uap PT. Tanjung Enim
Lestari Pulp and Paper.
2. Data teknis PLTU yang meliputi : tekanan, temperatur, laju aliran massa
dan data penting lainnya yang
mendukung dalam penelitian. 3. Gambar diagram alir atau flow sheet
PLTU PT. Tanjung Enim Lestari Pulp
and Paper. 4. Buku pedoman operasi (Manual Design)
PLTU PT. Tanjung Enim Lestari Pulp
and Paper.
Untuk memudahkan dalam melakukan perhitungan maka disusun diagram seperti yang
ditunjukkan pada gambar.
Gambar 2. Diagram alir penelitian
4. Sistem PLTU PT.Telpp
4.1. Penjelasan Sistem
Gambar 3. Skema PLTU di PT. Tanjung Enim Lestari
Pulp and Paper
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). Air
dialirkan ke atas melalui pipa yang ada pada dinding boiler, air tersebut akan dipanaskan
hingga menjadi uap kering. Uap kemudian masuk
ke high pressure header yang merupakan tempat bertemu uap dari power boiler dan recovery
boiler. Uap dengan tekanan dan suhu yang tinggi
inilah yang menjadi sumber tenaga untuk menggerakkan turbin yang dihubungkan ke
generator. Uap yang keluar dari turbin sebagian
besar diekstrak ke medium pressure (MP) steam
dan low pressure (LP) steam untuk keperluan mill process, dan sisanya dialirkan ke kondensor.
Di condensate tank uap panas didingingkan
dengan menggunakan air pendingin cooling tower. Kemudian air dipompa menuju deaerator
dan masuk ke feed water tank dan dipanaskan
dengan menggunakan uap panas dari LP steam.
Air kemudian dipompa dengan feed water pump untuk dipanaskan lebih lanjut di boiler dengan
terlebih dahulu masuk ke economizer yang
dilanjutkan ke steam drum. Siklus ini terus berlangsung selama proses terjadi.
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).
5
5. ANALISIS DAN PEMBAHASAN
5.1. Perhitungan pada Tiap State
Tabel 1. Perhitungan pada tiap state dengan daya keluaran turbin 47,7 MW
Data lingkungan yang dipakai adalah data lingkungan di PT. Tanjung Enim Lestari Pulp and
Paper :
0 = 306 0 = 101,325
Sehingga didapat :
0 = 138,361 / 0 = 0,477883 /(. )
Analisis dilakukan pada saat daya yang dihasilkan
turbin sebesar 47,7 MW. Laju energi dan eksergi
spesifik dihitung dengan menggunakan persamaan
2 dan 6.
5.2.Analisis Energi dan Eksergi pada
Komponen
Tabel 2. Efisiensi energi dan eksergi pada komponen
TITIK Tekanan P (kPa)
Temperatur T (C)
Laju aliran massa
(kg/ s)
Enthalpy h (kJ/ kg)
Entropy s (kJ/ kg K)
Laju energi
E (MW) Exergy Spec.
(kJ/ kg)
Laju eksergi
(MW)
1a 8359 123 76,1111 522,243 1,55271 39,7485 54,9849 4,1850
1b 8253 124 24,7222 526,398 1,56346 13,0137 55,8504 1,3807
2a 6310 450 75,2778 3298,41 6,69389 248,2970 1257,9509 94,6957
2b 6368 436 24,7222 3262,88 6,64034 80,6656 1238,8072 30,6261
3 6274 453 100 3306,33 6,70741 330,6330 1261,7337 126,1734
4 12 47 12,5 2585,98 8,1275 32,3248 106,8362 1,335452
5 337 157 57,2222 2773,41 7,05556 158,7007 622,2798 35,6082
6 1242 259 26,3889 2954,42 6,85178 77,9639 865,6465 22,8434
7 343 169 8,8889 2798,76 7,10573 24,8779 632,2778 5,6202
8 230 90 15,0627 377,163 1,19275 5,6811 20,0527 0,3020
9 700 97 43,1250 381,731 1,20397 16,4621 21,1874 0,9137
10 700 107 37,9166 449,145 1,38515 17,0301 33,1603 1,2573
11 387 30 1045 138,619 0,477789 144,8569 0,2868 0,2997
12 387 39 1045 163,691 0,55889 171,0571 0,5419 0,5662
13 325 60 96,1111 251,437 0,831131 24,1659 4,9821 0,4788
14 900 60 74,1667 251,919 0,830825 18,6840 5,5577 0,4122
15 600 30 28,8889 126,277 0,436573 3,6480 0,5569 0,0161
16 300 121 104,7222 512,373 1,54936 53,6568 46,1400 4,8319
17 8359 122 104,7222 518,016 1,54202 54,2478 54,0291 5,6580
18 12 47 12,5000 196,797 0,668412 2,4600 0,1341 0,001677
19 6899 268 2,2222 2992,48 7,18582 6,6500 801,4903 1,7811
20 900 60 21,9444 251,919 0,830825 5,5282 5,557748 0,1220
21 12 60 96,1111 251,18 0,831293 24,1412 4,67554 0,4494
22 443 60 96,1111 251,536 0,831068 24,1754 5,1004 0,4902
KOMPONEN/SUBSISTEM EFISIENSI ENERGI
(%) EFISIENSI EKSERGI
(%)
POWER BOILER 29,7757 24,7740 RECOVERY BOILER 58,6909 35,6961 TURBINE 77,3802 71,8522 CONDENSOR 87,7295 19,9864 DEAERATOR 99,3562 59,4974 CONDENSATE PUMP 2 76,2741 76,3126 CONDENSATE PUMP 1 64,7954 63,8327 CONDENSATE TANK 51,1884 17,3054 FEED WATER PUMP 67,7671 66,2983
6
Tabel 3. Ireversibilitas pada komponen
Gambar 4 dan 5 di bawah ini merupakan grafik perbandingan efisiensi energi dan eksergi serta
ireversibilitas pada tiap komponen sistem pembangkit
listrik tenaga uap di PT. Tanjung Enim Lestari Pulp and Paper.
Gambar 4. Perbandingan analisis energi dan analisis eksergi
Gambar 5. Ireversibilitas pada tiap komponen
Hasil dari perhitungan analisis energi dan eksergi pada
PLTU. PT.Telpp dapat disajikan dalam bentuk diagram
grassman seperti yang ditunjukkan pada gambar 6.
Gambar 6. Diagram Grassman PLTU PT.Telpp
5.3. Pembahasan
Dengan melihat tabel 1, 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.
Pada gambar 4 kita dapat melihat, bahwa
ada perbedaan yang cukup besar antara efisiensi
energi dan efisiensi eksergi. Semakin tinggi temperatur, maka nilai enthalpy dan entropy juga
semakin tinggi. Jika suatu sistem memiliki
temperatur yang tinggi, maka akan terdapat selisih yang besar antara sistem dengan lingkungan.
Sebaliknya, semakin rendah temperatur
KOMPONEN/SUBSISTEM IRREVERSIBILITY
(MW) %
POWER BOILER 88,8030 32,0204 RECOVERY BOILER 163,0488 58,7918 TURBINE 18,6862 6,737845 CONDENSOR 1,0672 0,38481 DEAERATOR 2,9977 1,080918 CONDENSATE PUMP 2 0,1391 0,050169 CONDENSATE PUMP 1 0,0231 0,008342 CONDENSATE TANK 2,1473 0,774286 FEED WATER PUMP 0,4200 0,15143
277,3325 100
7
lingkungan, maka semakin besar juga selisih
antara sistem dengan lingkungan yang diberikan. Tabel 2 dan Gambar 4 menunjukkan
efisiensi energi dan eksergi pada tiap komponen
PLTU PT. Tanjung Enim Lestari Pulp and Paper.
Berdasarkan analisis energi yang dilakukan, deaerator merupakan komponen yang memiliki
efisiensi energi tertinggi yaitu 99,3562 % ,
sedangkan 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. Berdasarkan analisis eksergi yang
dilakukan, 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 %. 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.
Eksergi yang masuk pada tiap komponen
tidaklah sama dengan eksergi yang keluar pada tiap komponen, hal ini dikarenakan adanya
eksergi yang dimusnahkan (ireversibilitas).
Semakin besar ireversibilitas maka efisiensi
eksergi suatu komponen akan semakin rendah. Dengan melihat tabel 3 dan gambar 5, dapat
dilihat bahwa ireversibilitas yang paling besar
terjadi pada recovery boiler yaitu sebesar 163,0488 MW , hal ini menjadikan recovery
boiler menjadi sumber utama ireversibilitas yaitu
sebesar 58,7918 % dari total ireversibilitas yang terjadi dalam sistem pembangkit listrik tenaga uap
di PT. Telpp. Condensate pump 1 merupakan
komponen yang memiliki ireversibilitas terkecil
yaitu 0,0231 MW atau 0,008342 % dari total ireversibilitas yang terjadi pada sistem
pembangkit. Pada condensate pump 2 tidak
terjadi penurunan temperatur dan hanya mengalami peningkatan tekanan yang relatif kecil,
sehingga perubahan nilai energi dan eksergi yang
terjadi sangat kecil, hal ini mengakibatkan ireversibilitas yang sangat kecil pada condensate
pump 2.
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.
Black liquor merupakan cairan hasil cooking dan
bleaching pada digester yang hanya
mengekstraksi selulosa, dimana terjadi pemisahan kandungan organik dan anorganik. Black liquor
memiliki kandungan organik yang sangat sedikit.
Kandungan organik inilah yang menentukan nilai
kalor suatu senyawa. Pada sistem pembangkit, terjadi losses
berupa kebocoran pipa yang mengakibatkan uap
cukup banyak yang terbuang. Hal ini mengakibatkan laju aliran massa yang masuk
dengan keluar komponen tidak seimbang dan
berpengaruh pada hasil perhitungan yang dilakukan.
6. KESIMPULAN DAN SARAN
6.1. Kesimpulan
Setelah melakukan analisis energi dan
eksergi pada sistem pembangkit listrik tenaga uap di PT. Tanjung Enim Lestari Pulp and Paper,
pada saat daya turbin sebesar 47,7 MW, maka bisa
ditarik beberapa kesimpulan yang bisa menggambarkan apa yang diperoleh dari
penelitian ini.
Berdasarkan analisis energi yang telah
dilakukan, 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 yang telah
dilakukan, 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. Sedangkan Condensate pump 1
merupakan komponen yang memiliki
ireversibilitas terkecil yaitu 0,0231 MW atau 0,008342 % dari total ireversibilitas yang terjadi
pada sistem pembangkit.
6.2. Saran
Pihak perusahaan perlu melakukan analisis eksergi pada komponen dan PLTU secara
keseluruhan, karena analisis eksergi tidak hanya
meninjau energi dari segi kuantitas tapi juga kualitas. Analisis eksergi juga mampu mengetahui
lokasi, jenis dan mampu mengidentifikasi
komponen yang mengalami pemusnahan eksergi
(ireversibilitas) yang cukup besar. Perusahaan juga perlu melakukan analisis termoekonomi
untuk melakukan penilaian dari segi biaya.
8
DAFTAR SIMBOL
E Energi Ek Energi kinetik
Ep
, Energi potensial
Eksergi, spesifik eksergi
G Gravitasi
H,h Entalpi, entalpi spesifik
hT Enatlpi spesifik keseluruhan I Ireversibilitas
M Massa
Laju aliran massa P Tekanan
Q, q Perpindahan panas, perpindahan per massa
S,s Entropi, spesifik entropi
T Temperatur U,u Energi dalam, spesifik energi dalam
V,v Volume, spesifik volume
W,w Power
efisiensi
DAFTAR PUSTAKA
[1]. Anonim, Hingga 2030 Permintaan Energi Dunia Meningkat. website
www.esdm.go.id (diakses tanggal 17 September 2013).
[2]. Peraturan Presiden Nomor 5 Tahun 2006, 2006. Blue Print Pengelolaan Energi Nasional 2006-2025. Jakarta :
Kementrian Energi dan Sumber Daya
Mineral RI.
[3]. Moran MJ, Shapiro HN., 1988. Fundamentals of engineering
thermodynamics. John Wiley, New York.
[4]. Basri, H., Santoso, D. 2010. Analisis Eksergi pada Siklus Turbin Gas Sederhana
14 MW Instalasi Pembangkit Tenaga
Keramasan. Palembang : Jurnal Teknik Mesin Indonesia.
[5]. amdali,., Tun, M., 2003. Exergy analysis and efficiency in an industrial AC
ARC furnace. Turkey : Applied Thermal Engineering 23 (2003) 22552267.
[6]. Utlu,Z., Sogut,Z., Hepbasli,A., Oktay,Z., 2006. Energy and exergy analyses of a raw mill in a cement production. Turkey :
Applied Thermal Engineering 26 (2006)
24792489. [7]. Gong,M., 2005. Exergy analysis of a pulp
and paper mill. Linkoping, Sweden :
INTERNATIONAL JOURNAL OF
ENERGY RESEARCH. [8]. S.C. Kaushik, V.Siva Reddy, S.K.Tyagi,
2010. Energi and exergy analyses of
thermal power plants: A review, Elsevier, India.
[9]. Sugiyono, M.Eng., Agus,2000. Studi Pendahuluan untuk Analisis Energi-Eksergi
Kota Jakarta, Direktorat Teknologi
Konversi dan Konservasi Energi, BPPT, Jakarta.
[10]. Moran, M. J., 1982. Availability Analysis : A Guide to Efficient Energy Use. New
Jersey : Pantice-Hall Inc. [11]. Vosough, A., Noghrehabadi, A.,
Ghalambaz, M., and Vosough, S., 2011.
Exergy Concept and its Characteristic. Iran : International Journal of Multidisciplinary
Sciences and Engineering, Vol. 2, No. 4.
[12]. Hongbin, Z., 2009. Exergy Analysis of a Steam Power Plant with Direct Air-Cooling
Sistem in China, Beijing : Power and
Energi Engineering Conference, APPEEC
2009. Asia-Pacific. [13]. Bejan, A.,Tsatsaronis, G.,Moran M. J.,
1996. Thermal design and optimization.
U.S.A: John Wiley and Sons Inc. [14]. Ray ,T.K, Ranjan,G., Gupta,G.A, 2007.
Exergy Analysis for Performance
Optimization of a Steam Turbine Cycle, Kolkata: Department of Power Engineering,
Jadavpur University.
[15]. Cengel, Y. A. & Boles, M. A.,2002. Thermodynamics, An Engineering Approach 4th Edition In SI
units,Singapore.
[16]. Kotas, T. J., 1985. The exergy method of thermal plant analysis. London:
Butterworths.
[17]. Gundersen, T., 2011. An Introduction The Concept of Exergy and Energy Quality. Norway : Department of Energy and
Process Engineering.
Recommended