Site hosted by Angelfire.com: Build your free website today!

BAB 1

PENDAHULUAN

Sistem utilitas merupakan sarana penunjang yang diperlukan untuk operasi suatu proses. Sarana ini, dalam laboratorium skala besar yang ada di Politeknik yaitu unit pengolahan air, unit pembangkit steam, unit pembangkit listrik, udara tekan dan lain-lain. Pada praktikum utilitas, pengoperasian hanya terbatas pada ketel uap (boiler) tipe KB-200.

Maksud dan tujuan dari praktikum ini adalah :

  1. Mempelajari cara kerja operasi, start up, shut down, regenerasi dan kondisi operasi dari peralatan boiler dan asesoris.
  2. Mengetahiu spesifikasi teknis dari peralatan : - Boiler
  3. - Pompa

  4. Mengamati dan mengambil data :
  5. Perhitungan : persentase kondensat return ke tangki feed water, persentase water make up, neraca energi antrara energi dari BBM dan steam yang dikeluarkan.
  6. Identifikasi dan evaluasi permasalahan yang sering timbul berdasarkan kesenjangan operasional penyedian utilitas di laboratorium pilot plant dengan materi studi pustaka.
  7. Saran tentang perbaikkan kinerja system, pengurangan water make up, peningkatan effisien system dan lain-lain.

Selama melakukan praktikum pilot plant ini, manfaat yang akan diperoleh oleh praktikan adalah akan mengetahui seluk beluk tentang boiler seperti yang telah diuraikan pada tujuan-tujuan diatas yang meliputi cara-cara analisis kualitas air umpan boiler,menghitung neraca energi berdasarkan data yang diambil pada alat

dan lain-lain yang biasanya hanya dipelajari dikelas saja

BAB II

STUDI PUSTAKA

System utilitas merupakan sarana penunjang yang diperlukan untuk operasi suatu proses.Salah satu sarana utilitas yang ada di Polban dan akan dibahas pada laporan ini adalah unit pembangkit steam (boiler). Spesifikasi boiler adalah sebagai berikut :

· Model : KB 204

· Fuel Consumption : 28,4 lt/jam

· Heating Surface : 7,2 m2

· Max. operasi pressure : 10 kg/cm2

· Water in full : 100 lt

· Feed water pump : 0,75 KW

· Effisiensi ketel : 88 % (pemakaian bahan bakar ekonomis)

· Pipa pemanas : vertikal

· Jenis pemanas : water tube

· tidak ada feed water preheater

· Sistem kontrol on-off otomatis akan memprioritaskan harga yang terendah diantara tekanan uap dan temperatur yang diatur (setting)

· Jenis steam : saturated steam

· Bahan bakar yang digunakan adalah kategori solar/diesel Pertamina dengan spesifikasi HHV : 44.775 kj/kg

Ketel uap dirancang dengan effisiensi tinggi yang mencapai harga 88 % serta ekonomis pemakaian bahan bakar dan bekerja secara otomatis, sehingga memudahkan pengoperasian.

· Penentuan energi yang diberikan solar

C1 = Vol. Solar x r solar x HHV solar

V solar = x p x (D tangki)2 x t

· Penentuan energi yang diterima steam

C2 = Vol. air yang masuk boiler x (Hv hw) x r air

V air = Q pompa x lama bunyi waktu pompa

Berdasarkan teori energi yang diberikan solar harus sama dengan energi yang diterima oleh steam.

Hal-hal yang mempengaruhi effisiensi boiler adalah bahan bakar dan kualitas air umpan boiler. Parameter-parameter yang mempengaruhi kualitas air umpan boiler antara lain :

1. Oksigen terlarut

Dalam jumlah yang tinggi dapat menyebabkan korosi pada peralatan boiler.

2. Kekeruhan

Dapat mengendap pada perpipaan dan peralatan proses serta mengganggu proses

3. pH

Bila tidak sesuai dengan standart kualitas air umpan boiler dapat menyebabkan korosi pada peralatan

4. Kesadahan

Merupakan kandungan ion Ca dan Mg yang dapat menyebabkan kerak pada peralatan dan perpipaan boiler sehingga menimbulkan local overheating.

5. Fe

Fe dapat menyebabkan air berwarna dan mengendap di saluran air dan boiler bila teroksidasi oleh oksigen

  1. Asiditas

Kadar asiditas yang tinggi dapat menyebabkan korosi.

No

Parameter

Satuan

Tekanan (0-10,54 kg/cm2)

1

Turbiditas

NTU

20

2

DO

mg/lt

1,5

3

Kesadahan

mg/lt CaCO3

80

4

Bikarbonat

mg/lt

50

5

pH minimum

-

8,0

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

Pada praktikum pilot plant ini data-data yang akan diambil adalah :

· Laju konsumsi solar

· Tinggi dan diameter tangki

· Laju pemberian phosphat

· Kondisi operasi pada boiler

· Debit air boiler meliputi debit water make- up , kondensat return dan blow down.

· Kualitas air umpan boiler.

III. 1. Metode Pengambilan Data

· Penentuan laju konsumsi solar

    1. Tinggi solar diukur melalui skala yang terdapat di samping tangki solar.
    2. Pengukuran dilakukan sebanyak 4 x 1 jam.
    3. Volum solar dapat diketahui dengan cara mengalikan tinggi solar dengan diameternya. Volume solar = 0,25 x p x (diameter2) x tinggi.
    4. Diameter tangki diukur dengan penggaris.

· Penentuan laju pemberian phospat

    1. Laju pemberian phospat dapat ditentukan dari frekuensi bunyi pompa yang menandakan pemberian phospat selama 2 x 1 jam.
    2. Ketika pompa berbunyi di dalam alat digitalnya terdapat nilai bukaan valve yang telah dikalibrasi dengan laju alir phospat dalam ml/menit.

· Penentuan kondisi operasi pada boiler

    1. Untuk tekanan steam yang dihasilkan diukur melalui barometer yang terdapat pada boiler

· Penentuan debit air

    1. Make up water
    2. Debit make up diukur melalui aliran air yang masuk ke dalam feed water tank. Air ditampung di dalam gelas ukur selama 15 detik.

    3. Kondensat return
    4. Debit kondensat return diukur melalui aliran air yang keluar pipa keluaran kondensat dengan cara yang sama seperti diatas.

    5. Aliran blow down

Debit blow down diukur melalui aliran air yang keluar dari boiler dengan cara membuka kran yang terletak dibawah boiler selama 10 detik dan ditampung didalam gelas ukur.

III.2 Metode Analisa Data laboratorium

· Penentuan konduktivitas (daya hantar listrik)

    1. Alat yang digunakan adalah konduktometer yang sebelumnya telah dikalibrasi dengan larutan KCl 0,1 M, dimana temperaturnya dianggap 25oC. Konduktivitas dari larutan KCl 12,88 mS/cm.
    2. Sampel air yang akan dianalisa dimasukkan dalam gelas kimia lalu diukur konduktivitasnya dengan cara mencelupkan elektroda kaca ke dalam sample tersebut dengan memijit tombol "cond" nilai konduktivitas akan segera muncul.
    3. · DO (dissolved oxygen) dan Temperatur

      1. DO dan temperatur diukur dalam satu alat yang dinamakan DOmeter.
      2. DO diukur dengan cara mencelupkan elektroda ke dalam larutan sample lalu menekan tombol O, nilai DO akan terbaca pada layar dalam satuan mg/lt.
      3. Temperatur diukur dengan cara mencelupkan elemen ke dalam larutan sampel lalu menekan tombol "mode" sampai layar menunjukan satuan derajad celcius.

· Kekeruhan (Turbidity)

    1. Kekeruhan diukur dengan alat yang dinamakan turbiditimeter dengan satuan NTU (Net Turbidity Unit).
    2. Sebelum digunakan alat dikalbrasi dengan larutan yang mempunyai kekeruhan 25 NTU. Skala diputar sampai layar menunjukkan 25 NTU.
    3. Sample dimasukkan ke dalam botol sample ditutup, dimasukkan ke dalam alat ukur, nilainya akan terlihat dalam layar.

· pH

    1. pH diukur dengan pHmeter yang sebelumnya telah dikalibrasi dengan larutan buffer pH 4 dan 7.
    2. pH larutan sample diukur dengan cara mencelupkan elektroda kaca pada larutan tersebut lalu tekan tombol "meas" dan lihat angkanya pada layar.

· Kesadahan

    1. Mengambil 25 ml sample dalam elemeyer dalam 200 ml lalu menambahkan 2 ml larutan buffer 10 dan sedikit bubuk indikator EBT. Lalu diaduk sampai berwarna merah anggur.
    2. Larutan a diatas dititrasi dengan EDTA 1/28 N sampai berwarna biru laut lalu mencatat volum EDTA yang digunakan.

· Fe

    1. Kandungan Fe diukur dengan spektrofotometer visible.
    2. Membuat larutan standar Fe dari larutan induk Fe 10 ppm. Larutan standar dibuat dengan cara mengencerkan larutan induk sampai konsentrasi 0,1 ppm samapai 0,6 ppm, ke dalam masing-masing elemeyer ditambahkan 3 ml HNO3 4 N dan 5 ml KCSN 10%. Lalu masing-masing larutan ini diukur absorbansinya untuk memperoleh kurva kalibrasi.
    3. Untuk sample diambil 25 ml sample dicampur dengan 3 ml HNO3 4 N dan 5 ml KCSN 10%, lalu diukur absorbansinya setelah itu diinterpolasikan pada kurva kalibrasi.

· Asiditas

    1. 25 ml larutan sample dimasukkan ke dalam erlemeyer 200 lalu ditambahkan 3 tetes phenopthalein kemudian dititrasi dengan NaOH 0,1 N sampai berwarna merah muda, catat volum NaOH yang digunakan.
    2. Meneruskan titrasi dengan menambahkan dua tetes methyl orange pada larutan a diatas lalu dititrasi dengan HCl 0,1 N sampai warna orange berubah menjadi warna merah, catat volum HCl yang digunakan.

III. 3. Metode Evaluasi Perhitungan

a. Metode evaluasi perhitungan hasil analisis laboratorium

· Penentuan kesadahan

Kesadahan (oG) = x ml EDTA x M EDTA x 28/10

1oG = 10 mg/l CaO

1 mg/l CaO = mg/l CaCO3

· Penentuan asiditas

p = volume NaOH yang diperlukan untuk titrasi (ml)

m= volume HCl yang diperlukan untuk titrasi (ml)

Bila p < m , maka larutan mengandung CO2 dan HCO3-

CO2 ( mg/l ) = x 2p ml x N. NaOH x

HCO3- (mg/l ) = x [(vol HCl x N. HCl)-(vol NaOH x N.NaOH) x 61

· Penentuan kadar besi (Fe)

Absorbansi dari sample diinterpolasikan ke dalam kurva kalibrasi untuk diketahui konsentrasinya.

  1. Metode evaluasi perhitungan neraca energi

· Penentuan energi yang diberikan solar

C1 = Vol. Solar x r solar x HHV solar

V solar = x p x (D tangki)2 x t

· Penentuan energi yang diterima steam

C2 = Vol. air yang masuk boiler x (Hv hw) x r air

V air = Q pompa x lama bunyi waktu pom

BAB IV HASIL PERCOBAAN

· Pengamatan laju konsumsi solar

No.

Waktu pengamatan

Laju alir solar (lt/jam)

Keterangan

1

09.30

3,85

Laju alir rata-rata = 4,8 lt/jam

2

10.30

3,85

3

11.30

7,7

4

12.30

3,85

· Pengamatan laju pemberian phospat

No

Waktu pengamatan

Laju alir pemberian phospat (lt/jam)

PH larutan phospat

1

10.15

24,6

5,83

2

11.15

24,6

5,77

· Pengamatan boiler

No

Tekanan steam (Kg/cm2)

Suhu steam(oC)

Tekanan Off

Tekanan on

1

4,25

144

4,25

1,5

2

4,5

4,5

2

3

4,25

4,25

1,5

4

4,5

4,5

2

· Pengamatan Debit Air Umpan Boiler

No

Waktu Pengamatan

Water Make Up

Kondensat Return

Blow Down

1

09.30

6,3 ml/dt

14,6 ml/dt

25 ml/dt

2

10.30

4,4 ml/dt

8,7 ml/dt

3,7 ml/dt

3

11.30

4,7 ml/dt

15,0 ml/dt

40,5 ml/dt

4

12.30

4,3 ml/dt

12,4 ml/dt

41,5 ml/dt

 

· Pengamatan Kualitas Air Umpan Boiler

No

Parameter

Satuan

Feed Water

Effluent R-Kation

Feed Water Tank

Kondensat

Air Boiler

1

DHL

mS/cm

0,29

0,26

-

0,26

0,27

-

-

0,323

0,340

2

DO

mg/lt

8,6

26,3

-

9,0

16,5

-

-

-

-

3

Kekeruhan

NTU

1,2

1,0

1,0

3,6

4,1

3,5

135,6

135,8

11,5

12,8

4

pH

6,42

7,79

8,16

8

8,4

7,98

8,56

8,28

7,86

8,12

5

Suhu

oC

25,3

25,4

-

-

27,3

30,6

30

30

-

-

6

Kesadahan

mg CaCO3

600,3

531,25

139,14

153,86

150,714

158,93

135

53

-

-

7

Fe

mg/lt

0,0152

0,462

0,015

0,132

0,394

0,141

-

-

0,2288

0,1803

8

Asiditas

Mg/ltCaCO3

-

-

-

-

140

347,32

-

-

257,2

268,51

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BAB V

PEMBAHASAN

V.1 Pembahasan Hasil Analisa Laboratorium Tentang Kualitas Air Umpan Boiler.

Berdasarkan data-data pada percoban yang diperoleh dari analisa labaoratorium, ternyata terdapat beberapa penyimpangan pada beberapa parameter air bila dibandingkan dengan standar kualitas air umpan boiler yang terdapat pada literature. Karena boiler dioperasikan pada tekanan 4 kg/cm2, maka data dibandingkan pada standar dengan tekanan 0-150 kg/cm2.

Untuk kadar oksigen terlarut, nilai standarnya adalah 1,5 mg/l. Sedangkan data analisa menyatakan bahwa kadar oksigen terlarut pada air umpan boiler (feed water dan tangki feed water) masing-masing adalah 8,6mg/l dan 9,0mg/l pada 1 jam pertama , 2 jam berikutnya kadar oksigen pada feed water dan tangki feed water masing-masing adalah 26,3mg/l dan 16,5mg/l. Kadar oksigen pada air umpan boiler ini tidak memenuhi syarat, karena nilainya jauh berada diatas nilai standar. Kandungan oksigen yang tinggi akan menyebabkan korosi pada boiler.

Untuk kekeruhan, nilai standarnya adalah 20 NTU . Data analisa menyatakan bahwa kekeruhan pada feed water adalah 1,2 NTU dan 1,0 NTU. Sedangkan pada tangki feed water kekeruhan bernilai 4,1 dan 3,5 NTU. Dari segi kekeruhan berarati air umpan boiler ini sudah memenuhi persyaratan standar kualitas air umpan boiler.

Untuk pH, nilai standarnya adalah 8,0. pH pada feed water hanya 6,42. Hal ini tidak menjadi masalah karena nilai pH dapat dinaikkan dengan penambahan phospat pada tangki feed water. pH pada tangki feed water adalah 8,16, tidak terpaut jauh dengan dengan nilai pH standar, jadi masih bisa dianggap memenuhi syarat.

Untuk kesadahan, nilai standarnya adalah 80 mg/l CaCO3. Kesadahan yang terdapat pada feed water adalah 609,29 mg/l CaCO3 dan 531,25 mg/l CaCO3. Kesadahan ini dapat diatasi dengan penggunaan softener. Tapi ternyata air keluaran softener (effluent) juga masih mengandung kesadahan yang tinggi yaitu 139,43 mg/lCaCO3 dan 153,86 mg/l CaCO3. Hal ini dapat disebabkan oleh sudah jenuhnya resin dalam softener yang digunakan.Pada tangki feed water nilai kesadahan tidak terlalu jauh dengan nilai kesadahan yang ada pada effluent softener yaitu 150,714 mg/lCaCO3 dan 158,93 mg/l CaCO3. Pada air kondensat kesadahan menurun dengan nilai 35 mg/l CaCO3 dan 53 mg/l CaCO3, hal ini dapat disebabkan karena adanya pemanasan tinggi pada saat boiler dioperasikan sehingga sebagian kesadahan berkurang.

Untuk kadar Fe nilai standarnya adalah maksimal 10 ppm Fe. Dari semua hasil analisa besi pada air umpan boiler, semuanya memenuhi syarat karena nilainya berada dibawah nilai standar.

Untuk nilai asiditas, tidak ada nilai standar untuk asiditas total, yang ada hanya standar nilai asiditas yang disebabkan oleh kandungan ion HCO3- yaitu 50 mg/l. Kandungan HCO3- pada tangki feed water adalah 139,592 mg/l dan 139,08 mg/l.Tingginya kadar ion ini akan menyebabkan pembusaan dan carry over padatan dan CO2 ke steam sebagai sumber korosi aliran kondensat. Pada air boiler juga terdapat kandungan ion HCO3- yang tinggi yaitu 136,08mg/l dan 136,64 mg/l.

Pada perhitungan diatas didapatkan effisiensi boiler yang digunakan pada Laboratorium Pilot Plant Teknik Kimia Polban setelah beberapa tahun lamanya yaitu sebesar 83 %. Sedangkan effisiensi yang tercantum pada spesifikasi boiler sebesar 88 %, perbedaan ini disebabkan karena laju penggunaan solar yang lebih sedikit dari standart yang telah ditetapkan dan tekanan yang digunakan pada spesifikasi boiler 10 kg/cm2 tetapi tekanan settingnya hanya 4,25 kg/cm2 sehingga menghasilkan panas steam yang kurang pula. Hal ini bukan berarti boilernya mengalami kerusakan tetapi memang panas steam yang diinginkan hanya sekitar + 130 oC dan juga dimungkinkan oleh kualitas air umpan boiler yang buruk karena tangki feed water tank-nya sudah mengalami korosi.

Lampiran II

Contoh perhitungan

a. Neraca energi dari BBM (solar) dan steam

V solar = 1/4 x p x (D tangki)2 x D t

Dimana: V solar : Jumlah solar yang dikonsiumsi selama satu jam (m3)

D t : Selisih ketimggian solar (m)

V solar = 0.25x 3,14 x (80.10-2 m)2 x 4.10-2 m

= 0,0201 m3

Q1 = Vol. Solar x r solar x HHV solar

Dimana : Q1 : Kalor yang dilepas dari pembakaran solar

HHV : 44450 kJ/Kg

Untuk pengamatan pada jam 1100-1200

Q1 = 0,0201 m3 x 950 kg/m3 x 44450 kj/kg

= 654692,5 kj

Penentuan energi yang diterima steam

Asumsi : Air feed boiler semuanya teruapkan menjadi steam maka massa steam sama dengan massa iar umpan boiler.

V air masuk boiler = Q pompa x total lama bunyi pompa

= 11 gallon/menit x 2.992 menit

= 32.91 gallon

= 0,1244 m3

Q2 (steam) = Vol. air yang masuk boiler x (Hv hw) x r air

Dimana : Hv : Entalpi steam

Hw : Panas leten

Q steam = 0,1244 m3 x ( 2737.6-604.7) kJ/Kg x 1000 kg/m3

= 340557.44 kj

Penentuan Effisiensi Boiler

= (energi yang diterima steam / energi yang diberikan solar) x 100 %

= 52.02 %

b. Presentasi kondensat return ke tangki feed water

= (Laju kondensat return/Laju feed umpan boiler) x 100 %

Untuk data pengmatan selama jam 1100-1200

6mL/detik x 3600 detik/jam x 1L/1000 mL


= x 100 %

0.1244 m3 x 1m3/1000L

= 17.4 %

c. Persentase water make up

= ( Laju water make up/laju feed boiler) x 100 %

30 ml/detikx 3600 detik /jam x 1L/1000 mL


= x 100 %

0.1244 m3 x 1m3/1000 L

d. Penentuan laju phospat

= (total waktu pompa bunyi x 34 mL/Menit)

Data Untuk pengamatan pada jam 1100-1200

=179.5 detik x (Menit/ 60 detik) x34 mL/Menit

=101.72

 

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

1. Effisiensi boiler sebesar 83 %.

2. Parameter kualitas air umpan boiler yang memenuhi standart hanya kekeruhan dan pH saja, yang lainnya tidak memenuhi standart.

3. Hal-hal yang mempengaruhi effisiensi boiler adalah bahan bakar dan kualitas air umpan boiler.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lampiran I

· Pengamatan laju konsumsi solar

No.

Waktu pengamatan

Ketinggian Solar (cm)

Keterangan

1

1100

76

Tinggi tangki= 100 cm,diameter = 80 cm

2

1200

72

3

1300

69

4

1400

67

· Pengamatan laju pemberian phospat

No

Waktu pengamatan

Laju alir phospat (ml/menit)

PH

Frekuensi pemberian phospat tiap jam

1

1100

34

7.15

15x

2

1200

34

9.68

15 x

· Pengamatan boiler

No

Tekanan steam (Kg/cm2)

Suhu steam(oC)

Tekanan Off

Tekanan on

1

4,25

144

4,25

1,5

2

4,5

4,5

2

3

4,25

4,25

1,5

4

4,5

4,5

2

· Pengamatan Debit Air Umpan Boiler

 

No.

Lama bunyi pompa (Detik)

1100

1200

1300

1.

13

13

11

2.

13

12

12

3.

10

11

11

4.

11

12

12

5.

13

11

12

6.

12

12

 

7.

10

15

 

8.

12

11

 

9.

12

17

 

10.

12

10

 

11.

11.5

12

 

12.

13

12

 

13.

13

13

 

14.

12

12

 

15.

12

12

 

total

197.5

187.5

58

No

Waktu Pengamatan

Water Make Up (ml/6 dt)

Kondensat Return (ml/2dt)

Blow Down (ml/3dt)

1

1100

180

12

 

2

1200

192

26.6

 

3

1300

60

Tetes

 

 

· Data Analisa Kesadahan

Sumber air

Volume EDTA yang dititrasikan (ml)

Feed water 1

8,530

Feed water 2

7,438

Effluent 1

1,948

Effluent 2

2,154

Tangki feed water 1

2,110

Tangki feed water2

2,224

Kondensat1

0,490

Kondensat 2

0,744

Keterangan : Volume sample = 25 ml

Konsentrasi EDTA = 1/28 N

· Data Analisa Asiditas

Sumber air

Volume NaOH (ml)

Volume HCl (ml)

Tangki feed water1

0,104

0,814

Tangki feed water 2

0,078

0,648

Air boiler 1

0,066

0,634

Air boiler 2

0,078

0,638

Keterangan : Volume sample = 25ml

Konsentrasi NaOH = 0,1 N

Konsentrasi HCl = 0,1 N

Volume NaOH = p ml

Volume HCl = m ml

· Data Analisa Kadar Fe

  1. Penentuan kurva kalibrasi standar Fe

Konsentrasi Fe (ppm)

Absorbansi (nm)

0

0

0,1

0,012

0,2

0,025

0,3

0,036

0,4

0,046

0,5

0,051

0,6

0,063

b. Absorbansi air sampel

Sumber air

Absorbansi (nm)

Feed water 1

0,004

Feed water2

0,005

Effluent 1

0,004

Effluent 2

0,016

Tangki feed water1

0,043

Tangki feed water 2

0,017

Air boiler1

0,026

Air boiler 2

0,021

 

 

 

Hasil Percobaan

  1. Pengamatan laju konsumsi solar
  2. No

    Waktu Pengamatan

    D Ketinggian Solar (Cm)

    Konsumsi Solar (L)

    1.

    1100-1200 WIB

    4

    20.096

    2.

    1200-1300 WIB

    3

    15.872

    3.

    1300-1400 WIB

    2

    10.048

    Dimensi tangki solar

    Tinggi : 100 Cm

    Diameter : 80 Cm

    Keterangan :

  3. Pengamtan laju pemberian phospat
  4. No.

    Waktu Pengamatan

    PH Phospat

    Frekuansi pemberian Phospat

    TotalWaktu

    (Detik)

    Volume Phospat

    (mL)

    1.

    1100-1200 WIB

    7.15

    15 Kali

    179.5

    101.7

    2.

    1200-1300 WIB

    9.68

    15 Kali

    185.5

    105.116

    Keterangan : Laju Phospat = 34 mL/Menit

  5. Pengamatan Boiler
  6. No.

    Tekanan Steam

    Suhu Steam

    Tekanan Off

    Tekanan On

    Blow Down

    Keterangan

    1.

    4

    143.6

    4.25

    2

    2-3 Kali

    Bow down tiap praktikum

    2.

    4

    143.6

    4

    2

    3.

    4

    143.6

    4.25

    2

    4.

    4

    143.6

    4

    2

    Setting tekanan :

    Setting tekanan Differensial :

  7. Pengamatan debit air umpan boiler
  8. No.

    Waktu

    Pengamatan

    Water Make Up

    (mL/detik)

    Kondensat Return (mL/detik)

    Aliran ke Boiler

    Blow down

    A (Detik)

    B

    C (L)

    1.

    1100-1200 WIB

    30

    6

    179.5

    15 Kali

    124.4

    Satu kali

    2.

    1200-1300 WIB

    32

    13.3

    185.5

    15 kali

    128.5

    Satu kali

    3.

    1300-1400 WIB

    10

    3

    58

    5 kali

    40.2

    Satu kali

    Keterangan A= Lama Setiap operasi (Total buniyi dalam satu jam)

    B= Frekuensi operasi setiap jam

    C= Debit aliran

    Debit aliran pompa 11 Gpm

  9. Pengamatan kualitas air umpan boiler
  10. No

    Parameter

    Feed water

    Effluent R-Kation

    Tangki feed water

    Kondensat

    Air boiler

    1.

    DHL (mS/Cm)

    1.718

    0.313

       

    0.288

    0.252

       

    0.408

    0.492

    2.

    DO (mg/L)

    2.1

    2.4

       

    2.3

    1.8

           

    3.

    Kekeruhan (NTU)

    0.59

    1.6

    0.91

    0.83

    1.09

    2.9

    130.3

    103.3

    5.7

    12.54

    4.

    PH

    7

    8.23

    9.16

    9.02

    8.06

    9.15

    8.18

    8.6

    9.01

    9.24

    5.

    Suhu (° C)

    25.3

    26.2

       

    41

    43

    60

    62

       

    6.

    Kesadahan (mg/L)

    1.028

    0.951

    0.7998

    0.976

    0.853

    0.8558

    -

    -

       

    7.

    Fe

    -

    0.062

    -

    0.0005

    0.001

    0.0003

       

    0.0003

    0.005

    8.

    Alkalinitas (mg/L)

             

    139.498

       

    129.926

    110.74

     

  11. Keterangan kondisi laboratorium

Peralatan laboratorium Pilot Plant yang beroperasi adalah:

  1. Falling film evaporator
  2. Ekstraksi padat-cair
  3. Distilasi
  4. Fluidized bed dryer
  5. Stirer tank

 

Neraca energi dari BBm dan steam

Waktu pengamatan

Kalor BBM

Steam

Effesiensi ( %)

1100-1200

848772.75

340557.44

40.2

1200-1300

636775.5

260475.08

40.9

1300-1400

424513.06

81445

19.2

Presentasi kondensat return ke tangki feed water

Waktu pengamatan

air feed boiler (Liter)

Make up (Liter)

Effesiensi (%)

1100-1200

124.4

108

86.82

1200-1300

128.5

115.2

89.85

1300-1400

40.2

36

89.55

 

 

Presentasi kondensat return

Waktu pengamatan

Air boiler umpan (L)

Kondensat return (L)

Effesiensi (%)

1100-1200

124.4

21.6

17.4

1200-1300

128.5

47.88

37.3

1300-1400

40.2

tetes

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BAB V

PEMBAHASAN

V.1 Pembahasan Hasil Analisa Laboratorium Tentang Kualitas Air Umpan Boiler.

Berdasarkan data-data pada percoban yang diperoleh dari analisa labaoratorium, ternyata terdapat beberapa penyimpangan pada beberapa parameter air bila dibandingkan dengan standar kualitas air umpan boiler yang terdapat pada literature. Karena boiler dioperasikan pada tekanan 4 kg/cm2, maka data dibandingkan pada standar dengan tekanan 0-150 kg/cm2.

Untuk kadar oksigen terlarut, nilai standarnya adalah 1,5 mg/l. Sedangkan data analisa menyatakan bahwa kadar oksigen terlarut pada air umpan boiler (feed water dan tangki feed water) masing-masing adalah 8,6mg/l dan 9,0mg/l pada 1 jam pertama , 2 jam berikutnya kadar oksigen pada feed water dan tangki feed water masing-masing adalah 26,3mg/l dan 16,5mg/l. Kadar oksigen pada air umpan boiler ini tidak memenuhi syarat, karena nilainya jauh berada diatas nilai standar. Kandungan oksigen yang tinggi akan menyebabkan korosi pada boiler.

Untuk kekeruhan, nilai standarnya adalah 20 NTU . Data analisa menyatakan bahwa kekeruhan pada feed water adalah 1,2 NTU dan 1,0 NTU. Sedangkan pada tangki feed water kekeruhan bernilai 4,1 dan 3,5 NTU. Dari segi kekeruhan berarati air umpan boiler ini sudah memenuhi persyaratan standar kualitas air umpan boiler.

Untuk pH, nilai standarnya adalah 8,0. pH pada feed water hanya 6,42. Hal ini tidak menjadi masalah karena nilai pH dapat dinaikkan dengan penambahan phospat pada tangki feed water. pH pada tangki feed water adalah 8,16, tidak terpaut jauh dengan dengan nilai pH standar, jadi masih bisa dianggap memenuhi syarat.

Untuk kesadahan, nilai standarnya adalah 80 mg/l CaCO3. Kesadahan yang terdapat pada feed water adalah 609,29 mg/l CaCO3 dan 531,25 mg/l CaCO3. Kesadahan ini dapat diatasi dengan penggunaan softener. Tapi ternyata air keluaran softener (effluent) juga masih mengandung kesadahan yang tinggi yaitu 139,43 mg/lCaCO3 dan 153,86 mg/l CaCO3. Hal ini dapat disebabkan oleh sudah jenuhnya resin dalam softener yang digunakan.Pada tangki feed water nilai kesadahan tidak terlalu jauh dengan nilai kesadahan yang ada pada effluent softener yaitu 150,714 mg/lCaCO3 dan 158,93 mg/l CaCO3. Pada air kondensat kesadahan menurun dengan nilai 35 mg/l CaCO3 dan 53 mg/l CaCO3, hal ini dapat disebabkan karena adanya pemanasan tinggi pada saat boiler dioperasikan sehingga sebagian kesadahan berkurang.

Untuk kadar Fe nilai standarnya adalah maksimal 10 ppm Fe. Dari semua hasil analisa besi pada air umpan boiler, semuanya memenuhi syarat karena nilainya berada dibawah nilai standar.

Untuk nilai asiditas, tidak ada nilai standar untuk asiditas total, yang ada hanya standar nilai asiditas yang disebabkan oleh kandungan ion HCO3- yaitu 50 mg/l. Kandungan HCO3- pada tangki feed water adalah 139,592 mg/l dan 139,08 mg/l.Tingginya kadar ion ini akan menyebabkan pembusaan dan carry over padatan dan CO2 ke steam sebagai sumber korosi aliran kondensat. Pada air boiler juga terdapat kandungan ion HCO3- yang tinggi yaitu 136,08mg/l dan 136,64 mg/l.

Pada perhitungan diatas didapatkan effisiensi boiler yang digunakan pada Laboratorium Pilot Plant Teknik Kimia Polban setelah beberapa tahun lamanya yaitu sebesar 83 %. Sedangkan effisiensi yang tercantum pada spesifikasi boiler sebesar 88 %, perbedaan ini disebabkan karena laju penggunaan solar yang lebih sedikit dari standart yang telah ditetapkan dan tekanan yang digunakan pada spesifikasi boiler 10 kg/cm2 tetapi tekanan settingnya hanya 4,25 kg/cm2 sehingga menghasilkan panas steam yang kurang pula. Hal ini bukan berarti boilernya mengalami kerusakan tetapi memang panas steam yang diinginkan hanya sekitar + 130 oC dan juga dimungkinkan oleh kualitas air umpan boiler yang buruk karena tangki feed water tank-nya sudah mengalami korosi.

Lampiran II

Contoh perhitungan

a. Neraca energi dari BBM (solar) dan steam

V solar = 1/4 x p x (D tangki)2 x D t

Dimana: V solar : Jumlah solar yang dikonsiumsi selama satu jam (m3)

D t : Selisih ketimggian solar (m)

V solar = 0.25x 3,14 x (80.10-2 m)2 x 4.10-2 m

= 0,0201 m3

Q1 = Vol. Solar x r solar x HHV solar

Dimana : Q1 : Kalor yang dilepas dari pembakaran solar

HHV : 44450 kJ/Kg

Untuk pengamatan pada jam 1100-1200

Q1 = 0,0201 m3 x 950 kg/m3 x 44450 kj/kg

= 848772.75 kj

Penentuan energi yang diterima steam

Asumsi : Air feed boiler semuanya teruapkan menjadi steam maka massa steam sama dengan massa iar umpan boiler.

V air masuk boiler = Q pompa x total lama bunyi pompa

= 11 gallon/menit x 2.992 menit

= 32.91 gallon

= 0,1244 m3

Q2 (steam) = Vol. air yang masuk boiler x (Hv hw) x r air

Dimana : Hv : Entalpi steam

Hw : Panas leten

Q steam = 0,1244 m3 x ( 2737.6-604.7) kJ/Kg x 1000 kg/m3

= 340557.44 kj

Penentuan Effisiensi Boiler

= (energi yang diterima steam / energi yang diberikan solar) x 100 %

= 40.12 %

b. Presentasi kondensat return ke tangki feed water

= (Laju kondensat return/Laju feed umpan boiler) x 100 %

Untuk data pengmatan selama jam 1100-1200

6mL/detik x 3600 detik/jam x 1L/1000 mL


= x 100 %

0.1244 m3 x 1m3/1000L

= 17.4 %

c. Persentase water make up

= ( Laju water make up/laju feed boiler) x 100 %

30 ml/detikx 3600 detik /jam x 1L/1000 mL


= x 100 %

0.1244 m3 x 1m3/1000 L

d. Penentuan laju phospat

= (total waktu pompa bunyi x 34 mL/Menit)

Data Untuk pengamatan pada jam 1100-1200

=179.5 detik x (Menit/ 60 detik) x34 mL/Menit

=101.72 mL