Transcript
Page 1: Proposal Skripsi DPA FIX.docx

PROPOSAL SKRIPSI

ANALISA SISTEM PENUKAR KALOR

PADA HEAT RECOVERY FUEL SYSTEM

DI PLTD BATAKAN

Diajukan Untuk Melengkapi Salah Satu Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana

Strata Satu (S-1) Teknik Mesin

Disusun oleh :

Nama : DWI PUTRA ADIGUNA

NRP : 1230.311.046

Peminatan : Konversi Energi

JURUSAN TEKNIK MESIN STRATA (S-1)

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAKARTA

2013

Page 2: Proposal Skripsi DPA FIX.docx

Perihal : Permohonan Persetujuan Judul Skripsi

Kepada Yth,

Frederikus Konrad M.B, ST.MT.MM

Ketua Program Teknik Mesin S-1

di Tempat

Dengan hormat,

Saya yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : DWI PUTRA ADIGUNA

Nrp : 1230.311.046

Fakultas : Teknik

Jurusan : Teknik Mesin Strata Satu (S-1)

Dengan ini bermaksud mengajukan permohonan judul skripsi untuk melengkapi persyaratan Kurikulum Sarjana Strata Satu (S-1) di Jurusan Teknik Mesin, adapun Judul Skripsi yang

diambil adalah : “ANALISA SISTEM PENUKAR KALOR PADA HEAT RECOVERY FUEL SYSTEM DI PLTD BATAKAN “ Besar harapan saya

apabila judul tersebut dapat diterima. Atas perhatian dan dukungannya saya ucapkan terima kasih.

Jakarta, 2013

Hormat Saya,

(Dwi Putra A.)

Page 3: Proposal Skripsi DPA FIX.docx

LEMBAR PERSETUJUAN

PROPOSAL SKRIPSI

Nama : Dwi Putra Adiguna

NRP : 1230.311.046

Fakultas/Jurusan : Teknik /Teknik Mesin Strata Satu (S-1)

Peminatan : Konversi Energi

Judul : ANALISA SISTEM PENUKAR KALOR

PADA HEAT RECOVERY FUEL SYSTEM

DI PLTD BATAKAN

Disetujui Oleh :

Pembimbing

( Ir. Saut Siagian, MT.)

Mengetahui:

Kaprogdi Teknik Mesin S-1

(Frederikus Konrad M.B, ST., MT., MM.)

Page 4: Proposal Skripsi DPA FIX.docx

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG MASALAH

Energi listrik merupakan suatu kebutuhan yang primer bagi kehidupan manusia disaat

seperti sekarangi ini. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut dibangunlah beberapa pusat

pembangkit tenaga listrik yang dikelola oleh PT. PLN (Persero) untuk Negara Indonesia. Pusat

pembangkit tenaga listrik dapat dibedakan dari beberapa jenis seperti PLTU, PLTG, PLTGU,

PLTA, PLTP dan PLTN. Pada prosesnya, pembangkit tersebut dibangun untuk memenuhi

kebutuhan masyarakat umum.

Salah satu pembangkit swasta di wilayah Balikpapan Kalimantan Timur, ada PLTD

Cogindo Batakan yang memproduksi minimal output 32 MW untuk di distribusikan ke sektor

Mahakam. Peran PLTD Batakan tersebut juga lumayan besar dengan menyalurkan 25% untuk

Balikpapan dan 13% untuk sistem Mahakam. Pembangkit Lisrik Tenaga Diesel tersebut

menggunakan MFO (Marine Fuel Oil) sebagai sumber bahan bakarnya. Untuk operasi

standarnya, hampir sama seperti mesin diesel pada umumnya, hanya saja keluaran yang

diperoleh adalah energi listrik. Energi listrik diperoleh dari generator yang di couple oleh Diesel

Engine, sehingga generator dapat berputar dan menghasilkan energi listrik.

MFO merupakan bahan bakar residu yang terdiri dari banyak kandungan di dalamnya.

Sebelum digunakan sebagai bahan bakar yang masuk ke Diesel Engine, tentunya ada beberapa

treatment yang perlu dilakukan sebagai persyaratan. Treatment yang dilakukan adalah dengan

pemisahan antara kotoran (sludge), air, dan partikel lain yang tidak dibutuhkan untuk

Page 5: Proposal Skripsi DPA FIX.docx

pembakaran. Setelah proses separasi tersebut, MFO yang sudah difilter dimasukkan ke dalam

Daily Tank untuk siap didistribusikan menuju Diesel Engine.

Di dalam Daily Tank tersebut, ada juga proses pemanasan MFO yang dilakukan sebelum

memasuki Diesel Engine. Proses pemanasan tersebut memanfaatkan energi panas dari ruang

bakar dengan mensirkulasikan MFO dari Daily Tank menuju Exhaust Pipe secara kontinu hingga

persyaratan panas terpenuhi. Sirkulasi dilakukan secara terus-menerus hingga panas MFO dalam

Daily Tank dapat tercapai sekitar 60°C. Setelah proses pemanasan tersebut terpenuhi, pompa

feeder akan beroperasi mendistribusikan MFO dari Daily Tank menuju Diesel Engine. Bila

sebelum Diesel Engine beroperasi, maka digunakan heater sebagai pemanas dalam Daily Tank.

Dalam prosesnya, ternyata pemenuhan temperatur yang dibutuhkan mengalami beberapa

kendala seperti panas tidak terpenuhi sesuai waktunya sehingga heater akan terus beroperasi.

Dengan melakukan analisa dalam skripsi ini, diharapkan dapat diketahui berapa nilai efisiensi

dari peralatan yang terpasang dan akan melakukan perbandingan dengan jenis alat penukar kalor

yang lain.

1.2 RUMUSAN MASALAH

Untuk pemanasan bahan bakar MFO sebelum memasuki ruang bakar, diperlukan alat

penukar kalor sebagai alat bantu pemanasan selain heater. Analisa sistem penukar kalor ini

dimaksudkan untuk mengetahui seberapa besar efisiensi dari alat yang tersedia dan melakukan

perbandingan dengan alat penukar kalor jenis lain.

Page 6: Proposal Skripsi DPA FIX.docx

1.3 TUJUAN PENELITIAN

Analisa pada sistem penukar kalor ini bertujuan untuk mengetahui nilai efisiensi dari alat

yang tersedia dan mencoba untuk membandingkan dengan alat penukar kalor jenis yang lain

sebagai salah satu inovasi dalam meningkatkan efisiensi pembangkit.

1.4 BATASAN MASALAH

Agar pembahasan masalah dalam skripsi ini lebih spesifik dan tidak meluas, sehingga

sesuai dengan harapan maka diperlukan batasan masalah sebagai berikut :

1. Analisa alat penukar kalor pada heat recovery fuel system di PLTD Batakan,

2. Melakukan perbandingan dengan menggunakan alat penukar kalor jenis shell & tube dan

double pipe heat exchanger.

1.5 SISTEMATIKA PENULISAN

Adapun sistematika penulisan yang digunakan adalah sebagai berikut :

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini berisi latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian, pembatasan

masalah dan sistematika penulisan.

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini berisi konsep dan teori dasar yang relevan dengan permasalahan yang

dibahas dan penelitian yang dilakukan serta dapat digunakan sebagai landasan dan

kerangka berpikir dalam proses penelitian.

Page 7: Proposal Skripsi DPA FIX.docx

BAB III : METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini berisi gambaran sistematis dengan penjelasan langkah-langkah penelitian

yang dilakukan, sesuai dengan metode yang akan dilakukan.

BAB IV : DATA DAN ANALISA

Bab ini berisikan pengumpulan data-data yang menunjang dalam penelitian ini,

serta menguraikan hasil pengolahan data.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisikan kesimpulan dari hasil pengolahan data dan analisis serta saran-saran

yang diperlukan untuk penerapan lebih lanjut.

Page 8: Proposal Skripsi DPA FIX.docx

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. PENGENALAN MFO

Marine Fuel Oil adalah bahan bakar minyak, yang digunakan untuk pembakaran

langsung di dapur-dapur industri dan pemakaian lainnya. MFO merupakan bahan bakar minyak

yang bukan termasuk jenis distilate, tetapi termasuk jenis residue yang lebih kental pada suhu

kamar serta berwarna hitam pekat.

Mutu MFO yang baik harus memenuhi batasan sifat – sifat yang tercantum pada

spesifikasi dalam segala cuaca. Karena secara umum bahan bakar MFO hanya dapat dipompa

dan diatomisasikan setelah melalui pemanasan terlebih dahulu.

Minyak mentah mengandung sekitar 500 jenis hidrokarbon dengan jumlah atom C-1

hingga 500. Titik didih hidrokarbon meningkat seiring dengan bertambahnya jumlah atom C

dalam molekulnya.

Salah satu hasil dari distilasi bertingkat yang dihasilkan pada suhu 130 derajat sampai

diatas 300 derajat celcius adalah MARINE FUEL OIL (minyak bakar). Minyak bakar ini

mempunyai jumlah atom C sekitar C31 s/d diatas C40. Yang dinyatakan dalam iso-alkana atau

n-alkana. Jadi perkiraan rumus kimianya adalah : C31H64, C32H66, C33H68,

C34H70,..............., dan seterusnya.

Pada dasarnya pembakaran merupakan reaksi cepat suatu senyawa dengan oksigen.

Selain itu, pembakaran juga merupakan hasil sejumlah besar reaksi yang rumit. Pada proses

Page 9: Proposal Skripsi DPA FIX.docx

pembakaran akan disertai dengan pembebasan kalor (panas) dan cahaya. Reaksi yang mungkin

terjadi adalah reaksi pirolisis yaitu pemecahan termal molekul besar menjadi molekul kecil tanpa

kehadiran oksigen jika bereaksi dengan oksigen maka reaksi ini akan menghasilkan nyala

(Fessenden dan Fessenden, 1997).

2.2. SIFAT KESELAMATAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA DIESEL

Pembangkit Listrik Tenaga Diesel cocok untuk lokasi dimana pengeluaran bahan bakar

rendah, persediaan air terbatas, minyak sangat murah dibandingkan dengan batubara dan semua

beban besarnya adalah seperti yang dapat ditangani oleh mesin pembangkit dalam kapasitas kecil

serta dapat berfungsi dalam waktu yang singkat.

Kegunaan dari suatu Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PTLD) adalah penyedia daya

listrik yang dapat berfungsi untuk :

Sebagai unit cadangan yang dijalankan pada saat unit peinbangkit utama yang ada

tidak dapat mencukupi kebutuhan daya listrik.

Sebagai unit pembangkit yang menyuplai listrik selama 24 jam atau sebagai

pemikul beban tetap. Sifat pengoperasian harus pada beban dasar yang

berkapasitas tertinggi dan tidak dipengaruhi oleh frekuensi beban tetap. Hal ini

memungkinkan juga bila pasokan dapat mengalami gangguan.

Sebagai unit beban puncak atau Peak Load. Bila PLTD dioperasikan pada beban

puncak. biasanya dalam waktu yang tidak lama. Karena dapat berfungsi untuk

menaikkan tegangan yang turun pada saat beban puncak.

Page 10: Proposal Skripsi DPA FIX.docx

Sebagai unit cadangan yang dijalankan saat keadaan darurat , saat terjadi

pemadaman pada unit pembangkit utama. Bila terjadi yang mengakibatksn

gangguan pada total seluruh jaringan listrik maka PLTD dapat beroperasi tanpa

bantuan tegangan dari luar dan langsung mengisi tegangan serta menanggung

beban listrik dengan cepat serta membutuhkan perhatian yang sedikit.

Prinsip kerja dari sebuah PLTD didasarkan pada siklus udara tekanan konstan (siklus Diesel)

sebagai berikut:

a. Fluida kerja dianggap sebagai gas ideal dengan kalor spesifik yang konstan.

b. Langkah isap (0 – 1) merupakan proses tekanan konstan.

c. Langkah kompresi (1 – 2) ialah proses isentropic.

d. Proses pembakaran pada tekanan konstan (2 – 3) dianggap sebagai proses pemasukan kalor.

e. Langkah kerja (3 – 4) ialah proses isentropic.

f. Proses pembuangan (4 – 1) dianggap sebagai proses pengeluaran kalor pada volume konstan.

g. Langkah buang (1 – 0) ialah proses tekanan konstan.

h. Siklus dianggap tertutup artinya siklus berlangsung dengan fluida kerja yang sama.

Page 11: Proposal Skripsi DPA FIX.docx

1

2

3

4

5 68 7

9 10

11

Demikian siklus berlangsung secara terus di dalam operasinya sebuah motor diesel yang

digunakan untuk menggerakkan generator yang menghasilkan energi listrik.

1. Fuel tank2. Fuel oil separator3. Daily tank4. Fuel oil booster5. Diesel motor6. Turbo charge : menaikkan efisiensi udara yang dicampur dengan bahan bakar dan

menaikkan tekanan serta temperaturnya7. Air intake filter8. Exhaust gas silencer9. Generator10. Main transformer transmission line

Page 12: Proposal Skripsi DPA FIX.docx

Kesimpulan dan Saran

Data Awal MFO dan Alat Penukar KalorLiteratur

Tinjauan Alat Penukar Kalor

Perhitungan Alat Penukar Kalor

Analisa

Sesuai TidakSesuai

Rubah ParameterKomparasi Alat Penukar Kalor

Data

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. DIAGRAM ALIR PERANCANGAN

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian

Page 13: Proposal Skripsi DPA FIX.docx

3.2. NARASI

Pada langkah awal dalam pembuatan skripsi ini adalah menentukan bahan apa yang akan

digunakan dalam penulisan ini dan melakukan diskusi pada dosen pembimbing yang

bersangkutan. Dalam penulisan ini diperlukan data-data yang bersangkutan dengan bahan skripsi

yang akan diambil, data-data tersebut diperoleh dari dua studi yang dilakukan, yaitu studi

pustaka dan studi lapangan.

Studi pustaka adalah pengambilan data dengan cara mempelajari buku-buku ilimiah yang

biasa dijadikan referensi, terutama menyangkut rumus-rumus dan perhitungan, sehingga akan

diperoleh hasil perhitungan yang baik serta akurat. Studi lapangan adalah pengambilan data yang

dilakukan dengan cara observasi langsung ke lapangan untuk mendapatkan spesifikasi data-data

yang berkaitan dengan permasalahan skripsi ini seperti suhu gas buang, serta data-data teknis

penunjang yang lainnya.

Setelah mendapatkan seluruh data yang dibutuhkan, kemudian dilakukan analisa untuk

menentukan hasil yang diharapkan dalam penulisan skripsi ini.

Page 14: Proposal Skripsi DPA FIX.docx

3.3. TABEL PENCAPAIAN SKRIPSI

N

o.

Keterangan

Bulan

Oktober November Desember Januari

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1 Studi Pustaka

2 Studi Lapangan

3 Pengambilan Data

4 Pengolahan Data

5 Analisa & Perhitungan

6 Kesimpulan & Saran

7 Pra Sidang

8 Sidang

Page 15: Proposal Skripsi DPA FIX.docx

CURRICULUM VITAE

Nama Lengkap : Dwi Putra Adiguna

Jenis Kelamin : Laki-laki

Agama : Islam

A l a m a t : Perumahan Bukit Pamulang Indah blok F 13/28

Pamulang, Tangerang Selatan (15417)

Telepon : 0852 8532 2401

Pembimbing Akademik : Ir. Saut Siagian, MT.

Fakultas : Fakultas Teknik

Jurusan : S-1 Teknik Mesin

NRP : 1230.311.046

Jabatan : Mahasiswa

Perguruan Tinggi : UPN “Veteran“ Jakarta

Alamat Perguruan tinggi : Jl. RS. Fatmawati, Pondok Labu. Jakarta Selatan

(12450) Telp. 021-7662045


Top Related