ANALISA KEBUTUHAN UDARA PEMBAKARAN PADA RUANG …

ANALISA KEBUTUHAN UDARA PEMBAKARAN PADA RUANG

BAKAR BOILER DENGAN BAHAN BAKAR BATUBARA

PLTU SURALAYA

SKRIPSI

PUNGKI

101.0311.037

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAKARTA

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

2014

ANALISA KEBUTUHAN UDARA PEMBAKARAN PADA RUANG

BAKAR BOILER DENGAN BAHAN BAKAR BATUBARA

PLTU SURALAYA

SKRIPSI

Diajukan Sebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar

Sarjana Teknik

PUNGKI

101.0311.037

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAKARTA

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

2014

ii

iii

iv

Analisa Kebutuhan Udara Pembakaran Pada Ruang

Bakar Boiler Dengan Bahan Bakar Batubara PLTU

Suralaya

ABSTRAK

Abstrak : Pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) adalah pembangkit listrik yang

memanfaatkan energi panas dari steam untuk memutar turbin. Sehingga dapat

digunakan untuk membangkitkan energi listrik melalui generator.Perubahan

produksi uap pada boiler diawali oleh perubahan jumlah konsumsi batubara, yang

berarti perubahan jumlah panas yang akan dihasilkan dari pembakaran batubara

tersebut. Perubahan ini diikuti oleh jumlah udara pembakaran. Pembakaran

batubara membutuhkan udara pembakaran yang tepat atau sesuai jumlahnya agar

terjadi pembakaran yang sempurna.Kajian ilmiah ini ditujukan untuk mengetahui

jumlah kebutuhan udara pembakaran pada boiler dengan menggunakan bahan

bakar batu bara subituminous, sehingga mencapai pembakaran yang sempurna.

Hasil dari analisis ini adalah kebutuhan udara pembakaran setelah dikurangi rugi – rugi adalah 4,811 kg udara/jam, jadi kebutuhan udara untuk membakar 287kgBB/jam adalah1380,754 kg udara/jam. Kata kunci: Jumlah kebutuhan udara pembakaran, boiler batubara

v

A Needs Assessment of the combustion air in the

Combustion fuel Boiler with Coal PLTU Suralaya

ABSTRACT

Steam power plant (power plant) is the power plants that utilize heat energy of the

steam to turn turbines. So it can be used to generate electricity through a

generator. Changes in the production of steam in the boiler preceded by changes

in the amount of coal consumption, which means that changes in the amount of

heat that will be generated from the combustion of coal. This change was followed

by a number of combustion air. Burning coal requires proper combustion air or

the appropriate amount so that complete combustion occurs. This scientific study

aimed to determine the amount of combustion air requirements on boilers using

coal fuel subituminous, so as to achieve complete combustion. The results of this

analysis is the combustion air requirements net of loss - loss of air is 4.811 kg / h,

so it needs air to burn 287 kg / h is 1380.754 kg air / h.

Key words: the amount of combustion air requirements, coal boilers

vi

KATA PENGANTAR

Puji syukur senantiasa selalu tercurah pada ALLAH SWT yang dengan

segalakebesaran dan kuasa-Nya selalu memberikan kemudahan, kekuatan serta

petunjukkepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.

Skripsi ini disusun dan diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh

gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Mesin Universitas Pembangunan

Nasional “Veteran” Jakarta. Topik yang dipilih merupakan kelompok dalam

bidang Konversi Energi dengan judul “Analisa Kebutuhan Udara Pembakaran

Pada Ruang Bakar Boiler Dengan Bahan Bakar Batubara PLTU Suralaya”.

Penyelesaian Skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak yang telah

diberikan kepada penulis. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih

yang tulus dan ikhlas kepada :

1. ALLAH SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayahnya,

kesehatan jasmani dan rohani, sehingga dapat menyelesaikan tugas

akhir/skripsi ini.

2. Terima kasih kepada kedua orang tua saya, bapak (Wagiman), emak

(Lasyem), yang selalu memberikan semangat serta dorongan.

3. Kakak (Andry, Sri abiarti) serta adek (Rima Deviana) keponakan

(Novika argafian, Nonik meliana danVirya).

4. Ir. M. Galbi Betha lembah, MT, selaku Ketua Prodi Teknik Mesin

Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jakarta.

5. Bapak Ir. Saut Siagian, MT, selaku Dosen Pembimbing yang telah

memberikan saran dan bimbingannya kepada penulis dalam

penyelesaian Skripsi ini.

6. Sahabat-sahabat seperjuangan Teknik Mesin Angkatan 2010

(Optimis2010), Tejo, Jangkung, Batak, Jait, Tomo, Alay, Doyok,

Capung, Bokir, Caplang, Ibeng, Bokep, Jamet, Ucok, Bopak, Jangkrik,

Arab, Pitak, Emon, Bogel, Elan. Yang telah memberikan dukungan,

pembelajaran hidup, makna persahabatan yang luar biasa. Dan bantuan

vii

sehingga saya dapat menyalesaikan akademik saya sampai skripsi ini

selesai TRIMAKASIH, TRIMAKASIH, TRIMAKASIH.

7. Buat Abang-abang optimis 2008, optimis 2009, serta adik-adik optimis

2011, optimis 2012 dan optimis 2013 yang telah membantu dan

memberikan arahan dalam pembuatan skripsi ini.

8. Keluarga besar HMM S-1 terimakasih atas pembelajaranya, baik

makna SOLIDARITAS, LOYALITAS dan KEPEMIMPINAN.

9. Seluruh staf pengajar di Program Studi Teknik Mesin Universitas

Pembangunan Nasional ”Veteran” Jakarta yang tidak dapat disebutkan

satu per satu disini. Terima kasih atas bimbingan dan ilmu yang telah

diajarkan.

Semoga isi Skripsiinidapat menambah wawasan pembaca padaumumnya dan

penulis pada khususnya. Kesalahan dan kekurangan tentu tak lepas darisifat manusia

karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifatmembangun

agar penulis dapat menjadi manusia yang lebih baik.

Jakarta, Agustus 2014

Penulis

(Pungki)

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................................................. i

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI .......................................................................... ii

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI........................................iii

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................................... iv

ABSTRAK.............................................................................................................................. v

KATA PENGANTAR ....................................................................................................... vii

DAFTAR ISI ......................................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ................................................................................................................ xi

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................................... xii

BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang ................................................................................................................. 1

I.2 Maksud dan Tujuan ........................................................................................................ 2

I.3 Identifikasi Masalah ....................................................................................................... 2

I.4 Batasan Masalah .............................................................................................................. 3

I.5 Metode Penelitian ........................................................................................................... 3

I.6 Sistematika Penulisan ..................................................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Penelitian Awal .............................................................................................................. 5

II.2 Dasar Teori...................................................................................................................... 6

II.3 Pembakaran ................................................................................................................... 13

II.4 Batubara ......................................................................................................................... 22

II.5 Rumus Perhitungan ..................................................................................................... 27

BAB III METODE PERHITUNGAN

III.1 Diagram Alir Perhitungan ........................................................................................ 35

III.2 Data Teknik Peralatan PLTU Suralaya Unit 5 – 7 .............................................. 36

III.3 Langkah Perhitungan ................................................................................................. 39

ix

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 Deskripsi Hasil Pembahasan ................................................................................... 40

IV.2 Perhitungan Pembakaran .......................................................................................... 40

IV.3 Perhitungan Kerugian Kalor .................................................................................... 44

IV.4 Hasil Perhitungan ....................................................................................................... 47

BAB V PENUTUP

V.1 Kesimpulan ................................................................................................................... 48

V.2 Saran............................................................................................................................... 48

x

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Kebutuhan Udara Pembakaran Berbagai Jenis Batubara ...................... 23

Tabel 2 Analisa Bahan Bakar Batubara Subituminus ............................................ 40

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Ketel Uap (Boiler) ...................................................................................... 6

Gambar 2 Furnace ......................................................................................................... 8

Gambar 3 Steam Drum ................................................................................................. 9

Gambar4 Burner ........................................................................................................... 9

Gambar 5 Economizer ................................................................................................ 10

Gambar 6 Superheater ................................................................................................ 11

Gambar 7 Jenis Boiler Pipa Air ................................................................................ 12

Gambar 8 Boiler Pipa Api .......................................................................................... 12

Gambar 9 Diagram Neraca Energi Boiler............................................................... 16

Gambar 10 Kehilangan Panas Pada Boiler Yang Berbahan Bakar batubara .... 16

Gambar 11 Siklus Udara Pembakaran ....................................................................... 18

Gambar 12 Sistem Pembakaran Pada Boiler forced draft ..................................... 21

Gambar 13 Profil Pembakaran .................................................................................... 22

Gambar 14 Mill/Pulveiver ............................................................................................ 26

Gambar 15 Langkah Perhitungan ............................................................................... 35

xii