i ANALISIS ENERGI DAN EKSERGI TERHADAP PERFORMA BOILER TIPE FLUIDIZED BED COMBUSTION PADA BOILER BASUKI DI PT. INDO ACIDATAMA Tbk. SKRIPSI Oleh: MAEDANU FASOLA PUTRA K2512077 FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA Juli 2016
18
Embed
ANALISIS ENERGI DAN EKSERGI TERHADAP PERFORMA BOILER€¦ · · 2016-12-05ANALISIS ENERGI DAN EKSERGI TERHADAP PERFORMA BOILER TIPE FLUIDIZED BED COMBUSTION PADA BOILER BASUKI ...
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
i
ANALISIS ENERGI DAN EKSERGI TERHADAP PERFORMA BOILER
TIPE FLUIDIZED BED COMBUSTION PADA BOILER BASUKI
DI PT. INDO ACIDATAMA Tbk.
SKRIPSI
Oleh:
MAEDANU FASOLA PUTRA
K2512077
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
Juli 2016
ii
PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN
Saya yang bertanda tangan di bawah ini
Nama : Maedanu Fasola Putra
NIM : K2512077
Program Studi : Pendidikan Teknik Mesin
Menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul “ANALISIS ENERGI DAN
EKSERGI TERHADAP PERFORMA BOILER TIPE FLUIDIZED BED
COMBUSTION PADA BOILER BASUKI DI PT. INDO ACIDATAMA
Tbk.” ini benar-benar merupakan hasil karya sendiri. Selain itu, sumber informasi
yang dikutip dari peneliti lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
daftar pustaka.
Apabila pada kemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan skripsi ini hasil
jiplakan, saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan saya.
Surakarta, Juli 2016
Yang membuat pernyataan
Maedanu Fasola Putra
iii
ANALISIS ENERGI DAN EKSERGI TERHADAP PERFORMA BOILER
TIPE FLUIDIZED BED COMBUSTION PADA BOILER BASUKI
DI PT. INDO ACIDATAMA Tbk.
Oleh :
MAEDANU FASOLA PUTRA
K2512077
SKRIPSI
Ditulis dan Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Mendapatkan
Gelar Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
Juli 2016
vi
ABSTRAK
Maedanu Fasola Putra. K2512077. ANALISIS ENERGI DAN EKSERGI
TERHADAP PERFORMA BOILER TIPE FLUIDIZED BED
COMBUSTION PADA BOILER BASUKI DI PT. INDO ACIDATAMA TBK.
Skripsi, Surakarta: Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas
Maret Surakarta, Juli 2016.
Penelitian ini bertujuan untuk (1) mengetahui kondisi boiler Basuki
melalui performa yang ditunjukkan dengan menggunakan analisis energi dan
eksergi; (2) menyelidiki kehilangan panas yang dialami boiler Basuki dengan
metode analisis energi dan eksergi; (3) menyelidiki komponen dari boiler Basuki
yang mengalami gangguan melalui analisis energi dan eksergi.
Penelitian ini menggunakan metode deskriptif kuantitatif. Populasi dalam
penelitian ini adalah boiler Basuki. Sampel yang diambil menggunakan metode
purposive sampling berupa data record harian unjuk kerja boiler Basuki selama 1
tahun (Februari 2015 hingga Januari 2016). Penelitian ini dilakukan dengan
menganlisis data siklus energi dan eksergi yang ada selama boiler beroperasi.
Indikator performa boiler dalam penelitian ini ada 3 yaitu; (1) rasio antara bahan
bakar yang digunakan dengan steam yang dihasilkan; (2) efisiensi energi,
termasuk kehilangan panas yang terjadi; dan (3) efisiensi eksergi, termasuk
efisiensi komponen boiler dalam memanfaatkan panas. Efisiensi eksergi Boiler
Basuki dalam hal ini dapat diketahui dengan menggunakan bantuan software yaitu
Cycle Tempo.
Berdasarkan hasil penelitian, dapat disimpulkan beberapa hal. Pertama,
kondisi boiler Basuki berdasarkan performanya termasuk baik, karena rasio yang
ditunjukkan (144,09) lebih rendah dari target yang ditetapkan perusahaan (150),
dan efisiensi energi boiler Basuki (83,14%) melebihi target yang ditetapkan
perusahaan (80%). Kedua, kehilangan panas total yang terjadi selama boiler
Basuki bekerja sebesar 16,86% yang terbagi ke dalam (1) kehilangan panas pada
gas buang (5,15%); (2) kehilangan panas karena gas H2 tidak terbakar (5,47%);
(3) kehilangan panas karena kandungan air dalam bahan bakar (1,50%); (4)
kehilangan panas karena kelembaban udara (0,58%); (5) kehilangan panas karena
pembakaran tidak sempurna (0,13%); (6) kehilangan panas karena radiasi dan
kehilangan panas tak terhitung (4,03%). Ketiga, berdasarkan analisis eksergi,
komponen yang mengalami gangguan adalah pre-heater yang ditunjukkan dengan
efisiensi eksergi yang rendah (20,10%).
Kata Kunci: boiler Basuki, Cycle Tempo, data record, rasio bahan bakar dengan
steam, efisiensi energi, efisiensi eksergi, kehilangan panas
vii
ABSTRACT
Maedanu Fasola Putra. K2512077. ENERGY AND EXERGY ANALYSIS OF
BOILER TYPE FLUIDIZED BED COMBUSTION PERFORMANCE TO
BASUKI BOILER IN PT. INDO ACIDATAMA TBK. Thesis. Surakarta:
Teacher Training and Education Faculty, Sebelas Maret University, July 2016.
The research aims to (1) investigate the condition of Basuki boiler by its
performance that is shown by the energy and exergy analysis; (2) investigate the
heat-loss of Basuki boiler using the energy and exergy analysis method; (3)
investigate the parts of Basuki boiler that in trouble using the energy and exergy
analysis.
The research used quantitative-descriptive method. The population of
this research was Basuki boiler. The sample was daily record of Basuki boiler
performance for 1 year (February 2015 to January 2016), that was taken using
purposive sampling method. The research analyzed the energy and exergy cycle
that exist during boiler operation. There were 3 Indicators of boiler performance,
those were; (1) Ratio between fuel consumption and steam production; (2)
Energetic efficiency, heat losses were included; (3) Exergetic efficiency, efficiency
of parts of the boiler in using heat were included. The exergetic efficiency was
known using Cycle Tempo software.
Based the result of the research, it can be concluded in a few thing. First,
Basuki boiler condition based on it performance was good, because the Ratio that
shown (144,09) was less than the company’s target (150), and the energetic
efficiency (83,14%) was higher than the company’s target (80%). Second, the
total heat losses occured during boiler operation at 16,86% was devided into (1)
heat loss in the flue gas (5,15%); (2) heat loss caused by unburned H2 gas
(5,47%); (3) heat loss caused by water content in the fuel (1,50%); (4) heat loss
caused by the humidity (0,58%); (5) heat loss caused by imperfect combustion
(0,13%); (6) heat loss caused by radiation and indeterminable heat loss (4,03%).
Third, based on the exergy analysis, the part of boiler that in trouble was Pre-
Heater, that shown by very low exergetic efficiency (20,10%).
Keywords: Basuki boiler, Cycle Tempo, data record, ratio between fuel and
steam, energetic efficiency, exergetic efficiency, heat loss
viii
MOTTO
“... Boleh jadi kamu membenci sesuatu padahal ia amat baik bagimu,
dan boleh jadi kamu menyukai sesuatu padahal ia amat buruk bagimu; Allah
mengetahui sedangkan kamu tidak mengetahui.”
(QS. Al-Baqarah :216)
“Man jadda wajada, man shobaro zhofiro, man saro ‘ala ddarbi washola
Siapa yang bersungguh-sungguh akan berhasil, siapa yang sabar akan beruntung,
siapa yang menapaki jalan-Nya akan sampai tujuan”
(Anonim)
“Selalu ada hal untuk disyukuri, selalu ada cara untuk mensyukuri,
berfikir positif dan yakin semua akan menjadi lebih baik”
(Penulis)
ix
PERSEMBAHAN
Puji syukur senantiasa peneliti panjatkan kehadirat Allah SWT, atas izin dan
kuasanya, sehingga akhirnya peneliti dapat mempersembahkan skirpsi ini untuk:
Ibu dan Bapak
“Terima kasih untuk ibu dan bapak atas segalanya yang telah engkau berikan, atas
doa, dukungan dan kasih sayang yang membuatku kuat dan tetap tegar menjalani
hidup, dan atas keikhlasan serta pengorbananmu yang membuatku lebih mengerti
dan mensyukuri hidup ini. Ana Uhibbukum Fillah”
Pejuang Skripsi PTM 2012
“Terimakasih telah menjadi keluarga yang hebat selama 4 tahun ini,
perjuangan kita belum selasai sampai disini, Get up! Let’s fight!
See You On Top!!!”
Tim Skripsi Acidatama
“Terimakasih atas dukungan dan kerjasamanya,
Hambatan kita memang besar, tapi kita lebih besar, cause we are a great team”
Teman dan Murabbi Halaqoh
“Terimakasih telah membersamai dalam ukhuwah yang luar biasa indah,
Semoga ukhuwah kita tetap terjaga selamanya, Hamasah!!!”
Teman-teman (7”)
“Terima kasih untuk teman - teman seven inch yang senantiasa mendoakan,
memotivasi, dan membantu dalam perjuangan. Terimakasih sudah memberikan
warna dalam kehidupan perkuliahan ini. Semoga tetap terjalin tali
persaudaraannya selamanya.”
x
KATA PENGANTAR
Alhamdulillaahirobbil’aalamiin, segala puja dan puji senantiasa peneliti
panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan hidayat-Nya.
Sholawat serta salam senantiasa tercurah-limpahkan kepada Nabi Muhammad
SAW yang kita nantikan syafaatnya di yaumil qiyamah nanti, Aamiin. Peneliti
bersyukur masih diberi kesempatan dan kekuatan oleh Allah SWT, untuk
menyelesaikan skripsi ini dengan judul “Analisis Energi dan Eksergi Terhadap
Performa Boiler Tipe Fluidized Bed Combustion pada Boiler Basuki di PT. Indo
Acidatama Tbk.”
Selama proses penyusunan skripsi ini, peneliti menemui banyak
hambatan, akan tetapi atas kehendak-Nya dengan dibantu beberapa pihak, pada
akhirnya hambatan tersebut dapat teratasi. Oleh karena itu peneliti mengucapkan
terima kasih kepada yang terhormat:
1. Prof. Dr. Joko Nurkamto, M.Pd., selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu
Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan ijin
menyusun skripsi.
2. Dr. Suharno, S.T., M.T. selaku Kepala Program Studi Pendidikan Teknik
Mesin, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
3. Budi Harjanto, S.T., M.Eng., selaku Koordinator Skripsi Program Studi
Pendidikan Teknik Mesin, yang membantu mempermudah administrasi dan
perijinan skripsi.
4. Danar Susilo Wijayanto, S.T., M.Eng., selaku Pembimbing I, yang selalu
memberikan motivasi dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.
5. Dr.Eng. Nugroho Agung Pambudi, S.Pd, M.Eng., selaku Dosen Pembimbing
II, yang selalu memberikan motivasi dan bimbingan dengan penuh kesabaran.
6. Putu Astrawan, S.T., selaku Kepala Sub-Unit Boiler PT. Indo Acidatama Tbk,
yang membantu dalam proses memperoleh dan mengolah data.
7. Drs. C. Sudibyo, M.T., selaku Pembimbing Akademik.
8. Semua pihak yang peneliti tidak bisa sebutkan satu-persatu.
xi
Peneliti menyadari sepenuhnya dengan segala keterbatasan yang peneliti
miliki, skripsi ini masih jauh dari kata sempurna, sehingga peneliti mengharapkan
kritik dan saran dari semua pihak untuk kebaikan kedepannya. Meskipun
demikian, peneliti berharap skripsi ini dapat memberikan manfaat untuk pembaca
dan untuk pengembangan ilmu.
Surakarta, Juli 2016
Peneliti,
xii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ............................................................................................ i
HALAMAN PERNYATAAN ............................................................................. ii
HALAMAN PENGAJUAN ................................................................................. iii
HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................. iv
HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. v
HALAMAN ABSTRAK ...................................................................................... vi
HALAMAN MOTTO .......................................................................................... viii
HALAMAN PERSEMBAHAN .......................................................................... ix
KATA PENGANTAR ......................................................................................... x
DAFTAR ISI ........................................................................................................ xii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiv
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xv
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xvi
DAFTAR SIMBOL .............................................................................................. xvii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah ...................................................................... 1
B. Identifikasi Masalah ............................................................................ 4
C. Pembatasan Masalah ........................................................................... 5
D. Rumusan Masalah ............................................................................... 5
E. Tujuan Penelitian ................................................................................. 5
F. Manfaat Penelitian ............................................................................... 6
BAB II KAJIAN PUSTAKA, KERANGKA BERPIKIR, DAN HIPOTESIS
A. Kajian Pustaka .................................................................................... 8
B. Kerangka Berpikir .............................................................................. 32
C. Hipotesis ............................................................................................. 33
BAB III METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian ............................................................. 34
B. Desain Penelitian ................................................................................. 35
xiii
C. Populasi dan Sampel ........................................................................... 36
D. Teknik Pengambilan Sampel ............................................................... 37
E. Teknik Pengambilan Data .................................................................. 37
F. Teknik Analisis Data ........................................................................... 39
G. Prosedur Penelitian .............................................................................. 39
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian ................................................................................... 43
B. Pembahasan ........................................................................................ 69
BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN
A. Simpulan .............................................................................................. 79
B. Implikasi .............................................................................................. 80
C. Saran .................................................................................................... 81
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 82