BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) merupakan salah satu pembangkit listrik yang memakai bahan bakar batubara. Salah satu PLTU terbesar yakni PLTU Suralaya, yang beroperasi untuk memasok listrik Jawa dan Bali. PLTU Suralaya menggunakan bahan bakar batubara dikarenakan bekerja selama 24 jam setiap harinya, sehingga dibutuhkan bahan bakar yang tahan lama seperti batubara. Pemanfaatan batubara seperti ini perlu mengetahui tentang macam kualitas yang dimiliki batubara itu sendiri. Dengan diketahui kualitas batubara dimaksudkan agar spesifikasi mesin atau peralatan yang menggunakan batubara sebagai bahan bakar sesuai dengan mutu batubara yang akan digunakan, sehingga mesin-mesin tersebut dapat berfungsi optimal dan tahan lama. Seiring dengan meningkatnya permintaan batubara oleh PLTU Suralaya dengan kualitas tertentu, ini menjadi tantangan tersendiri bagi perusahaan pertambangan batubara. Dikarenakan kualitas batubara di Pit itu berbeda-beda, maka perlu adanya pencampuran batubara (coal blending) dan kontrol kualitas (quality control) untuk memperoleh kualitas tertentu yang diminta 1
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
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) merupakan salah satu pembangkit
listrik yang memakai bahan bakar batubara. Salah satu PLTU terbesar yakni
PLTU Suralaya, yang beroperasi untuk memasok listrik Jawa dan Bali. PLTU
Suralaya menggunakan bahan bakar batubara dikarenakan bekerja selama 24 jam
setiap harinya, sehingga dibutuhkan bahan bakar yang tahan lama seperti
batubara. Pemanfaatan batubara seperti ini perlu mengetahui tentang macam
kualitas yang dimiliki batubara itu sendiri.
Dengan diketahui kualitas batubara dimaksudkan agar spesifikasi mesin atau
peralatan yang menggunakan batubara sebagai bahan bakar sesuai dengan mutu
batubara yang akan digunakan, sehingga mesin-mesin tersebut dapat berfungsi
optimal dan tahan lama. Seiring dengan meningkatnya permintaan batubara oleh
PLTU Suralaya dengan kualitas tertentu, ini menjadi tantangan tersendiri bagi
perusahaan pertambangan batubara. Dikarenakan kualitas batubara di Pit itu
berbeda-beda, maka perlu adanya pencampuran batubara (coal blending) dan
kontrol kualitas (quality control) untuk memperoleh kualitas tertentu yang diminta
PLTU Suralaya. Namun perlu diketahui terlebih dahulu kualitas batubara dari
tiap seam yang akan di blending melalui analisis Laboratorium. Sehingga melalui
perhitungan tertentu akan diperoleh pendugaan kualitas hasil blending.
1.2 Tujuan Penelitian
Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah mengetahui proses pencampuran
(blending) bahan baku batubara berbeda kualitas untuk memenuhi pasokan
kebutuhan PLTU Suralaya unit 1-4.
1.3 Rumusan Masalah
Masalah yang dikaji dalam penelitian ini adalah untuk mengetahui
perbandingan campuran batubara antara batubara kualitas rendah dengan batubara
1
kualitas tinggi untuk di blending, sehingga didapatkan kualitas yang diminta oleh
PLTU Suralaya unit 1-4.
1.4 Sistematika Penulisan
Proses penyelesaian seminar industri ini dengan menggunakan study literatur
dimana penulis menggabungkan data-data primer dan data sekunder.
1.5 Pembatasan Masalah
Berdasarkan permasalahan yang ditemukan dalam penelitian ini maka peneliti
ingin membatasi permasalahan tersebut yakni pada bagian pencampuran batubara
beda kualitas yang sesuai dengan kebutuhan PLTU Suralaya unit 1-4.
2
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Pengertian Batubara
Batubara adalah batuan sedimen yang terbentuk dari sisa-sisa macam
tumbuhan yang merupakan material organik dan telah mengalami dekomposisi
atau penguraian oleh adanya proses biokimia dan geokimia sehingga berubah baik
sifat fisik maupun sifat kimianya. Genesa batubara berdasarkan tempat terjadinya
dibagi menjadi 2 yaitu:
1. Teori Insitu
Bahan-bahan pembentuk lapisan batubara terjadinya di tempat
dimana tumbuh-tumbuhan itu berada (terjadi di tempat itu juga) yang
mempunyai ciri-ciri sebagai berikut: penyebarannya luas dan kualitasnya
baik (karena kadar abunya rendah).
2. Teori Drift
Bahan-bahan pembentuk lapisan batubara terjadinya di tempat lain
dari tumbuh-tumbuhan asal itu berada karena sudah tertransportasi, yang
mempunyai ciri-ciri sebagai berikut: penyebarannya tidak luas tapi
banyak, kualitasnya kurang baik karena banyak mengandung pengotor.
Batubara adalah termasuk salah satu bahan bakar fosil. Pengertian
umumnya adalah batuan sedimen yang dapat terbakar, terbentuk dari
endapan organik, utamanya adalah sisa-sisa tumbuhan dan terbentuk
melalui proses pembatubaraan. Unsur-unsur utamanya terdiri dari karbon,
hidrogen dan oksigen. Batubara juga adalah batuan organik yang memiliki
sifat-sifat fisika dan kimia yang kompleks yang dapat ditemui dalam
berbagai bentuk.
3
2.2 Umur Batubara
Pembentukan batubara memerlukan kondisi-kondisi tertentu dan hanya terjadi
pada era-era tertentu sepanjang sejarah geologi. Zaman Karbon, kira-kira 340 juta
tahun yang lalu (jtl), adalah masa pembentukan batubara yang paling produktif
dimana hampir seluruh deposit batubara (black coal) yang ekonomis di belahan
bumi bagian utara terbentuk.
Pada Zaman Permian, kira-kira 270 jtl, juga terbentuk endapan-endapan batubara
yang ekonomis di belahan bumi bagian selatan, seperti Australia, dan berlangsung
terus hingga ke Zaman Tersier (70 - 13 jtl) di pelbagai belahan bumi lain
2.3 Klasifikasi Batubara
Secara umum batubara digolongkan menjadi lima tingkatan, yaitu:
1. Peat
Peat ditandai dengan kondisi fisik berwarna kecoklatan dan struktur
berpori, memiliki kadar air sangat tinggi, nilai kalori sangat rendah,
kandungan sulfur sangat tinggi, dan kandungan abu sangat tinggi. Nilai
kalori peat adalah 1.700-3.000 kcal/kg.
2. Lignite
Lignite ditandai dengan kondisi fisik berwarna hitam dan sangat rapuh,
nilai kalori rendah, kandungan air tinggi, kandungan abu tinggi, dan
kandungan sulfur tinggi. Nilai kalori lignite adalah 1.500-4.500 kcal/kg.
3. Bituminous / sub-bituminous coal
Bituminous / sub-bituminous ditandai dengan warna hitam mengkilat,
struktur kurang kompak, kandungan karbon tinggi, nilai kalori tinggi,
kandungan air sedikit, kandungan abu sedikit, dan kandungan sulfur
sedikit. Nilai kalori bituminous / sub-bituminous adalah 7.000-8.000
kcal/kg.
4. Anthracite
Anthracite ditandai dengan warna hitam sangat mengkilat, struktur
kompak, kandungan karbon sangat tinggi, nilai kalor sangat tinggi,
kandungan air sangat sedikit, kandungan abu sangat sedikit, dan
4
kandungan sulfur sangat sedikit. Nilai kalori anthracite lebih besar atau
sama dengan 8.300 kcal/kg.
2.4 Analisis Batubara
Cara yang dilakukan untuk mengetahui mutu/kualitas batubara berkaitan
dengan pemanfaatannya. Pada prinsipnya dikenal 2 jenis pengujian, yaitu Analisis
Proksimat (Proximat Analysis) dan Analisis Ultimat (Ultimate Analysis).
1. Analisis Proksimat
Yang perlu diketahui adalah Kandungan Air Bawaan (Inherent
Moisture), Kandungan Abu (Ash Content), Zat Terbang (Volatile Matter),
Karbon Tertambat (Fixed Carbon), dan Total Sulfur (Total Sulfur).
2. Analisa Ultimat (Ultimate Analysis)
Analisis Ultimat adalah analisis untuk menentukan kelas batubara.
Analisis ini adalah cara paling sederhana untuk menunjukkan unsur
pembentuk batubara yang penting. Pada analisis ultimat terdapat 5 unsur
yang dianalisis yaitu: Karbon (C), Hidrogen (H), Sulfur(S), Nitrogen (N)
dan Oksigen (O).
2.5 Parameter Analisis Kualitas Batubara
Parameter analisis kualitas batubara yang dipakai adalah sebagai berikut:
1. As Received (ar)
Pada basis as received (ar) dihitung atas dasar lokasi dimana sampel di
ambil. Berarti semua hasil analisis dihitung dengan memasukkan
kandungan air total dari sampel. Hal ini mungkin dilakukan jika batubara
dalam keadaan basah.
2. Air Dry Based (adb)
Pada basis adb, sampel batubara yang dianalisis ditempatkan di udara
terbuka, kandungan air totalnya secara perlahan akan mencapai
kesetimbangan dengan kelembaban udara. Jika kandungan air permukaan
5
dari sampel ini kemudian ditentukan maka diperoleh kandungan air dalam
basis adb.
3. Dry Based (db)
Pada basis dry, artinya sampel batubara dalam keadaan kering maka
kandungan air permukaan dan kandungan air bawaannya adalah nol.
4. Dry Ash Free (daf)
Pada basis daf, nilai kualitas batubara pada kondisi batubara tersebut
kering dan bebas dari ash.
5. Dry Mineral Matter Free (dmmf)
Pada basis dmmf analisis dilakukan untuk memberikan gambaran
mengenai komposisi organik murni, artinya volatile mineral matter
dianggap sama dengan nol.
2.6 Kualitas Batubara Pada Pemanfaatannya
Untuk mengetahui kualitas dari batubara itu sendiri maka dapat diketahui
dengan menggunakan parameter-parameter dari batubara. Parameter-parameter
dari batubara adalah sebagai berikut:
1. Kandungan Air
Kandungan air dalam batubara secara umum ada 2 yaitu air permukaan
(free moisture) dan kandungan air bawaan (inherent moisture). Kandungan
air permukaan secara mekanis terdapat dalam permukaan dan retakan-
retakan serta kapiler-kapiler besar (makro kapiler) batubara dan
mempunyai tekanan gas normal. Jumlah kandungan air bebas secara
prinsip tergantung dari kondisi yaitu dari lembab sampai kering. Hal
tersebut juga tergantung dari penambangan, benefisiasi, transportasi,
penanganan dan penyimpanan juga distribusi ukuran butirnya. Kandungan
air bawaan berada pada mikro pori, yang mempunyai tekanan lebih rendah
dari tekanan uap normal. Kandungan air bawaan ini patut diketahui, karena
dapat digunakan untuk mengindikasi peringkat batubara. Batubara makin
tinggi kandungan bawaannya, peringkatnya makin rendah.
6
2. Kandungan Abu
Batubara terdiri dari 3 unsur yaitu: air, material batubara (coal matter)
dan material bukan batubara (mineral matter). Mineral matter terdiri dari 2
macam yaitu mineral matter bawaan (inherent mineral matter) serta
material mineral dari luar batubara (extraneous mineral matter). Inherent
Mineral Matter berhubungan dengan tumbuh-tumbuhan yang hidup di
rawa-rawa dan sulit dipisahkan dari batubara, biasanya berjumlah 0,5-
1,0%. Extraneous Mineral Matter terjadi saat waktu penambangan
(parting), yang terbawa waktu banjir ke lapisan batubara pada waktu
pembentukannya. Extraneous Mineral Matter dapat dipisahkan dari
batubara dengan proses pencucian.
3. Zat Terbang
Zat terbang terdiri dari Combustible gasses (gas-gas yang mudah
terbakar) seperti gas hidrogen, CO, dan CH4 serta gas-gas yang dapat
dikondensasikan seperti tar dengan sejumlah kecil gas-gas yang tidak
terbakar seperti CO2 dan air yang terbentuk dari hasil dehidrasi dan
kalsinasi. Zat terbang juga dapat digunakan sebagai ukuran untuk
menentukan peringkat batubara. Pengaruhnya dalam preparasi batubara
ialah jika kandungan zat terbang tinggi (>24%) maka batubara akan mudah
terbakar. Untuk mengatasi hal tersebut sebaiknya batubara tidak dilakukan
penggerusan terlalu halus, karena sangat berpotensi untuk mudah meledak.
4. Karbon Tetap (Fixed Carbon)
Sebagai komponen dari analisa proksimat, Fixed Carbon dihitung
dari:
FC = 100 – (A + VM + IM)
Rasio Fixed carbon dengan Volatile matter (zat terbang) disebut dengan
“FR” (Fuel Ratio). FR juga dapat digunakan sebagai pegangan untuk
menentukan peringkat batubara.
7
5. Nilai Kalor
Nilai kalor dari batubara merupakan jumlah panas dari komponen yang
terbakar seperti karbon, hidrogen, dan sulfur dikurangi dengan panas
reaksi eksotermis dan endotermis yang terjadi dari pembakaran komponen
pengotor.
6. Kandungan Sulfur
Sulfur merupakan zat pencemar, maka adanya sulfur yang tinggi sangat
tidak dikehendaki.
Ada 3 macam bentuk sulfur yaitu:
Pyritic Sulfur (FeS2) biasanya berjumlah 20 - 80 % dari total sulfur
dan berasosiasi dengan abu batubara.
Organic Sulfur biasanya berjumlah relatif dan bervariasi antara 20 -
80 % dari total sulfur. Sulfur organik terikat secara kimia dengan
subtansi dan zat-zat lain.
Sulphate sebagian besar terdiri dari kalsium sulfat dan besi sulfat.
2.7 Pengaruh Kualitas Batubara
Batubara merupakan bahan baku pembangkit energi yang dipergunakan untuk
industri. Mutu dari batubara akan sangat penting dalam menentukan peralatan
yang dipergunakan. Untuk menentukan kualitas batubara, beberapa hal yang harus
diperhatikan adalah:
High Heating Value (HHV)
High Heating Value sangat berpengaruh terhadap pengoperasian
alat seperti:
- Pulverizer
- Pipa batubara, wind box
- Burner
8
Semakin tinggi High Heating Value maka aliran batubara setiap
jamnya semakin rendah, sehingga kecepatan coal feeder harus
disesuaikan.
Total Moisture
Kandungan moisture mempengaruhi jumlah pemakaian udara
primernya, pada batubara dengan kandungan moisture tinggi akan
membutuhkan udara primer lebih banyak guna mengeringkan