Penghematan Vsd Pt Semen

5/11/2018 Penghematan Vsd Pt Semen

1/7

Hal. 62 - 68 Jakarta, Januari 2009 ISSN 1441-318XPENGHEMATAN ENERGI PADA INDUSTRI SEMENStudi Kasus : Pemasangan VSDJS pada Fan

Teguh PrayudiPeneliti di PusatTeknologi Lingkungan

Badan Pengkajian dan Penerapan TeknologiAbstrak

In dustri s emen me rupakan salah satu industri y an {}l:d ig olongkan sebagai in dustriy an g b oro s men gko ns um si e ne rg i, ka re na d alam p ro se s p ro du ks im en gko ns um sienergi cukup besar seta ra dengan 25 sid 35 % d ar; b ia ya to ta l p ro du ks i. S eja la ndengan semakin berkurangnya cadangan bahan bakar fos il yang tidak dapatd iperbaharui (non-renewable energy), penghem atan energi m ela lu i efisiensip en gg un aa n e ne rg i p ad a p ro se s p ro du kst m en ja di s ua tu k eh aru sa n y an g tid ak d ap atdihindari.

D a/am p en e/itia n se be /umn ya I1 1 , P enulis te lah m elakukan Feasib ility S tudyte rhadap pemasangan VSD d i Fan , y an g menunju kk an k emung kin an p enghema ta ne ne rg i ya ng cu ku p b es ar. D a/am p en elitia n in i, u nju k k erja d i/a pa ng an s eca ra n ya tate la h d id ap atk an b ahwa pemasangan in ve rte r a ta u VSD'S p ad a Fan y an g d ig un ak andida/am proses produksi /ndustri S em en, m am pu m enghem at penggun aan energisebesar 499, 0464 MWH pertahun, dan n ila i in i setara dengan penurun an em isi gasC 02 sebesar361.309,594 T on C 02/T ahun.K eyw ords: Industri S em en, F an, D am per, V ariable S peed D rive (V SD ), Inverte r.

1. PENDA HULUA N1.1. Latar Belakang

Industri semen adalah industri yangbanyak memerlukan energi untuk prosesproduksinya, yaitu bervariasi antara 25 %sId 35 % dari total biaya produksi. Dengandemikian industri semen termasuk sebagaisalah satu industri yang boros energi.

Sejalan dengan kondisi krisis energiyang melanda dunia dan terjadinyafenomena pemanasan global (globalwarming) saat ini, maka upaya penghematanpenggunaan energi, terutama energi yangberasal dari pembakaran bahan bakarfosilperlu menjadi perhatian semuanya.

Timbulnya dampak lingkungan daripenggunaan bahan bakar fosil harus disikapisecara bijaksana dengan melakukan upaya-

upaya pencegahan atau pengurangandampak tanpa harus mengurangi kinerjamaupun produksi suatu kegiatan (industri),seperti optimalisasi proses, peningkataneffisiensi, pemanfaat bahan baku yangramah lingkungan dan sebagainya. Upayaini dikenal sebagai prlnsip-prinsip metodaproduksi bersih.

Dalam industri semen, beberapa prosesproduksi masih memungkinkan dikaji lebihdalam rnelalui penerapan prinsip-prinsipproduksi bersih tersebut untuk memperolehefisiensi penggunaan energinya secaralangsung akan berdampak pada penekananbiaya produsi dan meningkatkankeuntungan perusahaan.

62 Prayudi, T. 2009


2/7

1.2. Tinjauan PustakaHampir kebanyakan pabrik

menggunakan fan untuk ventifasi danproses industri yang memerlukan aliranudara. Sistim fan penting untuk menjagapekerjaan proses industri, dan terdiri darisebuah fan, motor listrik, sistim penggerak,saluran atau pemipaan, peralatanpengendali aliran, dan peralatan penyejukudara (filter, kumparan pendingin, penukarpanas, dan lain laln.). Departemen EnergiAmerika Serikat memperkirakan bahwa 15persen listrik di ind ustri manufakturingAmerika dipakai untuk keperluan motor. Halyang sarna di sektor komersial, Jistrik yangdibutuhkan untuk mengoperasikan motorfan yang merupakan bag ian dari biaya energiterbesar untuk penyejukan ruangan[21 (USDOE,1989).

Salah satu cara untuk mengurangibeban konsumsi energi fan agar lebih effisienadalah dengan cara pengaturan kecepatanfan untuk mengontrol ali ran udara sesuaidengan kebutuhan.

Fan terpasang beroperasi padakecepatan konstan. Namun beberapa situasimungkin menghendaki perubahankecepatan, sebagai contoh lebih banyakaliran udara mungkin diperlukan dari fanketika ada tambahan sebuah saluran baru,atau mungkin diperlukan aliran udara yangsedikitjika fannya kebesaran.

Beberapa cara menurunkan ataumengendalikan aliran udara fan dapatdilakukan antara lain melalui carat metodapengendali antara lain [2


3/7

kecepatan maksimum maka efisiensi yangdidapat tidak terlalu baik.

Variable pitch fans juga merupakansalah satu pengatur kecepatan fan yangmenciptakan pusaran ke arah fan sehinggadapat memperkecil sudut antara udara yangmasuk dan blade fan,

Langkah yang dilakukan adalahdengan merubah sudut antara aliran udarayang masuk dan blade yaitu denganmemiringkan blade fan sehinggamenurunkan beban motor, tekanan dana lira n u da ra fan.

Keuntungan dari Variable pitch fansselain dapat menjaga efisiensi tinggi diataskisaran kondisi operasijuga menghindarkantimbulnya gaung ketukan kecepatan operasinormal dicapai. Keuntungan yang lainadalah dapat beroperasi dari kondisi tanpaaliran sampai aliran penuh tanpa adanyamasalah kegagalan.

Akan tetapi Variable pitch fans jugamempunyai beberapa kendala seperti hanyadapat diterapkan pada beberapa jenis fanakslat saja, selain itu akan timbul masalahkotoran jika bahan pencemar terakumulasidalam actuator mekanis yangmengendalikan blades. Pada beban yangrendah untuk jangka waktu lama dapatmengurangi faktor daya dan efisiensi motor

Pada penelitian sebelumnya, penulistelah melakukan kajian penggantian damperdengan VSD berdasarkan asumsipenghematan yang dapat dilakukan oleh

2. METODE DAN PERALATAN2.1. METODOLOGI

Dalam penelitian dilakukan langkah-langkah sebagai berikut :a. Melakukan pengukuran daya pada 6

buah fan yang akan dipasang VSDelektrik seperti : persentase bukaandamper, desain, konsumsi daya aktualdan laju allr aktual.b. Melakukan pengukuran daya padapemakaian VSD elektrik di 6 buah fandari oesaln sampai dengan actualoutput.

c. Menghitung besarnya penghematandengan membandingkan pemakaiandaya pada fan yang menggunakandamper dengan yang memakai VSD.

2.2. PeralatanDalam penelitian ini digunakan per -

alatan utama yaitu :a. Peralatan Pengukur listrik model HIOKI

3286-20 Clamp-on Power Hitesterdigunakan untuk mengukur ParameterUtarria (KVA, kW, PF, Hertz, KVAr,Ampere dan Volt.

b. Peralatan Pengukur Kecepatan motorjenis stroboscope.

3. HASIL DAN PEMBAHASANSpesifikasi teknis masing-masing Fan

yang digunakan dalam penelitian dapatdilihat pada rebel 1.Tabel1. Spesifikasi Teknis Fan

sebuah VSD dengan merk hitachi yang D E S I G Nmelalui perubahan variabel prosentase pada H 6 . CMOT 'ORbukaan damper dari 0 % sId 100 %. Dari K J / I I V O L T AMP . RPMhasil kajian ini dapat diketahui bahwa 471FN4 110 400 19 5 14&5perubahan damper dengan VSD dapatmenghasilkan penghematan energi yang 471-FN5 110 400 195 1485besar. 471-FN6 110 400 19 5 14851.3. Tujuan Penelitian 471FN7 110 400 195 1485

Tujuan penelitian ini adalah untuk 471FN8 55 400 98 1475rnernperoleh penghematan energi secarareal pada fan melalui penggantian damper 471FN!I :55 400 98 1475denganVSD.64 Prayudi, T . 2009


4/7

Hasil pengukuran pemakaian energiterhadap 6 buah fan sebelum dilakukanpemasangan inverterlVSD'S (masihmenggunakan damper) yang telahdilaksanakan dari tanggal 26 november2004 sampai dengan 1 maret 2005 disajikanpada Tabel2. Pengukuran ini sangat pentinguntuk mengetahui seberapa besar pengaruhpenggantian damper dengan inverter yangakan dilaksanakan.

Untuk melaksanakan prosespenggantian inverter pada 6 (enam) buahFan, dibutuhkan waktu lebih kurang 3 bulanyang dilaksanakan pada tanggal8 april 2005sampai dengan 20 april 2005.

Pengukuran telah dilaksanakan 2periode, periode I pada tanggal8 april 2005sampai dengan 20 april 2005 dan periode IIpada pada tanggal 1 september 2005sampai dengan 6 september 2005. Hasilpengukuran masing masing Fan dapatdilihat pada Table 3dan Tabel4.

Tabel 2 memberikan gambaran padakondisi awal Flow Range masing-masingmotor yang dihasilkan sebelumdilaksanakan penggantian inverter sesuaidengan pengaturan persentase damperrange pada motor yang digunakan. Darihasil data yang diperoleh dapat dihitungbahwa proses ini memerlukan energisebesar267,76 KWH.

Dengan tanpa merubah Flow Rangeyang dihasilkan masing-masing Fan, padaperiode I pengamatan hasil penggantiandamper dengan inverter menunjukkan ter jadipenurunan kebutuhan .anergi menjadi203,01 KwH, dengan perincian untukmasing-masing Fan sebesar: a. HAC Motorjenis 471-FN4 (13,45 KWH), b. Jenis 471-FN5 (19.43 KWH), c. Jenis 471-FN6 (12,76KWH), d. Jenis471-FN7 (4.43 KWH), Jenis471-FN8 (8,15 KWH), dan Jenis 471-FN9(6,74 KWH), atau telah terjadi penghematanpenggunaan energi sebesar 64,96 KWH.Hasil ini tidak banyak berubah terhadaphasil pengamatan pada periode II (TabeI4).

Tabel2 : Pemakaian Energi Rata-rata Masing-masing Fan Menggunakan DamperA C T UA l.. O U T P U T ASSUMPlIOn

Feed HAG % dilmpft' F low r an gerange MOlUR range (nm3Ihr) Amp Averagerange P F r an ge power(K~!J)

4 7 1 F N 4 3 5 ~ 4 5 3 5 ,6 4 4 - 4 5 ,5 4 7 1 0 5 " " 1 1 1 D .B H I .O S 6 1 .4 0

4 7 1 F N S 3 4 - 4 7 2 7 ,8 4 4 - 3 3 ,2 3 8 1 0 8 " ' 1 1 7 0 .B 4 1 I . 8 8 6 7 .4 0E n e r w p ti : e :

B S o { I B 0 . 7 N .B 8 4 7 .2 0 R p . G O O / K I J U H .4 7 1 F N G 3 4 - 4 1 2 7 , 1 5 3 ~ 3 4 ,2 7 9 O p e l " < l l i n g d a y s :2 7 0 3 1 0 thr 3 2 0 d il f. >4 7 1 F N 7 4 4 ~ G O 2 4 ,5 6 2 ~ 4 2 ,2 2 8 7 5 - - 6 0 O .7 3 ~ .7 7 3 9 . 3 8

4 7 1 F N 8 2 0 - 5 J 2 6 ,1 0 2 ~ 2 7 ,6 0B 42~D 0 . 7 4 - 0 . 8 0 2 4 . 7 0

4 7 1 F N 9 3 0 -4) 2 7 ,3 0 9 - 3 4 ,3 9 0 43~1 o . 7 9 o { J . B 1 2 7 . 6 8

Penghematan Energi Pada ... J.Tek.Ling. 10 (1): 62 - 68 65


5/7

Tabel3 flPemakaian Energi Rata-rata masing-masing Fan Menggunakan Inverter(VSD'''

ACTUAL OUTPUT SAVItlG EUERGYFeed HAC speed Flow CALCULATIOnnlllge MOTOR nmge range{I pm) (lhn311u) AvelageAmp PF I)ower KWH Daily Yearlyrange range (KW) (RI)) (RI))

471 FN4 921~115 , 32 ,500""l3 ,EI34 8 2-91 O .9 2-{!.95 41 .95 13.45 19a ,1 II0 61 ,971 ,60047 1F N5 9 30--12 21 2 9,8 33 ""1 6,3 33 7 91 02 0 .9 3-0 .9 7 47.97 19.43 279,792 8 9 , 5 3 3 , < 1 < 1 )~4HFN6 92D"1 1 5 ! 3 2,9 00 -6 1,E S O 3 0-3 6 0.93-O.!l1 34.45 12.15 183,000 5 8 , 7 5 2 , 0 0 027Q.31Ot. I1471 FNI 94&-I21E 24,600- ;56 ,154 66~15 0.91"1) .97 35.15 4.


6/7

Penghematan energi : 64,96 KWH Biaya Energi = Rp 600,- per kWh

Dengan asumsi fan beroperasi penuh 24jam/hari selama 320 hari pertahun, makapenqhernatan tahunan yang dapat diperolehsebesar:

= 64,96 KWH x 24 jam x 320 harix Rp. 600,-

=: Rp 299.427.840,-Dengan memperhitungkan besarnya

investasi yang diperlukan untuk menggantilmerubah damper dengan inverter pada 6(enam) buah fan sebesar Rp. 600.000.000,-, maka waktu pengembalian modal (BreakEvent Point) adalah :

600,000,000,---------=2tahun299.427.840,-

Waktu pengembalian modal dalamjangka waktu 2 tahun sebagaimana yangtelah diperoleh dari penghematan konsumsienergi ini dipandang sangat ekonomis,sehingga pada tahun ke tiga dan seterusnyaindustri semen ini dapat memetikkeuntungan Rp 299.427.840,- untukpenggantian inverter pada 6 buah fan yangdioperasikan.

Sedangkan keuntungan lingkunganyang diperoleh dari penghematan energiterhadap penggantian 6 inverter adalahsebesar: Penghematan Oaya pertahun= 64,96 KWH x 24 jam x 320 hari

= 499.046,4 KWH/tahun= 499,0464 MWH/tahun

Penurunan emisi gas rumah kaca(GHG) 3 , 4 J

menggunakan 12 fan, maka apabila dapatdilakukan penggantian inverter pada 6(enam) buah fan yang lain maka keuntunganfinansial yang diperoleh pada tahun ketigadan seterusnya sebesar Rp. 598.855.680,-dan keuntungan lingkungan sejakdilaksanakannya penghematan energisebesar 722,62 Ton C02ftahun suatu nilaiyang cukup signifikan untuk berkontribusibagi penurunan darnpak GRK.4. KESIMPULAN DAN SARAN4.1. Kesimptflan

Berdasarkan hasil dan pembahasanyang telah dikemukakan diatas, maka dapatditarik kesimpulan sebagai berikut :1. Penggantian damper dengan inverter

telah dapat menghemat konsumsienergi sekitar 500 MWHftahun atausetara dengan nilai Rp. 300.000.000,-1tahun.

2. Walaupun penambahan Inverter padamotor fan cukup mahal, namun denganmempertimbangkan penghematan yangdiperoleh namun waktupengembaliannya atau break efenpointnya (BEP) hanya sekitar 2 (tahun),sehingga pada tahun ke 3 danseterusnya sudah merupakankeuntungan perusahaan. BEP 2 tahunini secara standar kelayakan, masihdianggap menguntungkan.

3. Penghernatan konsumsi energi inisecara langsung dapat berkontribusiterhadap upaya penurunan pemanasanglobal (Global Warming) yang cukupsignifikan.

4.2. SaranPenghematan konsumsi energi melalui

penggantian inverter ini baru merupakanbagian keel I dari usaha penghematan yangdapatdilakukan pada industri semen. Untukitu disarankan dapat dilakukan

Mengingat pad a operasionalnya, lndustri penghematan energi secara menyeluruhsemen yang menjadi obyek penelitian inj melalui penerapan metoda produksi bersih.

Penghematan Energi Pada ... J . Tek. Ling, 10 (1): 62 - 68 67

= 499,0464 MWHftahun x 0.724ton CO/tahun

= 361 ,31 Ton CO/tahun


7/7

DAFTAR PUSTAKA1. Prayudi,T.,2006.Pemasanganvariablespeed drives (vsd) pada fan untukmenurunkan penggunaan listrik Diindustri semen, J.Tek.Ling, EdisiKhusus, Hal. 28 - 35, Jakarta,2. .. '" .. , .., .. , 1989, EnergyEfficiency and Renewable Energy,Improving Fan System Performance-a sourcebook for industry, USDepartment of Energy (US DOE).

3. .. ,"Pedoman EfisiensiEnergi Untuk Industri Asia" GeriapProject, UNEP,2005.4. Sumber dari penghitung Gas Rumah

Kaca UNEP: w w w . uneptie.org/energyltools/ghginl

68 Prayudi,T.2009

Penghematan Vsd Pt Semen

Documents