Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
BAB I Pendahuluan 1.1 Latar Belakang
Perkembangan teknologi saat ini sangatlah pesat, sehingga perkembangan dunia industri juga secara otomatis mengalami kemajuan, hal ini berpengaruh terhadap permintaan kebutuhan. Untuk itu perusahaan-perusahaan yang bergerak dibidang industri berlomba-lomba meningkatkan jumlah produksinya dalam rangka memehuhi kebutuhan masyarakat tersebut. Kebutuhan akan peningkatan produksi pada suatu industri tentunya diimbangi pula dengan kebutuhan akan daya dan energi yang tinggi. Salah satu alat yang biasanya digunakan sebagai sumber daya pada industri-industri sekarang ini adalah boiler atau ketel uap. Peralatan industri yang berupa sistem boiler merupakan asset yang sangat penting bagi perusahaan. Boiler disini mempunyai peranan penting dalam proses produksi uap, dimana uap ini nantinya akan digunakan untuk menjalankan berbagai macam proses dalam industri maupun untuk penggerak turbin. Di PT KIMIA FARMA Manufaktur
Semarang,
boiler
utamanya
digunakan
sebagai
pemanas
pada
pengolahan/ekstraksi biji jarak menjadi minyak jarak. Apabila terjadi terjadi gangguan pada sistem sistem Boiler
tersebut maka maka kelancaran dan
kontinuitas produksi uap akan terganggu sehingga produksi minyak jarak yang dihasilkan juga akan mengalami gangguan. Untuk mengetahui kinerja boiler yang ada di PT.KIMIA FARMA Manufaktur Semarang maka penulis akan menganalisa dan menghitung efisiensi boiler di perusahaan tersebut. Disamping itu, sering kali effisiensi kualitas kerja boiler tersebut diabaikan padahal peningkatan efisiensi kualitas kerja boiler itu sendiri akan memberikan nilai ekonomis tersendiri bagi perusahaan. Oleh karena itu peningkatan efisiensi boiler ini sangat penting guna mendapatkan output yang baik.
Universitas Diponegoro Semarang 12
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang 1.2 Alasan Pemilihan Judul
Alasan pengambilan judul laporan ini adalah untuk mengetahui efisiensi/kinerja dari
boiler
di
PT.KIMIA
FARMA
Manufaktur
Semarang
agar
kita
dapat
memperkirakan kemungkinan untuk meningkatkan kinerja atau efisiensi boiler tersebut. Dalam penulisan laporan ini penulis tidak lupa menjelaskan tentang pengetahuan boiler secara umum.
1.3 Ruang Lingkup Kerja Praktek
Ruang lingkup atau batasan masalah yang akan di bahas dalam laporan ini adalah mengenai efisiensi boiler di PT KIMIA KIMIA FARMA Manufakturing Semarang,
1.4 Tujuan Kerja Praktek Tujuan dari kegiatan kerja praktek ini adalah : 1. Menganalisis performance /efisiensi boiler di PT.KIMIA FARMA Manufaktur Semarang 2. Mengetahui perandingan efisiensi teoritis dengan efisiensi boiler sesungguhnyadi lapangan di PT.KIMIA FARMA Manufaktur Semarang 3. Menganalisa faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi boiler di PT. KIMIA FARMA Manufaktur Semarang
1.5 Metoda Penulisan
Metode yang dipakai pada penulisan penulisan laporan Kerja Praktek ini adalah sebagai berikut: 1. Studi literatur Metode ini dilaksanakan dengan studi dari buku-buku maupun instruction manual book dan pustaka lainnya yang berkaitan. Metode ini dilakukan untuk keperluan dasar teori dan analisa pembahasan.
Universitas Diponegoro Semarang 13
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
2. Tinjauan Lapangan Yakni dengan melakukan pengambilan data terhadap objek yang diteliti secara langsung di lapangan. 3.
Metode wawancara Dalam metode ini penulis memperoleh data melalui wawancara, diskusi dan tanya jawab dengan pembimbing lapangan serta operator.
1.6 Sistematika Penyusunan
Laporan kerja praktek ini dibagi menjadi enam bab yang saling berhubungan satu sama lain. Adapun sistematika penulisan laporan kerja praktek ini adalah sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN
Pembahasan mengenai latar belakang kerja pratek, alasan pemilihan judul, ruang lingkup/ batasan masalah, tujuan kerja praktek, metodologi penyusunan laporan dan sistematika laporan. BAB IIPROFIL PT KIMIA FARMA MANUFAKTUR SEMARANG
Berisikan tentang sejarah singkat perusahaan. BAB III PENGETAHUAN UMUM BOILER
Pembahasan mengenai pengertian boiler, klasifikasi boiler, bagian-bagian boiler, pengoperasian ketel uap, pengolahan air umpan boiler, serta daftar periksa opsi,
BAB IV DASAR TEORI PERHITUNGAN EFISIENSI BOILER
Pembahasan
mengenai
nilai
pembakaran
bahan
bakar,
kebutuhan
udara
pembakaran, gas asap, karbon yang tidak terbakar, karbon aktual yang habis
Universitas Diponegoro Semarang 14
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang terbakar (Ct), rumus perhitungan efisiensi ketel uap, rumus perhitungan kapasitas produksi ketel uap (Mu), serta perhitungan efisiensi berdasarkan neraca kalor.
BAB V PERHITUNGAN EFISIENSI DAN KAPASITAS PRODUKSI UAP
SERTA PELUANG MENINGKATKAN EFISIENSI BOILER
Pembahasan mengenai spesifikasi ketel uap di PT.KIMIA FARMA Semarang, data ketel uap di PT.KIMIA FARMA Semarang , perhitungan pembakaran, perhitungan efisiensi ketel uap, perhitungan kapasitas produksi uap, efisiensi berdasarkan neraca kalor, peluang meningkatkan efisiensi boiler
BAB VI PENUTUP
berisi kesimpulan dan saran
Universitas Diponegoro Semarang 15
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
BAB II GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN
2.1 Sejarah Singkat Berdirinya Perusahaan
PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang pada mulanya merupakan Perusahaan milik Swasta.Setelah dikeluarkannya UU No. 58 Tahun 1958, maka perusahaan milik Belanda ini mengalami Nasionalisasi me njadi milik pemerintah Republik Indonesia. Setelah musyawarah Kabinet Kerja dengan terlebih dahulu membentuk Badan Pimpinan Umum (BPU), maka di tetapkan bentuk Perusahaan Negara Farmasi (PNF). Berdasarkan Inpres No. 17 Tahun 1967 dan Perpu No. 3 Tahun 1967, maka pada tanggal 23 Januari 1968 semua PNF, kecuali PNF Bio Farma, di satukan dengan PNF Bhineka Kimia Farma. Dengan PP No. 16 Tahun 1971 yang berlaku pada tanggal 19 Maret 1971, maka PNF Bhineka Kimia Farma berubah menjadi Perseroan Terbatas (PT) Kimia Farma. Status PT. Kimia Farma baru berlaku 16 Agustus 1971 setelah di sahkan oleh akte notaries Soloeman Adjasasmita, SH., No. 18 (Lembar Negara No. 508 Tahun 1971, tambahan berita RI tanggal 19 November 1971 No. 91), yang kemudian mendapatkan pengesahan Menteri Kehakiman dengan Surat Penetapan No. 1 A5/184/21, tanggal 14 Oktober 1971. Secara umum PT. Kimia Farma terbagi menjadi dua unit besar, yaitu unit poduksi dan unit perdagangan. PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang merupakan salah satu unit produksi yang ada di Indonesia.PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang semula bernama Pabrik Castrol Oil. Pabrik resmi di buka tanggal 1 Juni 1971. Sejak tanggal 1 April 1974, Pabrik Castrol Oil berubah
Universitas Diponegoro Semarang 16
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang nama menjadi Pabrik Minyak dan Lemak. Perubahan nama ini di harapkan lebih sesuai dengan keadaan produk yang di hasilkan, karena pabrik ini tidak hanya memproduksi minyak jarak saja, tetapi juga mengolah minyak nabati lainnya seperti minyak kelapa, minyak kelapa sawit, dan minyak kacang. Pada tanggal 1 Maret 1991, PT. Kimia Farma Pabrik Minyak dan Lemak di ubah menjadi PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang. Pada tahun yang sama, PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang juga memproduksi Kosmetika Bedak Marcks, di samping memproduksi minyak dan lemak. Pada tahun 1994, PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang di percaya oleh direksi untuk memproduksi Lysol untuk sarana kesehatan. PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang, yang memperingati hari ulang tahunnya setiap tanggal 16 Agustus, mendapatkan ISO 9001 versi 1994 mengenai system manajemen mutu dan disain produk pada November 1997. Sertifikat ISO 9001 ini di perbarui pada tahun 2000 menjadi versi 2000, dan setiap tiga tahun di perbarui, dan akan di perbarui lagi pada November 2006.
2.2 Tujuan Berdirinya Perusahaan
Tujuan di dirikannya PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang antara lain : 1.
Untuk memanfaatkan potensi sumber alam Indonesia yang belum di manfaatkan secara optimal.
2.
Menciptakkan kemampuan pengadaan minyak dan lemak negeri.
3.
Menciptakkan kesempatan kerja bagi masyarakat di sekitar pabrik, yang berarti pula meningkatkan taraf hidup.
4.
Memupuk keuntungan bagi perusahaan.
5.
Menambah sumber devisa Negara.
6.
Menambah pendapatan di bidang pertanian, transportasi, dan lain-lain.
Universitas Diponegoro Semarang 17
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang 2.3
Visi dan Misi.
Visi PT. Kimia Farma : Menjadi perusahaan farmasi utama di Indonesia dan bardaya saing di pasar global.
Misi PT. Kimia Farma :
Menyediakan, mengadakan, dan menyalurkan persediaan farmasi, alat kesehatan, dan jasa kesehatan lainnya yang berkualitas dan bernilai tambah untuk memenuhi kebutuhan masyarakat.
Mengembangkan bisnis farmasi dengan cara meningkatkan nilai perusahaan untuk kepentingan pemegang saham dan pihak lain yang berkepentingan tanpa meninggalkan prinsip-prinsip “good corporate governance”.
Mengembangkan
sumber
daya
manusia
perusahaan
untuk
meningkatkan kompetensi dan komitmen guna pengembangan industry farmasi.
2.4
Lokasi dan Letak Perusahaan.
PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang terletak di jalan Simongan Nomor 169, Desa Manyaran, Kecamatan Semarang Barat, Kota Madya Semarang.
PT.
Kimia
Farma
juga
dapat
di
akses
melalui
http://www.kimiafarma.co.id// . Di tinjau dari lokasinya, PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang cukup baik. Pemilihan lokasi tersebut di dasarkan pada pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut :
Jawa Tengah di kenal sebagai daerah penghasil bahan baku biji jarak yang di butuhkan.
Universitas Diponegoro Semarang 18
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
Semarang memiliki pelabuhan yang memungkinkan sebagai sarana transportasi laut, misalnya dalam pengadaan bahan baku maupun pemasaran produk.
Persedian air tawar yang dapat memenuhi syarat untuk proses.
Dekat dengan sungai Kaligarang, yang dapat di gunakan sebagai tempat pembuangan air limbah yang telah diolah.
Luas lokasi PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang sekitar 2,67 Ha, yang meliputi : o
Bangunan Pabrik
: 10.000 m²
o
Gudang apenyimpanan Minyak
: 1.200 m²
o
Laboratorium dan Perpustakaan
:
o
Sarana Olahraga dan lain-lain
: 15.000 m²
500 m²
Untuk lebih jelas lokasi dan tata letak PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang dapat di lihat pada gambar 2.1 dan gambar 2.2.
Universitas Diponegoro Semarang 19
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
Gambar 2.1 Lokasi Perusahaan.
Universitas Diponegoro Semarang 20
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
Gambar 2.2 Tata Letak / Lay Out Perusahaan.
Universitas Diponegoro Semarang 21
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang 2.5
Struktur Organisasi Perusahaan.
Organisasi
perusahaan
sangat
penting
dalam
rangka
pengelolaan
perusahaan dan mengaktifkan kerja untuk mencapai tujuan perusahaan. Administrasi perusahaan mencakup struktur organisasi perusahaan, hak dan kewajiban pengusaha dan pegawai, tata cara dan pegangan praktis yang berhubungan dengan tugas. PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang di pimpin oleh seorang Kepala Unit Produksi Semarang dan di bantu oleh Tenaga Ahli, Kepala Bagian, serta Kepala Sub Bagian dan Kepala Seksi. Bagan Organisasi PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang dapat di lihat pada gambar 2.3.
Universitas Diponegoro Semarang 22
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang PT.Kimia Farma Semarang KSEP
KSBPS
KSPR
KSBR
KBPD
KSPPK KSBPK KSPFT
KSPP KSBPR KSPPPP
KSGK
KSGM
KUPS
KBSMP
KSBP KSAK
KSKU
KSBKU
KSPU
KSESP KSBPE KSCL
KSPK KBPM KSPML
KSBPPP
Gambar 2.3 Struktur Organisasi Perusahaan.
Universitas Diponegoro Semarang 23
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Berikut ini penjelasan struktur organisasi PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang : 1. Kepala Unit Produksi Semarang Kepala Unit Produksi Semarang (KUPS) memegang kekuasaan dalam struktur organisasi di PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang. Tugas dan kewajiban Kepala Unit Produksi P roduksi Semarang antara lain :
Mengelola pelaksanaan operasional produksi dan pemeliharaan system mutu yang di tetapkan di PT. P T. Kimia Farma Unit Produksi Semarang.
Mengelola
pelaksanaan
operasional
dalam
perencanaan
dan
pengendalian investasi.
Mengelola pelaksanaan kebijakan operasional dalam keuangan dan anggaran serta personalia dan rumah tangga.
2. Bagian Sistem Mutu dan Produktivitas (BSMP) Bagian Sistem Mutu dan Produktivitas terdiri dari staf (tenaga ahli) yang di kepalai oleh seorang Kepala Bagian Sistem Mutu dan Produktivitas (KBSMP), yang bertanggung jawab langsung kepada Kepala Unit Produksi Semarang. Tugas dan kewajiban Bagian Sistem Mutu dan Produktivitas yaitu :
Merencanakan,
melaksanakan,
memantau
dan
menyempurnakan
penerapan system mutu dan peningkatan produktivitas.
Melaporkan kinerja system mutu dan peningkatan produktivitas dalam rapat tinjauan manajemen.
Menjamin pelaksanaan rapat tinjauan manajemen dan tindak lanjut hasilnya sesuai dengan prosedur rapat tinjauan manajemen.
Universitas Diponegoro Semarang 24
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang 3. Sub Bagian Pengadaan (SBP) Sub Bagian Pengadaan dipimpin oleh Kepala Sub Bagian Pengadaan yang bertanggung jawab kepada Kepala Unit Produksi Semarang. Tugas dan kewajiban Sub Bagian Pengadaan adalah :
Menerima rencana kebutuhan bahan baku, bahan penolong, dan bahan kemasan serta barang lain sesuai permintaan unit kerja.
Menerima permintaan kebutuhan sarana dan prasarana sesuai permintaan unit kerja.
Mengusulkan pemasok dengan mempertimbangkan legalitas pemasok, ketetapan , jumlah, harga, dan waktu pengiriman barang sesuai prosedur yang telah ditetapkan.
4. Bagian Produksi (BPD) Bagian Produksi dipimpin oleh Kepala Bagian Produksi KBPD) yang bertanggung jawab langsung kepada Kepala Unit Produksi Semarang. Tugas dan kewajiban Bagian Produksi antara lain :
Merencanakan dan mengevaluasi jadwal kebutuhan dan penggunaan bahhan baku, bahan penolong, dan bahan k emasan.
Mengkoordinasi dan mengendalikan pelaksanaan proses produksi minyak, kosmetik, bedak, dan kemasan produk.
Mengevaluasi, mengendalikan permintaan dan penggunaan bahan baku, bahan penolong penolon g serta bahan kemasan untuk produksi dan produk jadi.
Universitas Diponegoro Semarang 25
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Bagian Produksi membawahi tiga seksi, yaitu : o
Seksi Pressing (SPR) Seksi Pressing berada dibawah wewenang Bagian Produksi, dipimpin oleh Kepala Seksi Pressing (KSPR) yang bertanggung jawab kepada Kepala Bagian Produksi. Tugas dan kewajiban Seksi Pressing adalah :
Melakukan permintaan (bon) bahan baku, bahan penolong, bahan kemasan ke gudang sesuai kebutuhan dan mencatat pada catatan pengolahan dan pengemasan.
Memantau penyerahan sample crude oil hasil jadi untuk pemeriksaan mutu.
Menyerahkan produk jadi ke Kepala Seksi Bagian Refining atau Gudang Minyak (KGSM).
o
Seksi Pengemasan Produk Bedak dan Kosmetik (SPPBK) Seksi Pengemasan Produk Bedak dan Kosmetik berada di bawah wewenang Bagian Produksi, dan dipimpin oleh Kepala Seksi Pengemasan Produk Bedak dan Kosmetik yang bertanggung jawab kepada Kepala Bagian Produksi. Tugas dan kewajiban Seksi Pengemasan Produk Bedak dan Kosmetik adalah sebagai berikut :
Merencanakan jadwal kebutuhan dan memantau penggunaan bahan kemasan untuk kegiatan pengemasan.
Melakukan permintaan (bon) bahan kemasan ke gudang sesuai kebutuhan
dan
mencatat
pada
catatan
pengolahan
atau
pengemasan batch.
Mengawasi dan mengatur pelaksanaan kegiatan pengemasan.
Universitas Diponegoro Semarang 26
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
o
Seksi Produk Farmasi Terbatas (SPFT) Seksi Produksi Farmasi Terbatas dipimpin oleh Kepala Seksi Produk Farmasi Terbatas (KSPFT) yang bertanggung jawab kepada Kepala Seksi Produksi. Seksi Produk Farmasi Terbatas berada di bawah departemen Bagian Produksi. Tugas dan kewajiban Seksi Produk Farmasi Terbatas yaitu :
Merencanakan jadwal, kebutuhan dan memantau penggunaan bahan baku, bahan kemasan untuk kegiatan produksi farmasi terbatas.
Melakukan permintaan (bon) bahan baku, bahan kemasan ke gudang sesuai kebutuhan dan mencatat pada catatan pengolahan.
Mengawasi dan mengatur pelaksanaan kegiatan produksi dan pengawasan produk farmasi terbatas.
Bagian Produksi juga di bantu oleh :
Sub Bagian Refining (SBR) Sub Bagian Refining dipimpin oleh Kepala Sub Bagian Refining (KSBR) yang bertanggung jawab langsung kepada Kepala Bagian Produksi. Tugas dan kewajiban Sub Bagian Refining yaitu : Merencanakan jadwal kebutuhan dan memantau bahan baku dan
bahan penolong untuk kegiatan refining dan untuk produksi lainnya. Melakukan permintaan (bon) bahan baku dan bahan kemasan ke
gudang sesuai dengan kebutuhan dan mencatat pada catatan pengolahan atau pengemasan.
Universitas Diponegoro Semarang 27
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Mengawasi dan mengatur pelaksanaan proses refining .
Sub Bagian Produksi Kosmetik (SBPK) Sub Bagian Produksi Kosmetik dipimpin oleh Kepala Sub Bagian Produksi Kosmetik dan bertanggung jawab langsung kepada Kepala Bagian Produksi. Tugas dan kewajiban Sub Bagian Produksi Kosmetik adalah : Merencanakan jadwal kebutuhan dan memantau kebutuhan bahan
baku dan bahan kemasan untuk kegiatan produksi kosmetik dan bedak. Menerima penyerahan bahan baku, bahan kemasan , dan gudang
(SGF) sesuai kebutuhan dan mencatat pada catatan pengolahan batch. Mengawasi dan mengatur pelaksanaan kegiatan proses produksi
kosmetik dan bedak.
5.
Bagian Perencanaan, Pengendalian Produk dan Persediaan (BPPPP) Bagian Perencanaan, Pengendalian Produk dan Persediaan dipimpin oleh Kepala Bagian Perncanaan, Pengendalian Produk dan Persediaan, yang bertanggung jawab langsung kepada Kepala Unit Produksi Semarang. Tugas dan kewajiban Bagian Perencanaan, Pengendalian Produk dan Persediaan yaitu :
Merencanakan mengendalikan, dan mengevaluasi jadwal produksi kebutuhan bahan baku, bahan penolong, dan bahan kemasan proses produksi dan persediaan secara berkala.
Universitas Diponegoro Semarang 28
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
Membantu dan mengendalikan permintaan dan penggunaan bahan baku, bahan penolong, dan bahan kemasan, serta waktu proses produksi.
Memantau pelaksanaan permintaan, penyimpanan, persediaan dan penyerahan bahan baku, bahan penolong, bahan kemasan , dan produk jadi sarana dan prasarana produksi lainnya.
Bagian
Perencanaan,
Pengendalian
Produk
dan
Persediaan
membawahi departemen – departemen : o
Seksi Pengendalian dan Pelaporan (SPP) Seksi Pengendalian dan Pelaporan dipimpin oleh Kepala Seksi Pengendalian dan Pelaporan, yang bertanggung jawab kepada Kepala Bagian Perencanaan, Pengendalian Produk dan Persediaan. Tugas dan kewajiban Seksi Pengendalian dan Pelaporan yaitu :
Mengevaluasi rencana produksi tahunan, triwulan, bulanan dan mingguan.
Mengawasi rencana kebutuhan pemakaian bahan baku kemasan sesuai dengan rencana produksi.
Mengevaluasi jadwal kedatangan bahan baku, bahan kemasan, produk setengah jadi, dan produk jadi.
o
Seksi Gudang Kosmetik dan Bedak (SGK) Seksi Gudang Kosmetik dan Bedak dipimpin oleh Kepala Seksi Gudang Kosmetik dan Bedak, yang bertanggung jawab kepada bagian Perencanaan, Pengendalian Produk dan Persediaan. Tugas dan kewajiban Seksi Gudang Kosmetik dan Bedak yaitu :
Universitas Diponegoro Semarang 29
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
Mengawasi dan mengatur pelaksanaan kegiatan penerimaan, penyimpanan, pengeluaran bahan baku, bahan kemasan, produk jadi, sarana dan prasarana lainnya.
Mengawasi pelaksanaan penimbangan dan pengeluaran bahan baku, bahan kemasan, dan produk jadi.
Memantau kualitas bahan baku, bahan kemasan, dan produk jadi oleh gudang sesuai dengan hasil pemeriksaan dan pengawasan mutu.
o
Seksi Gudang Minyak (SGM) Seksi Gudang Minyak dipimpin oleh Kepala Seksi Gudang Minyak, yang bertanggung jawab kepada Kepala Bagian Perencanaan, Pengendalian Produk dan Persediaan. Tugas dan kewajiban Seksi Gudang Minyak yaitu :
Mengawasi dan mengatur pelaksanaan kegiatan penerimaan, penyimpanan bahan baku dan bahan penolong.
Mengawasi pengeluaran bahan baku, bahan penolong, dan bahan kemasan produk jadi.
Mengawasi pelaksanaan penimbangan dan pengeluaran bahan baku, bahan penolong, bahan kemasan dan produk jadi sesuai dengan hasil pemeriksaan pengawasan mutu.
Memantau kualitas bahan baku, bahan penolong, bahan kemasan dan produk jadi sesuai dengan hasil pengawasan pemeriksaan mutu. Bagian Perencanaan, Pengendalian Produk dan Persediaan,
dibantu oleh staf dari Sub Bagian Perencanaan (SBPR), yang dipimpin
Universitas Diponegoro Semarang 30
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang oleh Kepala Sub Bagian Perencanaan, yang bertanggung jawab kepada Kepala Bagian Perencanaan, Pengendalian Produk dan Persediaan. Tugas dan kewajiban Sub Bagian Perencanaan yaitu ;
Menyusun rencana produksi tahunan, triwulan, bulanan, dan minguan.
Menyusun rencana kebutuhan bahan baku, bahan penolong, bahan kemasan sesuai dengan rencana produksi.
Menyusun rencana jadwal kedatangan bahan baku, bahan penolong, bahan kemasan untuk keperluan produksi.
6.
Bagian Pengawasan Mutu (BPM) Bagian Pengawasan Mutu dipimpin oleh Kepala Bagian Pengawasan Mutu, yang bertanggung jawab kepada Kepala Unit Produksi Semarang. Tugas dan kewajiban Bagian Pengawasan Mutu yaitu : Mengkoordinasi dan melaksanakan pemeriksaan bahan baku , bahan
penolong , bahan kemasan, produk setengah jadi, dan produk jadi sesuai dengan prosedur Inspeksi dan Tes. Mengevaluasi dan menindaklanjuti bahan baku, bahan penolong,
bahan kemasan, produk jadi, dan produk setengah jadi yang tidak memenuhi syarat sesuai dengan prosedural pengendalian produk yang sesuai. Membuat standar mutu bahan dan produk jadi.
Bagian Pengawasan Mutu membawahi departemen – departemen : o
Seksi Pemeriksaan Produk Kosmetik dan Bedak (SPK)
Universitas Diponegoro Semarang 31
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Seksi Pemeriksaan Produk Kosmetik dan Bedak dipimpin oleh Kepala Seksi Pemeriksaan Produk Kosmetik dan Bedak yang bertanggung jawab kepada Kepala Bagian Pengawasan Mutu (KBPM). Tugas dan kewajiban Seksi Pemeriksaan Produk Kosmetik dan Bedak yaitu :
Memantau pengambilan dan pendalaman sample bahan baku, bahan kemasan, produk setengah jadi, dan produk jadi yang akan diperiksa.
Mengatur dan mengawasi pelaksanaan pemeriksaan mutu bahan baku, bahan penolong, produk setengah jadi, dan p oduk jadi.
Menjamin kebenaran hasil analisa pemeriksaan mutu yang dilaporkan.
o
Seksi Pemeriksaan Produk Minyak dan Limbah (SPML) Seksi Pemeriksaan Produk Minyak dan Limbah dipimpin oleh Kepala Seksi Pemeriksaan Produk Minyak dan Limbah, yang bertanggung jawab kepada Kepala Bagian Pengawasan Mutu (KBPM). Tugas dan kewajiban Seksi Pemeriksaan Produk Minyak dan Limbah yaitu :
Memantau pengambilan dan pendapatan sample bahan baku, bahan penolong, bahan kemasan, produk setengah jadi, produk jadi, dan limbah cair.
Mengatur dan mengawasi pelaksanaan pemeriksaan mutu bahan baku, bahan penolong, produk setengah jadi, dan produk jadi.
Menjamin kebenaran hasil analisa pemeriksaan mutu yang akan dilaporkan.
Universitas Diponegoro Semarang 32
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
Kepala Bagian Pengawasan Mutu (KBPM) dibantu oleh staf Sub Bagian Penelitian dan Pengembangan Pabrik (SBPPP), yang dipimpin oleh Kepala Sub Bagian Penelitian dan Pengembangan Pabrik, yang bertanggung jawab kepada Kepala Bagian Pengawasan Mutu. Tugas
dan
kewajiban
Sub
Bagian
Penelitian
dan
Pengembangan Pabrik yaitu :
Mengkoordinasi dan melaksanakan peelitian dan pengembangan produk serta membantu Kepala Bagian Pengawasan Mutu dalam pemeriksaan bahan baku, bahan kemasan, produk setengah jadi, dan produk jadi yang tidak memenuhi syarat sesuai dengan prosedur inspeksi dan tes.
Membantu
Kepala
Bagian
Pengawasan
Mutu
dengan
mengevaluasi dan menindaklanjuti bahan baku, bahan kemasan, produk setengah jadi, dan produk jadi yang tidak sesuai.
Membuat
standar
mutu
dan
produk
hasil
penelitian
pengembangan.
7.
Sub Bagian Pemasaran (SBPS) Sub Bagian Pemasaran dipimpin oleh Kepala Sub Bagian Pemasaran, yang bertanggung jawab kepada Kepala Unit Produksi Semarang. Tugas dan kewajiban Sub Bagian Pemasaran yaitu : Melaksanakan pembianaan pelanggan dan menjaga kepuasan pelanggan. Memasarkan produk jadi didalam dan luar negeri.
Universitas Diponegoro Semarang 33
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
Menerima dan menginventarisasi pesanan produk jadi berdasarkan permintaan pelanggan. Kepala Sub Bagian Pemasaran membawahi Seksi Ekspedisi dan Pelayanan, yang dipimpin oleh Kepala Seksi Ekspedisi dan Pelayanan, yang mempunyai tugas dan tanggung jawab untuk merencanakan jadwal pengiriman produk kepada pelanggan.
8.
Sub Bagian Keuangan dan Umum (SKBU) Sub Bagian Keuangan dan Umum dipimpin oleh Kepala Sub Bagian Keuangan dan Umum, yang bertanggung jawab kepada Kepala Unit Produksi Semarang. Tugas dan kewajiban Sub Bagian Keuangan dan Umum yaitu :
Menyusun perencanaan anggaran belanja dan cash flow tahunan.
Merencanakan
dan
mengendalikan
keuangan
sesuai
dengan
cashflow.
Bertanggung jawab atas kebenaran pemeriksaan dan pengeluaran uang. Kepala Sub Bagian Keuangan dan Umum membawahi departemen –
departemen : o
Seksi Akutansi (SAK) Seksi Akutansi dipimpin oleh Kepala Seksi Akutansi, yang bertanggung jawab kepada Kepala Sub Bagian Keuangan dan Umum. Tugas dan kewajiban Seksi Akutansi yaitu :
Melaksanakan
pemberian
rekening,
pembukuan,
dan
pengolahan data yang masuk dari seluruh perusahaan sesuai dengan kaidah akutansi.
Melaksanakan kegiatan pencatatan kredit nota dan debit nota.
Universitas Diponegoro Semarang 34
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
o
Melaksanakan perhitungan penyusutan.
Seksi Keuangan (SPU) Seksi Keuangan dipimpin oleh Kepala Seksi Keuangan, yang bertanggung jawab kepada Kepala Sub Bagian Keuangan dan Umum. Tugas dan kewajiban Seksi Keuangan yaitu ;
Menyusun inventarisasi dan pengolahan data pegawai untuk penyusunan pengadaan mutasi, promosi, dan pemberhentian personil.
Memantau, mengevaluasi, dan mengolah data presensi personil, hasil
kerja lembur, cuti personil, hasil penelitian
prestasi personil dan biaya kesehatan.
Menyusun daftar perhitungan pendapatan dan asuransi, iuran pajak dan pinjaman.
9.
Sub Bagian Pemeliharaan Energi (SBPE) Sub Bagian Pemeliharaan Energi dipimpin oleh Kepala Sub Bagian Pemeliharaan Energi, yang bertanggung jawab kepada Kepala Unit Produksi Semarang. Tugas dan kewajiban Sub Bagian Pemeliharaan Energi yaitu :
Merencanakan pelaksanaan kegiatan pemeliharaan dan perbaikan bangunan, sarana dan prasarana produksi serta instalasi energi dan kendaraan.
Mengatur dan mengawasi pelaksanaan kegiatan pemeliharaan dan perbaikan bangunan, sarana dan prasarana produksi serta instalasi energi dan kendaraan.
Universitas Diponegoro Semarang 35
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
Merencanakan kebutuhan dan memantau penggunaan peralatan dan suku cadang untuk pemeliharaan dan perbaikan sarana dan prasarana.
Kepala Sub Bagian Pemeliharaan dan Energi membawahi departemen – departemen ; o
Seksi Civil dan Lingkungan (SCL) Seksi Civil dan Lingkungan dipimpin oleh Kepala Seksi Civil dan Lingkungan, yang bertanggung jawab kepada Kepala Sub Bagian Pemeliharaan Energi. Tugas dan kewajiban Seksi Civil dan Lingkungan yaitu :
Memantau kegiatan pemeliharaan, perbaikan bangunan dan lingkungan beserta kelengkapannya.
Pemantauan pemanfaatan untuk pemeliharaan, perbaikan bangunan dan lingkungan beserta kelengkapann ya.
Mengevaluasi dan melaporkan secara berkala mengenai hasil kegiatan pemeliharaan, perrbaikan gedung dan lingkungan beserta kelengkapannya.
o
Seksi Energi dan Sarana Produksi (SESP) Seksi Energi dan Sarana Produksi dipimpin oleh Kepala Seksi Energi dan Sarana Produksi, yang bertanggung jawab kepada Kepala Sub Bagian Pemeliharaan Energi. Tugas dan kewajiban Seksi Energi dan Sarana Produksi yaitu :
Membuat rencana kegiatan pemeliharaan, perbaikan instalasi energi, sarana dan prasarana produksi.
Universitas Diponegoro Semarang 36
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
Mengawasi, mengatur, dan mengkoordinasi pelaksanaan pemeliharaan, perbaikan instalasi energi, sarana dan prasarana produksi.
Mengevaluasi dan melaporkan secara berkala mengenai hasil kegiatan pemeliharaan, perbaikan instalasi energi, sarana dan prasarana produksi.
2.6
Kepegawaian.
Menurut data pada Agustus 2006, diketahui bahwa jumlah Sumber Daya Manusia PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang adalah 153 orang. Status karyawan di PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang meliputi : 1. Pegawai Tetap. 2. Pegawai Tidak Tetap. 3. Pegawai Honorer, Tenaga Borongan, dan Harian Lepas.
2.7
Pelaksanaan Jam Kerja.
Peraturan kerja dibedakan antara karyawan masuk pagi (bukan shift) dengan hari kerja dari Senin sampai Jumat. Karyawan shift dibagi dalam empat group dengan jam kerja bergantian selama enam hari, dan hari libur satu hari setelah bekerja tiga hari berturut – turut. Pembayaran gaji pegawai diatur dalam tiga tahap setiap bulan pada tanggal 5, 15, 25. 2.8
Faasilitas Perusahaan.
Karyawan adalah kekayaan yang paling berharga dan berperan penting dalam perusahaan. PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang memandang perlu memberikan
dan
menyediakan
fasilitas
penunjang
untuk
meningkatkan
kesejahteraan karyawannya, diantaranya dengan :
Universitas Diponegoro Semarang 37
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang 1)
Memberikan jaminan hari tua (pesiun) dan memberikan jaminan sosial tenaga kerja. Jaminan sosial meliputi : a. Asuransi pegawai. b. Bantuan sosial hari tua (pensiun). c. Kebutuhan lain yang ditetapkan pemerintah. Usaha yang dilakukan oleh perusahaan adalah kerja sama dengan ASTEK (Asuransi Sosial dan Tenaga Kerja) yang meliputi Asuransi Kecelakaan Kerja (AKK), Asuransi Kematian (AK), Tunjangan Hari Tua (THT). Jaminan kesejahteraan sosial diberikan dengan kriteria : 1.
Pegawai tetap, calon pegawai tetap dan calon pegawai penuh. Fasilitas yang diberikan adalah sebagai berikut :
2.
Uang pakaian dinas, satu tahun sekali.
Penggantian biaya perawatan dan pengobatan.
Rekreasi untuk seluruh pegawai.
Pegawai honorer paruh waktu, tenaga borongan, harian lepas. Fasilitas yang diberikan adalah sebagai berikut :
3.
Gaji.
Asuransi kecelakaan kerja.
Asuransi kematian.
Pegawai tetap bulananyang telah berumur 55 tahun dan masa kerja mencapai 15 tahun berhak mendapat pensiun. Ada juga yang tidak berhak atas pensiun tetapi berhak atas jaminan sosial pensiun (jaminan hari tua), yaitu pegawai
Universitas Diponegoro Semarang 38
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang bulanan yang berumur 55 tahun tetapi masa kerja belum mencapai 15 tahun. 2)
Sumbangan kematian akan diberikan kepada pegawai maupun keluarganya yang pada daftar perusahaan sesuai dengan peraturan yang berlaku.
3)
Perumahan bagi pejabat.
4)
Koperasi yang menyediakan kebutuhan sehari – hari.
5)
Tunjangan Hari Raya (THR)
6)
Tunjangan Bonus.
7)
Perlengkapan kerja yang meliputi pakaian kerja, sepatu, seragam, serta perlengkapan keselamatan (masker, helm, dan sebagainya).
8)
Hadiah dan penghargaan bagi karyawan.
9)
Masjid lengkap dengan perpustakaannya.
Ditinjau dari peraturan yang dikeluarkan pemerintah melalui Departemen Tenaga Kerja, PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang telah memberikan fasilitas yang cukup bagi karyawan.
2.9
Bahan Baku dan Produk yang Dihasilkan.
2.9.1
Bahan Baku PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang menggunakan biji jarak
sebagai bahan baku pembuatan minyak jarak, crude oil untuk pembuatan minyak kelapa sawit, dan minyak kacang. Pembuatan minyak jarak juga menggunakan bahan – bahan pembantu antara lain soda kaustik, bleaching earth, karbon aktif, asam sitrat, garam, asam sulfat. Sedangkan bahan baku pembuatan bedak didatangkan dari supplier. 2.9.2
Produk yang Dihasilkan
Minyak Telon Bayi
Universitas Diponegoro Semarang 39
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Produk jadi minyak telon bayi memiliki dua macam kemasan yaitu 37 ml dan 67 ml. Produk jadi minyak telon bayi yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : cairan kuning, bau aromatis seperti kamfer, rasa menusuk seperti kamfer diikuti rasa hangat.
Minyak Kayu Putih Produk jadi minyak kayu putih memiliki tiga macam kemasan yaitu 37 ml, 67 ml, dan 127 ml. Produk jadi minyak kayu putih yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : cairan kuning kehijauan, bau aromatis seperti kamfer, rasa menusuk seperti kamfer diikuti rasa hangat.
Minyak Telon Anak Produk jadi minyak telon anak memiliki dua macam kemasan yaitu 37 ml dan 67 ml. Produk jadi minyak telon anak yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : cairan kuning, bau aromatis seperti kamfer, rasa menusuk seperti kamfer diikuti rasa hangat.
RBD M V O III RBD M V O III yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : cairan berwarna kuning muda, tidak berbau, tidak tengik, tidak tercampur minyak babi atau minyak lainnya.
RBD SPC III RBD SPC III yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : cairan berwarna kuning muda, tidak berbau, tidak tengik, tidak bercampur minyak babi atau minyak lainnya.
RBD Fat Blend 933 RBD Fat Blend 933 yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut: cairan berwarna kuning muda, tidak berbau, tindak tengik, tidak tercampur minyak babi atau minyak lainnya.
Universitas Diponegoro Semarang 40
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
RBD FB 21 RBD FB 21 yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : cairan berwarna kuning muda, tidak berbau, tidak tengik, tidak tercampur minyak babi atau minyak lainnya.
RBD FB 23 RBD FB 23 yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : cairan berwarna kuning muda, tidak berbau, tidak tengik, tidak tercampur minyak babi atau minyak lainnya.
RBD Soyabean Oil RBD Soyabean Oil yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : cairan berwarna kuning muda, tidak berbau, tidak tengik, tidak tercampur minyak babi atau minyak lainnya.
RBD Palm Oleia Oil RBD Palm Oleia Oil yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : cairan berwarna kuning muda, jernih pada temperatur ruangan, tidak tengik, tidak tercampur minyak babi atau minyak lainnya.
RBD Peanut Oil RBD Peanut Oil yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : cairan berwarna kuning muda, tidak berbau, tidak tengik, tidak tercampur minyak babi atau minyak lainnya.
RBD Coconut Oil RBD Coconut Oil yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : cairan berwarna kuning muda, tidak berbau, tidak tengik, tidak bercampur minyak babi atau minyak lainnya.
Bedak Salicyl „2%
Universitas Diponegoro Semarang 41
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Bedak Salicyl „2% yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : bubuk halus berwarna agak putih.
Marck Body Talk Scarlet Marck Body Talk Scarlet yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : bubuk halus berwarna putih, berbau harum yang khas scarlet.
Marck Body Talk Fressia Marck Body Talk Fressia yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : bubuk halus berwarna putih, berbau harum yang khas fressia.
Marck Bedak Creme Marck Bedak Creme yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : bubuk halus berwarna creme, berbau harum yang khas.
Marck Bedak Rose Marck Bedak Rose yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : bubuk halus berwarna rose, berbau harum yang khas.
Marck Bedak Putih Marck Bedak Putih yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : bubuk halus berwarna putih, berbau harum yang khas.
Marck Venus Loose Powder Active 03 Ivory Marck Venus Loose Powder Active 03 Ivory yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : powder halus berwarna salem / kuning langsat, dengan bau harum yang khas.
Marck Venus Loose Powder Active 02 Beige
Universitas Diponegoro Semarang 42
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Marck Venus Loose Powder Active 02 Beige yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : powder halus berwarna kuning kecokelatan, dengan bau harum yang khas.
Marck Venus Loose Powder Active 01 Invisible Marck Venus Loose Powder Active 01 Invisible yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : powder halus berwarna peach / kuning natural, dengan bau harum yang khas.
Marck Venus Loose Powder Dynamic 03 Ivory Marck Venus Loose Powder Dynamic 03 Ivory yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : powder halus berwarna salem / kuning langsat, dengan bau harum yang khas.
Marck Venus Loose Powder Dynamic 02 Beige Marck Venus Loose Powder Dynamic 02 Beige yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : powder halus berwarna kuning kecokelatan, dengan bau harum yang khas.
Marck Venus Loose Powder Dynamic 01 Invisible Marck Venus Loose Powder Dynamic 01 Invisible yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : powder halus berwarna peach / kuning natural, dengan bau yang khas.
Refined Bleached Deodorized (RBD) Castrol Oil Refined Bleached Deodorized (RBD) Castrol Oil yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : cairan kental, kuning muda, tidak berbau, tidak tengik.
Produk Samping Produk samping yang dihasilkan berupa ampas biji jarak. Ampas biji jarak memiliki sepsifikasi sebagai berikut : Warna
: cokelat muda
Universitas Diponegoro Semarang 43
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Kadar air
: maksimal 11%
Kadar minyak
: 5,5 – 11%
Kadar Nitrogen
: minimal 5,5%
Kadar P2O5
: 1 – 1,5%
Kadar Kalium
: 1 – 4%
Kadar Asam Lemak
: 1 – 4%
Universitas Diponegoro Semarang 44
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang BAB III
Pengetahuan Umum Boiler
3.1 Pengertian Boiler
Boiler adalah bejana tertutup dimana panas pembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk air panas atau steam. Air panas atau steam pada tekanan tertentu kemudian digunakan untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Air adalah media yang berguna dan murah untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Jika air didihkan sampai menjadi steam, volumenya akan meningkat sekitar 1.600 kali, menghasilkan tenaga yang menyerupai bubuk mesiu yang mudah meledak, sehingga boiler merupakan peralatan yang harus dikelola dan dijaga dengan sangat baik. Sistem boiler terdiri dari: sistem air umpan, sistem steam, dan sistem bahan bakar. Sistem air umpan menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhan steam. Berbagai kran disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan. Sistem steam mengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler. Steam dialirkan melalui sistem pemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanan steam diatur menggunakan kran dan dipantau dengan alat pemantau tekanan. Sistem bahan bakar adalah semua peralatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan. Peralatan yang diperlukan dalam sistem bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang digunak an pada system [8]. Air yang disuplai ke boiler untuk dirubah menjadi steam disebut air umpan. Dua sumber air umpan adalah: 1. Kondensat atau steam yang mengembun yang kembali ke proses
Universitas Diponegoro Semarang 45
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang 2. Air make up (air baku yang sudah diolah) yang harus diumpankan dari luar ruang boiler ke plant proses. Untuk mendapatkan efisiensi boiler yang lebih tinggi, digunakan economizer untuk memanaskan awal air umpan menggunakan limbah panas pada gas buang. Uap dibagi menjadi 3 jenis yakni: 1. uap jenuh basah (wet saturated steam) Adalah uap yang masih bercampur atau berhubungan dengan bagian air yang mempunyai temperatur sama 2. Uap Jenuh kering (dry saturated steam) Adalah uap yang tidak bercampur atau tidak mengandung bagian air. 3. Uap lewat panas (superheated steam) Adalah uap yang didapat dari pemanasan lanjut uap jenuh 3.2 Klasifikasi Boiler
Setelah mengetahui proses singkat sistem boiler dan komponen pembentuk sitem boiler, selanjutnya kita perlu mengetahui jenis-jenis boiler. Berbagai jenis boiler yang telah berkembang mengikuti kemajuan teknologi dan evaluasi dari produk produk boiler sebelumnya. Berikut adalah klasifikasi boiler:
Universitas Diponegoro Semarang 46
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Menurut kontruksi dan cara kerjanya
1. Fire Tube Boiler
Gambar 3.1 fire tube boiler ( Sumber: www.eneryefficienyasia.org )
Cara kerja: Proses pengapian terjadi di dalam
pipa, kemudian
panas yang dihasilkan
dihantarkan langsung kedalam boiler yang berisi air. Besar dan konstruksi boiler mempengaruhi kapasitas dan tekanan yang dihasilkan boiler tersebut. Karakteristik: -
Biasanya digunakan untuk kapasitas steam yang relatif kecil (12.000 2
kg/jam) dengan tekanan rendah sampai sedang (18 kg/cm ). -
Dalam operasinya dapat menggunakan bahan bakar minyak, gas atau bahan bakar padat.
-
Untuk alasan ekonomis, sebagian besar fire tube boiler dikonstruksi sebagai paket boiler (dirakit oleh pabrik) untuk semua bahan bakar
Universitas Diponegoro Semarang 47
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang 2. Water Tube Boiler
Gambar 3.2 Diagram sederhana Water Tube Boiler ( Sumber: www.eneryefficienyasia.org ) Cara kerja: Proses pengapian terjadi di luar pipa. Panas yang dihasilkan digunakan untuk memanaskan pipa yang berisi air. Air umpan itu sebelumnya dikondisikan terlebih dahulu melalui economizer. Steam yang dihasilkan kemudian dikumpulkan terlebih dahulu di dalam sebuah steam drum sampai sesuai. Setelah melalui tahap secondary superheater dan primary superheater , baru steam dilepaskan ke pipa utama distribusi. Karakteristik: -
Tingkat efisiensi panas yang dihasilkan cukup tinggi.
-
Kurang toleran terhadap kualitas air yang dihasilkan dari plant pengolahan air. Sehingga air harus dikondisikan terhadap mineral dan kandungankandungan lain yang larut dalam air.
Universitas Diponegoro Semarang 48
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang -
Boiler ini digunakan untuk kebutuhan tekanan steam yang sangat tinggi seperti pada pembangkit tenaga.
-
Kapasitas steam antara 4.500-12.000 kg/jam dengan tekanan sangat tinggi.
-
Menggunakan bahan bakar minyak dan gas untuk water tube boiler yang dirakit dari pabrik
-
Menggunakan bahan bakar padat untuk water tube boiler yang tidak dirakit di pabrik.
Tabel 3.1 Keuntungan Dan Kerugian Boiler Berdasarkan Tipe Pipa NO
Tipe boiler
Keuntungan
Kerugian
Proses pemasangan mudah Tekanan
operasi
dan cepat.
untuk
terbatas
steam tekanan
Tidak membutuhkan setting rendah khusus Investasi awal boiler ini Kapasitas steam relatif kecil murah 1
jika
dibandingkan
dengan
water tube
Fire tube boiler
Bentuknya lebih compact Tempat pembakarannya sulit dan portabel
dijangkau untuk dibersihkan, diperbaiki
dan
diperiksa
kondisinya. Tidak membutuhkan area Nilai
efisiensinya
rendah,
yang besar untuk 1 HP karena banyak energi kalor
2
boiler
yang terbuang
Kapasitas steam besar
Proses konstruksi lebih detail
Water Tube Boiler
Tekanan operasi mencapai Investasi awal relatif lebih 100 bar
mahal
Universitas Diponegoro Semarang 49
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Nilai
efisiensinya
relatif Penanganan air yang masuk
lebih tinggi dari fire tube ke dalam boiler perlu dijaga, boiler
karena lebih sensitif untuk sistem ini. Perlu komponen pendukung untuk hal ini.
Tungku mudah dijangkau Karena untuk
mampu
melakukan menghasilkan kapasitas dan
pemeriksaan, pembersihan, steam yang lebih besar, maka dan perbaikan
konstruksinya
membutuhan
area yang lebih luas.
Klasifikasi boiler berdasarkan bahan bakar yang digunakan.
1. Solid fuel Pemanasan yang terjadi akibat pembakaran antara percampuran bahan bakar padat (batu bara, baggase, rejected product , sampah kota, kayu) dengan oksigen dan sumber panas. Karakteristik: -
Harga bahan baku relatif lebih murah dari boiler yang menggunakan bahan bakar cair dan listrik
-
Nilai efisiensinya lebih baikdari boiler tipe listrik.
2. Oil fuel Pemanasan yang terjadi akibat pembakaran antara percampuran bahan bakar cari (solar, IDO, residu, kerosin) dengan oksigen dan sumber panas. Karakteristik: -
Harga bahan baku pembakaran paling mahal dibandingkan dengan semua tipe boiler.
-
Nilai efisiensinya lebih baik dari boiler berbahan bakar padat dan listrik
Universitas Diponegoro Semarang 50
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
3. Gaseous Fuel Pembakaran yang terjadi akibat percampuran bahan bakar gas (LNG) dengan oksigen dan sumber panas. Karakteristik: -
Harga bahan baku pembakaran paling murah dibandingkan semua tipe boiler
-
Nilai efisiensi lebih baik jika dibandingkan dengan semua tipe boiler
4. Elektrik Pemanasan yang terjadi akibat sumber listrik yang men yuplai sumber panas. Karakteristik: -
Harga bahan baku relatif lebih murah dibandingkan dengan boiler yang menggunakan bahan bakar cair
-
Nilai efisiensinya paling rendah dari semua tipe boiler
Tabel 3.2 Keuntungan Dan Kerugian Boiler Berdasarkan Bahan Bakar No
Tipe boiler
Keuntungan Bahan
1
Solid fuel
baku
Kerugian mudah Sisa
pembakaran
didapatkan
dibersihkan
Murah konstruksinya
Sulit
mendapatkan
sulit
bahan
baku yang baik Sisa
pembakaran
tidak Harga bahan baku paling
banyak dan lebih mudah mahal 2
Oil fuel
dibersihkan Bahan
bakunya
mudah Mahan konstruksinya
didapatkan
Universitas Diponegoro Semarang 51
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Harga bahan bakar paling Mahal konstruksinya murah 3
Gaseous fuel
Paling
banyak
nilai Sulit
efisiensinya
didapatkan
bahan
bakunya, harus ada jalur distribusi
Paling mudah perawatannya
Paling
buruk
nilai
efisiensinya 4
Electric
Mudah konstruksinya dan Temperatur mudah
pembakaran
didapatkan paling rendah
sumbernya
Klasifikasi Boiler Berdasarkan Kegunaan Boiler
1. Power Boiler Steam yang dihasilkan boiler ini menggunakan tipe water tube boiler , hasil steam yang dihasilkan memiliki tekanan dan kapasitas yang besar, sehingga mampu memutar steam turbin dan menghasilkan listrik dari generator. Karakteristik: -
Kegunaan utamanya sebagai penghasil steam untuk pembangkit listrik
-
Sisa steam digunakan sebagai proses industri.
2. Industrial Boiler Steam yang dihasilkan boiler ini dapat menggunakan tipe water tube boiler atau fire tube boiler . Karakteristik: -
Kegunaan steam utamanya untuk menjalankan proses industri dan sebagai tambahan panas.
-
Steam memiliki kapasitas yang besar dan tekanan yang sedang.
3. Komersial Boiler
Universitas Diponegoro Semarang 52
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Steam yang dihasilkan boiler ini dapat menggunakan tipe water tube boiler atau fire tube boiler . Karakteristik: -
Kegunaan steam utamanya untuk menjalankan proses operasi komersial.
-
Steam memiliki kapasitas yang besar dan tekanan rendah.
4. Residential Boiler Steam yang dihasilkan boiler ini menggunakan boiler tipe fire tube boiler . Karakteristik: -
Memiliki tekanan dan kapasitas steam yang rendah
-
Kegunaan utamanya yaitu sebagai penghasil steam tekanan rendah yang digunakan untuk perumahan.
5. Heat Recovery Boiler Steam yang dihasilkan boiler ini menggunakan tipe water tube boiler atau fire tube boiler . Karakteristik: -
Steam yang dihasilkan memiliki tekanan dan kapasitas yang b esar
-
Kagunaan utamanya sebagai penghasil steam dari uap panas yang tidak terpakai
-
Hasil steam ini digunakan untuk menjalankan proses industri.
Tabel 3.3 Keuntungan Dan Kerugian Boiler Berdasarkan Kegunaan. No
Tipe Boiler
Keuntungan
Kerugian
Dapat menghasilkan listrik Konstruksi 1
Power Boiler
awal
relatif
dan sisa steam dapat untuk mahal menjalankan
proses
industri
Universitas Diponegoro Semarang 53
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Steam
yang
dihasilkan Perlu
memiliki tekanan tinggi Penanganan
boiler
2
safety
lebih Steam
mudah
diperhatikan factor
yang
dihasilkan
memiliki tekanan rendah.
Industrial Boiler Konstruksi
awal
relatif
murah Penanganan
boiler
lebih Steam
mudah 3
yang
dihasilkan
memiliki tekanan rendah
Commercial Boiler Konstruksi
awal
relatif
murah Penanganan
boiler
lebih Steam
mudah 4
yang
dihasilkan
memiliki tekanan rendah
Residential Boiler Konstruksi
awal
relatif
murah Penanganan 5
Heat Recovery Boiler
boiler
lebih Steam
mudah Konstruksi
yang
dihasilkan
memiliki tekanan rendah awal
relatif
murah
Universitas Diponegoro Semarang 54
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
Klasifikasi Boiler Berdasarkan Konstruksi Boiler
1. Package Boiler Disebut package boiler karena sudah tersedia sebagai paket yang lengkap pada saat dikirim ke pabrik. Hanya memerlukan pipa steam, pipa air, suplai bahan bakar dan sambungan listrik untuk dapat beroperasi. Paket boiler biasanya merupakan tipe fire tube boiler dengan transfer panas yang tinggi baik radiasi maupun konveksi. Ciri-ciri package boiler : -
Kecilnya ruang pembakaran dan tingginya panas yang dilepas menghasilkan penguapan yang lebih cepat.
-
Banyaknya jumlah pipa yang berdiameter kecil membuatnya memiliki perpindahan panas konvektif yang baik.
-
Sejumlah lintasan/pass menghasilkan perpindahan panas keseluruhan yang baik.
-
Tingkat efisiensi thermisnya yang lebih tinggi dibandingkan dengan boiler lainnya. Boiler tersebut dikelompokkan berdasarkan jumlah pass nya yaitu berapa
kali gas pembakaran melintasi boiler. Ruang pembakaran ditempatkan sebagai lintasan pertama setelah itu kemudian satu, dua, atau tiga set pipa api. Boiler yang paling umum dalam kelas ini adalah unit tiga pass dengan dua set fire tube dan gas buangnya keluar dari belakang boiler.
Universitas Diponegoro Semarang 55
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
Gambar 3.3 Jenis Boiler 3 pass, bahan bakar minyak ( Sumber: www.eneryefficienyasia.org ) 2. Site Erected Boiler Tipe site erected boiler perakitannya biasanya dilakukan ditempat akan berdirinya boiler tersebut. Pengiriman dilakukan per komponen. Tabel 3.4 Keuntungan Dan Kerugian Boiler Berdasarkan Konstruksi. No
Tipe Boiler
Kerugian
Keuntungan Mudah pengirimannya
1
Terbatas
Package Boiler
tekanan
dan
kapasitas kerjanya Dibutuhkan
waktu
yang
Komponen-komponen
Universitas Diponegoro Semarang 56
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang singkat
untuk boiler
pengoperasian
tergantung
pada
setelah produsen boiler
pengiriman Site Erected
2
Boiler
Tekanan
dan
kapasitas Sulit
pengirimannya,
kerjanya dapat disesuaikan memakan biaya yang mahal. keinginan. Komponen-komponen boiler
dapat
Perlu waktu yang cukup
dipadukan lama setelah boiler berdiri,
dengan produsen lain.
setelah proses pengiriman.
Klasifikasi Boiler Berdasarkan Tekanan Kerja Boiler
a. Low pressure boiler
: 5 atm abs
b. Medium pressure boiler
: 5-40 atm
c. High pressure boiler
: 30-225 atm
Tabel 3.5 Keuntungan dan Kerugian Boiler berdasarkan tekanan kerja No
Tipe Boiler
Keuntungan
Kerugian
Tekanan rendah sehingga Tekanan yang dihasilkan 1
Low Pressure
penanganannya
tidak rendah,
terlalu rumit Area
yang
tidak
dapat
membangkitkan listrik. dibutuhkan
tidak terlalu besar, dan biaya
konstruksi
tidak
lebih mahal dari high pressure boiler
Universitas Diponegoro Semarang 57
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Tekanan yang dihasilkan Tekanan tinggi sehingga tinggi
sehingga
membangkitkan 2
High Pressure
dapat penanganannya
perlu
listrik diperhatikan
aspek
dan sisanya dapat didaur keselamatannya ulang
untuk
mengoperasikan
proses
industri Area
yang
dibutuhkan
besar dan biaya konstruksi lebih
mahal
dari
low
pressure boiler
3.3 Bagian-Bagian Boiler 3.3.1 Bagian Utama Boiler
Boiler atau ketel uap terdiri dari berbagai komponen yang membentuk satu kesatuan sehingga dapat menjalankan operasinya, diantaranya: 1. Burner Burner adalah tempat bahan bakar dan udara bercampur supaya terjadi pengabutan dan pembakaran dapat berlangsung sempurna. Caranya adalah dengan menyemprotkan kedalam ruang dapur melalui mulut-mulut pembakar atau brander, sedangkan udara dimasukkan lewat sekeliling mulut pembakar tersebut. Ada beberapa macam sistem brender tergantung pada sistem pengabutannya ,yaitu sistem pengabut uap/udara dan sistem pengabut tekan.
Universitas Diponegoro Semarang 58
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Pada sistem pengabut uap/udara caranya adalah uap/udara dipancarkan melalui mulut pembakar (brender) dan akibat dari pancaran ini minyak akan terisap.
Gambar 3.4 Sistem Pengabut uap ( Sumber: STEAM its Generation and Use, Babcock & Wilcox, edisi 40.) Sistem ini sudah jarang digunakan sebab kurang ekonomis, akibat kerugian uap maupun tenaga untuk menekan udara. Pada sistem pengabut tekan, minyak langsung ditekan melalui diafragma dan plat pengabut. Contoh brander dengan sistem pengabut tekan adalah brander buatan Wallsand dan Babcock & Wilcock.
Universitas Diponegoro Semarang 59
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
Gambar 3.5 Pengabut Buatan Wallsend ( Sumber: STEAM its Generation and Use, Babcock & Wilcox, edisi 40.)
Gambar diatas adalah pengabut buatan wallsend. Jenis pengabut ini mempunyai diafragma dan plat pengabut yang disambungkan pada badan pembakar oleh mur tarik. Pada diafragma terdapat 4 buah luban kecil yang miring, sedang plat pengabut hanya mempunyai sebuah lubang pusat yang kecil garis tengahnya. Minyak tekanan yang bermuara dikamar minyak akan menyemprot keluar melalui lubang kecil dengan gerakan berputar dan lintasannya berbentuk mantel kerucut yang menganga.
Gambar 3.6 Pengabut buatan B & W ( Sumber: STEAM its Generation and Use, Babcock & Wilcox, edisi 40.)
Gambar diatas adalah pengabut buatan Babcock & Willcock. Diafragma pengabut ini mempunyai lubang-lubang yang lurus. Disebelah muka diafragma dibuat saluran silinder gelang, tempat muara minyak yang keluar dari lubang-lubang diafragma. Dari saluran selinder ini dibuat 2 buah alur yang mengarah tangensial kepada muara minyak. Karena kedua alur ini mengalirkan minyak dalam arah tangensial (miring)
Universitas Diponegoro Semarang 60
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang dimuara A, maka gerak minyak keluar brander mempunyai bentuk mantel kerucut [6]. 2. Furnace Dapur pembakaran adalah suatu ruangan tempat terjadinya proses pembakaran dari bahan bakar. Kedudukan dapur pada ketel uap harus direncanakan sedemikian rupa sehingga panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar didalam ruang dapur dapat diserap dengan baik oleh air ketel. Selain itu kerugian panas diruang dapur harus diusahakan sekecil mungkin . Pada dasarnya dapur pembakaran dibagi menjadi 2 jenis: 1. Dapur dengan pengapian diatas kisi panggangan (grate fired furnace) Dapur ini digunakan untuk ketel-ketel yang menggunakan bahan bakar padat, dimana bahan bakar tersebut dibakar diatas sejumlah kisi-kisi yang mempunyai celah-celah udara untuk pembakar. Kisi panggangan ini sering disebut rangka bakar. 2. Dapur dengan pengapian disemburkan (pulverized fuel furnace) Digunakan untuk ketel-ketel yang menggunakan bahan bakar cair, gas atau powder , dimana bahan bakar tersebut disuspenskan dan berbentuk nyala ( flame).
Universitas Diponegoro Semarang 61
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
Gambar 3.7 Furnace ( Sumber: www.globalvation.com )
3. Steam Drum Komponen ini merupakan tempat penampungan air panas dan pembangkitan steam. Steam masih bersifat jenuh ( saturated steam). Tangki atau drum sering disebut juga badan ketel uap yaitu tempat beroperasinya
ketel
uap
di
dalamnya
terdapat
instrumen-instrumen
yang
menjalankan proses pemindah panas seperti lorong api dan pipa api, dalam badan ketel inilah sejumlah air ditampung untuk dipanaskan. 4. fan Force Draft Fan adalah alat untuk mendorong udara yang diperlukan untuk pembakaran pada boiler yang melalui lorong udara (duct ) sebelum bercampur dengan bahan bakar. 5. Superheater Superheater adalah alat yang berbentuk heat exchanger dimana panas dari gas asap (combustion product ) digunakan untuk mengeringkan uap jenuh, kemudian menaikkan temperaturnya. Jalannya penyerapan panas adalah sebagai berikut:
Universitas Diponegoro Semarang 62
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Gas asap menyerahkan panas pada bidang superheater secara konveksi, konduksi selanjutnya dari pipa bagian dalam superheater panas dipindahkan secara konveksi ke uap yang ada dalam pipa tersebut. Bahan yang digunakan untuk pipa coil adalah dari baja carbon (carbon steel) o
o
untuk suhu 450 C, sedangkan untuk suhu diatas 450 C digunakan baja campuran (alloy steel ). Susunan coil terhadap gas asap ada bermacam-macam: a. Counter flow (aliran berlawanan) b. Parallel flow (aliran searah) c. Combine flow (gabungan searah dan lawan arah)
Gambar 3.8 Susunan Coil Superheater ( Sumber: STEAM its Generation and Use, Babcock & Wilcox, edisi 40.)
6. Air Heater
Universitas Diponegoro Semarang 63
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Udara yang dipergunakan untuk pembakaran sebelum masuk kedalam ruang bakar terlebih dahulu dilewatkan pada alat yang namanya air heater atau luvo, dimana tujuannya adalah untuk menaikkan suhu udara pembakaran sehingga dapat menaikkan effisiensi pembakaran. Luvo ini biasanya diletakkan dibelakang economizer , sehingga sebagai media pemanas di luvo adalah gas asap yang keluar dari economizer
Gambar 3.9 Air Heater ( Sumber: STEAM its Generation and Use, Babcock & Wilcox, edisi 40.)
7. Economizer
Universitas Diponegoro Semarang 64
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Economizer adalah alat yang berbentuk heat exchanger yang digunakan untuk menaikkan temperatur feed water (air umpan boiler). Sebagai pemanas biasanya digunakan gas panas yang keluar dari superheater . Dengan memakai economizer didapat keuntungan : - Memanfaatkan gas asap (exhaust gas) yang masih mempunyai kalor. - Menurunkan atau memperkecil perbedaan temperatur antara feed water dan saturated steam, dengan demikian tegangan (external stress) yang terdapat didalam ketel dapat diperkecil sehingga bisa menaikan efisiensi. Dengan menggunakan economizer , selain untuk menaikkan suhu air umpan ketel juga dimaksudkan untuk menurunkan suhu gas asap sebab gas asap menyalurkan panasnya o
pada air dalam economizer , dimana setiap kenaikan suhu 1 C feed water selalu diikuti o
penurunan suhu gas asap sebesar 2-3 C. Economizer biasanya terbuat dari susunan pipa-pipa yang membentuk heat exchanger dan terbuat dari besi tuang (cast iron pipe) ataupun terbuat dari pipa baja ( steel tube). Untuk pipa-pipa dari besi, tekanan yang diizinkan adalah sampai 22 atm. Untuk tekanan yang lebih besar lagi maka digunakan steel tube economizer . Umumnya economizer dari besi banyak digunakan pada ketel pipa api karena tekanan yang dihasilkan rendah. Steel tube yang digunakan sebagai economizer kadang-kadang juga menghasilkan uap. Apabila economizer yang digunakan juga berfungsi untuk menghasilkan uap maka disebut steaming economizer . Pada prakteknya pemanasan feed water dapat dilakukan dengan dua cara yakni: 1. Pemanasan dengan memanfaatkan gas asap Alatnya disebut : economizer
Universitas Diponegoro Semarang 65
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang 2. Pemanasan dengan exhaust steam Uap yang masih mempunyai panas atau kalor disalurkan untuk pemanasan lagi. Alat yang dipergunakan untuk memanasi feed water dengan exhaust steam disebut feed water heater . Feed water heater ada 2 macam: 1. Open type feed waterheater (direct contact ) Disini antara feed water dan exhaust steam terjadi pencampuran. Uap yang tak mengembun dikeluarkan melalui pipa pernapasan (vent pipe) yang letaknya diatas.
2.Close type ( surface feed water heater ) Disini antara exhaust steam dan feed water tak ada kontak langsung. Perpindahan panas melalui bidang permanen. Close type water heater berbentuk selinder dimana dalam selinder terdapat pipa-pipa berisi feed water . -
Memperbesar efisiensi ketel karena memperkecil kerugian panas yang dialami ketel uap.
Universitas Diponegoro Semarang 66
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
Gambar 3.10 economizer 8. Cerobong Asap Yaitu perangkat dari ketel uap yang berfungsi meneruskan atau membuang asap sisa reaksi pembakaran yang terjadi di dalam boiler dengan tujuan menyalurkan gas asap bekas supaya tidak mengotori atau mengganggu lingkungan sekitar. Di dalam cerobong asap ini terdapat water spray yang fungsinya untuk menyemprotkan air di dalam cerobong supaya abu dari sisa pembakaran jatuh ke bawah dan mengalir ke bak sedimen.
Gambar 3.11 Cerobong Asap
3.3.2 Alat Bantu Ketel Uap
Universitas Diponegoro Semarang 67
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Appendages adalah alat-alat perlengkapan ketel uap/boiler yang dapat bekerja sendiri dan dipasang dengan maksud untuk menjamin agat ketel uap/boiler dapat bekerja dengan aman. Adapun yang termasuk alat bantu ketel uap sebagai berikut: 1. Gelas Penduga Gelas penduga adalah suatu alat yang digunakan untuk mengetahui ketinggian permukaan air dalam pesawat ketel uap. Pemasangan gelas penduga pada pesawat ketel uap sekurang-kurangnya 2 buah
Gambar 3.12 Gelas Penduga 2. Pengukur level air (water level gauge) Level air pada drum ketel biasanya dipertahankan pada kondisi sedikit dibawah garis tengah drum. Level yang tinggi dapat menyebabkan air memasuki turbin sehingga menimbulkan kerusakan yang serius serta valve-valve pada sistem
Universitas Diponegoro Semarang 68
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang pipa uap akan menderita kerusakan pula.Sebaliknya bila air terlalu rendah (kosong) kerusakan pada ketel (pipa) dapat terjadi. 3. Katup Pengaman (Safety Valve) Katup pengaman mempunyai fungsi untuk menjaga tekanan kerja ketel uap agar tidak melebihi tekanan maksimum. Katup pengaman ini akan bekerja dengan sendirinya apabila terjadi kelebihan tekanan kerja yaitu uap akan dikeluarkan sehingga ketel bekerja sesuai dengan tekanan yang diinginkan. Namun apabila melebihi tekanan maksimal dan katup ini tidak berfungsi maka akan menyebabkan peledakan.
Gambar 3.13 Safety valve 4. Relief Valve Relief valve dapat digolongkan sebagai pengaman seperti halnya safety valve tapi relief valve ini berfungsi sebagai pembatas atau pengaman tekanan maksimal pada daerah kerja zat cair/liquid. Penggunaan pengaman relief valve ini ditempatkan pada daerah sebagai berikut:
Universitas Diponegoro Semarang 69
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang -
Header reheat/HP bypass spray water
-
Header auxiliary steam spray
-
Ignitor oil level header
-
Heavy fuel oil level header
5. Pneumatic Valve Pneumatic valve sebagaimana juga safety valve berfungsi sebagai pengaman tekanan uap lebih pada boiler hanya dilengkapi dengan alat sensor tekanan yang disampaikan melalui signal elektronik ke elektro mekanik untuk membuka pilot valve.
6. Pengaman Boiler Drum Level Berfungsi untuk mengontrol tinggi rendahnya permukaan air pada boiler drum sebagai pengaman terjadinya “boiler drum level high trip” dan “boiler drum level low trip”. Adapun alasan pengamanan terjadinya “boiler drum level high trip” adalah mengamankan boiler drum dari terjadinya carry over di drum yang akan mengakibatkan deposit pada area superheater dan sudu turbin. Deposit akan menghambat heat transfer pada superheater yang mengakibatkan overheating pada tube superheater dan pada sudu turbin akan mengakibatkan terjadinya unbalance dan vibrasi pada turbin. Sedangkan kondisi “boiler drum level low trip” dapat mengakibatkan terganggunya sirkulasi alami yang akan berakibat overheating di steam drum dan produksi uap terhambat. 7. Pengaman Boiler Furnace Berfungsi untuk mengontrol tekanan ruang bakar/boiler sebagai pengaman terjadinya: - Furnace pressure - Furnace draft
Universitas Diponegoro Semarang 70
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Sehubungan dengan tipe boiler dengan desain balance draft dimana desain pressure yang diizinkan -10mmWg, hal ini untuk menjamin kestabilan proses pembakaran. Transportasi bahan bakar ke ruang bakar dan proses pengeluaran abu dari dalam ruang bakar menuju alat penangkap debu dan lain-lain. Bila batasan pengamanan terlampaui dan menyimpang maka proses diatas akan terganggu. Hal-hal yang harus dijaga untuk menghindari kondisi diatas adalah dengan cara: 1)
Periksa level water seal through pada bottom hopper boiler harus berada pada posisi diatas normal level. Periksa LCV an bypass valve water supplynya.
2)
Periksa kondisi manhole boiler sebelum startup boiler harus pada kondisi tertutup termasuk desorvation door .
3)
Level air pada SDCC boiler bottom kondisi normal.
8. Pengaman Boiler Main Steam Temperature Fungsinya adalah mengontrol tinggi temperatur uap utama keluar superheater tingkat ke 2 sebagai pengaman terjadinya temperatur uap utama melebihi batas desain yang diijinkan. Pengamanan ini dimaksudkan untuk menghindari terjadinya thermal stress pada suatu turbin tingkat pertama akibat perbedaan temperatur terlalu tinggi antara temperatur uap utama yang masuk dengan temperatur metal pada sudu turbin. Selain itu untuk menghindari terjadinya kelelahan bahan pada tube superheater akibat temperatur uap yang melebihi kemampuan maksimum tube-tube superheater.
9. Pengaman Total Air Flow Berfungsi untuk mengamankan jumlah total udara yang masuk ke windbox/ruang bakar pada saat proses pembilasan ( purge) boiler. Pada saat startup
Universitas Diponegoro Semarang 71
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang boiler dan normal operasi harus memenuhi jumlah total flow lebih besar daripada minimal (30% saat purge boiler). Pada saat pembilasan boiler kita mengharapkan seluruh gas-gas sisa pembakaran yang terakumulasi dalam ruang bakar dan saluran-saluran gas buang dapat didorong/dikeluarkan oleh udara sejumlah 30% atau kira-kira 600 ton/jam dibuang ke udara luar minimal gas-gas sisa pembakaran bersih dalam waktu 3 menit (desain) kemudian pengamanan pada saat startup dan normal operasi toral udara ini memegang peranan sebagai udara pembakaran (combustion air ) jadi pabila total udara pembakaran minimal 30% maka jumlah perbandingan antara udara dan bahan bakar tidak akan sempurna dengan pasti kita mengkhawatirkan akan terjadinya kegagalan penyalaan yang berulang-ulang dan salah satu penyebab combusable in flue gas.
10. Pengaman Instrument Air Pressure Header Udara instrumen adalah sebagai kebutuhan utama dalam sistem kontrol pneumatic PLTU. Pasokan udara instrumen harus betul-betul terjaga dan sangat spesial mengingat sumber tenaga seluruh kontrol boiler turbin dan alat bantunya terletak pada keandalan supply udara instrumen yang kontinyu dan tetap pada tekanan kerjanya. Mengingat keutamaan dan fungsi udara instrumen sebagai sumber tenaga bagi seluruh kontrol boiler turbin dan alat bantunya maka apabila terjadi tekanan udara turun dibawah titik kerjanya hal ini akan mengakibatkan seluruh fungsi kontrol pneumatic terhenti dan akan melumpuhkan kegiatan operasi boiler dan turbin. Antisipasi pada saat terjadinya gangguan udara instrumen pressure low alarm diantaranya: -
Segera buka backup valve SAC menuju header udara instrumen.
-
Segera periksa kondisi kompresor udara instrumen dan proses supplynya.
Universitas Diponegoro Semarang 72
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang -
Lokalisir kemungkinan terjadinya kebocoran udara instrumen pada seluruh line.
-
Lokalisir kemungkinan ada valve drain/vent udata yang terbuka.
11. Pengaman Scanner Cool Pressure Fungsinya adalah untuk mengamankan sistem pendingin pada scanner sensor flame. Pentingnya deteksi nyala api pada suatu boiler untuk meyakinkan adanya pembakaran, sehingga tidak akan terjadi penumpukan bahan bakar akibat kegagalan penyalaan api. Pendeteksi nyala api diamankan dari panasnya area ruang bakar dengan jalan memberikan pendinginan berupa perapat udara bertekanan pada seluruh permukaan alat pendeteksi api tersebut. Terganggunya sistem pendinginan ini akan mengakibatkan melting point pada alat pendeteksi nyala api karena terjadi kontak langsung antara alat dengan panasnya api yang dideteksi kerusakan. Pendeteksi api/ scanner akan memberi isyarat pada burner-burner yang sedang beroperasi untuk trip sehingga boiler akan trip. Apabila terjadi flame scanner blower discharge pressure low alarm lakukan hal seperti dibawah ini: -
Periksa select auto start scanner blower yang standby pada posisi auto.
-
Periksa saringan/filter udara blower inlet kemungkinan kotor.
-
Periksa kemungkinan kebocoran pada line joint
12. Katup Uap Induk Katup ini berfungsi untuk mengalirkan uap hasil dari pesawat ketel uap. Katup ini diletakkan tepat di atas tangki ketel. Pengaturan kapasitas uap yang disalurkan dapat dilakukan dengan mengatur kran katup uap induk.
Universitas Diponegoro Semarang 73
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
Gambar 3.14 Katup Uap Induk
13. Manometer Manometer ini digunakan sebagai alat untuk menunjukkan tekanan uap pada ketel uap. Pemasangan manometer ini ditujukan agar besar kecilnya tekanan di dalam ketel uap dapat diketahui sehingga memudahkan untuk mengontrolnya. Penempatan manometer adalah pada bagian dimana uap hampir tidak mengalir, kebanyakan manometer yang dipasang adalah manometer bourdon.
Gambar 3.15 Manometer 14. Soot Blower
Universitas Diponegoro Semarang 74
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Pipa-pipa ketel dan permukaan bidang perpindahan panas dapat menjadi kotor oleh akumulasi jelaga dan abu terbang ( fly-ash). Karena ia menjadi sebuah isolator, maka perpindahan panas dapat terganggu. Oleh karena itu perlu dibersihkan dengan Soot blower . Soot blower adalah alat yang dipergunakan untuk membersihkan permukaan bidang-bidang pemanas dengan mempergunakan uap atau udara sebagai media penghembus jelaga.
15. Katup Buang ( Blow Down Valve) Katup buang adalah katup untuk membuang segala kotoran-kotoran yang mengendap pada dasar tangki, endapan ini apabila tidak dibersihkan atau dibuang maka akan menyebabkan aliran buntu dan akhirmya membahayakan boiler tersebut. Katup ini juga berfungsi untuk membuang sebagian air dari dalam ketel karena permukaan terlalu tinggi. Permukaan air yang terlalu tinggi menyebabkan uap yang dihasilkan terlalu banyak mengandung air.
Universitas Diponegoro Semarang 75
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Gambar 3.16 Blow Down Valve 16. Lubang Laluan Orang ( Man Hole) dan Lubang Tangan ( Hand Hole) Man hole adalah suatu lubang laluan orang dengan ukuran tubuh manusia berfungsi untuk memeriksa bagian dalam ketel dengan cara masuk ke dalam ketel dan melihat bagian dalam ketel. Man hole ini dibuka hanya pada saat boiler ini tidak beroperasi atau overhaule. Sedangkan handhole berfungsi untuk memeriksa bagian dalam ketel dengan cara meraba melalui luar ketel. Letak dari manhol e biasanya di atas dari badan ketel dan hand hole terletak pada bagian samping badan ketel. 17. Tanda Bahaya/Peluit Bahaya Peluit ini terisi oleh udara yang ditekan air. Jika level air rendah sehingga pipa tidak terendam air, uap akan memasuki pipa sampai ketabung peluit. Sumbat akan menjadi panas dan melebur sehingga peluit akan berbunyi. Setiap kali sumbat melebur, harus diganti dengan sumbat yang baru. 3.3.3 Perlengkapan Elektronik Boiler
Pada sebuah boiler kegunaan dari sistem elektronik sangatlah penting sekali karena sebuah boiler tidak akan beroperasi bila tidak ada sistem elektroniknya. Instrumen elektronik yang ada pada boiler digunakan untuk sistem kontrol operasional boiler. Sistem kontrol pada boiler dengan pola elektrik diantaranya: 1. Sensor Sensor adalah instrument untuk memberi informasi bahwa kondisi yang kita inginkan telah tercapai dan sekaligus menginstruksikan agar sistem itu bekerja. Macam-macam sensor yang ada pada boiler diantaranya: Floater switch, elektrik
Universitas Diponegoro Semarang 76
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang floater switch, foto elektrik floater switch, sensor temperatur dan thermostat , pressure controller , dan flame detector . 2. Monitor Monitor adalah alat pemantau kondisi suatu proses karena dengan indera manusia tidak dapat mengetahui kondisi tersebut. Pada ketel uap, lingkup kerja monitor diantaranya: memonitor tinggi permukaan air, monitor aliran, monitor tekanan, monitor suhu, monitor fungsi instrumen, monitor peringatan fungsi kerusakan sistem dan monitor langkah kerja. 3. Actuator /Servo Motor Adalah alat gerak yang berfungsi untuk mengerjakan instruksi dan sumber gerak untuk alat lain. Jenis actuator ini diantaranya: actuator elektro magnetic, actuator motor listrik , dan actuator tenaga angin. 4. Kontaktor Adalah alat yang digunakan untuk mengalirkan arus listrik dari satu jaringan ke jaringan yang lain. 5. Recorder Adalah instrumen yang digunakan untuk mengetahui debit yang mengalir pada suatu saluran, hal ini sangat dibutuhkan guna mengetahui efisiensi dan biaya produksi. Macam dari recorder ini diantaranya: flow rate recorder , flow recorder jarak jauh, temperatur jarak jauh, dan recorder terpadu. 6. Vacum flame Adalah alat yang berfungsi untuk mensensor rangkaian api yang ada di ruang bakar. 7. Timer/Program Relay Yaitu komponen yang mengatur sequence operasi instrument lainnya sesuai dengan rangsangan yang diterima. 8. Safety Relay
Universitas Diponegoro Semarang 77
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Safety relay ini berupa 2 buah kontak relay yang bekerja memutuskan atau menghubungkan 2 buah terminal bila waktu kerja relay terlampaui yang dapat disebut dengan pembatas waktu kerja. 9. Power Supply Power supply ini berfungsi untuk menyesuaikan tegangan listrik untuk mengerjakan peralatan lainnya.
3.3.4 Perlengkapan Boiler Lainnya
1. Blower Adalah instrument yang berbentuk kipas yang digunakan untuk menghasilkan udara yang bertekanan dari motor listrik juga berfungsi sebagai penghisap udara luar sebagai udara pembakaran yang diteruskan ke dalam ruang bakar boiler sebagai penekan bahan bakar yang telah membara sehingga pembakaran berlangsung dengan cepat. 2. Header Adalah sebuah tabung atau pipa yang digunakan untuk terminal uap hasil dari ketel uap yang kemudian dari header ini uap akan dibagi ke bagian-bagian yang memerlukan dengan melakukan pengaturan tekanan yang sesuai dengan kebutuhan. 3. Thermometer Thermometer ini digunakan untuk mengetahui temperatur pada air pengisi ketel uap yang dihasilkan, temperatur asap keluar cerobong, temperatur ruang bakar dan lain sebagainya. 4. Pompa Air
Universitas Diponegoro Semarang 78
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Pompa air ini digunakan untuk menaikkan air pengisi dari tangki cadangan yang berada di sisi yang airnya berasal dari tangki induk bila terjadi keterlambatan pengisian air umpan dari tangki induk. 5. Safety Test Adalah suatu bejana/tabung yang akan dipanaskan pada boiler yang sesuai dengan tekanan pada ketel uap yang baru di overhaule. Masih normalkah dan masih amankah safety valve itu digunakan untuk operasi lagi. Prinsip Kerja Boiler
Bagan Boiler seperti yang ditunjukkan pada gambar .
Gambar 3.17 Bagan Boiler
Universitas Diponegoro Semarang 79
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang (sumber: http://oneimagic.blogspot.com ) Air yang ada didalam boiler dipanasi oleh kalor hasil reaksi pembakaran di furnace. Uap jenuh yang dihasilkan boiler dipanaskan lebih lanjut pada superheater untuk menghasilan uap superheated . Sebagai pemanas disuperheater adalah gas panas dari boiler yang masih tinggi suhunya. Gas panas yang keluar dari superheater karena masih tinggi suhunya maka dimanfaatkan lagi sebagai pemanas air umpan boiler (BFW) di alat yang namanya economizer . BFW yang sudah dipanaskan dalam economizer ini kemudian baru dimasukkan ke boiler. Gas panas yang keluar economizer kemudian dipakai untuk pemanasan udara di air heater (luvo) untuk selanjutnya dibuang melalui cerobong sebagai gas buang (flue gas/ gas buang). Udara panas hasil pemanasan di air heater selanjutnya dipakai sebagai udara pembakaran dan bersama bahan bakar masuk dapur (furnace) untuk menghasilkan gas pembakaran yang panas.
3.4 Pengoperasian Ketel Uap
Pada umumnya setiap mesin yang diproduksi oleh pabrik selalu dilengkapi dengan handbook / buku petunjuk cara pemasangan, perawatan dan pengoperasiannya. Begitu juga dengan ketel uap yang ada di PT. KIMIA FARMA Unit Manfaktur Semarang terdapat buku petunjuk tentang spesifikasi pengoperasian, perawatan, pemasangan dan lain-lain. Secara garis besar penulis akan menjelaskan pengoperasian boiler berdasarkan petunjuk yang ada dari buku petunjuk dan penjelasan dari operator, diantaranya:
Universitas Diponegoro Semarang 80
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Ketentuan Umum
Sebelum mengoperasikan boiler ada beberapa hal yang harus diperhatikan demi kelancaran dan keselamatan kerja, diantaranya: -
Tekanan ketel uap maksimum yang dijinkan
-
Tekanan uap yang diperlukan
-
Kapasitas produksi uap maksimum
-
Luas pemanasan boiler
-
Pemeriksaan visual pada bagian luar dan dalam
- Hydrostatis test atau test atau pamadatan dengan air dingin -
Percobaan alat perlengkapan dan pengaman
-
Mengecek ulang gambar konstruksi dengan pesawat uapnya
-
Percobaan jalan atau pemanasan
-
Steam test atau test atau uji dengan uap
Prosedur Operasional Boiler
Sebelum mengoperasikan boiler hal yang harus diperhatikan oleh seorang operator adalah: 1. Ketel uap tersebut sudah diperiksa oleh tim K-3 atau ahli K-3 bidang uap dengan nilai baik. 2. Alat-alat perlengkapan dan pengamannya sudah terpasang dengan baik dan telah dicoba serta dapat bekerja sebagaimana mestinya dan khusus manometer harus dikalibrasi lebih dahulu untuk menentukan nilainya. 3. Instalasi pipa-pipa air, pipa buang harus dalam kondisi baik. Jangan sampai bocor atau kerusakan lainnya.
Universitas Diponegoro Semarang 81
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang 4. Diadakan pengecekan instalasi listrik pada tahanan isolasinya dan panel sampai instrument-instrumennya, juga dengan sambungan kabel diperhatikan bilamana kendor. 5. Persediaan air pengisi ketel uap harus memadai sesuai dengan kapasitas produksi uapnya dan kondisi uap harus memenuhi syarat. 6. Bahan bakar harus tersedia cukup 7. Kondisi ketel uap agar di cek ulang kembali tentang lubang-lubang laluan orang dan sebagainya. 8. Selanjutnya ketel diisi dengan air sebatas normal water leave dan dalam pengisian air ini keran udara harus dalam keadaan terbuka dengan tujuan agar udara di dalam ketel uap keluar dengan desakan air itu. 9. Cek kembali semua kran yang menghubungkan indicator tekanan indicator tekanan atau manometer, gelas penduga, dan kondisi stop pada kran blow down dan keran induk uap keluar.
Prosedur stop boiler Pada waktu mematikan boiler operator tidak boleh langsung mematikan begitu saja tanpa produksi yang benar. Tujuannya untuk menghindari kerusakan atau kecelakaan ketel dan peralatannya. Berikut ini urutan prosedur mematikan boiler yang benar, diantaranya : 1. Matikan pembakaran bahan bakar secara bertahap 2. Turunkan beban secara bertahap sampai dengan tekanan yang diinginkan 3. Aturlah udara tarik atau tekan di dalam cerobong agar penginginan tidak mendadak 4. Jaga water level dalam keadaan normal 5. Tutup stop valve atau main valve secara perlahan 2
6. Jika tekanan ketel mencapai 1 kg/cm
maka bukalah venting valve untuk
menghindari kevakuman didalam didalam ketel
Universitas Diponegoro Semarang 82
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang 7. Tutup atau matikan aliran bahan bakar yang menuju ruang bakar 8. Yakinkan semua peralatan ketel telah aman atau sudah dalam keadaan tidak bekerja.
Tabel 3.6 Beberapa kerusakan boiler dan cara mengatasinya A. Air Ketel Permasalahan
Analisa Sebab
Pompa air pengisi
1. Pompa rusak
tidak mau jalan
2. Arus listrik terhambat 3. Elektroda otomatis pompa
Solusi 1. Perbaiki oleh petugas yang di tunjuk 2. Bersihkan dari kerak
tertutup kerak Pompa bekerja tetapi air masuk sedikit dan lamban
1. Sudut pompa mulai aus. 2. Pipa pengisi menyempit oleh kerak 3. Air dalam tandon sedikit
Upaya / Perawatan 1. Perawatan instalasi listrik secara berkala 2. Jaga kondisi kesadahan air ketel tetap rendah 3. Diadakan perawatan ringan secara berkala
1. Perbaiki pompa 1. Pengoperasian pompa 2. Pipa pengisi dibersihkan dari kerak 3. Isi segera air dalam tandon
secara bergantian 2. Jaga kondisi kekerasan air ketel 3. Diadakan perawatan ringan secara berkala 4. Buat tanda yang mudah dilihat bila air tandon habis 5. Buat instalasi otomatis isi dan stop pompa pada tandon
Universitas Diponegoro Semarang 83
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Pompa bekerja
Pipa penghubung
Dicoba drain
Rencanakan
tapi kedudukan air bawah gelas
dibuka atau
pembersihan/bongkar pada
dalam gelas
pedoman dengan
ditutup agar
saat overhoule berkala
penduga masih
badan ketel
kotoran dalam
pada saat operasi sering
diatas batas
tersumbat kerak
pipa penghubung
dicoba drain dibuka /
bawah hilang
ditutup
normal
B. Pembakaran Permasalah
Analisa Sebab
Lorong api peti
Solusi
Pembakaran bahan 1. Perbaiki burner
nyala dan pipa api bakar kurang banyak jelaga atau
sempurna
debu
/ noxxle 2. Temperatur minyak bakar rendah 3. stel pengapian dan lihat cerobong asap
Upaya / Perawatan 1. Perawatan burner secara berkala sesuai petunjuk 2. Temperatur minyak bakar yang akan masuk sumber dijaga sesuai petunjuk 3. Lakukan pembersihan pada lorong dan pipa api setelah bekerja selama 300-400 jam
Tabel 3.7 Beberapa permasalahan pada boiler yang dapat diatasi dengan pengolahan air umpan boiler Masalah
Tekanan
Kerak
Tekanan rendah
Fenomena Pembentukan kerak oleh komponen kesadahan
penyebab Mutu air buruk dan resin penukar ion kotor
Universitas Diponegoro Semarang 84
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Pecahnya pipa penguapan
Deposit oksida metal seperti oksida besi pada Tekanan sedang- daerah yang mendapat beban panas tinggi tinggi
Tekanan rendah
Korosi
Tekanan sedang
Tekanan rendah Carry over
Tekanan sedang
Korosi pada permukaan pemanas, pipa air umpan, serta kondensat karena adanya pengaruh gas (O2, dan CO2) Deposit hasil korosi akibat dari penumpukan oksida metal pada permukaan pemanas
Kondisi jelek dan ketidaksempurnaan control pelunakan air Control operasi boiler tidak sempurna Mutu air buruk Kontaminasi oleh hidrat metal seperti Al(OH)3 Korosi terbawa air umpan dan aliran kondensat ke dalam boiler Pengaruh pH dan penyerapan O2 tidak sesuai
Pengembalian kondensat yang mengandung hasil korosi Korosi selama masa perbaikan Korosi pada permukaan Hasil korosi dalam air pemanasa karena umpan dan pipa kondensat penumpukan oksida hidrat terbawa dalam boiler metal Korosi karena kaustik Pengaturan pH dan penyerapan O2 tidak sempurna Korosi pada pipa Korosi selama masa kondensat dan pipa umpan perbaikan karena gas terlarut Kamurnian uap air turun Perubahan beban boiler yang mendadak Mempengaruhi mutu Ketidaksempurnaan cara produksi pabrik kerja pemisah uap dan system pengendali air umpan Terjadinya peledakan pipa Tidak normalnya mutu air superheater terutama karena silica Pembentukan kerak pada Zat padat tersuspensi dan
Universitas Diponegoro Semarang 85
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang turbin dan berkurangnya efisiensi turbin
hidrat metal terbawa ke boiler yang disebabkan karena ketidak sempurnaan air umpan boiler Beban boiler yang berubah mendadak Kontaminasi air boiler oleh produksi hasil proses
Scale (pengapuran) Adalah timbulnya endapan zat-zat yang terlarut dalam air. Penyebabnya adalah Kandungan kalsium pospat, dan kalsium karbonat (terutama pada boiler bertekanan rendah) serta kandungan magnesium hidroksida, silica dan alumina.
Gambar 3.18 scale (pengapuran) (sumber: www.lenntech.com ) Tabel 3.8 besarnya ketebalan scale dan kenaikan konsumsi bahan bakar yang terjadi akibat scale
Universitas Diponegoro Semarang 86
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Thickness of scale
Increases in fuel consumption due to this scale
1/2 mm
2%
1 mm
4%
2 mm
6%
4 mm (1/8 ")
10 %
8 mm (1/4")
20 %
16 mm (1/2 ")
40 %
30 mm (1")
80 % Sumber : www.hacschem.com
Akibat dari scale adalah - Efisiensi boiler menurun - Konsumsi bahan bakar meningkat - Terjadinya kegagalan tabung ( failure tube)
Gambar 3. 19 failure tube ( sumber: www.met-tech.com ) Korosi
Universitas Diponegoro Semarang 87
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Korosi adalah kerak yang terjadi akibat gas-gas yang terlarut dalam air terutama oksigen (O2) Reaksi yang terjadi adalah: Anode : Fe
2+
Fe
e –
+2
Katode : –
H2O + 1/2O2 + 2e
–
2OH
Dalam air : 2+
Fe
+ 2OH
-
Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O
4Fe(OH)3
Akibat yang terjadi karena adanya korosi adalah: -
Oksigen terlarut menyebabkan timbulnya hematite (red rust )
-
Chloride stress corrosion dan Transgraular cracking akan terjadi pada bahan stainless steel
-
Jika dalam air terdapat deposit yang dapat menghasilkan ion hidroksil, dapat menyebabkan caustic stress corrosion
-
Apabila air mengandung ion hidrogen berlebih, dapat menghasilkan gas methane yang dapat merusak tube
Carry over Carry over adalah terikutnya butiran air dalam steam yang keluar dari drum boiler. Ada 2 jenis carry over 1. Carry over mekanis (mechanical carry over) Terikutnya butiran air dalam steam yang keluar d ari drum boiler Penyebabnya:
Universitas Diponegoro Semarang 88
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang rancangan yang buruk, kerusakan, atau pemasangan drum moisture separator yang salah •
Pengendalian level air dalam drum yang jelek, perubahan tekanan (atau beban) yang sangat cepat
2. Vaporous carry over Penguapan impurities yang bersifat volatile pada air boiler Tabel 3.9 Limit impurities pada air boiler untuk meminimalisasi Vaporous Carry Over menurut ASME Boiler Water
Drum Pressure (psig)
Total Silica (ppm
Specific Alkalinity
Conductances
SiO2)
(ppm CaCO3)
(micromhos/cm)
0 - 300
150
700
7000
301 - 450
90
600
6000
451 - 600
40
500
5000
601 - 750
30
400
4000
750 - 900
20
300
3000
901 - 1000
8
200
2000
1001 - 1500
2
0
150
1501 - 2000
1
0
100 Sumber : www.hacschem.com
3.5 Pengolahan Air Umpan Boiler
Pengolahan air umpan boiler mutlak diperlukan untuk menjamin agar uap yang dihasilkan nantinya berkualitas. Persyaratan ait umpan boiler yang baik antara lain:
Universitas Diponegoro Semarang 89
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
Bebas dari zat-zat penyebab kerak, terutama kesadahannya dan silica serta suhu tinggi.
Bebas dari zat-zat penyebab korosi, terutama air umpan yang mengandung asam dan gas-gas terlarut
Bebas dari zat penyebab busa dan zat padat ikutan, selain itu juga bebas dari minyak dan lemak.
Ada beberapa tujuan pengolahan air umpan boiler yaitu:
Mencegah kehilangan energi
Menjaga kestabilan konsumsi bahan bakar boiler
Mencegah kerusakan boiler
Menjaga kemurnian steam
Mendapatkan heat transfer optimum]
Menghemat biaya pemeliharaan boiler
Pengolahan air umpan boiler dibagi menjadi dua yaitu pengolahan air internal dan pengolahan air eksternal. 3.5.1 Pengolahan Air Internal
Pengolahan air internal adalah penambahan bahan kimia ke boiler untuk mencegah pembentukan kerak. Senyawa pembentuk kerak diubah menjadi lumpur yang mengalir bebas, yang dapat dibuang dengan blowdown. Metode ini terbatas pada boiler dimana air umpan mengandung garam sadah yang rendah, dengan tekanan rendah, kandungan TDS tinggi dalam boiler dapat ditoleransi, dan jika jumlah airnya sedikit. Jika kondisi tersebut tidak terpenuhi, maka laju blowdown yang tinggi diperlukan untuk membuang lumpur. Hal tersebut menjadi tidak ekonomis sehubungan dengan kehilangan air dan panas.
Universitas Diponegoro Semarang 90
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Jenis sumber air yang berbeda memerlukan bahan kimia yang berbeda pula. Senyawa seperti sodium karbonat, sodium aluminat, sodium fosfat, sodium sulfit, dan senyawa organic dan anorganik seluruhnya dapat digunakan untuk maksud ini. Untuk setiap kondisi air diperlukan bahan kimia tertentu. Harus dikonsultasikan dengan seorang spesialis dalam menentukan bahan kimia yang paling cocok untuk digunakan pada setiap kasus. Pengolahan air hanya dengan pengolahan internal tidak direkomendasikan. 3.5.2
Pengolahan Air Eksternal
Pengolahan eksternal digunakan untuk membuang padatan tersuspensi, padatan terlarut (terutama ion kalsium dan magnesium yang merupakan penyebab utama pembentukan kerak) dan gas-gas terlarut (oksigen dan karbondioksida) Proses perlakuan eksternal yang ada adalah: a. Pertukaran ion b. De-aerasi (mekanis dan kimia) c. Osmosis balik d. Koagulasi e. filtrasi Sebelum digunakan cara diatas, perlu untuk membuang padatan dan warna dari bahan baku air, sebab bahan tersebut dapat mengotori resin yang digunakan pada bagian pengolahan selanjutnya. Metode pengolahan awal adalah sedimentasi dalam tangki pengendapan atau pengendapan dalam clarifiers dengan bantuan koagulan dan flokulan. Penyaring pasir bertekanan, dengan aerasi untuk menghilangkan karbondioksida
Universitas Diponegoro Semarang 91
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang dan besi, dapat digunakan untuk menghilangkan garam-garam logam dari air sumur. Tahap pertama pengolaha adalah menghilangkan garam sadah dan garam non sadah. Penghilangan hanya garam sadah disebut pelunakan, sedangkan penghilangan total garam dari larutan disebut penghilangan mineral atau demineralisasi. Proses pengolahan air eksternal antara lain: a. Proses Pertukaran Ion ( Plant Pelunakan) Pada
proses
pertukaran
ion,
kesadahan
dihilangkan
dengan
melewatkan air pada bed zeolit alam atau resin sintetik dan tanpa pembentukan endapan. Jenis paling sederhana adalah “pertukaran basa” dimana ion kalsium dan magnesium ditukar dengan ion sodium. Setelah jenuh, dilakukan regenerasi dengan sodium klorida. Garam sodium mudah larut, tidak membentuk kerak dalam boiler. Dikarenakan penukar basa hanya menggantikan kalsium dan magnesium dengan sodium, maka tidak mengurangi kandungan TDS, dan besarnya blowdown. Penukar basa ini juga tidak menurunkan alkalinya. Reaksi pelunakan: Na2R + Ca(HCO3) → CaR + 2 Na(HCO3) Reaksi regenerasi CaR + 2 NaCl → Na2R + CaCl2
Universitas Diponegoro Semarang 92
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
Gambar 3.18 proses pertukaran ion (sumber: www.homecents.com )
b. Deaerasi Dalam de-aerasi, gas terlarut seperti oksigen dan karbondioksida dibuang dengan pemanasan awal air umpan masuk ke boiler. Seluruh air alam mengandung gas terlarut dalam larutannya. Gas-gas tertentu seperti karbondioksida dan oksigen sangat meningkatkan korosi. Bila dipanaskan dalam sistem boiler, karbondioksida (CO2) dan oksigen (O2) dilepaskan sebagai gas dan bergabung dengan air (H2O) membentuk asam karbonat (H2CO3). Penghilangan oksigen, karbondioksida dan gas lain yang tidak dapat terembunkan dari air umpan boiler sangat penting bagi umur peralatan boiler dan juga keamanan operasi. Asam karbonat mengkorosi logam menurunkan umur peralatan dan pemipaan. Asam ini juga melarutkan besi (Fe) yang jika kembali ke boiler akan mengalami pengendapan dan menyebabkan terjadinya pembentukan kerak pada boiler dan pipa. Kerak ini tidak hanya
Universitas Diponegoro Semarang 93
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang berperan dalam penurunan umur peralatan tapi juga meningkatkan jumlah energi yang diperlukan untuk mencapai perpindahan panas [8]. De-aerasi dapat dilakukan dengan de-aerasi mekanis dan de-aerasi kimiawi, atau juga dua-duanya.
De-aerasi mekanis De-aerasi mekanis untuk menghilangkan gas terlarut digunakan
sebelum penambahan bahan kimia untuk oksigen. De-aerasi mekanis didasarkan pada hukum fisika Charles dan Henry. Secara ringkas, hukum tersebut
menyatakan
menyatan
bahwa
penghilangan
oksigen
dan
karbondioksida dapat disempurnakan dengan pemanasan air umpan boiler yang akan menurunkan konsentrasi oksigen dan karbondioksida di sekitar atmosfer air umpan. De-aerasi mekanis dapat menjadi yang paling ekonomis, beroperasi pada titik didih air pada tekanan dalam de-aerator. Deaerasi mekanis dapat berjenis vakum atau bertekanan. De-aerator jenis vakum beroperasi dibawah tekanan atmosfer, pada 0
suhu sekitar 82 C, dan dapat menurunkan kandungan oksigen dalam air hingga kurang dari 0,02 mg/liter. Pompa vakum atau steam ejectors diperlukan untuk mencapai kondisi vakum. De-aerator jenis bertekanan beropasi dengan membiarkan steam menuju air umpan melalui klep pengendali tekanan untuk mencapai tekanan operasi yang dikehendaki, dan 0
dengan suhu minimum 105 C. Steam menaikkan suhu air menyebabkan pelepasan gas oksigen dan karbondioksida yang dikeluarkan dari sistem. Jenis ini dapat mengurangi kadar oksigen hingga 0,005 mg/liter. Bila terdapat kelebihan steam tekanan rendah, tekanan operasi dapat dipilih untuk menggunakan steam ini sehingga akan meningkatkan ekonomi bahan bakar. Dalam
sistem boiler, steam lebih disukai untuk de-aerasi
Universitas Diponegoro Semarang 94
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang sebab steam pada dasarnya bebas dari O2 dan CO2, steam tersedia dengan mudah, steam menambah panas yang diperlukan untuk melengkapi reaksi
Gambar 3.19 De-aerasi mekanis ( sumber: www.energyefficienciasia.org )
De-aerasi kimiawi Sementara deaerators mekanis yang paling efisien menurunkan
oksigen hingga ke tingkat yang sangat rendah (0,005 mg/liter), namun jumlah oksigen yang sangat kecil sekalipun dapat menyebabkan bahaya korosi terhadap sistem. Sebagai akibatnya, praktek pengoperasian yang baik memerlukan penghilangan oksigen yang sangat sedikit tersebut dengan bahan kimia pereaksi oksigen seperti sodium sulfit atau hidrasin. Sodium sulfit akan bereaksi dengan oksigen membentuk sodium sulfat yang akan meningkatkan TDS dalam air boiler dan meningkatkan blowdown dan
Universitas Diponegoro Semarang 95
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang kualitas air make-up. Hydrasin bereaksi dengan oksigen membentuk nitrogen dan air. Senyawa tersebut selalu digunakan dalam boiler tekanan tinggi bila diperlukan air boiler dengan padatan yang rendah, karena senyawa tersebut tidak meningkatkan TDS air boiler. c. Osmosis Balik Osmosis balik menggunakan kenyataan bahwa jika larutan dengan konsentrasi yang berbeda-beda dipisahkan dengan sebuah membran semi permeable, air dari larutan yang berkonsentrasi lebih kecil akan melewati membran untuk mengencerkan cairan yang berkonsentrasi tinggi. Jika cairan yang berkonsentrasi tinggi tersebut diberi tekanan, prosesnya akan dibalik dan air dari larutan yang berkonsentrasi tinggi mengalir ke larutan yang lebih lemah. Hal ini dikenal dengan osmosis balik. Membran semi-permeable lebih mudah melewatkan air daripada bahan mineral yang terlarut. Air pada larutan yang kurang pekat mengalir melalui membran kea rah larutan yang lebih pekat menghasilkan perbedaan head yang nyata diantara dua larutan. Perbedaan head ini merupakan ukuran perbedaan konsentrasi dua larutan dan menunjukkan perbedaan tekanan osmosis.
Universitas Diponegoro Semarang 96
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
Gambar 3.20 Osmosis Balik (sumber: www.yourdictionary.com ) d. Koagulasi Adalah proses penggumpalan partikel yang digunakan sebelum proses filtrasi . Prinsipnya menambahkan koagulan untuk mengendapkan partikel
Universitas Diponegoro Semarang 97
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Gambar 3.21 proses koagulasi (sumber: www.bennysyah.edublogs.org )
e. Filtrasi Adalah proses penyaringan yang fungsinya untuk menghilangkan suspended solid seperti pasir halus, tanah liat, dan beberapa bahan organic.
Gambar 3.22 proses filtrasi ( sumber: www.chem-is-try.org ) Rekomendasi untuk boiler dan kualitas air umpan
Kotoran yang ditemukan dalam boiler tergantung pada kualitas air umpan yang diolah, proses pengolahan yang digunakan dan prosedur pengoperasian boiler. Sebagai aturan umum, semakin tinggi tekanan operasi boiler akan semakin besar sensitivitas terhadap kotoran. Tabel 3.8 Rekomendasi Batas Air Umpan
Universitas Diponegoro Semarang 98
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang REKOMENDASI BATAS AIR UMPAN (IS 10392, 1982) Faktor
Hingga 20 kg/cm2
21 - 39 kg/cm2
40- 59 kg/cm2
Total besi (maks.) ppm
0,05
0,02
0,01
Total tembaga (maks.) ppm
0,01
0,01
0,01
Total silika (maks.) ppm
1,0
0,3
0,1
Oksigen (maks.) ppm
0,02
0,02
0,01
Residu hidrasin ppm
-
-
-0,02-0,04
pH pada 25 C
8,8-9,2
8,8-9,2
8,2-9,2
Kesadahan, ppm
1,0
0,5
-
0
REKOMENDASI BATAS AIR BOILER (IS 10392, 1982) Faktor
Hingga 20 kg/cm2
21 - 39 kg/cm2
40- 59 kg/cm2
TDS, ppm
3000-3500
1500-2500
500-1500
500
200
150
pada 25 C (mho)
0
1000
400
300
Residu fosfat ppm
20-40
20-40
15-25
pH pada 25 C
10-10,5
10-10,5
9,8-10,2
Silika (maks.) ppm
25
15
10
Total padatan besi terlarut ppm Konduktivitas listrik spesifik
0
Universitas Diponegoro Semarang 99
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
5.6.7 Hal yang Harus Dilakukan dan Tidak Dilakukan pada Boiler
Tabel 3.9 Hal-hal yang dilakaukan dan tidak dilakukan pada boiler Dilakukan dan Tidak Dilakukan pada Boile r Lakukan Tidak Lakukan 1. Tiup jelaga secara teratur 1. Jangan nyalakan pemantik api secara mendadak setelah api habis (pembersihan) 2. Bersihkan pengukur gelas blowdown 2. Jangan lakukan blowdown jika blowdown jika tidak sekali tiap satu sift perlu 3. Periksa klep keamanan seminggu 3. Jangan biarkan pintu tungku terbuka sekali jika tidak perlu 4. Blowdown pada setiap sift , , sesuai 4. Jangan sering menghembus klep keperluan pengaman (kendali operasi) 5. Jaga seluruh pintu tungku tertutup 5. Jangan memberikan aliran berlebih pada hopper abu hopper abu 6. Kendalikan sirkulasi tungku 6. Jangan menaikan laju pembakaran melebihi yang diperbolehkan 7. Bersihkan, hopper pembuangan abu 7. Jangan mengumpankan air baku setiap sift 8. Jaga asap cerobong dan pengendali api 8. Jangan mengoperasikan boiler pada aliran tertutup 9. Periksa pengendali otomatis pada 9. Jangan memberi beban berlebih pada bahan bakar dengan menghentikan boiler sekali waktu air umpan untuk jangka waktu pendek 10. Perhatikan kebocoran secara berkala 10. Jangan membiarkan ketinggian air terlalu tinggi atau terlalu rendah 11. Periksa seluruh klep, damper , dll 11. Jangan mengoperasikan penghembus untuk operasi yang benar seminggu jelaga pada beban tinggi sekali 12. Beri pelumas seluruh alat mekanik 12. Jangan jalankan kipas ID manakala untuk berfungsi mulus sedang dalam operasi 13. Jaga switchboards rapi dan bersih 13. Jangan melihat langsung api dalam dan sistim penunjuk sesuai dengan tungku, gunakan kacamata keamanan perintah pekerjaan yang berwarna 14. Jaga kebersihan area, bebas debu bahan bakar yang 14. Hindarkan bed bahan tebal
Universitas Diponegoro Semarang 100
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang 15. Jaga alat pemadam kebakaran selalu 15. Jangan biarkan boiler diserahkan ke dalam keadaan siap. Lakukan latihan operator/ teknisi yang tidak terlatih yang diselenggarakan sebulan sekali 16. Seluruh lembar data harian harus 16. Jangan mengabaikan pengamatan diisi secara sungguh-sungguh yang tidak biasa (perubahan suara, perubahan kinerja, kesulitan pengendalian), periksa 17. Jangan melewatkan pemeliharaan 17. Jalanan fan FD jika fan ID mati tahunan 18. Perekam CO2 atau O2 harus 18. jangan mencat boiler diperiksa /dikalibrasi tiga bulan sekali 19. Traps harus diperiksa dan diurus 19. Jangan biarkan terjadinya secara berkala pembentukan steam pada economizer (jaga suhu.) 20. Kualitas steam, air harus diperiksa 20. Jangan biarkan grate biarkan grate terbuka sehari sekali, atau sekali tiap sift (sebarkan secara merata) 21. Kualitas bahan bakar harus 21. Jangan mengoperasikan boiler diperiksa seminggu sekali dengan pipa air yang bocor 22. Jaga saluran pembuangan sub pemanas terbuka selama start selama start up 23. Jaga kran air terbuka selama start dan tutup
BAB IV Dasar Teori Perhitungan Efisiensi Boiler
4.1 Neraca Panas
Proses pembakaran dalam boiler dapat digambarkan dalam bentuk diagram alir energi. Diagram ini menggambarkan secara grafis tentang bagaimana energi masuk
Universitas Diponegoro Semarang 101
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang dari bahan bakar diubah menjadi aliran energi dengan berbagai kegunaan dan menjadi aliran kehilangan panas dan energi. Panah tebal menunjukan jumlah energi yang dikandung dalam aliran masing-masing.
Gambar 4.1 diagram neraca energi boiler ( Sumber: www.energyeffieciencyasia.org ) Neraca panas merupakan keseimbangan energi total yang masuk boiler terhadap yang meninggalkan boiler dalam bentuk yang berbeda. Gambar berikut memberikan gambaran berbagai kehilangan yang terjadi untuk pembangkitan steam pembangkitan steam.. Kehilangan panas karana gas buang kering
Kehilangan panas karena steam dalam gas buang
BOILER
Universitas Diponegoro Bahan bakar Semarang
Kehilangan panas karena kandungan air dalam bahan bakar
Kehilangan panas karena bahan yang tidak terbakar dalam residu Kehilangan panas karena kandungan air dalam udara
102
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
Gambar 4.2 rugi-rugi pada boiler
Kehilangan energi dapat dibagi kedalam kehilangan yang tidak dapat dihindarkan dan kehilangan yang dapat dihindarkan. Tujuan dari pengkajian energi adalah agar rugi-rugi/kehilangan dapat dihindari, sehingga dapat meningkatkan efisiensi energi. Rugi-rugi yang dapat diminimalisasi antara lain:
Kehilangan gas cerobong: -
Udara berlebih (diturunkan hingga ke nilai minimum yang tergantung dari teknologi burner, operasi (kontrol), dan pemeliharaan).
-
Suhu gas cerobong (diturunkan dengan mengoptimalkan perawatan (pembersihan), beban; burner yang lebih baik dan teknologi boiler).
Kehilangan karena bahan bakar yang tidak terbakar dalam cerobong dan abu (mengoptimalkan operasi dan pemeliharaan; teknologi burner yang lebih baik).
Kehilangan dari blowdown (pengolahan air umpan segar, daur ulang kondensat)
Kehilangan kondensat (manfaatkan sebanyak mungkin kondensat)
Kehilangan konveksi dan radiasi (dikurangi den gan isolasi boiler yang lebih baik)
4.2 Nilai Pembakaran Bahan Bakar
Universitas Diponegoro Semarang 103
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Bahan bakar adalah zat kimia yang apabila direaksikan dengan oksigen (02) akan menghasilkan sejumlah kalor. Bahan bakar dapat berwujud gas, cair, maupun padat. Selain itu, bahan bakar merupakan suatu senyawa yang tersusun atas beberapa unsur seperti karbon (C), hidrogen (H), belerang (S), dan nitrogen (N). Kualitas bahan bakar ditentukan oleh kemampuan bahan bakar untuk menghasilkan energi. Kemampuan bahan bakar untuk menghasilkan energi ini sangat ditentukan oleh nilai bahan bakar yang didefinisikan sebagai jumlah energi yang dihasilkan pada proses pembakaran per satuan massa atau persatuan volume bahan bakar. Nilai pembakaran ditentukan oleh komposisi kandungan unsur di dalam bahan bakar. Dikenal dua jenis pembakaran[7], yaitu: 1. Nilai Kalor Pembakaran Tinggi Nilai kalor pembakaran tinggi atau juga dikenal dengan istilah High Heating Value (HHV) adalah nilai pembakaran dimana panas pengembunan air dari proses pembakaran ikut diperhitungkan sebagai panas dari proses pembakaran. Dirumuskan dengan: HHV = 7986C + 33575(H - O/8) + 2190S…………………………(4.1a) 2. Nilai Kalor Pembakaran Rendah Nilai kalor pembakaran rendah atau juga dikenal dengan istilah Low Heating Value (LHV) adalah nilai pembakaran dimana panas pengembunan uap air dari hasil pembakaran tidak ikut dihitung sebagai panas dari proses pembakaran. Dirumuskan dengan: LHV = HHV – 600(9H + Mm)……………………………………...(4.1b) Dimana Mm merupakan kelembaban bahan bakar.
Universitas Diponegoro Semarang 104
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Entalpi pembakaran dan Nilai kalor Entalpi pembakaran (
̅ ) di definisikan sebagai beda antara entalpi produk
dan entalpi reaktan ketika terjadi proses pembakaran sempurna pada suhu dan tekanan tertentu[5].
̅ ∑ ̅ ∑ ̅
̅ ∑ (̅ ̅) ∑ (̅ ̅)
Di mana n = koefisien
̅ = entalpi ̅= entalpi pembentukan Nilai
pembakaran
di
tentukan
dengan
mengurangi
jumlah
entalpi
pembentukan produk dengan jumlah entalpi pembentukan reaktan.
̅ ∑ (̅ ) ∑ (̅ )
Dua nilai pembakaran yang dikenal yaitu Higher Heating Value (HHV) atau nilai pembakaran tinggi adalah nilai yang didapat ketika semua air dari proses pembakaran berbentuk cair sedangkan Lower Heating Value (LHV) atau nilai pembakaran rendah di dapatkan ketika semua air dari proses pembakaran berbentuk uap.
Universitas Diponegoro Semarang 105
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Misal 0
pada pembakaran gas metana (dalam kJ per Kg bahan bakar) pada suhu 25 celcius dan tekanan 1 Atm maka untuk menentukan HHV dan LHV nya dengan cara. CH4 + 2O2 + 7,52N2 → CO2 +2H2O + 7,52N2 Asumsi 1. Tiap mole oksigen di reaksikan dengan 3,75 mol nitrogen 2. Pembakaran sempurna pada suhu dan tekanan yang tetap baik itu reaktan maupun produk 3. Model gas ideal di aplikasikan untuk metana, air dan gas-gas produk pembakaran. Nilai pembakarannya
̅ (̅ ) (̅) (̅) entalpi pembentukan untuk nitrogen dan oksigen bernilai nol.
HHV
̅ (̅) (̅) (̅ ) LHV
̅ (̅) (̅ ) (̅) Nilai entalpinya dapat di lihat di table A-25
Universitas Diponegoro Semarang 106
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Kesesuaian penggunaan HHV dan LHV ketika membandingkan bahan bakar, menghitung efisiensi termal dan lain-lain, tergantung pada aplikasinya. Untuk pembakaran stasioner, dimana gas buang didinginkan sebelum pemakaian (misalnya pembangkit tenaga listrik), penggunaan HHV lebih tepat. Namun apabila tidak ada usaha untuk memanfaatkan gas buang sebelum dibuang, maka menggunakan LHV lebih tepat. Perbedaan LHV dan HHV 1. Perbedaan numerik antara LHV dan HHV bahan bakar adalah kira-kira setara dengan jumlah panas laten penguapan yang dapat dibilang kembali dalam kondensor sekunder per unit bahan bakar dibakar. 2. Ketika pembakaran boiler tanpa kondensor sekunder dirancang, nilai bahan bakar yang sesuai untuk digunakan dalam proses desain adalah LHV, yang mengasumsikan bahwa uap air yang dihasilkan ketika bahan bakar dibakar padam dalam aliran gas buang. 3. Ketika unit pembakaran maju memiliki kondensor sekunder atau tersier dirancang, nilai bahan bakar yang sesuai untuk digunakan dalam proses desain adalah HHV. 4.3 Kebutuhan Udara Pembakaran
Pembakaran adalah proses persenyawaan bagian dari bahan bakar dengan O2 dengan disertai kalor. Pembakaran akan terjadi jika titik nyala telah dicapai oleh campuran bahan bakar dengan udara. Di dalam teknik pembakaran diperlukan jumlah udara yang memadai (udara berlebih) sehingga pembakaran yang terjadi akan sempurna. Untuk mengetahui jumlah keperluan udara pada proses pembakaran harus diketahui kandungan O2 dalam udara. Komposisi unsur-unsur yang terkandung dalam udara menurut satuan berat [6] adalah:
Universitas Diponegoro Semarang 107
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang -
02 sebanyak 23%
-
N2 sebanyak 77%
Reaksi pembakaran yang terjadi dapat dinyatakan dalam satu satuan berat molekul. Maka reaksi pembakaran dari unsur-unsur bahan bakar adalah sebagai berikut: 1. Zat Belerang terbakar menurut:
Untuk pembakaran belerang diperlukan
Dalam pembakaran belerang dihasilkan SO2 sebanyak:
2. Zat Karbon terbakar menurut:
Dalam pembakaran karbon diperlukan:
Dalam pembakaran karbon dihasilkan CO2 sebesar:
Universitas Diponegoro Semarang 108
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
3. Hidrogen terbakar menurut:
⁄ Maka:
Pembakaran H2 menghasilkan H2O sebanyak:
Kebutuhan udara pembakaran didefinisikan sebagai kebutuhan oksigen yang diperlukan untuk pembakaran 1 kg bahan bakar secara sempurna [7] yang meliputi: a. Kebutuhan udara teoritis (Ut): Ut = 11,5C + 34,5(H – O/8) + 4,32 S (kg/kgBB)……………………(4.2a) b. Kebutuhan udara pembakaran sebenarnya/aktual (Us): Us = Ut (1+α) (kg/kgBB)…………………………………………….(4.2b)
4.4 Gas Asap
Reaksi pembakaran akan menghasilkan gas baru, udara lebih dari sejumlah energi. Senyawa-senyawa yang merupakan hasil dari reaksi pembakaran disebut gas asap. [7]
Universitas Diponegoro Semarang 109
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang a. Berat gas asap teoriti (Gt) Gt = Ut + (1 – A)(kg/kgBB)………………………………………..(4.3a) Dimana A = kandungan abu dalam bahan bakar (ash) Gas asap yang terjadi terdiri dari: - Hasil reaksi atas pembakaran unsur-unsur bahan bakar dengan O2 dari udara seperti CO2, H2O, SO2 - Unsur N2 dari udara yang tidak ikut bereaksi - Sisa kelebihan udara Dari reaksi pembakaran sebelumnya diketahui: 1 kg C menghasilkan 3,66 kg CO2 1 kg S menghasilkan 1,996 kg SO2 1 kg H menghasilkan 8,9836 kg H2O Maka untuk menghitung berat gas asap pembakaran perlu dihitung dulu masingmasing komponen gas asap tersebut [4]: Berat CO2
=
3,66 C kg/kg
Berat SO2
=
2 S kg/kg
Berat H2O
=
9 H2 kg/kg
Berat N2
=
77% Us kg/kg
Berat O2
=
23% Ut
Dari perhitungan di atas maka akan didapatkan jumlah gas asap:
Universitas Diponegoro Semarang 110
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Berat gas asap (Gs) = W CO2 + W SO2 + W H2O + W N2 + W O2 Atau: b. Berat gas asap sebenarnya (Gs) Gs = Us + (1 – A) (kg/kg BB)………………………………………(4.3b) Untuk menentukan komposisi dari gas asap didapatkan: Kadar gas = (W gas tersebut / W total gas) x 100% 4.5 Karbon Yang Tidak Terbakar
Dari proses pembakaran selama terbentuk gas-gas asap, juga akan terbentuk solid refuse (Msr ) dimana solid refuse ini terdiri dari abu refuse (Ar ), dan karbon refuse (Cr ). [7] Persamaannya adalah: m bb + Us = Gs + Msr ………………………………………...…(4.4a) sedangkan dari perhitungan refuse didapatkan persamaan: Msr . Ar = m bb . A Atau
....................................................................(4.4b) Maka karbon yang tidak terbakar dalam terak (Cr ) adalah: Cr = 100% - Ar …………………………………………………(4.4c) Sehingga massa refuse (Mr ) yang terjadi tiap jamnya adalah: Mr = Cr .m bb (kg/jam)…………………………………………..(4.4d)
Universitas Diponegoro Semarang 111
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Dimana: m bb
=
massa bahan bakar
Us
=
massa udara pembakaran sebenarnya (kg/kgBB)
Gs
=
berat gas asap sebenarnya (kg/kgBB)
Msr
=
massa solid refuse (kg/kgBB)
Ar
=
prosentase solid refuse dalam abu
A
=
prosentase abu dalam bahan bakar
4.6 Karbon Aktual Yang Habis Terbakar (C t)
Panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar dalam dapur ketel tidaklah seluruhnya digunakan untuk membentuk uap, karena sebagian panas tersebut ada yang hilang. [7]. Panas yang hilang dari pembakaran bahan bakar dalam dapur ketel merupakan kerugian-kerugian kalor yang diantaranya adalah sebagai berikut: a. Kerugian kalor karena bahan bakar (Q1) Kerugian ini disebabkan karena adanya kandungan air dalam bahan bakar, dimana besarnya dapat dirumuskan sebagai berikut:
………………………………………………….(4.6a) Dimana: Q1
= kerugian kalor karena kelembaban bahan bakar (btu/lb BB)
Mm
= prosentase kelembaban bahan bakar
hg
= entalpi uap super panas pada temperatur gas buang (btu/lb)
Universitas Diponegoro Semarang 112
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang hf
= entalpi pada temperatur udara ruang (btu/lb)
b. Kerugian kalor karena hidrogen (H) yang terdapat dalam bahan bakar (Q2) Kerugian ini disebabkan karena kandungan unsur hidrogen (H) dalam bahan bakar, yang bila terbakar akan bereaksi dengan oksigen dari udara dan berbentuk uap air (H2O). Besarnya kerugian ini dirumuskan dengan:
………………………………………………….(4.6b) Dimana Hy = prosentase hidrogen dalam bahan bakar. c. Kerugian kalor untuk menguapkan air yang terdapat dalam udara pembakaran (Q3) Karena udara yang masuk ke dalam ruangan pembakaran tidak kering dan masih mengandung air, maka terdapat panas yang hilang untuk menguapkan air yang terkandung dalam udara tersebut. Besarnya kerugian kalor ini dapat dirumuskan dengan:
……………………………………………(4.6c) Dimana: Us
= berat udara pembakaran sebenarnya (lb/lb BB)
Mv
= prosentase penguapan udara masuk dapur dikalikan dengan nilai kelembaban udara pada temperatur ruang. 0
tg
= temperatur gas buang ( F)
ta
= temperatur ruang ( F)
0
d. Kerugian kalor karena pembakaran yang tidak sempurna (Q4) Gas CO yang terdapat dalam gas asap menunjukkan bahwa sebagian bahan bakar ada yang terbakar tidak sempurna. Hal ini terjadi karena kekurangan udara atau distribusi udara yang kurang baik.
Universitas Diponegoro Semarang 113
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Kerugian kalor akibat pembakaran yang tidak sempurna ini dirumuskan dengan:
……………………………………………(4.6d) Dimana: CO
= prosentase gas CO dalam asap
CO2
= prosentase gas CO2 dalam asap
C1
= karbon actual yang habis terbakar (lb/lb BB)
e. Kerugian kalor karena terdapat unsur karbon yang tidak ikut terbakar dalam sisa pembakaran (Q5) Kerugian ini dapat dirumuskan dengan:
……………………………………………….............(4.6e) Dimana: Mr
= massa refuse (lb/jam)
Cr
= prosentase karbon yang tidak terbakar dalam refuse
M bb
= laju aliran massa bahan bakar (lb/jam)
f. Kerugian cerobong (Q6) Kerugian cerobong ini disebabkan oleh gas asap yang meninggalkan cerobong masih mengandung energi tinggi. Kerugian cerobong dirumuskan dengan:
( )………………………………………………....(4.6f) Dimana: Gs
= berat gas asap sebenarnya (kg/kg)
tg
= temperatur gas buang ( K)
ta
= temperatur udara ruang ( K)
0
0
Universitas Diponegoro Semarang 114
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang C p
0
= panas jenis rata-rata dari gas asap (kJ/kg K)
g. Kerugian kalor karena radiasi dan lain-lain (Q7) Terjadi akibat penghantaran dan pemancaran panas dari peralatan ketel, misalnya pada badan ketel dan lain-lain. Besarnya kerugian ini dirumuskan dengan:
…………………………………………………….…(4.6g) Apabila rugi-rugi kalor tersebut di atas dinyatakan dalam prosentase, maka persamaannya adalah sebagai berikut:
................................................................................(4.6h) Dimana Qn merupakan rugi-rugi kalor dari Q1 sampai Q7
4.7 Rumus Perhitungan Efisiensi Ketel Uap
Dengan diketahuinya kerugian-kerugian kalor dari hasil pembakaran pada suatu ketel, maka dapat dihitung efisiensi dari ketel tersebut, yang besarnya dirumuskan: η= =
……………………..(4.7) (w. Culp, Archie. Jr.1989:211)
4.8 Rumus Perhitungan Kapasitas Produksi Ketel Uap (M u)
Dirumuskan dengan:
Universitas Diponegoro Semarang 115
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
…………………………………………………….(4.8) Dimana: 3
Qair
= debit air (m /jam)
ρair
= massa jenis air (kg/m )
F
= faktor koreksi terhadap kotoran dan endapan
3
4.9 Perhitungan Efisiensi Berdasarkan Neraca Kalor
Dikenal juga sebagai „metode input-output’ karena kenyataan bahwa metode ini hanya memerlukan keluaran/output (steam) dan panas masuk/input (bahan bakar) untuk evaluasi efisiensi. Efisiensi ini dapat dievaluasi dengan menggunakan rumus:
x 100%.......................................(4.9a) x 100%............................................(4.9b) Efisiensi Boiler (η) = Efisiensi Boiler (η) =
Parameter yang dipantau untuk perhitungan efisiensi boiler dengan metode langsung adalah: -
Jumlah steam yang dihasilkan per jam (Q) dalam kg/jam
-
Jumlah bahan bakar yang digunakan per jam (q) dalam kg/jam
-
Tekanan kerja (dalam kg/cm2(g)) dan suhu lewat panas ( C), jika ada
-
Suhu air umpan ( C)
0
0
Dimana:
Universitas Diponegoro Semarang 116
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang -
hg
= Entalpi
steam jenuh dalam kkal/kg steam
-
hf
= Entalpi air umpan dalam kkal/kg air
BAB V Perhitungan Efisiensi Dan Kapasitas Produksi Uap Serta Peluang Meningkatkan Efisiensi Boiler
5.1 Spesifikasi Ketel Uap di PT.KIMIA FARMA Semarang
Merek
:
Loos Gunzenhausen
Negara pembuat
:
Jerman Barat
Model / Type
:
UL 3200
No. Seri
:
32706 dan 32707
Tahun
:
1967
Kapasitas uap maksimal
:
3200 kg/jam
Universitas Diponegoro Semarang 117
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Bahan bakar
:
Heavy Oil
Tekanan maksimal
:
18 kg/cm
Luas Pemanas
:
80 m²
Temperatur uap keluar pada ketel
:
350 C
Temperatur air masuk ketel
:
103 C / 215 F
Temperatur gas buang pada cerobong
:
200 C
Temperatur udara luar
:
30 C
Tekanan udara luar
:
1 atm
2
0
0
0
0
0
5.2 Data Ketel Uap di PT.KIMIA FARMA Semarang
Bahan bakar yang digunakan adalah heavy oil (residu) dengan komposisi sebagai berikut: -
Karbon (C)
:
85,6%
-
Hidrogen (H)
:
9,7%
-
Oksigen (O)
:
1%
-
Nitrogen (N)
:
1%
-
Belerang (S)
:
2,3%
-
Abu/ash (A)
:
0,12%
-
Kelembaban/moisture (Mm)
:
0,28%
Dari data operasional kebutuhan bahan bakar IDO untuk ketel uap, tiap jamnya rata-rata memerlukan 210 kg/jam (M bb = 210 kg/jam). Sedangkan debit airnya 3
3
rata-rata 50 m /24 jam = 2,083 m /jam.
Universitas Diponegoro Semarang 118
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang 5.3 Perhitungan Pembakaran 5.3.1 Nilai Pembakaran Bahan Bakar
a. Nilai Pembakaran Tinggi Dengan menggunakan persamaan (4.1a) dan data-data di atas kita dapatkan nilai kalor pembakaran tinggi (HHV) sebesar: HHV = 7986C + 33575(H - O/8) + 2190S HHV = =
= 10101,192 x 4,187 = 42293,690 kJ/kg b. Nilai Pembakaran Rendah Dari persamaan (4.1b) maka nilai kalor pembakaran rendah adalah sebagai berikut:
=
LHV =
= 9575,712 x 4,187 = 40082,87 kJ/kgBB 5.3.2 Kebutuhan Udara Bahan Bakar
a. Dari persamaan (4.2a) maka didapatkan kebutuhan udara teoritis (Ut): Ut
=
= 13,247 kg/kgBB b. Dan dari persamaan (4.2b) didapatkan kebutuhan udara pembakaran sebenarnya (Us):
Universitas Diponegoro Semarang 119
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Us
= 13,247(1 + 0,18) = 15,631 kg/kg
Dimana α = faktor kelebihan udara 18%
5.3.3 Perhitungan Gas Asap
a. Dari persamaan (4.3a) maka didapatkan berat gas asap teoritis (Gt) Gt
= 13,247 + (1 – 0,00012) = 14,246 kg/kgBB
b. Berat gas asap hasil pembakaran W SO2
= 2S = 2 x 0,0023 = 0,0046 kg/kg
W CO2
= 3,666 C = 3,666 x 0,856 = 3,133 kg/kg
W H2O
= 9 x H2 = 9 x 0,097 = 0,873 kg/kg
W O2
= (23% x 18% )Ut = 0,23 x 0,18 x 13,246 = 0,545 kg + 0,01 = 0,548 kg/kg
W N2
= 77% x 15,631 = 12,036 kg/kg
Dari persamaan (4.3b) didapatkan berat gas asap (basah) sebenarnya (Gs) adalah sebagai berikut:
Universitas Diponegoro Semarang 120
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Gs
= 0,0046 + 3,133 + 0,873 + 0,548 + 12,036 = 16,636 kg/kg BB
Atau dengan persamaan 4.3c: Gs
= 15,631 + (1 – 0,0012) = 16,629 kg/kg BB
c. Analisa gas asap basah:
Berat gas asap kering: Gs kering
= Gs basah – w H2O = 16,636 – 0,873 = 15,763 kg/kg BB
d. Analisa gas asap kering
Universitas Diponegoro Semarang 121
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang
5.3.4 Perhitungan Karbon yang Tidak Terbakar
Dari persamaan (4.4a) dan (4.4b) didapatkan massa solid refuse dan prosentase solid refuse abu sebagai berikut: Msr
= (1 + 15,631) – 16,629 = 0,002 kg/kgBB
Ar
=
= 60% Maka dengan persamaan (4.4c) jumlah karbon yang tidak terbakar dalam terak/jelaga adalah: Cr
= 100% - 60% = 40% dari solid refuse = 40% x 0,002 = 0,0008 kg/kgBB
Jumlah massa refuse yang terjadi tiap jamnya (persamaan 4.4d) adalah: Mr
= 0,0008 x 210 = 0,168 kg/jam
5.3.5 Karbon Aktual yang Habis Terbakar (C 1)
Guna mendapatkan banyaknya karbon sesungguhnya yang habis terbakar didapatkan dengan menggunakan persamaan (4.5):
= 0,856 kg/kg BB
Universitas Diponegoro Semarang 122
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang 5.4 Perhitungan Kerugian Kalor 5.4.1 Kalor Jenis Berdasarkan Senyawa-Senyawa Penyusunnya 0
Harga kalor jenis gas asap pada temperatur 190 C (463K), yaitu penjumlahan kalor jenis senyawa penyusun-penyusunnya. Dengan rincian sebagai berikut: c(CO2)
= 0,1898 x C p(CO2) = 0,1898 x 0,845 = 0,160 kJ/kg K
c(H2O)
= 0,05283 x C p(H2O) = 0,05283 x 1,867 = 0,0986 kJ/kg K
c(SO2)
= 0,000278 x C p(SO2) = 0,000278 x 0,644 = 0,000179 kJ/kg K
c(O2)
= 0,0358 x C p(O2) = 0,0358 x 0,917 = 0,0328 kJ/kg K
c(N2)
= 0,7234 x C p(N2) = 0,7234 x 1,038 = 0,75 kJ/kg K
Sehingga C p gas asap adalah 1,0504 kJ/kg K
5.4.2 Kerugian Kalor Karena Kelambaban Bahan Bakar
Kerugian ini disebabkan karena adanya kandungan air di dalam bahan bakar. Dari tabel B-2 dan B-1a buku [3], didapatkan: hg
0
= entalpi uap super panas pada temperatur gas buang T = 190 C
Universitas Diponegoro Semarang 123
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang 0
= 374 F pada tekanan atmosfer (1 atm), yaitu 1229,714 btu/lb 0
hf
0
= entalpi pada temperatur udara ruang T = 30 C = 86 F, yaitu 54 btu/lb
sehingga dari persamaan 4.6a besar kerugian kalor karena kelembaban bahan bakar didapat: Q1
= 0,0028(1229,714 – 54) = 3,292 btu/lb BB x 0,556 x 4,187 = 7,6637 kJ/kg BB
Dan apabila kerugian ini dinyatakan dalam prosentase (persamaan 4.7), maka: Q1*
=
= 0,0191% 5.4.3 Kerugian Kalor Untuk Menguapkan Lembab Yang Terjadi Akibat Hidrogen (H) Yang Terdapat Dalam Bahan Bakar
Q2
= 9Hy(hg – hf ) = 9 x 0,097 (1229,714 – 54) = 1026,3983 x 0,556 x 4,187 = 2389,4265 kJ/kg
Q6*
=
= 5,956% 5.4.4 Kerugian Kalor Untuk Menguapkan Air Dalam Udara Pembakaran
Dengan mengasumsikan bahwa udara yang diserap oleh blower masuk ke dalam ruang bakar mengalami penguapan sebesar 70% dan dari Tabel XVIII Buku Steam Air And Gas Power, Williams Servens untuk T = 300C = 860F diperoleh berat air dalam udara kering = 0,027586 maka: Q3
= 15,631 x 0,7 x 0,027586 x 0,46(374 – 86)
Universitas Diponegoro Semarang 124
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang = 39,71629 btu/lb BB = 93,0897kJ/kg BB Bila dinyatakan dalam prosentase: Q3*
=
= 0,2322% 5.4.5 Kerugian Karena Pembakaran Tidak Sempurna
Dari persamaan (4.6d) didapatkan: Q4
=
=0 5.4.6 Kerugian Karena Terdapatnya Unsur Karbon Yang Tidak Ikut Terbakar Dalam Sisa Pembakaran.
Dari persamaan 4.6e didapatkan Q5
=
= 4,65 btu/lb x 0,556 x 4,187 = 10,833 kJ/kgBB Bila dinyatakan dalam prosentase: Q5*
=
= 0,027% 5.4.7 Kerugian Cerobong
Untuk menghitung kerugian cerobong ini didapatkan dari persamaan 4.6f: Q6
= 16,629 x 1,0504(463 – 303)K = 2794,74 kJ/kg BB
Bila dinyatakan dalam prosentase:
Universitas Diponegoro Semarang 125
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang Q6*
=
= 6,97%
5.4.8 Kerugian Karena Radiasi Dan Lain-Lain
Besarnya didapatkan dengan menggunakan persamaan 4.6g: Q7
= 4% x 40093,515 = 1603,355 kJ/kg BB
Bila dinyatakan dengan prosentase: Q7*
= 4%
5.5 Perhitungan Efisiensi Ketel Uap
Efisiensi ketel uap dapat dicari dengan menggunakan persamaan 4.8: ηku
= 100% - (0,0191 + 5,9596 + 0,2322 + 0 + 0,027 + 6,97 + 4)% = 82,794%
5.6 Perhitungan Kapasitas Produksi Uap
Untuk mengetahui kapasitas produksi uap ini didapatkan dari persamaan 4.9. 3
0
3
Diketahui debit air (Qair ) = 2,083 m /jam dan ρair pada suhu 30 C = 995,26 kg/m (J.P. Holman, perpindahan kalor, tabel A-9), sehingga dapat diperoleh kapasitas uap yang dihasilkan: Laju air = ρ x Q
Universitas Diponegoro Semarang 126
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang 3
3
= 995,26 kg/m x 2,0834 m /jam = 2073,53 kg/jam Faktor koreksi terhadap kotoran/endapan F = 0,93 [4] gbr.10-11) Mu
= 2073,52 x 0,93 = 1928,38 kg/jam
Jadi perbandingan jumlah uap yang dihasilkan dengan bahan bakar yang dihabiskan adalah 1928 : 210 = 9,18 : 1 kg uap/kg BB
5.7 Efisiensi Berdasarkan Neraca Kalor
x 100% x 100% Efisiensi Boiler (η) = Efisiensi Boiler (η) =
Keuntungan metode neraca kalor -
Pekerja pabrik dapat dengan cepat mengevaluasi efisiensi boiler
-
Memerlukan sedikit parameter untuk perhitungan
-
Memerlukan sedikit instrument untuk pemantauan
-
Mudah membandingkan rasio penguapan dengan data benchmark Kerugian metode neraca kalor
Universitas Diponegoro Semarang 127
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang -
Tidak memberikan petunjuk kepada operator tentang penyebab dari efisiensi sistem yang lebih rendah.
-
Tidak menghitung berbagai rugi-rugi yang berpengaruh pada berbagai tingkat efisiensi.
Keuntungan metode dengan menghitung kerugian-kerugian (metode tidak langsung)
Dapat diketahui neraca bahan dan energi yang lengkap untuk setiap aliran yang
dapat
memudahkan
dalam
mengidentifikasi
opsi-opsi
untuk
meningkatkan efisiensi boiler. Kerugian menggunakan dengan menghitung kerugian-kerugian
Perlu waktu lama
Memerlukan fasilitas laboratorium untuk analisis
5.8 Peluang Meningkatkan Efisiensi Boiler
Kinerja boiler dipengaruhi beberapa hal, antara lain mutu udara pembakaran, mutu bahan bakar, perpindahan panas yang baik antara panas hasil pembakaran dengan air dalam tubetube dan temperatur flue gas/ gas buang.Untuk mengoptimalkan secara kontinu effisiensi boiler diperlukan variasi dalam load, fuel dan kondisi boiler itu sendiri. 1. Temperatur flue gas/ gas buang Besarnya temperatur flue gas/ gas buang menyebabkan kehilangan panas menjadi besar pula. Temperatur flue gas/ gas buang ini berhubungan dengan jumlah udara yang masuk, reaksi pembakaran yang terjadi dan proses perpindahan panas yang berlangsung didalam boiler. Temperatur flue gas/ gas buang yang tinggi menunjukan bahwa panas hasil pembakaran yang tidak terserap oleh air dan terbawa oleh flue gas/ gas buang cukup besar. Kondisi ini dikarenakan perpindahan panas dari gas ke ketel uap tidak berlangsung dengan sempurna. Hal ini mungkin disebabkan oleh berbagai
Universitas Diponegoro Semarang 128
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang faktor seperti terbentuknya endapan kerak akibat endapan-endapan pengotor air boiler pada steam generating tube dan water wall tube yang merupakan tempat terjadinya perpindahan panas . Temperatur yang tinggi dapat dimanfaatkan untuk memanaskan
udara
pembakaran (air preheater) atau untuk memanaskan air umpan ketel uap. Pemanasan udara pembakaran dengan memanfaatkan temperatur flue gas/ gas buang dapat menurunkan resiko kerugian kalor, karena dengan tingginya udara pembakaran berarti fuel gas yang diperlukan untuk pemanasan udara supaya tercapai titik nyala tidak begitu banyak. Sehingga kebutuhan akan fuel gas untuk memanaskan udara relatif lebih rendah. Dengan demikian penggunaan bahan bakar dapat ditekan. 2. O2 Berlebih Jumlah udara pembakaran yang disuplai untuk bercampur dengan bahan bakar haruslah menghasilkan flameable mixture. Untuk menjamin bahwa semua bahan bakar terbakar sempurna, oksigen harus disuplai cukup atau berlebih dari kebutuhannya. Akan tetapi bila oksigen disuplai terlalu banyak, hal ini juga kurang effektif karena dapat menyebabkan kehilangan panas sebab sebagian panas digunakan untuk pemanasan udara. Sedangkan bila disuplai kurang akan terjadi pembakaran yang tidak sempurna. Dalam pembakaran ini flue gas/ gas buang yang terbentuk adalah CO2. 3. Mutu bahan bakar Didalam pembakaran, bereaksinya fuel dengan oksigen akan menghasilkan panas. Komposisi fuel ini akan mempengaruhi besarnya panas yang dihasilkan. Spesifikasi fuel dapat mempengaruhi nilai panas dari pembakaran tersebut. Nilai panas per satuan berat untuk natural gas, propana dan butana mempunyai nilai panas yang lebih tinggi daripada fuel cair atau padat. Tetapi pada fuel tersebut banyak mengandung hidrogen yang pada waktu terjadinya pembakaran akan banyak terbentuk uap air dalam pembakaran. Uap air ini akan berubah fasanya dengan mengambil energi waktu
Universitas Diponegoro Semarang 129
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang terjadinya proses pembakaran. Sehingga kadar uap air tersebut menjadi rendah, akibatnya fuel ini mempunyai effisiensi pembakaran yang kecil. Hal ini yang menyebabkan dalam volume yang sama pada saat pembakaran, fuel liquid/solid mempunyai panas lebih tinggi disebabkan kandungan hidrokarbon yang tinggi (higher specific gravity) dari pada fuel gas.
Bab VI Penutup 6.1 Kesimpulan
Dari hasil penulisan laporan kerja praktek ini dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut: 1. Dari hasil perhitungan effisiensi boiler PT. KIMIA FARMA MANUFAKTUR Semarang menunjukkan bahwa boiler tersebut memiliki effisiensi sebesar 82,794%. Padahal berdasarkan performance test awal, boiler tersebut memiliki effisiensi sekitar 87%. Hal ini menunjukkan bahwa boiler tersebut telah mengalami penurunan performance, tetapi masih dalam keadaan yang baik untuk tetap digunakan. 2. Faktor yang menyebabkan turunnya effisiensi boiler tersebut adalah karena adanya Heat Losses (Kerugian kalor).
Universitas Diponegoro Semarang 130
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang 3. Faktor terbesar yang menurunkan efisiensi boiler tersebut adalah Kerugian kalor untuk menguapkan moisture hasil pembakaran H2O dalam bahan bakar (5,956%) dan rugi cerobong (6,97). Disamping itu, Penyebab lain turunnya effisiensi boiler tersebut bila dibandingkan dengan performance test awal disebabkan oleh: kerugian karena isolasi yang sudah tua (Rugi Isolasi), Seal Plate Air Heater sudah over size, Perpindahan panas pada pipa tidak sempurna karena kerak bagian luar / dalam. 6.2 Saran
Untuk mengurangi penurunan efisiensi operasional maka hal-hal yang harus diperhatikan adalah sebagai berikut: 1. Melakukan pengontrolan yang ketat terhadap kandungan air pada feed water sebelum masuk ke ketel uap. 2. Pengecekan secara berkala terhadap isolasi pipa penyalur uap dan langsung mengganti isolasi pipa yang rusak. 3. Pengecekan berbagai macam katup yang ada pada ketel uap, harus diperhatikan bahwa semua katup dapat berfungsi dengan baik. 4. Menggunakan air sisa kondensasi untuk menghemat kebutuhan air untuk feed water yang terbuang percuma.
Universitas Diponegoro Semarang 131