ANALISIS ENERGI DAN EKSERGI PADA SISTEM PEMBANGKIT PEMBANGK IT LISTRIK TENAGA UAP (PLTU) PT. TANJUNG ENIM LESTARI PUL P AND PAPER 1
Ir. Dyos Santoso, M.T, 2Harapan Aryto Salom Ferdinand Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya INDRALAYA
[email protected] Abstrak Makalah ini menyajikan analisis energi dan eksergi pada sistem pembangkit listrik tenaga uap di PT. Tanjung Enim Lestari Pulp and Paper (PT.Telpp) Paper (PT.Telpp) yang bertujuan untuk mengidentifikasi komponen yang memiliki ireversibilitas ireversibilitas yang cukup besar. Analisis eksergi mampu mengetahui letak, jenis serta kerugian yang terjadi selama proses berlangsung. Laju energi, eksergi, efisiensi energi dan eksergi serta ireversibilitas dihitung berdasarkan data operasi pada PT.Telpp. PT.Telpp . Pembangkit listrik tenaga uap yang diteliti adalah pembangkit listrik dengan dengan menggunakan turbin ekstraksi pada daya keluaran 47,7 MW. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, condensate tank memiliki efisiensi eksergi eksergi terendah yaitu 17,3054 %, sedangkan sedangkan condensate pump 2 merupakan 2 merupakan komponen yang memiliki efisiensi eksergi tertinggi yaitu 76,3126 %. Deaerator merupakan komponen yang memiliki efisiensi energi tertinggi yaitu 99,3562 %, sedangkan power boiler merupakan komponen komponen yang memiliki memiliki efisiensi energi terendah yaitu 29,7757 %. Ireversibilitas yang yang paling besar terjadi di recovery boiler , yaitu sebesar 163,0488 MW, sedangkan ireversibilitas yang paling kecil terjadi pada condensate pump 1 yaitu sebesar 0,0025 MW.
Kata Kunci : analisis eksergi, analisis energi, PLTU. Abstract
This paper presents exergy and energy analysis of steam power plant at PT. Tanjung Enim Lestari Pulp and Paper (PT.Telpp) that aims to identify which component that have irreversibility large enough. Exergy analysis is able to know location, type and losses that occur during the process. Energy rate, exergy, energy and exergy efficiency and irreversibility is calculated based on the operating data of PT.Telpp. The steam power plant that studied is power plant by using extraction turbine with output power is 47,7 MW. Based on the research that that has been done, condensate tank has the lowest of exergy efficiency is equal to 17,3054 %, meanwhile second condensate pump is component with the highest exergy efficiency of 76,3126 %. Deaerator is component with the highest energy efficiency of 99,3562 %,meanwhile %,meanwhile power boiler boiler is component component with the lowest energy energy efficiency of 29,7757 %. The greatest Irreversibility occurs in the recovery boiler, that is equal to 163.0488 MW , meanwhile the lowest irreversibility occurs in first condensate pump, that is equal to 0,0025 MW. Keyword : exergy analysis, energy analysis, steam power plant
1.PENDAHULUAN
Pada era ini, energi memiliki peran yang sangat krusial dalam kehidupan sehari-hari bahkan di dunia industri. Kebutuhan K ebutuhan energi dunia terus mengalami peningkatan. Menurut proyeksi Badan Energi Dunia ( International Energy Agency-IEA), hingga tahun 2030 permintaan energi dunia meningkat sebesar 45% atau rata-rata mengalami peningkatan sebesar 1,6% pertahun, tidak terkecuali di Indonesia [1]. Kebutuhan energi terus mengalami peningkatan seiring dengan meningkatnya kegiatan pembangunan ekonomi suatu negara. Indonesia merupakan salah satu negara ekonomi berkembang yang terus melakukan kegiatan pembangunan di sektor industri. Keberlangsungan suatu industri sangat tergantung oleh energi yang tersedia. Berdasarkan data dari blueprint Pengelolaan Energi Nasional tahun 2006, Indonesia merupakan salah satu
negara dengan persediaan sumber energi terbesar, namun dalam hal pemanfaatannya, Indonesia merupakan negara dengan pemanfaatan terendah [2]. Hal ini menunjukkan, bahwa Indonesia merupakan negara yang tidak efisien dalam pemanfaatan sumber sumber energi. Seiring dengan hal tersebut, maka pemanfaatan sumber energi seefisien mungkin perlu dilakukan. Dengan melakukan analisis eksergi secara menyeluruh dan analisis pada tiap komponen/subsistem pada sistem pembangkit serta melakukan pengoptimalan, maka efisiensi sistem pembangkit akan meningkat. Metode analisis eksergi ini sesuai dengan tujuan yang lebih jauh dalam kaitan pengelolaan sumber daya yang efisien, karena cara ini mampu mengidentifikasi lokasi, jenis serta besarnya kerugian. Informasi ini dapat dimanfaatkan pada 1
perancangan sistem termal dan menuntun usaha mengurangi sumber pemborosan energi dalam sistem yang sudah ada, dan evaluasi sistem ekonomi [3]. Banyak jurnal atau tulisan yang membahas tentang analisis eksergi, terutama tentang sistem pembangkit listrik pada Perusahaan Listrik semisal PLN di Indonesia [4]. Analisis eksergi pada proses industri juga sudah dilakukan [5,6], namun analisis eksergi pada sistem pembangkit listrik di industri masih sangat jarang dilakukan. Analisis eksergi pada industri pulp and paper sudah pernah dilakukan, salah satunya oleh Mei Gong [7]. Telah terbukti, bahwa analisis eksergi sangat berguna dalam meningkatkan efisiensi sistem dan proses. Mei Gong menganalisis industri pulp and paper secara menyeluruh, dan dalam tulisannya hanya memperlihatkan efisiensi pada sistem pembangkit secara keseluruhan tanpa memperlihatkan analisis yang dilakukan pada tiap komponen. Untuk itu penulis akan fokus melakukan analisis eksergi pada sistem pembangkit di industri pulp and
2.2. Analisis Eksergi
Eksergi didefinisikan sebagai potensi kerja maksimum dalam bentuk materi atau energi dalam berinteraksi dengan lingkungannya. Potensi kerja ini diperoleh melalui proses reversibel. Eksergi dapat ditransfer di antara sistem dan dapat dihancurkan oleh ireversibilitas di dalam sistem [9].
energi
Gambar 1 komposisi energi, eksergi dan anergi [17]. Analisis eksergi bisa diterapkan di banyak bidang, terkhusus pada industri yang bekerja dengan pemanfaatan energi termal. Analisis eksergi terbukti sangat bermanfaat dalam menilai kinerja suatu sistem. Di dunia industri, analisis eksergi sudah dilakukan. Analisis eksergi pada industri pulp and paper [7] yang dilakukan memperlihatkan perbedaan antara analisis energi dengan analisis eksergi.
paper. 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Analisis Energi
Energi merupakan konsep dasar termodinamika dan merupakan salah satu aspek penting dalam analisis teknik [3]. Analisis energi dilakukan berdasarkan pada hukum pertama termodinamika. Degradasi energi tidak dihitung jika menggunakan hukum pertama. Sebagai contoh penurunan kualitas energi termal yang dipindahkan dari temperatur tinggi menjadi temperatur rendah tidak kelihatan bila dinyatakan dalam analisis energi. Sedangkan analisis eksergi dilakukan berdasarkan hukum kedua termodinamika, yaitu proses termodinamika selalu tidak ideal sehingga terjadi penurunan kualitas energi [9].
2.2.1. Neraca Eksergi
Pada sebagian besar persoalan analisis termodinamika pada umumnya akan melibatkan melibatkan aliran massa masuk dan keluar sistem, oleh karena itu kondisi ini sering dimodelkan sebagai volume atur (control volume). Neraca eksergi volume atur dapat diekspresikan dalam persamaan berikut :
2.1.1. Neraca Energi
Neraca energi berbicara mengenai kesetimbangan energi di dalam suatu sistem. Persamaan umum kesetimbangan energi untuk sistem terbuka adalah:
2.2.3. Bentuk-bentuk Eksergi A. Work E xergy xergy
Karena eksergi didefinisikan sebagai potensi kerja maksimum, maksimum, perpindahan laju kerja , berbanding lurus dengan perpindahan laju eksergi , dan dapat ditunjukkan dalm persamaan [7]:
Dimana energi tiap state :
E=
= − 0
(2) 2
(4)
Eksergi yang keluar merupakan eksergi yang termanfaatkan, yaitu eksergi produk , dan eksergi yang tidak termanfaatkan, yaitu eksergi yang terbuang . Sangat penting untuk membedakan antara eksergi yang dimusnahkan karena ireversibilitas dengan eksergi yang terbuang karena tidak termanfaatkan [7].
B. H eat Tr ansfer ansfer E xergy
Dengan mengasumsikan distribusi temperatur yang sama atau seragam pada sumber kalor, laju perpindahan eksergi, dihubungkan dengan perpindahan lalu aliran panas, Q , dapat dihitung dengan menggunakan persamaan [7]:
= 1 − (5) Dimana merupakan temperatur lingkungan dan
0
2.2.5. Efisiensi
Efisiensi didefinisikan sebagai perbandingan antara eksergi masuk sebagai eksergi yang digunakan dengan eksergi keluar sebagai eksergi yang termanfaatkan. Efisiensi eksergi dapat ditulis [7] :
0
adalah temperatur sumber panas. pa nas. T adalah
C. Eksergi Fisik
Eksergi fisik, juga dikenal sebagai thermomechanical exergy adalah kerja yang diperoleh dari kondisi awal ( T, P ) menuju kondisi lingkungan ( 0 , 0 ). Eksergi fisik spesifik dapat ditulis sebagai berikut [7] :
=
3. METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Pendekatan Umum
= − − ( − ) (6) Untuk gas ideal dengan konstan : = − 1 − ln + (7) 0
,
0
,
0
Penelitian ini dilakukan dengan melakukan analisis termodinamika pada tiap komponen pada sistem pembangkit listrik tenaga uap. Dalam penelitian ini sistem disederhanakan ke dalam sebuah volume kontrol dengan membedakan antara aliran masuk komponen dan aliran keluar komponen. Sistem juga diasumsikan dalam kondisi steady. Analisis dilakukan untuk mengidentifikasi lokasi, jenis dan besar kerugian (energy losses) akibat gesekan dan pembakaran tidak sempurna pada ruang bakar, dll. Data temperatur, tekanan dan laju aliran massa digunakan untuk mencari entalpi dan entropi pada tabel termodinamika, sehingga bisa dihitung energi dan eksergi tiap state. Setelah mendapatkan energi dan eksergi di tiap state maka analisis di tiap komponen bisa dilakukan dengan menggunakan neraca energi dan eksergi. maka dapat diketahui komponen mana yang paling tidak efisien atau yang mengalami ireversibilitas terbesar. Analisis tiap komponen akan memudahkan analisis sistem pembangkit secara keseluruhan.
0
1
1
1
0
0
0
Dalam bentuk padat dan cair dengan asumsi kalor spesifik konstan c :
= − − − − (8) Dimana adalah spesifik volume, diketahui dari temperatur . 0
0
0
0
0
D. Eksergi Kimia
Eksergi kimia adalah jumlah kerja maksimum yang diperoleh ketika materi berubah dari kondisi lingkungan menuju kondisi mati (dead state). Proses ini hanya melibatkan pertukaran panas dan pertukaran zat dengan lingkungan. Specific molar chemical exergy dapat ditulis kedalam persamaan [11] :
= −
3.2. Ruang Lingkup dan Batasan Penelitian
(9)
Adapun batasan penelitian ini antara lain, penelitian diarahkan kepada analisis termodinamika untuk mengetahui performansi dengan menggunakan analisis energi dan eksergi pada tiap komponen, Penelitian ini mempertimbangkan kondisi setiap masuk komponen dan keluar komponen. Proses analisis dimulai dari tiap komponen sehingga bisa dilakukan analisis secara keseluruhan. Sistem diasumsikan dalam sistem terbuka kondisi steady dan kondisi lingkungan PT. Tanjung Enim
2.2.4. E xergy xer gy L osses osses
Eksergi tidak kekal dan bisa dimusnahkan. Istilah ini sering disebut ireversibilitas (irreversibility). Pemusnahan eksergi disimbolkan dengan , sering juga disimbolkan dengan (exergy destruction) [7].
I = T . S ≥ 0 o
gen
(11)
(10)
3
Lestari Pulp and Paper dijadikan referensi. Dalam Paper dijadikan hal ini parameter-parameter yang akan dihitung meliputi: nilai eksergi , energi, laju eksergi, laju energi di tiap titik dan ireversibel ireversibel serta efisiensi efisiensi energi dan eksergi pada tiap komponen serta membatasi komponen yang akan dianalisis sehingga bisa menjadi satu siklus pembangkit listrik tenaga uap. Dalam hal ini komponen meliputi : power boiler, recovery recovery boiler , turbin, kondensor, condensate pump, deaerator dan feed
4. Sistem PLTU PT.Telpp 4.1. Penjelasan Sistem
water pump. 3.4. Sumber Data
Data-data yang digunakan dalam analisis ini adalah data-data yang meliputi : 1. Data operasi keseluruhan Pembangkit Listrik Tenaga Uap PT. Tanjung Enim Lestari Pulp and Paper Paper . 2. Data teknis PLTU yang meliputi : tekanan, temperatur, laju aliran massa dan data penting lainnya yang mendukung dalam penelitian. 3. Gambar diagram alir atau flow sheet PLTU PT. Tanjung Enim Lestari Pulp
Gambar 3. Skema PLTU di PT. Tanjung Enim Lestari Pulp and Paper
Pada PLTU PT. Tanjung Enim Lestari Pulp and Paper , daya listrik maksimum yang bisa dihasilkan dihasilkan adalah 75 MW. Turbin digerakkan oleh steam yang dihasilkan dari power boiler dan recovery boiler . Power boiler menggunakan bahan bakar kulit kayu ( bark ). ). Air dialirkan ke atas melalui pipa yang ada pada dinding boiler , air tersebut akan dipanaskan hingga menjadi uap kering. Uap kemudian masuk ke high pressure header yang merupakan tempat bertemu uap dari power power boiler dan recovery dengan tekanan dan suhu yang tinggi boiler. Uap dengan inilah yang menjadi sumber tenaga untuk menggerakkan turbin yang dihubungkan ke generator. Uap yang keluar dari turbin sebagian besar diekstrak ke medium pressure (MP) steam dan low pressure (LP) steam untuk keperluan mill process, dan sisanya dialirkan ke kondensor. Di condensate tank uap panas didingingkan dengan menggunakan air pendingin cooling tower . Kemudian air dipompa menuju deaerator dan masuk ke feed water tank dan dipanaskan dengan menggunakan uap panas dari LP steam. Air kemudian dipompa dengan feed water pump untuk dipanaskan lebih lanjut di boiler dengan terlebih dahulu masuk ke economizer yang dilanjutkan ke steam drum. Siklus ini terus berlangsung selama selama proses terjadi. Sedangkan pada recovery boiler , proses steam yang terjadi sama dengan yang terjadi di power boiler , hanya saja bahan bakar yang digunakan adalah Heavy Black Liquor (HBL). (HBL).
and Paper.
4. Buku pedoman operasi ( Manual Design) PLTU PT. Tanjung Enim Lestari Pulp and Paper.
Untuk memudahkan dalam melakukan perhitungan maka disusun diagram seperti yang ditunjukkan pada gambar.
Gambar 2. Diagram alir penelitian
4
5. ANALISIS DAN PEMBAHASAN 5.1. Perhitungan pada Tiap State
Tabel 1. Perhitungan pada tiap state dengan daya keluaran turbin 47,7 MW P (kPa)
Temperatur T (˚C)
Laju aliran massa ṁ (kg/ s)
1a
8359
123
1b
825 3
2a
Laju eksergi
Enthalpy
Entropy
Laju energi
h (kJ/ kg)
s (kJ/ kg K)
(MW) E(MW)
76,1111
522,243
1,55271
39,7485
54,9849
4,1850
124
24,7222
526,398
1,56346
13, 0137
55,8504
1,3807
6310
450
75,2778
3298,41
6,69389
248,2970
1257,9509
94,6957
2b
6368
436
24,7222
3262,88
6,64034
80,6656
1238,8072
30,6261
3
6274
453
100
3306,33
6,70741
330,6330
1261,7337
126,1734
4
12
47
12,5
2585,98
8,1275
32,3248
106,8362
1,335452
5
337
157
57,2222
2773,41
7,05556
158,7007
622,2798
35,6082
6
1242
259
26,3889
2954,42
6,85178
77,9639
865,6465
22,8434
7
343
169
8,8889
2798,76
7,10573
24,8779
632,2778
5,6202
8
230
90
15,0627
377,163
1,19275
5,6811
20,0527
0,3020
9
700
97
43,1250
381,731
1,20397
16,4621
21,1874
0,9137
10
700
107
37,9166
449,145
1,38515
17,0301
33,1603
1,2573
11
387
30
1045
138,619
0,477789
144,8569
0,2868
0,2997
12
387
39
1045
163,691
0,55889
171,0571
0,5419
0,5662
13
325
60
96,1111
251,437
0,831131
24,1659
4,9821
0,4788
14
900
60
74,1667
251,919
0,830825
18,6840
5,5577
0,4122
15
600
30
28,8889
126,277
0,436573
3,6480
0,5569
0,0161
16
300
121
104,7222
512,373
1,54936
53,6568
46,1400
4,8319
17
8359
122
104,7222
518,016
1,54202
54,2478
54,0291
5,6580
18
12
47
12,5000
196,797
0,668412
2,4600
0,1341
0,001677
19
6899
268
2,2222
2992,48
7,18582
6,6500
801,4903
1,7811
20
900
60
21,9444
251,919
0,830825
5,5282
5,557748
0,1220
21
12
60
96,1111
251,18
0,831293
24,1412
4,67554
22
443
60
96,1111
251,536
0,831068
24,1754
5,1004
TITIK
Tekanan
Data lingkungan yang dipakai adalah data lingkungan di PT. Tanjung Enim Lestari Pulp and : Paper :
0 0
= 306 = 101,3 101,325 25
5.2.Analisis Energi Komponen
0
0
(kJ/ kg)
dan
(MW)
0,4494 0,4902
Eksergi
pada
Tabel 2. Efisiensi energi dan eksergi pada komponen
KOMPONEN/SUBSISTEM POWER BOILER RECOVERY BOILER TURBINE CONDENSOR DEAERATOR CONDENSATE PUMP 2 CONDENSATE PUMP 1 CONDENSATE TANK FEED WATER PUMP
Sehingga didapat :
Exergy Spec.
. )
= 138,3 138,361 61 / = 0,477 0,47788 883 3 /(
Analisis dilakukan pada saat daya yang dihasilkan turbin sebesar 47,7 MW. Laju energi dan eksergi spesifik dihitung dengan menggunakan persamaan 2 dan 6.
5
EFISIENSI ENERGI
EFISIENSI EKSERGI
(%)
(%)
29,7757 58,6909 77,3802 87,7295 99,3562 76,2741 64,7954 51,1884 67,7671
24,7740 35,6961 71,8522 19,9864 59,4974 76,3126 63,8327 17,3054 66,2983
Tabel 3. Ireversibilitas pada komponen KOMPONEN/SUBSISTEM POWER BOILER RECOVERY BOILER TURBINE CONDENSOR DEAERATOR CONDENSATE PUMP 2 CONDENSATE PUMP 1 CONDENSATE TANK FEED WATER PUMP Σ
IRREVERSIBILITY (MW) 88,8030 163,0488 18,6862 1,0672 2,9977 0,1391 0,0231 2,1473 0,4200 277,3325
% 32,0204 58,7918 6,737845 0,38481 1,080918 0,050169 0,008342 0,774286 0,15143 100
Gambar 4 dan 5 di bawah ini merupakan grafik perbandingan efisiensi energi dan eksergi serta ireversibilitas pada tiap komponen sistem pembangkit listrik tenaga uap di PT. Tanjung Enim Lestari Pulp and Paper.
Gambar 6. Diagram Grassman PLTU PT.Telpp Gambar 4. Perbandingan analisis energi dan analisis eksergi
5.3. Pembahasan
Dengan melihat tabel 1, pada tiap state dapat dilihat perbedaan antara perhitungan dengan metode analisis energi dan perhitungan dengan metode analisis eksergi. Jumlah energi selalu lebih besar jika dibandingkan dengan jumlah eksergi pada state yang sama. Perbedaan ini dikarenakan, analisis energi hanya berbicara tentang kuantitas saja, sedangkan analisis eksergi berbicara tentang kuantitas dan kualitas. Eksergi juga adalah hasil pengurangan energi suatu sistem dengan lingkungan, dimana lingkungan PT. Tanjung Enim Lestari Pulp and Paper menjadi referensinya. Pada gambar 4 kita dapat melihat, bahwa ada perbedaan yang cukup besar antara efisiensi energi dan efisiensi eksergi. Semakin tinggi temperatur, maka nilai enthalpy dan entropy juga semakin tinggi. Jika suatu sistem memiliki temperatur yang tinggi, maka akan terdapat selisih yang besar antara sistem dengan lingkungan. Sebaliknya, semakin rendah temperatur
Gambar 5. Ireversibilitas pada tiap komponen Hasil dari perhitungan analisis energi dan eksergi pada PLTU. PT.Telpp dapat disajikan dalam bentuk diagram grassman seperti yang ditunjukkan pada gambar 6. 6
lingkungan, maka semakin besar juga selisih antara sistem dengan lingkungan yang diberikan. Tabel 2 dan Gambar 4 menunjukkan efisiensi energi dan eksergi pada tiap komponen PLTU PT. Tanjung Tanjung Enim Lestari Pulp and Paper Paper . Berdasarkan analisis energi yang dilakukan, deaerator merupakan komponen yang memiliki efisiensi energi tertinggi yaitu 99,3562 % , sedangkan power boiler merupakan komponen yang memiliki efisiensi energi terendah yaitu 29,7757 %. Laju aliran massa bahan bakar bark yang cukup kecil, perbedaan temperatur yang sangat besar antara furnace dan steam serta pembakaran bark yang tidak sempurna , mengakibatkan rendahnya efisiensi energi pada power boiler . Berdasarkan analisis eksergi yang dilakukan, condensate pump 2 merupakan komponen yang memiliki efisiensi eksergi tertinggi yaitu 76,3126 %, %, sedangkan sedangkan condensate tank merupakan komponen yang memiliki efisiensi eksergi terendah yaitu 17,3054 %. Exergy Losses Pada condensate tank juga diakibatkan oleh pencampuran steam yang memiliki perbedaan temperatur yang cukup besar dari mill process, kondensor dan condensate pump 2. Eksergi yang yang masuk pada tiap komponen tidaklah sama dengan dengan eksergi eksergi yang keluar pada tiap komponen, hal ini dikarenakan adanya eksergi yang dimusnahkan (ireversibilitas). Semakin besar ireversibilitas maka efisiensi eksergi suatu komponen akan semakin rendah. Dengan melihat tabel 3 dan dan gambar 5, dapat dilihat bahwa ireversibilitas yang paling besar terjadi pada recovery boiler yaitu sebesar 163,0488 MW , hal ini menjadikan recovery menjadi sumber utama ireversibilitas yaitu boiler menjadi sebesar 58,7918 % dari total ireversibilitas yang terjadi dalam sistem pembangkit listrik tenaga uap di PT. Telpp. Condensate pump 1 merupakan komponen yang memiliki ireversibilitas terkecil yaitu 0,0231 MW atau 0,008342 % dari dari total total ireversibilitas yang terjadi pada sistem pembangkit. Pada condensate pump 2 tidak terjadi penurunan temperatur dan hanya mengalami peningkatan tekanan yang relatif kecil, sehingga perubahan nilai energi dan eksergi yang terjadi sangat kecil, hal ini mengakibatkan ireversibilitas yang sangat kecil pada condensate
bleaching
pada yang hanya digester mengekstraksi selulosa, dimana terjadi pemisahan kandungan organik dan anorganik. Black liquor memiliki kandungan organik yang sangat sedikit. Kandungan organik inilah yang menentukan nilai kalor suatu senyawa. senyawa. Pada sistem pembangkit, terjadi losses berupa kebocoran pipa yang mengakibatkan uap cukup banyak yang terbuang. Hal ini mengakibatkan laju aliran massa yang masuk dengan keluar komponen tidak seimbang dan berpengaruh pada hasil perhitungan yang dilakukan. 6. KESIMPULAN DAN SARAN 6.1. Kesimpulan
Setelah melakukan analisis energi dan eksergi pada sistem pembangkit listrik tenaga uap di PT. Tanjung Enim Lestari Pulp and Paper , pada saat daya turbin sebesar sebesar 47,7 MW, maka bisa ditarik beberapa kesimpulan yang bisa menggambarkan apa yang diperoleh dari penelitian ini. Berdasarkan analisis energi yang telah dilakukan, deaerator merupakan komponen yang memiliki efisiensi energi tertinggi yaitu yaitu 99,3562 %, sedangkan power boiler merupakan merupakan komponen yang memiliki efisiensi energi terendah yaitu 29,7757 %. Berdasarkan analisis eksergi yang telah dilakukan, condensate pump 2 merupakan komponen yang memiliki efisiensi eksergi tertinggi yaitu 76,3126 %, %, sedangkan sedangkan condensate tank merupakan komponen yang memiliki efisiensi eksergi terendah yaitu 17,3054 %. Recovery boiler merupakan komponen yang memiliki ireversibilitas paling besar yaitu sebesar 163,0488 MW atau 58,7918 % dari total ireversibilitas yang terjadi pada sistem pembangkit. Sedangkan Condensate pump 1 merupakan komponen yang memiliki ireversibilitas terkecil yaitu 0,0231 MW atau 0,008342 % dari total ireversibilitas yang terjadi pada sistem pembangkit. pembangkit. 6.2. Saran
Pihak perusahaan perlu melakukan analisis eksergi pada komponen dan PLTU secara keseluruhan, karena analisis eksergi tidak hanya meninjau energi dari segi kuantitas tapi juga kualitas. Analisis eksergi juga mampu mengetahui lokasi, jenis dan mampu mengidentifikasi komponen yang mengalami pemusnahan eksergi (ireversibilitas) yang cukup besar. Perusahaan juga perlu melakukan analisis termoekonomi untuk melakukan penilaian dari segi biaya.
pump 2.
Faktor yang mempengaruhi efisiensi eksergi yang rendah dan ireversibilitas yang besar pada recovery boiler dan power boiler adalah nilai kalor black liquor dan bark yang rendah. Nilai kalor pembakaran pada bark cukup tinggi dibandingkan black liquor , karena pada black liquor masih banyak terdapat senyawa organik. Black liquor merupakan cairan hasil cooking dan 7
Direktorat Teknologi Konversi dan Konservasi Energi, BPPT, Jakarta. [10]. Moran, M. J., 1982. Availability Analysis : A Guide to Efficient Energy Use. New Jersey : Pantice-Hall Inc. [11]. Vosough, A., Noghrehabadi, A., Ghalambaz, M., and Vosough, S., 2011. Exergy Concept Concept and its i ts Characteristic. Iran : International Journal of Multidisciplinary Sciences and Engineering, Vol. 2, No. 4. [12]. Hongbin, Z., 2009. Exergy Analysis of a Kota
DAFTAR SIMBOL
Energi Ek Energi kinetik E p Energi potensial ,ε Eksergi, spesifik eksergi Gravitasi G H,h Entalpi, entalpi spesifik Enatlpi spesifik keseluruhan hT Ireversibilitas I Massa M Laju aliran massa Tekanan P Q, q Perpindahan panas, perpindahan per massa Entropi, spesifik entropi S,s Temperatur T U,u Energi dalam, spesifik energi dalam Volume, spesifik volume V,v W,w Power η efisiensi E
Steam Power Plant with Direct Air-Cooling Sistem in China, Beijing : Power and
Energi Engineering Conference, APPEEC 2009. Asia-Pacific. [13]. Bejan, A.,Tsatsaronis, G.,Moran M. J., 1996. Thermal design and optimization. U.S.A: John Wiley and Sons Inc. [14]. Ray ,T.K, Ranjan,G., Gupta,G.A, 2007. Exergy Analysis for Performance Performance Optimization of a Steam Turbine Cycle,
DAFTAR PUSTAKA
Kolkata: Department of Power Engineering, Jadavpur University. [15]. Cengel, Y. A. & Boles, M. A.,2002.
[1].
Anonim, Hingga 2030 Permintaan Permintaan Energi website Dunia Meningkat. www.esdm.go.id (diakses tanggal 17 September 2013). [2]. Peraturan Presiden Nomor 5 Tahun 2006, 2006. Blue Print Pengelolaan Pengelolaan Energi Nasional 2006-2025. Jakarta : Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral RI. [3]. Moran MJ, Shapiro HN., 1988. [4].
[5].
Thermodynamics, Approach 4th units,Singapore.
[7].
[8].
[9].
An Engineering Edition In SI
[16]. Kotas, T. J., 1985. The exergy method of London: thermal plant analysis. Butterworths. [17]. Gundersen, T., 2011. An Introduction The Concept of Exergy and Energy Quality. Norway : Department of Energy and Process Engineering.
Fundamentals Fundamentals of engineering thermodynamics. John Wiley, New York. Basri, H., Santoso, D. 2010. Analisis Eksergi pada Siklus Turbin Gas Sederhana 14 MW Instalasi Pembangkit Tenaga Keramasan. Palembang : Jurnal Teknik
Mesin Indonesia. Çamdali,Ü., Tunç, M., 2003. Exergy analysis and efficiency in an industrial AC ARC furnace. Turkey : Applied Thermal
[6].
Jakarta,
Engineering 23 (2003) 2255 – 2267. 2267. Utlu,Z., Sogut,Z., Hepbasli,A., Hepbasli,A., Oktay,Z., 2006. Energy and exergy analyses of a raw mill in a cement production. Turkey : Applied Thermal Engineering 26 (2006) 2479 – 2489. 2489. Gong,M., 2005. Exergy analysis of a pulp and paper mill . Linkoping, Sweden : INTERNATIONAL JOURNAL OF ENERGY RESEARCH. S.C. Kaushik, V.Siva Reddy, S.K.Tyagi, 2010. Energi and exergy exergy analyses of thermal power plants: A review, Elsevier, India. Sugiyono, M.Eng., Agus,2000. Studi Pendahuluan untuk Analisis Energi-Eksergi Energi-Eksergi 8
