BAB III PEMBAHASAN III.1 Start Up Boiler Teknologi Oil saving ignition telah dipelajari secara mendalam dikarenakan besarnya konsumsi bahan bakar minyak dan serbuk batu ba ra selama proses start-up dan stabilisasi boiler pada metode pembakaran batubara konvensional. Dimana dengan cara konvensional bahan bakar minyak disuplay oleh main oil-gun (OG) yang digunakan untuk pemanasan awal pada tungku,Ketika radiasi panas dari api dan dinding boiler dapat memberikan energi panas yang cukup pada batubara, maka batubara dibawa oleh aliran udara primer dan dibakar dengan udara sekunder, setelah tercapai stabilitas pembakaran maka kondisi tersebut dipertahankan. Sementara itu, pada saat melakukan pembakaran dengan batubara berkualitas rendah atau pengurangan kapasitas kapasita s boiler, juga diperlukan energi panas tambahan seperti bahan bakar minyak ke dalam sistem untuk mendukung proses pembakaran yang stabil. Oleh karena itu, tidak sedikit bahan bakar cair yang dikonsumsi dalam proses-proses tersebut. Beberapa penelitian dan pengembangan pengembangan yang pernah dilakukan mengenai oil saving ignition diantaranya sebagai berikut : 1. Teknologi plasma-aided ignition Teknologi plasma-aided ignition didukung oleh simulasi numerik dan uji coba skala penuh untuk mendapatkan data karakteristik pembakaran batubara yang didukung oleh plasma. 2. Teknologi high-temperature high-temperature air ignition Pengembangan dan penelitian teknologi hight temperature air ignition didukung oleh simulasi computational fluid dynamic (CFD) dan beberapa percobaan. 3. Teknologi laser-heated ignition 4. Teknologi induction-heating induction-heating ignition. Keempat teknologi yang telah disebutkan tidak menggunakan bahan bakar minyak untuk membantu penyalaan awal boiler. Namun masih terdapat beberapa kekurangan darivpengembangan teknologi oil-free tersebut diantaranya : 1. Tingginya biaya investasi dan operasi 2. Selalu dilakukan proses perbaikan selama proses (reliability yang rendah) 3. Ketidak stabilan system (Not Robust) Dengan melihat kekurangan yang ada pada system oil-free technologies maka kembali dilakukan pengembangan metode yang lain yaitu less-oil ignition technology yang menawarkan beberapa keuntungan diantaranya sebagai berikut : 1. 2. 3. 4.
Pemakaian bahan bakar yang lebih hemat Mudah dalam perawatan Kehandalan dan kestabilan system Struktur system yang sederhana
III.2 Start Up Boiler Pada UBOH PLTU Banten 1 Suralaya Less-oil ignition technology yang diterapkan pada Unit Bisnis Operasi dan Pemeliharaan PLTU Banten 1 Suralaya ialah micro oil burner. Micro oil burner ialah alat pembakaran yang menginjeksikan campuran bahan bakar, udara pembakaran dan bubuk batubara dengan tujuan mengoptimalkan pemakaian bahan bakar minyak pada saat start up dengan mengatomisasi bahan bakar yang di injeksikan pada ruang bakar dengan diikuti oleh masuknya serbuk batubara dari pulverizer yang dibawa oleh aliran primary air kedalam ruang bakar. Beberapa data perbandingan spesifikasi antara penggunaan big gun dengan micro oil gun sehingga terlihat jelas keuntungan yang dapat diperoleh dengan pengaplikasian micro oil gun pada unit pembangkit uboh PLTU Banten 1 Surala ya. No. 1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
Variabel Unit Micro Oil Main Gun Oil Pressure Mpa 0.5-0.7 Fuel flow per unit kg/h 50 – 50 – 80 80 Compressed air pressure Mpa >0.5 Compressed Compressed air flow Nm /min 0.6 Hihgt pressure combustionsupporting wind pressure of Pa 1000 the oil gun High pressure combustionsupporting wind flow of the m3/h 900 oil gun o Flame central temperature C 1500-1800 Power J 10 Input voltage V AC 230 Spark frequency Times/s 20 Tabel 3.1 Perbandingan spesifikasi micro oil gun dengan main gun
Tabel 3.2 Efisiensi konsumsi HSD dengan pengaplikasian micro oil burner
Dari data komparasi yang telah dijabarkan dapat diketahui keuntungan yang dapat diperoleh baik secara langsung maupun secara tidak langsung adalah sebagai berikut : Konsumsi HSD yang lebih hemat (63%)
III.3 Spesifikasi Teknis Micro Oil Burner UBOH PLTU Banten 1 Suralaya Boiler Banten 1 Suralaya di Provinsi Banten, Indonesia, dirancang dan dibuat oleh Shanghai Boiler Factory. Parameter-parameter yang dapat dikontrol antara lain seperti siklus Boiler, parameter sub-kritikal dengan primary reheat , pembakaran tangensial pada keempat sudutnya, single-furnace balance draft, pengendapan serbuk batubara kering yang tidak terbakar, struktur suspense baja yang menyeluruh dan penempatan hypaethral. Yang termasuk ke dalam lingkup utama dari atomisasi system pengapian micro oil gun ialah Instalasi pulverizer Layer-A sebagai pensuplai serbuk batubara pada proses atomisasi micro oil gun, total micro oil burner yang ada berjumlah 8 set yang didukung oleh beberapa sub sistem antara lain
Instalasi system bahan bakar minyak
instalasi udara bertekanan untuk atomisasi micro oil gun sistem udara pembakaran bertekanan tinggi udara pendingin micro oil burner steam heater system untuk lapisan masukan udara panas serbuk batubara Instalasi system control termal untuk monitoring proses atomisasi micro oil
gun. Posisi instalasi yang direkomendasikan dari micro oil burner ialah diantara combustion chamber dan pulverizer coal burner layer A.
III.3.1 Fitur dan Sistem Utama Rancangan 3.1.1 Sistem Pembakaran Boiler Micro oil burner ialah sebuah DC burner konsentrasi komposisi pembakaran terukur dengan pembakarn bertingkat yang terdiri dari empat sudut penempatan pada setiap tingkat. Micro-oil gun dipasang pada ruang bakar untuk atomisasi bahan bakar dan pengapian ser buk batubara secara langsung di dalam ruang bakar untuk mencapai kondisi pembakaran yang stabil sekaligus penghematan energy melalui penggunaan batubara. Terdapat 4 set atomisasi micro-oil gun dan pensuplai serbuk batubara yang terpasang pada Layer-A. 3.1.2 Sistem Bahan Bakar Minyak Sistem bahan bakar minyak dari atomisasi micro-oil gun terdiri atas beberapa bagian antara lain sebagai berikut : system pemipaan distribusi bahan bakar minyak sebelum furnace kemudian menuju storage pressure reducting device melalui dua buah stop
valve, pneumatic liquid level protecting valve (katup pengaman pneumatic), pneumatic liquid level control valve (katup control pneumatic) dan fiter dua arah. Lalu pada sisi keluaran storage pressure reducting device ke berbagai
penjuru melalui flow meter sebelum masuk ke boiler. Kemudian dihubungkan ke perangkat atomisasi micro-oil gun melalui
globe valve manual, pneumatic shut-off valve dan flexible metallic hose. System tersebut terdiri atas 2 buah stop vave manual, 1 set filter dua arah yang diletakkan sejajar, 1 set akumulator penstabil tekanan, 1 buah flow meter, 6 buah pneumatic shut-off valve, 15 buah globe valve manual 8 batang metallic hose DN15, panjang 1500mm), dan lain-lain. Jalur pemipaannya terbuat dari pipa stainless steel ukuran 22x3.
3.1.3 Sistem Udara Bertekanan Udara bertekanan digunakan untuk pembakaran saat atomisasi pada microoil gun. Gunakan sumber udara bertekanan untuk instrumentasi dan sebagainya, tekanan yang dibutuhkan yakni di atas 0.6 MPa ketika laju aliran berkisar 0.9 Nm3/min. Udara awal bertekanan berada pada pipa utama Kemudian mengalir menuju katup isolasi manual pada jalur pemipaan katup control penyaringan sumber udara, check valve secara berurutan,
alirkan udara menuju 4 titik pembakaran boiler melalui storage pressure reducting device, kemudian terhubung ke atomisasi micro-oil gun melewati katup isolasi
manual, globe valve yang digerakkan secara elektro-pneumatik, katup kontrol tekanan dan metallic hose. System terdiri atas 14 buah globe valve manual, 2 buah katup control tekanan (3/4”), 2 buah check valve, 4 buah globe valve pneumatic, 4 buah katup control tekanan (1/2”) 8 buah metallic hose (DN15, panjang 1500 mm). Jalur pemipaan terbuat dari 22x3 pipa baja antikarat.
3.1.4 Udara Pembakaran & Sistem Udara Pendingin Udara pembakaran digunakan sebagai tambahan udara selama periode pembakaran awal untuk atomisasi micro-oil gun. Udara pembakaran dimasukkan dari sisi keluaran pipa udara dingin atau dari sambungan pipa udara dingin utama pada kedua sisi primary air fan (PA Fan), dimana tekanan saat masuk harus di atas 4000 Pa. Tempat yang tepat harus diidentifikasi diantara platform operasi dan platform Layer-B, dan sebuah pipa utama berbentuk U dibuat dari 219x4 mm, pipa lurus yang dilas kelim harus menyebar disekitar boiler. Kemudian masukan 8 cabang pipa dari pipa utama dengan menggunakan pipa lurus yang dilas kelim, dan sambungkan pipa tersebut ke ruang bakar atomisasi melewati butterfly valve manual dan metallic hose. System ini terdiri atas 8 buah butterfly valve manual (DN80), 8 buah pressure gauges tipe kapsul (0-4 KPa) dan 8 buah metallic hose (DN80, panjang 1500 mm). Udara pendingin dirancang khusus untuk mendinginkan api dari microoil gun yang berasal dari pipa utama pada empat penjuru boiler dan disambungkan ke selubung pipa untuk mendeteksi api melewati globe valve manual dan metallic hose. Total ada 4 buah globe valve manual (DN32) dan 4 buah metallic hose (DN32, panjang 1500 mm). Sambungan dibuat dari pipa baja 48x3 mm dan metallic hose. 3.1.5 Sistem Pemanas Saat boiler dioperasikan dari keadaan dingin, sebuah steam heater (fan heater) harus dipasang pada pipa utama udara primer sebelum tungku di dalam area antara percabangan pipa udara panas dari pulverizer-A yang dilengkapi mengambil jalur pipa udara penyeimbang yang dirancang untuk penggunaan temporary dengan spesifikasi 1500x1250x4, pada air dumper yang digerakkan secara elektrik dan perpanjangan sambungan harus disiapkan sebelumnya, kaitannya untuk mengatur pulverizer-A. Setelah startup boiler terpenuhi, matikan heater dan hidupkan pintu elektrik dumper. Sumber uap untuk masukan steam heater berasal dari uap bantu dan menuju ke heater melewati stop valve manual, electric driven door dan control valve. Sisi keluaran heater menghubungkan pipa perangkap utama melewati perangkap uap dan trap bypass untuk menurunkan level air ke dalam tangki bilas. 3.1.6 Sistem Kendali: Sistem kendali atomisasi micro-oil gun terdiri atas system kendali local (termasuk peralatan yang dikontrol seperti katup elektromagnetik dan igniter),
system pendeteksi api, system pemantauan temperature dinding dan system kendali jarak jauh. System kendali local berfungsi saat starting dan stopping micro-oil gun secara manual, bagian utamanya terdiri atas cabinet kendali local igniter katup
elektromagnetik untuk 4 titik yang terhubung dengan baik
menggunakan kabel. tampilan DCS terdapat di dalam cabinet kendali local untuk menghubungkan system kendali jarak jauh untuk mencapai program kendali micro-oil gun. System pendeteksi nyala api, bagian utamanya terdiri atas satelit pendeteksi api dan unit pemrosesan sinyal yang digunakan untuk memantau api selama micro-oil gun beroperasi, berfungsi membuat keputusan cepat berdasarkan pada keadaan actual api dan sinyal umpan balik keluaran pendeteksi api. Fungsi dari sistem pemantauan temperature dinding adalah untuk memantau
temperature
dari
dinding
heater,
mengirim
alarm
sinyal
temperature dinding apabila overheat untuk menotifikasi operator agar waspada dan memperbaiki status operasi dari throttle udara, kaitannya untuk mengendalikan temperature dinding supaya tetap dalam skala yang aman. System kendali jarak jauh terintegrasi dengan kendali micro -oil gun ke dalam system DCS dan terhubung ke intermuka yang sesuai pada cabinet kendali local untuk mencapai penyalaan jarak jauh yang terprogram dan memonitor micro-oil gun. Komponen utama perangkat ini terdiri dari modul I/O, cabinet control local dan kabel koneksi. Penyetabilan pembakaran dengan bantuan minyak pada kondisi kerja beban dibawah puncak mensyaratkan atomisasi udara micro -oil gun & system bahan bakar, pengapian serta system kendali dalam keadaan standby. Seiring dengan beban unit menurun dan membutuhkan minyak untuk menstabilkan pembakaran, #1-#4 atomisasi micro-oil gun dapat mulai digunakan.
III.3.2 Data Spesifikasi Micro Oil Burner dan System Pendukung Berikut dijabarkan data-data spesifikasi Micro Oil Burner dan system pendukung yang diaplikasikan pada unit suralaya line 8 :
No. 1 2 3 4
Micro Oil Burner Micro Oil Burner
Oil Pressure Fuel flow per unit Compressed air pressure Compressed air flow Hihgt pressure combustion-supporting wind 5 pressure of the oil gun High pressure combustion-supporting wind 6 flow of the oil gun 7 Flame central temperature 8 Power 9 Input voltage 10 Spark frequency
Unit Mpa kg/h Mpa Nm /min
Spesification 0.5-0.7 50 – 80 >0.5 0.6
Pa
1000
m3/h
900
o
C J V times/s
1500-1800 10 AC 230 20
Unit meter meter kubik r/min kW persen meter
Spesification 500 50 – 80 2951 90 51 33
Fuel Pump No. 1 2 3 4 5 6
Fuel Pump Height (H) Debit (Q) Volume (V) Motor power Efisiensi design NPSH
Jiamusi Electric Machine CO.LTD P.R China No. Dinamo Unit 1 Rotating speed Rpm 2 Ampere A 3 Voltase V 4 Daya kW 5 Frequency Hz
Spesification 2957 152 400 90 500
Ingersol Rand Compressor CO.LTD SN 250 Rotary No. Compressor Unit 1 Kapacity (Q) Meter kubik/s 2 Ampere Mpa 3 Voltase kW
Spesification 41,5 0,85 250
No. 1 2 3
Air PreHeater Air PreHeater
Unit
Spesification
III.4 Prinsip Kerja Micro Oil Burner
Micro oil burner berfungsi untuk penghematan bahan bakar pada s aat penyalaan awal boiler dan menjaga stabilitas pembakaran. Pada saluran micro oil burner, bubuk batubara dengan udara primer, yang mengalir melalui konsentrator yang terpasang didekat diding burner akan terpusat menyatu dan terbakar secara intensif pada tingkat pertama ruang penembakan dengan nyala api hight speed diesel dari micro oil gun, dimana hight speed diesel dikabutkan untuk membakar batubara bubuk dalam sebuah ruang adiabatik terlebihdahulu.
Bubuk batubara menyatu dalam tahap pertama ruang pembakaran dan gas auxilary suhu tinggi kemudian diarahkan ke tahap kedua ruang pembakaran untuk menyalakan bubuk batubara didalamnya. Sehingga dengan prinsip amplifikasi energi, batubara dalam stage micro oil burner terbakar sehingga tujuan penghematan bahan bakarminyak dapat tercapai. Beberapa hal yang harus diperhatikn dalam pengoperasian micro oil burner adalah sebagai berikut : 1. Kwalitas dari kandungan konsentrasi batubara memiliki pengaruh besar pada penggunaan energi untuk pemanasan partikel dan pembakaran batubara tersebut. 2. Konsentrator harus mengarahkan aliran udara pembakaran dan bubuk batubara dengan baik tanpa memberikan efek peningkatan hambatan ali ran menuju burner. Secara umum, konsentrasi batu bara bubuk dalam tahap pertama ruang pembakaran bisa dua kali lipat dari rata-rata konsentrasi campuran batu bara bubuk dan udara pada ducting primer.
3. Pengukuran lapisan pendingin harus selalu dipantau untuk memastikan dinding micro oil burner tersebut aman selama proses operasi.
Pemasangan micro oil burner pada sudut boiler No. 1,2,3,dan 4 dapat digunakan tidak hanya sebagai sebuah igniter dan penyetabil pembakaran tetapi sebagai burner utama setelah Main oil gun digantikan. Dengan demikian didapatkan keuntungan pada proses pembakaran serbuk batubara (termasuk pulverizer , powder conveying pipeline, etc.) pada bagian primary air burner yang terendah. III.5 System Pengapian Micro Oil Burner System pengapian dengan menggunakan micro oil burner secara keseluruhan terdiri dari : 1. oil burner 2. pulverized coal burner 3. compressed air system 4. combustion air system 5. fuel oil system 6. primary air heating system 7. control system. local control
Micro oil gun local control utamanya dilakukan oleh local control cabinet, dimana local/remote switch mamakai posisi “local”, sehingga setiap alat pada oil gun dapat dinyalakan/dimatikan secara manual pada local control cabinet . remote control system Micro oil gun remote control system terdiri dari local control cabinet, DCS hardware, control logic, dan human machine interface. Interface untuk DCS cabinet terdapat pada local control cabinet, yang terhubung melalui hardwire. Local control cabinet menerima sinyal dari DCS output device untuk mengendalikan equipment local, sementara DCS input device menerima status feedback dari peralatan di micro oil system dari local control cabinet untuk memenuhi control and monitoring pada micro oil gun. intelligent flame detecting system Micro oil gun intelligent flame detecting system terdiri dari 4 buah flame detecting set yang disuplai oleh Haerbin Zhongneng Company. Flame detecting device memantau real-time flame status dari pulverized coal burner, dan mengirim sinyal feedback ke DCS input device untuk memungkinkan oil gun control dibawah remote program control. wall temperature monitoring system untuk pulverized coal burner wall temperature monitoring system untuk pulverized coal burner terdiri dari 8 buah K-type thermocouples untuk memantau wall temperature rising trend dan
menyiagakan operator untuk membuat penyesuaianyang sesuai untuk mencegah kerusakan burner.
Pada skema system micro oil terdiri dari beberapa unit system yang saling mendukung beroperasinya micro oil burner antara lain sebagai berikut : No.
1
Part Name Fuel Oil System Manual ball valve Y-08-1 Pneumatic ball valve Y-Q02, Y-Q03, Y-09-1 Globe valve Y-01 Oil filter Y-04 Component and Pipe line Presure regulation Y-06 Liquid level switch Y-07 Compressed Air System Manual valve A-04-1 Relief valve Globe valve
Function
Controll Variabel
Nilai Ideal Kerja Fully On/OFF Fully On/OFF Fully On/OFF
Remark
A-01 Gas source adjusting valve A-02 Solenoid valve A-05-1 Check valve A-03 Pressure switch A-06-1 Pressure regulator valve A-07-1 Measuring component Pipe line Flame Monitoring System Camera Ignition Control Cabinet Gasified Small Oil Gun Cooling Air and Combustion-Supporting Air System Air damper R-01-1(2) Damper of combustion – supporting air R-02-1 Damper of cooling air L-01 Gasified Small Oil Gun Pulverized Coal Burner Coal Pulverizer Heater System Ingnition Condition
III.6 Proses Operasi Micro Oil Burner Beberapa hal yang perlu diperhatian pada pengoperasian micro oil burner adalah sebagai berikut : 1. Uji pengapian dan gasifikasi micro oil burner harus dilakukan setelah draft fan boiler, blower,primary fan telah dihidupkan terlebih dahulu dan seluruh furnace telah sepenuhnya dibersihkan. 2. Ketika micro oil burner dipakan untuk cold start up autau hot start, bubuk batubara dimasukkan kedalam ruang bakar setelah pembakaran dan api pembakaran setabil. 3. Kondisi boiler harus dalam keadaan dingin pada saat penggunaan gasifikasi micro oil gun dan ketika bubuk batubara dimasukkan kedalam ruang bakar boiler harus ada operator untuk memonitoring pembakaran dan outlet saluran pembakaran. Jika serbuk batu bara dalam boiler tidak terbakar selama 10 detik maka pulverizer harus dihentikan, (ekstrasi) setelah dilakukan pembersihan ruang bakar boiler (purging) selama 5-10 menit dan nyala api telah kembali stabil maka bubuk batubara dapat dimasukkan kembali kedalam ruang bakar boiler.
4. Micro oil burner harus diinstal pada keempat sudut boiler dan serbuk batubara dimasukkan secara perlahan dan bertahap pada tiap tingkat wind box boiler. 5. Ketika keempat micro oil gun digunakan dengan masukan bubuk batubara, circumferential air damper harus dalam kondisi fully open dan temperatur dinding burner harus diawasi supaya tidak lebih dari 500oC. 6. Jika pada waktu cold or hot start up pada boiler terdapat kondisi abnormal pada batubara atau minyak maka pengoperasian harus dikombinasikan dengan big oil gun sehingga selama start up boiler electrostatic precipitator tidak boleh dioperasikan sebelum proses atomisasi mekanik pada big oil gun selesai. Operasi big oil gun dapat dihentikan ketika pasokan serbuk batubara dan pengapian pada furnace sudah stabil. Beberapa mode start up boiler dapat terjadi dalam beberapa kondisi sebagai berikut : III.6.1 Cold start up boiler Cold start up boiler terjadi ketika udara pemanas batubara yang menuju
pulverizer digunakan. Rubah kondisi status pembakaran dari “combustion supporting mode” menjadi “cold ignition mode” Hidupkan Pre-heater, draft fan, blower, primary fan untuk membersihkan ruang pembakaran sesuai dengan standar pengoperasian boiler. Setelah panas preheater cukup, draf fan, blower, primary fan siap (yang merupakan satu saluran kestuan sistem udara pemanas) maka suaikan parameter yang diperlukan seperti menjaga volume aliran udara ≥35. Aktifkan coal pulverizer air heater dan buka saluran udara pulverizer dengam menjaga kecepatan udara primer sebesar 22 m/s atau aliran bubuk batubara dijaga sebesar 65t/h. Buka penuh peredam udara pendukung pembakaran utama, Atur katup pembagi udara pembakaran bertekanan tinggi pada setiap micro oil burner dan jaga tekanan angin pada setiap micro oil burner pada kisaran 1000Pa Posisikan corner #1,#2 (A & B) dari peralatan soot blowing yang mengalirkan uap kering dari pre-heater, kemudian electrostatic precipitator telah siap untuk dioperasikan. Ketika kondisi untuk memulai pembakaran telah tercapai, Siapkan delapan micro oil burner untuk digunakan pada setiap sudut boiler, sesuaikan bukaan peredam dari circumferential air, jaga temperatur dinding burner kurang dari 500oC.Setelah hasil pembakaran micro oil gun stabil dan dapat bertahan selama 15 menit serta suhu keluaran coal pulverizer mencapai 90 oC, hidupkan coal pulverizer A dan suplai coal feeder yang secara bertahap meningkat hingga mencapai 16t/h (dengan suhu ≤60 oC). Amati nyala api pembakaran dengan memperhatikan stabilisasi pembakaran,nyala sinar pembakaran, keluaran coal pulverizer, penambahan debit batubara menjadi 22ton/jam setelah setengah jam. Jaga bukaan peredam secondary air pada layer A pada 50% dan total aliran udara kedalam furnace tidak lebih dari 50%. Berdasarkan persyaratan kecepatan peningkatan tekanan setelah pulverizer coal diaktifkan selama satu jam, debit batubara secara bertahap menjadi 25t/h, kecepatan primary air fan meningkat menjadi 24m/s, bukaan peredam secondary air pada layer A menjadi 60%. Setelah pulverizer coal diaktifkan selama 2 jam
debit batubara ditambahkan menjadi 28t/h dan kecepatan primary wind dijaga pada kisaran 25-28m/s. Selama terjadi peningkatan output pulverizer, amati condisi pembakaran didalam furnance dan sesuaikan keluaran pembakaran coal pulverizer, kondisi kenaikan temperatur boiler (satu keluaran coal pulverizer seharusnya tidak boleh lebih dari 35t/h sebelum dipararelkan dengan coal pulverizer lain untuk mencegah tekanan ring is too fast). Sesuai berjalannya waktu atur peredam dari circumferential udara setelah pembakaran beroperasi dengan coal pulverizer, jaga temperatur dinding burner tidak lebih dari 500oC. Berdasarkan jumlah oksigen dalam ruang bakar diatur jumlah aliran udara dan bukaan secondary air damper untuk meningkatkan laju bakar furnance. beban pada boiler di tingkatkan secara terus menerus, ketika temperature gas pada furnace lebih dari 400 atau temperature aliran udara luar dari pre heater lebih dari 180, hal ini di lakukan dengan tujuan untuk mencegah beban panas yang di terima batu bara pada layer A meningkat ,sehingga coal pulverizer B dapat di di nyalakan untuk di gabung dengan operasi pembakaran serbuk batu bara pada layer B. Seiring dengan meningkatnya temperature aliran udara pada outlet pre heater, tingkat ventilasi dari pulverizer batu bara dapat di kurangi sacara bertahap. Ketika temperature aliran udara pada outlet pre heater lebih dari 250 ,heater dapat di matikan dan kemudian by-pass baffle dari heater dapat di buka. Seiring dengan beban unit yang meningkat, sesuai ketentuan pengoperasian pembangkit listrik output dari pulverizer batu bara yang di operasikan dapat di tingkatkan secara bertahap. Proses pengapian awal harus di lakukan berdasarkan kurva persyaratan penyalaan awal pada “boiler operation regulation”. Ketika beban boiler meningkat maka penggunaan dari gasifikasi micro oil gun di hentikan. Selanjutnya hetikan proses soot blowing pada pre heater.
III.6.2 Cold startup boiler (tanpa coal pulverizer air heater) Mengganti mode aplikasi pada micro oil gun
dari " “combustion-supporting
mode” menjadi “cold ignition mode”. Hidupkan Pre-heater, draft fan, blower, primary fan untuk membersihkan ruang pembakaran sesuai dengan standar pengoperasian boiler. Setelah panas preheater cukup, draf fan, blower, primary fan siap (yang merupakan satu saluran kestuan sistem udara pemanas) maka suaikan parameter yang diperlukan seperti menjaga volume aliran udara ≥35. Buka penuh peredam udara pendukung pembakaran utama, Atur katup pembagi udara pembakaran bertekanan tinggi pada setiap micro oil burner dan jaga tekanan angin pada setiap micro oil burner pada kisaran 1000Pa Posisikan peralatan soot blowing yang mengalirkan uap kering dari pre-heater pada corner #1 dan #2 (A & B). Ketika kondisi untuk memulai pembakaran telah tercapai, siapkan 2-3 big oil gun. Ketika temperature gas buang pada furnace mencapai 300 dan temperature aliran udara 120. buka hot air damper dari pulverizer batubara A untuk memanaskan dan menghancurkan batubara pada pulverizer, dan jaga kecepatan aliran udara primer pada kisaran 22 m/s.
Amati
nyala api pembakaran dengan memperhatikan stabilisasi pembakaran,nyala sinar pembakaran, keluaran coal pulverizer, penambahan debit batubara menjadi 22ton/jam setelah setengah jam. Jaga bukaan peredam secondary air pada layer A pada 50% dan total aliran udara kedalam furnace tidak lebih dari 50%. Siapkan delapan mikro oil untuk di gunakan, sesuaikan pembukaan dumper dari circumfential air dan jaga temperature dinding burner kurang dari 500. Setelah proses pembakaran dari micro oil gun (yang umumnya terjadi selama 15 menit), di mulai dari pulverizer batu bara A, coal feeder, dan kemudian lakukan penambahan laju dari coal feeding sebesar 16 t/h dengan suhu sekitar 60 secara bertahap. Setelah serbuk batu bara di masukan, amati keluaran nyala api dari burner, dengan pembakaran yang stabil dan nyala api yang terang dari pembakaran sebuk batu bara, maka main gun dapat di non aktifkan. Setelah main gun di non aktifkan, maka tambahkan keluaran dari serbuk batu bara. Ketika output keluaran batu bara mencapai 20t/h maka dapat di katakan st abil, sehingga main gun secara satu persatu dapat di non aktifkan sampai semua main gun non aktif. Selama terjadi peningkatan output pulverizer, amati condisi pembakaran didalam furnance dan sesuaikan keluaran pembakaran coal pulverizer serta kondisi kenaikan temperatur boiler. Ketika keluaran pulverizer batu bara A lebih dari 28 t/h, kecepatan aliran udara primer harus di tingkatkan menjadi 24-26 m/s (satu keluaran coal pulverizer tidak boleh lebih dari 35t/h sebelum dipararelkan dengan coal pulverizer lain untuk mencegah pressure ring yang terlalu cepat). Sesuaikan air damper dari circumferential air setelah burner berjalan dengan sebuk batu bara, kemudian jaga temperature dinding burner agar tidak lebih dari 500. Menurut jumlah oksigen yang terdapat di dalam furnace, sesuaikan tingkat aliran udara secara keseluruhan dan pembukaan air damper sekunder untuk meningkatkan laju pembakaran dari furnace serbuk batu bara pada priode berikutnya. ketika temperature gas buang pada furnace lebih dari 400 atau temperature aliran udara luar dari pre heater lebih dari 180, untuk mencegah beban panas yang di terima batu bara pada layer A meningkat, maka kecepatan aliran udara primer dapat meningkat( dengan menjaga kecepatan primer wind pada 26-28 m/s) ,sehingga coal pulverizer B dapat dinyalakan untuk di gabung dengan operasi pembakaran serbuk batu bara pada layer B. Seiring dengan meningkatnya temperature aliran udara pada outlet pre heater, sesuai ketentuan pengoperasian pembangkit listrik, output dari pulverizer batu bara yang di operasikan dapat di tingkatkan secara bertahap. Proses pengapian awal harus di lakukan berdasarkan kurva persyaratan penyalaan awal pada “boiler operation regulation”. Ketika beban boiler meningkat maka penggunaan dari micro oil gun di hentikan. Selanjutnya hentikan proses soot blowing pada pre heater
III.6.3 Boiler startup in standby state 1. setelah semua inspeksi untuk boiler telah selesai, nyalakan pre-heater, draft fan, dan blower untuk membersihkan furnace dan sesuaikan aliran udara untuk menjaga tekanan di dalam furnace antara -50Pa dan -100Pa.
2. buka air intake general damper pada micro oil gun dan sesuaikan katup pada sumber gas untuk menjaga tekanan pada 0.6MPa. 3. Nyalakan pre-heater continuous soot blower #1 dan #2 (A dan B) 4. Ketika perintah untuk memulai pengapian pada boiler telah diterima, nyalakan 2-3 big oil gun terlebih dahulu. 5. Ketika temperature gas buang pada furnace 300℃ dan temperature aliran udara 120 ℃, nyalakan primary fan, buka combustion-supporting master air damper pada micro oil gun, sesuaikan setiap bypass-nya dan jaga tekanan aliran udara downstream dari damper kurang lebih 1000Pa dan jaga kecepatan aliran udara primer sekitar 22m/s. 6. Persiapkan delapan mikro oil gun untuk digunakan, sesuaikan pembukaan damper circumfential air dan jaga temperature dinding burner kurang dari 500 ℃. Setelah proses pembakaran pada micro oil gun mulai normal ( 15 menit), nyalakan pulverizer batu bara A dan coal feeder. Kemudian lakukan penambahan laju dari coal feeding sebesar 16 t/h berdasarkan temperature keluaran dari pulverizer ( ≮60℃) secara bertahap. 7. Setelah serbuk batu bara dimasukan, amati keluaran nyala api dari burner, dengan pembakaran yang stabil dan nyala api yang terang dari pembakaran sebuk batu bara, maka main gun dapat di non-aktifkan. Setelah main gun di non aktifkan, maka tambahkan keluaran dari serbuk batu bara. Ketika output keluaran batu bara mencapai 20t/h dan telah dikatakan stabil, main gun dapat di non aktifkan satu persatu sampai semua main gun non aktif. 8. Selama output pulverizer batubara meningkat, amati kondisi pembakaran serbuk batubara pada furnace dan sesuaikan output berdasarkan pembakaran serbuk batubara dan kondisi peningkatan temperature boiler. Ketika output pulverizer batubara A lebih dari 28t/h, kecepatan aliran udara primer harus dinaikkan sampai 24-26m/s. 9. Sesuaikan air damper dari circumferential air setelah burner beroperasi dengan serbuk batubara, pertahankan temperature dinding burner dibawah 500℃. Berdasarkan jumlah oksigen di furnace, sesuaikan tingkat aliran udara total dan pembukaan secondary air damper untuk meningkatkan burnout rate dari furnace serbuk batubara pada periode berikutnya. 10. Ketika temperature gas buang furnace lebih dari 400 ℃ atau temperature keluaran aliran udara pre-heater lebih dari 180℃, untuk mencegah coking akibat meningkatnya beban pemanasan pada burner layer-A, kecepatan aliran udara primer dapat ditingkatkan lebih jauh (jaga kecepatan aliran udara primer pada 26-28m/s) dan pulverizer batubara B dapat dihidupkan untuk digabungkan dengan operasi burner la yer-B. 11. Seiring dengan meningkatnya temperature aliran udara pada keluaran pre-heater, berdasarkan regulasi persyaratan operasi pembangkit listrik, keluaran dari pulverizer ditingkatkan secara bertahap dan ditambahkan operasi pulverizer batubara lain. 12. Saat beban unit meningkat sampe oil cutoff load dan pembakaran pada furnace telah stabil, hentikan operasi dari micro oil gun satu persatu sampai semuanya berhenti berooperasi.
Catatan: pada kasus emergency stop-nya pulverizer batubara-A, banyak serbuk batubara tertinggal di dalam pulverizer. Untuk pengaplikasian micro oil gun, pengukuran start up berikut harus dilakukan: (1) Pertama siapkan dan nyalakan micro oil gun (2) Bersihkan pipeline serbuk batubara primer dengan udara din gin primer (3) Setelah 5 menit, buka saluran masuk udara panas pada coal pulverizer A secar perlahan untuk mengirim minor air untuk ventilasi dan menutup cold primary air purging (4) Nyalakan coal pulverizer A (5) Buka saluran masuk udara pada coal pulverizer A secara perlahan sampai volume udara normal (6) Berdasarkan perubahan jumlah batubara pada coal pulverizer A, maka coal feeder dapat dinyalakan 2.4 Pembakaran yang stabil dengan minyak di bawah beban puncak pada beban ultraringan. Gasifikasi udara micro-oil gun & system bahan bakar, pengapian dan system kendali dalam keadaan standby. Seiring dengan beban unit menurun dan membutuhkan minyak untuk menstabilkan pembakaran, #1-#4 sudut utama gasifikasi micro-oil gun dapat mulai digunakan 2.5 Pembakaran yang stabil dengan minyak pada kondisi boiler berhenti dalam keadaan normal (including sliding shutdown) 1. Sistem gasifikasi small oil gun udara & system bahan bakar, pengapian dan sistem control pada keadaan standby. 2 Ketika kondisi furnace berhenti pengoprasian berhenti, dan beban boiler menurun,dengan persyaratan operasi, pertama dengan cara mengurangi output dari pulverizer batu bara sesuai dengan bagian atas burner berhenti beroperasi. 3 Saat kondisi boiler sudah panas dan membutuhkan minyak untuk pembantu pembakaran, secara bergantian menempatkan #1 sampai #4 sudut dari micro oil gun 4 Ketika hanya pulverizer A dan B sedang beroperasi,keluaran normal batu bara dari pulverizer di lapisan micro oil gun harus di jaga. Jika beban menurun lagi, keluaran pulverizer B batu bara dan feeder smapai berhenti nya keluaran dari output pulverizer B. 4. Selama seluruh bagian furnace tidak berfungsi, regulasi dari pengoprasian boiler harus ketat dan mengurangi suplai bahan bakar dan aliran udara. Hal ini di lakukan untuk mence 5. gah adanya berbagai macam kandungan dan kesulitan dalam menyesuaikan tingkat air, temperature, dan tekanan steam uap. 6 Ketika hanya pulverizer A batu bara dan small oil gun sedang beroperasi, untuk kondisi furnace berhenti, keluaran dari pulverizer A batu bara dan coal feeding A secara bertahap terjadi pengurangan keluarannya sampai berhenti beroperasi. 7 Hentikan operasi micro oil gun dari #1 sampai #4 8 Setelah boiler tidak ada pembakaran , maka kita memperlakukannya sesuai dengan kebutuhan regulasi operasi boiler tersebut.
Note: In boiler normal operation: (1) Setelah micro oil gun berhenti beroperasi, micro oil gun combustion chamber harus di aplikasikan dengan high pressure combustion-supporting air dengan besarnya aliran tertentu(menjaga tekanan udara dari combustion-supporting air pressure di atas 600 Pa) dan suplai udara dari combustion-supportingtidak boleh berhenti. (2) udara pendingin dan pendeteksi api pada micro oil gun pendeteksi api tidak harus berhenti di gunakan .
III.7 Perbaikan dan pemeliharan micro oil gun III.7.1 Perbaikan ringan pada micro oil burner Secara normal proses penggunaan micro oil gun didukung oleh 4 variabel yaitu gas, bahan bakar minyak, udara, dan lokasi serta sudut peletakan unit micro oil burner. Kegagalan sistem dapat disebabkan oleh gangguan dari salah satu sistem tersebut. Gas
Pada saat semua unit micro oilgun diaktifkan tekanan maksimum yang terbaca pada presure regulator dan tekanan yang tersimpan pada tangki buffer harus lebih dari 0.55Mpa dan tekanan atomisasi keluaran dari setiap nozzle micro burner dijaga pada kisaran tekanan 0.3-0.35Mpa. Bahan bakar Sebelum bahan bakar dimasukkan kedalam ruang bakar pipa salur an bahan bakar, filter oli dan lubang nozzle harus dibersihkan. Angin Tekanan angin pembakaran pada setiap saluran pipa micro oil burner dikendalikan pada kisaran 1000Pa serta tekanan 1500Pa asupan udara pembakaran yang dimasukkan kedalam ruang boiler. Posisi pemasangan micro oil gun harus pada kedalaman 120-150mm dari XXXXXXXX (Atomisasi bahan bakar harus berada dalam kisaran 50-80mm dari titik api micro oil gun) III.7.2 Perbaikan igniter micro oil burner 1. Perbaikan rutin Pematik dari micro oil gun perlu dimasukkan kedalam inspeksi dan pengecekan
berkala power plant system. Selama kondisi normal operation boiler micro oil gun, sistem distribusi bahan bakar minyak dan udara bertekanan harus dalam kondisi standby. Selama boiler beroperasi dan micro oil burner dalam kondisi standby, tekanan aliran udara pembakaran bertekanan tinggi yang berasal dari ruang bakar harus disesuaikan dan dijaga sedikit lebih tinggi daripada piezoresistance statis (600800 Pa) Perlu dilakukan uji coba micro oil burner untuk mengetahui kinerja, mencari poyensi sumber permasalahan dan melakukan perbaikan pada saat micro oil burner tidak dioperasikan. Posisi instalasi micro oil gun dan pematik berjarak 15-20mm dari posisi pemasangan. Untuk power plant dengan penggunaan bahan bakar minyak berkualitas rendah maka perlu dilakukan pembersihan secara berkala pada oil filter dan nozzle micro oil gun. Jika micro oil gun tidak dioperasikan selama lebih dari 6 bulan, maka sebelum boiler di stop dan nyala api dipadamkan, bahan bakar yang ada di dalam storage pressure regulation devive harus disemprotkan kedalam ruang bakar boiler. Kemudian lakukanpembersihan total saluran system saluran micro oil gun dengan udara bertekanan.
Selama perbaikan boiler sedang berlangsung, Lakukan pembersihan pada filt er
bahan bakar micro oil burner dan lakukan inspeksi yang diperlukan pada system micro oil burner. 2. Control cabinet dan control componenet Ketika boiler beroperasi normal, control cabinet dan ignitor harus dicek secara berkala termasuk diantaranya : Masing-masing light indicator, switch dan pengaturan electric dalam kondisi
pintu cabin tertutup. Kipas udara pendingin untuk ignition device dan peralatan t egangan tinggi harus bekerja dengan baik. Koneksi antara kamera, kabel video dan wiring yang lain dalam kondisi normal. Pastikan tidak ada tumpukan barang-barang yang menghalangi control cabinet dan equipment system. Pesiapkan peralatan anti air pada control kabinet, ignitor dan controll system jika cover unit tersebut perlu disemprot, dibersihkan dengan air.
3.3 Air heater system of coal pulverizer 1. Steam air heater Pada saat pemeliharaan boiler, steam trap harus diperiksa dan diber sihkan. Setelah melakukan perawatan valve yang menggunakan motor penggerak, maka
posisi valve harus dikalibrasi kembali sesuai posisi seharusnya. Ketika air heater akan digunakan, minor steam harus diaktifkan terlebih dahulu untuk memanaskan pipeline. 2. Heating system of air duct micro oil gun. Setelah udara pada storage pressure reducting device tidak digunakan, maka
manual globe valve harus ditutup dan dibuka kembali s ebelum penggunaan berikutnya. Tekanan udara micro oil burner harus lebih tinggi daripada udara didalam ruanga bakar boiler. Static test perlu dilakukan pada saat pemeliharaan boiler, micro oil gun, ignition gun, dan fire detector.
\
BAB IV ANALISA IV.1 Analisa Start Up Mode Boiler IV.2 Analisa Perbaikan dan pemeliharaan Micro Oil Gun
1. Kerusakan katup solenoid saluran gas Penyebab : Kontrol loop tidak normal Kotoran didalam katup valve sehingga mengakibatkan macet Katup solenoid rusak. Solusi
: Pengecekan kontak dan relay Membersihkan kotoran didalamkatup valve dengan membongkar
solenoid valve Lakukan penggantian pada solenoid valve yang telah rusak 2. Kerusakan pada ball valve Penyebab : Instrumen control source is lost Loop kontrol dan kumparan elektromagnetik abnormal Solenoid valve macet Solusi : Sentuh bagian sensing solenoid valve dengan jari untuk mengetahui apakan peneumatic ball valve bereaksi atau tidak Lakukan pemeriksaan apakah kumparan solenoid valve dan loop rusak Lepaskan katup kontrol udara solenoid dan coil, lepaskan katup solenoid dan bongkar body valve untuk dilakukan pembersihan. Sebelum pemasangan kembali koneksi sumber udara, lakukan pembuangan pada udara dalam saluran agar kotoran yang ada didalam saluran udara terbuang.
3. Signal lost atau gangguan pada sensor pendeteksi nyala api micro oil burner didalam boiler. Penyebab : Beak point pada loop sinyal Detektor nyala api micro oil burner dalam boiler rusak Solusi
: Lakukan pengecekan pada kabel masa Mengubah prosesor layar penampil gambar
4. Pematik pada micro oil burner tidak menghasilkan percikan api Penyebab : Kurangnya masukan input daya ke pematik Ignitor rusak (tidak berfungsi) Tabung cover dan housing probe micro oil gun rusak/cacat/rapuh karna suhu tinggi. Solusi
: Memeriksa apakah power supply ignitor terhubung dengan baik,
lepaskan igniter dari cover boiler dan nyalakan dengan mode normal untuk melihat pengapian yang dihasilkan, jika tidak ada masalah maka lakukan penyetelan pada discharge tube atau igniter. Lepaskan micro oil burner, bersihkan kotoran pada probe, jika igniter rusak maka lakuakn penggantian. 5. Atomisasi micro oil gun tidak berfungsi Penyebab : Pasokan minyak terganggu Rendahnya kualitas minyak Nozzle minyak macet karena tersumbat kotoran Peletakan lokasi micro oil burner yang kurang tepat didalam boiler Kesalahan detektor api pembakaran didalam boiler Katup gas dan minyak terhenti secara otomatis Solusi
: Periksa kondisi dan posisi kerja setiap control valve adalah normal Lepaskan micro oil burner, periksa dan bersihkan nozzle atomisasi dan
bersihkan serta kosongkan sisa minyak didalam gun bareel. Periksa lokasi oil gun tarik keluar 10-15mm dari posisi standar Bersihkan filter oli dan pastikan kualitas minyak memenuhi persyaratan Periksa kondisi detektor api 6. Kurangnya supply minyak pada micro oil burner Penyebab : Tekanan udara tidak mencapai tekanan kerja yang ditentukan dan tekanan yang tersimpan pada storage presure reducting device kurang dari 0.45Mpa Filter minyak bahan bakar tersumbat Nozzle micro oil burner tersumbat
Solusi
: Memperluas bukaan control valve tekanan udara masuk regulator dan
storage presure reducting device atau menambah sumber tekanan lain kedalam sistem penyaluran bahan bakar ke micro oil gun. Lakukan pembersihan secara teratur pada filter oil pump, nozzle micro oil dan pipa aliran bahan bakar. 7. Terbakarnya kokas bukan pada combustion chamber (burn out) Penyebab : Kedalaman peletakan micro oil burner yang terlalu dangkal (lokasi tidak memenuhi standar) ketika selesai penggunaam micro oil burner tekanan udara pendukung terlalu rendah sehingga terjadi aliran balik. Solusi
: Bersihkan salging yang terbentuk didalam ruang pembakaran boiler
dan posisikan 5-15mm micro oil gun dari posisi semula. Ketika micro oil gun selesai digunakan atur tekanan aliran udara dari udara bertekanan pendukung pembakaran (PA Fan) sedikit lebih ti nggi dari tekanan statis didalam burner (600-800Pa) 8. Cooking in burner Penyebab : Rendahnya temperatur batubara Rendahnya kecepatan aliran udara primer Input bubuk batubara kedalam ruang bakar boiler t erlalu banyak Solusi
: Meningkatkan kecepatan aliran udara primer Meningkatkan aliran udara masuk dari pulverizer (ketika
pengoperasian micro oil gun total aliran udara masuk pulverizer perlu ditingkatkan 10% dari kondisi normalnya) Padasaat stabilisasi pembakaran dengan beban rendah, ketika micro oil burner mulai digunakan, Keluaran bubuk batubara dari pulverizer pendukung harus dipertahankan sekitar 60% dari nilai normal output.
IV.3 Analisa Kegagalan System Micro Oil Burner Kegagalan system micro oil burner pada UBOH PLTU Banten 1 Suralaya disebabkan oleh beberapa sub sistem pendukung yang tidak mencapai kondisi kerja yang diharapkan sehingga menimbulkan efek domino yang berakhir pada kegagalan system Micro Oil Burner. Berikut digambarkan dalam bentuk fish bone diagram variabelvariabel yang berpengaruh terhadap kinerja micro oil burner.
Kesimpulan Sebuah penyelidikan eksperimental pada boiler superkritis 600MWe yang dinyalakan oleh Loit yang disajikan. Berdasarkan analisis sebelumnya dari hasil eksperimen, beberapa kesimpulan dapat ditarik sebagai berikut: • Untuk boiler utilitas menembakkan batubara bituminous, tingkat kenaikan suhu uap utama dan tekanan dapat memenuhi permintaan aturan operasi setelah retrofit Loit tersebut. Permukaan pertukaran panas menyerap panas dan memperluas seragam, dan keamanan boiler utilitas dapat dijamin dengan baik. • The batubara halus adalah mampu untuk dibakar penuh dan stabil dalam ruang bakar pengapian kurang minyak dan dinding
suhu LOB tetap kurang dari 300oC dalam seluruh proses startup boiler. Tingkat kelelahan batubara adalah relatif rendah pada awal startup boiler karena tungku itu dalam keadaan dingin penuh. Seperti panas yang diserap dari tungku meningkat dan kondisi pembakaran membaik, tingkat kelelahan batubara meningkat secara signifikan dan cepat. Teknologi pengapian kurang minyak merupakan manfaat ekonomi yang signifikan dan efisiensi% hemat minyak lebih dari 95 dapat dicapai selama boiler start-up untuk boiler utilitas menembakkan batubara bituminous.
