MAKALAH ANALISIS POTENSI PENGHEMATAN ENERGI PADA PLATE HEAT EXCHANGER DI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PANAS BUMI LAHEDONG
Disusun Oleh :
Nama
: Bima Santri Mulya
NIM
: 0615 4041 2257
Kelas
: 6 EG.C
Dosen Pembimbing : Zurohaina, S.T., M.T.
PROGRAM STUDI TEKNIK ENERGI JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2018
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunianya kami dapat menyelesaikan makalah yang berjudul Penghematan Energi pada Plat Heat Exchanger di Pabrik
”Analisis Potensi
Tekstil”. Kami
juga
mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada dosen mata kuliah Manajemen Energi Politeknik Negeri Sriwijaya yang sudah memberikan kepercayaan kepada kami untuk menyelesaikan tugas ini. Kami sangat berharap makalah ini dapat bermanfaat dalam rangka menambah pengetahuan juga wawasan menyangkut potensi penghematan pada boiler. Kami pun menyadari bahwa di dalam makalah ini masih terdapat banyak kekurangan dan jauh dari kata sempurna. Oleh sebab itu, kami mengharapkan adanya kritik dan saran demi perbaikan makalah yang akan kami buat di masa yang akan datang, mengingat tidak ada sesuatu yang sempurna tanpa saran yang membangun. Mudah-mudahan makalah sederhana ini dapat dipahami oleh semua orang khususnya bagi para pembaca.Kami mohon maaf yang sebesar-besarnya jika terdapat kata-kata yang kurang berkenan.
Palembang, April 2018
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman Halaman Judul................................................................................................
i
Kata Pengantar ............................................................................................... ii Daftar Isi......................................................................................................... iii Bab 1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang .................................................................................. 1 1.2 Rumusan Masalah ............................................................................. 2 1.3 Tujuan ............................................................................................... 2 1.4 Manfaat ............................................................................................. 2 Bab 2 Pembahasan 2.1 Plate Heat Exchanger ........................................................................ 3 2.2 Audit Energi Dan Metode Pada Plate Heat Exchanger..................... 4 2.3 Perhitungan Audit Energi Pada Plate Heat Exchanger ..................... 5
Bab 3 Penutup 3.1 Kesimpulan ....................................................................................... 15 3.2 Saran ................................................................................................. 15
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Sejalan dengan meningkatnya pembangunan yang diikuti dengan pertumbuhan dan perekembangan perekonomian Indonesia, kebutuhan energinasional juga semakin meningkat. Penyediaan energi nasional saat ini sangat terbatas karena sumber energi utama bahan bakar fosil yaitu minyak, gas danbatubara yang sifatnya dapat diperbarui semakin berkurang emisi gas rumah kacasemakin banyak yang berakibat meningkatnya pemanasan global dan berdampakpada perubahan iklim. Dalam Kebijakan Energi Nasional yang dituangkan dalam Peraturan Presiden No.5 Tahun 2006, salah satu kebijakan utamanya adalah konservasi energi. Adapun salah satu tergetnya adalah menurunkan elastisitas e nergi sebesar kurang dari satu pada tahun 2025. Elastisitas energi adalah perbandingan antara pertumbuhan energi terhadap pertumbuhan ekonomi. Elastisitas energi adalah salah satu indicator konservasi energi, semakin kecil nilai elastisitas energi berarti semakin efisien. Salah satu upaya yang paling cepat untuk mengatasi keterbatasan pasokan energi dan penurunan gas rumah kaca yang sesuai denagan kebijakan energi nasional adalah dengan melakukan langkah-langkah konservasi energi antara lain melalui audit energi dan implementasi hasil-hasilnya. Peluang konservasi energi di Indonesia sangat besar. Dari hasil survai bahwa sektor industri mempunyai potensi penghematan sekitar 10-30%. Beberapa perusahan telah melakukan upaya peningkatan efisiensi energi terutama berkaitan dengan penggantian peralatan dan pengoperasian peralatan. Namun demikian dalam penerapannya masih banyak dijumpai hambatan karena belum dilakukannya audit energi dan penerapan efisiensi energi dilakukan berdasarkan perkiraan saja. Disamping itu maslah pendanaan merupakan hambatan yang cukup besar dalam melakukan upaya efisiensi energi Untuk mengatasi permasalahan di atas, pada tahun 2003 pemerintah meluncurkan program kemitraan konservasi energi. Program kemitraan ini merupakan kesepakatan sukarela antara pihak industri yang berminat dalam implementasi konservasi energi dengan pemerintah, lembaga finansial dan pemasok peralatan hemat energi untuk melakukan audit energi dan implementasi rekomendasi hasil-hasilnya. Dalam hal ini pemerintah menyediakan pelayanan audit energi secara gratis kepada perusahaan yang telah mendatangani surat komitmen untuk dilakukan audit energi dan penurunan gas kaca. Program kemitraan ini merupakan insentif dari pemerintah untuk mendorong sektor industri melaksanakan program konservasi energy dan Industri dapat melakukan audit energy sendiri.
1.2 Rumusan Masalah 1. Apa yang dimaksud dengan boiler dan kenapa perlu dilakukan audit energi? 2. Apa saja tahap-tahap yang harus dilakukan dalam mengaudit energi dan bagaimana caranya? 3. Apa saja yang harus dilakukan untuk meningkatkan efisiensi dari Plat Heat Exchanger?
1.3 Tujuan 1. Untuk mengetahui pengertian boiler dan kenapa perlu untuk dilakukan audit energi. 2. Untuk mengetahui tahap-tahap dan cara dalam melakukan audit energi. 3. Untuk mengetahui apa saja yang dapat dilakukan untuk meningkatkan efisiensi dari Plat Heat Exchanger.
1.4 Manfaat Dari pembuatan makalah audit energi pada boiler ini diharapkan dapat bermanfaat bagi pembaca guna menambah pengetahuan dalam memenuhi bahan pembelajaran mata kuliah Manajemen Energi.
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Plate Heat Exchanger Plate Heat Exchanger adalah suatu media pertukaran panas yang terdiri dari Pelat (plate) dan Rangka (frame). Dalam Plate Heat Exchanger, pelat disusun dengan susunan tertentu, sehingga terbentuk dua jalur yang disebut dengan Hot Side dan Cold Side. Hot Side dialir i dengan cairan dengan suhu relatif lebih panas dan Cold Side dialiri dengan cairan dengan suhu relative lebih dingin. Zat cair yang digunakan sebagai medium bisa dari jenis yang sama atau lain, misalnya air-air, air-minyak, dll.
Gambar.1 Plate Heat Exchanger Indonesia Pertukaran panas terjadi dari cairan yang lebih panas ke cairan yang lebih dingin melalui pelat pelat yang memisahkan kedua jalur. Dengan demikian, Plate Heat Exchanger dapat digunakan sebagai media untuk memanaskan maupun mendinginkan cairan. Aplikasi Plate Heat Exchanger sendiri sangat luas, misalnya untuk mendinginkan minyak pelumas dari mesin, mendinginkan waste water, memanaskan air untuk industri minuman, pasteurisasi susu, dll.
Jenis industri yang dapat memanfaatkan Plate Heat Exchanger juga luas sekali, misalnya petrokimia, pabrik kertas, pabrik makanan minuman, perkapalan, dsb yang umumnya memerlukan pendinginan / pemanasan dimana mesin bekerja secara kontinyu dan dalam waktu yang panjang. 2.2 Audit Energi Serta Metodenya Pada Plat Exchanger Perpindahan panas adalah ilmu yang memperkirakan terjadinya perpindahan energi yang disebabkan oleh adanya perbedaan suhu di antara benda atau material. Ilmu perpindahan kalor menjelaskan bagaimana energi berpindah dari suatu benda ke benda lain dengan memperkirakan laju perpindahan yang terjadi pada kondisi-kondisi tertentu (Holman, 1986).Terdapat tiga cara perpindahan panas dari sumber ke penerima, namun sebagian besar aplikasi dari teknik adalah kombinasi dua atau ketiganya (Holman, 1986). Cara tersebut adalah perpindahan kalor konduksi dan konveksi, kadang-kadang juga radiasi.Dalam penukar kalor yang paling sederhana, fluida panas dan fluida dingin bercampur langsung sedangkan dalam kebanyakan penukar kalor yang lain kedua fluida itu terpisah oleh suatu dinding. Penukar kalor jenis ini, disebut rekuperator, mungkin hanya berupadinding rata sederhana yang memisahkan dua fluida yang mengalir, tetapi mungkin pula merupakan konfigurasi rumit yang melibatkan lintas-lintas rangkap, sirip, atau sekat. Alat penukar panas pipa rangkap terdiri dari dua pipa logam standart yang dikedua ujungnya dilas menjadi satu atau dihubungkan dengan kotak penyekat. Fluida yang satu mengalir di dalam pipa, sedangkan fluida kedua mengalir di dalam antara pipa luar dan pipa dalam. Alat penukar panas jenis ini dapat digunakan pada laju alir fluida yang kecil dan tekanan operasi yang tinggi. Sedangkan untuk kapasitas yang lebih besar digunakan penukar panas jenis shell and tube
2.3 Perhitungan Pada Plate Heat Exchanger
2.3.1 Koefisien Perpindahan Panas Fluida 2.3.1.1
Koefisien Perpindahan Panas Fluida
Dingin Koefisien Perpindahan Panas Konveksi
hchc =
=
ℎ ( ^0,033 )
67.9 0.6234
5.09.
1
0.006548
= 11059,74 W/ m 2 oC = 11059,74 W/ m 2 K
Panas Koefisien Perpindahan Panas Konveksi
hchc =
=
ℎ,ℎ.ℎ ( ℎ^0,033 )∅ℎ
111,6 0.5
7,9. 1
0.006548
= 16855,53 W/ m 2 C = 16855,53 W/ m 2 K
2.3.1.2 Rugi Tekanan Saluran
Fluida Dingin Koefisien Perpindahan Panas Konveksi 4 ℎ,ℎ,ℎ,
ΔPch,c =
2∅
=
4 0.2567 0,890 414,88 2 994,8
0,006548 1,01
= 2881,32 kg / m S 2 = 2881,32 Pa = 0,26 Bar Fluida Panas Koefisien Perpindahan Panas Konveksi ΔPch,h
=
=
4 ℎ,ℎ, ℎ, 2∅
4 0.2290 0,890 358 2 858,4
0,006548 1
= 25962,11 kg / m S 2 = 25962,11 Pa = 0,26 Bar
2.3.1.3 Rugi Tekanan Port
Fluida Dingin Koefisien Perpindahan Panas Konveksi ΔP pc
= { = {
1,3 , 2
}N p
1,3 ( 430 ) 2 994,8
}1
= 11691,18 kg / m S 2 = 11691,18 Pa = 0,12 Bar Fluida Panas Koefisien Perpindahan Panas Konveksi ΔP ph
= { = {
1,3 , 2
}N p
1,3 ( 3648,9 ) 2 858,4
}1
= 10077,04 kg / m S 2 = 10077,04 Pa = 0,101 Bar 2.3.2 Perhitungan Beda Temperature Rata – Rata ΔT1m
[ ( ℎ,−, )−( ℎ,−, )]
=
[( ℎ,−, )/( ℎ,−, )] [ ( 39 − 34 )−( 35 − 31 )]
=
[ ( 39 − 34 ) / ( 35 − 31 )]
= 4,48 oC 2.3.3 Perhitungan Koefisien Perpindahan Panas Keseluruhan 1 1
= =
1 ℎℎ
+ 1
1
+
+
16855,53
1 ℎ
+ R f
1
+
13,4
U = 1620,4 W/m 2 K
1
+ 0,00043 ( W/m2.K)-1
11059,74
2.3.4
Laju Perpindahan Panas Total QT = A U ΔTm = 32,06 m 2 x 1,6204 kW/m 2 oC x 4,44 oC = 230,65 kW
2.3.5
Efektivitas Termal Efek Dan Efektivitas Dengan Met ode LMTD 2.3.5.1 Efektivitas Termal = ℎ E p = 249,98
=
449,7 = 0,5558 = 58%
2.3.5.2 Efektivitas Metode LMTD Qmax = ( m. Cp ) h ( Th,in – Th, Out ) = ( m. Cp )min x ΔTmax
=
8 149,93 4
62,496
= 83,36
2.3.6
%
Perhitungan Efektivitas Dengan Metode NTU E p =
=
exp[ 1− )}−1 exp[ 1− )}− exp[ 1−0,42 )0.38}−1 exp[ 1−0.42 )0.38}− 0.42
= 29,83
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan Dari hasil perhitungan efektivitas terhadap penukar panas tipe plate P41 73 TK, diperoleh kesimpulan sebagai berikut: 1.
Hasil perhitungan menunjukan bahwa rata-rata efektivitas dengan metode
LMTD, efektivitas termal dan efektivitas
dengan metode NTU
berturut-turut
sebesar 83,3 % , 55,6% , 30,3 %. 2.
Hasil perhitungan menunjukkan laju perpindahan panas total adalah 230,65 kW
3.2 Saran Pemeliharaan penukar panas tetap harus dilakukan secara rutin, agar kinerja alat penukar panas tipe plate P41 73 TK dapat selale bekerja dengan baik.
DAFTAR PUSTAKA
Holman,
J.P.
1988. Perpindahan
Kalor. Terjemahan E Jasjfi. Jakarta. Erlangga. Saunders, E.A.D. 1988. Heat exchangers Selections, Design & Construction. Longman Scienfic & Technical. Essex-
Lahendong geothermal power plant . Design manual lube oil cooler . Hisaka Daniel E.F Ngantung. 2006 Efektivitas Penukar Panas Gasketed-Plate LT 26 HS A66 N6 di PLTP Lahendong Tomohon.
Muaya, G.W.A. Analisis Termal Dari Extraction Ejector Dua tingkat Pada Sistem Tenaga Uap Di PLTP Lahendong-Silawesi Utara, Skripsi Jurusan Teknik Mesin UNSRAT Manado.
5337 - 10332 – 1 - SM
