Perhitungan Efisiensi dengan Metode Tidak Langsung Indirect Efficiency

155 Gambar 4-17. Skema metode tidak langsung. Sumber: Buerau of Energy Efficiency. Secara prinsip rugi-rugikehilangan panas total pada boiler terdiri atas: a. Kerugian panas karena gas panas keringpanas gas buang loss of heat due to dry gas; b. Kerugian panas karena kandungan hidrogen dalam bahan bakar H 2 in fuel. Hidrogen yang bereaksi dengan oksigen menghasilkan air; c. Kerugian panas karena kandungan air dalam bahan bakar moisture in fuel; d. Kerugian panas karena kandungan air dalam udara moisture in air; e. Panas oleh pembakaran Hidrogen loss of heat due to combustion of hydrogen; f. Kerugian panas karena karbon monoksida CO loss; g. Karbon tak terbakar loss of heat due to unburnt carbon; h. Kerugian karena tidak terbakarnya fly ash carbon; i. Kerugian karena tidak terbakarnya bottom ash carbon; j. Panas sensibel dalam abu loss of heat due to sensible heat in refuse; k. Kerugian panas karena permukaan radiasi, konveksi, dan yang tidak terhitung lainnya. 156 Gambar 4-18. Kurva tipikal efisiensi boiler berbahan bakar gas alam.

4.4.2. Neraca Panas

Setelah dilakukan perhitungan efisiensi langsung dan tidak langsung dibuat neraca panas atau neraca energi dalam bentuk diagram Sankey, seperti pada Gambar 4-19. Gambar 4-19. Diagram Sankey neraca panas. Proses pembakaran dalam suatu boiler dapat diuraikan dalam bentuk diagram alir energi. Diagram ini menunjukkan gambaran grafis bagaimana masukan energi dari bahan bakar diubah menjadi berbagai aliran energi yang bermanfaat menjadi panas dan aliran energi yang hilang. Ketebalan panah menandai banyaknya energi yang terdapat di arus masing-masing. Neraca energi adalah suatu keseimbangan total energi yang masuk boiler dan keluar boiler dalam bentuk berbeda. Diagram berikut menggambarkan berbagai kehilangan energi yang terjadi dalam membangkitkan uap air. 157 Gambar 4-20. Kerugian panas pada boiler berbahan bakar batubara coal fired boiler. Refrensi: National Productivity Council, Field Experience

4.4.3. Konservasi Energi Pada Boiler

Untuk meningkatkan efisiensi boiler, pendekatan losses, menghitungnya kemudian jika mungkin menurunkannya terutama pada salah satu losses yang paling dominan pengaruhnya pada efisiensi boiler dan faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi boiler. Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi efisiensi boiler. Dalam beberapa hal sifat dan besarnya dapat diketahui dan bahkan dihitung. Faktor-faktor tersebut adalah: 1 faktor kelebihan udara excess air, 2 Alat Pembakar burner, 3 beban boiler firing rate, 4 temperatur gas buang, 5 temperatur air umpan, 6 penggunaan kondensat, g pengaruh pengerakan pada pipa, h air lumpur blow down water, 7 kehilangan panas pada bagian luar boiler, 8 tekanan uap, dan 9 pengaruh bahan bakar.

4.4.3.1. Faktor Kelebihan Udara Excess Air

Pembakaran di dalam sistem boiler selalu membutuhkan udara lebih dengan maksud untuk mencapai pembakaran sempurna. Besarnya jumlah udara lebih tertentu dan banyak yang mempengaruhinya. Untuk meningkatkan efisiensi boiler harga excess air dapat diatur. Excess air yang terlalu rendah menyebabkan pembakaran kurang sempurna sehingga terbentuk gas CO. Sedangkan excess air yang terlalu tinggi meningkatkan kerugian panas yang terbawa oleh flue gas keluar cerobong. Oleh karena itu terdapat harga optimal untuk excess air suatu boiler. Dengan perkataan lain terdapat perbandingan tertentu airfuel ratio antara udara pembakaran dengan bahan bakar sehingga boiler akan bekerja dengan efisiensi terbaiknya. 158 Tabel 4-4. Efisiensi pembakaran dengan udara lebih excees air Udara Lebih, [] Efisiensi Pembakaran pada Temperatur Gas Buang, [] Udara Oksigen 200 o F 300 o F 400 o F 500 o F 600 o F 9,5 2,0 85,4 83,1 80,8 78,4 76,0 15,0 3,0 85,2 82,8 80,4 77,9 75,4 28,1 5,0 84,7 82,1 79,5 76,7 74,0 44,9 7,0 84,1 81,2 78,2 75,2 72,1 81,6 10,0 82,8 79,3 75,6 71,9 68,2 Gambar 4-21. Grafik efisiensi versus perbandingan udara lebih. Tabel 4-5 Efisiensi dan faktor udara lebih untuk berbagai jenis bahan bakar. Bahan Bakar Faktor Udara Oksigen, [] Efisiensi, [] Minyak 1,1 – 1,3 2 - 5 88 - 92 Gas 1,09 – 1,2 1,9 – 3,5 88 - 93 Batubara: Batubara Halus Pulverized Travelling Grate Underfeed Stokers Fluidized Bed 1,25 – 1,30 1,35 – 1,40 1,40 – 1,60 1,20 – 1,35 4,3 – 4,9 5,5 – 6,6 6,1 – 7,9 3,6 – 5,6 90 – 94 84 – 88 80 – 85 86 – 91 Kayu dan Gambut: Kayu Halus Gambut Halus Water Cooled Grate Cyclone Oven Oven with Stable Grate Fluidized Bed 1,30 – 1,40 1,30 – 1,40 1,30 – 1,45 1,20 – 1,35 1,35 – 1,55 1,20 – 1,35 4,8 – 5,9 4,8 – 5,9 4,8 – 6,4 3,5 – 5,4 5,4 – 7,4 3,5 – 5,4 87 – 91 85 – 89 82 – 86 84 – 87 78 – 82 86 - 91