164
Laporan Kinerja Kementerian ESDM 2016
6 Rancang Bangun Inovasi Burner Untuk Aplikasi UCG.
Proses UCG diawali dengan penyalaan batubara pada zona yang sudah ditentukan. Ada banyak cara melakukan penyalaan awal UCG antara lain dengan menggunakan kokas
yang telah membara, pemanas listrik, pembakaran gas LPG dan lain-lain. Pada penelitian ini akan digunakan bahan bakar LPG untuk proses penyalaan batubara karena selain mudah
diperoleh juga menghasilkan nyala api yang dapat kontak dengan batubara. Untuk melakukan simulasi penyalaan UCG perlu dipersiapkan sarana dan prasarananya
antara lain reactor, burner, alat ukur laju alir udara dan LPG, pipa dan slang. Gambar 1 dan 2 menampilkan gambar teknik rancangan peralatan simulasi secara vertikal dan horizontal
yang telah dibuat. Tinggi reactor adalah 360 cm dengan diameter 67,8 cm terbuat dari plat baja tebal 6 mm. Pada bagian bawah setinggi 120 cm diisi dengan batubara yang
telah dipadatkan serta tanah pada bagian atasnya dengan lubang vertical berdiameter 6 inchi pada bagian tengah sehingga serupa dengan lubang hasil pemboran. Jarak antara
ring blower sebagai penyedia udara, tabung LPG dengan reaktor adalah 80 m untuk mensimulasikan proses UCG pada lapisan dangkal. Pada bagian bawah reactor dipasang
rel untuk menggeser bagian bawah reactor bila sekiranya diperlukan pemasangan
No Parameter
Spesifikasi 10W-40 API
SLMB MASENA
YR MASENA
YN Spesifikasi
10W-30 API SLMB
MASENA HR
MASENA HN
1. Visk. Kinematik 100
o
C, cSt 12.5-16.3
14.115 14.148
9.3-12.5 12.411
12.465
2. Indeks Viskositas,
min 125 154
152 min 125
3. CCS -25
o
C cP, maks 7000
4609 4614
maks 7000 4617
4597
4.
Pour Point
o
C Maks -28
-33 -30
Maks -28 -33
-30
5. TBS cP,
min 3.5 4.62
4.65 min 2.9
4.13 4.16
6. Flash Point,
o
C, min 200
240 216
min 200 230
227
7. TBN, mg-KOHgr,
min 5 7.2
7.53 min 5
7.07 6.98
8. Sulfated Ash
min 0.6 0,73
0,76 min 0.6
0,71 0,69
9. Foaming TS Sq.1
mL, max 100
nilnil nilnil
max 100 nilnil
10nil
10. Sq.2 mL max 500
10nil 10nil
max 500 10nil
50nil
11. Sq.3 mL max 100
nilnil nilnil
max 100 nilnil
10nil
12. Sq.4 mL max 1000
50NIL 30NIL
max 1000 40NIL
50NIL
13. Sifat Penguapan
Noack, -wt max 15
11.23 8.43
max 15 10.72
10.92
Tabel 92. Tabel Karakteristik Minyak Lumas Sepeda Motor
AKUNT ABILIT
AS KERJA
165
EnergiBerkeadilan
lagi batubara atau diperlukan perbaikan burner. Pada bagian atas reaktor dipasang alat pembakar gas buang proses penyalaan awal.
Burner yang dirancang untuk penyalaan awal batubara pada proses UCG sebenarnya tidak jauh berbeda dengan burner pada umumnya, dibuat dari pipa baja 1 ¼ inchi
dengan jumlah lubang nozle dan udara masing masing 6 buah berukuran 30 mm x 6 mm. Dibagian bawah burner dibuat semacam relektor berbentuk setengah lingkaran
untuk memantulkanmengarahkan lidah api ke arah samping yaitu batubara. Selanjutnya untuk mengalirkan bahan bakar LPG dan udara dari tabung gas dan kompressor ke burner
Gambar 68. Rancangan Peralatan Simulasi Pembakaran Secara Vertikal
Gambar 69. Rancangan Peralatan Simulasi Pembakaran Secara Horizontal
166
Laporan Kinerja Kementerian ESDM 2016
digunakan dua set selang yang tahan terhadap perubahan suhu panas dengan panjang 80 meter atau sesuai dengan jarakkedalaman burner. Sedangkan pematik terbuat dari satu
buah elektroda berbahan nikelin berukuran Φ 2 mm diletakan pada permukaan lubang api burner dan terhubung ke ignitor bertegangan 7.5KV – 10 KV melalui kabel silikon.
berbahan nikelin berukuran Φ 2 mm diletakan pada permukaan lubang api
Gambar 70. Rancangan Burner
Gambar 71. Skema Peralatan Simulasi Pembakaran UCG
Valve Flow meter
Pressure gauge
Compressor
Valve Valve
Pressure gauge
Valve Valve
Flow meter Valve
Flow meter Valve
Valve
Ignitor LPG
Burner Elektroda
Tujuan rancang bangun ini adalah membuat burner serta mendapatkan komposisi udara dan LPG yang tepat untuk aplikasi UCG dan mengembangkan standard operating
AKUNT ABILIT
AS KERJA
167
EnergiBerkeadilan
procedure SOP untuk penyalaan awal UCG sehingga prosesnya dapat berjalan dengan lancar dan aman. Untuk kegiatan tersebut telah disusun mekanisme simulasi penyalaan
serta peralatan yang digunakan seperti pada Gambar 72. 7
Rancang bangun Turbin Cross Flow Turbine Daya 5 sd 35 kVA sesuai dengan SNI dan Prototipe berdaya 5 kVA.
Tujuan dari desain turbin cross low adalah untuk mendapatkan desain serta blue print agar siap pabrikasi dan memenuhi Standar Nasional Indonesia. Turbin Cross Flow yang
didesain mempunyai 4 jenis diameter roda turbin yang disesuaikan dengan head yang tersedia dan bahan sudu pipa baja diameter 2,5; 3; 4 dan 6 inchi. Simulasi numerik sudah
dilakukan dengan menggunakan ANSYS 2016 dan prototipe yang dibuat telah diuji coba di lokasi PLTMH Cijedil, Cianjur dan di analisa performansi serta kehandalannya. Proses
desain, pembuatan prototype turbin cross low atau arus lintang dilakukan di Laboratorium Mesin Fluida FTMD ITB dan bekerja sama dengan Pusat Penelitian Energi Baru Terbarukan
PPEBT-ITB. Hasil Pengujian di Laboratorium menunjukkan: -
Eisiensi maksimum pada 419 rpm, simulasi menghasilkan 82 dan hasil pengujian 77,9
- Visualisasi aliran dalam turbin,menunjukan Hal yang serupa pada simulasi dan
pengujian -
Turbin arus lintang dapat dilanjutkan ke pembuatan prototype dengan daya yang lebih besar dan akan diuji lapangan,dengan melakukan pengukuran dari hasil
keluaran generator. Pengujian lapangan dilakukan di PLTMH Cijedil dari Pusahrlis PT PLN, dengan head
gross yang tersedia 40 meter. Pada instalasi pengujian dipasang penstock dari 650 mm ke 350 mm, dan untuk meratakan kecepatan pada penstock dipasang straightened atau
pelurus aliran, berupa Honneycomb, serta alat ukur aliran berupa oriice yang dipadukan dengan weirmeter. Head statik turbin didapat dari pressure gauge yang di pasang pada
lens masuk turbin. Eisiensi Turbin didapat sekitar 70, sedangkan eisiensi sistem 40 hal ini terjadi dikarenakan eisiensi generator yang sangat rendah. Pada saat pengujian
sistem turbin generator dilakukan terdapat beberapa kecocoran pada turbin arus lintang, terutama pada sisi gland packing mekanisme katup. Namun demikian kebocoran tidak
mengganggu pengujian dan pencuplikan data dengan sistem data aquisisi dan komputer. Pengujian sistem turbin akan dilanjutkan dengan mengganti generator 3 phasa 50 Hz
yang telah diuji performansinya, yakni generator milik Lab Mesin Fluida ITB dengan merk OHATSU berdaya 12,5 kVA. Kebocoran dalam sistem packing akan diperbaiki dan solusi
telah didapat dengan melakukan sedikit perubahan pada sistem packing.
168
Laporan Kinerja Kementerian ESDM 2016
8 Prototype PLT Arus Laut.
Pada tahun 2016 dilaksanakan kegiatan Pembangunan Prototipe Pembangkit Listrik Tenaga Arus Laut PLTAL bekerjasama dengan Institut Teknologi Sepuluh
November Surabaya ITS Surabaya. Output dari kegiatan ini menghasilkan 1 satu buah Prototype dengan capaian realisasi Indikator Kinerja Kegiatan sebesar 100. Kegiatan
pembangunan prototipe PLTAL ini dilaksanakan melalui 2 tahapan pelaksanaan kegiatan yakni penyusunan Dokumen UKL UPL dan pembuatan Design Engineering Detail DED
Pembangkit Listrik Tenaga Arus Laut PLTAL. Pembangunan PLTAL di Bali ini menjadi awal proyek percontohan untuk kawasan Bali sebagai “Kawasan Nasional Energi Bersih dan
Pengembangan Bali sebagai Centre of Excellence Energi Bersih”. Garis besar ruang lingkup kegiatan ini adalah Pembuatan Dokumen Detail Engineering Design DED Pembangkit
Listrik Tenaga PLT Arus Laut Kapasitas terpasang 21 kW dengan beberapa kegiatan yang meliputi:
a Evaluasi dan Rekomendasi hasil dari Basic Desain PLT Arus Laut tahun 2015.
b Pembuatan Detail Desain Sistem Turbin dan Pengujian Turbin Vertikal untuk validasi Scale Up dimensi.
c Pembuatan Detail Desain Sistem Transmisi Mekanik Elektrik
Gambar 72. Rancang Bangun dan Prototype Turbin Cross Flow 5 kW
AKUNT ABILIT
AS KERJA
169
EnergiBerkeadilan
d Pembuatan Detail Desain Sistem Konstruksi Platform PL Arus Laut e
Pembuatan Detail Desain Sistem Mooring f
Pembuatan Sistem Detail Pengendalian dan Monitoring g Pembuatan Dokumen Detail Prosedur Produksi Instalasi
h Pembuatan Daftar Bahan, Komponen dan Harga Perkiraan Sendiri HPS PLTAL Rencana lokasi penempatan prototype Pembangkit Listrik Tenaga Arus Laut PLTAL
ini terletak pada koordinat geograis 08o40’25,2” LS dan 115o29’16,2” BT UTM 50L 333627 mT, 9040895 mU atau 200-220 meter dari Pantai Desa Toyapakeh, Kecamatan Nusa Penida.
Lokasi tersebut berada pada Selat Toyapakeh Pulau Nusa Penida Bali. Lokasi tersebut dipilih berdasarkan aspek teknis seperti morfologi dasar laut, lebar selat dan potensi kecepatan
arusnya prototype turbin arus laut yang bisa dikembangkan. Potensi arus laut pada lokasi terpilih berkisar antara 0,5-2,5 mdetik. Sehingga, mempunyai potensi praktis sebagai
pembangkit listrik arus laut dengan daya yang dapat dihasilkan sebesar 758 W tiap turbin. Selain itu, juga mengacu aspek non teknis yang meliputi aksesbilitas dan penerimaan
masyarakat. Lokasi terpilih juga tidak berada pada kawasan konservasi dan daerah yang dilindungi.
Gambar 73. Lokasi Terpilih Untuk PLT Arus Laut di Selat Toyapakeh, Nusa Penida Bali
170
Laporan Kinerja Kementerian ESDM 2016
Turbin yang digunakan sebagai rancangan desain PLTAL ialah Turbin Darrieus Passive- Pitch dengan total kapasitas 24 kW. Pemenuhan kapasitas ini dilakukan melalui 6 unit
turbin yang terdiri dari : 2 unit x 5 kW dan 4 unit x 3,5 kW. Dimensi turbin yang mengikuti kapasitas tersebut adalah sebagai berikut :
a kapasitas 3,5 kW : 160 cm diameter x 160 cm span, total 9 foil blade yang dipasang
secara cascade foil, tipe airfoil NACA 0018, dan sudut pitch -10
o
hingga 10
o
. b kapasitas 5 kW : 260 cm diameter x 260 cm span, total 9 foil blade yang dipasang
secara cascade foil, tipe airfoil NACA 0018, dan sudut pitch -10
o
hingga 10
o
. Ilustrasi rencana pemasangan turbin pada desain ponton disajikan seperti pada Gambar
di bawah.
Turbin Darrieus dengan passive pitch memiliki banyak keunggulan, diantaranya ialah memiliki kemampuan self starting yang lebih baik daripada Turbin Darrieus ix pitch,
meminimalisir stall, dan miningkatkan gaya lift pada sebagian besar azimuth putar turbin. Untuk mengetahui performa daya mekanik dan eisiensi Turbin Darrieus Passive Pitch
dilakukan penelitian secara eksperimental. Berikut adalah parameter desain rancang bangun Turbin Darrieus Passive Pitch yang dijadikan variabel tetap dalam penelitian ini.
Gambar 74. Ilustrasi Pemasangan Turbin 2 x 5 kW dan 4 x 3,5 kW pada Ponton PLTAL
AKUNT ABILIT
AS KERJA
171
EnergiBerkeadilan
2. Jumlah Paten dan Hasil Litbang yang terimplementasikan
