BAHAN BAKAR Bahan bakar diartikan sebagai bahan yang apabila dibakar

5.5. BAHAN BAKAR Bahan bakar diartikan sebagai bahan yang apabila dibakar

dapat meneruskan proses pembakaran tersebut dengan sendirinya, disertai dengan pengeluaran kalor. Bahan bakar dapat berbentuk bahan padat, cair, atau gas yang dapat bereaksi dengan oksigen (udara) secara eksoterm. Panas dari reaksi eksoterm tersebut dapat langsung digunakan untuk pemanasan atau sering juga diubah dulu menjadi bentuk energi lain (biasanya menjadi uap). Besaran yang penting pada bahan bakar ialah panas rendah" (lower calorific value), yang menyatakan banyaknya panas yang umumnya diperoleh pada pembakaran dalam keadaan normal. Besaran ini dinyatakan dalarn satuan kkal/kg, kJ/kg, kkal/ml atau kJ/mI. Makin halus ukuran bahan bakar, makin cepat bahan tersebut terbakar dan makin mudah penakaran dan pengaturan dilakukan. Di samping itu, kelebihan udara yang diperlukan untuk pembakaran lebih kecil. ini berarti temperatur menjadi lebih tinggi. Sebagai contoh penggunan kalor dari proses pembakaran secara langsung adalah : untuk memasak di dapur-dapur rumah tangga, instalasi pemanas, sedang contoh penggunaan kalor dapat meneruskan proses pembakaran tersebut dengan sendirinya, disertai dengan pengeluaran kalor. Bahan bakar dapat berbentuk bahan padat, cair, atau gas yang dapat bereaksi dengan oksigen (udara) secara eksoterm. Panas dari reaksi eksoterm tersebut dapat langsung digunakan untuk pemanasan atau sering juga diubah dulu menjadi bentuk energi lain (biasanya menjadi uap). Besaran yang penting pada bahan bakar ialah panas rendah" (lower calorific value), yang menyatakan banyaknya panas yang umumnya diperoleh pada pembakaran dalam keadaan normal. Besaran ini dinyatakan dalarn satuan kkal/kg, kJ/kg, kkal/ml atau kJ/mI. Makin halus ukuran bahan bakar, makin cepat bahan tersebut terbakar dan makin mudah penakaran dan pengaturan dilakukan. Di samping itu, kelebihan udara yang diperlukan untuk pembakaran lebih kecil. ini berarti temperatur menjadi lebih tinggi. Sebagai contoh penggunan kalor dari proses pembakaran secara langsung adalah : untuk memasak di dapur-dapur rumah tangga, instalasi pemanas, sedang contoh penggunaan kalor

5.5.1. Macam-macam Bahan Bakar Beberapa macam bahan bakar yang dikenal adalah:

a. Bahan bakar fosil, seperti: batubara, minyak bumi, dan gas bumi.

b. Bahan bakar nuklir, seperti: uranium dan plutonium. Pada bahan bakar nuklir, kalor diperoleh dari hasil reaksi rantai penguraian atom-atom melalui peristiwa radioaktif.

c. Bahan bakar lain, seperti: sisa tumbuh-tumbuhan, minyak nabati, minyak hewani.

Bahan bakar konvensional, ditinjau dari keadaannmya dan wujudnya adalah :

a. Padat

b. Cair

c. Gas

Bahan bakar ditinjau dari cara terjadinya dapat alamiah dan non-alamiah atau buatan :

a. Termasuk bahan bakar padat alamiah ialah: antrasit, batubara bitumen, lignit, kayu api, sisa tumbuhan.

b. Termasuk bahan bakar padat nonalamiah antara lain: kokas, semi-kokas, arang, briket, bris, serta bahan bakar nuklir.

c. Bahan bakar cair non-alamiah antara lain: bensin atau gasolin, kerosin atau minyak tanah, minyak solar, minyak residu, dan juga bahan bakar padat yang diproses menjadi bahan bakar cair seperti minyak resin dan bahan bakar sintetis.

d. Bahan bakar gas alamiah misalnya: gas alam dan gas petroleum.

e. Bahan bakar gas non-alamiah misalnya gas rengkah (atau cracking gas) dan “producer gas”.

5.5.2. Pembakaran

Pembakaran adalah reaksi kimia yang cepat antara oksigen dan bahan yang dapat terbakar, disertai timbulnya cahaya dan menghasilkan kalor. Pembakaran spontan adalah pembakaran dimana bahan mengalami oksidasi perlahanlahan sehingga kalor yang dihasilkan tidak dilepaskan, akan tetapi dipakai untuk menaikkan suhu bahan secara pelan-pelan sampai mencapai suhu nyala. Pembakaran sempurna adalah pembakaran dimana semua konstituen yang dapat terbakar di dalam bahan bakar membentuk gas

CO 2 , air (= H 2 O), dan gas SO 2 , sehingga tak ada lagi bahan yang dapat terbakar tersisa.

5.5.3. Komposisi dan Spesifikasi Bahan Bakar

A. Komposisi

Bahan bakar fosil dan bahan bakar organik lainnya umumnya tersusun dari unsur-unsur C (karbon), H (hidrogen), O (oksigen), N (nitrogen), S (belerang), P (fosfor) dan unsur-unsur lainnya dalam jumlah kecil, namun unsur-unsur kimia yang penting adalah C, H dan S, yaitu unsur-unsur yang jika terbakar menghasilkan kalor, dan disebut sebagai “bahan yang dapat terbakar” atau “combustible matter”, disingkat dengan BDT. Unsur- unsur lain yang terkandung dalam bahan bakar namun tidak dapat terbakar adalah O, N, bahan mineral atau abu dan air. Komponen- komponen ini disebut sebagai “bahan yang dapat terbakar” atau “combustible matter”, disingkat dengan BDT. Unsur -unsur lain yang terkandung dalam bahan bakar namun tidak dapat terbakar adalah O, N, bahan mineral atau abu dan air. Komponen- Bahan bakar fosil dan bahan bakar organik lainnya umumnya tersusun dari unsur-unsur C (karbon), H (hidrogen), O (oksigen), N (nitrogen), S (belerang), P (fosfor) dan unsur-unsur lainnya dalam jumlah kecil, namun unsur-unsur kimia yang penting adalah C, H dan S, yaitu unsur-unsur yang jika terbakar menghasilkan kalor, dan disebut sebagai “bahan yang dapat terbakar” atau “combustible matter”, disingkat dengan BDT. Unsur- unsur lain yang terkandung dalam bahan bakar namun tidak dapat terbakar adalah O, N, bahan mineral atau abu dan air. Komponen- komponen ini disebut sebagai “bahan yang dapat terbakar” atau “combustible matter”, disingkat dengan BDT. Unsur -unsur lain yang terkandung dalam bahan bakar namun tidak dapat terbakar adalah O, N, bahan mineral atau abu dan air. Komponen-

B. Spesifikasi Bahan Bakar

1. Nilai Kalor atau “Heating Value” atau “Calorific Value” atau Kalor Pembakaran.

Nilai kalor adalah kalor yang dihasilkan oleh pembakaran sempurna 1 kilogram atau satu satua n berat bahan bakar padat atau cair atau 1 meter kubik atu 1 satuan volume bahan bakar gas, pada keadaan baku. Nilai kalor atas atau “gross heating value” atau “higher heating value” adalah kalor yang dihasilkan oleh pembakaran sempurna satu satuan berat bahan bakar padat atau cair, atau satu satuan volume bahan bakar gas, pada tekanan tetap, suhu 250C, apabila semua air yang mula -mula berwujud cair setelah pembakaran mengembun menjadi cair kembali. Nilai kalor bawah atau “net heating value” atau “lower heating value” adalah kalor yang besarnya sama dengan nilai kalor atas dikurangi kalor yang diperlukan oleh air yang terkandung dalam bahan bakar dan air yang terbentuk dari pembakaran bahan bakar untuk menguap

pada 25 0 C dan tekanan tetap. Air dalam sistem, setelah pembakaran berwujud uap air pada 25 0 C.

2. Kandungan Air di dalam Bahan Bakar

Air yang terkandung dalam bahan bakar padat terdiri dari: - kandungan air internal atau air kristal, yaitu air yang terikat

secara kimiawi. - kandungan air eksternal atau air mekanikal, yaitu air yang menempel pada permukaan bahan dan terikat secara fisis atau mekanis.

Air yang terkandung dalam bahan bakar menyebabkan penurunan mutu bahan bakar karena:

- menurunkan nilai kalor dan memerlukan sejumlah kalor untuk penguapan, menurunkan titik nyala, - memperlambat proses pembakaran, dan menambah volume gas buang.

Keadaan tersebut mengakibatkan:

- pengurangan efisiensi ketel uap ataupun efisiensi motor bakar, penambahan biaya perawatan ketel, - menambah biaya transportasi, merusak saluran bahan bakar cair (“fuel line”) dan ruang bakar.

3. Kandungan Abu

Abu yang terkandung dalam bahan bakar padat adalah mineral yang tak dapat terbakar (non-BDT) yang tertinggal

setelah proses pembakaran dan perubahan perubahan atau reaksi-reaksi yang menyertainya selesai. Abu berperan menurunkan mutu bahan bakar karena menurunkan nilai kalor. Di dalam dapur atau dalam generator gas, abu dapat meleleh pada suhu tinggi, menghasilkan massa yang disebut “slag”. Sifat kandungan abu dapat ditandai oleh perubahan-perubahan yang terjadi bila suhunya naik.

- Kalau abu meleleh pada suhu t3 < 13000C, maka abu bertitik leleh rendah. - Kalau abu meleleh pada suhu 13000C < t3 < 14250 C; abu bertitik leleh sedang. - Kalau abu meleleh pada suhu t3 > 14250 C; abu bertitik leleh tinggi.

Slag dapat menutup aliran udara yang masuk di antara batang-batang rooster (kisikisi) dalam ruang pembakaran, menutupi timbunan bahan bakar dan merusak dapur, serta abu yang terbawa oleh gas asap mengikis bidang pemanasan ketel.

4. Kandungan Belerang

Apabila bahan bakar yang mengandung belerang dibakar, belerang akan terbakar membentuk gas belerang dioksida (SO2) dan belerang trioksida (SO3). Gas-gas ini bersifat sangat korosif terhadap logam dan meracuni udara sekeliling.

5. Berat Jenis

Banyak hubungan antara berat jenis/spesific gravity dengan sifat-sifat penting bahan bakar minyak, yaitu:

a. Untuk pembakaran pada volume tetap; Nilai kalor atas, Btu/lb = 22 320 – [3 780 ´ (sg)2]

b. Untuk pembakaran pada tekanan tetap; Nilai kalor bawah, Btu/lb = 19 960 – [3 780 ´ (sg)2] + (1 362 ´ sg)

c. Persen hidrogen, % = 26 – (15 ´ sg)

6. Viskositas atau Kekentalan

Viskositas adalah kebalikan fluiditas atau daya alir. Makin tinggi viskositas makin sukar mengalir. Mengingat kecepatan mengalir juga tergantung pada berat jenis, maka pengukuran viskositas demikian dinyatakan sebagai “viskositas kinematik”. Viskositas absolut = viskositas kinematik x ? berat jenis cairan.

Satuan viskositas antara lain: poise, gram/cm detik, atau dengan skala Saybolt Universal diukur dalam detik. Pengaruh viskositas pada pengabutan sangat menentukan dalam mencapai pembakaran sempurna dan bersih. Jika Satuan viskositas antara lain: poise, gram/cm detik, atau dengan skala Saybolt Universal diukur dalam detik. Pengaruh viskositas pada pengabutan sangat menentukan dalam mencapai pembakaran sempurna dan bersih. Jika

pendahuluan harus dilakukan sebelum pengabutan. Pemanasan pendahuluan ini gunanya untuk menurunkan viskositas sampai di bawah 100 detik SU.

7. Flash Point

Flash point adalah suhu dimana bahan bakar terbakar dengan sendirinya oleh udara sekelilingnya disertai kilatan cahaya. Untuk menentukan kapan minyak terbakar sendiri, Pensky-Martens memakai sistem “closed cup”, sedang Cleveland memakai “open cup”. Uji dengan open cup menunjukkan angka 20-300F lebih tinggi daripada dengan closed cup.

8. Titik Bakar atau “Ignition Point”

Titik bakar adalah suhu dimana bahan bakar cair yang dipanaskan pada keadaan baku dapat terbakar selama waktu sekurang-kurangnya 5 detik.

9. Bau

Bau tak enak yang khas biasanya ditimbulkan oleh senyawa belerang dalam bahan bakar cair. Senyawa itu adalah belerang hidrokarbon atau merkaptan yang bersifat korosif.

10. Titik Anilin

Titik anilin adalah suhu dimana sejumlah volume yang sama dari bahan bakar cair dan anilin tepat bercampur. Atau, suhu terendah dimana terjadi awan yang disebabkan karena batas pemisahan fase cair dari campurannya yang homogeny sejumlah volume anilin yang sama dengan volume sampel menjadi hilang.

11. Faktor Karakterisasi dan Titik Didih

Faktor karakterisasi ini memberi petunjuk tentang watak dan sifat-sifat termal fraksi minyak bumi. Di samping itu, juga menyatakan perbedaan sifat parafinitas.

5.5.3 Bahan Bakar Padat

Tabel 5 -1. Nilai Panas Bahan Bakar Padat

Baban bakar : nilai panas dan sifat pembakaran

Bahan bakar padat yang penting ialah batu bara dan kokas. Batu bara : merupakan campuran karbon, hidrokarbon, dan sedikit bahan mineral. Makin tua batu bara, makin tinggi kadar karbonnya (batu bara mineral, antrasit). Sebaliknya batu bara Bahan bakar padat yang penting ialah batu bara dan kokas. Batu bara : merupakan campuran karbon, hidrokarbon, dan sedikit bahan mineral. Makin tua batu bara, makin tinggi kadar karbonnya (batu bara mineral, antrasit). Sebaliknya batu bara

5.5.4. Bahan Bakar Cair

Bahan baku terpenting dari bahan bakar cair adalah minyak bumi. Minyak bumi merupakan campuran hidrokarbon dengan berbagai ukuran molekul (mencapai 20 atom C atau lebih). Minyak bumi diambil dari sumur -sumur minyak pada pennukaan bumi dan dipompa melalui pipa-pipa ke kilang. Melalui cara rektifikasi, rafinasi (pemurnian), pemecahan (penguraian) dan cara-cara lainnya, dari minyak mentah atau minyak kasar dapat dibuat bahan dasar untuk industri petrokimia. Selain itu dihasilkan juga pelumas, aspal dan bahan bakar cair sebagai berikut:

- Minyak fraksi berat dan minyak fraksi ringan. Minyak ini digunakan untuk menghasilkan panas dengan jalan membuat kabut pada aliran udara bertekanan (pembakar minyak)

- Minyak diesel, bensin, dan avtur. Bahan bakar ini digunakan untuk menghasilkan energi mekanik pada motor bakar dan motor turbo.

A. Pengelolaan Bahan Bakar Minyak

Di dalam penanganan bahan bakar minyak, terdapat berbagai prosedur dimana pemakai harus mengetahui dan mengikutinya dengan maksud menjaga kualitas/mutu bahan bakar minyak yang akan digunakan sekaligus mempertimbangkan faktor keselamatan kerja bagi penggunanya. Prosedur tersebut terbagi atas 3 kelompok penanganan, yaitu:

(1). Penerimaan (2). Penimbunan (3). Penyaluran

Adapun penyerahan bahan bakar minyak dari Pertamina kepada konsumen terdapat beberapa macam cara, antara lain: (1). Melalui SPBU untuk kendaraan umum, (2). Melalui kapal/tongkang untuk industri-industri besar, (3). Melalui mobil tangki untuk industri- industri sedang, (4). Melalui pipa untuk PLN, (5). Melalui container/drum untuk daerah-daerah terpencil

1. Penerimaan

Di dalam proses penerimaan bahan bakar minyak oleh industri, hal-hal yang perlu diketahui dan dilaksanakan adalah:

- Rencana nominasi penerimaan bahan bakar minyak harus sesuai atau tersedia ruang kosong pada tangki penimbun di lokasi penerimaan.

- Untuk persiapan penerimaan, lakukan pemeriksaan dokumen yang berkaitan dengan jumlah dan mutu bahan bakar minyak.

- Memeriksa segel-segelnya, apabila ada yang rusak buatkan berita acara atas kejadian tersebut serta segera menghubungi bagian penjualan Pertamina terdekat.

- Memeriksa mutu bahan bakar minyak tersebut secara visual (warna, bau, spesific grafity), apabila terjadi kecurigaan atas - Memeriksa mutu bahan bakar minyak tersebut secara visual (warna, bau, spesific grafity), apabila terjadi kecurigaan atas

- Memasang Bonding Cable yang ada pada mobil tangki ke tanah. - Memeriksa tangki timbun, meyakinkan masih ada volume yang cukup untuk menerima serta mencatat volume bahan bakar minyak sebelum penimbunan.

- Menyiapkan selalu Fire and Safety (pemadam kebakaran dan keselamatan kerja) guna pencegahan apabila terjadi kebakaran.

- Menyiapkan fasilitas pembongkaran (memasang slang pembong-karan, membuka valve, menghidupkan pompa inlet)

- Apabila proses pembongkaran bahan bakar minyak telah selesai, mencatat volume akhir dalam tangki timbun, mengurangi dengan volume awal sehingga didapat volume penerimaan, bila tidak sesuai lakukan pemeriksaan kalibrasi tangki.

- Khusus untuk penerimaan dalam drum milik konsumen, industri kecil dan untuk daerah terpencil tanggung jawab Pertamina hanya sampai ujung nozzle.

- Khusus penerimaan melalui pipa sebelum dimulai pemompaan pihak konsumen melakukan pengecekan kuantitas dan kualitas pada tangki yang akan dioperasikan di depot Pertamina.

- Menyelesaikan administrasi penerimaan. - Melakukan pendiaman minyak hingga stabil dengan

maksud memisahkan/mengendapkan air yang teremulsi di dalam bahan bakar minyak.

2. Penimbunan

Pelaksanaan penimbunan dapat dilakukan dengan beberapa cara/ tempat penimbunan, yaitu:

a. Tangki Vertikal,

b. Tangki Horizontal.

Untuk penimbunan bahan bakar minyak yang menggunakan tangki horizontal umumnya dibuat dengan

3 kapasitas 15 m 3 sampai dengan 100 m , sedangkan untuk keperluan penimbunan bahan bakar minyak dengan jumlah

yang lebih besar dapat dipergunakan tangki tegak/ vertikal.

Di dalam proses penimbunan bahan bakar minyak, untuk menjaga faktor kebakaran dan keselamatan kerja, perlu diperhatikan desain tangki timbun yang dipergunakan serta peralatan-peralatan yang harus dilengkapi. Sedangkan hal-hal yang harus diketahui dan dilakukan dalam penimbunan bahan bakar minyak adalah sebagai berikut: - Lakukan pemeriksaan dan pencatatan jumlah/volume

bahan bakar minyak dalam tangki timbun setiap hari dan setiap kali ada mutasi atau pergerakan.

- Periksalah secra periodik mutu bahan bakar minyak secra visual (contoh diambil dari bagian atas, tengah dan bawah), apabila terdapat kecurigaan atas mutu bahan bakar minyak tersebut, dapat dikonsultasikan dengan sales engineer/wira penjualan Pertamina setempat.

- Setiap 6 tahun sekali dilakukan pembersihan tangki timbun, hal ini dimaksudkan untuk membersihkan segala macam bentuk kotoran dalam tangki yang dapat merusak mutu bahan bakar minyak dalam tangki timbun.

- Lakukan draining setiap pagi untuk membuang air yang mengendap. - Fasilitas serta perlengakapan pendukung penimbunan diusahakan yang kedap terhadap percikan listrik (flame proof ) guna mencegah kemungkinan kebakaran.

- Harus disediakan fasilitas serta sarana fire and safety di lokasi penimbunan bahan bakar minyak.

3. Penyaluran/Penggunaan

Di dalam proses penyaluran/penggunaan bahan bakar minyak, hal-hal yang perlu diperhatikan dan dilaksanakan adalah sebagai berikut: - Memeriksa selalu jalur-jalur perpipaan penyaluran dari

kebocoran dan memeriksa saringan/filter. - Fasilitas serta peralatan pendukung penyaluran diusahakan yang kedap terhadap percikan listrik (flame proof) guna mencegah terjadinya kebakaran.

- Melakukan pencatatan terhadap pemakaian bahan bakar minyak setiap harinya sehingga dapat diperkirakan konsumsi setiap bulan serta waktu permintaan penyuplaian bahan bakar minyak.

- Menghindari penyaluran/pengeluaran pada saat yang sama dari tangki yang sama dengan tangki penerimaan. Hal ini untuk menghindari kesalahan perhitungan penerimaan/ penyaluran.

Gambar 5-17. Pemindahan Bahan Bakar Minyak

5.5.5. Bahan Bakar Gas

Yang termasuk ke dalam jenis bahan bakar gas adalah gas bumi, gas kota (yang dibuat dari batu bara), propana, butana, asetilina, hidrogen dsb. Bahan bakar tersebut sebagian besar

digunakan untuk menghasilkan panas (memanaskan ruang, digunakan untuk menghasilkan panas (memanaskan ruang,

Gas bumi

Merupakan campuran gas yang sebagian besar terdiri dari metana. Gas bumi berada di bawah pemukaan bumi secara tersendiri ataupun bersama minyak bumi. Pengambilan dilakukan dengan membuat sumur gas atau sumur minyak. Dari sumur tersebut (di Eropa Barat, terutama Belanda) gas tersebut dialirkan melalui pipa-pipa kekonsumen. Gas bumi tidak beracun. Nilai panasnya lebih dari dua kali nilai panas gas kota.