TIPS
UNTUK MENINGKATKAN EFISIENSI STEAM PADA INDUSTRI
Dalam
dunia industri terutama proses industri, steam (uap) memainkan peranan yang
krusial atau penting. Steam dalam industri biasanya digunakan sebagai sumber
panas dan juga dapat digunakan sebagai media untuk memutar turbin pada Power
Plant. Steam memiliki energi (enthalpy of evaporation) yang efektif digunakan
sebagai sumber panas (heat) dalam proses industri.
Bisa
dikatakan hampir semua produk yang ada di pasaran, dalam bagian prosesnya
menggunakan steam. Karena energi yang dikandung dari steam sebegitu pentingnya
maka kualitas steam dan juga proses untuk menghasilkan steam harus dilakukan
secara baik.
Alat yang digunakan untuk menghasilkan steam adalah Steam Generator (Boiler). Umumnya ada 2 jenis Boiler yang banyak dipakai yaitu Water Tube Boiler dan Fire Tube Boiler.
Dengan
meningkatnya harga bahan bakar baik Natural Gas, Diesel Oil (solar), Batubara
dan juga untuk menurunkan tingkat emisi gas CO2 mendorong setiap
industri untuk fokus meningkatkan efisiensi steam system pada pabriknya
masing-masing. Hal ini bertujuan untuk bisa melakukan penghematan terhadap
operational cost (biaya operasional produksi) dan juga turut serta mengurangi
emisi gas buang CO2 ke lingkungan.
Ada
beberapa cara yang dapat dilakukan untuk meningkatkan efisiensi steam system,
namun memerlukan dana yang lumayan besar (contohnya : mengganti semua steam
trap yang rusak), sebelum terlalu jauh untuk investasi terhadap proyek dengan
nilai yang cukup besar ada baiknya untuk melihat lebih dekat steam system
secara keseluruhan agar menemukan potensi-potensi penghematan (energy saving).
Berikut
adalah lima tahapan yang dapat Anda perhatikan.
Sebelum Anda Memulai
Ada baiknya anda menghitung terlebih
dahulu harga steam (steam cost) di pabrik Anda masing-masing. Berikut adalah
contoh perhitungan Harga Steam dengan bahan bakar natural gas dan efisiensi
boiler adalah 85 %.
KapaKapasitas Boiler/Output : 5000 kg/h
TekanTekanan Kerja : 8 bar.g
Suhu Suhu Air Umpan : 90°C
Efisiensi
Boiler :
ass. 85%
Harga Natural Gas : IDR 5000/m3
Nilai Kalor Natural Gas :
9000 kcal/m3
So,harga steam berdasarkan data dan perhitungan di atas adalah IDR 374 / kg
Note :Nilai enthalpi steam dapat dilihat
pada steam table dan nilai kalori bahan bakar dapat dilihat pada website PGN. Untuk
harga bahan bakar dapat disesuaikan dengan harga pembelian masing2 pabrik anda.
Untuk
penghitungan yang lebih akurat dan detail harga air umpan, water treatment cost
dan juga biaya maintenance Boiler dapat dihitung.
Step
1: Survey Steam Trap
Dengan
melakuan pengecekan terhadap steam trap dapat diketahui steam trap yang bocor
atau rusak. Sehingga dapat memberikan penghematan yang cukup signifikan. Sangat
lumrah dari 100 steam trap yang ada terdapat 15-20 ditemukan bocor. Setiap
steam trap yang bocor bisa mengakibatkan kerugian sebesar IDR 25.000.000 per
tahun. Jika ada 20 steam yang bocor maka potensi kerugian – potensi penghematan
per tahun adalah sekitar IDR 500.000.000 (lima ratus juta rupiah) dengan
mengganti steam trap yang bocor. Selain steam trap Anda juga perlu melakukan
pengecekan terhadap valve-valve lainnya. Mengganti steam trap yang rusak hanya
memerlukan waktu beberapa bulan saja untuk balik modal (payback periode).
Survey ini juga dapat mengidentifikasi steam trap yang ngeblock, yang menyebabkan
menurunnya efisiensi proses, mempengaruhi kualitas steam, dan berakibat pada
keamanan steam system.
Step
2: Menyadari betapa berharganya kondensat
Seiring
naiknya harga bahan bakar baik natural gas, diesel oil dan batubara maka harga
steam (steam cost) juga akan meningkat. Maka kondensat juga menjadi sesuatu
yang sangat berharga. Ketika energi laten yang dikandung oleh steam diserap
oleh proses maka fasa steam akan berubah bentuk dari gas(uap) menjadi air
panas. Air panas ini disebut dengan kondensat dan kondensat merupakan air
bersih yang mengandung kalor sensible yang dapat dimanfaatkan untuk air umpan
boiler. Biasanya kondensat memiliki range temperature berkisar antara 90-95°C.
Sebagai
gambaran berikut kerugian yang terjadi akibat membuang kondensat :
Kapasitas
Boiler/Output : 5000
kg/h
SuhuSuhu Make Up Water : 30°C … (t1)
Suhu
air umpan (feed water) : 95°C … (t2)
Energi (Q) yang dibutuhkan untuk memanaskan air sejumlah 2500 kg dari temperature 30°C ke 95°C dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut :
Q = m Cp ΔT
Q = 2500 x 1 x (95-30)
Q = 162,500 kcal
Note : asumsi jumlah kondensat yang dapat dikembalikan adalah
sebesar 2500 kg (50%) dari steam yang dihasilkan. Artinya 50% dari steam yang
dihasilkan boiler adalah indirect steam injection.
Q = Jumlah energy yang diperlukan (kcal)
m = massa (kg)
cp = koefisien panas jenis air / specific heat (kcal/kg°C)
ΔT
= perbedaan temperature (t2-t1) (°C)
Dengan nilai kalor Natural Gas 9000 Kcal/m3 maka jumlah bahan
bakar Gas yang digunakan adalah sbb :
Maka jumlah kerugian adalah sbb :
Harga Natural Gas/ m3 = IDR 5000
Kerugian / jam = 18 x 5000 = IDR 90,000
Kerugian / hari = IDR 90,000 x 24 jam =
IDR 2,160,000
Kerugian / bulan = IDR 2,160,000 x 22
hari = IDR 47,520,000
Kerugian / tahun = IDR 47,520,000 x 12
bulan = IDR 570,240,000
Dari
perhitungan di atas terlihat betapa pentingnya untuk melakukan konservasi
energi atau merecover kondensat.
Step
3: Lakukan isolasi terhadap seluruh steam system ( Pipa Distribusi, Peralatan
Steam, dll)
Panas dari pipa distribusi ataupun peralatan steam lainnya dapat terbuang ke lingkungan secara radiasi. Hal ini disebabkan oleh temperature lingkungan yang lebih rendah. Kerugian yang disebabkan oleh radiasi ini dapat diminimalisir dengan melakukan isolasi.
Step
4: Identifikasi kebocoran steam
Identifikasi kebocoran pada steam system sangat penting dilakukan, karena jika terdapat kebocoran 1 mm saja pada steam dapat menyebabkan kerugian yang sangat signifikan. Berikut adalah area potensi kebocoran steam pada steam system :
Pipa distribusi,Valve (Katup), Pipa Header, Flexible hose (joint),Steam Trap ,Strainer, Check valve, Flanges (sambungan),dll
Rekomendasi
: Tinjau dan observasi steam system Anda secara lebih dekat , Anda akan
terkejut menemukan beberapa kebocoran.
Step
5 : Gunakan Flow Meter Steam
Langkah
terakhir yang tidak kalah penting adalah “Monitoring” atau memantau pemakaian
energi dan energi yang dihasilkan. Sehingga dapat diketahui efisiensi secara
langsung dari Boiler. Untuk dapat memonitor energi tersebut Anda harus memasang
Flow Meter. Flow Meter dapat dipasang untuk mengetahui pemakaian bahan bakar
Boiler dan juga dapat dipasang pada keluaran (output) Boiler.
Sehingga
dapat diketahui efisiensi secara langsung, yaitu berapa banyak jumlah steam
yang dihasilkan dari jumlah pemakaian bahan bakar yang dikonsumsi oleh Boiler.
Flow
Meter memang tidak memberikan penghematan
secara langsung. Tetapi dengan adanya flow meter Anda dapat mengetahui performa
(kinerja) Boiler. Contohnya Anda dapat menganalisa/mengetahui permasalahan yang
terjadi jika konsumsi bahan bakar Boiler meningkat sedangkan steam (uap) yang
dihasilkan tidak meningkat.
Kutipan
bijak mengatakan “ You Can’t Improve What You Can’t Measure” .
Good Quotes :
“
jika Anda ingin mencapai target penggunaan bahan bakar Boiler sebesar 5000
mmbtu/hari, sebaiknya Anda mengetahui berapa penggunaan bahan bakar Boiler saat
ini, sehingga Anda dapat mengetahui selisih jumlah yang harus Anda capai,
dengan mengetahui data tersebut dapat membantu Anda menyusun strategi untuk
mencapai target tersebut”