Senin, 08 Februari 2021

Tips untuk penghematan energi steam pada industri

 

 

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


Kalkulasi Harga Steam

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 :

Jumlah Bahan Bakar


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”

 

 

 

 

0 komentar:

Posting Komentar