the reliable power producing company for today and tomorro · sistem regenerasi anion water...
Post on 15-Mar-2019
224 Views
Preview:
TRANSCRIPT
The Reliable Power Producing Company for Today and Tomorrow
Steam coil
Rumusan Masalah…
1. Sering terjadi kerusakan pada heater elemen. 2. Waktu yang dibutuhkan untuk memanaskan hot water tank lebih lama (+ 8 jam ) yang seharusnya hanya 4 jam 3. Kerusakan pada rubber lining hot water tank dan sulit dilakukan perbaikan karena butuh waktu ( + 3 hari ) dengan kedua unit 1 dan 2 shutdown.
1. melakukan pemanfaatan hot water pada Drain Tank APH Steam Coil untuk mengganti elemen pemanas pada sistem pemanas Hot Water Tank untuk Regenerasi Anion.
2. Merancang instalasi perpipaan dari Drain Tank Air Preheater Steam Coil menuju Hot Water Tank
Manfaat Diharapakan dengan melakukan pergantian ini akan
mempercepat waktu yang dibutuhkan untuk memanaskan air pada Hot Water Tank.
Perawatan untuk system ini lebih murah, karena tidak butuh elemen pemanas yang membutuhkan daya yang besar.
Kesiapan Hot water tank lebih baik, sehingga keandalan Water Treatment Plant diharapkan menjadi lebih baik.
Dengan memanfaatkan hot water dari Drain Tank Air Preheater Steam Coil maka diharapkan akan menurunkan pemakaian listrik sendiri sehingga effisiensi meningkat.
Batasan Masalah… Obyek study adalah NaOH hot water heater untuk
sistem regenerasi Anion Water Treatment Plant Unit Pembangkit Paiton.
Penggantian hanya dilakukan pada sistem heater. Hot water supply berasal dari Drain Tank APH Steam
Coil. Sistem peralatan yang lain dan tahapan regenerasi
tidak mengalami perubahan. Parameter operasional tetap sesuai dengan design
awal.
Analisa Pressure Drop Pada Pipa:
Geometri Pipa
Diameter pipa
Pipa Lurus (straight Pipe)
Belokan (Elbow) : 45º dan 90º
mayor
minor
Analisa temperatur drop
m, Cp
Aliran
1 2 L
Twi Two
q
( )( )ln( )
wi wolmtd
wi a
wo a
T TT T TT T
−∆ =
−−
( )loss p wi wo
lmtdloss
tot
q mc T TTqR
= −
∆=
Data Yang diambil… 1.cold water •Temperatur (T1) = 30 °C •Tekanan ( P1) = 1,2 kg/cm² •Flowrate (Q1) = 15 m³/jam
2. Hot water dari Drain Tank Air Preheater steam coil •Temperatur (T2) = 91 °C •Tekanan (P2) = 1,7 kg/cm² •Volume tank ( V2)= 15 m³
3. Hot water product •Temperature (T3) = 60 °C •Tekanan hot water tank (P3) = 1,2 kg/cm² •Volume hot water tank (V3) = 22,5 m³ •Flowrate( ṁ3) = 30 m³/jam
Skema perancangan
55.5 m
15.8 m
82 m
7.6 m5 m
30.5 m
0.8 m
2 m
7.5 m
4.5 m
4 m
0.5 m
2 m
20 m
26.2 m
5 m
4.5 m
5 m
6 m
1.3 m
0.3 m
0.3 m
0.5 m
1.7 m0.2 m
0.5 m
5 m
0.15 m
9 m
0.5 m
10.6 m
0.5 m
8 m
3 m
8 m
2 m
3.5 m
18.5 m
32.5 m
2.6 m
12 m
10.5 m
10 m
57 m
9.5 m
7.3 m
0.2 m
0.5 m
Steam coil 2
5.5 m
0.2 m
0.15 m
8 m
2 m
7.4 m
0.18 m
3 m
16 m
8.1 m
7.3 m
4.1 m
6.3 m
0.18 m
1.3 m
0.9 m
Steam coil 1
Koneksi dgn pipa lama
7.5 m
8 m
2.5 m
37.7 m
3 m4 m
31 m7.5 m
3 m5 m
2 m
1 m3 m
5 m
X
Y
Z
Hot Water Tank
3 m
4 m
1 m
5.5 m 0.5 m
Indirect Heating
6 m
18 m
2 m
Manual Isolation Valve
Gate Valve
Note :
Check Valve
1.5 m
1.5 m
Kebutuhan hot water Volume untuk hot water
Perhitungan Head loss Head loss mayor
Head loss minor
Elbow
Head loss minor tee
Head loss minor valve
Total head loss minor
Perhitungan head Pompa Head pompa yang diperlukan
Perbedaan tekanan
Perbedaan kecepatan
Perbedaan ketinggian Total
Kebutuhan pompa
Perhitungan temperatur drop Besarnya panas yang hilang sebanding dengan
penurunan temperatur inlet ke temperatur outlet
Koefisien konveksi udara
Dari tabel properties udara temp 303.08 K
Perhitungan angka Reynolds
Nusselt Number
Koefisien konveksi udara
Perhitungan koefisien konveksi water
Dari tabel properties water
Perhitungan angka Reynolds
Nusselt Number
Koefisien konveksi air
Perhitungan R total
Temperatur keluar pipa
Besar q loss
Temperatur luar alumunium
Waktu kesiapan hot water Volume yang digunakan
hot water
Cold water
Total waktu kesiapan hot water
Perhitungan Cost Benefit
kesimpulan Dengan memanfaatkan hot water yang berasal dari airpreheater drain tank dengan
temperatur 910C dan tekanan 1,7 kg/cm2 dapat memanaskan air pada hot water tank dengan temperatur 300C dan tekanan 1,2 kg/cm2 sehingga menjadi hot water yang digunakan untuk regenerasi anion dengan suhu 600C, flowrate 30 m3/jam dalam waktu 45 menit. Waktu yang dibutuhkan untuk memanaskan hot water ini membutuhkan waktu yang lebih cepat yaitu 2,35 jam sedangkan dengan menggunakan heater membutuhkan waktu hingga 4 jam. Daya pompa yang digunakan 5,5 KW sedangkan menggunakan heater membutuhkan daya 240 KW. Untuk biaya operasional dapat menghemat Rp.229.144.080/tahun
. Instalasi perpipaan yang digunakan menggunakan pipa dengan diameter 2 [inchi]
dengan panjang pipa 670.66 [m] menggunakan pompa dengan head 25 [m] daya pompa 5,5 [KW]. Kecepatan aliran dalam pipa 1 [m/s]. sepanjang pipa diberikan insulation agar temperatur drop tidak lebih dari 50C yang terdiri dari silica board dengan tebal 0.06 [m] dan alumunium foil dengan tebal 0.0008 [m]. Dengan menggunakan insulation ini temperatur drop yang terjadi 0.18 0C.
Saran Untuk mengembangkan tugas akhir ini perlu
dipikirkan dan di kaji lebih lanjut terhadap pemanfaatan teknologi yang mungkin lebih effisien dan lebih handal untuk semua peralatan yang ada agar memperoleh peningkatan effisiensi dan keandalan unit.
WELL WATER TRANSFER PUMP A/B/CFLOWRATE : 216 M3/JAM P : 75KW
WELL WATER TANK
Kapasitas 5000KL
SERVICE WATER TANK
Kapasitas 5000KL
INJEKSI FERRIT KLORITINJEKSI ALUM / TAWASINJEKSI LIME / KAPUR
CLARIFIER A/BKapasitas @126m3/jam
DRAIN
GRAFITY SAND FILTER A/BKapasitas
@63m3/jam
GRAFITY SAND FILTER C/DKapasitas
@63m3/jam
CLEAR WELL
FILTER WATER TRANSFER PUMP
FLOWRATE:108 M3/JAM
CATION EXCHANGER A/BKapasitas 2x30 liter/det
Volume resin 13.25 % ; 3% loss/year
ANION EXCHANGER A/B Kapasitas 2x30 liter/detVolume resin 20.50 % ;
5% loss/year
MIXBED EXCHANGER A/BKapasitas 2x30 liter/det
Volume resin Cation mixbed : Volume 2,30 m3 ; 3% los/ year
Volume resin Anion mixbed: Volume 3,40 m3 ; 5% loss/ year
DECARBONATOR A/BKapasitas 2x30 liter/det
DECARBONATOR BOOSTER PUMP A/B/C/DFLOWRATE:120 M3/JAM
P : 48KW
DECARBONATOR BLOWER A/B
HCL DAY TANKKapasitas 12,5 m3
Kapasitas storage tank 118m3
NAOH DAY TANKKapasitas 10,8 m3
Kapasitas storage tank 108 m3
HOT WATER TANK
DEMIN STORAGE TANK A/BKapasitas 1800KL
DEMIN REGEN WATER PUMP A/BFLOWRATE:70 M3/JAM P : 9.7KW
NAOH DILUTION WATER PUMP A/B
FLOWRATE:40 M3/JAM P : 5.6KW
CONDENSATE STORAGE TANK A/BKapasitas 725 KL
DEMIN WATER TRANSFER PUMP A/B/CFLOWRATE:60 M3/JAM
P : 19.5KW
HCL IN
NAOH IN
R-H + MX --- R-M + HX
WATER TREATMENT PLANT (WTP) FLOW DIAGRAM
To atm
SUMBER KLONTONG
SUMBER KLONTONG TRANSFER PUMP A/B/C
FLOWRATE : 200 M3/JAM P : 132KW
Contoh ion yg diikat : CL-, SO42+
R-H + MX --- R-M + HX R-OH + HX -- R-X + H2O
R-M + HCL --- R-H + MCLR-X + NaOH --- R-OH + NaX
REGENERATION
OPERATIONREAKSI KIMIA
limbah limbah
R-OH + HX -- R-X + H2O
R-X + NaOH --- R-OH + NaXREGENERATION
OPERATIONREAKSI KIMIA
REGENERATIONR-M + HCL --- R-H + MCL
REAKSI KIMIAOPERATION
Contoh ion yang diikat : MG+, CA+ OPERATIONREAKSI KIMIA
H2CO3 ----- H2O + CO2
To mixbedTo mixbed
ejektorejektor
KUALIAS AIR DEMIN
PH :6, 5- 7,5Conductivity :<1µS/
cmSilica :<10 ppb
SiO2
KUALITAS AIR BAKUPH: 6,6- 8,5
Conductivity: 250-440 µS/ cmSilica :3300-30700 ppb SiO2
Kerusakan pada heater
WO HEATER NaOH WTP History DetailsITEM DATE COMP MO DIST W/O GRP/CEN COMPD-BYCC TOTAL COST---- ---- ---- -- ---- --- ------- -------- -- ----------
1 19-Jan-01 UHAR P9791 HPELEC 95063P CM 0FAN & HEATER HOTWATER WTP MATI 1 BUAH
2 18-Jul-01 UHAR P5765 HPELEC 95063P CM 0Elemen hot water rusak
3 18-Jul-01 UHAR P8657 HPELEC 95063P CM 0HOT WATER TANK WTP RUSAK
4 23-Aug-01 SPTN 00009791 PELEC 95046P CM 1355608FAN & HEATER HOTWATER WTP MATI 1 BUAH
5 19-Nov-01 SPTN 00010393 PELEC 95046P CM 134916HEATER HOT WTR TANK SWITCH POWER RUSAK
6 20-Nov-01 UHAR P10393 HPELEC 95063P CM 1HEATER HOT WTR TANK SWITCH POWER RUSAK
ITEM DATE COMP MO DIST W/O GRP/CEN COMPD-B CC TOTAL COST---- ---- ---- -- ---- --- ------- -------- -- ----------
7 19-Feb-03 UHAR P13897 HPELEC 95251P CM 0Fuse 600 A untuk Heater WTP putus 1 bh.
8 19-Feb-03 SPTN 00013897 PELEC 95046P CM 194596Fuse 600 A untuk Heater WTP putus 1 bh.
9 18-Jun-03 SPTN 00014824 PELEC 95046P CM 16Heater hot water tank trip (wtp)
10 20-Jun-03 UHAR P14824 HPELEC 95251P CM 0Heater hot water tank trip (wtp)
11 24-Sep-03 BRK SPTN 00015552 PCORRU 02001P CM 0Perbaikan Heater Hot Water tank
12 28-Jan-05 KLE SPTN 00018592 PCORRU 95101P CM 79000000Temp Heater hot wtr tank rendah
WO HEATER NaOH WTP) ITEM DATE COMP MO DIST W/O GRP/CEN COMPD-B CC TOTAL COST---- ---- ---- -- ---- --- ------- -------- -- ----------
13 22-Jun-05 SPTN 00019374 PCORRU 95102P CM 0Hot water heater WTP kabel leleh
14 15-Aug-05 SPTN 00016154 PPREVU 95163P CM 77382000Contactor Heater hot water
15 15-Aug-05 KLE SPTN 00017289 PPREVU 95163P CM 3500000HOT WATER DI WTP HEATERNYA BAYAK YG MATI
16 24-Aug-05 SPTN 00018643 PPREVU 95069P CM 0Penambahan sensor hot water tank
17 16-Sep-05 SPTN 00018996 PCORRU 95102P CM 0PHASA S HOT WATER HEATER TERKELUP AS
18 14-Oct-05 SPTN 00018642 PPREVU 02001P CM 0Phase T hot water tank terminal t erbakar
ITEM DATE COMP MO DIST W/O GRP/CEN COMPD-B CC TOTAL COST---- ---- ---- -- ---- --- ------- -------- -- ----------
19 5-Jul-06 UHAR P19909 HPINST 95252P CM 0Temp hot water tank naik lambat
20 16-Aug-06 SPTN 00018598 PMECH1 03004P CM 0Rubber line hot water mengelupas
21 22-Aug-06 UHAR P18598 HPMECH1 03006H CM 0Rubber line hot water mengelupas
22 13-Jul-07 SPTN 00019909 PINST 95258P ND 58608902Temp hot water tank naik lambat
Total Biaya Maintenace (7 tahun)Biaya Maintenance/tahun
220,176,039.00 31,453,719.86
Water In Water Out
Twi = 91oC Two = ?
Ta = 30oC Va = 2.3 m/s
L = 670.66 m
Ta
Tw
R1
R2
R3
R4
R5
Aluminum Silica Board Stainless Steel 304/306 L
PERHITUNGAN CONVECTION HEAT TRANSFER COEFFICIENT
( )[ ]5/48/5
4/13/2
3/12/1
000,282Re1
Pr/4.01
PrRe62.03.0
+
++= DD
DNu
DkNuh D=
3.05/4 PrRe23.0 DDNu =
( )[ ]2
27/816/9
6/1
Pr/559.01
Re387.06.0
++= D
DNu
Force Convection Gr/Re2<0.1 Internal Flow, Turbulent Free Convection Gr/Re2>10 Combine Convection 0.1<Gr/Re2<10 External Flow
Free Convection, Laminar Force Convection, Laminar
,
Pr),,(Re DD GrfNu =
2
3)(ν
β DTTgGr sD
∞−=
νVD
D =Re
αν
=Pr
LDhLkDD
LkDD
LkDD
LDhR
iwm
io
s
o
aiatot πππππ
12
)ln(2
)ln(2
)ln(1 112 ++++=
,
top related