INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR ANALISA KINERJA …
46
INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR ANALISA KINERJA SISTEM ELECTROSTATIC PRECIPITATOR PADA PEMBANGKIT PT. MERAK ENERGI INDONESIA Disusun Oleh: MUHAMMAD ILHAM AR RAFII 201771138 PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNOLOGI LISTRIK FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN ENERGI TERBARUKAN INSTITUT TEKNOLOGI - PLN JAKARTA, 2020
Transcript of INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR ANALISA KINERJA …
INSTITUT TEKNOLOGI PLN
PROYEK AKHIR
ANALISA KINERJA SISTEM ELECTROSTATIC PRECIPITATOR
PADA PEMBANGKIT PT. MERAK ENERGI INDONESIA
Disusun Oleh:
MUHAMMAD ILHAM AR RAFII
201771138
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNOLOGI LISTRIK FAKULTAS
KETENAGALISTRIKAN ENERGI TERBARUKAN INSTITUT
TEKNOLOGI - PLN
JAKARTA, 2020
i
LEMBAR PENGESAHAN
PROYEK AKHIR
ANALISA KINERJA SISTEM ELECTROSTATIC PRECIPITATOR
PADA PEMBANGKIT PT. MERAK ENERGI INDONESIA
Disusun oleh :
MUHAMMAD ILHAM AR RAFII
201771138
Diajukan Untuk Memenuhi
Persyaratan
Program Studi Diploma III Teknologi Listrik
FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN DAN ENERGI TERBARUKAN
INSTITUT TEKNOLOGI - PLN
Jakarta, 21 Juli 2020
Mengetahui,
Kepala Program Studi D-III Teknologi Listrik Dosen Pembimbing Utama
Digitally signed
by Retno Aita
Diantari, S_T_,
M_T
Date: 2020-07-24 09:
54:09
(Retno Aita Diantari, S.T., M.T.) (Andi Makkulau, ST, M.Ikom, MT)
ii
Disetujui,
Dosen Pembimbing Kedua
agus Digitally signed by agus yogianto DN: C=ID, OU=electrical, O=itpln, CN=agus yogianto, [email protected] Reason: I am approving this document Location: L Pengesahan Date: 2020-08-31 04:16:15 Foxit PhantomPDF Version: 9.6.0
(Aloysius Agus Y, IR.,MT)
yogianto
iii
LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI
Nama : Muhammad Ilham Ar Rafii
NIM 201771138
Program Studi : D-III Teknologi Listrik
Judul Proyek Akhir : Analisa Kinerja Sistem Electrostatic Precipitator Pada
Pembangkit PT. MERAK ENERGI INDONESIA.
Telah disidangkan dan dinyatakan Lulus Sidang Proyek Akhir pada Program
Diploma III, Program Studi Teknologi Listrik Institut Teknologi – PLN pada tanggal 24
Agustus 2020.
Nama Penguji Jabatan Tanda
tangan
1. Suwarno, IR., MT Ketua
Sidang
Digitally signed by Suwarno, Ir,
MT
DN: C= ID, OU= Teknik Elektro,
O= Institut Teknologi PLN, CN="
Suwarno, Ir, MT",
E=suwarno@itpln. ac.id Reason: I have reviewed this
document
Location: Date: 2020-08-30 23: 41: 07
2. Retno Aita Diantari, ST.,MT Sekretaris
Sidang
Digitally signed
by Retno Aita
Diantari, S_T_,
M_T
Date: 2020-09-10 10:02:54
3.Christine Widyastuti, ST., MT Anggota
Sidang
Mengetahui,
Kepala Program Studi
D-III Teknologi Listrik
(Retno Aita Diantari, ST.,MT)
iv
v
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas berkah, rahamat dan
hidayah-Nya yang senantiasa dilimpahakan kepada penulis, sehingga bisa
menyelasaikan proyek akhir dengan judul “ANALISA KINERJA SISTEM
ELECTROSTATIC PRECIPITATOR PADA PEMBANGKIT PT. MERAKENERGI
INDONESIA” sebagai syarat untuk menyelesaiakan Program Diploma III (DIII)
Jurusan Teknologi Listrik.
Dalam penyusunan proyek akhir ini banyak hambatan serta rintangan
yang penulis hadapi namun pada akhirnya dapat melaluinya berkat adanya
bimbingan dan bantuan dari berbgai pihak baik secara moral maupu spiritual.
Untuk itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terimakasih
kepada seluruh pihak yang turut membantu dalam pengerjaan proyek akhir ini.
Penulis mohon maaf atas segala kesalahan yang pernah dilakukan.
Semoga proyek akhir ini dapat memberikan manfaat untuk mendorong
penelitian-penelitian selanjutnya.
Jakarta, 21 Juli 2020
Muhammad Ilham Ar
Rafii NIM : 2017-71-
138
vi
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI PROYEK AKHIR
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Institut Teknologi - PLN, saya yang bertanda tangan
di bawah ini :
Nama : Muhammad Ilham Ar Rafii
NIM : 2017-71-152
Program Studi : Diploma III Teknologi Listrik
Fakultas : Fakultas Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan
Jenis karya : Proyek Akhir
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Institut Tekonologi - PLN Hak Bebas Royalti Non eksklusif (Non-exclusive
Royalty Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul :
ANALISA KINERJA SISTEM ELECTROSTATIC PRECIPITATOR PADA
PEMBANGKIT PT. MERAK ENERGI INDONESIA.
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non
eksklusif ini Institut Tekonologi - PLN berhak menyimpan, mengalih
media/formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat,
dan mempublikasikan Proyek Akhir saya selama tetap mencantumkan nama
saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di : Jakarta
Pada Tanggal : 21 Juli 2020
Yang menyatakan,
Muhammad Ilham Ar Rafi
vi
ANALISA KINERJA SISTEM ELECTROSTATIC PRECIPITATOR
PADA PEMBANGKIT PT. MERAK ENERGI INDONESIA
Muhammad Ilham Ar Rafii, (2017-71-138)
Di bawah bimbingan Bapak Andi Makkulau, ST.
M.Ikom, MT. dan Aloysius Agus Y, IR.,MT
ABSTRAK
Pencemaran udara oleh abu batu bara merupakan salah satu pencemaran yang
dikategorikan sebagai pencemaran yang sangat berbahaya dan memberikan dampak
sangat besar. Berdasarkan kep- 13/MENLH/3/1995+ attachment IIB/kep-
205/BAPEDAL/07/1996) batas ambang gas buang particulate pada power boiler sebesar
230 mg/Nm3. Electrostatic Precipitator (ESP) adalah alternatif penangkap debu emisi
dengan efisiensi sangat tinggi ( diatas 90% ) dengan rentang partikel yang ditangkap
cukup besar. Dengan menggunakan ESP jumlah emisi yang keluar dari cerobong
diharapkan hanya sekitar 0,16 % (efektifitas penangkapan debu mencapai 99,84%).
Untuk menjaga efisiensi kinerja ESP maka perlu dilakukan pemeliharaan pada
komponen-komponen pada ESP terutama pada bagian collecting electrode, discharge
electrode, trafo, rapper, dan juga penggantian terhadap beberapa komponen yang sudah
rusak seperti collecting plate dan clamp rapper. Pada penelitian ini, digunakan beberapa
metode maintenance untuk mengetahui kondisi pada ESP PT. Merak Energi Indonesia.
Metode yang digunakan yaitu preventive maintenance, dan predictive maintenance. Dari
hasil penelitian dapat diketahui bahwa efisiensi ESP pada PT. Merak Energi Indonesia
sebesar 98.3%.
Kata Kunci: Pencemaran Udara, Electrostatic Precipitator (ESP), Tegangan DC
vii
PERFORMANCE ANALYSIS OF ELECTROSTATIC PRECIPITATOR
SYSTEMS IN PT. MERAK ENERGI INDONESIA
Muhammad Ilham Ar Rafii (2017-71-138)
Under the Guidance of Bapak Andi Makkulau, ST.
M.Ikom, MT. and Aloysius Agus Y, IR.,MT
ABSTRACT
Air pollution by coal ash is a pollution that is categorized as a very dangerous
pollution and has a very large impact. Based on kep-13 / MENLH / 3/1995 + attachment
IIB / kep- 205 / BAPEDAL / 07/1996) the particulate exhaust gas threshold in the power
boiler is 230 mg / Nm3. Electrostatic Precipitator (ESP) is an alternative to catch dust
emissions with very high efficiency (above 90%) with a large enough range of captured
particles. By using ESP the total emission coming out of the chimney is expected to be
only 0.16% (the effectiveness of dust capture is up to 99.84%). To maintain the efficiency
of ESP performance, it is necessary to maintain the components of the ESP, especially
in the collecting electrode, discharge electrode, transformer, rapper, and also
replacement of some damaged components such as the collecting plate and clamp
rapper. In this study, several maintenance methods were used to determine the
conditions at the ESP PT. Merak Energi Indonesia. The methods used are preventive
maintenance and predictive maintenance. From the research results it can be seen that
the efficiency of ESP at PT. Merak Energi Indonesia amounted to 98.3%.
Keywords: Air Pollution, Electrostatic Precipitator (ESP), DC Voltage
viii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI .......................................................... ii
PERNYATAAN KEASLIAN PROYEK AKHIR .................................................. iii
KATA PENGANTAR ......................................................................................... iv
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI PROYEK AKHIR
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ................................................................ v
DAFTAR ISI .................................................................................................... viii
DAFTAR TABEL ................................................................................................ x
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xi
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xii
BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ......................................................................... 1
1.2 Permasalahan Penelitian .......................................................... 1
1.3 Tujuan Dan Manfaat Penelitian ................................................. 2
BAB II LANDASAN TEORI ................................................................................ 4
2.1 Teori Pendukung ...................................................................... 4
2.1.1 Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) .......................................... 4
2.1.2 Electrostatic Precipitator ................................................................. 5
ix
BAB III METODE PENELITIAN ......................................................................... 8
3.1 Analisa Kebutuhan ................................................................... 8
3.1.1 Variabel dan Pengukuran ................................................................ 8
3.2 Perancangan Penelitian ........................................................... 8
3.2.1 Studi Literatur .................................................................................. 8
3.2.2 Studi Lapangan ............................................................................... 9
3.2.3 Pengolahan Data ............................................................................ 9
3.2.4 Flowchart 10
3.3 Teknik Analisis ....................................................................... 11
3.3.1 Menghitung Kecepatan Migrasi Partikel (�) .................................. 11
3.3.2 Menghitung Efisiensi Pengumpulan Partikel .................................. 12
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 13
4.1 Hasil ....................................................................................... 13
4.1.2 Menentukan Besar Tegangan Optimum Terhadap Perubahan Emisi
13
4.1.3 Jumlah Emisi ................................................................................. 13
4.1.4 Tegangan dan Arus Setting pada ESP ............................................ 14
4.1.5 Arus dan Tegangan Aktual Pada Electrostatic Precipitator (ESP)
Terhadap Perubahan Emisi Gas Buang ..................................................... 14
4.1.6 Kecepatan Gas Buang Migrasi Partikel Berdasarkan Desain ........ 15
4.1.7 Menghitung Kuat Medan Listrik dan Kecepatan Migrasi Partikel
Berdasarkan Kondisi Aktual ....................................................................... 17
4.1.8 Analisa Perhitungan Jumlah AbuYang Tertangkap Setiap Field ESP
18
x
BAB V PENUTUP ............................................................................................ 19
5.1 Kesimpulan ............................................................................. 19
5.2 Saran 20
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 21
DAFTAR RIWAYAT HIDUP............................................................................. 22
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Tegangan Dan Arus Setting Pada ESP ................................................... 25
Tabel 4.2 Arus dan Tegangan Aktual Masing-masing Field Electrostatic
Precipitator ........................................................................................................ 25
Tabel 4.3 Efisiensi Tegangan Pada Saat Emisi Minimumdan Maksimum ......... 26
Tabel 4.4 Tegangan Dan Arus Setting Pada ESP ................................................... 29
Tabel 4.5 Arus dan Tegangan Aktual Masing-masing Field Electrostatic
Precipitator ........................................................................................................ 30
Tabel 4.6 Efisiensi Tegangan Pada Saat Emisi Minimumdan Maksimum ......... 30
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Diagram Alur PLTU ........................................................................ 3
Gambar 2.2. Electrostatic Precipitator ................................................................. 4
Gambar 2.3. Prinsip Kerja ESP .............................................................................. 4
Gambar 2.4. Bagian-bagian pada ESP.................................................................... 5
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ................................................................... 10
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran - A Lembar Bimbingan Tugas Akhir .................................................. A1
14
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Electrostatic Precipitator adalah alat penangkap abu hasill pembakaran batu bara
dari boiler dengan cara memberikan muatan listrik padanya. Berdasarkan1kep-
13/MENLH/3/1995+1attachment IIB/kep-11205/BAPEDAL/07/1996) batas9ambang gas
buang0particulate pada power boiler sebesar9230 mg/Nm3.
Electrostatic Precipitator adalah alternatif penangkap debu emisi dengan
effisiensi sangat tinggi ( diatas 90% ) dengan rentang partikel yang ditangkap cukup
besar. Dengan menggunakan electrostatic precipitator jumlah emisi yang keluar dari
cerobong diharapkan hanya sekitar 0,16 % (efektifitas penangkapan debu mencapai
99,84%).
1.2 Permasalahan Penelitian
1.2.1 Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dijabarkan sebelumnya, maka
dapat diidentifikasi bahwa dengan penggunaan batu bara sebagai bahan baku utama
pada PT. Merak Energi Indonesia dapat mengakibatkan pencemaran udara yang
berpontensi menimbulkan berbagai macam penyakit pernapasan dilingkungan sekitar
PT. Merak Energi Indonesia.
1.2.2 Ruang Lingkup Masalah
Agar sesuai dan terarah maka penulis merumuskan ruang lingkup masalah
hanya pada sistem kerja electrostatic pracipitator pada PT. Merak Energi Indonesia.
.
1.2.3 Rumusan masalah
Adapun rumusan masalah yang akan dijabarkan ialah:
1. Bagaimana pengaruh tegangan DC terhadap electrostatic precipitator?
2. Berapa efisiensi yang dihasilkan pada electrostatic precipitator pada PT. Merak
15
Energi Indonesia?
16
1.3 Tujuan Dan Manfaat Penelitian
1.3.1 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penulisan proyek akhir ini adalah:
1. Untuk Mengetahui pengaruh tegangan DC terhadap kinerja electrostatic
precipitator.
2. Untuk mengetahui efisiensi yang dihasilkan pada electrostatic precipitator pada PT.
Merak Energi Indonesia.
1.3.2 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian dari penulisan skripsi ini diharapkan
1. Bagi peneliti: dapat menambah ilmu penetahuan, pemahaman, dan
keterampilan di dalam dunia kelistrikan, terutama dalam penggunaan
electrostatic precipitator (ESP) pada pembangkit listrik tenaga uap .
2. Bagi dunia industri: diharapkan sebagai salah satru kontribusi positif, dengan
adanya proyek akhir ini dapat digunakan sebagai referensi untuk
memaksimalkan kinerja electrostatic precipitator.
3. Bagi dunia Pendidikan: diharapkan dapat meningkatkan ilmu pengetahuan di
dalam dunia kelistrikan khususnya untuk mengetahui manfaat dan
keunggulan penggunaan electrostatic precipitator.
17
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Teori Pendukung
2.1.1 Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)
PLTU adalah jenis pusat listrik tenaga termal yang banyak digunakan, karena
efisiensinya tinggi sehingga menghasilkan energi listrik yang ekonomis. PLTU
merupakan mesin konversi energi yang mengubah energi kimia dalam bahan bakar
menjadi energi listrik.
Gambar 2.1. Diagram Alur PLTU
Pertama, energi kimia pada bahan bakar diubah menjadi energi panas berbentuk
uap bertemperatur dan bertekanan tinggi. Kedua, energi uap diubah menjadi energi
mekanik bentuk putaran. Ketiga, energi mekanik tersebut diubah menjadi energi listrik.
PLTU memanfaatkan fluida kerja air uap yang tersirkulasi secara tertutup. Siklus
tertutup adalah menggunakan fluida kerja air uap yang sama secara berulang-ulang.
Adapun urutan sirkulasi cara kerja pembangkit listrik tenaga uap secara singkat.Mula-
mula, air dimasukan kedalam boiler sampai mengisi penuh seluruh permukaan
pemindah panas. Didalam boiler air ini dipanaskan dengan gas panas dan
18
kemudian terciptalah uap. Selanjutnya, uap tersebut dengan temperatur dan tekanan
tertentu diarahkan untuk memutar turbin. Alhasil, terciptalah daya mekanik berupa
putaran. Kemudian, generator yang dikopel dengan turbin akan menghasilkan
perputaran medan magnet dalam kumparan dan lalu menghasilkan energi listrik. Lalu,
uap yang keluar dari turbin akan masuk ke kondensor untuk didinginkan sehingga
berubah kembali menjadi air kondensat. Air kondensat tersebut kemudian digunakan
kembali sebagai air pengisi boiler. Demikianlah siklus tersebut berulang secara terus-
menerus.
2.1.2 Electrostatic Precipitator
Electrostatic precipitator adalah sebuah teknologi untuk menangkap abu hasil
proses pembakaran dengan jalan memberi muatan listrik padanya.
2.2 Electrostatic Precipitator
2.1.3 Prinsip Kerja Electrostatic Precipitator
Prinsip kerja electrostatic precipitator adalah abu yang keluar dari boiler akan
melalui electrostatic precipitator . Kemudian akan melewati collecting2plate system
yang sudah2diberi muatan2listrik sehingga abu3akan menempel4pada collecting2plate,
lalu akan dilakukan2pengetukan oleh3rapping system3dan abu terjatuh3kedalam
hopper.
19
2.2 Prinsip kerja esp
2.1.4 Komponen Penyusun Electrostatic Precipitator
2.3 Bagian-bagian pada esp
Adapun2masing-masing2komponen dan3fungsinya adalah
sebagai3berikut :
a. Transformer berfungsi sebagai pemberi daya1arus listrik1bertegangan1tinggi
pada collecting plate system dari listrik1yang1semula hanya 400 volt menjadi
110 KV DC.
b. Collecting plate22system terdiri dari2collecting electrode (CE)
dan1discharge1electrode (DE).
c. Rapping system berfungsi sebagai pemukul dan memberikan getaran supaya
setelah abu menempel pada permukaan collecting electrode (CE) maka akan
diberikan getaran dengan menggunakan rapper, sehingga ash yang menempel
pada permukaan dinding collecting electrode akan terjatuh kedalam hopper.
d. Hopper. Hopper berfungsi sebagai tempat untuk menampung abu/ash yang jatuh
20
�
dari collecting electrode (CE).
2.1.5 Pengumpulan6Partikel
Pengumpulan2partikel3pada electrostatic precipitator terjadi1ketika6partikel-
partikel bermuatan1pindah menuju2permukaan collecting electrode (CE) dan
terperangkap1oleh2medan electrostatik2partikel-partikel tersebut.
2.1.6 Kecepatan2Migrasi Partikel (𝝎)
Kecepatan migrasi1partikel adalah1kecepatan1gerak partikel1ketika diberi
muatan3negatif3bergerak3menuju electroda2plat pengumpul. Kecepatan migrasi
partikel dapat dinyatakan dengan persamaan:
� =
2 Ko P a Ec Ep ................................................................................................................................................. (2.1) 3�
Dimana :
� = Kecepatan migrasi partikel (�/�)
a = Diameter partikel (m)
P = Tekanan (1 atm)
Ec= Kuat medan listrik (V/m)
Ep= Kuat medan precipitator (V/m)
Dapat dianggap bahwa �� = ��
µ = Viskositas1gas (pascal . 1detik)
�o= Permittivity1(8,85x10−12 �/�)
Adapun1persamaan1lain untuk mencari1kecepatan1migrasi(5), yaitu :
� = − � �� (1- �)
Dimana:
21
� =Kecepatan1migrasi1partikel(�⁄s)
Q = Laju1aliran1gas (�3⁄s)
A = Luas media2penangkap (�2)
� = Efisiensi3ESP
22
2.1.6 Efisiensi2Pengumpulan2Partikel
Efisiensi4pengumpulan3partikel-partikel dari electrostatic precipitator.
Persamaan5ini4dikenal32sebagai2persamaan4Deutsch-Anderson. Adapun0persamaan
Deutsch-Andersonwsebagai berikut:
��� = 1
−�Dimana:
−(��
) �
� = Kecepatan5migrasi6partikel (�/
�) A = Luas5media6penangkapan
(�2) Q = Laju3aliran4gas (�3 / � )
e = Bilangan napier
23
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Analisa Kebutuhan
Pada penelitian kali ini peneliti akan menggunakan metode kuantitatif
dikarenakan penelitian ini disajikan dalam bentuk angka-angka. Penelitian Kuantitatif
adalah pendekatan penelitian yang banyak menuntut menggunakan angka mulai dari
pengumpulan data, penafsiran terhadap data tersebut, serta penampilan hasil.
3.1.1 Variabel dan Pengukuran
Dalam menyelesaikan ini, diperlukan data-data yang harus dikumpulkan untuk
melakukan penelitian di PT. Merak Energi Indonesia sebagai berikut:
1. Spesifikasi4ESP.
2. Jumlah5emisi6persetengah6jam hasil5pembakaran di dapur boiler.
3. Tegangan0dan0arus settingan0pada0ESP.
4. Laju aliran gas.
5. Ukuran partikel abu.
3.2 Perancangan Penelitian
Metode0kuantitatif0adalah0metode yang0data0penelitiannya0berupa9angka-
angka8dan analisis6menggunakan statistik. Sehingga, dalam7penelitian0ini untuk
mendapat informasi perlu dilakukan beberapa tahapan agar penelitian yang
dikembangkan dapat sesuai dengan kebutuhan yang hendak dicapai.
3.2.1 Studi Literatur
Tahapan ini dilaksanakan dengan cara mencari dan mengumpulkan informasi
baik teori, rumus-rumus, maupun data teknik dari perpustakaan, perusahaan, pabrikan,
ataupun internet. Jurnal ilmiah, buku-buku, dan laporan penelitian adalah literatur yang
digunakan untuk mendapatkan bahan referensi dalam penulisan dan pembahasan
proyek akhir ini seperti yang terlihat dalam daftar pustaka.
24
3.2.2 Studi Lapangan
Pada tahap ini dilakukan pengamatan secara langsung di lapangan tempat
penelitian maupun pengembalian data di PT. Merak Energi Indonesia dan pada saat
proses pengumpulan data dilakukan juga dengan metode wawancara langsung dengan
supervisor teknik divisi electrical maintenance .
3.2.3 Pengolahan Data
Pada tahap ini peneliti telah memperoleh data-data yang dibutuhkan dalam
penelitian yang mana kemudian data-data ini akan diolah, dianalisa dan dievaluasi untuk
mendapatkan hasil penelitian sesuai kebutuhan.
25
Studi literatur
Pengumpulan Data
melakukan perhitungan secara manual
untuk perhitungan kecepatan migrasi
partikeldan efisiensi pengumpulan partikel pada electrostatic precipitator
Mulai
Menentukan Permasalahan dan Objek
Sistem Electrostatic Precipitator pada PT.
Merak Energi Indonesia
Memperbaiki kerusakan
Analisa hasil perhitungan Mencari titik kesalahannya
3.2.4 Flowchart
Tidak Sesua
i
ya
Hasil
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian
26
3.3 Teknik Analisis
Teknik analisis data merupakan suatu langkah yang paling menentukan dari
suatu penelitian, karena analisa data berfungsi untuk menyimpulkan hasil penelitian.
Data-data yang diperoleh merupakan data yang berbentuk angka, sehingga diperlukan
metode tertentu untuk menyelesaikannya. Metode yang digunakan adalah metode
perhitungan manual menggunakan rumus kemudian mengklasifikasikan kondisi hasil uji
electrostatic precipitator (ESP).
27
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
4.1.1 Efisiensi electrostatic precipitator
Efisiensi ini merupakan suatu ukuran dari tingkat keberhasilan sebuah kegiatan
atau aktivitas yang dinilai dengan berdasarkan besarnya biaya/ sumber daya yang
digunakan untuk mencapai hasil yang diinginkan. Berdasarkan0kep-
13/MENLH/3/1995+0attachment0IIB/kep-0205/BAPEDAL/07/1996)9batas ambang0gas
buang0particulate pada0power0boiler0sebesar 2300mg/Nm3.
Electrostatic Precipitator adalah alternatif penangkap debu emisi dengan
effisiensi sangat tinggi ( diatas 90% ) dengan rentang partikel yang ditangkap cukup
besar. Dengan menggunakan electrostatic precipitator jumlah emisi yang keluar dari
cerobong diharapkan hanya sekitar 0,16 % (efektifitas penangkapan debu mencapai
99,84%).
4.1.2 Menentukan Besar Tegangan Optimum Terhadap Perubahan Emisi
Setting Tegangan masukan dan Arus pada ESP Dalam pengamatan yang
dilakukan dalam penelitian di mesin ESP terdapat 10 Trafo yang digunakan untuk
memberikan tegangan pada mesin ESP dimana setiap Trafo yang digunakan untuk
memberikan suplai tegangan yaitu 1 Trafo yaitu 1 Field ESP pada recovery boiler. Uji
resistensi tegangan harus dilakukan untuk minyak transformator sekali per tahun, nilai
rata-rata tegangan seting harus lebih tinggi dari 35kV. Jika tidak, minyak harus disaring
atau diubah nilai resistensinya Nilai resistansi tegangan dari oli baru harus lebih tinggi
dari 40kV. Sehingga untuk tegangan setting masukan 50kV sudah cukup karena posisi
debu yang tidak terlalu banyak.
28
4.1.3 Luas Efektif Colleting Plate
Berdasarkan data yang diperoleh luas efektif collecting plate adalah:
-luas collecting plate: 12174��
4.1.4 Tegangan9dan0Arus Setting8pada8ESP
Berdasarkan8data yang7diperoleh dari hasil8survey yang8dilakukan, besar
tegangan9dan0arus setting electrostatic precipitator (ESP) PT. Merak Energi
Indonesia.
Tabel 4.1 Tegangan5Dan6Arus9Setting Pada8ESP
Unit Field Tegangan
(KV)
Arus (mA)
ESP 1
1 52 235
2 52 235
3 52 235
ESP 2 1 52 235
2 52 235
3 52 235
Dimana tegangan maksimum pada transformator sebesar 70 kV .
4.1.5 Arus dan Tegangan Aktual Pada Electrostatic Precipitator (ESP)
Terhadap5Perubahan0Emisi Gas Buang
Adapun6nilai6tegangan0maksimum, tegangan9minimum, arussmaksimum
dan0arus minimum aktual9masing-masing field9electrostatic precipitator dapat8dilihat
pada8tabel7dibawah9ini.
29
Tabel 4.2 Arus dan Tegangan Aktual9Masing-masing9Field Electrostatic Precipitator
Unit Field Tegangan Arus
ESP 1
1 40.41 kV 87.79 mA
2 45.44 kV 45.31 mA
3 48.70 kV 47.37 mA
4 51.12 kV 50.35 mA
ESP 2
1 41.58 kV 85.88 mA
2 44.86 kV 140.83 mA
3 45.36 kV 274.90 mA
4 48.13 kV 311.78 mA
Rata-Rata 45.7 kV 130.5 mA
4.1.6 Kecepatan Gas Buang Migrasi6Partikel7Berdasarkan8Desain
Electrostatic precipitator (ESP) dirancang5untuk6efisiensi6sebesar ≥99.99%
maka, untuk menghitung nilai kecepatan migrasi partikelnya dapat7dihitung9dengan
menggunakan9persamaan0(3), yaitu:
Diketahui : A = 12174 m2
Q = 73.8 m3/s
Maka : ω = −� ln ( 1 − η) �
: - 73.8
12174 ln ( 1 – 0.999)
:0.041 m/s
Maka kecepatanugas buang migrasiypartikel5adalah40.041 m/s. Adapun6untuk
menghitung9kuat8medan listrik9yang dibutuhkan0partikel untuk9bergerak0sebesar
0.041 m/s dapat7menggunakan8persamaan (2) yaitu :
Diketahui : ω = 0.041m/s
µ = ( 1.8 x 10–5)
KO = (8.85 x 10–12)
P = 1.02/ 1 atm
a =1x10−6/1 mikron
30
Maka :
�2 = 3ωμ
2 �� ��
�2= 3� 0.041 (1.8 � 10−5)
2 (8.85 � 10−12)(1.02)(1x10−6)
E= 122 kV/m
Jadi, besar5tegangan5yang dibutuhkan4untuk menimbulkan3kuat medandlistrik
dapat dihitungrmenggunakandpersamaan :
V = E.d
Diketahui:
E =122 kV/m
D =0.524 m
Maka:
V = 122 x 0.524
=63.92 KV
4.1.7 Menghitung Kuat4Medan Listrik4dan Kecepatan5Migrasi
Partikel Berdasarkan5Kondisi7Aktual
Besar4kuat6medan listrik pada electrostatic precipitator dalam keadaan aktual
dapat dicari dengan persamaan dibawah ini :
Nilai kuat medan listrik saat tegangan optimum :
E = �
�
= 45.700 �
0.524�
= 87.2 kV/m
31
Sehingga, kecepatan9migrasiopartikel aktual4pada electrostatic precipitator
yaitu :
Diketahui :
Ko = (8.85x10−12 )
P = 1.02 atm
a =1x10−6
Ec = 87.21 kV/m
Ep = 87.21 kV/m
� = (1.8 � 10−5)
� = 2 K0paEcEp
3�
= 2 (8.85 � 10− 12)(1.02)(1x10−6)(87.21�103)(87.21�103)
3(1.8 � 10−5)
= 0.0254 m/s
4.1.8 Efisiensi Pengumpulan Ash Electrostatic Precipitator
Efisiensi pengumpulan partikel pada esp PT. Merak Energi Indonesia yaitu:
Dimana : e = 2.718
A= 12174 �2
Q= 73.8 �3/s
32
W= 0.0254 m/s
Ƞ = 1−e-A/QxW
= 1− 2.718-12174/73.8 x 0.0254
= 1− 2.718-165x 0.0254
= 1− 2.718-4.1
= 98.3%
Dari perhitungan diatas dapat diketahui efisiensi kinerja ESP pada PT. Merak
Energi Indonesia kondisi aktual sebesar 98.3%.
33
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian pada electrostatic precipitator pada PT. Merak
Energi Indonesia, dapat sebagai berikut:
1. Efisiensi electrostatic precipitator tergantung pada5tegangan6yang dibangkitkan.
Semakin besar5tegangan5yang digunakan maka4efisiensi dari electrostatic
precipitator akan semakin tinggi. Hal ini dapat dibuktikan pada desain dengan
tegangan yang dibangkitkan sebesar 63,8 kV efisiensi mencapai 99,99% sedangkan
pada saat dilakukan perhitungan dengan tegangan aktual 45,7 kV, efisiensi ESP
turun menjadi 98,3%.
2. Untuk meningkatkan kinerja dari ESP dapat menggunakan metode predictive
maintenance dan preventive maintenance. Dari hasil perhitungan didapatkan nilai
kuat medan listrik sebesar 87,2 kV/m dan kecepatan migrasi partikel sebesar 0.0254
m/s. Maka diketahui efisiensi kinerja electrostatic precipitator PT. Merak Energi
Indonesia sebesar 98.3% dan masih tergolong baik, karna efisiensi ESP dirancang
diatas 90%.
5.2 Saran
Kinerja electrostatic precipitator (ESP) pada PT. Merak Energi Indonesia
masih bagus, namu terdapat beberapa komponen pada electrostaticprecipitator
(ESP) yang rusak dan menyebabkan turunnya efisiensi kinerja electrostatic
precipitator (ESP) . Sebaiknya5dilakukan perbaikan6dan6penggantian
komponentyangtrusak, sertatmelakukantperawatan electrostatic precipitator
(ESP)rsecararberkala supaya efisiensi5electrostatic precipitator
(ESP)6dan6umur5 pakai electrostatic precipitator (ESP)
akan6bertambah7panjang.
34
DAFTAR PUSTAKA
[1] Artikel Teknologi, 2018. Dalam artikel tentang Electrostatik Precipitator:
Teknologi Mengendalikan Polusi Abu ( Fly Ash) dari Boiler.
[2] Ary Alfianto, 2014. Dalam artikel tentang kelebihan dan kekurangan
teknologi pengendali udara. (28 November 2014).
[3] M Fahrizal Setiawan, 2017. Dalam artikel kinerja operasi electrostatic
precipitator sebagai alat penangkap debu boiler berdasarkan tegangan
dan laju debu.
[4] Shalma, Sharmila, 2014. Dalam Makalah Elektrostatik Precipitator (14
November 2014).
[5] Suprianto, 2015. Dalam artikel tentang Electrostatic Precipitator. (16
Oktober 2015).
35
Lampiran
ESP unit 1
ESP unit 2
36
Air and flue gas overview
Fly ash handling system
37
Flue gas
Spesifikasi collecting electrode sesuai desain
38
Nameplate trafo pada ESP
Gas Flow Rate
39
Jarak antar elektroda
40
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Data Personal
NIM : 2017-71-138
Nama : Muhammad Ilham Arrafii
Tempat / TanggalLahir : Serang, 20 November 1998
JenisKelamin : Laki-laki
Status Perkawinan : Belum menikah
Program Studi : DIII Teknik Elektro
Alamat Rumah : Pondok Cilegon indah Blok D 66 no 6, Cilegon,
Banten
KodePos 42423
Telp / Hp : +6281218218832
Email : [email protected]
Pendidikan
Jenjang Nama Lembaga Jurusan Tahun Lulus
SD SDIT Raudhatul Jannah - 2011
SMP SMPN 2 Cilegon - 2014
SMA SMAN 2 Krakatau Steel IPA 2017
Demikianlah daftar riwayat hidup ini dibuat dengan sebenarnya.
Jakarta, 20 Februari 2020
Mahasiswa Ybs.
41
Muhammad Ilham Arrafii
A
Lampiran - A Lembar Bimbingan Tugas Akhir
INSTITUT TEKNOLOGI – PLN
LEMBAR BIMBINGAN PROYEK AKHIR
Nama Mahasiswa : Muhammad Ilham Ar Rafii
NIM 201771138
Program Studi : Teknologi Listrik
Jenjang : Diploma
Pembimbing Utama (Materi) : Andi Makkulau, ST, M.Ikom, MT
Judul Tugas Akhir : Analisa Kinerja Sistem Electrostatic
Precipitator Pada Pembangkit PT. MERAK
ENERGI INDONESIA.
Tanggal Materi Bimbingan Paraf
Pembimbing
10 Februari
2020
Pengajuan judul Tugas Akhir untuk
persiapan pembuatan proposal
21 Februari
2020
Konsultasi mengenai beberapa pilihan
judul Tugas Akhir yang akan
diambil
28 Februari
2020
Konsultasi mengenai judul tugas
akhir yang telah ditentukan.
6 Maret Konsultasi tentang isi proposal Tugas
A
2020 Akhir
13 Maret
2020
Konsultasi tentang persiapan
pelaksanaan siding proposal tugas
akhir
1 April 2020 Konsultasi tentang mekanisme
pelaksanaan sidang proposal tugas akhir
17 April
2020
Konsultasi tentang penulisan laporan
magang
2
Tanggal Materi Bimbingan Paraf
Pembimbing
14 Mei 2020 Konsultasi tentang kendala dalam
penyelesaian laporan magang
18 Juni 2020 Konsultasi mengenai kesiapan
mahasiswa dalam persiapan sidang
laporan magang
09 Juli 2020 Konsultasi mengenai progres Tugas
Akhir
16 Juli 2020 Konsultasi mengenai kendala dalam
menyelesaikan Tugas Akhir
22 Juli 2020 Konsultasi mengenai tahap akhir
dalam penyelesaian Tugas Akhir
