Cara Menghitung Kebutuhan Bahan Bakar Boiler

A. Perhitungan Keseimbangan Dan Bahan Bakar

Untuk memanaskan air menjadi uap pada boiler (ketel uap) dibutuhkan kalori yang diperoleh dari pembakaran fibred an shell (cangkang) sebagai bahan bakar.

Fibre dan shell yang diperoleh dari pabrik kelapa sawit dengan pengolahan 60 Ton TBS/Jam adalah sebagai berikut :

*Fibre    = 14 % x 60 Ton TBS/Jam = 8,4 Ton Fibre/Jam
*Shell    = 5  % x 60 Ton TBS/Jam = 3 Ton Shell/Jam

Komposisi bahan bakar fibred an shell adalah sebagai berikut:

        FIBRE                           SHELL
    C     = 40,15 %                C   = 61,34 %
    H2   = 4,25 %                 A2  = 3,25 %
    O2   = 30,12 %               O2  = 31,16 %
    N2   = 22,29 %               N2  = 2,45 %
    Ash = 3,19 %                 Ash = 1,80 %

Nilai bakar bahan bakar (LHV) Fibre 1 Kg Fibre:
LHV Fibre
= 81 C + 290 ( H – O/8 ) + 25 S – 6  ( W  +  9/8  O )
= 81 (40,15) + 290 (4,25 – 30,12/8) + 25.0 – 6 (0 + 9/8 (30,12))
= 3.189,49  Kkal/Kg  = 3.189 Kkal/Kg

Nilai bakar bahan bakar (LHV) Shell 1 Kg Shell
LHV Fibre
= 81 C  +  290 ( H – O/8 )  +  25 S – 6  ( W  +  9/8  O )
= 81 (61,34) + 290 (3,25 – 31,16/8) + 25.0 – 6 (0 + 9/8 (31,16))
= 4.571,16  Kkal/Kg  = 4.571 Kkal/Kg

Dengan demikian maka jumlah kalori yang diperoleh pada pabrik kelapa sawit (PKS) Teluk Bacau dengan kapasitas 60 Ton TBS/Jam adalah sebagai berikut:

LHV Fibre  = 3.189  x  8.400    = 26.787.600 Kkal
LHV Shell  = 4.571 x 3.000 = 13.713.000 Kkal
Jumlah Kalori yang dibutuhkan = 40. 500.600 Kkal

Dengan jumlah kalori yang tersedia maka secara teori kapasitas boiler (ketel uap) dengan tekanan kerja 21 Bars (Superheat Steam) pada Pabrik Kelapa Sawit (PKS) 60 Ton TBS/Jam dihitung sebagai berikut:

*Perhitungan kapasitas boiler (ketel uap) berdasarkan kalori yang tersedia dari pabrik kelapa sawit 60 Ton TBS/Jam berdasarkan rumus sebagai berikut :
D = Nk  LHV  /  (h1 – h2) 

Dimana :
D          = Kapasitas uap yang dihasilkan boiler
LHV     = Total nilai bakar bahan bakar
H1        = Entalphi uap keluar boiler pada tekanan
21 Bars = 698,29 Kkal/Kg2
H2         = Enthalpi air umpan ketel pada temp
1050C   = 105,59 Kkal/Kg
Nk         = 0,70 (Efisiensi ketel)

Maka:
D = 0,70 x 40.500.600  / (698,29 – 105,58 )
= 28.350.420 /592,71
= 47.831,857 Kg Uap/Jam
= 47.832 Kg Uap/Jam

Dengan demikian maka secara teori kapasitas uap yang dihasilkan oleh boiler (ketel uap) berdasarkan nilai kalori bahan bakar fibre dan shell pabrik kelapa sawit (PKS) kapasitas 60 Ton TBS/Jam = 47.832 Kg/Jam 

B.Kebutuhan uap pada pabrik kelapa sawit (Pks) dengan kapasitas 60 Ton Tbs/Jam

Pemakaian Uap                                    Per Ton TBS/Jam                      Kapasitas
                                                                (Kg Steam/Jam)                       60 Ton/Jam
                                                                                                     T.T        T.R       
1.3 Peak Sterilizer            
(pada beban puncak)                                        220                        -            13.200

2.Digester                                                           35                        -              2.100

3.Crude Oil Heater Crude Oil
Tank, Clarification Tank                                    60                        -               3.600

4.Vacuum Oil Drier                                            -                        840                -

5.Process Water Heating                                   40                        -              2.400

6.Nut Silo Drier                                                 30                         -             1.800

7.Kernel Silo Drier                                            30                         -             1.800

8.Deaerator                                                        65                         -             3.900

9.Turbin Pump                                                   40                     2400               -

                          Sub Total                                                          3.240        28.800
                          Losses 10%                                                         324          2.880
                          Total                                                                 3.564        31.680
                          Jumlah Kebutuhan Uap = 3.564 + 31.680 = 35.244

Keterangan:
*Kebutuhan uap dihitung bahwa pompa boiler (ketel uap) digerakkan dengan uap.
*T.T = Tekanan Tinggi
*T.R = Tekanan Rendah

Dari data diatas maka didapat bahwa pemakaian uap untuk pabrik kelapa sawit dengan kapasitas 60 Ton TBS/Jam = 35.244 Kg/Jam.

C.Penyusunan Keseimbangan antara Bahan Bakar, Uap dan Tenaga Listrik

*Bahan Bakar Yang Tersedia Untuk Membangkitkan Uap
1.Berdasarkan Teori uap yang tersedia adalah: 47.832 – 3.564 = 44.268 Kg/Jam
2.Berdasarkan Kapasitas Boiler (ketel uap) yang dipasang, uap yang dipeoleh adalah: 33.000 – 3.564 = 29.436 Kg/Jam

*Data Turbin Uap (Steam Turbo Alternator):
-Tekanan Uap masuk Turbin/Temperatur = 21 Barg / 2600 C
-Tekanan Uap Keluar Turbin                    = 3 Barg
-Spesifikasi Konsumsi Pemakaian Uap    = 25 Kg/Kwh

*Tenaga Yang Diperoleh dari Uap Yang Tersedia  

-Berdasarkan Teori jumlah uap yang tersedia maka diperoleh tenaga: 44.268 / 25 = 1.771 Kw

-Berdasarkan Boiler (Ketel Uap) yang dipasang Jumlah Tenaga yang diperoleh: 29.436 /25 = 1.177 Kw

*Kebutuhan Tenaga (Power Requirement)
Diketahui:

UAP  (Kg/Jam)                                              TENAGA (Kw)
Tersedia    Dibutuhkan     Sisa           Tersedia     Dibutuhkan        Sisa
47.832           35.244        12.588            1.771          1.108                   663
33.000           35.244        -2.244            1.177           1.108                     69

Dengan factor beban Pabrik 65 % maka tenaga yang dibutuhkan untuk Pabrik Kelapa Sawit (PKS) Kapasitas 60 Ton TBS/Jam adalah: 0,65 x 1.177 Kw = 765,05 Kw