Studi Numerik Pengaruh Jumlah Economizer Hopper Pada Boiler Terhadap Karakteristik Aliran Flue Gas

Murtadho, Muhammad Rizqi (2023) Studi Numerik Pengaruh Jumlah Economizer Hopper Pada Boiler Terhadap Karakteristik Aliran Flue Gas. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111940000012-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Salah satu komponen utama pada PLTU adalah boiler. Proses yang terjadi pada boiler adalah pembakaran batubara yang menghasilkan gas buang. Gas buang tersebut adalah flue gas yang mengandung fly ash yang terdiri dari abu dan partikel tidak terbakar. Fly ash dapat menumpuk pada air preheater dan kinerja air preheater akan terganggu apabila terjadinya clogging (buntu) pada air preheater karena perpindahan panas tidak maksimal yang disebabkan oleh fly ash yang terkandung dalam flue gas yang tertahan dan menumpuk di air preheater. Hal tersebut akan mempengaruhi efisiensi dari boiler karena dapat terjadi penurunan suhu udara pembakaran yang seharusnya dihasilkan oleh air preheater. Salah satu cara mengatasi permasalahan tersebut adalah penambahan economizer hopper untuk menyaring fly ash berukuran besar. Penelitian ini dilakukan untuk modifikasi saluran flue gas pada boiler PLTU Tanjung Awar-awar dengan penambahan economizer hopper untuk mengurangi dampak fly ash. Penelitian ini menggunakan metode simulasi pada Software ANSYS Fluent dengan variasi ukuran luas atas economizer hopper (60 m2 pada 1 hopper, 30 m2 pada 2 hopper, dan 20 m2 pada 3 hopper) dan ukuran fly ash (1 mm dan 3.35 mm). Simulasi yang dilakukan untuk mendapatkan distribusi contour dari fly ash, velocity, pressure dan temperature dari aliran flue gas serta data berbentuk grafik di setiap distribusi properties dan variasi. Validasi penelitian yang dilakukan menggunakan Grid Independence Test dibandingkan dengan data aktual dari PLTU Tanjung Awar-awar. Dari simulasi yang telah dilakukan, didapatkan hasil bahwa boiler dengan hopper mengalami penurunan temperature dan peningkatan pressure yang rendah, sedangkan boiler tanpa hopper mengalami temperature yang stabil dan peningkatan pressure yang tinggi. Penurunan jumlah fly ash pada aliran flue gas terjadi juga pada boiler dengan hopper. Pengaruh variasi jumlah economizer hopper terhadap aliran flue gas adalah jumlah fly ash yang berada di hopper paling banyak pada boiler tiga hopper sebesar 92,12 % dari partikel ukuran 3,35 mm dan 77,83 % dari partikel ukuran 1 mm, velocity flue gas out paling rendah adalah boiler tiga hopper sebesar 11,87 m/s2, temperature flue gas out paling rendah pada boiler tiga hopper sebesar 621,85 K, dan pressure drop flue gas out paling rendah pada boiler tiga hopper 32,49 Pa. Variasi tiga economizer hopper merupakan jumlah economizer hopper yang efektif dan efisien pada boiler karena penurunan temperature yang tidak signifikan dari variasi tanpa economizer hopper sebesar 2 K, pressure drop yang rendah, dan penangkapan fly ash yang paling banyak.
===============================================================================================================================
One of the main components in a coal-fired power plant (PLTU) is the boiler. The process that occurs in the boiler is the combustion of coal, which produces flue gas. This flue gas contains fly ash, consisting of ash and unburned particles. Fly ash can accumulate in the air preheater, and the performance of the air preheater can be disrupted when clogging occurs due to the fly ash being trapped and accumulated in the air preheater, causing suboptimal heat transfer. This will affect the efficiency of the boiler because there may be a decrease in the combustion air temperature that should have been achieved by the air preheater. One way to address this issue is by adding an economizer hopper to filter out larger-sized fly ash. This research was conducted to modify the flue gas channel in the Tanjung Awar-awar PLTU boiler by adding an economizer hopper to reduce the impact of fly ash. This study utilizes simulation methods using ANSYS Fluent software with variations in the upper area size of the economizer hopper (60 m2 for 1 hopper, 30 m2 for 2 hoppers, and 20 m2 for 3 hoppers) and the size of the fly ash (1 mm and 3.35 mm). The simulations are conducted to obtain contour distributions of fly ash, velocity, pressure, and temperature of the flue gas flow, as well as graphical data for each distribution of properties and variations. The research is validated using a Grid Independence Test, compared with actual data from the Tanjung Awar-awar PLTU. From the simulations that have been conducted, the results show that the boiler with a hopper experiences a decrease in temperature and a low increase in pressure, while the boiler without a hopper maintains a stable temperature but experiences a significant increase in pressure. A reduction in the amount of fly ash in the flue gas flow also occurs in the boiler with a hopper. The influence of varying the number of economizer hoppers on the flue gas flow is that the boiler with three hoppers has the highest amount of fly ash captured, which is 92.12% of particles sized 3.35 mm and 77.83% of particles sized 1 mm. The lowest velocity of the flue gas out occurs in the boiler with three hoppers, measuring 11.87 m/s^2. The lowest temperature of the flue gas out in the boiler with three hoppers is 621.85 K, and the lowest pressure drop of the flue gas out in the same boiler is 32.49 Pa. The variation of three economizer hoppers proves to be an effective and efficient number for the boiler, as it shows an insignificant decrease in temperature compared to the variation without economizer hoppers, which is only 2 K, a low pressure drop, and the highest fly ash capture rate.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Boiler, Economizer hopper, Flue gas, Fly ash
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ263.5 Boilers (general) T Technology > TN Mining engineering. Metallurgy > TN295 Fly ash
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Muhammad Rizqi Murtadho
Date Deposited:	11 Sep 2023 03:32
Last Modified:	11 Sep 2023 03:32
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/103668

Actions (login required)

View Item