Studi Numerik Variasi Volume Bed Material Terhadap Kondisi Operasional Boiler Circulating Fluidized Bed (CFB) pada Pembebanan 28.6 MW

Adi.Muliawan, Bayu (2018) Studi Numerik Variasi Volume Bed Material Terhadap Kondisi Operasional Boiler Circulating Fluidized Bed (CFB) pada Pembebanan 28.6 MW. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh November.

[img]
Preview
Text
2115105046-Undergraduate_Theses.pdf - Accepted Version

Download (2MB) | Preview

Abstract

PLTU Air Anyir adalah sebuah pembangkit listrik tenaga uap dengan daya sebesar 30 MW yang berlokasi di Bangka Belitung dan merupakan salah satu PLTU di Indonesia yang menggunakan boiler dengan tipe circulating fluidized bed (CFB). Boiler tipe circulating fluidized bed menggunakan bed material yang merupakan partikel-partikel seperti pasir atau fuel ash sebagai media penghantar panas sehingga panas didalam furnace akan menjadi lebih stabil, pada boiler circulating fluidized bed juga terdapat alat tambahan yaitu cyclone, cyclone digunakan untuk memisahkan material bed dan partikel batu bara yang terbawa keluar furnace bersama dengan flue gas untuk disirkulasikan kembali menuju furnace. Untuk mengetahui apakah volume material bed dapat mempengaruhi kondisi operasional boiler circulating fluidized bed yang dihasilkan pada boiler maka dilakukan simulasi dengan bantuan software CFD FLUENT dengan pemodelan multiphase eulerian, energy equation, viscous dengan menggunakan k-ε Standar untuk menyelesaikan permasalahan heating, bouyancy dan combustion, species menggunakan species transport reaction dan discrete phase model diaktifkan untuk mendefinisikan injeksi untuk inlet batubara sedangkan untuk radiasi, heat exchanger, solidification, acoustic, eulerian wall film dimatikan. Simulasi dilakukan dengan memvariasikan volume material bed menjadi 5 kasus dan pada masing-masing kasus memiliki volume material bed yang berbeda-beda yaitu 10 m3, 20 m3, 30 m3, 40 m3 dan 50 m3. Dalam simulasi ini digunakan data operasional PLTU Air Anyir pada pembebanan 28.6 MW. Hasil simulasi dianalisa pada beberapa parameter yaitu fluidisasi material bed, kecepatan udara superfisial, tekanan pada windbox, potensi erosi pada cyclone dan temperatur pada furnace. Pada analisa pembakaran dengan temperatur ideal 800 °C sampai 900 °C, seluruh kasus memenuhi kriteria dengan temperatur masing-masing kasus adalah 881 °C, 830 °C, 833 °C, 829 °C dan 830 °C. Pada analisa fluidisasi bed dengan ketinggian fluidisasi bed maksimal 2.7 m dan analisa tekanan windbox dengan tekanan ideal adalah 6.5 kPa sampai 7.5 kPa, kasus yang memenuhi kriteria hanyalah kasus 1 dengan ketinggian fluidisasi bed 2.1 m dan tekanan windbox sebesar 6.6 kPa. Pada analisa kecepatan udara superficial dengan kecepatan udara superficial ideal adalah 4 m/s sampai 6 m/s, kasus yang memenuhi kriteria adalah kasus 1 dan kasus 2 dengan kecepatan udara superficial sebesar 4.9 m/s dan 4.1 m/s. Pada analisa erosi, kecepatan bed material dan volume fraksi pada cyclone akan semakin berkurang seiring bertambahnya volume bed material sehingga kasus 1 dengan volume bed material sebesar 10 m3 memiliki potensi erosi pada cyclone lebih besar dibandingkan kasus 5 dengan volume bed material 50 m3. ============================================================================================================ PLTU Air Anyir is a 30 MW steam power plant located in Bangka Belitung and is one of Indonesia's power plant which uses boiler with circulating fluidized bed (CFB) type. The circulating fluidized bed boiler uses a material bed that is particles such as sand or fuel ash as a heat conductor medium so that the heat inside the furnace will become more stable, in the circulating fluidized bed boiler there is also an additional tool that is cyclone, cyclone is used to separate the material bed and the coal particles carried out of the furnace along with the flue gas to be recirculated to the furnace. To know whether the volume of material bed can affect the operational condition of boiler circulating fluidized bed produced in the boiler then simulated with CFD FLUENT software with eulerian multiphase modeling, energy equation, viscous using k-ε Standard for solving heating, bouyancy and combustion problems, species using transport reaction species and discrete phase models are enabled to define injections for coal inlets while for radiation, heat exchangers, solidification, acoustic, eulerian wall films are switched off. Simulations were performed by varying the volume of material bed into 5 cases and in each case having different material bed volumes of 10 m3, 20 m3, 30 m3, 40 m3 and 50 m3. In this simulation the operational data of PLTU Air Anyir is used in loading 28.6 MW. The simulation results were analyzed on several parameters: fluidization of material bed, superficial air velocity, windbox pressure, cyclone erosion potential and furnace temperature. In the combustion analysis with an ideal temperature of 800 °C to 900 °C, all cases meet the criteria with the temperature of each case being 881 °C, 830 °C, 833 °C, 829 °C and 830 °C. In bed fluidization analysis with maximal fluidization bed height of 2.7 m and windbox pressure analysis with ideal pressure is 6.5 kPa to 7.5 kPa, the case that meet the criteria is only case 1 with the height of fluidization bed is 2.1 m and windbox pressure is 6.6 kPa. In superficial air velocity analyzes with ideal superficial air velocities is 4 m/s to 6 m/s, cases that meet the criteria are case 1 and case 2 with superficial air velocity is 4.9 m/s and 4.1 m/s. In the erosion analysis, material bed speed and fractional volume in cyclone will decrease as the volume of material bed increases so that case 1 with material bed volume of 10 m3 has a greater potential for cyclone erosion than case 5 with material bed volume of 50 m3.

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Additional Information: RSM 621.183 Mul s-1 3100018076148
Uncontrolled Keywords: PLTU Air Anyir, Circulation Fluidized Bed (CFB) Boiler, Computational Fluid Dynamics (CFD), material bed volume.
Subjects: T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA357 Computational fluid dynamics.
T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ164 Power plants--Design and construction
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User: Bayu Adi Muliawan
Date Deposited: 17 Oct 2020 03:07
Last Modified: 27 Nov 2020 03:39
URI: http://repository.its.ac.id/id/eprint/55372

Actions (login required)

View Item View Item