Simulasi Numerik Pengaruh Ukuran Partikel Batubara (Fineness) Terhadap Karakteristik Pembakaran Pada Sistem Pulverized Coal Sub-Critical Boiler Kapasitas 600 MW

Purnomo, Heri (2020) Simulasi Numerik Pengaruh Ukuran Partikel Batubara (Fineness) Terhadap Karakteristik Pembakaran Pada Sistem Pulverized Coal Sub-Critical Boiler Kapasitas 600 MW. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111750078013-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Download (12MB)

Abstract

Boiler PLTU Suralaya di desain untuk beroperasi menggunakan batubara medium range coal (MRC). Ketersediaan batubara sesuai spesifikasi desain pada PLTU Suralaya semakin menipis. Untuk memenuhi kebutuhan energi listrik, PLTU Suralaya perlu memenuhi kekurangan pasokannya menggunakan batubara low rank coal (LRC). Selain nilai kalor yang rendah, batubara LRC juga memiliki tingkat ketergerusan (HGI) yang rendah. Dengan rendahnya nilai HGI maka pulverizer tidak mampu menggerus batubara tersebut sampai pada tingkat kehalusan yang diinginkan. Ukuran partikel batubara yang besar tentu akan mempengaruhi pembakaran di dalam boiler. Untuk itu perlu dilakukan analisa pengaruh ukuran partikel batubara yang masuk kedalam boiler terhadap karakteristik pembakaran.
Simulasi dengan CFD merupakan solusi yang efektif dan efisien untuk mengetahui pengaruh ukuran partikel batubara (fineness) terhadap karakteristik pembakaran di boiler. Data input dan boundary condition ditentukan berdasarkan data saat komisioning tes pada beban 600 MWe dan untuk menghitung distribusi ukuran partikel batubara digunakan hukum Rosin-Rammler. Simulasi dilakukan dengan memvariasikan tiga ukuran partikel batubara (fineness), yaitu 128, 160 dan 193 µm. Hasil yang diperoleh ditampilkan secara kualitatif berupa visualisasi maupun data kuantitatif berupa tabel atau grafik.
Dari hasil simulasi disimpulkan bahwa semakin kasar ukuran batubara yang masuk kedalam boiler, pembakaran semakin bergeser keatas, residence time naik, dan reaksi pada area burner berlangsung dua tahap pembakaran. Pada pembakaran dengan ukuran partikel rata-rata 128 µm temperatur tertinggi berada pada elevasi 28,69 m dengan temperatur 1706,22 oC. Pada ukuran partikel 160 µm pada elevasi 38,63 m dengan temparatur 1705,83 oC. Pada ukuran partikel 193 µm pada elevasi 47,43 m dengan temperatur 1705,49 oC.
===========================================================================================================================================
The Steam Generator of Suralaya power plant is designed to operate using medium range coal (MRC). The availability of coal according to the design specifications is getting limited. To meet the electricity needs, the Suralaya power plant needs to meet the shortage of supply using low rank coal (LRC). In addition to the low calorific value, LRC coal also has a lower High Grindability Index (HGI). With the low value of HGI, the pulverizer is not able to crush the coal to the desired level of fineness. Large coal particle size will certainly affect combustion in the boiler. For this reason it is necessary to analyze the effect of the size of coal particles entering the boiler on the combustion characteristics.
Simulation with CFD is an effective and efficient solution to determine the effect of coal particle size (fineness) on the characteristics of combustion in the boiler. Data input and boundary conditions are determined based on commissioning tests data at 600 MWe load and to calculate the distribution of coal particle sizes using Rosin-Rammler's law. The simulation is done by varying the three particle sizes of coal (fineness), namely 128, 160 and 193 µm. The results obtained are displayed qualitatively in the form of visualization and quantitative data in the form of tables or graphs
From the simulation results it was concluded that the more coarse the size of coal entering the boiler, the combustion increasingly shifted upward, residence time increase, and the combustion reaction in the burner area lasts two stages. In combustion with an average particle size of 128 μm the highest temperature is at an elevation of 28.69 m with a temperature of 1706.22 oC. At a particle size of 160 µm at an elevation of 38.63 m with a temperature of 1705.83 oC. At a particle size of 193 μm at an elevation of 47.43 m with a temperature of 1705.49 oC.

Item Type:	Thesis (Masters)
Additional Information:	RTM 621.183 Pur s-1
Uncontrolled Keywords:	pulverized coal combustion, coal quality, HGI, coal fineness, CFD simulation
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ785 Internal combustion engines. Spark ignition
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Heri Purnomo
Date Deposited:	16 Jan 2024 08:30
Last Modified:	16 Jan 2024 08:32
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/75330

Actions (login required)

View Item