Analisis Pengaruh Rasio Bahan Bakar Biomassa Pada Proses Co-Firing Terhadap Performa Boiler PLTU 660 MW PT PJB UBJ O&M Paiton Menggunakan Simulasi Cycle Tempo 5.0.

Puspitasari, Rizka Aulia (2022) Analisis Pengaruh Rasio Bahan Bakar Biomassa Pada Proses Co-Firing Terhadap Performa Boiler PLTU 660 MW PT PJB UBJ O&M Paiton Menggunakan Simulasi Cycle Tempo 5.0. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111740000165-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2024. Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Bersamaan dengan berkembangnya zaman dan teknologi, konsumsi energi akan terus mengalami peningkatan dalam beberapa tahun ke depan. Produksi energi listrik juga masih banyak memanfaatkan penggunaan energi fosil tidak terbarukan, salah satunya batu bara. Beberapa sektor industri saat ini sudah mulai mengambil tindakan untuk mengembangkan teknologi pemanfaatan biomassa dengan menggunakan co-firing. Co-firing merupakan proses yang melakukan pencampuran biomassa sebagai pengganti batu bara untuk kebutuhan bahan bakar. Jenis dan rasio biomassa yang digunakan tidak boleh sembarangan, sehingga tetap perlu diperhatikan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh rasio biomassa yang digunakan terhadap performa pembangkit listrik, khususnya pada bagian boiler. Objek dalam penelitian ini adalah PLTU Unit 9 yang dimiliki oleh PT. PJB UBJ O&M Paiton yang memiliki kapasitas daya sebesar 660 MW.
Penelitian dilakukan menggunakan perangkat lunak Cycle Tempo 5.0 pada tiga kondisi beban yang berbeda, yaitu TMCR 100%, 75%, dan 50%, yang nantinya akan menghasilkan daya yang berbeda juga untuk setiap variasi beban. Pada setiap kondisi beban tersebut akan dilakukan pencampuran bahan bakar dengan rasio injeksi biomassa sebesar 2%, 8%, 10%, 12%, dan 15% terhadap batu bara yang digunakan. Jenis biomassa yang digunakan dalam penelitian ini berupa sawdust (serbuk gergaji).
Berdasarkan hasil simulasi co-firing, dapat dilihat bahwa peningkatan rasio co-firing berpengaruh terhadap performa boiler dan pembangkit listrik secara keseluruhan. Semakin besar rasio co-firing yang digunakan, didapatkan hasil yang mengalami peningkatan pada kebutuhan bahan bakar dan udara, efektifitas secondary superheater boiler, NPHR, dan total daya pemakaian sendiri. Semakin besar daya pemakaian sendiri yang dibutuhkan, semakin kecil daya bersih yang dihasilkan oleh pembangkit listrik, Pada keadaan baseline, kebutuhan bahan bakar sebesar 93.713 kg/s. Namun ketika dilakukan co-firing didapatkan kebutuhan bahan bakar yang menurun hingga mencapai 96.978 kg/s pada rasio co-firing 15%. Sementara untuk nilai efisiensi bersih yang dihasilkan pembangkit sebesar 38.69% dengan NPHR sebesar 2223.76 kCal/kWh, dan untuk efisiensi terkecil pada pembebanan 100% yang diperoleh sebesar 38.52% dengan NPHR sebesar 2233.66 kCal/kWh. Ketika dilakukan simulasi dengan variasi pembebanan yang lebih rendah, performa pembangkit listrik yang dihasilkan mengalami penurunan. Pada variasi pembebanan 75% dan 50%, masing-masing menghasilkan net cycle efficiency sebesar 37.07% dan 34.29% dengan NPHR masing-masing sebesar 2321.08 kCal/kWh dan 2509.17 kCal/kWh. Sementara untuk beberapa parameter yang mengalami penurunan diantaranya adalah nilai FEGT, efisiensi thermal, serta efisiensi boiler. Pada keadaan baseline, nilai FEGT yang diperoleh sebesar 1816.11˚C dan mengalami penurunan hingga mencapai 1802.35˚C pada rasio 15%. Selain FEGT, performa boiler ditinjau dari besar nilai efektifitas dan efisiensi yang dihasilkan. Berdasarkan dari hasil simulasi, nilai effectiveness secondary superheater pada keadaan baseline sebesar 0.3968406 dan mengalami kenaikan hingga mencapai nilai sebesar 0.4008357 pada rasio 15%.
===================================================================================================
Along with the development of the times and technology, energy consumption will continue to increase in the next few years. The production of electrical energy also still utilizes the use of non-renewable fossil energy, one of which is coal. Several industrial sectors are currently taking action to develop biomass utilization technology using co-firing. Co-firing is a process that mixes biomass as a substitute for coal for fuel needs. The type and ratio of biomass used should not be arbitrary, so it still needs to be considered. This study aims to determine the effect of the ratio of biomass used on the performance of power plants, especially in the boiler section. The object of this research is PLTU Unit 9 which is owned by PT. PJB UBJ O&M Paiton has a power capacity of 660 MW.
The research was conducted using Cycle Tempo 5.0 software at three different load conditions, namely TMCR 100%, 75%, and 50%, which will produce different power for each load variation. At each load condition, the fuel mixture will be mixed with a biomass injection ratio of 2%, 8%, 10%, 12%, and 15% of the coal used. The type of biomass used in this research is sawdust (sawdust).
Based on the results of the co-firing simulation, it can be seen that the increase in the co-firing ratio affects the overall performance of the boiler and power plant. The greater the ratio of co-firing used, the results obtained are an increase in fuel and air requirements, the effectiveness of the secondary superheater boiler, NPHR, and the total power consumption itself. The greater the self-consumption power required, the smaller the net power generated by the power plant. In the baseline state, the fuel requirement is 93,713 kg/s. However, when co-firing was carried out, the fuel requirement decreased to 96,978 kg/s at a co-firing ratio of 15%. Meanwhile, the net efficiency value generated by the generator is 38.69% with an NPHR of 2223.76 kCal/kWh, and the smallest efficiency at 100% loading is 38.52% with an NPHR of 2233.66 kCal/kWh. When the simulation is carried out with a lower variation of the load, the performance of the resulting power plant decreases. At 75% and 50% loading variations, the net cycle efficiency was 37.07% and 34.29% with NPHR of 2321.08 kCal/kWh and 2509.17 kCal/kWh, respectively. Meanwhile, several parameters that have decreased include the value of the FEGT, thermal efficiency, and boiler efficiency. At the baseline, the FEGT value obtained was 1816.11˚C and decreased to 1802.35˚C at a ratio of 15%. In addition to FEGT, boiler performance is seen from the value of effectiveness and efficiency produced. Based on the simulation results, the value of the effectiveness of the secondary superheater at the baseline is 0.3968406 and has increased to 0.4008357 at a ratio of 15%.

Item Type:	Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords:	Biomassa, Sawdust, Co-firing, Boiler, Efisiensi, Cycle Tempo, Biomass, Efficiency, FEGT, Effectiveness, NPHR
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Rizka Aulia Puspitasari
Date Deposited:	14 Feb 2022 00:48
Last Modified:	14 Feb 2022 00:48
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/93766

Actions (login required)

View Item