Studi Numerik Karakteristik Pengeringan Batubara Pada Fluidized Bed Coal Dryer Secara 3d Terhadap Pengaruh Konfigurasi Perforated Plate Dan Variasi Temperatur Inlet Dengan Ansys Fluent 19.

Rini, Herliyana Mei (2022) Studi Numerik Karakteristik Pengeringan Batubara Pada Fluidized Bed Coal Dryer Secara 3d Terhadap Pengaruh Konfigurasi Perforated Plate Dan Variasi Temperatur Inlet Dengan Ansys Fluent 19. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111840000028-Undergraduate Thesis.pdf Download (12MB)

Abstract

Boiler pada suatu PLTU Batubara umumnya didesain dengan spesifikasi tertentu yaitu menggunakan batubara berjenis high rank dalam pengoperasiannya. Namun, pada kondisi aktualnya ketersediaan batubara berjenis high rank ini sangatlah terbatas, dan apabila ada harganya sangat mahal sehingga dinilai tidak ekonomis. Cadangan batubara yang melimpah di Indonesia saat ini didominasi oleh batubara berjenis medium hingga low rank coal. Perubahan penggunaan batubara high rank coal menjadi low rank coal pada boiler PLTU akan berdampak pada tidak adanya pulverizer yang standby. Hal ini dikarenakan untuk mendapatkan daya bangkitan yang sama maka dibutuhkan massa alir batubara yang besar, sehingga seluruh pulverizer harus bekerja secara ekstra untuk memenuhi kapasitas yang dibutuhkan boiler. Apabila terdapat kerusakan pada salah satu pulverizer, maka menyebabkan realibility suatu pembangkit akan menurun. Oleh karena itu, diperlukan suatu metode untuk meningkatkan kualitas batubara. Salah satu metode yang dapat dilakukan yaitu melalui proses pengeringan batubara menggunakan teknologi fluidized bed coal dryer yang dapat menurunkan moisture content dari batubara, sehingga dapat menaikkan nilai kalor pada batubara. Dengan melakukan metode pengeringan batubara tersebut, diharapkan dapat meningkatkan reliability dari PLTU Batubara. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan software GAMBIT 2.4.6 untuk pemodelan geometri dan meshing, serta software ANSYS FLUENT 19.2 untuk melakukan proses simulasi perpindahan panas dan massa pada batubara. Penelitian ini mensimulasikan fluidized bed dryer sebagai pengering batubara dengan media pengering berupa udara. Terdapat 2 jenis perforated plate yang akan dibandingkan, yaitu susunan aligned dan staggered. Adapun variasi temperatur udara pengering pada sisi inlet yaitu sebesar 45°C, 55°C, dan 65°C dengan kecepatan udara pengering konstan sebesar 2,4 m/s. Pada penelitian ini akan diperoleh beberapa data properties hasil simulasi yang kemudian akan diolah melalui perhitungan manual dan didapatkan juga hasil kualitatif berupa kontur. Hasil penelitian yang diperoleh adalah terjadi penurunan moisture content pada batubara. Penurunan nilai moisture content paling rendah dicapai oleh temperatur 65°C sebesar 27,75% pada konfigurasi perforated plate aligned dan 27,97% pada staggered. Selanjutnya, penurunan paling rendah kedua oleh temperatur 55°C dengan nilai moisture content sebesar 29,95% pada perforated plate aligned dan 30,10% pada staggered. Penurunan nilai moisture content paling rendah ketiga dicapai oleh temperatur 45°C sebesar 32,02% pada konfigurasi perforated plate aligned dan 32,17% pada staggered. Didapatkan bahwa semakin tinggi temperatur inlet maka penurunan nilai moisture content semakin besar serta laju pengeringan batubara semakin meningkat. Konfigurasi perforated plate aligned dan staggered tidak memiliki pengaruh terhadap proses pengeringan batubara, dikarenakan tidak terdapat perbedaan yang signifikan pada nilai moisture content kedua konfigurasi tersebut. Proses yang terjadi pada udara pengering di dalam psychrometric chart adalah cooling dan humidifiying yaitu terjadi penurunan temperatur dan peningkatan kandungan air pada udara pengering dari sisi inlet ke outlet, diakibatkan udara pengering melewati.batubara.
==================================================================================================================================
Boilers in a coal-fired power plant are generally designed with certain specifications, using high rank coal in their operation. But in actual conditions, the availability of high rank coal is limited and the price is very expensive, so it is considered uneconomical. The abundant coal reserves in Indonesia are currently dominated by medium until low rank. The changes in the use of high rank coal to low rank coal in PLTU boiler will have an impact on the absence of a standby pulverizer. This is because to get the same power generation, need a large mass flow of coal, so it make all pulverizers must work extra to get the required capacity of the boiler. If there is damage to one of the pulverizers, it causes the reliability of PLTU decrease. Therefore, we need a method to improve the quality of coal. Therefore, we need a method to improve the quality of coal. One of the methods is by coal drying process using fluidized bed coal dryer technology which can reduce the moisture content of the coal, so increasing the calorific value of the coal. By using this method, it is expected to increase the reliability of the coal-fired power plant. This research was conducted using GAMBIT 2.4.6 software for geometry and meshing modeling, then using ANSYS FLUENT 19.2 software for simulating heat and mass transfer in coal. This research simulates a fluidized bed dryer as a coal dryer with air as a drying medium. There are 2 types of perforated plates to be compared, namely aligned and staggered arrangements. The drying air temperature variations on the inlet side are 45°C, 55°C, and 65°C with a constant drying air velocity is 2,4 m/s. In this research, some data properties of the simulation results will be processed through manual calculations and qualitative results is in the form of contours. The results of this research are the moisture content of coal is decrease. The lowest decrease in moisture content was achieved by temperature 65°C at 27.75% in the perforated plate aligned configuration and 27.97% at the staggered. Then, the second lowest decrease by temperature 55°C with a moisture content value of 29.95% on perforated plate aligned and 30.10% on staggered. The third lowest decrease in moisture content was achieved by temperature 45°C at 32.02% in the perforated plate aligned configuration and 32.17% at the staggered. The conclusion is the higher inlet temperature, the greater decrease of moisture content at the same time and the drying rate increased. The aligned and staggered perforated plate configurations have no influence on the coal drying process, because there is no significant difference in the value of the moisture content of the two configurations. The processes that occur in the drying air in the psychrometric chart are cooling and humidification, where there is a decrease in temperature and an increase in the water content of the drying air from the inlet to the outlet, due to the drying air passing through the coal.

Item Type:	Thesis (Other)
Additional Information:	RSM 662.623 Rin s-1 2022
Uncontrolled Keywords:	fluidized bed coal dryer, temperatur, perforated plate,moisture content
Subjects:	T Technology > TP Chemical technology > TP350 Natural gas--Drying.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Mr. Marsudiyana -
Date Deposited:	18 Feb 2025 05:43
Last Modified:	18 Feb 2025 05:43
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/118787

Actions (login required)

View Item