Simulasi Cycle-Tempo Pengaruh Perubahan Rasio Cofiring Dengan Biomassa Cangkang Kelapa Sawit Dan Batubara LRC 3966 Terhadap Performa PLTU 2x110-MW

Hidayat, Rafi Wahyu (2022) Simulasi Cycle-Tempo Pengaruh Perubahan Rasio Cofiring Dengan Biomassa Cangkang Kelapa Sawit Dan Batubara LRC 3966 Terhadap Performa PLTU 2x110-MW. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111840000065-Undergraduate Thesis.pdf Download (9MB)

Abstract

Konsumsi listrik dan emisi gas CO2 dari flue gas PLTU batubara terus meningkat. Potensi biomassa Indonesia yang cukup besar menjadi alternatif dengan teknologi co-firing.Co-firing adalah substitusi batubara dengan penambahan bahan biomassa pada pembakaran di PLTU dengan rasio tertentu. Peningkatan rasio co-firing batubara dengan biomassa akan berpengaruh pada performansi pembangkit. Perubahan pada daya pemakaian sendiri akan berpengaruh pada efisiensi dan NPHR (Net Plant Heat Rate). Sehingga mengatasi ancaman defisit energi pada masa depan dengan peningkatkan bauran energi baru & terbarukan (renewable energy) dan mengurangi emisi gas CO2 akibat pembakaran Batubara. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk Mengetahui pengaruh rasio co-firing dengan variasi pembebanan dan air fuel ratio terhadap performansi serta daya pemakaian sendiri pada PLTU 2x110 MW. Sehingga permasalahan yang muncul pada PLTU efek penggunaan dari co-firing dapat terselesaikan yaitu penyesuaian kondisi perlatan existing pada PLTU. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Cycle-Tempo 5.0 untuk melakukan simulasi. Penelitian ini akan mensimulasikan pengaruh variasi rasio bahan bakar biomassa cangkang kelapa sawit pada proses co-firing menggunakan batu bara 3966 kcal/kg sebagai baseline terhadap performansi PLTU berkapasitas 2x110 MW. Simulasi akan dilakukan pada kondisi beban daya PLTU yang berbeda, yaitu 100%, 75%, 50%, dan 40%. Pada setiap kondisi beban tersebut akan dilakukan pencampuran bahan bakar dengan rasio biomassa sebesar 0.5%, 1%, 5% dan 10%, serta variasi air fuel ratio sebesar AFR 5.74, AFR 6, AFR 6.26, dan AFR 6.52. Hipotesa yang diperoleh melalui studi literatur, data ultimate dan proximate analysis dari biomassa yang lebih kecil dibanding batu bara maka kebutuhan udara dan batubara akan meningkat dan sebaliknya performansi akan mengalami penurunan kualitas dari parameter net efficiency dan NPHR. Sehingga mengakibatkan masalah baru berupa penyesuaian kapasitas peralatan existing pada PLTU agar mampu beroperasi dengan bahan bakar co-firing terutama kapasitas boiler, mill, dan fan untuk memasok batu bara dan kebutuhan udara. Berdasarkan hasil simulasi, dapat dilihat bahwa peningkatan rasio co-firing berpengaruh terhadap kebbutuhan bahan bakar, daya pemakaian sendiri, performansi dan komponen existing pembangkit listrik secara keseluruhan. Semakin besar rasio cofiring dengan biomassa cangkang kelapa sawit yang digunakan, didapatkan hasil yang mengalami penurunan pada kebutuhan bahan bakar dan udara kemudian kenaikan pada 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 19.5 kg/s. Namun ketika dilakukan co-firing didapatkan kebutuhan bahan bakar yang menurun hingga mencapai 19.2796 kg/s pada rasio co-firing 10%. Sementara untuk nilai efisiensi bersih yang dihasilkan pembangkit sebesar 37.77% dengan NPHR sebesar 2277.92 kCal/kWh, dan untuk efisiensi terkecil pada pembebanan 100% yang diperoleh sebesar 37.64% dengan NPHR sebesar 2285.83 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 35.95% dan 34.77% dengan NPHR masing-masing sebesar 2321.08 kCal/kWh dan 2509.17 kCal/kWh.
==================================================================================================================================
Co-firing itself is a coal substitution plan with the addition of biomass material for combustion at the PLTU with a certain ratio. Co-firing ratio of coal biomass increase will affect the performance of the generator. Changes in power consumption itself will affect efficiency and NPHR (Net Plant Heat Rate). Thus overcoming the threat of energy deficit in the future by increasing the new & renewable energy mix and reducing CO2 gas emissions due to coal burning. The purpose of this study was to determine the effect of the combustion ratio with variations in loading and air-fuel ratio on the performance and self-consumption power of the PLTU 2x110 MW. This research was conducted using Cycle-Tempo 5.0 software to perform simulations. This study will simulate the effect of variations n the fuel ratio of palm kernel shell biomass in the co-firing process using 3966 kcal/kg coal as a baseline on the performance of a steam power plant with a capacity of 2x110 MW. Simulations will be carried out at different PLTU power load conditions, namely 100%, 75%, 50%, and 40%. In each of these load conditions, the fuel mixture will be mixed with a biomass ratio of 0.5%, 1%, 5% and 10%, as well as variations in the air fuel ratio of AFR 5.74, AFR 6, AFR 6.26, and AFR 6.52. The hypothesis obtained through literature studies, ultimate data and proximate analysis of the smaller biomass than coal, the demand for air and coal will increase and vice versa performance will experience a decrease in the quality of the net efficiency and NPHR parameters. This resulted in a new problem in the form of adjusting the capacity of existing equipment at the PLTU to be able to operate with co-firing fuel, especially the capacity of boilers, mills, and fans to supply coal and air needs. Based on the simulation results, it can be seen that the increase in the co-firing ratio has an effect on fuel requirements, self-consumption power, performance and the existing components of the power plant as a whole. The greater the ratio of cofiring to the palm kernel shell biomass used, the results obtained are that there is a decrease in the need for fuel and air then an increase in NPHR and total power consumption itself. The greater the self-consumption power required, the smaller the net power generated by the power plant. At the baseline, the fuel requirement is 19.5 kg/s. However, when co-firing was carried out, the fuel requirement decreased to 19.2796 kg/s at a co-firing ratio of 10%. Meanwhile, the net efficiency value generated by the generator is 37.77% with an NPHR of 2277.92 kCal/kWh, and the smallest efficiency at 100% loading is 37.64% with an NPHR of 2285.83 kCal/kWh. When simulating with variations of lower loading, the performance of the resulting power plant decreases. At 75% and 50% loading variations, the net cycle efficiency of 35.95% and 34.77% respectively, with NPHR of 2321.08 kCal/kWh and 2509.17 kCal/kWh, respectively.

Item Type:	Thesis (Other)
Additional Information:	RSM 662.88 Hid s-1
Uncontrolled Keywords:	Co-firing, PLTU, Biomassa, Cangkang Kelapa Sawit, Efisiensi, NPHR, dan Performansi, Co-firing, PLTU, Biomass, Oil Palm Shells, Efficiency, NPHR, and Performance
Subjects:	T Technology > TD Environmental technology. Sanitary engineering > TD195.B56 Biomass energy
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Mr. Marsudiyana -
Date Deposited:	20 Feb 2025 03:14
Last Modified:	20 Feb 2025 03:14
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/118819

Actions (login required)

View Item