Optimasi Energi pada Boiler Atmospheric Fluidized Bed Combustion pada Industri Viscose Rayon

Abstract

Industri viscose rayon menghasilkan serat tekstil alami dan membutuhkan listrik dan uap air dalam proses produksinya. Kebutuhan energi listrik dan uap diproduksi dari unit pembangkit listrik tenaga uap yang menggunakan boiler sebagai bejana tertutup untuk mengubah air menjadi uap melalui pemanasan dengan bahan bakar. Salah satu jenis boiler yang digunakan dalam unit pembangkit adalah Atmospheric Fluidized Bed Combustion (AFBC) dengan kapasitas 45 ton per jam dan efisiensi sebesar 78,61%, yang masih di bawah standar efisiensi sebesar 85,78%. Efisiensi boiler mengalami penurunan kinerja yang ditunjukkan oleh temperatur gas buang yang mencapai 220?. Hal ini mengakibatkan pemborosan penggunaan bahan bakar batubara karena panas hasil pembakaran tidak optimal diserap oleh air sehingga temperatur gas buang menjadi tinggi. Penelitian ini akan mengkaji pengaruh nilai kalor batubara dan laju alir massa udara pembakaran terhadap penggunaan energi boiler serta mengkaji penghematan biaya energi. Analisis penelitian ini menggunakan software ANSYS Fluent 2021 R2 dengan memanfaatkan fitur Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk membantu simulasi fluida pada boiler. Analisis efisiensi boiler menggunakan metode tidak langsung sesuai dengan ASME PTC 4.0. Hasil penelitian ini menunjukkan adanya peningkatan efisiensi boiler dari 78,61% menjadi 81,04%, sehingga menghasilkan penghematan biaya sebesar Rp80.870.400.000 per tahun.

The viscose rayon industry produces natural textile fibers and requires electricity and water vapor in its production process. The need for electric power and steam is generated from a steam power plant unit that uses a boiler as a closed vessel to convert water into steam through heating with fuel. One type of boiler used in the power generation unit is Atmospheric Fluidized Bed Combustion (AFBC) with a capacity of 45 tons per hour and an efficiency of 78.61%, which is still below the efficiency standard of 85.78%. The boiler efficiency has decreased in performance, as indicated by the flue gas temperature reaching 220?. This results in the wasteful use of coal fuel because the heat from combustion is not optimally absorbed by the water, resulting in high exhaust gas temperature. Therefore, this study will examine the influence of coal calorific value and combustion air mass flow rate on boiler energy use and cost savings. The research analysis uses ANSYS Fluent 2021 R2 software and utilizes the Computational Fluid Dynamics (CFD) feature to simulate fluids in the boiler. The analysis of boiler efficiency uses the indirect method according to ASME PTC 4.0. The results of this study show an improvement in boiler efficiency from 78.61% to 81.04% and generate cost savings of IDR 80,870,400,000 per year.