Top Banner
How to minimize energy loss Combustion Steam boiler Process heating Process pumping
35

(2) How to Minimize Energy Loss Bhsakhir

Nov 17, 2015

Download

Documents

(2) How to Minimize Energy Loss Bhsakhir
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript

How to minimize energy loss

How to minimize energy loss

Combustion Steam boiler Process heating Process pumping

Upaya meminimasi energy loss ( energy yang hilang)Kategori berdasarkan rentang waktu:Short-Term Opportunities ( jangka pendek, segera dapat diketahui hasilnya) Mid-Term Opportunities (jangka menengah, hasilnya diketahui dalam 1 minggu 6 bulan ) Long -Term Opportunities (jangka panjang, hasilnya didapat setelah 6 bulan atau lebih)

Combustion furnace Short-Term Opportunities Mengoperasikan furnace pada beban desain Penurunan excess udara Pembersihan permukaan pp. Mengurangi kehilangan energy karena radiasi dari bukaan

Mid-Term Opportunities

Menggunakan isolasi yang cocok untuk mengurangi kehilangan panas melalui dinding.

Gunakan isolasi udara atau air terhadap permukaan yang terpapar terhadap sekitar furnace dan steam yang meninggalkan boilerCombustion furnace

Long-Term Opportunities (get results in 6 months or more)

Install air preheat atau heat recovery equipment lainnya Mampu memanfaatkan panas dari exhaust gases dan boiler blowdown mengembalikan ke system dengan cara preheating. Estimasi energy saving range: 1-25% Cost: HighGunakan isolasi udara atau air terhadap permukaan yang terpapar thd sekitar furnace dan steam yang meninggalkan boilerGunakan isolasi udara atau air terhadap permukaan yang terpapar thd sekitar furnace dan steam yang meninggalkan boilerMenurunkan kehilangan dari piping Estimasi energy saving range: 1-5%Cost: Moderate

Combustion furnace

Steam boiler Short-TermShort-Term Opportunities (implement today for immediate results)

Peningkatan water treatment untuk meminimasi boiler blowdownOptimasi laju deaerator ventPerbaikkan terhadap kebocoran steam

Steam boiler Mid-TermMid-Term Opportunities (get results in 1 week to 6 months)

Meminimasi steam yang keluar dari sistem Terapkan program steam trap maintenanceManfaatkan high-pressure condensate untuk low- pressure steam

Steam boiler Long-TermLong-Term Opportunities (get results in 6 months or more)

Gunakan backpressure turbine sebagai pressure release valvesOptimasikan condensate recovery

Peningkatan water treatment untuk meminimasi boiler blowdown

Menurunkan kandungan total dissolved solids di dalam boiler feed water, yang dapat mengurangi blowdown dan energy lossEstimasi energy savings range: 0.5-1% Cost: Moderate

Steam boiler Short-Term

Optimize deaerator vent rate Minimizes avoidable loss of steamEstimated energy savings range: 0.5-1% Cost: Low

Repair steam leaks Minimizes avoidable loss of steamEstimated energy savings range: 1-2% Cost: Moderate Steam boiler Short-Term

Process heating system Short-Term Short-Term Opportunities (implement today for immediate results)

Meminimasi kebocoran udara masuk ke dalam furnace

Mengurangi penggunaan fuel untuk memanaskan udara ambient masuk ke furnace (reduksi fuel) Estimasi energy savings range: 2-5%Cost: Low

Mid-Term Opportunities(get results in 1 week to 6 months)

Kurangi berat material yang digunakan atau hilangkan peralatan berat yang digunakan untuk mentransport material yang akan masuk ke furnace. Estimasi energy savings range: 2-10% Cost: ModerateProcess heating system Mid-Term

Longer-Term Opportunities (get results in 6 months or more)

Memodifikasi furnace system atau menggunakan system pemanasan terpisah untuk merecover furnace exhaust gas heat Preheating bahan atau material menurunkan fuel consumptionEstimated energy savings range: 5-15% Cost:

Recover sebagian dari furnace exhaust heat untuk proses temperatur rendah

Menurunkan kebutuhan konsumsi fuel karena memanfaatkan panas exhaust gas dari temperature furnace tinggi untuk supply heat ke proses temperature rendah.Estimated energy savings range: 5-25% Cost:Process heating system Long-Term

Case study 1

Heat loss in boiler typical boiler energy balance for a boiler in good running condition

Identifikasi Savings EstimationDaerah yang mungkin dilakukan heat recovery:flue gas = economizer blowdown = blowdown recoveryreduksi scale = cleaning reduksi udara excesskomposisi fuel = perbandingan fuel oil dan fuel gas

Pertama identifikasi daerah yang membuang panas dan perkirakan jumlahnya secara kasar

Dapat diperkirakan potensi overall saving dengan efficiency di daerah tersebut.

Contoh:jika blowdown loss 3% dari total input energy, tidaklah mungkin didapat energy saving sebesar 5% dengan menginstal suatu blowdown heat recovery system.

Identifikasi Savings Estimation

Blow down heat recovery Introduction

Steam boilers harus di blowndown untuk menurunkan kandungan TDS (total dislsolved Solid) di dalam feed water boiler.

Bersama material solids tsb, senyawa kimia boiler dan energy juga hilang

blowdown heat recovery systems tidak dapat me recover senyawa kimia, tetapi mampu me recover sampai 90% dari energy panas yang hilang karena blowdown tsb.

17

Estimating SavingsBlow down heat recoveryBlowdown heat recovery system mampu merecover lebih kurang 90% dari nilai panas blowdown.

Nilai panas ini bergantung pada volume, tekanan boiler, method/frequency blowdown, dan harga fuel.

Blowdown heat recoveryPanas recover digunakan untuk pre-heat boiler make-up water sebelum masuk ke deaerator, dan untuk low pressure steam untuk memanaskan air di dalam deaerator,

Sehingga mengurangi cost untuk mengoperasikan deaerator dan meningkatkan overall boiler efficiency.

Blowdown heat recovery

Estimating SavingsBlow down heat recoverySistem Continuous blowdown mengambil 5 - 10% dari kapasitas boiler.Estimasi umumnya 5% rata2 kapasitas boiler.Nilai Btu blowdown bergantung pada tekanan steam boiler, tekanan boiler tinggi maka jumlah steam yang dibebaskan banyak. Jika 25% dibebaskan sebagai steam dan sisanya sebagai hot condensate, untuk boiler dengan tekanan dibawah 300 psi.

Rumus umum:

Blowdown volume = Kapasitas boiler rata2 dlm pounds per hour steam x 5%

Total Btu= (Blowdown volume x 25% x 1,200 BTUs per Pound) + (Blowdown volume x 75% x 140 Btu)

Btu per jam ter recover ( MMBTU) = Total BTUs x 90% Efficiency / (1,000,000 BTUs x Boiler Efficiency)

Saving per hour = MMBTUs x $ per MCF Estimating SavingsBlow down heat recovery

Diketahui boiler dengan kapasitas 50,000 lbs per hour boiler pada 200 psi steam dengan continuous blowdown

Volume blowdown = 50,000 lbs per hour x 5% = 2,500 lbs per hour blowdown

(2,500lb/jam x 25% x 1,200 BTU/ lb) + (2,500lb /jamx 75% x 140 BTU/lb) = 1,012,500 BTUper jam di dalam Blowdown

(1,012,500 x 90% Efficiency) / (1,000,000 x 85%) = 1.07 MMBTUs per hour

1.07 x $7.00 per MCF = $7.50 per hour = $180 per day = $5,400 per monthEstimating SavingsExample

Catatan: energy blowdown recovery kadang melebihi kapasitas deaerator, sehingga energy tsb terbuang dari dearator, akibatnya energy saving berkurang.Estimating SavingsExample

Introduction

Meskipun steam boiler harus di blowdown untuk mengkontrol TDS, tetapi kelebihan blowdown akan membuang energy dan bahan kimia. Karenanya blowdown dilengkapi dengan perangkat blowdown control.Blowdown Control

Scale DepositsIntroduction

Scale terbentuk mineral didalam air boiler. yang terendapkan dipermukaan boiler.

Scale terakumulasi jika air yang treating kurang bagus, dan kontak dengan bagian boiler yg panas.

Komponen umum dalam scale anatara lain lime, magnesium and iron oxides (rust).

Scale berperan sebagai insulator, menghalangi perpindahan panas dari burner ke air.

Kondisi ini menyebabkan kenaikan temperatur flue gas sehingga panas terbuang di flue gas.dan juga dapat menyebakan rusaknya boiler, bahkan dapat menyebabkan boiler meledak.

Tabel di samping ini adalah perkiraan pengaruh scale terhadap fuel yang ditambahkan. Tebal scale (Inch) Fuel yang ditambahkan (%)1/32 8,51/25 9,31/20 11,11/16 12,41/8 1/42540

Energi Losses from Scale Deposits

Flue Gas EconomizersPotensi savingberdasar pada temperatur stack, volume water yang dipanaskan dan waktu operasi.Economizers berupa pipa coil yang dipasang pada stack boiler.Economizer adalah Heat exchanger air di bagian dalam pipa dan stack gas di bagian luar.Economizers didesain hanya untuk natural gas, karena jika untuk boiler yang bahan bakarnya batubara akan mudah terbentuk plug, sedangkan bila digunakan di boiler dengan bahan bakar oil akan menimbulkan resiko korosi.Untuk boiler yang lain digunakan condenser.

EconomicsFlue gas EconomizersPotensi ekonomizer sekitar 5% dari energy yang masuk dari gas ke boiler bila digunakan ekonomizer yang cocok.

Contoh:diketahui boiler dengan kapasitas 500 hp menggunakan bahan bakar dengan flow rate 20 million BTU per jam.

20,000,000 BTUs x 5% = 1,000,000 BTU (100% Load Factor)1,000,000 BTU / (1,200 BTU per Gallon air pada temperatur 200F ) = 833 Gallons per jam.

(1,000,000 BTU/ 80% efficiency) = ~1.2 MCF x $7.00 per MCF Natural Gas = $8.40 per jam Value

Saving akan tereduksi 50% untuk 50% Load Factor.

Flue Gas AnalysisIntroduction

Flue gas analysis digunakan untuk kepentingan efficiency dan juga emmisi. Karena ketatnya regulasi lindungan lingkungan maka monitoring flue gas menjadi mandatori.

Instrument alat ini memungkinkan untuk dipasang secara secara permanen sehingga dapat digunakan untuk secara kontinyu.

Flue Gas AnalysisProses pembakaran menggunakan fuel dan udara.

Komponen flue gas yang terbentuk terdiri oxygen, nitrogen, hydrogen and carbon.

Komponen yang penting hubungannya dengan pengaruh effisiensy adalah oxygen (O) dan carbon (C).

Flue Gas AnalysisKomponen yang berhubungan dengan lingkungan(environmental) nitrous-oxides (NOx), carbon-dioxide (CO2), carbon-monoxide (CO) dan sulfur-dioxide (SO2) ini jika sumber bahan bakarnya oil dan batu bara.

Portabel Analyzer

Flue Gas AnalysisIn situ testing

Perangkat Flue Gas Analysis di masukkan ke dalam flue gas furnace atau boiler.

Ini disebut sebagai in situ testing

Bergantung pada gas yang akan diukur, sekarang banyak digunakan probe infra-red or atau electrochemical. Tidak semua gas dapat diukur secara langsung, tetapi sebagian harus dihitung dengan faktor input propertis.

Flue Gas AnalysisOrsat analyzer

Ini digunakan untuk system yang besar dan monitoring secara kontinyu yang tidak memungkinkan untuk memasukkan probe atau meletakkan portabel.

Perangkat analyzer yang terdahulu adalah orsat analyzer untuk mengukur kandungan CO dan CO2.

Impact on EfficiencyPengukuran yang umum dilakukan hubungan dengan efficiency adalah oxygen (O) dan carbon-dioxide (CO2) dan temperature.

Untuk fuel oil yang ada memungkinkan untuk menghitung oksigen jika CO2 terukur atau sebaliknya menghitung CO2 jika O2 terukur.