KONSERVASI ENERGI PENGGERAK TURBIN UAP Vs MOTOR LISTRIK TURBIN UAP Sebenarnya turbin uap telah diciptakan sejak sebelum perang dunia kedua, namun pada waktu itu penggunaanya masih terbatas pada penggerak generator pembangkit pembangkit tenaga listrik dengan sistem multi stage (beberapa tingkat) agar efisiensinya tinggi. Di Indonesia turbin uap dipakai sebagai penggerak gilingan yang pertama kali sewaktu pelaksanaan rehabilitasi 5 pabrik gula, yaitu : PG. Pesantren Baru, PG. Gempolkrep, PG. Sragi, PG. Djatiroto dan PG. Semboro pada tahun 1975 – 1978. Umumnya turbin uap penggerak gilingan dibuat dengan konstruksi single stage, inilah yang menyebabkan turbin uap penggerak gilingan boros uap.

MOTOR LISTRIK Penggunaan motor listrik untuk penggerak gilingan adalah yang paling hemat dari pemakaian tenaga penggerak yang lain. Motor listrik arus searah lebih dapat memenuhi persyaratan yang diperlukan sebagai tenaga penggerak gilingan, yaitu : Kebutuhan tenaga yang konstan. Pengaturan putaran yang diperlukan sebagai penggerak gilingan. Beberapa keuntungan penggunaan motor listrik : Pemakaian uap dalam pabrik lebih hemat. Secara keseluruhan dalam pabrik diperoleh efisiensi lebih tinggi. Pemeliharaan motor listrik lebih mudah dan lebih murah. Lingkungan kerja lebih bersih dan teratur. Biaya operasional rendah. Kecelakaan relatif lebih sedikit Uap bekas terbebas dari minyak. Mengurangi penggunaan bahan bakar sehingga dapat mengurangi biaya operasi. Mengurangi emisi bahan bakar sehingga dapat menjaga kelestarian lingkungan

Kerugian : Membutuhkan biaya investasi besar untuk pemasangan awal. Membutuhkan double transformasi untuk energy. Ekstra staging untuk reduction gear. Bila terjadi kerusakan lebih serius. Membutuhkan tenaga ahli yang khusus.

(% dari input bahan bakar) Tabel 1. Perbandingan Karakteristik Teknologi Cogeneration Teknologi Cogeneration Perbandingan daya Listrik terhadap uap (KWth/Kwe) Daya Keluaran (% dari input bahan bakar) Efisiensi sistem (%) Turbin uap 2,0 – 14,3 14 - 40 60 - 92 Turbin gas 1,3 – 2,0 24 - 35 70 - 85 Combined cycle 1,0 – 1,7 34 - 40 69 - 83 Mesin Diesel 1,1 – 2,5 33 - 53 75 - 85 Keterangan : - Sumber : ESCAP (1998) - Dalam KWth/Kwe th menyatakan thermal (uap) dan e menyatakan electric (tenaga listrik)

Parameter Teknis Dalam pemilihan teknologi beberapa parameter teknis perlu dipertimbangkan untuk menentukan jenis dan skema operasi dari sistem, antara lain : Perbandingan antara daya listrik terhadap uap. Kualitas uap. Kurva beban energi listrik dan uap. Ketersediaan bahan bakar. Standar kualitas lingkungan. Keandalan sistem. Penjualan kelebihan energi listrik.

Tabel 2. Standar Emisi untuk Pembangkit Listrik Parameter Batas Maksimum (mg/m3) Berlaku mulai tahun 2000 Total Partikel 150 Sulfur Dioksida (SO2) 750 Nitrogen Oksida (NO2) 850 Opasitas 20 %

Angka standard besarnya tenaga untuk mengiling tebu maximum yang pernah dicapai adalah berkisar 14,5 TK/ton sabut/jam pada kadar sabut 15% tebu. Dalam menghitung kebutuhan tenaga untuk menggiling tebu, harus selalu menggunakan dasar kadar sabut tebu = 15 %, sehingga aman bagi keadaan mutu tebuyang bervariasi. Contoh : Pabrik dengan kapasitas giling = 6600 TTH dengan 4 perangkat gilingan, jumlah sabutnya : Dengan demikian besarnya tenaga untuk menggiling tebu pada tiap gilingan adalah : 45 x 14,5 = 653 TK

Bila konfigurasi mesin penggerak dan roda-roda gigi transmisinya adalah Turbin uap (single stage) = 0,62 HSGR (tertutup) = 0,98 MSGR (tertutup) = 0,97 LSGR (tertutup) = 0,93 Koppel as dan koppel mof = 0,98 3 roda gigi gilingan = 0,90 Total rendemen = 0,48 Maka tenaga turbin uap yang harus dipasang untuk masing-masing gilingan adalah :

Bila konfigurasi mesin penggerak dan roda-roda gigi transmisinya seperti berikut ini akan diperoleh rendemen mekanik (Total mechanical efficiency) : Motor listrik DC = 0,90 MSGR (tertutup) = 0,97 LSGR (terbuka) = 0,93 Koppel as dan koppel mof = 0,98 3 roda gigi gilingan = 0,90 Total rendemen = 0,72 Maka tenaga motor listrik yang harus dipasang untuk masing-masing gilingan adalah : Jauh lebih kecil bila dibanding menggunakan turbin uap single stage.(1360 TK)

Perhitungan kebutuhan uapnya dapat digunakan rumus : Nilai he disini merupakan penurunan kalor efektif yang terjadi pada turbin uap, atau : he = h0 x ήe dimana : he = penurunan kalor efektif dalam Kcal/kg h0 = penurunan kalor (jumlah), dalam kcal/kg h0 = i1 – i2 disini i1 = enthalpi Uba panas lanjut, dalam kcal/kg i2 = enthalpi Ube panas lanjut, dalam kcal/kg ήe = rendemen efektif dari sudu-sudu turbin.

Selanjutnya untuk menghitung tenaga yang dihasilkan pada pengoperasian suatu turbin uap, selain dari buku manualnya, juga diperlukan nilai rata-rata dari data yang dicatat setiap jam oleh operatornya, ialah : P1’ = tekanan uap pada nozzle chest, dalam kg/cm2 P2’ = tekanan uap bekas, dalam kg/cm2 t1’ = suhu uap pada nozzle chest ~ suhu uap baru, dalam oC t2’ = suhu uap bekas, dalam oC Contoh : P1’ = 12 kg/cm2 P2’ = 1,0 kg/cm2 t1’ = 325 oC t2’ = 200 oC i1 = 739,65 kcal/kg ho = 72,55 kcal/kg i2 = 667,1 kcal/kg V2 = 1,102 m3/kg

Dari data diatas dapat diketahui luas penampang nozzle ring-nya : Jumlah efektif uap digunakan : Tenaga yang benar-benar digunakan (aktual) :

PENGHEMATAN UAP (ENERGY SAVING) No Mesin / Power Kebutuhan Power Kebutuhan Uap Penghematan Peralatan Terpasang Turbin Motor Uap   I. St Gilingan 1. CC I 448 Kw 435.82 427.10 7.33 t/j 4.70 2.63 2. CC II 750 464.87 455.57 8.06 5.01 3.05 3. Gil. I 528.79 443.07 7.92 4.87 4. Gil. II 453.25 379.78 6.79 4.18 2.61 5. Gil. III 352.53 295.38 5.28 3.25 2.03 6. Gil. IV 682 338.17 283.35 5.86 3.12 2.74 7. Gil. V 319.79 267.95 4.79 2.95 1.84 tt/j total 2,552.22 17.96 II. St Masakan Pompa Sirkulasi 134 131.32 2.25 1.44 0.81 III. St. Boiler IDF (Yosh I) 440 220.00 215.60 4.47 2.37 2.10 FDF 160 80.00 78.40 2.22 0.86 1.36 BFWP 130 91.00 89.18 2.84 0.98 1.86 (Yosh II) 360 180.00 176.40 3.66 1.94 1.72 96.00 94.08 3.00 1.03 1.97 (C C) 65.00 63.70 1.32 0.70 0.62 8. 55 30.25 29.65 0.94 0.33 0.61 825.41  Kw 11.59 1,383.83 Total Penghematan Uap = 30.36

KESIMPULAN : Tenaga dibutuhkan motor listrik DC sebagai penggerak jauh lebih kecil dari pada menggunakan turbin uap single stage. Pemakaian uap dalam pabrik lebih hemat. Biaya pemeliharaan lebih mudah dan murah. Tidak menggunakan pipa-pipa uap, baik untuk uap baru maupun uap bekas , sehingga selain mengurangi adanya kerugian karena radiasi panas juga kelihatan lebih bersih dan teratur. Mengurangi biaya operasi karena tidak memerlukan banyak operator dan minyak pelumas. Pemakaian bahan bakar lebih efisien.