Studi Numerik Karakteristik Perpindahan Panas pada Membrane Wall Tube Boiler Dengan Variasi Jenis Material dan Ketebalan Insulasi di PLTU Unit 4 PT.PJB UP Gresik

I Nyoman Ari Susastrawan D (Teknik Mesin, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya)
Prabowo Prabowo (Teknik Mesin, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya)

Jurnal Teknik ITS
Vol 5, No 1 (2016)

Abstrak-Salah satu komponen terpenting dalam siklus pembangkit listrik bertenaga uap adalah boiler, dimana fungsi utama dari komponen ini adalah penghasil steam (uap) yang akan menggerakan turbin guna menghasilkan tenaga listrik. Proses pemanasan yang terjadi di dalam boiler memiliki suhu yang sangat tinggi, dimana suhu yang dihasilkan bisa mencapai 1000°C - 2000°C. Sesuai dengan hukum perpindahan panas, kondisi ini akan berpotensi menghasilkan kehilangan panas yang sangat besar. Peningkatan efisiensi pada boiler telah banyak diteliti, salah satunya dengan menggunakan material insulasi untuk menghindari kerugian akibat kehilangan panas (Heatloss). Material yang digunakan untuk insulasi pada pipa adalah material yang mempunyai nilai konduktivitas thermal rendah, tahan pada temperatur tinggi, instalasi mudah dan tidak korosif. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui distribusi temperatur dan nilai heatloss pada membrane wall tube dengan memvariasikan ketebalan insulasi dan jenis material insulasi yang digunakan. Membrane wall tube akan disimulasikan secara 2 Dimensi dengan menggunakan prinsip Computational Fluid Dynamic (CFD) Variasi yang digunakan antara lain: ketebalan insulasi; temperature steam; jenis material insulasi (high temperature insulation) menggunakan Rockwool dan Glasswool. Penelitian ini juga bertujuan untuk membuktikan pengaruh perpindahan panas secara konveksi dan radiasi pada membrane wall tube. Hasil penelitian ini menunjukan nilai heatloss pada jenis insulasi rockwool jauh lebih rendah jika dibandingkan dengan jenis insulasi glasswool. Ketebalan juga ikut mempengaruhi besar heatloss yang terjadi dimana semakin tebal lapisan insulasinya maka semakin rendah nilai heatlossnya. Selain itu perubahan temperatur steam tidak memberikan pengaruh yang signifikan, namun dalam penelitian ini semakin tinggi temperatur steam maka nilai heatlossnya akan semakin kecil. Penelitian ini juga menunjukan pengaruh radiasi lebih mendominasi pengaruh konveksi, meski demikian pengaruh keduanya tidak dapat diabaikan karena sangat berpengaruh dalam proses perpindahan panas. Desain yang paling optimum dalam penelitian ini ialah insulasi rockwool dengan ketebalan 90 mm.