Simulasi Perhitungan  Unjuk Kerja / Performansi Boiler  Pembangkit Listrik Tenaga Uap Berbahan Bakar Batu Bara
Abrar Ridwan, Legisnal Hakim, Budi Istana, Lobertus Gunawan Hasugian Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Riau e-mail: lobertusgunawan@gmail.com

## Abstrak
Perencanaan  operasional  yang  tepat  perlu  dilakukan  untuk  meningkatkan  efektifitas  kerja  PLTU  Tanjung  Balai Karimun    karena  berpengaruh  langsung  pada  biaya  operasional  yang  dikeluarkan  oleh  perusahaan.  Performance setiap peralatan utama di PLTU khususnya Boiler perlu menjadi perhatian karena dari nilai efesiensi ini dapat dilihat langsung  apakah  sebuah  pembangkit  dapat  dikatakan  layak    atau  tidak  untuk  beroperasi.  Semakin  tinggi  nilai efesiensi  dari  sebuah  boiler  maka  unjuk  kerjanya  di  lapangan  juga  bagus.  Tujuan  penelitian  ini  adalah  Menghitung performance  boiler  dengan  metode  tidak  langsung  sesuai  standar  ASME  PTC-4-1  Power  Test  Code  Steam Generating Units  sehingga dapat mengetahui neraca bahan dan energi yang lengkap untuk setiap aliran, yang dapat memudahkan  dalam  mengidentifikasi  opsi-opsi  untuk  meningkatkan  efisiensi  boiler  dan  untuk  memudahkan perhitungan  efesiensi  boiler  dibuat  software  perhitungan  yang  dibangun  berbasis  macromedia  flash.    Dengan memasukkan  data  yang  diambil  langsung  dari  hasil  pengujian  performance  di  PLTU  Tanjung  Balai  Karimun dihasilkan  efisiensi  boiler  sebesar  82,7  %,  dan  Hasil  perhitungan  menggunakan  aplikasi  simulasi  perhitungan ditemukan  losses  pada  gas  buang  sebesar  5,14  %,  loosses  pada  hidrogen  in  fuel  sebesar  5,34  %,  losses  akibat moisture in fuel sebesar 5,47 %, losses pada moisture in air sebesar 0,21 %, losses akibat pembakaran tidak sempurna sebesar 0,07 %, losses akibat radiasi dan konveksi sebesar 1,05 % dan losses akibat batu bara tidak terbakar pada fly ash sebesar 0,00008% dan losses akibat batu bara tidak terbakar pada bottom ash sebesar 0,00021%. Kata kunci: performan,boiler, perhitungan, efisiensi
Kata kunci : Performan,boiler, perhitungan, efisiensi

## 1. Pendahuluan
Pembangunan PLTU Tanjung Balai Karimun 2x7  MW  merupakan  salah  satu  upaya  yang dilakukan  untuk  mengatasi  krisis  penyediaan tenaga  listrik  di  Indonesia  khususnya  Wilayah Riau  dan  Kepulauan  Riau,  dimana  kebutuhan energi  listrik  semakin  meningkat  sejalan  dengan pertumbuhan ekonomi, selain dengan pembangunan  pembangkit  listrik  yang  harus dapat  mengimbangi  kebutuhan  masyarakat,  juga dipandang  perlu  untuk  memanfaatkan  listrik secara  efisien,  baik  dari  segi  penggunaan maupun  proses  pembangkitan  energi  listrik  itu sendiri.
PLTU  Tanjung  Balai  Karimun  merupakan pembangkit baru sehingga kemungkinan turunnya  efisiensi  boiler  dimasa  akan  datang pasti terjadi. Turunnya efisiensi boiler disebabkan  antara  lain:  pembakaran  yang  tidak sempurna,  kotornya  permukaan  penukar  panas, buruknya  operasi  dan  pemeliharaan  PLTU. Dengan  turunnya  efisiensi  boiler  akan  memberi dampak terhadap penurunan efisiensi keseluruhan  unit  pembangkit  yang  tidak  mampu
lagi  menghasilkan  daya  sebesar  pada  saat komisioning  yaitu  2x7  MW,    untuk  itu  efisiensi boiler  harus  terus  dipantau  dan  di  dijaga  agar tidak turun. Perhitungan efisiensi boiler dengan menggunakan rumus perpindahan panas termodinamika juga mempunyai beberapa kendala  yaitu  sangat  tergantung  pada  tabel properti  air,  dan  tidak  dapat  memberikan petunjuk  penyebab  dari  efisiensi  sistem  yang lebih  rendah  dan  tidak  menghitung  kehilangan yang berpengaruh pada berbagai tingkat efisiensi.  sehingga  penulis  mencoba  melakukan perhitungan  dengan  metode  tidak  langsung sesuai  standar ASME  PTC-4-1  Power  Test  Code Steam  Generating  Units sehingga  dapat mengetahui  neraca  bahan  dan  energi  yang lengkap  untuk  setiap  aliran,  yang  dapat memudahkan  dalam  mengidentifikasi  opsi-opsi untuk  meningkatkan  efisiensi  boiler.  Sementara itu  ketepatan  dan  kecepatan  perhitungan  sangat diperlukan  maka  dibutuhkan  pemrograman perhitungan dalam bentuk aplikasi .
Penurunan  efisiensi  boiler  atau  rugi  kalor pada boiler sangat sulit di prediksi karena begitu
kompleksnya  parameter  dan  perhitungan  yang digunakan. Dengan itu diperlukan aplikasi untuk pengkajian,  perhitungan  dan  analisis  efisiensi boiler  yang  dapat  digunakan  oleh  operator maupun  engineer  di  lapangan,    sehingga  dari analisa  yang  didapat  nantinya  diharapkan  dapat dilakukan tindak lanjut perbaikan yang berdampak  pada  peningkatan  efisiensi  boiler, dan  secara  otomatis  meningkatkan  efisiensi PLTU Tanjung Balai Karimun secara keseluruhan.

## 2. Methodologi
Teknik  pengumpulan  data  yang  digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

## 2..1. Studi  Pustaka
Mengumpulkan bahan-bahan
yang berhubungan dengan permasalahan yang akan di bahas  yang  tersdapat  pada  buku  maupun  data yang ada di internet dan sumber lainnya.

## 2.2. .Studi Lapangan
Studi  lapangan    dimulai  dari  pencatatan, pengolahan,  hingga  penyimpanan    data.    pada bagian  ini  penulis  mengambil  data  secara langsung  dari  data performance  test PLTU Tanjung Balai Karimun tahun 2014.

## 2.3. Peralatan yang Digunakan
Setelah  data  diperoleh  langkah  selanjutnya merancang  software  yang  nantinya  digunakan untuk  simulasi  perhitungan.  Dimulai  dengan sketch  untuk  tampilan  hingga  coding.  Untuk pembuatan  software  simulasi  menggunakan macromedia flash professional 8 . Alat  penelitian  yang  digunakan  dalam penyusunan  penelitian  dibagi  menjadi  dua,  yaitu hardware  dan  software.  Alat  yang  digunakan sebagai berikut:

## Hardware
a. Seperangkat  komputer  dengan  spesifikasi  : Processor  :  Intel(R)  Pentium(TM)  i7-4790 CPU @ 3.60GHz Memory (RAM) : 8.00 GB OS  : Microsoft Windows XP Service Pack 2 b. Mouse dan Keyboard

## Software
Macromedia
Flash Professional
8
Merupakan  software  utama  dalam  pembuatan aplikasi  ini.  Software  ini  dapat  menmpilkan gabungan antara grafik, suara, teks, animasi yang akan yang disimpan menjadi *.fla.

## D. Langkah-langkah Penyelesaian/ Flow chart penelitian
Gambar 1. Flowchart penelitian

## 3. Hasil  dan Pembahasan

## 3.1. Spesifikasi Boiler.
PLTU Tanjung Balai Karimun  menggunakan firing  system  stocker dengan  kapasitas  steam output 40 ton/jam dengan tekanan steam sebesar 52  kg/cm 2 g  dan  temperatur  490 0 C,  feed  water temperatur  masuk  ke  boiler  sebesar  164 0 C  , sistem aliran udara menggunakan Balanced Draft dengan force  draft  fan sebagai  pendorong  udara masuk  dan induced  draft  fan untuk  menghisap udara gas buang dari furnance boiler.
Gambar 2. Desain Boiler (Sumber : manual book PLTU, 2012)
Spesifikasi teknis boiler pada PLTU Tanjung Balai Karimun  sebagai berikut:
Tabel 1. Spesifikasi Boiler A  Steam Generation Manufacturer DEN Steam Generator 40 Ton/Hour Feed Water temp. 164 0 C Outlet pressure 52 Kg/cm 2 g Superheater outlet 490 0 C Precipicator Multicyclone Firing system Stocker Draft system Balanced draft Boiler heating surface Approx 1730 m 2 B stoker 1 Motor Type Traveling grate stoker Daya 2.2 kW Kecepatan 1.2-1.3 Rpm Tegangan 380 Volt Frekuensi 50 Hz Phase 3 Phase 2 Chain grate Final reduction 1:63   Ratio Worm/bevel gear box Safety devices Torque guard Stoker speed 1.035- 10.35 m/hr 3 Steam drum Operation pressure 61.6 Bar Operation temperature 279.0 0 C
3.2. Data  Sheet  Test  Boiler  Performance. Berikut  ini  adalah  data  atau  parameter  yang diambil  sewaktu  pengetesan  performance  boiler dilakukan.  Data  ini  nantinya  dibutuhkan  untuk melakukan  perhitungan  performansi  dari  boiler. adapun  parameter  yang  diukur  antara  lain  hasil analisisi ultimate batu bara, pengukuran ambient
air,  referensi  temperatur,  ash  dan  slag, dan kandungan gas  yang diukur pada stack boiler.
Tabel 2. Data Sheet ultimate analisis batu bara Uraian Nilai carbon air dried basis 42,05 % 0,421 Kg/kg Hidrogen air dried basis 3,70 % 0,037 Kg/kg Oxigen air dried basis 14,35 % 0,1435 Kg/kg Nitrogen air dried basis 0,36 % 0,0036 Kg/kg Sulphur air dried basis 0,22 % 0.002 Kg/kg Moisture air dried basis 34,10 % 0,341 Kg/kg Ash air dried basis 5,22 % 0,0522 Kg/kg Volatile matter air dried basis 32,84 % 0,3284 Kg/kg Higher  heat  value  as  receive (HHV) 4.018 kcal/kg 16.822,562 KJ/kg Low  heat  value  as  receive (LHV) 3.628,00 kcal/kg 15.189,710 KJ/kg
Tabel 3. Data Sheet ambient air Uraian Nilai Nilai pengukuran barometric pada daerah boiler 755,250 mmHg 1.006,917 Mmbar 100,692 kPa Tw  =  ambient  air  temperature (wet bulb) 28,640 0 C Td = ambient air temperature (dry bulb) 29,170 0 C Relative humidity dengan Hygrometer 85,880 % Slag remover temperature /bottom ash/ ash cooler 47,400 0 C Pb = saturated vapor pressure 3.998,911 Pa Wma = absolute humidity 0.022 Tabel 4. Data Sheet referensi temperatur
Uraian Nilai Rreference air temperature dry bulb 33 0 C Entalpy of saturated vapor at reference temperature 2.560,95 kJ/kg entalpy of satureated H2O at reference temperature 138,274 kJ/kg
ISSN: 2354-6751
Tabel 5. Data Sheet ash & slag
Uraian Nilai Gas temperatur leaving air heater 162,2 86 0 C t g15 correction 164,0 52 0 C Unburned carbon in fly ash 1,18 % 0,012 Kg/kg Unburned carbon in bottom ash 2,20 % 0,022 kg/kg Average unburned carbon in ash 0,013 % Dry refuse per kg of ash fired coal 0,052 kg/kg Carbon burned per kg as fired coal 0,420 kg/kg Spesific heat of flue dust at average flue dust temperature 0,20 Btu/lb 0 F 0,837 kJ/kg 0 C Average bottom ash temperature 47,40 0 0 C Spesific heat of bottom ash at average bottom ash temperature 0,25 Btu/lb 0 F 1,047 kJ/kg 0
C Tabel 6. Data Sheet gas Uraian Nilai Oxigen measure 2,459 % Carbon dioxide 16,135 % Carbon monoxide 0,019 %
3.3.  Perhitungan  Performansi  Boiler  Secara
Manual. Setelah pengambilan data dilakukan kemudian  dapat  dihitung  performansi  boiler dengan  menggunakan  formula  sesuai  dengan standar  perhitungan  metode  tidak  langsung. adapun tahapan perhitungannya sebagai berikut:

## Tahap 1. Menghitung Kebutuhan Udara Teoritis
Kebutuhan Udara Teoritis   = = [(11.6 x C) + {34.8 x ( H 2 -O 2 /8)} + (4.35 x S)]/100 kg/kg batu bara = [(11.6 x 42.05 ) + {34.8 X ( 3.7 - 14.35 / 8 )} + (4.35 x 0.22 ) ] / 100 kg/kg batu bara
= 5,47  kg/kg batu bara
Tahap  2.  Menghitung    persen  kelebihan  udara  yang dipasok (EA).
% CO2 secara teoritis :  :
Mol C
(C02) t
Tahap 3. Excess Air yang di pasok.
% Excess Air Supplied  (EA) :
Tahap 4 . Menghitung  Massa Udara Aktual

## Yang dipasok (AAS)
Massa udara aktual { } { }
Tahap  5.  Menghitung  massa  gas  buang  aktual (m)
Massa gas buang aktual
Tahap  6.  Memperkirakan  seluruh  kehilangan panas.
i. Presentase kehilangan panas yang diakibatkan oleh gas buang yang kering.
L1
L 1
ii. Persen panas yang hilang karena penguapan air yang terbentuk dari H 2 dalam bahan bakar
L2
[                                      ]
[                                                 ]
iii. Persen panas yang hilang karena penguapan uap air dalam bahan bakar
L3

## [                                 ]

## [                                              ]
iv. Persen panas yang hilang karena kadar air dalam udara
L4 [                                             ]
[                                            ]

## L
4
v. Persen panas yang hilang karena pembakaran tidak sempurna (konversi C ke CO) .

## L5
5
vi. Persen kehilangan panas karena radiasi dan konveksi.
% Heat loss karena konveksi dan radiasi (L6) = [ ] [                          ] = [ ] [                             ] =  671,23 w/m 2
=  671,23 x 0,86
=  577,25 kCal/m 2
vii.
Persen panas yang hilang karena bahan yang tidak terbakar dalam abu terbang/ fly ash.
% ash in coal = Perbandingan bottom ash to fly ash =
GCV fly ash =  0,19994  kCal/kg Jumlah fly ash dalam 1 kg coal =  0.33 x 0,0522 =  0,0174 kg Head loss in fly ash =  0,0174 x 0,19994 =  0,00347 kCal/kg of coal % heat loss in fly ash = L7  = viii. Persen panas yang hilang karena bahan yang tidak terbakar dalam abu bawah/bottom ash.
GCV bottom ash =  0,250072  kCal/kg Jumlah fly ash dalam 1 kg coal  =  0.66 x 0,0522 =  0,0348 kg Head loss in bottom ash =  0,0348 x 0,250072 =  0,0087  kCal/kg of coal % heat loss in fly ash =
L8  =

## Tahap 7.  Menghitung efisiensi boiler
Efisiensi Boiler (n) = 100- ( L1 + L2 + L3 + L4 + L5+ L6 +L7 + L8 ) Efisiensi Boiler (n) = 100- ( 5,14 + 5,343 + 5,47 + 0,21 + 0,07 + 1,05 + 0,00 + 0,0 ) Efisiensi Boiler (n) = 82,70 %

## 3.4. Pembuatan Aplikasi
Pembuatan Aplikasi perhitungan performance boiler  ini  menggunakan macromedia  flash professional  8  ,  aplikasi  ini merupakan  aplikasi pengkajian,  perhitungan  dan  analisis  efisiensi boiler  yang  dapat  digunakan  oleh  operator maupun  engineer  di  lapangan,    sehingga  dari analisa  yang  didapat  nantinya  diharapkan  dapat dilakukan tindak lanjut perbaikan yang berdampak pada peningkatan efisiensi boiler.

## ISSN: 2354-6751
1) Pembuatan Obyek dan Background
Pembuatan  obyek  (baik  obyek  diam  maupun bergerak)  dan  background  pada  aplikasi  ini digambar  secara  manual  dengan  memanfaatkan tools pada Macromedia Flash. Untuk menggambar garis maupun bidang menggunakan fasilitas line tool sedangkan untuk pewarnaannya menggunakan  fasilitas  paint  bucket  tool.  Efek animasi  obyek  pada  aplikasi  ini  menggunakan teknik animasi mengubah alpha, tint serta motion tween.  Proses  pembuatan  background  pada aplikasi  ini  sama  dengan  proses  pembuatan obyek,  tetapi  lebih  banyak  pada  penggunaan permainan kombinasi warna dengan menggunakan  fasilitas  tool  color  mixer  dengan tipe  linear  maupun  radial.  Obyek  maupun gambar  background  yang  telah  digambar  di- convert  menjadi  simbol  dengan  tipe  graphic maupun  movie  clip.  Hal  ini  dimaksudkan  agar gambar  obyek  maupun  background  tersimpan  di panel  library  sehingga  dapat  digunakan  kembali yaitu  dengan  cara  men-drag  gambar  ke  area kerja. Tampilan pembuatan objek dan backround dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Tampilan Pembuatan Obyek dan Backround

## 2) Pembuatan Tampilan awal
Pembuatan  tampilan  awal  masing-masing obyek  dipisahkan  kedalam  beberapa  layer  yang bertujuan untuk mempermudah dalam pembuatan  animasi  dan  penyusunan  terhadap obyek  yang  telah  digambar.  Dalam  membuat animasi,  langkah  yang  perlu  dilakukan  terlebih dahulu  adalah  meng-convert  simbol  obyek  dari bentuk  graphic  menjadi  movie  clip,  kemudian obyek tersebut diubah posisi  dan bentuknya dari frame  satu  ke  frame  lainnya  untuk  memperoleh hasil  animasi  bergerak.  Untuk  menjalankan  dan memperhalus  gerakannya,  digunakan  teknik animasi  motion  tween.  Tampilan  pembuatan intro dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Pembuatan tampilan awal

## 3) Pembuatan Tombol Navigasi
Tombol  navigasi  pada  aplikasi  berfungsi untuk  menuju  ke  halaman  tertentu.  Tombol navigasi  dibuat  dengan  cara  meng-convert graphic yang telah digambar dengan menggunakan  fasilitas  line  tool,  text  tool  dan beberapa  obyek  atau  gambar  menjadi  simbol dengan tipe button. Masing- masing tombol pada aplikasi ini disisipkan suara yang telah disiapkan. Tombol  keluar  dan  tombol  menu  terdapat  pada semua  halaman  kecuali  halaman  loading, halaman  intro  dan  halaman  keluar.  Tampilan pembuatan  tombol  navigasi  dapat  dilihat  pada Gambar 5 dan 6.
Gambar 5. Tampilan Pembuatan Tombol Navigasi

## 4) Pemrograman dengan Actionscript
Actionscript  digunakan  untuk  menjalankan aksi  pada  frame,  movie  clip  maupun  pada  suatu tombol.  Beberapa  actionscript  yang  digunakan dalam  aplikasi  multimedia  ini  adalah  sebagai berikut :
a. Actionscript pada awal frame fscommand ("fullscreen", "true"); Penjelasan : Maksud dari script di atas adalah ketika  aplikasi  ini  dijalankan  maka  aplikasi ini akan tampil secara penuh (fullscreen).
b.  Actionscript  pada  tombol  untuk  menu navigasi
on (release) {nextFrame(); }
Penjelasan  :  Maksud  dari  script  di  atas adalah  ketika  tombol  di  klik  maka secara  otomatis  akan  memindahkan frame  ke  frame  selanjutnya.  dimana navigasi  aplikasi  diseimpan  dalam frame yang berbeda.
c. Action script pada tombol perhitungan on (release) { az                        = ((11.6*Number(sx))+(34.8*(Number(tx) -(Number(vx)/8)))+(4.35*0))/100 bz=((Number(sx)/1200)/((Number(sx)/1
200)+((Number(az)*77/2800)+(Numbe r(ux)/2800))))*100 cz = ((7900*(Number(bz)- Number(fx)))/(Number(fx)*(100- Number(bz)))) dz =
(1+(Number(cz)/100))*Number(az) ez
=
(Number(sx)*44/1200)+(Number(ux)/1 00)+(Number(dz)*77/100)+((Number(d
z)-4.91)*23/100)
Penjelasan  :  Maksud  dari  script  di  atas adalah  ketika  tombol  di  klik  maka secara otomatis aplikasi akan menghitung  semua  looses  yang  terjadi pada boiler sesuai dengan input parameter yang diisikan.
Gambar 6. Tampilan Pembuatan actionscript

## 3.5. Pembuatan Pengujian Aplikasi
Halaman  awal  merupakan  halaman  yang muncul pertama. Pada halaman ini berisi metode perhitungan  langsung  (Direct)  performance boiler.  Tampilan  halaman  Metode  perhitungan langsung dilihat pada Gambar 6.
Gambar 7. Tampilan Halaman awal
Halaman  kedua    merupakan  halaman  yang berisi  metode  perhitungan  tidak  langsung (Indirect  Method)  performance  boiler.  Tampilan halaman menu dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 8. Tampilan Halaman kedua
Halaman  ini  menjelaskan  tentang  ringkasa neraca  besaran  heat  losses  yang  terjadi  pada boiler.  Pada  halaman  ini  juga  terdapat  tombol navigasi  yaitu  tombol  keluar  untuk  kembali  ke menu  utama  Tampilan  halaman  Neraca  Energi dapat dilihat pada Gambar 4.8.
Gambar 9. Tampilan Halaman Neraca Energi

## 3.6.   Perhitungan Menggunakan Aplikasi
Simulasi yang dibuat
Perhitungan performance  boiler dengan menggunakan aplikasi ini sangat mudah dilakukan,  hal  pertama  yang  dilakukan  adalah memilih  metode  perhitungan  yaitu indirect method, kemudian  pada  input  parameter masukkan  nilai  masing-masing  parameter  sesuai dengan  data  sheet.    Input  parameter  terdiri  dari data parameter boiler yaitu fuel firing rate, steam generating  rate,  steam  pressure,  %  CO 2 in  flue gas,  %  CO  in  flue  gas,  average  flue  gas temperature,  ambient  air  temperature,  humidity in  ambient  air,  surface  temperature  of  boiler, wind  velocity  around  boiler,  total  surface  of boiler, GCV of bottom ash, GCV of fly ash, rasio of  bottm  ash  to  fly  ash .  pada  fuel  analisis diisikan  parameter  berupa  kandungan  yang terdapat  pada  batu  bara  seperti ash  conten, moisture  conten,  carbon  conten,  hidrogen conten,  nitrogen  conten,  oksigen  conten dan gross  caloric  value  (GCV) dari  batu  bara  yang digunakan.
Gambar 10. Tampilan  Input Parameter
Setelah  nilai  parameter  input  dimasukkan, kemudian  tekan  tombol calculate pada  aplikasi menu,  maka  hasil  perhitungan  efisiensi  boiler akan  meampilakan output  calculation secara detail mulai dari teoritical air requirmen , jumlah udara  aktual  yang  dipasok,  jumlah excess  air yang  disuplai,  kemudian  pada  output  parameter akan  ditampilakn heat  loss/ kerugian  panas berupa dry  flue  gas ,  kerugian  akibat  kandungan hydrogen pada batu bara, kerugian akibat radiasi dan konveksi, dll.
Hasil  perhitungan  dapat  kita  lihat  dalam bentuk  heat  balance  diagram  dimana  efisiensi boiler    sebesar  82,70  %,    dengan  loses  pada  gas buang  sebesar  5,14  %,  looses  pada  hidrogen  in
fuel sebesar 5,34 %, loses akibat moisture in fuel sebesar  5,47  %,  loses  pada  moisture  in  air sebesar  0,21  %,  loses  akibat  pembakaran  tidak sempurna  sebesar  0,07  %,  loses  akibat  radiasi dan  konveksi  sebesar  1,05  %  dan  loses  akibat batu  bara  tidak  terbakar  pada  fly  ash  sebesar 0,00008  %  dan  loses  akibat  batu  bara  tidak terbakar pada bottom ash sebesar 0,00021%.
Gambar 11. Tampilan Hasil Perhitungan
Gambar 12. Heat Balance Diagram
Hasil  perhitungan  menggunakan  simulasi dihasilkan efisiensi sebesar 82,70 %, dan apabila kita  bandingkan  dengan  hasil  perhitungan manual  sebesar  82,70  %    maka  dapat  kita pastikan bahwa perhitungan dengan menggunakan  aplikasi  telah  sesuai  dengan perhitungan secara manual.

## 3.7.   Peluang Efisiensi Energi
Peluang efisiensi energi berhubungan dengan pembakaran,  perpindahan  panas,  kehilangan yang  dapat  dihindarkan,  konsumsi  energi  untuk alat  pembantu,  kualitas  air  dan blow  down . berikut  ini  adalah  beberapa  peluang  efisiensi
yang  dapat  diambil  guna  meningkatkan  efisiensi boiler.

## 1. Pengurangan  kandungan  air  pada  batu bara
Pengurangan  kandungan  air  pada  batu  bara merupakan  cara  yang  efektif  dalam  mengurangi pemakaian  bahan  bakar,  dimana  sesuai  hasil perhitungan  ditemukan  bahwa  kerugian kalor terbesar  diakibatkan  panas  yang  hilang  karena penguapan  uap  air  dalam  bahan  bakar  yaitu sebesar  5,47  %.  kandungan  air  dalam  bahan bakar  dapa  diakibatkan  oleh  curah  hujan  yang mengenai  batu  bara  saat  pengiriman  baru  bara maupun  saat  penyimpanan  batu  bara  pada coal yard yang  tidak  dilengkapi  dengan  atap pelindung. sehingga untuk mengurangi kandungan  air  pada  batu  bara  dilakukan  dengan membuat    atap  penyimpanan/penumpukan  batu bara.

## 2. Pengendalian Suhu Cerobong
Hasil  perhitungan  diketahui  kerugian  energi pada  gas  buang  sebesar  5,14  %,  dan  untuk mengurangi  kerugian  kalor  tersebut  suhu cerobong  harus  dibuat  serendah  mungkin.  walau demikian,  suhu  tersebut  tidak  boleh  terlalu rendah  sehingga  uap  air  akan  mengembun  pada dinding  cerobong.  hal  ini  penting  bagi  bahan bakar  yang  mengandung  sulfur  dimana  pada suhu  rendah  akan  mengakibatkan  korosi  titik embun  sulfur.  suhu  cerobong  yang  terlalu  tinggi menandakan  adanya  potensi  untuk  pemanfaatan kembali  limbah  panas.  hal  ini  juga  menandakan telah  terjadi  pembentukan  kerak  pada  peralatan perpindahan panas/pemanfaatan panas dan sebaikknya  dilakukan  shut  down  lebih  awal untuk pembersihan air/ sisi cerobong.

## 3. Pembakaran yang Tidak Sempurna.
Pembakaran  yang  tidak  sempurna  dapat timbul  dari  kekurangan  udara  atau  kelebihan bahan bakar atau buruknya pendistribusian bahan bakar. hal ini  nyata terlihat dari  warna atau asap dan  kerugian  kalor  akibat  konversi Carbon  ke Carbon  monoksida sebesar  0,07  %,  dan  harus segera  diperbaiki.dalam  sistem  pembakaran batubara,  karbon  ynag  tidak  terbakar  dapat merupakan kehilangan yang besar. Ukuran bahan bakar  yang  tidak  seragam  dapat  juga  menjadi penyebab  tidak  sempurnanya  pembakaran.  pada chain  grate  stokers,  bongkahan  besar  tidak  akan terbakar  sempurna,  sementara  potongan  yang kecil  dan  halus  akan  menghambat  aliran  udara, sehingga  menyebabkan  buruknya  distribusi udara.
4. Pengendalian Udara Berlebih.
Udara  berlebih  diperlukan  pada  seluruh praktek pembakaran untuk menjamin
pembakaran  yang  sempurna,  udara  berlebih (excess  air  supplied) dari  hasil  perhitungan adalah  sebesar  15,35  %  untuk  memperoleh variasi pembakaran dan untuk menjamin kondisi cerobong  yang  memuaskan  untuk  beberapa bahan  bakar.  tingkat  optimal  udara  berlebih untuk  efisiensi  boiler  yang  maksimum  terjadi bila  jumlah kehilangan yang diakibatkan pembakaran yang tidak sempurna dan kehilangan yang  disebabkan  oleh  panas  dalam  gas  buang diminimalkan.

## 5. Meminimalisasi  kehilangan  panas  radiasi dan konveksi
Permukaan  luar  shell  boiler    lebih  panas daripada sekitarnya. jadi, permukaan melepaskan panas  ke  lingkungan  tergantung  pada  luas permukaan dan perbedaan suhu antara permukaan  dan  lingkungan  sekitarnya.panas yang  hilang  dari  shell  boiler  sesuai  hasil perhitungan  adalah  sebesar  1,05  %  merupakan kehilangan  energi  yang  sudah  tertentu,  terlepas dari  keluaran  boiler.  dengan  rancangan  boiler yang  modern,  kehilangan  ini  hanya  sekitar  1,5 persen  dari  nilai  kalor  kotor  pada  kecepatan penuh,  namun  akan  meningkat  ke  sekitar  6 persen jika boiler hanya beroperasi pada keluaran 25  persen.perbaikan  atau  pembesaran  isolasi dapat mengurangi kehilangan panas pada dinding boiler dan pemipaan.

## 6. Pengurangan  Pembentukan  Kerak  dan Kehilangan Jelaga
Boiler  dengan  menggunakan  bahan  bakar batubara mempunyai efek samping yaitu pembentukan  jelaga  pada  dinding  pipa  boiler. jelaga  yang  terbentuk  pada  pipa-pipa  bertindak sebgai  isolator  terhadap  perpindahan  panas, sehingga  endapan  tersebut  harus  dihilangkan secara  teratur.  suhu  cerobong  yang  meningkat dapat  menandakan  pembentukan  jelaga  yang berlebihan.  hasil  yang  sama  juga  akan  terjadi karena pembentukan kerak pada sisi air. suhu gas keluar  yang  tinggi  pada  udara  berlebih  yang normal menandakan buruknya kinerja perpindahan panas. kondisi ini dapat diakibatkan dari  pembentukan  endapan  secara  bertahap  pada sisi gas atau sisi air.
4. Simpulan
4.1. Simpulan
1. Dengan menggunakan aplikasi Boiler
Performance  Simulator ini  kita  dapat melakukan  evaluasi  performance  boiler secara cepat dan akurat.
2. Hasil  perhitungan  menggunakan  simulasi dihasilkan  efisiensi  sebesar  82,7  %,  dan apabila kita bandingkan dengan hasil perhitungan    manual  sebesar  82,70    maka dapat  kita  pastikan  bahwa  perhitungan dengan  menggunakan  aplikasi  telah  sesuai dengan perhitungan secara manual.
3. Hasil  perhitungan  menggunakan  aplikasi simulasi  perhitungan  ditemukan  loses  pada gas  buang  sebesar  5,14  %,  looses  pada hidrogen in fuel sebesar 5,34 %, loses akibat moisture  in  fuel  sebesar  5,47  %,  loses  pada moisture  in  air  sebesar  0,21  %,  loses  akibat pembakaran  tidak  sempurna  sebesar  0,07  %, loses akibat radiasi dan konveksi sebesar 1,05 %  dan  loses  akibat  batu  bara  tidak  terbakar pada  fly  ash  sebesar  0,00008%  dan  loses akibat  batu  bara  tidak  terbakar  pada  bottom ash sebesar 0,00021%.

## 4.2. Saran
Aplikasi simulasi
perhitungan
ini diharapakan  dapat  digunakan  sebagai  alat monitoring  performansi  boiler    PLTU  batu  bara tipe  stoker  boiler.  Kedepan  aplikasi  ini diharapkan  dapat  dikembangkan  secara  lebih lanjut  agar  dapat  digunakan  untuk  menghitung performansi  boiler  dengan  tipe  dan  bahan  bakar yang berbeda.

## Daftar Pustaka
[1] Asean  Brown  Bovery.  (1991). Combustion Fossil  Power,  Combustion  Engineering .
Windsor  Connecticut, Inc.
[2] Asean  Brown  Bovery.(  1994). Operation Manual Boiler Volume IX , New York.
[3] Djokosetyardjo.M.J.(  2003). Ketel  Uap. Jakarta : Pradnya Paramita.
[4] Frank  P.  Incropera,  David  P.  De  Witt. (1996). Fundamental  of  Heat  and  Mass Transfer  Edisi  ke  empat .  New  York  :  John wiley dan Sons.
[5] Harahap  F.  (1994). Termodinamika  Teknik.
Jakarta: Erlangga.
[6] J.  Moran,  Howard  N.  Shapiro.  (2006).
Fundamentals
of
engineering
thermodynamics .  England:  John  Wiley  & Sons, Inc.
[7] James R, Myers P.E. (2001). Combustion Improvements  In  Stoker  Fired  Boilers . Facilities Engineering Institute The Pennsylvania State University
[8] J.P.  Holman.  (1997). Perpindahan  Kalor . Jakarta 13740: Erlangga Ciraca.
[9] Luhu.  (2006). Audit  Heat  Balance  pada
Power  Plant  di  PT.  Indonesia  Power . Surabaya: Jurusan Teknik Sistem Perkapalan,  FTK-ITS.
[10] Michael  F.  Modest. Radiative  Heat Transfer. Princeton  Road  s-1  Highstown NJ 68520:  Mc Graw Hill, Inc.
[11] Muin  S.A.  (1988). Pesawat-Pesawat Konversi  Energi  I  (Ketel  Uap) .  Jakarta  : Rajawali.
[12] Nursuhud  D.  (2006). Mesin  Konversi Energi . Yogyakarta: Andi.
[13] Randall.D.T, Weeks . (1909). The Smokeless  Combustion  Of  Coal  in  Boiler Plants  . Washington:  Goverment  Printing Office. [14] UNEP.(2016). United Nations Environment Programme-Greenhouse Gas Emission Reduction From Industri in Asia Pasific . India : National Productivity Council.
[15] Widhi  H.  Dhimas.  (2009). Simulasi
Kebutuhan  Udara  Pembakaran  Boiler
PLTU  Indonesia  Power  Unit  Bisnis Pembangkitan  Perak .  Surabaya:  FTK- ITS.