Analisa Rugi Kalor Dan Tekanan Uap Bekas (Exhaust Steam) Pada Instalasi Pipa Uap Bekas : Studi Kasus di Pabrik Gula Kebon Agung

Saat fluida mengalir melalui pipa, maka akan terjadi rugi energi (losses). Pabrik Gula Kebon Agung memanfaatkan uap bekas untuk menguapkan air yang terkandung dalam nira pada stasiun evaporator dan masakan. Uap bekas yang ada di Pabrik Gula Kebon Agung mempunyai tekanan awal 1 kg/cm2 dan 1,2 kg/cm2 dengan temperatur 140 oC dan 160 oC. Uap ini akan dimanfaatkan lagi pada instalasi masakan dan evaporator. Untuk mendapatkan kapasitas nira kental sebesar 48 ton/jam diperlukan laju massa uap yang masuk evaporator sebesar 139,521 ton/jam pada tekanan 0,8 kg/cm2 dan temperatur 120 oC. Sedangkan untuk menghasilkan kapasitas nira kristal 25 kl/jam diperlukan laju massa uap yang masuk ke masakan sebesar 58 ton/jam pada tekanan 0,7 kg/cm2 dan temperatur 115 oC. Masalah yang timbul dalam hal ini adalah laju kalor uap bekas yang masuk ke kedua instalasi ini lebih kecil dari laju kalor yang diharapkan. Hal ini terjadi karena terdapat rugi energi saat uap bekas mengalir dari sumber uap bekas menuju kedua instalasi tersebut, sehingga agar laju kalor uap sesuai dengan yang diharapkan maka perlu ditambahkan uap baru. Penambahan uap baru ini tentu merupakan kebutuhan energi uap yang harus diminimalkan mengingat untuk menghasilkan uap perlu energi, dalam hal ini adalah energi kimia bahan bakar. Untuk itu perlu dilakukan analisa berapa besar kerugian tekanan dan energi kalor uap bekas pada instalasi pipa yang ada (existing piping system) dan tindakan apa yang dapat dilakukan untuk memodifikasi instalasi pipa dengan tujuan meminimalkan rugi energi kalor yang terjadi pada uap dalam instalasi pipa. Dari hasil perhitungan didapatkan head loss yang terjadi pada saluran pipa sebelum masuk steam header adalah sebesar 27503,035 mku (meter kolom uap), head loss pada saluran pipa keluar steam header adalah sebesar 8052,834 mku. Sedangkan heat loss yang terjadi pada saluran pipa sebelum masuk steam header adalah sebesar 2490,67 kW dan saluran pipa keluar steam header sebesar 786,38 kW. Dari losses sebesar 3277,05 kW diperlukan penambahan uap baru sebesar 1,830516 [kg/dt]. Setelah dilakukan modifikasi, yaitu penambahan ketebalan rock woll 1 cm, aluminium 2 mm dan penghilangan pipa nomer 6,8,16,18,34 dan 103, head loss yang terjadi pada saluran pipa sebelum masuk steam header sebesar 27712,317 mku dan heat loss sebesar 2951,541 kW. Dari modifikasi ini laju massa uap baru yang ditambahkan menjadi sebesar 1,725103 [kg/dt]. Dengan selisih laju massa uap baru yang ditambahkan sebesar 0,105413 [kg/dt], maka bahan bakar (minyak bakar) yang dihemat adalah sebesar 941,76 [lt/hari]. Tekanan uap semakin turun dengan semakin panjang instalasi pipa. Hal ini dikarenakan dengan semakin panjang instalasi pipa maka semakin besar head loss yang terjadi. Temperatur uap semakin turun dengan semakin panjang instalasi pipa. Hal ini dikarenakan dengan semakin panjang instalasi pipa maka semakin besar heat loss yang terjadi. Heat loss akan lebih besar pada pipa dengan diameter yang lebih besar karena permukaan pipa menjadi lebih besar. Dari analisa instalasi pipa yang telah dimodifikasi didapatkan penambahan uap baru lebih sedikit sehingga konsumsi bahan bakar juga menjadi lebih sedikit