bab iv op cyclone

28
BAB IV OPERASI DAN PEMELIHARAAN CYCLONE 4.1 Umum Cyclone merupakan alat pengendalian partikulat yang sangat umum dan banyak digunakan untuk berbagai aplikasi. Partikel yang dapat disisihkan adalah partikel yang berukuran besar. Alat ini sangat tidak efisien jika digunakan untuk menyisihkan partikel kecil karena partikel-partikel kecil mempunyai massa yang kecil dan dapat menghasilkan gaya sentrifugal. Cyclone adalah alat sederhana yang menggunakan gaya sentrifugal untuk memisahkan partikel dari aliran gas. Pada umumnya cyclone terbentuk dari pelat logam, dan ada juga dari bahan lain. Kelebihan cyclone dengan alat lainnya yaitu mempunyai biaya modal yang rendah, ruang yang dibutuhkan kecil, dan tidak adanya bagian-bagian yang bergerak. Tentu saja alat tambahan juga dibutuhkan, sebuah blower atau sumber tekanan lain untuk menggerakkan aliran gas. Cyclone mampu mengendalikan beban debu yang sangat besar, dan dapat juga digunakan pada aliran gas yang sangat tinggi. Kadang-kadang penggunaannya digabungkan dengan material tahan panas untuk mencegah abrasi dan untuk mengisolasi material logam dari temperatur gas yang sangat tinggi.

Upload: irfan-fahmi

Post on 12-Aug-2015

429 views

Category:

Documents


26 download

DESCRIPTION

operation dan maintanace

TRANSCRIPT

Page 1: Bab IV Op Cyclone

BAB IV

OPERASI DAN PEMELIHARAAN CYCLONE

4.1 Umum

Cyclone merupakan alat pengendalian partikulat yang sangat umum dan banyak

digunakan untuk berbagai aplikasi. Partikel yang dapat disisihkan adalah partikel

yang berukuran besar. Alat ini sangat tidak efisien jika digunakan untuk

menyisihkan partikel kecil karena partikel-partikel kecil mempunyai massa yang

kecil dan dapat menghasilkan gaya sentrifugal. Cyclone adalah alat sederhana

yang menggunakan gaya sentrifugal untuk memisahkan partikel dari aliran gas.

Pada umumnya cyclone terbentuk dari pelat logam, dan ada juga dari bahan lain.

Kelebihan cyclone dengan alat lainnya yaitu mempunyai biaya modal yang

rendah, ruang yang dibutuhkan kecil, dan tidak adanya bagian-bagian yang

bergerak. Tentu saja alat tambahan juga dibutuhkan, sebuah blower atau sumber

tekanan lain untuk menggerakkan aliran gas.

Cyclone mampu mengendalikan beban debu yang sangat besar, dan dapat juga

digunakan pada aliran gas yang sangat tinggi. Kadang-kadang penggunaannya

digabungkan dengan material tahan panas untuk mencegah abrasi dan untuk

mengisolasi material logam dari temperatur gas yang sangat tinggi.

4.2 Komponen dan Desain Cyclone

Cyclone terdiri dari beberapa komponen penting sebagai berikut:

1. Inlet dan outlet;

2. Vortex finder;

3. Body;

4. Cone atau Hopper.

Pada Raw Mill Indarung II/III terdapat dua buah cyclone yang berfungsi untuk

menyisihkan partikulat dari proses grinding. Masing-masing cyclone didesain

dengan dimensi sebagai berikut:

Page 2: Bab IV Op Cyclone

Laporan Kerja PraktekPT Semen Padang

D = 5,000 m

De = 1,600 m

Dd = 0,500 m

H = 2,240 m

W = 1,250 m

S = 5,400 m

Lb = 5,500 m

Lb = 5,250 m

Gambar 4.1 Desain Cyclone pada Raw Mill Indarung II/III

4.3 Sistem Operasi Cyclone

Sebuah cyclone dapat dilihat pada Gambar 4.2 mempunyai satu inlet tangensial

menuju badan silinder, yang menyebabkan aliran gas menjadi berputar-putar.

Partikel-partikel kemudian terlempar menuju dinding pada badan cyclone. Ketika

partikel mencapai lapisan batas yang stagnan pada dinding, kemudian partikel-

partikel tersebut meninggalkan arus aliran gas dan akhirnya jatuh dari dinding.

Walaupun beberapa partikel dapat kembali lagi kedalam aliran gas dengan tiba-

tiba. Seiring dengan kehilangan energi pada gas di pusat pusaran, gas mulai

berputar di dalam vortex dan keluar pada bagian atas.

Gambar 4.2 Skema Cara Kerja Cyclone Sumber: Karl B. Schenelle, 2002

Sindy Rizkika Syafri (06174020)Maikel Nendes (06174033)

IV-2

Page 3: Bab IV Op Cyclone

Laporan Kerja PraktekPT Semen Padang

Tabung vortex finder tidak menciptakan aliran pusaran gas. Fungsinya adalah

untuk mencegah hubungan singkat dari inlet secara langsung ke outlet. Cyclone

akan tetap bekerja tanpa vortex finder, walaupun efisiensi yang dihasilkan akan

rendah.

Variabel operasi untuk melihat performa cyclone adalah temperatur gas, tekanan,

komposisi, karakteristik debu, termasuk ukuran dan distribusi, bentuk, densitas

serta konsentrasi. Peningkatan temperatur gas akan menurunkan densitas dan

meningkatkan viskositas.

Dampak langsung efisiensi dengan merubah densitas gas dapat diabaikan jika

densitas gas dibandingkan dengan densitas debu. Jika tekanan pengumpul

dipertahankan konstan, kapasitas tabung akan meningkat akibat densitas gas yang

rendah. Temperatur yang tinggi dapat meningkatkan kecepatan gas pada inlet, dan

ini meningkatkan kecepatan partikel menuju dinding. Seiring dengan kenaikan

temperatur, kenaikan viskositas cenderung menurunkan kecepatan partikel

menuju dinding. Efek bersih dari faktor-faktor ini yang disebabkan oleh

peningkatan temperatur dapat diabaikan pada waktu beroperasi normal antara 4o

sampai 371o C. Dengan demikian, pada kehilangan tekanan konstan, efisiensi

akan konstan dengan temperatur. Seiring dengan peningkatan temperatur diatas

538o C, dampak viskositas menjadi lebih utama dan mengakibatkan efisiensi

secara berangsur akan menurun. Komposisi gas dapat juga berdampak pada

viskositas gas dan juga densitas.

Tipikal performa dari konvensional dan high efficiency cyclones ditunjukkan pada

Tabel 4.1.

Sindy Rizkika Syafri (06174020)Maikel Nendes (06174033)

IV-3

Page 4: Bab IV Op Cyclone

Laporan Kerja PraktekPT Semen Padang

Tabel 4.1 Performa Cyclone Konvensional dan High Efficiency

Sumber: Karl B. Schenelle, 2002

Beberapa cara dapat dipakai untuk meningkatkan efisiensi. Bagaimanapun,

beberapa tes menunjukkan usaha untuk meningkatkan efisiensi ini dengan blade,

spiral duct, atau apapun peralatan dengan tujuan membuat perputaran gas secara

langsung menjadi sia-sia, ini hanya menghasilkan perputaran bebas gas pada

badan cyclone. Perputaran ini menyebabkan pemisahan debu, kemudian menuju

hopper atau dust bunker.

Sebuah cyclone dengan dust bunker atau hopper yang besar akan memiliki

efisiensi yang lebih tinggi daripada cyclone yang dust outlet-nya ditutup dengan

rotating valve. Dengan cara yang sama, penempatan vanes pada pipa gas keluar

dengan tujuan untuk menurunkan kehilangan tekanan pada cyclone akan

mempengaruhi efisiensi (menurunkannya). Ini sangat diperlukan, oleh karena itu

Sindy Rizkika Syafri (06174020)Maikel Nendes (06174033)

IV-4

Page 5: Bab IV Op Cyclone

Laporan Kerja PraktekPT Semen Padang

cyclone dilengkapi dengan dust hopper, dan outlet vortex tube dimana gas dapat

meneruskan perputarannya.

Gambar 4.3 Dimensi Cyclone: (a) End Elevation; (b) Side ElevationSumber: Theodore Buonicore, 2000

Bentuk sebuah cyclone ditentukan oleh dimensi-dimensi utama berikut (lihat

Gambar 4.3). (1) sudut masuknya gas; (2) diameter cyclone, D; (3) diameter

exhaust gas; (4) panjang pipa vortex, S; (5) tinggi badan cyclone, h; (6) tinggi

cyclone keseluruhan, H; dan (7) area inlet gas, A x B. Dengan merubah dimensi-

dimensi tadi akan berpengaruh terhadap efisiensi cyclone. Contoh, memasukkan

sedikit gas ke bagian yang rumit pada cyclone sangat penting untuk

mempertahankan efisiensi yang sesuai. Hasil yang paling baik akan dipertahankan

ketika sudut 1800. Peningkatan lebih lanjut dari sudut inlet tidak akan

meningkatkan efisiensi dan biasanya membuat harganya menjadi lebih mahal.

Pengaruh dari panjang pipa outlet vortex, S, efisiensi yang ditunjukkan pada

Gambar 4.4. Efisiensi menurun dengan cepat ketika panjang pipa vortex terlalu

pendek, efisiensi maksimum akan tercapai ketika S mendekati nilai d, atau S

Sindy Rizkika Syafri (06174020)Maikel Nendes (06174033)

IV-5

Page 6: Bab IV Op Cyclone

Laporan Kerja PraktekPT Semen Padang

mendekati B ketika B lebih besar dari d. Peningkatan tinggi keseluruhan cyclone

meningkatkan efisiensi. Hasil tes menunjukkan tinggi cyclone besar dari 3D

dianjurkan (lihat Gambar 4.5). Mengurangi ukuran diameter d pipa vortex

berhubungan dengan diameter badan cyclone dan akan meningkatkan tekanan

yang pada akhirnya akan meningkatkan efisiensi (lihat Gambar 4.6). Untuk

membuat cyclone yang praktis, diameter vortex harus 1,4 kali diameter badan

cyclone dan panjang 1/6 atau 1/7 kali tinggi cyclone keseluruhan.

Gambar 4.4 Pengaruh Panjang Vortex Finder Terhadap Efisiensi Sumber: Theodore Buonicore, 2000

Gambar 4.5 Pengaruh Tinggi h Terhadap Efisiensi Sumber: Theodore Buonicore, 2000

Sindy Rizkika Syafri (06174020)Maikel Nendes (06174033)

IV-6

Page 7: Bab IV Op Cyclone

Laporan Kerja PraktekPT Semen Padang

Gambar 4.6 Pengaruh Diameter d Terhadap Efisiensi Sumber: Theodore Buonicore, 2000

Entry area cyclone akan mempengaruhi efisiensi sampai tingkat tertentu. Secara

umum, tinggi lebih besar dari lebar dimana A > B akan meningkatkan efisiensi,

tetapi bentuk yang lebih praktis adalah inlet persegi, dimana A = B. Untuk

menurunkan kehilangan tekanan pada cyclone, ini yang diinginkan untuk

membuat cross section area dari saluran inlet A x B, tidak lebih kecil dari saluran

keluarnya.

Standar dimensi cyclone berdasarkan perbandingan antara diameter badan cyclone

dengan bagian lainnya dapat dilihat pada tabel 4.2 berikut:

Tabel 4.2 Standar Dimensi Cyclone

Sumber: David Cooper and Alley, 1994

Sindy Rizkika Syafri (06174020)Maikel Nendes (06174033)

IV-7

Page 8: Bab IV Op Cyclone

Laporan Kerja PraktekPT Semen Padang

Pengaruh gravitasi pada penyisihan debu pada sebuah cyclone sangat kecil, oleh

karena itu, dapat dikatakan efisiensi cyclone tidak ada pengaruh dari luar sistem.

Percobaan telah menunjukkan bahwa penyisihan memperlihatkan hasil yang

bagus baik pada posisi horizontal maupun susunan secara vertikal. Sebuah cyclone

yang baik dapat menyisihkan debu dalam posisi apa saja. Kesulitan dapat saja

muncul tetapi dengan partikel kasar dari debu akan terus berputar pada bagian

kerucut dan tidak akan dapat mencapai outlet. Kesulitan ini dapat terjadi pada

posisi vertikal normal, tetapi ini sangat jarang terjadi.

Untuk dapat memahami operasi cyclone, sangat penting untuk mencari kecepatan

dan tekanan serta hubungannya dengan efisiensi. Aliran gas terjadi secara tiga

dimensi, oleh sebab itu pada posisi bagaimanapun kecepatan dapat dirubah

menjadi tiga komponen: komponen tangensial, radial, dan vertikal. Gambar 4.7

dan 4.8 menujukkan variasi dari kecepatan tangensial, radial dan kecepatan gas

vertikal di dalam cyclone. Dengan pengecualian pada area turbulen yang tinggi

pada bagian tengah, kecepatan tangensial (vt) adalah yang lebih dominan,

sehingga kecepatan total dari gas nilainya mendekati nilai vt. Dari lingkaran

menuju ke tengah, kecepatan tangensial meningkat dan mencapai nilai maksimal

pada jarak 2/3 dari jari-jari cyclone.

Gambar 4.7 Variasi Kecepatan Tangensial vt dan Kecepatan Radial vr

Sumber: Theodore Buonicore, 2000

Sindy Rizkika Syafri (06174020)Maikel Nendes (06174033)

IV-8

Page 9: Bab IV Op Cyclone

Laporan Kerja PraktekPT Semen Padang

Gambar 4.8 Variasi Kecepatan Vertikal Dari Titik yang Berbeda Sumber: Theodore Buonicore, 2000

Pada bagian silinder cyclone, fluktuasi nilai vt secara umum disebabkan oleh

kecepatan di lingkaran dan jari-jari dari titik dimana kecepatan v t diperkirakan.

Pada bagian kerucut nilai vt meningkat menuju ke bagian bawah, dan dengan jarak

yang sama jika dihitung dari atas nilai Vt lebih besar daripada di bagian silinder.

Pada bagian tengah cyclone, kecepatan total nilainya menyimpang jika

dibandingkan dengan kecepatan tangensial. Seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 4.8, kecepatan vertikal diarahkan ke bawah pada luar dinding cyclone.

Kecepatan radial vr diarahkan menuju pusat pada kebanyakan cyclone, kecepatan

ini membawa partikel menuju ke pusat melawan dari gaya sentifugal. Dibagian

tengah kecepatan diarahkan keluar.

Dari variasi kecepatan menunjukkan bahwa daerah pada pusat cyclone

tidak memberikan kontribusi dalam pemisahan partikel. Partikel pada daerah ini

akan terbawa oleh arus kecepatan vertikal ke gas outlet dan tidak akan jatuh ke

dust outlet. Untuk mencapai efisiensi yang tinggi sangat penting menjaga partikel

agar partikel keluar dari bagian tengah cyclone dan meningkatkan kecepatan

Sindy Rizkika Syafri (06174020)Maikel Nendes (06174033)

IV-9

Page 10: Bab IV Op Cyclone

Laporan Kerja PraktekPT Semen Padang

tangensial sebanyak mungkin, ini juga akan sebanding dengan peningkatan

kecepatan vertikal dan radial.

Efisiensi pengumpul cyclone tergantung pada distribusi ukuran partikel,

efisiensi hanya dapat dijamin jika laju pengendapan atau distribusi ukuran partikel

diketahui. Efisiensi dapat dipertahankan jika komposisi debu konstan dan hanya

sebagian kecil saja partikel yang berukuran kecil dari 10 mikron.

Faktor utama yang dapat digunakan untuk mengontrol efisiensi pengumpulan

debu adalah dengan memperhatikan diameter cyclone. Efisiensi pengumpulan

debu yang lebih besar dapat diperoleh dengan menggunakan cyclone yang

berdiameter kecil. Kecepatan aliran gas yang tinggi juga dapat meningkatkan

efisiensi cyclone, caranya dapat dilakukan dengan dengan memodifikasi inlet agar

menghasilkan kecepatan aliran yang lebih besar. Cyclone dapat disusun secara

paralel untuk menciptakan aliran gas yang lebih besar. Susunan cyclone ini

disebut multicyclone. Multicyclone biasanya diletakkan sebelum pemisahan

dengan Electrostatic Precipitator (EP). Hal ini dilakukan karena:

1. Cyclone memiliki ketahanan terhadap suhu yang tinggi sehingga tidak

mempengaruhi kinerja dan tetap dapat berjalan secara optimal, sedangkan

ESP sangat rentan terhadap kenaikan temperatur gas dan jika terjadi kenaikan

suhu yang cukup signifikan dapat mengakibatkan EP meledak.

2. Cyclone lebih efektif digunakan untuk menyisihkan partikel yang berukuran

relatif besar sedangkan EP lebih efektif untuk menyisihkan partikel yang

lebih kecil, sehingga untuk menghasilkan efisiensi yang lebih besar cyclone

dipasang sebelum EP, agar dapat mengurangi beban penyisihan yang

dilakukan oleh EP.

3. Untuk menjaga agar umur alat dapat bertahan lama, sehingga dapat

menghemat biaya untuk pemeliharaan maupun pergantian alat.

Sindy Rizkika Syafri (06174020)Maikel Nendes (06174033)

IV-10

Page 11: Bab IV Op Cyclone

Laporan Kerja PraktekPT Semen Padang

4.4 Sistem Pemeliharaan Cyclone

Program pemeliharaan terjadwal untuk cyclone akan mengurangi kerugian yang

diakibatkan oleh pemotongan waktu produksi dan penambahan biaya yang besar

untuk pekerjaan pembetulan. Pemeliharaan efektif akan mudah terpenuhi jika

ketentuan dasar berikut ini diikuti:

1. Pada instalasi awal telah disediakan akses yang mudah untuk membersihkan

atau memindahkan bagian-bagian dari sistem tersebut.

2. Menyediakan satu file informasi untuk sejarah dari cyclone tersebut selama

pengoperasiannya. File ini meliputi volume gas, temperatur operasi,

kecepatan pada inlet dan outlet, perbedaan tekanan, debu yang dimuat, serta

data lainnya yang berhubungan dengan proses operasi cyclone.

3. Memelihara data, yaitu dengan mencantumkannya pada papan nama alat yang

bersangkutan.

4. Membuat salinan gambar konstruksi serta daftar nama-nama bagian termasuk

suku cadang, dengan membuat gambar detail, misalnya gambar baut.

Untuk mempertahankan keandalan kerja cyclone, maka perlu dilakukan program

pemeliharaan, perawatan dan pendeteksian adanya gangguan-ganguan yang

mungkin terjadi (preventive maintenance control /PMC). Adapun tujuan program

pemeliharaan dan perawatan cyclone di Indarung II/III PT Semen Padang dapat

diklasifikasikan menjadi tiga kelompok, sesuai dengan jangka waktu

keandalannya, yaitu:

1. Keandalan jangka pendek

Tidak ada kerusakan mekanis yang dapat mengakibatkan berkurangnya

produksi secara tidak terjadwal.

2. Keandalan jangka menengah

Tidak ada pengurangan yang kontinu terhadap efisiensi penangkapan

debunya.

3. Keandalan jangka panjang

Tidak terjadi keausan (wear) dan corrosion pada komponen-komponen

cyclone.

Sindy Rizkika Syafri (06174020)Maikel Nendes (06174033)

IV-11

Page 12: Bab IV Op Cyclone

Laporan Kerja PraktekPT Semen Padang

Problem-problem jangka pendek yang paling sering timbul dan harus

mendapatkan perhatian lebih dalam pemeliharaan cyclone adalah korosi. Korosi

merupakan problem jangka panjang dan juga jangka pendek dan dapat

mempengaruhi kerja cyclone serta keselamatan kerja. Korosi secara umum

disebabkan oleh kebocoran (udara ambien masuk ke dalam cyclone) sehingga

menimbulkan kondensasi uap, asam, dan elemen-elemen yang bersifat korosif

lainnya yang terdapat dalam aliran gas. Korosi biasanya dihasilkan dari insulasi

yang buruk atau bahkan tanpa insulasi. Pencegahan yang paling baik dengan

menjamin bahwa cyclone telah memiliki insulasi yang benar dan juga dengan

mencegah adanya kebocoran udara dari luar.

Untuk menjaga agar kondisi cyclone di Indarung II/III PT Semen Padang tetap

berjalan dengan baik, maka dilakukan pemeliharaan dan perawatan secara rutin

atau berdasarkan situasi cyclone saat itu. Adapun prosedur pemeliharaan dan

perawatan yang harus dilakukan secara periodik, yaitu:

1. Perawatan harian

a. Pencatatan pembacaan elektrikal dan data di Central Control Room

(CCR);

b. Pengecekan operasi transport udara dan debu.

2. Perawatan mingguan

a. Pemeriksaan interior sistem control.

3. Perawatan bulanan

a. Pengecekan sensor temperatur;

b. Pengecekan korosi pada bagian luar cyclone, kebocoran dan isolasi yang

lepas, pintu-pintu dan sambungan-sambungan.

4. Perawatan tahunan

a. Pemeriksaan yang cermat pada bagian dalam cyclone;

b. Penelitian dan pencatatan area yang berkarat.

Erosi atau penggerusan merupakan permasalahan lain pada dinding cyclone.

Penggerusan akan meningkat bergantung pada muatan debu yang ditampung,

Sindy Rizkika Syafri (06174020)Maikel Nendes (06174033)

IV-12

Page 13: Bab IV Op Cyclone

Laporan Kerja PraktekPT Semen Padang

specific gravity, kekerasan partikel debu, dan kecepatan gas. Pada debu ringan,

penggerusan cenderung terjadi pada pusat kerucut atau cone.

Penggerusan dapat diminimalisir dengan pemilihan ukuran diameter yang tepat

pada konstruksi cyclone. Pemeliharaan terhadap penggerusan dapat dilakukan

dengan menggunakan bahan metal yang bersifat heavier-gauge pada bagian cone

dan penggunaan bahan metal yang tahan terhadap abrasi untuk menyepuh bagian

dinding cyclone dimana sering terjadi tumbukan.

4.5 Efisiensi Penyisihan Partikel

Ketika sebuah partikel bergerak dengan kecepatan konstan dengan arah yang

berputar, vektor kecepatan berubah terus sesuai dengan arah putarnya. Walaupun

tidak begitu besar hal ini menciptakan percepatan hasil dari perubahan arah

kecepatan. Artinya percepatan adalah jumlah waktu yang dibutuhkan untuk

perubahan kecepatan sehingga kecepatan menjadi sebuah vektor yang dapat

berubah arah. Gaya dirumuskan oleh hukum kedua Newton (F = m.a), gaya

sentrifugal dirumuskan sebagai berikut:

Dimana: F = gaya sentrifugal

m = massa partikel

v = kecepatan partikel, diasumsikan sama dengan kecepatan gas

r = jari-jari badan cyclone

Prinsip kerja cyclone berdasarkan penggunaan gaya sentrifugal untuk

menggerakkan partikel menuju dinding cyclone, sebuah kesalahan kecil dalam

pemasangan pipa akan mengurangi efisiensi, jadi sebaiknya digunakan cara yang

ditunjukkan pada gambar yang benar.

4.5.1 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Efisiensi

Beberapa faktor yang mempengaruhi efisiensi pengumpulan dapat ditentukan.

Meningkatkan kecepatan di inlet akan meningkatkan gaya sentrifugal dan juga

Sindy Rizkika Syafri (06174020)Maikel Nendes (06174033)

IV-13

Page 14: Bab IV Op Cyclone

Laporan Kerja PraktekPT Semen Padang

efisiensi. Tetapi ini juga akan meningkatkan kehilangan tekanan. Mengurangi

diameter cyclone juga akan meningkatkan gaya sentrifugal, efisiensi, dan

kehilangan tekanan. Meningkatkan laju aliran gas terhadap cyclone yang

diberikan mempunyai dampak efisiensi seperti yang ditunjukkan pada persamaan

berikut:

Dimana: Pt = penetration (Pt = 1 -η )

η = efisiensi penyisihan partikel

Q = volume aliran gas

4.5.2 Persamaan yang Digunakan dalam Perhitungan Efisiensi

Efisiensi penggunaan cyclone dapat ditentukan dengan beberapa persamaaan,

diantaranya Lapple’s efficiency correlation.

Langkah–langkah yang digunakan untuk mendapatkan besarnya efisiensi cyclone

adalah:

1. Penentuan jumlah efektif penyisihan (Ne)

Persamaannya :

Dimana : Ne = jumlah efektif penyisihan

H = tinggi inlet tangensial

Lb = panjang badan cyclone

Lc = panjang kerucut cyclone

2. Penentuan diameter partikel dengan efisensi penyisihan x %

Persamaannya :

Dimana : dpx = diameter partikel dengan penyisihan x %

ηgas = viskositas gas

Sindy Rizkika Syafri (06174020)Maikel Nendes (06174033)

IV-14

Page 15: Bab IV Op Cyclone

Laporan Kerja PraktekPT Semen Padang

W = lebar inlet

Ne = jumlah efektif penyisihan

vi = kecepatan inlet

ρsolid = densitas partikel

ρgas = densitas gas

3. Persamaan Lapple’s

Persamaannya :

Dimana : ηj = efisiensi penyisihan partikel dengan diameter j

dp50 = diameter partikel dengan 50 % efisiensi penyisihan

dpj = diameter partikel j

4.6 Perhitungan Efisiensi Penyisihan Partikel pada Cyclone

Diketahui:Lb = 5,500 m

Lc = 5,250 m

H = 2,240 m

W = 1,250 m

vin = 20 m/s

ρsolid = 1231 kg/m3

T = 650 C

Sindy Rizkika Syafri (06174020)Maikel Nendes (06174033)

IV-15

Page 16: Bab IV Op Cyclone

Laporan Kerja PraktekPT Semen Padang

4.6.1 Perhitungan Efisiensi Penyisihan Partikel pada Cyclone berdasarkan

Teori

1. Menentukan viskositas gas (ηgas)

2. Menentukan densitas gas (ρgas)

3. Menentukan nilai Ne

4. Menentukan d50

5. Menentukan dp

Sindy Rizkika Syafri (06174020)Maikel Nendes (06174033)

IV-16

Page 17: Bab IV Op Cyclone

Laporan Kerja PraktekPT Semen Padang

6. Menentukan effisiensi cyclone

Dari kurfa diperoleh:

4.6.1 Perhitungan Efisiensi Penyisihan Partikel pada Cyclone berdasarkan

Kondisi Eksisting

1. Perhitungan Laju Aliran Gas

Debit udara panas yang masuk ke Raw Mill Qin RW

Qin RW didapat dari membandingkan debit udara panas yang masuk ke raw

mill di Pabrik PT Tonasa IV dengan massa bahan baku yang masuk ke raw

mill Pabrik Indarung II. Perhitungannya sebagai berikut:

Diket: Qin RW Tonasa IV = 669.576 m3/jam

FeedingTonasa = 390 ton/jam

FeedingIndarung II = 180 ton/jam

Maka Qin RW = (669.576 m3/jam X 180 ton/jam)/390 ton/jam

= 309.035 m3/jam

Debit udara yang masuk ke Gas Conditioning Tower (GCT) Qin GCT

Sindy Rizkika Syafri (06174020)Maikel Nendes (06174033)

IV-17

Page 18: Bab IV Op Cyclone

Laporan Kerja PraktekPT Semen Padang

Qin GCT = 182,216 m3/jam (file PT. Semen Padang)

Debit udara keluar Suspension Preheater (SP) Qout SP

Qout SP = Qin RW + Qin GCT

= 309.035 m3/jam + 182,216 m3/jam

= 309.217,27 m3/jam

Debit udara yangh masuk ke 2 buah Electrostatic Precipitator (EP) QEP

Diketahiu : Vinlet = 20 m/s

Dinlet = 1,5 m

Maka debit udara (QEP) masuk ke EP = Vinlet X Dinlet X 2

= 20 m/s X 1,5 m X 3600 s/jam X 2

= 190.851,75 m3/jam

Debit udara yang keluar Gas Conditioning Tower (GCT) Qout GCT

Qout GCT = 139,568 m3/jam (file PT. Semen Padang)

Debit udara yang keluar dari cyclone Qout S

Qout S = QEP – Qout GCT

= 190.851,75 m3/jam – 139,568 m3/jam

= 190.712,185 m3/jam

2. Perhitungan Massa Debu (Dust Content)

Konsentrasi debu yang keluar dari Suspension Preheater (SP) = 24.000

mg/Nm3.

Untuk melakukan perhitungan massa debu kita harus mengkonversi satuan

Nm3 ke m3 dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

Diketahui: P2 = 45 mBar 44,7 X 10-3 Bar

T2 = 306oC

P1V1/T1 = P2V2/T2 (satuan Nm3 dihitung pada tekanan 1 Bar dan pada suhu

25oC)

1Bar X 1m3/25oC = 45 X 10-3 Bar X V2/306oC

V2 = 306 m3/45 X 10-3 X 25

= 272 m3.

Jadi 1Nm3 = 272 m3

Sindy Rizkika Syafri (06174020)Maikel Nendes (06174033)

IV-18

Page 19: Bab IV Op Cyclone

Laporan Kerja PraktekPT Semen Padang

Maka konsentrasi debu yang keluar dari SP adalah (24000mg/Nm3)/272m3

= 88,23 mg/m3.

Massa debu yang keluar dari SP = 88,23 mg/m3 X 309.217,64 m3

= 27.282.272,38 mg

= 27,28 kg

Massa debu yang berasal dari Raw Mill (Mout RW)

Diketahui: Feeding = 180 ton

Produk = 170 ton

Kandungan air dari produk = 5%

Maka tambahan debu dari Raw Mill = 180 ton – 170 ton – (5% X 180 ton)

= 1 ton

= 1000 kg

Massa debu yang masuk ke cyclone (Min S) = Mout RW + Mout SP

= 1000 kg + 27,28 kg

= 1027,28 kg

Konsentrasi debu yang masuk ke EP = 2000 mg/m3 = Qout cyclone

Jadi massa debu yang masuk ke EP = 2000 mg/m3 X 190.851,75 m3

= 381,7 kg

Efisiensi cyclone = (1027,28 kg -381,7 kg)1027,28 kg X 100%

= 62,84%

Sindy Rizkika Syafri (06174020)Maikel Nendes (06174033)

IV-19

Feeding Raw Feeding Raw MillMill = 180 = 180 ton/jamton/jam

Feeding Raw Feeding Raw MillMill = 180 = 180 ton/jamton/jam

Page 20: Bab IV Op Cyclone

Laporan Kerja PraktekPT Semen Padang

Gambar 4.9 Gas Flow Raw Mill Indarung II/III

Sindy Rizkika Syafri (06174020)Maikel Nendes (06174033)

IV-20