Darussalam, Mahmud Syah and Prof. Dr.Eng. Ir. Widya Wijayanti, ST., MT. and Prof. Dr.Eng. Mega Nur Sasongko, ST., MT. (2024) Pengaruh Kecepatan Udara pada CFB Boiler dengan Biomassa Cangkang Kelapa Sawit Menggunakan COMSOL Multiphysics 5.6. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Pemanasan global menjadi salah satu permasalahan yang menjadi perbincangan di seluruh dunia, salah satu penyebabnya adalah penggunaan bahan bakar yang berasal dari fosil. Penggunaan bahan bakar ini dalam kapasitas yang besar terjadi pada sistem pembangkit Listrik. Salah satu komponen yang digunakan pada sistem pembangkit yaitu boiler. Boiler inilah yang menjadi komponen penghasil uap panas yang memanfaatkan sistem pembakaran dari batu bara, oleh karena itu penelitian ini bertujuan sebagai pengembangan teknologi boiler dilakukan dengan terciptanya boiler jenis Circulating Fluidized Bed (CFB). Boiler jenis ini memiliki memiliki efisiensi yang tinggi karena pengkombinasian gas-padat yang lebih baik, Tingkat pembakaran yang lebih tinggi dan resirkulasi terus menerus dari partikel karbon panas yang tidak terbakar ke dasar tungku. Fleksibilitas boiler ini terhadap bahan bakar menjadi faktor utama untuk mengurangi permasalahan yang ada. Boiler ini mampu menggunakan bahan bakar berjenis biomassa. Salah satu biomassa yang dapat digunakan adalah cangkang kelapa sawit karena jumlah yang sangat berlimpah khususnya di Indonesia sendiri, dan pada biomassa juga memiliki kandungan selulosa, hemiselulosa, dan lignin yang dapat berpengaruh terhadap pembakaran di boiler. Pada CFB boiler kecepatan udara merupakan hal yang berpengaruh terhadap perpindahan panas. Kondisi fluidisasi bed material sangat tergantung pada kecepatan udara yang diberikan. Pada penelitian ini dilakukan variasi terhadap kecepatan udara yaitu 7.3 , 9.8, 12.3 , 14.5, 17.3 m/s dengan menetapkan kondisi suhu udara 297 K dan tekanan pada sisi inlet 1 atm. Permodelan ini dilakukan dengan menggunakan software Comsol Multiphysics 5.6. Dari hasil penelitian ini didapat bahwa penambahan kecepatan akan meningkatkan besar suhu dan kontur distribusi temperatur yang ada. Akan tetapi pada kecepatan terjadi penurunan yang diakibatkan oleh gerakan secara horizontal sehingga menimbulkan daerah vortex sehingga kecepatan akan menurun searah sumbu y pada boiler. Dengan penurunan kecepatan inilah yang akan menyebabkan terjadinya peningkatan distribusi tekanan yang di tunjukan oleh kontur hasil dari simulasi. Distribusi tekanan juga dapat dipengaruhi oleh peningkatan temperatur yang terjadi pada sisi furnace boiler. Pengaruh biomassa yang dipakai adalah pada cangkang kelapa sawit memiliki kandungan 50% lignin hal ini yang menyebabkan kandungan lignin pada biomassa dapat mempengaruhi secara signifikan sifat pembakaran. Kandungan lignin juga mengontrol jumlah volatile yang terakumulasi di sekitar partikel biomassa.
English Abstract
Global warming is one of the most talked about problems around the world, one of the causes is the use of fossil fuels. The use of this fuel in large capacities occurs in the power generation system. One of the components used in the generating system is the boiler. This boiler is a component that produces hot steam that utilizes a combustion system from coal, therefore the development of boiler technology is carried out with the creation of a Circulating Fluidized Bed (CFB) Boiler type boiler. This type of boiler has a high efficiency due to better gas-solid combination, higher combustion rate and continuous recirculation of unburned hot carbon particles to the bottom of the furnace. The flexibility of this boiler towards fuel is a major factor to reduce the existing problems. This boiler is capable of using biomass type fuels. One of the biomass that can be used is oil palm shells because the amount is very abundant, especially in Indonesia itself, and the biomass also contains cellulose, hemicellulose, and lignin which can affect combustion in the boiler. In CFB boilers, air velocity is the thing that affects heat transfer. The fluidization condition of the material bed is highly dependent on the air velocity provided. In this study, variations were made to the air velocity of 7.3, 9.8, 12.3, 14.5, 17.3 m/s by setting the conditions of air temperature of 297 kelvin and pressure at the inlet side of 1 atm. This modeling is done using Comsol Multiphysics 5.6 software. From the results of this study, it is found that the addition of speed will increase the temperature and temperature distribution contours. However, there is a decrease in speed caused by horizontal movement so that it creates a vortex area so that the speed will decrease in the direction of the y-axis in the boiler. With this decrease in speed, it will cause an increase in the pressure distribution shown by the contours of the simulation results. Pressure distribution can also be influenced by the increase in temperature that occurs on the furnace side of the boiler. The effect of the biomass used is that the oil palm shell has a 50% lignin content, which causes the lignin content in the biomass to significantly affect the combustion properties. The lignin content also controls the amount of volatiles that accumulate around the biomass particles.
| Item Type: | Thesis (Sarjana) |
|---|---|
| Identification Number: | 0524070189 |
| Uncontrolled Keywords: | CFB Boiler, Biomassa, Cangkang Kelapa Sawit, Kecepatan Udara |
| Divisions: | Fakultas Teknik > Teknik Mesin |
| Depositing User: | Unnamed user with username nova |
| Date Deposited: | 28 Aug 2024 07:13 |
| Last Modified: | 28 Aug 2024 07:13 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/223813 |
![[thumbnail of DALAM MASA EMBARGO]](http://repository.ub.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text (DALAM MASA EMBARGO)
Mahmud Syah Darussalam.pdf Restricted to Registered users only Download (7MB) |
Actions (login required)
 |
View Item |