2020 : Optimasi Berdasarkan Studi Numerik Pengaruh Sudut Burner dan Nozzle Separated Over Fire Air terhadap Deviasi Temperatur Rear Pass Boiler

Arif Wahjudi ST., MT., Ph.D.

Year

2020

Published in

-

External link

Type

RESEARCH

Keywords

-


Abstract

Batubara sebagai bahan bakar utama boiler mempunyai pengaruh yang dominan terhadap karakteristik pembakaran dan penyerapan panas di boiler. Sayangnya, spesifikasi batubara yang digunakan oleh kebanyakan pembangkit listrik di Indonesia adalah batubara yang termasuk dalam kriteria rendah atau yang biasa disebut dengan Low Rank Coal (LRC). Oleh karena itu, pola pengoperasian tertentu perlu dilakukan agar efisiensi pembakaran dapat ditingkatkan dan kegagalan pada pipa-pipa boiler dapat dicegah. Fasilitas untuk pengaturan pola pembakaran pada boiler adalah dengan setting pada sudut burner dan nozzle Separated Over Fire Air (SOFA). Sudut yang dapat diatur pada burner adalah sudut tilt, sedangkan pada nozzle SOFA adalah sudut tilt dan yaw. Pengaturan ini digunakan untuk mengarahkan aliran dan pembentukan fireball di area furnace. Akan tetapi, pengaturan sudut-sudut tersebut sulit untuk dilakukan secara langsung pada saat boiler beroperasi karena dapat mempengaruhi kestabilan dan keandalan operasi boiler. Untuk itu, simulasi diperlukan untuk memberikan prediksi perubahan setting sudut tilt burner serta tilt dan yaw nozzle SOFA terhadap kondisi pembakaran pada boiler, khususnya temperatur rear pass. Dengan demikian, penelitian ini bertujuan untuk menentukan setting sudut tilt burner, sudut tilt nozzle SOFA, dan sudut yaw nozzle SOFA berdasarkan studi numerik untuk meminimalkan deviasi temperatur rear pass sisi kiri dan kanan dengan nilai terperatur yang sedekat mungkin dengan temperatur desain boiler. Penelitian ini menggunakan metode simulasi numerik pada software CFD untuk mengetahui data temperatur pada area boiler rear pass serta deviasi temperatur di sisi left dan right untuk input batubara dengan kriteria LRC. Untuk memastikan hasil simulasi sudah sesuai dengan kondisi operasional boiler sebenarnya, simulasi dengan setting sesuai kondisi operasi boiler digunakan untuk memvalidasi simulasi. Setelah valid, running simulasi dilakukan dengan setting sesuai perancangan. Data output simulasi selanjutnya diproses dengan metode gabungan backpropagation neural network-genetic algorithm (BPNN-GA) untuk mendapatkan prediksi setting sudut-sudut yang memberikan deviasi temperatur rear pass sisi kiri dan kanan boiler minimal dan dengan nilai temperatur yang sedekat mungkin dengan temperatur desain. Berikutnya, prediksi settting sudut optimal hasil BPNN-GA ini harus dikonfirmasi kembali dengan simulasi untuk menvalidasi hasil setting optimal. Langkah terakhir adalah membandingkan fenomena kondisi optimal dengan kondisi eksisting berdasarkan hasil simulasi untuk menunjukkan peningkatan yang dapat dicapai apabila kondisi optimal diterapkan. Berdasarkan permasalahan dan metode yang digunakan, luaran berupa satu draft yang akan disubmit di jurnal internasional terindeks scopus dapat ditargetkan dalam penelitian ini.