Tiga unsur diperlukan dalam proses pembakaran batubara: bahan bakar (batubara), panas, dan oksigen. Proses pembakaran meliputi pelepasan zat volatil dari batubara pada temperatur di atas 200°C, reaksi zat volatil dengan udara pada temperatur lebih dari 300°C, dan pembakaran bertahap karbon sisa hingga menjadi abu pada temperatur di atas 900°C.

1. M. RIO RIZKY SAPUTRAM. RIO RIZKY SAPUTRA
PEMBAKARAN BATUBARA
(Coal burning)Coal burning)
TEKNIK MESINTEKNIK MESIN
20172017

2. 22
PROSES PEMBAKARAN
“Fuel
-Carbon
-Hidrogen
“Heat
-Ignition
Temp.
- Spark
“Oxygen
-Excess
Air
3 unsur yang diperlukan pada proses pembakaran

3. 33
ES
P
FEED WATER INPUT
IDF
VERTICAL
ECONOMISER
HOT AIR
HEATER
HORIZONTAL
ECONOMISER
TO ASH SILO
STEAM OUT
FDF
COLD AIR
HEATER
CHIMNEY
COAL BUNKER
DSS

4. 44
ESP
FEED WATER INPUT
IDF
CHIMNEY
LOWER AIR HEATER
UPPER
ECONOMISER
UPPER AIR
HEATER
LOWER
ECONOMISER
OUT
LOWER
ECONOMISER IN
MIDDLE AIR
HEATER
TO ASH SILO
STEAM OUT
FINE
SEPARATOR
COAL BIN
COARSE
SEPARATOR
COAL BUNKER
COAL FEEDER
BALL MILL
COLDAIR
HOTAIR
COLD AIR
MILL FAN

5. 55
PEMBAKARAN BATUBARA
Sistem penghalusan batubara merupakan bagian yang
sangat penting dalam unit boiler.
Ada dua klasifikasi sistem yang secara umum diper-
gunakan yaitu :
1. Pembakaran secara langsung (direct-fired)
Sistem penghalusan batubara yang umum diguna-
untuk klasifikasi ini adalah jenis Roll Mill.
Prinsip kerjanya adalah batubara yang kasar dimasukkan
melalui lubang pengisian di bagian atas roll mill melalui
pengumpan (feeder). Kemudian masuk ke ruang
A. KLASIFIKASI SISTEM

6. 66
penghalusan. Serbuk batubara yang sudah halus
selanjutnya langsung dialirkan ke ruang bakar
boiler dengan bantuan fan udara primer,
spinner separator berfungsi untuk memisahkan
batubara yang masih kasar untuk dihaluskan
kembali.
Fungsi udara primer selain untuk mengalirkan
serbuk batubara ke ruang bakar boiler, juga untuk
mengeringkan batubara agar proses penghalusan
lebih mudah.
Kemudian untuk mengatur volume batu bara yang
masuk ke roll mill sesuai pembebanan boiler,
digunakanlah putaran motor pada pengumpannya
(feeder).
PEMBAKARAN BATUBARA

7. 77
2. Pembakaran tidak langsung - Penyimpanan
Klasifikasi penyimpanan untuk sistem penghalusan
batubara merupakan disain lama yang masih
secara luas digunakan sampai sekarang, karena
faktor kehandalannya yang baik.
Untuk proses penghalusan batu bara sampai siap
dialirkan ke ruang bakar boiler, menggunakan
bantuan bola-bola baja kecil (steel ball) yang
diisikan bersama-sama dengan batubara ke unit
silinder Ball dan Tube Mill. Di dalam silinder,
batubara dan bola-bola baja diputar (diaduk)
sehingga terjadi proses penghalusan.
PEMBAKARAN BATUBARA

8. 88
Jumlah bola-bola baja yang digunakan berkisar
antara 25% sampai 30 % dari volume silinder.
Serbuk batubara dalam silinder penghalusan se-
lanjutnya dihisap dengan Pulverizer Fan
untuk ditampung dalam Bunker serbuk batubara.
Dengan memanfaatkan efek gravitasi, serbuk
batubara dari bunker selanjutnya dialirkan ke ruang
bakar boiler.
Pengaturan volume aliran serbuk batubara ke
ruang bakar boiler sesuai dengan kebutuhan pem-
bebanan boiler dilakukan dengan jalan mengatur
putaran motor pengumpan (feeder) serbuk batubara.
PEMBAKARAN BATUBARA

9. 99
SC # 1 - 3
FINE
SEPARATOR
PULVERIZER
AIR FAN
SC # 6
PULVERIZER
AIR FAN
POWDER
FEEDER
SISTEM BATUBARA
COAL
BUNKER
COAL
FEEDER
BALL MILL
COAL
BIN
BOILE
R
# 1-3
COARS
E
SEPA
COAL
BUNKER
COAL
FEEDER
ROLL
MILL
M
M
BOILER
# 6
M

10. 1010
RUMUS KONSUMSIRUMUS KONSUMSI
BATUBARABATUBARA
 LHV (adb)LHV (adb) = GCV – 5.7((9xH) + IM)= GCV – 5.7((9xH) + IM)
 LHV (arb)LHV (arb) = LHVadb x ( 100 - TM )= LHVadb x ( 100 - TM )
( 100 – IM )( 100 – IM )
 Konsumsi batubara = Ton MS x (h MS – h FW)Konsumsi batubara = Ton MS x (h MS – h FW)
(LHVarb x 0.88 )(LHVarb x 0.88 )
H : Hidrogen, TM : Total Moisture, IM : Inherent MoistureH : Hidrogen, TM : Total Moisture, IM : Inherent Moisture

11. 1111
KONSUMSI BATUBARA PER TONKONSUMSI BATUBARA PER TON
STEAMSTEAM
 QMSQMS = 1000 kg/hr Panas output= 1000 kg/hr Panas output
 TMSTMS = 540= 540 oo
C Temperatur saturasiC Temperatur saturasi
 PMSPMS = 98 kg/cm Tekanan= 98 kg/cm Tekanan
 TFWTFW = 220= 220 oo
C Temp. air umpan boilerC Temp. air umpan boiler
 hMShMS = 831 kcal/kg Panas total steam (= 831 kcal/kg Panas total steam (steamsteam
tabletable))
 hFWhFW = 220 kcal/kg Panas air umpan= 220 kcal/kg Panas air umpan
 GCVGCV = 6300 kcal/kg Nilai kalori= 6300 kcal/kg Nilai kalori
LHVadbLHVadb = 5578 kcal/kg Nilai kalori (= 5578 kcal/kg Nilai kalori (air dried baseair dried base))
LHVarbLHVarb = 5295 kcal/kg Nilai kalori (= 5295 kcal/kg Nilai kalori (as received baseas received base))
 EffEff = 88 % Efisiensi boiler= 88 % Efisiensi boiler

12. 1212
SPESIFIKASI BATUBARASPESIFIKASI BATUBARA
1.1. Total Moisture (weight),Total Moisture (weight), % (arb) ---- max.16% (arb) ---- max.16
2.2. Inherent Moisture (weight),Inherent Moisture (weight), % (adb), ---- max. 11% (adb), ---- max. 11
3.3. Ash Content ,Ash Content , % (adb), ---- max. 10% (adb), ---- max. 10
4.4. Volatile Matter,Volatile Matter, % (adb), ---- 38 ~ 45% (adb), ---- 38 ~ 45
5.5. Fixed Carbon,Fixed Carbon, % (adb), ---- 40 ~ 50% (adb), ---- 40 ~ 50
6.6. Total Sulphure,Total Sulphure, % (adb), ---- max.0.6% (adb), ---- max.0.6
7.7. Gross Calorific Value,Gross Calorific Value, kcal/kg, ---- min. 6300kcal/kg, ---- min. 6300
8.8. Hard Grove Grindability Index,Hard Grove Grindability Index, HGI ---- min. 43HGI ---- min. 43
9.9. Size > 50mm (weight),Size > 50mm (weight), % ---- max. 10% ---- max. 10
10.10. Size < 2mm (weight),Size < 2mm (weight), % ---- max. 15% ---- max. 15
11.11. Ash Fusion TemperatureAsh Fusion Temperature OO
C ---- min. 1270C ---- min. 1270

13. 1313
COAL CONSUMPTION CALCULATION
6300 5850 5600 5500 6000 6200
Q Heat Output kg/hr 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000
T Temp of Main Steam oC 540 540 540 540 540 540
P Pressure of Main steam kg/cm 98 98 98 98 98 98
Tf Feed Water Temperature oC 220 220 220 220 220 220
hs Total heat of steam (enthalpy)kcal/kg 831 831 831 831 831 831
hf Heat of Feed Water kcal/kg 220 220 220 220 220 220
Eff Efficiency of Boiler % 88 88 88 88 88 88
TM Total Moisture % 16,00 25,00 28,00 30,00 28,00 18,00
IM Inherent Moisture % 11,00 16,50 13,00 13,00 14,00 11,00
H Hydrogen % 6,00 6,00 6,00 6,00 6,00 6,00
GCV / HHVGross Calory Value kcal/kg 6.300 5.850 5.600 5.500 6.000 6.200
LHV ADB Low Heating Value kcal/kg 5.930 5.448 5.218 5.118 5.612 5.830
LHV ARB Low Heating Value kcal/kg 5.596 4.894 4.318 4.118 4.699 5.371
CC Coal Consumption kg/T MS 124 142 161 169 148 129
Formula :
LHVadb = HHV - 5.7 * (( 9 * H ) + IM )
LHVarb = LHVadb * ( 100 - TM )
( 100 - IM )
Coal Consump = Heat Output * ( Total Heat Output - Heat of Feed Water )
Efficiency * Fuel Heating Value (LHV ARB)

14. 1414
 Batubara mengeluarkan panas pada temperatur di atas 200 °CBatubara mengeluarkan panas pada temperatur di atas 200 °C
 Zat–zat volatil akan keluar dari dalam batubara karena adanya panasZat–zat volatil akan keluar dari dalam batubara karena adanya panas
yang keluar tersebut.yang keluar tersebut.
 Zat volatil menguap bereaksi dengan udara dan menyala padaZat volatil menguap bereaksi dengan udara dan menyala pada
temperatur di atas 300 °C.temperatur di atas 300 °C.
 Temperatur batubara akan naik setelah menyala, semua zat yangTemperatur batubara akan naik setelah menyala, semua zat yang
mudah menguap akan keluar dari dalam batubara pada temperatur dimudah menguap akan keluar dari dalam batubara pada temperatur di
atas 900 °C.atas 900 °C.
 Karbon tetap akan menjadi bara api dan terbakar secara bertahap.Karbon tetap akan menjadi bara api dan terbakar secara bertahap.
 Zat yang tersisa hanya abu.Zat yang tersisa hanya abu.
PROSES PEMBAKARANPROSES PEMBAKARAN
BATUBARABATUBARA

15. 1515
Panas dilepas oleh partikel karbon,Panas dilepas oleh partikel karbon,
hidrogen, oksigen, kemudian bereaksihidrogen, oksigen, kemudian bereaksi
dengan oksigen dalam udara dan terjadidengan oksigen dalam udara dan terjadi
reaksi oksidasi pada saat mengeluarkanreaksi oksidasi pada saat mengeluarkan
panas / cahaya.panas / cahaya.
REAKSI PEMBAKARAN

16. 1616
1. Pembakaran tidak sempurna karbon1. Pembakaran tidak sempurna karbon
C (s) + ½ OC (s) + ½ O22 (g)(g)  CO (g) + 26.000 calCO (g) + 26.000 cal
2. Pembakaran karbonmonoksida2. Pembakaran karbonmonoksida
CO (g) + ½ OCO (g) + ½ O22 (g)(g)  COCO22 (g) + 68.000 cal(g) + 68.000 cal
3. Pembakaran sempurna karbon3. Pembakaran sempurna karbon
C (s) + OC (s) + O22 (g)(g)  COCO22 (g) + 94.000 cal(g) + 94.000 cal
4. Pembakaran sempurna hidrogen4. Pembakaran sempurna hidrogen
HH22 (g) + ½ O(g) + ½ O22 (g)(g)  HH22O (g) + 58.000 calO (g) + 58.000 cal
5. Pembakaran sempurna sulfur5. Pembakaran sempurna sulfur
S (s) + OS (s) + O22 (g)(g)  SOSO22 (g) + 80.000 cal(g) + 80.000 cal
REAKSI PEMBAKARANREAKSI PEMBAKARAN