DESAIN SISTEM PENGENDALIAN LEVEL DAN KUALITAS UAP AIR DI STEAM DRUM BOILER PADA MINIPOWER PLANT 1 MW

CAMELIA SURYA UTAMI, Dr. Ir. Andang Widiharto,M.T.;Faridah, S.T.,M.Sc.

2015 | Skripsi | S1 FISIKA TEKNIK

Steam Drum Boiler adalah suatu komponen pada sistem boiler yang digunakan untuk memanaskan air yang berasal dari pompa dan memisahkan uap dari campuran air-uap. Level steam drum boiler dijaga tetap pada kondisi Normal Water Level (NWL) sebesar 40 % dari ketinggian drum, kenaikan ketinggian melewati batas normal mengakibatkan kerusakan pada komponen blade turbin. Sementara itu, penurunan ketinggian melewati batas normalnya mengakibatkan korosi pada boiler. Kualitas uap dijaga tetap yaitu 10 %. Kualitas uap dijaga tetap atau tidak mengalami perubahan yang besar agar tidak menyebabkan korosi pada blade. Korosi pada blade dapat mengakibatkan laju putaran pada turbin tidak maksimal dan dalam pemakaian jangka lama blade akan patah. Penelitian dimulai dengan studi literatur sebagai pemahaman proses pada steam drum boiler, dilanjutkan pemodelan sistem, pemilihan sensor dan aktuator, serta perancangan parameter kendali yang digunakan. Parameter kendali didapatkan dengan metode Routh Hurwitz Stability, Root Locus, Ziegler Nichols II, dan trial error sehingga didapatkan respon sistem optimal (overshoot 10 % dan error steady state kecil). Hasil kajian menunjukan respon sistem optimal pada Kp Level = 17, Ki Level = 0,5, Kp Kualitas = 65, dan KI Kualitas = 2,5.

Steam Drum Boiler is a component of the boiler system that is used to heat the water from pump and separate the steam from water-steam mixture. Level of the steam drum is maintaned at NWL condition when is 40 % of the drum height. Increasing over the normal limit level could damage the components of the turbine blade. Meanwhile, decreasing beyond the normal water level could cause boiler corrosion. The steam quality is maintained at 10%. Increasing over the normal limit of steam quality could cause corrosion in blade. Corrosion in blades could result in is less optimal rate of turbine rotation and the long term use will break the blade This research began by literature study to understand process inside the steam drum boiler, and continued by modelling the system, selecting sensor and actuator, and also designing control parameters. Control parameters were obtained by conducting the methods of Routh Hurwitz Stability, Root Locus, Ziegler Nichols II, and trial error with the result that produced a system which is meet the design demand (10% overshoot and small steady state error). The result indicates the response system will be optimum by using controller parameters Kp Level = 17, Ki Level = 0,5 , Kp Quality = 65, dan KI Quality = 2,5.

Kata Kunci : Level, Steam Quality, Steam Drum Boiler, Control