Analisis Pengaruh Variasi Tube Pitch dalam Perancangan Superheater pada Insinerator Limbah Medis Infeksius Berkapasitas 150 Kilogram/jam
Hafizh Wallitu, Dr.-Ing. Ir. Kusnanto
2023 | Skripsi | FISIKA TEKNIK
Insinerator merupakan salah satu sistem pengolahan limbah yang
diizinkan Indonesia untuk mengubah
limbah secara kimiawi dengan memanfaatkan
proses pembakaran atau insinerasi. Kalor dari flue
gas hasil pembakaran limbah memiliki potensi yang sangat besar untuk dimanfaatkan dalam
proses pemanasan air menjadi steam pada boiler. Untuk itu,
diperlukan penambahan komponen-komponen boiler, salah satunya superheater
yang merupakan jenis alat penukar kalor dengan fungsi mengubah saturated
steam menjadi superheated steam. Nilai rasio tube pitch 1,25
merupakan nilai yang disarankan TEMA dan sering digunakan dalam perancangan
alat penukar kalor skala industri walaupun pada kenyataannya rasio tersebut
tidak menghasilkan rancangan alat penukar kalor dengan performa terbaik.
Penelitian
ini berfokus pada perancangan superheater dalam sistem insinerator
pengolahan limbah medis infeksius dengan memperhatikan pengaruh variasi nilai pitch
tube untuk menghasilkan rancangan dengan performa terbaik. Perhitungan
perancangan dilakukan dengan menggunakan metode Kern serta standar-standar mekanikal
yang telah ditetapkan TEMA dan ASME. Dalam perhitungan dilakukan variasi
terhadap nilai tube pitch untuk mendapatkan rancangan terbaik ditinjau
dari koefisien perpindahan kalor dan pressure drop yang dihasilkan.
Penelitian ini menghasilkan rancangan
superheater dengan nilai tube pitch sebesar 1,2 inch yang menghasilkan
kofisien perpindahan kalor sebesar 80 W/m2?°C, pressure drop sebesar
0,0541 bar pada bagian shell, dan 0,0176 bar pada bagian tube.
Incinerator is one of the waste treatment
systems permitted in Indonesia to
chemically convert waste through the process of
burning waste or incineration.
Heat of the flue gas
from waste combustion process has
a great potential to be utilized in the process of heating water into steam in
the boiler. Hence, it
is necessary to add boiler components, one of which is a superheater which is a
type of heat exchanger with the function to convert saturated steam into
superheated steam. The tube pitch ratio value of 1.25 is the recommended value
of TEMA and is often used in industrial-scale design of heat exchangers even though in
reality, this ratio
does not produce heat
exchangers with the best performances.
This research
focuses on the design of superheaters in infectious medical waste treatment incinerator systems by paying
attention to the influence of variations in tube pitch values to produce
designs with the best performances. Design calculations are carried out using
the Kern method and mechanical
standards set by TEMA and ASME. In the calculation, variations of tube
pitch value are done to
get the best design through
reviewing the value of
heat transfer coefficient and pressure drop obtained.
The result of this research is a superheater
design with a tube pitch value of 1.2 inches which produces heat transfer
coefficient of 80 W/m2?°C, pressure drop of 0.0541 bar on shell side, and 0.0176 bar on tube side.
Kata Kunci : Superheater, tube pitch, koefisien perpindahan kalor, pressure drop
