SIMULASI NUMERIK KARAKTERISTIK BURNER TIPE LOW-NOX DENGAN BAHAN BAKAR BERTINGKAT

Makhfud, simulasi numerik, pembakaran difusi, NOx, swirl number, sudut inlet, bahan bakar bertingkat

2008 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Penelitian dengan simulasi numerik berikut ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh besarnya intensitas swirl (swirl number), pengaruh besarnya sudut inlet (sudut masuk) bahan bakar sekunder dan pengaruh komposisi bahan bakar primer–sekunder pada karakteristik burner tipe Low NOx Bahan Bakar Bertingkat dengan pembakaran difusi. Dengan mengetahui karakteristik burner ini, diharapkan akan dapat digunakan untuk meningkatkan kinerja dan mengurangi emisi NOx secara signifikan dari burner tipe tersebut dan peralatan-peralatan yang menggunakannya (boiler, turbin gas, furnace, dsb.). Dalam simulasi kali ini, burner yang digunakan adalah tipe Low NOx Bahan Bakar Bertingkat dengan kapasitas 350 KW dan bahan bakar yang digunakan adalah gas metana (CH4). Parameter yang diamati adalah karakteristik pembakaran dengan kondisi referensi dari suatu sumber, yaitu dengan swirl number 0,78, sudut inlet bahan bakar sekunder 0°, dan komposisi bahan bakar primer–sekunder 37,6–62,33%, kemudian dimodifikasi/divariasi. Variasi yang dibuat yaitu: a. Variasi intensitas swirl dengan swirl number 0,4; 0,78; dan 1, dengan kondisi lain tetap seperti referensi. b. Variasi sudut inlet bahan bakar sekunder dengan variasi sudut 5,71°; 11,31°; dan 21,8°, dengan kondisi lain tetap seperti referensi. c. Variasi komposisi bahan bakar primer–sekunder dengan variasi komposisi 100–0%; 75–25%; 50–50%; dan 25–75% dengan kondisi lain tetap seperti referensi. Dari hasil simulasi menunjukkan bahwa burner dengan sistem bahan bakar bertingkat menghasilkan emisi NOx yang relatif rendah (34,96 PPMV). Kenaikan intensitas swirl akan memperpendek nyala api, meningkatkan temperatur puncak, meningkatkan volume api dan meningkatkan emisi NOx. Sudut inlet bahan bakar sekunder paling efisien terjadi pada sudut sekitar 5,7° dengan emisi NOx terendah (34,4 PPMV) dibandingkan sudut yang lain. Kenaikan sudut lebih lanjut akan meningkatkan emisi NOx. Komposisi bahan bakar paling efisien untuk burner ini terjadi pada sekitar 50–50% bahan bakar primer–sekunder dengan emisi CO dan NOx terendah (27,4 PPMV). Pengurangan komposisi bahan bakar sekunder lebih lanjut akan menurunkan temperatur puncak dan menurunkkan emisi NO, tapi akan meningkatkan emisi CO. Sedangkan penambahan komposisi bahan bakar sekunder lebih lanjut cenderung akan meningkatkan emisi NO dan CO.

-

Kata Kunci : simulasi numerik, pembakaran difusi, NOx, swirl number, sudut inlet, bahan bakar bertingkat