ANALISIS NUMERIK PEMBAKARAN PADA CIRCULATING FLUIDIZED BED BOILER DENGAN TIGA MODEL TURBULEN

Abstract

Circulating Fluidized Bed (CFB) boiler di dalam industri memiliki banyak keuntungan. Salah satu keuntungannya adalah efisiensi pembakaran yang tinggi. Sistem pembakaran pada CFB boiler telah dikembangkan menjadi teknologi utama. Boiler tersebut memiliki sistem pembakaran yang kompleks yang disebabkan oleh hubungan antar aliran, perpindahan kalor dan massa serta reaksinya. Computational Fluid Dynamics (CFD) dapat membantu untuk memahami proses yang terjadi pada CFB boiler. CFD dapat menginvestigasi aliran turbulen dan fenomena kompleks di dalam ruang bakar. Selain itu, penggunaan CFD dapat mengoptimalkan parameter geometri pada kondisi operasi untuk meningkatkan reaksi pembakaran dan efisiensi boiler dengan biaya yang murah.

Boiler memiliki dimensi panjang 21,8 m, lebar 16,7 m dan tinggi 41,0 m dengan jumlah elemen 733124. Simulasi pembakaran pada boiler ini dilakukan dengan tiga model turbulen k-ε Standard, RNG dan Realizable untuk mengetahui distribusi temperatur dan tekanan. Hasil yang diperoleh bahwa untuk simulasi pembakaran pada CFB boiler dengan menggunakan model turbulen k-ε Standard dan Realizable lebih dapat diterima dan lebih sesuai. Hal tersebut dibuktikan dengan nilai distribusi temperatur yang diperoleh dari simulasi model Standard dan Realizable lebih mendekati dengan hasil aktualnya dibanding dengan model RNG. Distribusi tekanan hasil simulasi mempunyai nilai yang jauh berbeda dengan nilai aktualnya dengan ketiga model turbulen tersebut. Hal ini dapat disebabkan oleh banyak faktor antara lain letak burner yang tidak didefinisikan, bed material yang tidak dilibatkan serta penyederhanaan dari geometri boiler.