Erosi dinding pada sistem Circulating Fluidized Bed (CFB) Boiler merupakan salah satu permasalahan penting dalam operasi pembangkit listrik dan industri termal. Untuk mengatasi hal tersebut, penggunaan anti-wear beam menjadi salah satu solusi yang umum diterapkan. Namun, pemasangan anti-wear beam berpotensi mempengaruhi pola aliran bed material dan efisiensi proses fluidisasi. Berangkat dari permasalahan ini, Sayed Mahdi, mahasiswa Magister Teknik Mesin, Departemen Teknik Mesin dan Industri (DTMI) UGM, melakukan penelitian berjudul “Studi Numerik Pengaruh Model Anti-Wear Beam terhadap Fluidisasi Bed Material CFB Boiler.”
Penelitian ini dipresentasikan dalam kegiatan Seminar Hasil pada Senin (27/10), bertempat di Ruang Sidang A-3, DTMI UGM. Penelitian ini dibimbing oleh Ir. Joko Waluyo, M.T., Ph.D., IPM, ASEAN Eng. sekaligus selaku ketua penguji, dengan Seminar Hasil menghadirkan tim penguji beranggotakan Prof. Dr. Ir. Harwin Saptoadi, M.SE., IPM, Ir. Fauzun, S.T., M.T., Ph.D., IPM, ASEAN Eng., dan Ir. Indro Pranoto, S.T., M.Eng., Ph.D., IPM, ASEAN Eng.
Dalam penelitiannya, Sayed melakukan simulasi numerik menggunakan metode Computational Fluid Dynamics (CFD) berbasis Eulerian Granular Multiphase. Simulasi ini mempelajari fenomena fisis yang terjadi selama proses fluidisasi pada tiga variasi model anti-wear beam yang dipasang di dinding boiler. Fluida yang digunakan terdiri dari udara dan bed material berdiameter rata-rata 200 µm, dengan kecepatan udara primary air sebesar 4,65 m/s dan secondary air sebesar 2,96 m/s.
Hasil simulasi menunjukkan bahwa pemasangan anti-wear beam memengaruhi pola aliran bed material dengan menciptakan recirculation zone di sekitar area tersebut. Fenomena ini disebabkan oleh drag force yang muncul akibat hambatan aliran di sekitar anti-wear beam. Penelitian juga mengidentifikasi adanya nozzle effect, yaitu peningkatan kecepatan partikel pada area sempit sesuai prinsip kontinuitas aliran. Berdasarkan analisis ketiga model, diperoleh bahwa variasi model trapezoidal menunjukkan performa paling optimal sebagai peredam laju erosi dinding, dengan kecepatan maksimum bed material sebesar 4,75 m/s.
Sayed menjelaskan bahwa temuan ini penting dalam konteks peningkatan efisiensi dan umur pakai CFB Boiler. “Model anti-wear beam yang tepat tidak hanya berfungsi menahan erosi, tetapi juga menjaga stabilitas pola aliran agar proses pembakaran lebih efisien,” ujarnya.
Sementara itu, Ir. Joko Waluyo, M.T., Ph.D., IPM, ASEAN Eng., selaku ketua penguji, menambahkan bahwa penelitian ini memberikan kontribusi signifikan terhadap upaya peningkatan reliability sistem energi berbasis boiler. “Pendekatan numerik seperti ini memperkuat dasar ilmiah dalam perancangan sistem termal yang lebih berkelanjutan,” ungkapnya.
Kontributor: Andhes Puspitalina, S.Hut.
Penyusun: Gusti Purbo Darpitojati, S.I.Kom.
