## ANALISIS HEAT TRANSFER COEFFICIENT SEBELUM DAN SESUDAH OVERHAUL PADA ECONOMIZER BOILER DI PT. JAPFA COMFEED BANJARMASIN
Muhammad Ramlan 1) , Aqli Mursadin 2)
1,2 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Lambung Mangkurat JL. Akhmad Yani Km.36 Banjarbaru, Kalimantan Selatan, 70714 E-mail: ramlanmuhammad03@gmail.com

## Abstract
In some heat exchanger tools are widely used in industries such as power plants, oil  refineries,  chemical  plants  and  petrochemicals,  natural  gas  industry, refrigeration, and so forth. One example of a heat exchanger found in the poultry feed  industry  in  PT.Japfa  Comfeed  Branch  of  Banjarmasin  is  the  economizer, where  the  hot  vapor  of  combustion  in  the  furnace  is  used  as  a  feed  water  heater before entering the boiler. From the results of the study known in the economize coefficient  of  the  highest  heat  transfer  before  the  overhaul  of  1.393.1  Btu  / jam.ft2.oF at 92.5 oC, and the lowest heat transfer coefficient before the overhaul of  1,334.8  Btu  /  jam.ft2.  oF  at  101  °  C.  after  the  overhaul,  it  is  known  that  the highest economizer heat transfer coefficient is 1,419.7 Btu / hour.ft2.oF at 99oC, and the lowest heat transfer coefficient after the overhaul is 1,378.6 Btu / hr.ft2.oF at 104.5 oC. The increase in heat transfer coefficient value after overhaul is 6.4% of the heat transfer coefficient before overhaul.
Keywords: Economizer, Boiler,  Heat Transfer Coefficient

## PENDAHULUAN
Penukar panas atau dalam dunia industri dikenal dengan istilah economizer, adalah  suatu  alat  yang  memungkinkan  terjadinya  perpindahan  panas  dan  dapat berfungsi sebagai pemanas fluida sebelum masuk dalam boiler. medium pemanas memakai  gas  panas  hasil  pembakaran  dari  tungku  boiler  ,  dan  air  biasa  sebagai media yang akan dipanaskan. Alat penukar panas sangat luas dipakai dalam dunia industri  seperti,  pembangkit  listrik,  kilang  minyak,  pabrik  kimia  maupun petrokimia, industri  gas  alam, refrigerasi,  dan lain sebagainya. Salah satu  contoh dari  alat  penukar  panas  yang  terdapat  pada  industri  pakan  ternak  yang  ada  di PT.Japfa  Comfeed  Banjarmasin  adalah  economizer,  dimana  gas  panas  hasil pembakaran dimanfaatkan sebagai pemanas air umpan sebelum masuk ke boiler. Economizer memiliki peranan  yang sangat penting untuk menjaga suhu air umpan  yang  masuk  ke  dalam  boiler,  oleh  karena  itu  performa  dan  efisiensinya harus terjaga dengan baik. Apabila terjadi kerusakan pada alat tersebut, karena itu performa  dan  efisiensinya  harus  terjaga  dengan  baik.  Apabila  terjadi  kerusakan pada alat tersebut, maka harus secepatnya ditangani untuk menghindari penurunan kinerja (derating) yang berujung pada trip atau kegagalan operasi pemanasan pada boiler.
Berdasarkan  latar  belakang  tersebut  maka  dalam  Tugas  Akhir  ini,  akan dilakukan  Analisis  Heat  Transfer  Coefficient    Sebelum  Dan  Sesudah  Overhaul Pada Economizer Boiler  Pt. Japfa Comfeed Banjarmasin
Economizer  adalah  alat  penukar  kalor  berbentuk  tubular  yang memanfaatkan  gas  asap  panas  hasil  dari  pembakaran  pada  boiler  untuk memanaskan air umpan boiler sebelum masuk ke steam drum. Istilah economizer diambil  dari  kegunaan  alat  tersebut,  yaitu  untuk  menghemat  (to  economize) penggunaan bahan bakar dengan mengambil panas (recovery) gas buang sebelum dibuang ke atmosfir.
Biro Efisiensi Energi (2004) menyatakan bahwa apabila sebuah economizer dapat  dipakai  untuk  memanfaatkan  adanya  panas  gas  buang  untuk  pemanasan awal  air  umpan  boiler.  Setiap  penurunan  suhu  220  oC  suhu  gas  buang  melalui economizer  atau  pemanas  awal  terdapat  1%  penghematan  bahan  bakar  dalam boiler. Setiap kenaikan 600 o C suhu air umpan melalui economizer atau kenaikan 200  oC  suhu  udara  pembakaran  melalui  pemanas  awal  udara,  terdapat  1% penghematan pada bahan bakar dalam boiler.
Peralatan  tambahan  yang  sangat  penting  pada  boiler  industri  tenaga  uap adalah  economizer.  Economizer  dirancang  mempunyai  banyak  sirip  seperti  pada Gambar  1  dari  material  logam  untuk  memperluas  permukaan  singgung perpindahan  panas  dari  gas  buang  yang  bertemperatur  tinggi  ke  fluida  air bertemperatur  lebih  rendah  karena  hal  tersebut  fluida  air  pada  economizer  akan mudah menyerap panas dari flue gas dari proses pembakaran.
Temperatur  air  yang  ke  luar  dari  economizer  lebih  tinggi  dari  temperatur lingkungan  sehingga  setelah  masuk  boiler  tidak  dibutuhkan  energi  panas  yang besar.  Energi  kalor  yang  dibutuhkan  hanya  untuk  menaikkan  temperatur  dari economizer menjadi temperatur didih boiler. Jadi dengan pemasangan economizer akan  menaikkan  efisiensi  sistem.  Karena  economizer  disinggungkan  dengan  gas buang yang banyak mengandung zat- zat polusi yang dapat menimbulkan korosi, maka pemilihan material dari economizer bergantung dari jenis pada bahan bakar yang digunakan pada stoker atau burner (Sunyoto dkk, 2008).
Gambar 1. Gambar Sudu – Sudu Ekonomizer

## Spesifikasi Economizer PT. Japfa Comfeed Cabang Banjarmasin
Data  spesifikasi  ini  diambil  dari  Operating  Manual  Book,  Jinan  Boiler Group C., Ltd. Data spesifikasi tersebut sebagai berikut:
Menurut  J.P.  Holman,  1997  :  528,  koefisien  perpindahan  panas  konveksi dapat dicari dengan rumus:
= (1) di mana: adalah  Koefisien  perpindahan  panas  konveksi  pipa  bagian  dalam ( ) ( ), adalah Nusselt number, K adalah Konduktivitas termal ( ) ( ), dan adalah Diameter dalam ( ).

## Reynold Number
Untuk  membedakan  antara  aliran  laminar,  transisi,  dan  turbulen  maka digunakan  bilangan  tak  berdimensi,  yaitu  bilangan  Reynold,  yang  merupakan perbandingan  antara  gaya  inersia  dengan  gaya  viskos.  Rumus  bilangan  Reynold (J.P. Holman, 1997 : 528):
= = (2)
di mana:
adalah densitas fluida ( ), adalah kecepatan aliran fluida ( ),
adalah  panjang  karakteristik  ( )  pada  aliran  dalam  pipa  jika  penampang  bulat maka, adalah jika penampang tidak bulat, adalah , adalah viskositas
absolut fluida dinamis ( ), adalah viskositas kinematika fluida (
).

## Nusselt Number
Bilangan  nusselt  menyatakan  perbandingan  antara  perpindahan  kalor konveksi  pada  suatu  lapisan  fluida  dibandingkan  dengan  perpindahan  kalor
konduksi  pada  lapisan  fluida  tersebut.  Dapat  ditulis  dengan  persamaan  The Dittus–Boelter (Incropera, F.P and D.P. Dewitt : 514) :
= 0,023 (3)
di mana:
n  adalah  0,4  untuk  memanaskan  fluida  dan  n  adalah  0,3  untuk mendinginkan fluida.
Perumusan ini dapat digunakan dengan kondisi sebagai berikut:
0,6 ≤ Pr ≤ 160, ≥ 10.000, ≥ 10
Semakin  besar  nilai  bilangan  nusselt  maka  konveksi  yang    terjadi  semakin efektif.  Bilangan  nusselt  yang  bernilai  1  menunjukkan  bahwa  perpindahan  kalor yang terjadi pada lapisan fluida tersebut hanya melalui konduksi.

## METODE PENELITIAN
Adapun mengenai diagram aliar penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 2.

## Gambar 2. Diagram Alir Penelitian

## PEMBAHASAN
Berdasarkan  data  hasil  perhitungan  dan  pengamatan,  dapat  dibuat  grafik hubungan koefisien perpindahan panas pada economizer terhadap waktu sebelum overhaul.
Gambar 3. Grafik Hubungan Koefisien Perpindahan Panas Terhadap Waktu

## Sebelum Overhaul
Dari  Gambar  3  dapat  dilihat  pada  hubungan  koefisien  perpindahan  panas terhadap  waktu  sebelum  overhaul,  dari  data  hasil  analisis  yang  didapat  kita  bisa melihat  Koefisien  perpindahan  panas  tertinggi  sebelum overhaul yaitu  sebesar 1.393,1 pada  suhu  92,5 dan  terendah  yaitu  sebesar  1.334,8 pada suhu 101
Gambar 4. Grafik Hubungan Koefisien Perpindahan Panas Terhadap Waktu
Sesudah Overhaul
Dari  Gambar  4  dapat  dilihat  pada  hubungan  koefisien  perpindahan  panas terhadap  waktu  sesudah  overhaul,  dari  data  hasil  analisis  yang  didapat  kita  bisa melihat  Koefisien  perpindahan  panas  tertinggi  sesudah overhaul yaitu  sebesar 1.419,7 pada  suhu  99 dan  terendah  yaitu  sebesar  1.378,6 pada suhu 104,5 .
Hubungan  koefisien  perpindahan  panas  terhadap  waktu  sesudah  overhaul mengalami  kenaikan  perpindahan  panas  jika  dibandingkan  dengan  kondisi sebelum overhaul yaitu sebanyak 6,4% yang mana hal itu disebabkan oleh adanya pembersihan  debu  (fouling)  sisa  dari  pembakaran  cangkang  sawit  yang
1330,00 1340,00 1350,00 1360,00 1370,00 1380,00 1390,00 1400,00 7:00 18:00 5:00 16:00 3:00 14:00 1:00 12:00 23:00 10:00 21:00 8:00 19:00 6:00 17:00 4:00 15:00 2:00 13:00 0:00 11:00 22:00 (BTU/ H .F T2. °F) TIME 1370,00 1380,00 1390,00 1400,00 1410,00 1420,00 1430,00 7:00 19:00 7:00 19:00 7:00 19:00 7:00 19:00 7:00 19:00 7:00 19:00 7:00 19:00 7:00 19:00 7:00 19:00 7:00 19:00 (BTU/ H .F T2. °F) TIME
menumpuk pada dinding tube economizer yang menyebabkan panas dari luar tube dapat berpindah secara maksimal untuk memanaskan fluida.
Berdasarkan  hasil  analisis  koefisien  perpindahan  panas  pada  tube  terhadap temperatur  fluida  tube,  dapat  dilihat  bahwa  semakin  tinggi  suhu  fluida  di  dalam tube  (feedwater)  maka  koefisien  perpindahan  panasnya  akan  rendah,  artinya  jika suhu feedwater pada bagian tube tinggi maka panas yang akan diserap oleh fluida pada  tube  akan  sedikit,  hal  ini  karena  koefisien  perpindahan  panas  fluida  tube yang  rendah  akibat  suhu  fluida  yang  sudah  panas  /  tinggi.  Sedangkan  jika  suhu fluida  rendah  maka  panas  yang  diserap  akan  lebih  banyak  sehingga  koefisien perpindahan panasnya tinggi.
Adapun  salah  satu  faktor  yang  mengakibatkan  menurunnya  nilai  heat transfer pada economizer  yang membandingkan  antara sebelum overhaul dengan setelah  overhaul  adalah  adanya  faktor  pengotor  dari  debu  (fouling)  hasil pembuangan  flue  gas  dari  furnace  yang  tebal,  sehingga  membuat  heat  transfer pada economizer menurun.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  analisis  dan  perhitungan,  dapat  ditarik  kesimpulan mengenai  perbandingkan  heat  transfer  economizer  di  PT.  Japfa  Comfeed Banjarmasin sebelum dan sesudah overhaul yaitu :
1. Koefisien perpindahan panas sebelum dan sesudah overhaul
a. Koefisien  perpindahan  panas  terhadap  waktu  sebelum overhaul yaitu sebesar  1.393,1 pada  suhu  92,5 dan  terendah  yaitu sebesar 1.334,8 pada suhu 101 . b. Koefisien  perpindahan  panas  terhadap  waktu  sesudah overhaul yaitu sebesar 1.419,7 pada suhu 99 dan terendah yaitu sebesar 1.378,6 pada suhu 104,5 2. Nilai  kenaikan  koefisien  heat  transfer    dapat  dilihat  ketika  perpindahan panas  dari  economizer  meningkat  sebesar  6,4%,  yang  disebabkan  oleh adanya pembersihan (overhaul) pada sudu-sudu economizer yang pengalami pengotoran dari hasil pembakaran.

## DAFTAR PUSTAKA
Holman,  J.P  1986  Heat  Transfer,  Sixth  Edition,New  York  :Mcgraw  Hill,  Ltd Insropera, F.P And D.P. Dewitt. Fundamentalis Of Heat And Mass Transfer,
Sixth Edition.
LP,  Teguh  Windar.  2013.  Analisis  Heat  Transfer  Pada  Economizer PT.Inducement  Tunggal  Prakasa,  Tbk  P-12  (Skripsi).  Banjarbaru  :  PSTM
ULM.
Lukman,  Buchori.  2004.  Buku  Ajar  Perpindahan  Panas  Bagian  1.  Semarang  : Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Ratnasari,  Esti.,Dr.  Ridho  Hantoro,  ST.,  MT  Dan  Nur  Laila  Hamida, ST.,M.Sc.2014.  Desain  Ekonomiser  Untuk  Meningkatkan  Efisiensi  Boiler 52B  1/2/3  Pada  Unit  Utilities  Complex  Di  Pt.  Pertamina  RU  IV  Cilacap (Jurnal).