## Studi pengaruh pengoperasian
soot blower terhadap energi panas yang diserap superheater pada unit 2 PLTU tenayan
Fadhlul Fajri 1 , Rafil Arizona 1
1 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Islam Riau Jl. Kaharuddin Nasution No. 113 P. Marpoyan, Pekanbaru 28284
Email korespondensi: fadhlulfajri@student.uir.ac.id

## Abstrak
Kajian ini bermaksud untuk mengetahui laju transfer kalor yang diserap oleh high temperature superheater (HTS)  dan  low  temperature  superheater  (LTS)  pada  unit  boiler  sebelum  dan  sesudah  dilakukan  soot  blower. Kajian  ini  menggunakan  3  metode  yakni,  studi  literatur,  observasi  lapangan,  dan  wawancara.  Hasil  analisa menunjukan  bahwa  Laju  transfer  kalor  yang  diserap  oleh  high  temperature  superheater  (Q_HTS)  meningkat setelah 1 jam soot blower yakni 72240 MJ/jam dari pada (Q_HTS) 1 jam sebelum soot blower yang hanya 65434 MJ/jam, (Q_HTS) meningkat setelah 2 jam soot blower yakni 72575 MJ/jam dari pada (Q_HTS) 2 jam sebelum soot blower yang hanya 66886 MJ/jam dan (Q_HTS) meningkat setelah 3 jam soot blower yakni 73903 MJ/jam dari pada (Q_HTS) 3 jam sebelum soot blower yang hanya 69545 MJ/jam, kemudian laju transfer kalor yang diserap oleh low temperature superheater (Q_LTS) meningkat setelah 1 jam soot blower yakni 91797 MJ/jam dari pada (Q_LTS) 1 jam sebelum soot blower yang hanya 89625 MJ/jam, (Q_LTS) meningkat setelah 2 jam dilakukan soot blower yakni 92208 MJ/jam dari pada (Q_LTS) 2 jam sebelum soot blower yang hanya 90267 MJ/jam dan (Q_LTS) meningkat setelah 3 jam soot blower yakni 92582 MJ/jam dari pada (Q_LTS) 3 jam sebelum soot blower yang hanya 90536 MJ/jam.
Kata kunci : boiler, soot blower, superheater.

## Abstract
This study aims to determine the of heat transfer absorbed by the high temperature superheater (HTS) and low temperature superheater  (LTS) in boiler unit before and after the soot blower.  This  research uses 3 methods, namely,  literature  study,  field  observation,  and  interviews.  The  results  of analysis  show  the heat  transfer  rate absorbed  by  the  high  temperature  superheater  (Q_HTS)  increases  after  1  hour  soot  blower,  which  is  72240 MJ/hour from (Q_HTS) 1 hour before soot blower, which is only 65434 MJ/hour, (Q_HTS) increases after 2 hours soot blower, namely 72575 MJ/hour from (Q_HTS) 2 hours before soot blower only 66886 MJ/hour and (Q_HTS) increased after 3 hours soot blower which is 73903 MJ/hour from (Q_HTS) 3 hours before soot blower only 69545 MJ/hour, then rate heat transfer absorbed by the low temperature superheater (Q_LTS) increased after 1 hour soot  blower,  which  was  91797  MJ/hour  from  (Q_LTS)  1  hour  before  soot  blower  was  only  89625  MJ/hour, (Q_LTS) increased after 2 hours soot blower being 92208 MJ/ hours from (Q_LTS) 2 hours before soot blower which was only 90267 MJ/hour and (Q_LTS) increased after 3 hours soot blower which was 92582 MJ/hour from (Q_LTS) 3 hours before soot blower only 90536 MJ/hour.
Keywords : boiler, soot blower, superheater.
1. Pendahuluan
Listrik merupakan salah satu kebutuhan energi utama Indonesia[1]. Kebutuhan listrik di Indonesia semakin meningkat  setiap  tahunnya,  dan  sangat  diperlukan untuk mengamankan kapasitas pembangkit listrik[2,3]. Berdasarkan data di  antaranya diperoleh dari BPPT Outlook Energy Indonesia pada 2018, dan kapasitas pembangkit listrik nasional (PLN dan non- PLN)  mencapai  57,1  GW  pada  2016,  dan  pangsa maksimum PLTU adalah 54% yakni 30,8 GW (Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi, 2018).
Pada  unit  PLTU  boiler  merupakan  instrumen  yang paling  utama  untuk  menghasilkan  uap[4,5].  Boiler (ketel  uap)  adalah  perangkat bejana  tertutup  dengan memanaskan  air  untuk  menghasilkan  uap[6,7].  Uap panas yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar boiler  (ketel  uap)  dipindahkan  ke  media  air  yang
mengalir melalui pipa-pipa pemanas pada unit boiler, penguapan uap terjadi ketika suhu air telah mencapai suhu tertentu [8,9].
Terdapat  kajian  sebelumnya  mengenai  fouling (pengotoran)  dan pengaruhnya  pada  final  secondary superheater,  dimana  pada kajian  tersebut  membahas terkait  terjadinya  fouling  (pengotoran)  berpengaruh terhadap proses penyerapan energi panas yang terjadi pada  superheater,  dimana  fenomena  fouling (pengotoran)  pada  superheater  adalah  adanya penumpukan  abu  batubara  yang  akan  menghambat laju  transfer  kalor  yang  terjadi  pada  pipa  pemanas superheater [10,11].
Pada kajian ini akan membahas terkait seberapa besar laju transfer kalor yang diserap oleh high temperature superheater  (HTS)  dan  low  temperature  superheater
(LTS)  terhadap  pengoperasian  soot  blower  pada instalasi unit boiler.
Pada  kajian  sebelumnya  dibahas  bahwasannya pengotoran  pada  pipa  pemanas  superheater  dapat menghambat  laju  transfer  kalor,  maka  tujuan  kajian ini akan mencari jawaban atas kajian sebelumnya.
Pengoperasian  unit  boiler  tidak  terlepas  dari permasalahan  umum  diluar  masalah  gangguan  pada sistem  mekaniknya.  Salah  satu  permasalahan umum yang  terjadi  pada  pengoperasian  boiler  yakni terjadinya penumpukan abu batubara pada pipa-pipa pemanas  boiler,  dimana  fenomena  ini  akan menghambat  laju  penyerapan  kalor  seperti  yang terjadi pada high temperature superheater (HTS) dan low temperature superheater (LTS) [6].
Salah  satu  solusi  untuk  mengatasi  permasalahan pengotoran  permukaan  pada  pipa-pipa  pemanas boiler seperti  pada superheater yakni  menggunakan soot blower , soot blower adalah alat yang digunakan untuk  menghilangkan  jelaga  /  abu  dari  pembakaran batubara pada pipa pemanas boiler , jelaga / abu yang menempel  ini  dapat  menghambat  laju  penyerapan panas dari ruang bakar boiler ke dalam pipa pemanas boiler , seperti pada superheater [7].
Soot  blower  beroperasi  pada interval  waktu  tertentu seperti  pada  PLTU  Tenayan  Pekanbaru  soot  blower dilakukan  setiap  hari  diwaktu  malam  hari  dan  juga dilakukan  pada  kondisi  yang  diperlukan  untuk menghilangkan debu yang menempel pada pipa-pipa pemanas boiler seperti pada superheater.
Dengan adanya kajian ini akan memberikan informasi terkait pengaruh pengoperasian soot blower terhadap laju transfer kalor yang diserap pada high temperature superheater (HTS) dan  low temperature superheater (LTS).

## Teori Superheater
Superheater adalah suatu alat pada  boiler plant yang meningkatkan  suhu  uap  jenuh  ke  suhu  yang  lebih tinggi karena kebutuhan untuk mengoperasikan turbin uap. Uap yang dihasilkan oleh pemanasan di cerobong yakni uap jenuh atau basah akan mengembun dengan cepat  saat  digunakan  dalam  turbin  atau  saat diekspansi. Superheater dibagi menjadi 2 jenis, yaitu:

## Low Temperature Superheater (LTS)
Uap  jenuh  dari  steam  drum  dialirkan  ke  primary superheater atau suhu rendah superheater. Uap yang keluar  dari  LTS  kemudian  dipindahkan  ke superheater  bertemperatur  tinggi  untuk  dipanaskan kembali  menjadi  steam  yang  lebih  panas  lagi.  Uap LTS  juga  digunakan  untuk  atomisasi  uap  untuk membantu  atomisasi  bahan  bakar  sehingga  bahan bakar dapat terbakar sempurna [11].
Besarnya  energi  panas  yang  diserap  oleh  oleh  low temperature  superheater  (LTS)  untuk  mengubah  air menjadi uap dapat dihitung dengan Persamaan 1:
Q_LTS= ṁ_s x (H_out  - H_in) kJ/jam                          (1) Dimana:
Q_LTS = Panas yang diserap oleh low temperature superheater (kJ/jam)
ṁ_s    = Kapasitas aliran uap (kg/jam)
H_out = Entalpi keluar LTS (kJ/kg)
H_in   = Entalpi masuk LTS (kJ/kg)

## High Temperature Superheater (HTS)
Uap  dari  pemanas  LTS  kemudian  mengalir  ke  high temperature  superheater  (HTS)  yang  terletak  di bagian gas yang sangat panas. Sebagian HTS terletak tepat di atas ruang bakar, sehingga perpindahan panas yang dicapai HTS terjadi secara radiasi dan konveksi. Kemudian,  uap  panas  yang  terkumpul  dari  HTS dialirkan ke turbin [11]
Jumlah  panas  yang  diperoleh  ke  high  temperature superheater  (HTS)  dengan  menghasilkan  uap  yang mengalir ke turbin dapat dihitung dengan Persamaan 2:
Q_HTS= ṁ_s  x (H_out  - H_in) kJ/jam                        (2)
Dimana:
Q_HTS = Panas yang diserap oleh high temperature superheater (kJ/jam)
ṁ_s    = Kapasitas aliran uap (kg/jam)
H_out = Entalpi keluar HTS (kJ/kg)
H_in   = Entalpi masuk HTS (kJ/kg)

## 2. Metode
Berikut  ini  tahapan  dalam  kajian  yang  disajikan melalui diagram alir kajian pada Gambar 1.

## Studi Literatur
Tahapan  awal  dalam  melakukan  analisis,  penulis mempelajari  referensi  yang  behubungan  dengan materi  jurnal  yang  diteliti  penulis,  adapun  referensi tersebut  yaitu  jurnal  yang  ada  sangkutpautnya  dari kajian  sebelumnya,  catatan  perkuliahan  dan  bahan tambahan lainnya seperti bahan dari media internet.

## Observasi Lapangan
Melihat  langsung  ke  lokasi,  melihat  langsung  objek yang  diteliti,  mendapatkan  data  yang  sistematis  dan mengamati  serta  mencatatnya  sesuai  dengan  tujuan yang diharapkan.

## Wawancara
Melaksanakan  wawancara  langsung  dengan  para karyawan  operator  atau  teknisi  khususnya  di  bagian pengoperasian boiler dan pembimbing lapangan guna untuk memperoleh data-data yang diperlukan.
Gambar 1. Diagram alir kajian
Tabel  1  menjelaskan  tentang  data  spesifikasi boiler pada PLTU Tenayan  Pekanbaru.
Tabel 1. Data spesifikasi boiler PLTU Tenayan  Pekanbaru.
Pabrik Manufaktur Dongfang Boiler

## Group Co., Ltd
Boiler Serial Number DG430 Boiler Type Circulating Fluidized Boiler Tahun Manufaktur 2013 Kapasitas Boiler 430 ton/jam Temperatur Air Pengisi Boiler 232ºC Temperatur Boiler Flue Gas
140ºC
Temperatur Uap Jenuh 540ºC
3. Hasil dan Pembahasan
Dari  hasil  pengumpulan  data  operasi  pada  central control room (CCR) PLTU Tenayan dan pengolahan data  perhitungan  kajian  maka  akan  disajikan  pada Tabel 2. Sedangkan Tabel 3 menjelaskan tentang Data aktual superheater sesudah soot blower.
Tabel 2. Data aktual superheater sebelum soot blower
Waktu (WIB) 𝑇𝑜𝑢𝑡 (ºC) 𝑇𝑜𝑢𝑡 (ºC) 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 468,24 468,37 467,04 470,43 469,27 469,79 470,56 521,99 515,34 517,54 518,79 519,51 380,39 380,57 383,69 385,87 386,57 385,40 387,39 420,81 417,07 419,29 419,86 419,35 Tabel 3. Data aktual superheater sesudah soot blower
Waktu (WIB) 𝑇𝑜𝑢𝑡 (ºC) 𝑇𝑜𝑢𝑡 (ºC) 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 530,77 531,56 534,20 535,57 523,70 513,00 513,76 514,28 513,16 516,52 514,04 513,74 421,99 421,34 423,41 424,73 404,69 395,59 395,15 395,41 397,30 395,65 396,03 395,85

## Pengolahan Data
Pengolahan  data  perhitungan  menggunakan  variasi data pada saat 3 jam sebelum superheater dilakukan soot blower dan 3 jam sesudah superheater dilakukan soot  blower.  Hasil  pengolahan  data   3  jam  sebelum soot  blower  dapat  dilihat  pada  Tabel  4.  Sedangkan data hasil pengolahan data  3 jam sesudah soot blower dapat dilihat pada tabel 5.
Tabel 4. Hasil pengolahan data  3 jam sebelum soot blower
Waktu (WIB) 𝑄 (MJ/jam) 𝑄 (MJ/jam) 16:00 17:00 18:00 65434 66886 69545 89625 90266 90536
Tabel 5. Hasil pengolahan data  3 jam sesudah soot blower
Waktu (WIB) 𝑄 ( MJ/ jam) 𝑄 (MJ/jam) 21:00 22:00 23:00 72240 72575 73903 91797 92208 92582

## Perbandingan  T  out  HTS  Terhadap  Q_HTS
Sebelum dan Sesudah  Soot Blower.
Hasil  dari  pengolahan  data  laju  transfer  kalor  yang diserap  oleh  high  temperature  superheater 〖 (Q 〗 _HTS) sebelum dan sesudah soot blower dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Grafik 〖 Q 〗 _HTS sebelum dan sesudah soot blower
Terlihat  bahwa  terjadi  perbedaan  laju  transfer  kalor yang  diserap  oleh  high  temperature  superheater (Q_HTS) sebelum dan sesudah soot blower, dimana nilai (Q_HTS) 3 jam sesudah soot blower lebih besar yakni 73903 MJ/jam dari pada nilai (Q_HTS) 3 jam sebelum soot blower yang hanya 69545 MJ/jam. Hal ini  diakibatkan  karena  temperatur  uap  keluar  high temperature superheater 3 jam sesudah di soot blower lebih tinggi yakni T_(out HTS): 535,57 ºC sedangkan temperatur uap keluar high temperature superheater 3 jam sebelum soot blower hanya T_(out HTS): 518,79 ºC,  oleh  karena  itu  laju  transfer  kalor  yang  diserap oleh high temperature superheater (Q_HTS) sesudah soot  blower  lebih  besar  dibanding  sebelum  soot blower.  Pada  kajian  sebelumnya  [11],  menyatakan bahwa  fouling  (pengotoran)  pada  permukaan superheater boiler dapat menghambat laju penyerapan transfer  kalor,  setelah  dilakukan  analisa  data perhitungan didapat hasil bahwa fouling (pengotoran) ternyata  terbukti  dapat  menghambat  penyerapan transfer  kalor  pada  permukaan  superheater  boiler, dimana  ketika  permukaan  superheater  telah  bersih dari  abu  batubara  maka  penyerapan  transfer  kalor akan meningkat.

## Perbandingan T out LTS Terhadap Q_LTS Sebelum dan Sesudah Soot Blower.
Hasil  dari  pengolahan  data  laju  transfer  kalor  yang diserap  oleh  low  temperature  superheater  (Q_LTS) sebelum dan sesudah soot blower dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Grafik 𝑄 sebelum dan sesudah soot blower
Terlihat  bahwa  terjadi  perbedaan  laju  transfer  kalor yang  diserap  oleh  low  temperature  superheater (Q_LTS) sebelum  dan  sesudah soot blower, dimana nilai (Q_LTS) 3 jam sesudah soot blower lebih besar yakni 92582 MJ/jam dari pada nilai (Q_LTS) 3 jam sebelum soot blower yang hanya 90536 MJ/jam. Hal ini  diakibatkan  karena  temperatur  uap  keluar  low temperature superheater 3 jam sesudah di soot blower lebih tinggi yakni T_(out LTS): 419,86 ºC sedangkan temperatur uap keluar low temperature superheater 3 jam sebelum dilakukan  soot blower  hanya  T_(out LTS):      424,73 ºC, oleh karena itu laju transfer kalor yang  diserap  oleh  low  temperature  superheater (Q_LTS) sesudah soot blower lebih besar dibanding sebelum  soot  blower.  Pada  kajian  sebelumnya  [11], menyatakan  bahwa  fouling  (pengotoran)  pada permukaan superheater boiler dapat menghambat laju penyerapan  transfer  kalor,  setelah  dilakukan  analisa data  perhitungan  didapat  hasil  bahwa  fouling (pengotoran)  ternyata  terbukti  dapat  menghambat penyerapan  transfer  kalor  pada  permukaan superheater  boiler,  dimana  ketika  permukaan superheater  telah  bersih  dari  abu  batubara  maka penyerapan transfer kalor akan meningkat.
4. Kesimpulan
Beberapa  kesimpulan  dapat  ditarik  dari  hasil  studi yang telah diselesaikan.
Laju transfer kalor yang diserap oleh high temperature superheater  (Q_HTS)  meningkat  setelah  1  jam dilakukan soot blower yakni 72240 MJ/jam dari pada nilai (Q_HTS) 1 jam sebelum soot blower yang hanya 65434  MJ/jam,  nilai  (Q_HTS)  meningkat  setelah  2 jam dilakukan soot blower yakni 72575 MJ/jam dari pada nilai (Q_HTS) 2 jam sebelum soot blower yang hanya  66886  MJ/jam  dan  nilai  (Q_HTS)  meningkat setelah  3  jam  dilakukan  soot  blower  yakni  73903
MJ/jam dari pada nilai (Q_HTS) 3 jam sebelum soot blower yang hanya 69545 MJ/jam.
Laju transfer kalor yang diserap oleh low temperature superheater  (Q_LTS)  meningkat  setelah  1  jam dilakukan soot blower yakni 91797 MJ/jam dari pada nilai (Q_LTS) 1 jam sebelum soot blower yang hanya 89625  MJ/jam,  nilai  (Q_LTS)  meningkat  setelah  2 jam dilakukan soot blower yakni 92208 MJ/jam dari pada nilai (Q_LTS) 2 jam sebelum soot blower yang hanya  90267  MJ/jam  dan  nilai  (Q_LTS)  meningkat setelah  3  jam  dilakukan  soot  blower  yakni  92582 MJ/jam dari pada nilai (Q_LTS) 3 jam sebelum soot blower yang hanya 90536 MJ/jam.
Untuk  kajian  selanjutnya,  disarankan  untuk melakukan  analisa  pada  komponen  pipa  pemanas boiler lain seperti economizer dan air heater.

## Ucapan Terima Kasih
Pada kesempatan ini saya ingin mengucapkan terima kasih  kepada  semua  orang  yang  telah  berkontribusi pada kajian ini, teman-teman tim peneliti dan dosen pembimbing  atas  kolaborasi dan  dan  masukan  yang membangun.  dan  juga  tak  lupa  terimakasih  kepada PT.  PJB  UBJOM  PLTU  Tenayan  Pekanbaru  yang telah  sudi  dan  bersedia  memberikan  penulis kesempatan  untuk  mengadakan  kajian  sehingga kajian ini dapat terselesaikan.

## Daftar Pustaka
[1] Ainun, F., & Jamaaluddin, J. (2018). Analisa Efisiensi  Economizer  Terhadap  Boiler  (Gas Dan  Solar)  Di  Pt.  Spindo  Iii,  Tbk.  Jeee-U (Journal  Of  Electrical  And  Electronic Engineering-Umsida), 2(2), 99-104.
[2] Dato, R. (2018). Perancangan Ketel Uap Pipa Api  Untuk  Industri  Tempe  Kapasitas  200 Kg/Jam (Doctoral Dissertation, University Of Muhammadiyah Malang).
[3] Hernawan,  K.  (2020).  Peluang  Penghematan Energi Pada Boiler Di Pt Indo Bharat Rayon. Jurnal Teknik Energi, 10(1), 19-23.
[4] Naufal Abrari, A., & Nur Hasannah, R. (2020). Analisis  Efisiensi  Boiler  Sebelum  Dan Sesudah  Overhaul  Di  Pltu  Suralaya  Unit  8 (Doctoral Dissertation, Institut Teknologi Pln).
[5] Pengkajian,  B.,  &  Teknologi,  P.  (2018). Indonesia  Energy  Outlook  2012.  Energi Berkelanjutan  untuuk  Transportasi  Darat. Jakarta: Pusat Pengkajian Industri Proses dan
Energi  (PPIPE)  dan  Badan  Pengkajian  dan Penerapan Teknologi (BPPT).
[6] Pratama,  H.  R.  (2020).  Analisa  Aliran  Uap
Pada  Sootblower  Dengan  Variasi  Metode Penempatan  Nozzle,  Jenis  Nozzle  Dan  Jarak Antar Nozzle Menggunakan Software
Solidwork  2016  (Doctoral  Dissertation, Universitas Negeri Semarang).
[7] Purnama,  N.  C.  (2017).  Analisis  Kegagalan Sootblower  Terhadap  Perpindahan  Panas  di
Pipa  Boiler.  Jurnal  Teknik  Mesin  Mercu Buana, 6(3), 187-190.
[8] Ramlan, M., & Mursadin, A. (2019). Analisis Heat  Transfer  Coefficient  Sebelum  Dan Sesudah Overhaul Pada Economizer Boiler Di Pt. Japfa Comfeed Banjarmasin. Jtam Rotary, 1(1), 11-16.
[9] Simbolon, K. N. (2019). Pengaruh Economizer Terhadap Peningkatan Efisiensi Bahan Bakar Boiler pada Unit 3 PLTU PT. PLN (Persero) Unit  Pelaksana  Pembangkitan  Belawan (Doctoral  dissertation,  Universitas  Medan Area).
[10]  Sumarjo,  J.,  &  Soekardi,  C.  (2017).  Analisis economizer  pada  heat  recovery  steam generation  (hrsg)  di  turbin  gas  untuk  proses maintenance. Barometer, 2(1), 34-39.
[11]  Sumarno, F. G., & Adita, O. I. (2016). Fouling Dan  Pengaruhnya  Pada  Final  Secondary Superheater  Pltu  Tanjung  Jati  B  Unit  2. Eksergi: Jurnal Teknik Energi, 10(1).