Abstrak—Central  Processing  Plant  (CPP)  merupakan  plant yang memproses feed gas hingga menjadi natural gas siap pakai. Pengolahan feed gas di CPP menimbulkan dampak limbah berupa waste gas. Thermal Oxidizer (TOX) memiliki peran penting dalam mengatasi  waste  gas.  Energi  panas  gas  buang  (flue  gas) dimanfaatkan  pada  Waste  Heat  Recovery  Unit  (WHRU)  yang berada  diatas  chamber,  digunakan  untuk  memanaskan  hot  oil. Kondisi  operasional  pembakaran  TOX  di  CPP  saat  ini,  jumlah input sangat berbeda dengan desain awal. Suhu pembakaran juga sangat tinggi, yaitu diatas 1.144 K. Sementara itu WHRU belum berjalan  secara  normal,  suhu  hot  oil  pada  outlet  WHRU  masih 438-444 K. Analisa pembakaran TOX dilakukan  dengan analisa termodinamika pada jumlah bahan bakar serta jumlah excess air untuk  mendapatkan  pembakaran  sempurna  pada  suhu  ideal chamber,  yaitu  1.088-1.144  K.  Bahan  bakar  yang  digunakan sejumlah 60%-100% dari fuel gas operasional, sedangkan excess air  yang  digunakan  10%-35%.  Selain  itu  pemanfaatan  energi panas flue gas pada WHRU dilakukan analisa supaya suhu hot oil keluar  WHRU  mencapai  449  K.  Analisa  WHRU  dilakukan dengan analisa perpindahan panas, untuk mendapatkan flowrate dari hot oil dari suhu dan laju aliran massa flue gas hasil variasi pembakaran  TOX  tersebut.  Dari  penelitian  ini,  suhu  TOX  hasil pembakaran  operasional  yang  sesuai  dengan  desain  awal  yaitu pada  60%  fuel  gas  dengan  excess  air  (EA)  antara  30%  hingga 35%.  Pada  60%  fuel  gas  dengan  EA  antara  30%  hingga  35% didapatkan  suhu  antara  1.095  K  hingga  1.138  K.  Pada  hasil analisa  WHRU,  untuk  mencapai  suhu  hot  oil  sebesar  449,817  K pada  variasi  TOX  tersebut  diperlukan  laju  aliran  massa  hot  oil sebesar 1.257.720 kg/jam dan 1.481.420 kg/jam.
Kata Kunci—excess air, pembakaran, Thermal Oxidizer, Waste Heat Recovery Unit.

## I. PENDAHULUAN
ENTRAL  Processing  Plant (CPP)  merupakan plant yang memproses feed  gas hingga  menjadi natural  gas siap pakai. Feed gas dari sumur produksi memasuki inlet manifold yang kemudian diolah pada Gas Separation Unit (GSU) untuk memisahkan  air  dan  kondensat  yang  terbawa  dari  sumur produksi.  Setelah  itu feed  gas memasuki Acid  Gas  Removal Unit (AGRU) untuk memisahkan kandungan acid gas yang ada. Treated  gas hasil  pengolahan  AGRU  selanjutnya  memasuki Caustic Treater Unit (CTU) untuk menghilangkan mercaptant yang  terkandung  didalam treated  gas .  Kemudian treated  gas menuju Dehydration Unit untuk menurunkan kadar air. Dari  pengolahan feed  gas di  CPP  menimbulkan  dampak limbah  berupa waste  gas ,  terdiri  dari acid  gas dan vent  gas , yang  diolah  terlebih  dahulu  sebelum  dilepas  ke  lingkungan. Acid  gas dengan  kandungan  H 2 S  yang  sangat  tinggi  diolah dalam dua jalur, yaitu langsung dibakar pada Thermal Oxidizer
(TOX)  dan  diproses  pada Biological  Sulphur  Recovery  Unit (BSRU) untuk menyerap kandungan sulfur melalui reaksi pada bioreaktor yang kemudian bisa dipadatkan pada Sulphur Melter &  Solidification  Unit .  Namun,  tidak  semua acid  gas terolah pada BSRU, sehingga limbah acid gas sisa dari BSRU dibakar pada  TOX.  Sementara  itu  untuk vent  gas dari  berbagai  unit pengolahan langsung dibakar pada TOX.
Thermal  Oxidizer (TOX)  memiliki  peran  penting  dalam mengatasi waste  gas .  Kinerja  TOX  ditentukan  dari  proses pembakaran  yang  terjadi  pada burner harus  sempurna  serta suhu  oksidasi waste  gas pada chamber harus  sesuai.  Jumlah udara tambahan ( excess air ) yang diberikan pada burner TOX harus  diperhitungkan,  karena excess  air dengan  jumlah  yang tidak tepat bisa merugikan pembakaran dan suhu pada chamber tidak  sesuai.  Energi  panas  gas  buang  ( flue  gas )  dimanfaatkan pada Waste  Heat  Recovery  Unit (WHRU)  yang  berada  diatas chamber . WHRU berupa heat exchanger yang digunakan untuk memanaskan hot oil . Peran WHRU dalam memanaskan hot oil hingga  350 o F  (449,8  K)  juga  sangat  penting,  karena hot  oil digunakan pada Solvent Regenerator Reboiler .
Kondisi operasional pembakaran pada TOX di CPP saat ini, jumlah input sangat berbeda dengan desain awal TOX dan suhu pembakaran  sangat  tinggi,  yaitu  diatas  1.600 o F  (1.144  K). Sementara  itu  WHRU  belum  berjalan  secara  normal  yang mengakibatkan energi panas flue gas banyak yang terbuang sia- sia sehingga suhu keluaran dari stack masih sangat tinggi, yaitu lebih dari 700 o F (644 K), serta suhu hot oil pada outlet WHRU hanya 330-340 o F (438-444 K). Berdasarkan kondisi TOX saat ini  di  CPP,  pembakaran  pada  TOX  serta  pemanfaatan  energi panas  pada  WHRU  perlu  dilakukan  evaluasi  dengan  analisa heat  balance .  Analisa heat  balance dilakukan  dengan  analisa termodinamika  pada  sistem  pembakaran  TOX  dan  analisa perpindahan panas pada WHRU.

## II. URAIAN PENELITIAN

## A. Analisa Pembakaran
Dalam kesetimbangan reaksi kimia pembakaran dibutuhkan sejumlah  udara  pembakaran  untuk  menghasilkan  pembakaran sempurna.  Reaksi-reaksi  pembakaran  dinyatakan  dalam persamaan  kimia  di  dalam  bentuk  [reaktan  →  produk]. Pendekatan reaksi kimia pembakaran sempurna sebagai berikut [1] :

## Analisa Heat Balance Thermal Oxidizer dengan Waste Heat Recovery Unit
Alfian Bani Susiloputra dan Bambang Arip Dwiyantoro Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail : bambangads@me.its.ac.id
C
𝐶 𝑥 𝐻 𝑦 𝑆 𝑧 + (𝑥 + 𝑦 4 + 𝑧) (𝑂 2 + 3,76𝑁 2 ) 𝑝𝑎𝑛𝑎𝑠 →     𝑥𝐶𝑂 2 + 𝑦 2 𝐻 2 𝑂 + 𝑧𝑆𝑂 2 + (𝑥 + 𝑦 4 + 𝑧) 3,76𝑁 2 (1)
Dari hasil reaksi pembakaran , didapatkan rasio udara-bahan bakar dengan basis molar dan basis massa sebagai berikut.
𝐴𝐹 ̅̅̅̅ = 𝑚𝑜𝑙 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 𝑚𝑜𝑙 𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑏𝑎𝑘𝑎𝑟 (2)
𝐴𝐹 =   𝐴𝐹 ̅̅̅̅ ( 𝑀 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎
𝑀 𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑏𝑎𝑘𝑎𝑟
) (3)
dengan M = berat molekuler (kg/kmol) 𝐴𝐹 ̅̅̅̅ = rasio udara bahan bakar basis molar (kmol/kmol) AF = rasio udara bahan bakar basis massa (kg/kg) Sebuah reaksi yang terjadi secara eksotermik, supaya produk dapat keluar pada temperatur yang sama dengan elemen-elemen yang masuk, diperlukan adanya perpindahan panas dari reaktor ke  lingkungan  sekitarnya.  Laju  perpindahan  kalor  dan  entalpi dari aliran yang masuk dan keluar saling berhubungan dengan kesetimbangan laju energi.
𝑄̇ 𝑐𝑣 𝑛̇ 𝐹 − 𝑊̇ 𝑐𝑣 𝑛̇ 𝐹 = ∑ 𝑛 𝑒 (ℎ̅ 𝑓 𝑜 + ∆ℎ̅) 𝑒 𝑃 − ∑ 𝑛 𝑖 (ℎ̅ 𝑓 𝑜 + ∆ℎ̅) 𝑖 𝑅
(4)
dengan n = jumlah mol 𝑛̇ = laju aliran mol (kmol/jam) ℎ 𝑓 𝑜 ̅̅̅ = entalpi pembentukan basis molar (kJ/kmol)
𝛥ℎ ̅̅̅̅ =  perubahan  entalpi  basis  molar  dari  kondisi  referensi
(kJ/kmol)
𝑄̇ 𝑐𝑣 = laju aliran panas melalui control volume (kJ/jam) 𝑊̇ 𝑐𝑣 = laju aliran kerja melalui control volume (kJ/jam) indeks i dan e = fluida masuk dan keluar ruang bakar Pada suatu reaktor yang bekerja pada kondisi tunak, apabila tanpa adanya kerja 𝑊̇ cv serta efek energi kinetik dan potensial, energi yang dilepaskan ketika terjadi pembakaran dipindahkan dari reaktor hanya melalui dua cara, yaitu melalui energi yang menyertai  produk  hasil  pembakaran  yang  keluar  dan  melalui perpindahan kalor ke lingkungan sekitar. Temperatur yang akan dicapai  oleh  produk  hasil  pembakaran  di  dalam  limit pengoperasian  adiabatik  dari  reaktor  tersebut  disebut  dengan temperatur api adiabatik atau temperatur pembakaran adiabatik. Temperatur api adiabatik dapat ditentukan dengan menggunakan  prinsip-prinsip  konversi  massa  dan  konversi energi.
∑ 𝑛 𝑒 (∆ℎ ̅ ) 𝑒 𝑃 = ∑ 𝑛 𝑖 (∆ℎ ̅ ) 𝑖 𝑅 + ∑ 𝑛 𝑖 ℎ ̅ 𝑓𝑖 𝑜 𝑅 − ∑ 𝑛 𝑒 ℎ ̅ 𝑓𝑒 𝑜 𝑃 (5)
Temperatur api adiabatik ditentukan dengan cara iterasi karena temperatur  yang  tidak  diketahui  tersebut  muncul  di  dalam setiap suku di dalam penjumlahan di sisi kiri persamaan (5).

## B. Analisa Perpindahan Panas pada WHRU
Compact heat exchanger merupakan salah satu dari jenis alat penukar panas, dimana tube bank yang disusun secara aligned atau staggered dengan  salah  satu  jenis  fin  yang  tepasang. Dalam  analisa heat  exchanger perlu  didefinisikan  koefisien perpindahan panas total, dapat dihitung berdasarkan persamaan [2],[3] :
1
𝑈𝐴 = 1 (h𝐴) 𝑐 + 𝑅 𝑓.𝑐 " 𝐴 𝑐 + 𝑅 𝑤 + 𝑅 𝑓.ℎ " (𝜂 𝑜 𝐴) ℎ + 1 (𝜂 𝑂 h𝐴) ℎ (6)
dengan h = koefisien perpindahan panas konveksi (W/m 2 K) A = luasan (m 2 )
R = hambatan termal (K/W) R” f = fouling factor (m 2 K/W) 𝜂 = efisiensi fin U = koefisien perpindahan panas total (W/m 2 K) indeks c dan h = fluida dingin dan panas Pada  sisi  bagian  dalam tube ,  koefisien  perpindahan  panas konveksi dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
𝑅𝑒 𝐷 = 4𝑚̇ 𝑁 𝑖𝑛 𝜋 𝐷 𝑖 𝜇 (7)
𝑁𝑢 = 0,023𝑅𝑒 𝐷 4/5 𝑃𝑟 0,4 (8) ℎ = 𝑁𝑢𝑘 𝐷 𝑖 (9)
dengan Re D = Reynold number dalam tube 𝑚̇ = laju aliran massa (kg/jam) N in = jumlah tube pada untuk inlet D i = diameter dalam (m) µ = viskositas dinamik (Ns/m 2 ) Nu = Nusselt number Pr = Prandlt number h = koefisien perpindahan panas konveksi (W/m 2 K) Pada  sisi  bagian  luar tube ,  koefisien  perpindahan  panas konveksi dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut [4] :
𝑉 𝑚𝑎𝑥 = 𝑆 𝑇 𝑆 𝑇 −𝐷 𝑜 𝑉 (10)
Gambar. 1.  Kesetimbangan energi dan massa pada TOX dan WHRU
𝐷 ℎ = 4 𝑇𝐴 𝑜 𝐴 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 (11)
𝑅𝑒 ℎ = 𝜌𝑉 𝑚𝑎𝑥 𝐷 ℎ 𝜇 (12)
𝑁𝑢 ̅̅̅̅ ℎ = 0,134𝑅𝑒 0,681 𝑃𝑟 1 3 ⁄ ( 𝑠 𝑙 ) 0,2 ( 𝑠 𝑡 ) 0,1134 (13)
ℎ̅ ℎ = 𝑁𝑢 ̅̅̅̅𝑘 𝐷 ℎ (14)
dengan V max = kecepatan maksimum melalui sisi luar tube (m/s) S T = jarak transfersal tube (m) D o = diameter luar tube (m) D h = diameter hidraulik (m) T = tinggi laluan fluida panas (m) A o = net free flow area (m 2 ) ρ = massa jenis (kg/m 3 ) s = jarak antar tube (m) l = panjang fin (m) t = tebal fin (m) Dengan  menggunakan  variabel overall  heat  transfer coefficient dan  total  luas  permukaan  perpindahan  panas,  laju perpindahan panas dapat dihitung dengan metode LMTD ( Log Mean  Temperature  Difference ).  Untuk heat  exchanger tipe compact  cross  flow ,  digunakan ΔTlm counter  flow dengan faktor koreksi F dalam perhitungan laju aliran panas, sehingga [5] :
𝑄̇ = 𝑈𝐴𝐹∆𝑇 𝑙𝑚.𝑐𝑓 (15) Nilai F didapatkan dengan menentukan rasio P dan R yang dihitung persamaan berikut :
𝑃 = 𝑇 𝑐2 −𝑇 𝑐1 𝑇 ℎ1 −𝑇 𝑐1 (16) 𝑅 = 𝑇 ℎ1 −𝑇 ℎ2 𝑇 𝑐2 −𝑇 𝑐1 (17)
dengan T = temperatur (K) indeks 1 dan 2 = kondisi masuk dan keluar

## C. Tahapan Analisa
Data utama yang digunakan dalam analisa pembakaran pada TOX yaitu data waste gas yang berasal dari berbagai unit proses pengolahan di CPP. Data tersebut akan dihitung dengan analisa termodinamika untuk mengetahui kesesuaian antara teoritis dan kondisi aktual. Setelah itu, akan dilakukan perhitungan jumlah bahan  bakar  dan air  fuel  ratio secara  termodinamika  dan dilakukan  variasi  jumlah excess  air untuk  pembakaran  TOX, dengan  tujuan  untuk  mendapatkan  nilai  yang  tepat  dalam pembakaran.  Selanjutnya  dilakukan  analisa  pada  WHRU dengan  analisa  perpindahan  panas.  Analisa  awal  akan dilakukan  perhitungan  ulang  kondisi  operasi  saat  ini  untuk mengetahui  kesesuaian  antara  teoritis  dan  kondisi  aktual. Selanjutnya akan dilakukan perhitungan flow rate dari hot oil pada sisi tube untuk mendapatkan suhu outlet 350 o F (176,6 o C).

## III. H ASIL DAN DISKUSI

## A. Analisa Pembakaran pada TOX
Pembakaran  pada  TOX  yang  akan  dianalisa  berupa  data desain dan data operasional. Untuk data desain tidak dilakukan variasi karena hanya untuk pengecekan, sedangkan untuk data
operasional  akan  dilakukan  variasi excess  air antara  10-35% dengan kenaikan 5% dan variasi flowrate 60%-100% fuel gas dari flowrate operasional dengan kenaikan 20%.
Berdasarkan  penelitian  ini  didapatkan  beberapa  grafik perbandingan  perubahan  entalpi  ( Δh )  dan  suhu  dari flue  gas hasil pembakaran di TOX.
Tabel 1. Hasil Perhitungan Δh Flue Gas 100% Flowrate Fuel Gas Excess Air 0% 10% 15% 20% 25% 30% 35% Δh flue gas (kJ/kg) 2.108,9 1.970,9 1.908,5 1.849,9 1.794,8 1.742,9 1.693,9 Tabel 2. Hasil Perhitungan Δh Flue Gas 80% Flowrate Fuel Gas Excess Air 0% 10% 15% 20% 25% 30% 35% Δh flue gas (kJ/kg) 2.084,9 1.950,1 1.889,0 1.831,7 1.777,7 1.726,8 1.678,8
Tabel 3. Hasil Perhitungan Δh Flue Gas 60% Flowrate Fuel Gas Excess Air 0% 10% 15% 20% 25% 30% 35% Δh flue gas (kJ/kg) 2.059,0 1.927,6 1.868,0 1.812,0 1.759,2 1.709,4 1.662,4
Tabel 4. Hasil Suhu Flue Gas Pembakaran TOX pada Data Operasional
Flowrate Fuel Gas Excess Air T Flue Gas (K) T in WHRU (K) 60% 0% 1.495,811 1.489,241 10% 1.355,029 1.349,495 15% 1.293,970 1.288,872 20% 1.237,772 1.233,067 25% 1.186,581 1.182,228 30% 1.138,908 1.134,875 35% 1.095,440 1.091,694 80% 0% 1.509,288 1.502,852 10% 1.366,145 1.360,732 15% 1.304,103 1.299,120 20% 1.247,010 1.242,415 25% 1.194,900 1.190,652 30% 1.146,675 1.142,741 35% 1.102,534 1.098,884 100% 0% 1.521,766 1.515,459 10% 1.376,456 1.371,160 15% 1.313,435 1.308,564 20% 1.255,564 1.251,003 25% 1.202,746 1.198,599 30% 1.153,857 1.150,019 35% 1.109,091 1.105,532
Gambar. 2.  Grafik perbandingan Δh flue gas = f( EA ) pada 60%, 80% dan 100% fuel gas
1,500 1,700 1,900 2,100 2,300 0% 10% 15% 20% 25% 30% 35% Δ h flu e ga s (kJ /kg) Excess Air 60% fuel gas
80% fuel gas 100% fuel gas desain
Pada gambar 2, perubahan entalpi pada data desain dan data operasional  terdapat  perbedaan  yang  cukup  jauh,  hal  tersebut dikarenakan input operasional lebih tinggi dibandingkan input desain awal TOX. Pada grafik 60%, 80%, dan 100% fuel gas terlihat  penurunan  perubahan  entalpi  ( Δh ) flue  gas seiring dengan  meningkatnya excess  air .  Hal  tersebut  terjadi  karena pada  saat excess  air meningkat,  maka  laju  aliran  massa  pada flue  gas juga  akan  meningkat.  Selain  itu  pada  saat excess  air meningkat, heat  rate dari  entalpi  pembentukan  produk  tidak mengalami  perubahan,  hal  tersebut  dikarenakan  entalpi pembentukan  produk  dihitung  berdasarkan  udara  teori  yang dibutuhkan  pembakaran.  Pada  grafik  hasil  perhitungan  sesuai dengan  teori,  yaitu  semakin  besar  jumlah excess  air ,  maka perubahan entalpi ( Δh ) flue gas akan semakin rendah. Analisa perhitungan  yang  digunakan  merupakan  proses  pembakaran secara teoritis, sehingga nilai terbaik terdapat pada stoikiometri ( excess  air 0%),  penambahan excess  air mengurangi  panas pembakaran.
Dari gambar 2 terlihat selisih perubahan entalpi ( Δh ) flue gas antara  60%-100% fuel  gas .  Selisih  perubahan  entalpi  pada setiap  variasi excess  air juga  berbeda-beda,  semakin  besar excess air terlihat perbedaan semakin kecil, serta semakin kecil jumlah fuel gas terlihat perbedaan semakin besar.
Pada  gambar 3,  pada  grafik 60%, 80%, dan 100% fuel gas terlihat penurunan suhu flue gas seiring dengan meningkatnya excess  air .  Hal  tersebut  terjadi  karena  pada  saat excess  air meningkat,  maka  laju  aliran  massa  pada flue  gas juga  akan meningkat.  Ketika  laju  aliran  massa flue  gas meningkat  akan mengakibatkan  kehilangan  panas  pada  pembakaran  juga meningkat.  Oleh  karena  itu,  suhu flue  gas akan  mengalami punurunan.  Analisa  perhitungan  yang  digunakan  merupakan proses  pembakaran  secara  teoritis,  sehingga  nilai  terbaik terdapat pada stoikiometri ( excess air 0%), penambahan excess air mengurangi panas pembakaran.
Dari gambar 3 terlihat selisih suhu flue gas antara 60%, 80%, dan 100% fuel gas . Selisih perubahan entalpi pada setiap variasi excess air juga berbeda-beda, semakin besar excess air terlihat perbedaan semakin  kecil, serta semakin kecil fuel gas terlihat perbedaan semakin besar.
Pada  dasarnya  perubahan  jumlah  bahan  bakar  tidak mempengaruhi  nilai  perubahan  entalpi  ( Δh )  dan  suhu
pembakaran.  Namun,  pembakaran  yang  terjadi  pada  TOX terdapat input waste  gas yang  merupakan  senyawa  tidak menngalami  reaksi  pembakaran,  seperti  CO 2 dan  N 2 .  Oleh karena  itu,  pembakaran  pada  TOX  ketika  dilakukan  variasi penurunan  jumlah  bahan  bakar  terjadi  sedikit  penurunan perubahan  entalpi  ( Δh )  dan  suhu.  Dari  gambar  4  dan  5 menunjukkan bahwa mengurangi flowrate fuel gas sebesar 20% tidak berdampak banyak pada perubahan entalpi dan suhu pada flue gas . Sehingga, pengurangan jumlah fuel gas bisa dilakukan untuk menghemat konsumsi bahan bakar.

## B. Analisa Perpindahan Panas Pada WHRU
Analisa  perpindahan  panas  pada  WHRU  yang  akan dilakukan berupa data desain dan data operasional. Untuk data operasional akan dilakukan variasi flowrate dan suhu flue gas dari hasil analisa pembakaran TOX.
Berdasarkan  penelitian  ini  didapatkan  grafik  perbandingan jumlah laju aliran massa oil yang dibutuhkan pada WHRU.
Pada  gambar  4  merupakan  grafik  yang  menunjukkan  hasil laju  aliran  massa oil pada flue  gas yang  berbeda-beda  hasil variasi analisa pembakaran TOX. Laju aliran massa oil tersebut merupakan  jumlah  yang  dibutuhkan  untuk  mencapai  suhu keluar WHRU sebesar 350 o F (449,817K). Pada desain WHRU
Gambar. 3.  Grafik  perbandingan  T flue  gas =  f(EA)  pada 60%, 80%  dan 100% fuel gas 1,050 1,150 1,250 1,350 1,450 1,550 0% 10% 15% 20% 25% 30% 35% su h u flu e ga s (K ) excess air 100% fuel gas 80% fuel gas 60% fuel gas
desain
Tabel 5. Hasil perhitungan laju aliran massa dari oil Jumlah BB Excess Air Tin WHRU (K) mass rate flue gas (kg/jam) Mass rate oil (kg/jam) 60% 10% 1.349,495 160.350,010 696.659,45 15% 1.288,872 165.465,601 800.286,47 20% 1.233,067 170.581,192 925.994,02 25% 1.182,228 175.696,782 1.074.008,67 30% 1.134,875 180.812,373 1.257.720,86 35% 1.091,694 185.927,964 1.481.420,93 80% 10% 1.360,732 166.619,267 644.742,15 15% 1.299,120 172.005,063 735.912,75 20% 1.242,415 177.390,858 844.291,00 25% 1.190,652 182.776,654 971.693,77 30% 1.142,741 188.162,449 1.126.232,03 35% 1.098,884 193.548,245 1.312.368,34 100% 10% 1.371,160 172.888,524 598.556,02 15% 1.308,564 178.544,524 681.919,50 20% 1.251,003 184.200,524 778.247,02 25% 1.198,599 189.856,525 889.520,68 30% 1.150,019 195.512,525 1.024.180,16 35% 1.105,532 201.168,525 1.183.629,75
Gambar. 4. Grafik hasil laju aliran massa oil dalam WHRU 550,000 750,000 950,000 1,150,000 1,350,000 1,550,000 10% 15% 20% 25% 30% 35% m ass ra te o il (kg/ja m ) excess air (%)
60% fuel gas 80% fuel gas 100% fuel gas
diketahui  batas  maksimal mass  flowrate yang  diperbolehkan pada oil , yaitu sebesar 1.527.072,691 kg/jam. Oleh karena itu, berdasarkan  batasan  tersebut  pada  semua  variasi excess  air untuk 60%-100% fuel gas dapat digunakan dalam operasional. Pada grafik hasil laju aliran massa oil terlihat nilai yang terus mengalami peningkatan seiring bertambahnya excess air pada pembakaran  TOX.  Hal  tersebut  terjadi  karena  suhu flue  gas yang semakin kecil ketika excess air semakin besar, sehingga dibutuhkan mass  flowrate yang  lebih  banyak  untuk  tetap mencapai  suhu oil 350 o F.  Selain  itu  nilai mass  flowrate pada flue  gas semakin  besar  mengakibatkan  diperlukan mass flowrate  oil yang  lebih  besar  agar  tidak  mengalami  kenaikan suhu pada outlet oil .

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  analisa heat  balance pada Thermal Oxidizer dan Waste  Heat  Recovery  Unit ,  dapat  diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut
1. Jika meninjau suhu flue gas hasil pembakaran TOX dari data  operasional,  variasi  terbaik  yang  mendekati  desain awal  (1.500-1600 o F  atau  1.088-1.144K)  yaitu  pada  60% flowrate bahan bakar dengan excess air antara 30% hingga 35%.
2. Dari variasi 60% flowrate bahan bakar dengan excess air antara  30%  hingga  35%,  didapatkan  suhu flue  gas hasil pembakaran antara 1.095,440K hingga 1.138,908K, serta suhu flue  gas masuk  WHRU  antara  1.091,694K  hingga
1.134,875K.
3. Dari hasil tinjauan suhu flue gas , maka laju aliran massa yang  dapat  diterapkan  untuk  mendapat  suhu outlet  oil sebesar 350 o F adalah sebagai berikut
 60%  bahan  bakar,  30% excess  air →  1.257.720,86 kg/jam
 60%  bahan  bakar,  35% excess  air →  1.481.420,93 kg/jam
Jika berdasarkan data desain, laju aliran massa oil tersebut masih  dibawah  kondisi  maksimal  yaitu  1.527.072,691 kg/jam, sehingga aman digunakan dalam operasional.
4. Jumlah  bahan  bakar  ( fuel  gas )  sebesar  60%,  dapat menghemat  konsumsi  bahan  bakar  pada  pembakaran  di Thermal Oxidizer .

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Moran,  M.  J.,  dan  Shapiro,  H.  N., Fundamental  of  Engineering Thermodynamics 5th Edition . Chichester : John Wiley & Sons (2006).
[2] Incropera,  F.  P.,  dan  Dewitt,  D.  P., Fundamental  of  Heat  and  Mass Transfer 7th Edition . New Jersey : John Wiley & Sons (2011).
[3] Rosady,  S.  D., Re-Design  Lube  Oil  Cooler  pada  Turbin  Gas .  Jurnal Teknik Pomits, Vol. 3 No. 2 (2014) 164-168.
[4] Thulukkanam, K., Heat Exchanger Design Handbook . Boca Raton : CRC Press (2013).
[5] Kakac, S., Liu, H., dan Pramuanjaroenkij, A., Heat Exchanger : Selection,
Rating, and Thermal Design . Boca Raton : CRC Press (2012).