## ANALISIS EFISIENSI KINARJA ECONOMIZER DI PT. PLN (PERSERO) KALIMANTAN SELATAN-TENGAH SEKTOR PLTU ASAM – ASAM
Abdul Gapur 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: gafur023@gmail.com

## Abstract
Electrical  energy  is  the  dominant  energy  needed  for  human  life.  One  source  of electricity  income  is  Steam  Power  Plant  (PLTU).  With  an  installed  capacity  of 4  x65  MW  for  public  transportation,  each  unit  of  acid  acid  plant  has  one  boiler with 1 economizer as a means of boiler efficiency enhancer by absorbing hot flue gas. To avoid it then in need of maximum care to components of economizer. To see the effectiveness of the economizer it is necessary to observe the economizer. This study aims to analyze the effectiveness of the economizer. From the results of the boiler efficiency study from March 27, 2017 to April 10, 2017 with a total average efficiency in the analysis of 81.93%. With the highest efficiency on date On March 29, 2017 the efficiency calculated was 83.42% at 02:00. And the lowest on  April  2,  2017,  an  80.32%  efficiency  at  09:00.  The  factor  that  influences  the efficiency  ratio  is  the  temperature  difference  between  the  incoming  gas  gas furnace  (T_  (h,  i)),  exit  (T_  (h,  o))  and  the  feed  water  inlet  tube  temperature (T_ (c, i)). The research obtained the highest heat transfer coefficient that is equal to  1.647,1  Btu/h.ft 2 at  227,4°C  on  27/03/2017  and  the  lowest  that  is  equal  to 1.636,91 Btu/h.ft 2 at 233°C on 28/03/2017
Keywords: Economizer,  Feed  Water  Tube,  Flue  Gas,  Koefisien  Heat  Transfer, Heat transfer

## PENDAHULUAN
Energi  Listrik  adalah  energi  yang  sangat  dibutuhkan  untuk  kehidupan manusia.  Salah  satu  sumber  penghasilan  listrik  yaitu  Pembangkit  Listrik  Tenaga Uap  (PLTU).  Dengan  kapasitas  yang  terpasang  4  x65  MW  yang  disalurkan kemasyarakat,  tiap  unit  PLTU  Asam  asam  memiliki  satu  buah  boiler  dengan  1 economizer sebagai  suatu  alat  sebagai peningkat  efisiensi  boiler  dengan  jalan mengabsorbsi panas flue gas.
Economizer adalah alat penukar kalor
berbentuk tubular yang memanfaatkan  gas  asap  panas  hasil  dari  pembakaran  pada boiler untuk meningkatkan  panas  air  umpan boiler sebelum  dikirim  ke steam  drum .
Economizer memiliki peranan penting untuk meningkatkan suhu air umpan yang akan  di  kirim  pada boiler oleh  karena  itu  performa  efisiensinya  harus  terjaga dengan  baik,  Pengamatan  terhadap economizer di  lakukan  untuk  mengetahui tingkat  ke  efisiensi  kinerja  dari economizer tersebut.  Berdasarkan  latar  belakang tersebut maka dalam Tugas Akhir ini, akan dilakukan analisis kinerja Economizer di PLTU sektor Asam-Asam.

## Economizer
Pada  tahun  2004  Biro  Efisiensi  Energi  menyatakan  bahwa  sebuah economizer dapat  digunakan  untuk  meningkatkan  panas  gas  buang  untuk pemanasan  awal  air  umpan boiler .  Setiap  penurunan  220 o C  suhu  gas  yang  di buang melalui economizer atau pemanas awal dapat menghemat 1% bahan bakar dalam boiler .  Setiap  kenaikan  600 o C  suhu  air umpan  melalui economizer atau kenaikan 200 o C suhu udara pembakaran melalui pemanas awal udara, terdapat 1% penghematan bahan bakar dalam boiler .
Temperatur  air  yang  dikeluarkan  dari economizer lebih  tinggi  dari temperatur lingkungan sehingga saat  masuk boiler tidak diperlukan energi  panas yang besar. Energi kalor yang diperlukan hanya agar dapat menaikkan temperatur dari economizer menjadi  temperatur  didih boiler .  Jadi  dengan  pemasangan economizer akan menaikkan efisiensi sistem.
Mekanisme Pemanas Air Pengisian Ketel (Economizer) Economizer merupakan suatu alat perlengkapan ketel yang digunakan untuk memanaskan air pengisian sebelum dimasukkan kedalam steam drum. Tujuan dari penggunaan  efisiensi  dari  ketel  disamping  untuk  mencegah  agar  suhu  air  dalam boiler tidak mendadak naiknya atau dengan kata lain economizer adalah suatu alat peningkatan  efisiensi boiler dengan  jalan  mengabsorbsi  kembali  panas flue gas. Semakin  rendah  suhu  gas  asap  keluar  corong  asap,  makin  kecil  pula  kerugian corong  asap  dan  semakin  berkurang  pula  kebutuhan  bahan  bakar  untuk membentuk uap pada  kondisi tertentu. Jadi dapat dikatakan bahwa economizer itu menghemat pemakaian bahan bakar.

## Heat Transfer
Perpindahan  panas  didefinisik  sebagai  suatu  proses  berpindahnya  energi dari satu  daerah ke daerah lain karena  adanya perbedaan temperatur  (suhu) pada daerah  tersebut.  Perpindahan  panas  dari  sumber  panasnya  ke  penerima  memiliki tiga cara, yaitu :
1. Perpindahan panas secara konduksi
Perpindahan  panas  secara  konduksi  adalah  proses  perpindahan  panas dimana  panas  mengalir  dari  daerah  yang  bersuhu  tinggi  ke  daerah  yang  bersuhu rendah  dalam  suatu  medium  (padat,  cair  atau  gas)  atau  antara  medium-medium yang berlainan yang bersinggungan secara langsung dimana molekul-molekul dari zat  perantara  tidak  akan  ikut  berpindah  ke  tempat  lain  tetapi  molekul-molekul tersebut hanya akan menghantarkan panas.
2. Perpindahan panas secara konveksi
Perpindahan panas secara konveksi yaitu perpindahan yang terjadi dari satu tempat  ke  tempat  lain  dengan  gerakan  partikel  secara  fisis.  Perpindahan  panas secara  konveksi  ini  terjadi  karena  molekul-molekul  zat  perantara  yang  ikut bergerak  mengalir  dalam  perambatan  panas  atau  proses  perpindahan  panas  dari satu  tempat  ke  tempat  lain  dalam  fluida  antara  campuran  fluida  dengan  bagian lain. Ada dua macam perpindahan panas secara konveksi, yaitu:
a. Konveksi bebas ( natural convection )
Merupakan  proses  perpindahan  panas  yang  berlangsung  secara alamiah, dimana perpindahan panas dalam molekul-molekul dalam zat yang dipanaskan terjadi karena berbedanya densitas (kerapatan) yang disebabkan oleh gradien suhu.
b. Konveksi paksa ( forced convection )
Merupakan proses perpindahan panas yang terjadi saat gerakan fluida tersebut  disebabkan  karena  adanya  penggunaan  alat  dari  luar,  misalnya pompa atau kipas.
3. Perpindahan panas secara radiasi perpindahan panas secara radiasi Merupakan perpindahan panas yang terjadi karena perpindahan energi yang melalui  gelombang  elektromagnetik  secara  pancaran/  sinaran  dengan  panjang gelombang pada interval tertentu.

## Spesifikasi Economizer
Data spesifikasi Economizer data ini diambil dari Operating Manual Book,
Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd . P di PLTU Asam – Asam, Economizer : 4.371 m 2 Type : In line spiral finned tube Tube size and thickness (D xS)  : 32 mm x 4 mm Tube pitch : 41 x 67 mm in line Number of tubes : 41 pieces x 11 x 3 high = 1.353 Tube material specification : 20G (GB5310) Pressure loss : 0,2 MPa Inlet pressure : 11,4 Mpa Mass flow rate : 105,825 t/h Feed water flow rate (ω g ) : 1,17 m/s
Log Mean Temperature Difference (LMTD) LMTD (Logarithmic Mean Temperature Difference) adalah suatu nilai yang memiliki  kaitan  dengan  perbedaan  temperatur  antara  sisi  panas  dan  sisi  dingin penukar  panas.  Dengan  mengasumsikan  bahwa  aliran  pendingin  mengalir  dalam kondisi  tunak (steady  state) ,  tidak  mengalami  kehilangan  panas secara keseluruhan, dan tidak mengalami perubahan pada fase pendingin.
Perhitungan Analisis Performa Economizer
J.P. Holman menyatakan efisiensi alat penukar kalor sebagai  perbandingan banyaknya  panas  yang  dapat  dipindahkan  fluida  panas  atau  energi  yang  dapat diterima  oleh  fluida  dingin  dengan  panas  yang  maksimum  dan  bisa  dipindahkan dari  fluida  yang  mengalami  perubahan  suhu  sebesar  beda  suhu  maksimum  yang terdapat dalam penukar kalor itu, yaitu selisih antara suhu masuk fluida panas dan fluida dingin.

## METODE PENELITIAN
Tempat  penelitian  dilakukan  di  PLTU  PT  PLN  SEKTOR  BARITO.  Data yang  diperoleh  merupakan  data  operasi  PLTU  unit  1  selama  15  hari (27 Maret – 10 April 2017) yang diambil dari system recond control room PLTU PT.PLN (Persero).
Diagram Alir Penelitian langkah-langkah dalam penelitian ini dapat di lihat dalam Gambar 1.
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan Perhitungan yang dilakukan sesuai diagram alir penelitian yang telah dilakukan, maka di peroleh hasil yang sebagai berikut :

## Analisis Koefisien Heat Transfer
Berdasarkan  data  hasil  perhitungan  dan  pengamatan  dapat  diperoleh  grafik hubungan  antara  temperatur  rata-rata  fluida  tube  terhadap  koefisien  perpindahan panas seperti pada Gambar 2.
Gambar 2. Grafik Hubungan Antara Temperature Rata-Rata Fluida Tube Dengan Koefisien Heat Transfer selama 15 Hari
Dari  data  hasil  perhitungan  diperoleh  koefisien  perpindahan  panas tertinggi  yaitu  sebesar  1.647,1  Btu/h.ft 2 .F  pada  suhu  227,4 0 C  pada  tanggal 27/03/2017 dan terendah yaitu sebesar 1.636,91 Btu/h.ft 2 .F pada suhu 233 0 C pada tanggal 28/03/2017.
Koefisien  perpindahan  panas  pada tube adalah  temperatur  fluida  pada tube itu  sendiri.  Berdasarkan  grafik  hasil  analisis  koefisien  perpindahan  panas  pada tube terhadap temperatur rata – rata fluida tube ,dapat dilihat bahwa semakin tinggi suhu  rata  –  rata  fluida  didalam tube ( feed water )  maka  koefisien  perpindahan panasnya akan rendah, artinya jika suhu feed water 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 rata-rata fluida rendah maka panas yang diserap akan lebih banyak sehingga koefisien perpindahan panasnya tinggi.

## Analisis Efisiensi Economizer
Dari  data  perhitungan  dan  dan  tabel  pengamatan  maka  dapat  di  peroleh grafik efisiensi economizer seperti pada Gambar 3.
Gambar 3. Grafik Efisiensi Economizer di PLTU Asam-Asam Selama 15 Hari
Berdasarkan  tabel  hasil  perhitungan  efisiensi economizer dapat  dilihat bahwa  efisiensi  tertinggi  yang  dicapai economizer sebesar  83,42%  pada  tanggal 29/02/2017  dan  efisiensi  terendah  sebesar  80,32%  pada  tanggal  02/04/2017 dengan efisiensi rata-rata 81,93% selama 15 hari.
Kondisi  yang  mempengaruhi  tinggi  dan  rendahnya  efisiensi economizer adalah  selisih  temperatur  antara flue  gas furnace masuk,  keluar (T h.i ) dan temperatur feed  water  tube masuk (T c.i ). Semakin  besar  selisih  nilainya  maka semakin  kecil  efisiensinya  dan  jika  semakin  kecil  selisih  maka  semakin  besar efisiensinya.
Hal  ini  dapat  dibuktikan  sebagai  berikut:  pada  efisiensi  83,42%  diketahui (T h.i –T h.o ) sebesar 257,3 0 C dan (T h.i –T c.i ) sebesar 312,1 0 C dari data tersebut didapat selisih  nilai  54,7 0 C.  Selanjutnya  pada  efisiensi  80,32%  diketahui  (Th.i–Th.o) sebesar 262,4 0 C  dan (Th.i–Tc.i) sebesar 324,2 0 C dari data tersebut didapat selisih nilai 61,8 0 C. Dari hasil efisiensi yang di peroleh bisa dikatakan jika efektifitas dari economizer pada  PLTU  di  Asam  –  asam  bagus  dan  hanya  memerlukan pemeliharaan  pada economizer seperti  pembersihan  pada bagian  tube  –tube economizer.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  analisis  dan  perhitungan,  dapat  ditarik  beberapa kesimpulan mengenai performa economizer di PT. PLN (Persero) PLTU Asam – Asam, yaitu:
1. Koefisien perpindahan  panas tertinggi yaitu sebesar 1.647,1 Btu/h.ft 2 .F pada suhu  227,4 0 C  atau  441,3 0 F  pada  tanggal  27/03/2017  dan  terendah  yaitu sebesar  1.636,91  Btu/h.ft 2 .F  pada  suhu  233 0 C  atau  449,7 0 F  pada  tanggal 28/03/2017.
2. Pada  efisiensi  82,80%  diketahui (T h.i –T h.o ) sebesar 280,8 0 C dan (T h.i –T c.i ) sebesar  339,1 0 C  dari  data  tersebut  didapat  selisih  nilai  58,3 0 C.  Selanjutnya pada  efisiensi  80,08%  diketahui (T h.i –T h.o ) sebesar  251,4 0 C  dan (T h.i –T c.i ) sebesar 313,9 0 C  dari  data  tersebut  didapat  selisih  nilai  62,5 0 C.  Dan  dari hasil efisiensi yang di peroleh bisa dikatakan jika efektifitas dari economizer pad PLTU di Asam – Asam bagus.

## DAFTAR PUSTAKA
_____.Design,  Operation  and  Maintenance  Manual,  volume  9  of  27,  Manual Book, Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd.
____.ASME PTC 4, 2008. “Steam Generating Unit” New York.
Rahmawati,  Dewi.,  dkk(2016)  Analisis  Heat  Transfer  pada  Economizer  PT Wijaya Tri Utama (Jurnal). Banjarbaru : PSTM UNLAM.
Handoyo,  Yopi.  2014.  Analisis  Alat  Penukar  Kalor  pada  Ketel  Uap.  Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas 45 Bekasi.
Holman, J.P. 1986. Heat Transfer, Sixth Edition. New York : McGraw Hill, Ltd. Incropera, F.P and D.P. DeWitt. Fundamentals of Heat and Mass Transfer, Sixth Edition.
Kern, D.Q. 1950. Process Heat Transfer, International Student Edition. New York : McGraw Hill Kogakusha, Ltd.
Ratnasari, Esti., Dr. Ridho Hantoro, ST., MT dan Nur Laila Hamidah, ST., M.Sc. 2014. Desain  Economizer untuk  Meningkatkan  Efisiensi Boiler 52  B 1/2/3 pada Unit Utilities Complex di PT. Pertamina RU IV Cilacap (Jurnal).
Sunyoto,  Karnowo,  S.  M.  Bondan  Respati.  2008.  Teknik  Mesin  Industri  Jilid  3. Jakarta : Direktorat PembinaanSekolah Menengah Kejuruan.