## Analisis Termal High Pressure Feedwater Heater di PLTU PT. XYZ
Maria Ulfa Damayanti dan Budi Utomo Kukuh Widodo Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail : buditem@me.its.ac.id Abstrak—PT. XYZ mengoperasikan tiga unit Pembangkit  Listrik  Tenaga  Uap  (PLTU)  unit  3,  7  dan  8 berkapasitas  2.030  MegaWatt.  Pada  PLTU  Paiton  unit  7 dan 8 terdapat delapan buah feedwater heater yaitu empat buah  Low  Pressure  Water  Heater  (LPWH),  tiga  buah  High Pressure Water Heater (HPWH), dan sebuah dearator. Pada PLTU Paiton unit 7 dan 8 terdapat kerusakan pada HPWH 6 yang menyebabkan penurunan efisiensi dari siklus secara keseluruhan.  Penurunan  efisiensi  dapat  terjadi  karena temperatur  feedwater  sebelum  masuk  ke  boiler  terlalu rendah,  sehingga  kalor  yang  dibutuhkan  oleh  boiler  untuk memanaskan  feedwater  meningkat.  Oleh  karena  itu konsumsi  batubara  akan  meningkat  dan  menyebabkan terjadi  kenaikan  biaya  operasional  harian  dalam  sistem pembangkit. Dari data Divisi Produksi PT. XYZ Unit 7 dan 8  diperoleh  spesifikasi  HPWH  6,  7,  dan  8  dan  propertis fluida  dalam  HPWH  6,  7,  dan  8.  Data  tersebut  digunakan sebagai  dasar  analisis  termal  yang  meliputi  performa masing-masing  HPH.  Tahap  selanjutnya  dalam  analisis termal  adalah  memvariasikan  beban  25%,  50%,  75%, 100%,  dan  105%.  Tahap  terakhir  analisis  adalah menghitung performa dengan variasi sumbatan (plug) 5%, 10%,  15%,  dan  20%  sesuai  dengan  variasi  beban.  Hasil yang didapatkan dari penelitian tugas akhir ini adalah nilai effectiveness  tertinggi  tercapai  pada  pembebanan  100% serta menghasilkan pressure drop tertinggi pada pembebanan  105%,  nilai  effectiveness  terbesar  serta  nilai pressure  drop  terkecil  terjadi  pada  zona  Condensing,  serta sumbatan  (plugging)  pada  HPH  akan  menyebabkan penurunan  nilai  effectiveness  dan  kenaikan  pressure  drop sisi tube.
Kata Kunci—Heat exchanger, feedwater heater, effectiveness, pressure drop.

## I. P ENDAHULUAN
eiring  dengan  perkembangan  zaman  dan  teknologi, listrik  telah  menjadi  kebutuhan  bagi  penduduk Indonesia yang berpopulasi tinggi. Perusahaan pembangkit  tenaga  listrik  merupakan  sektor  terpenting pada  setiap  negara.  Berdasarkan  Katalog  Statistik  PLN 2014,  ukuran  tingkat  ketersediaan  listrik  PLN  di Indonesia  pada  tahun  2010  –  2014  ditunjukkan  pada gambar 1.1.
Pada  periode  tahun  2015-2024  kebutuhan  listrik diperkirakan  akan  meningkat  219,1  TWh  di  tahun  2015 menjadi 464,2 TWh di tahun 2024, atau tumbuh rata-rata 8,7%  per  tahun.  Namun  di  Indonesia  kebutuhan  listrik yang sangat besar ini tidak dapat dipenuhi secara optimal oleh  Perusahaan  Listrik  Nasional  (PLN).  Oleh  sebab  itu sejak  diberlakukannya  UU  No.  15  Tahun  1985,  PP  No. 10  Tahun  1989  dan  Keputusan  Pre side n  Nomor  37 Tahun  1992,  Pemerintah  memberikan  ijin  kepada  pihak swasta untuk ikut berpartisipasi dalam usaha
ketenagalistrikan  di  bidang  Pembangkit  Transmisi  dan Distribusi.  Salah  satu  perusahaan  swasta  yang  bergerak dibidang  Pembangkit  Transmisi  dan  Distribusi  adalah PT.  XYZ  yang  mengoperasikan  tiga  unit  Pembangkit Listrik  Tenaga  Uap  (PLTU)  berkapasitas  2.030 MegaWatt.
Gambar 1. Rasio Elektrifikasi di Indonesia Tahun 2010-2014
Pada PLTU Paiton unit 7 dan 8 terdapat delapan buah feedwater  heater  yaitu  empat  buah Low  Pressure  Water Heater (LWH),  tiga  buah High  Pressure  Water  Heater (HPH),  dan  sebuah  dearator.  Pada  PLTU  Paiton  unit  7 dan  8  terdapat  kerusakan  pada  HPH  6  yang menyebabkan  penurunan  efisiensi  dari  siklus  secara keseluruhan.  Hal  ini  dapat  terjadi  karena  temperature fluida  kerja  sebelum  masuk  ke  boiler  terlalu  rendah, sehingga  kalor  yang  dibutuhkan  oleh  boiler  meningkat. Oleh  karena  itu  konsumsi  batubara  untuk  memanaskan boiler  meningkat  dan  selanjutnya  menaikkan  biaya operasional harian dalam sistem pembangkit.
Penelitian  ini  akan  membahas  HPH  ( High  Pressure Water Heater ) yang ada pada PT. XYZ unit 7 dan 8. Ada 3 buah High Pressure Water Heater yaitu HPH 6, 7 dan 8.  HPH  6,  7,  dan  8  merupakan shell and tube heat exchanger tipe U- Tube . Salah satu kerusakan yang sering terjadi  adalah  kebocoran tube .  Kebocoran tube menyebabkan penambahan tekanan steam di dalam shell serta  akan  mempengaruhi  proses  perpindahan  panas  di HPH  selanjutnya.  Salah  satu  solusi  untuk  mengatasi kebocoran tube di  HPH  adalah  menyumbat  ujung tube yang bocor ( plugging ) agar tube tidak teraliri air. Plugging yang  dilakukan  pada  HPH  memiliki  batas maksimal.  Jika plugging melebihi  batasan  maksimal, akan terjadi penurunan performa dari HPH. Oleh karena itu  perlu  dilakukan  analisis  termal  untuk  mengetahui peforma HPH dengan variasi beban dan jumlah sumbatan yang diberikan kepada HPH tersebut.

## II. U RAIAN A NALISIS
High Pressure Water Heater
High Pressure Water Heater memiliki tiga zona utama yaitu  zona desuperheating ,  zona condensing ,  dan  zona subcooling .  Zona Desuperheating adalah  zona  dimana uap  panas  lanjut  yang  masuk  ke  dalam  HPH  akan
S
mengalami  penurunan  temperatur  hingga  mencapai temperatur uap jenuh. Zona Condensing merupakan zona dimana  uap  jenuh  mengalami  perubahan  fase  menjadi cair jenuh.
Gambar 2. Feedwater heater dan bagian-bagiannya
Pada  zona  ini  uap  tidak  mengalami  perubahan temperatur tetapi hanya mengalami perubahan fase. Zona Subcooling merupakan  zona  penurunan  temperatur  uap yang  telah  berubah  fase  menjadi  cair  jenuh  hingga mencapai  temperatur  subcool.  Selanjutnya drain dari zona Subcooling ini  akan  dialirkan  ke  feedwater  heater yang  bertekanan  lebih  rendah.  Pada  Gambar  2  dapat dilihat bagian-bagian dan posisi zona-zona yang terdapat pada High Pressure Water Heater .
Kesetimbangan Energi di HPH 6, 7, dan 8
Gambar 3. Balance Energy HPH 6 dan 7
Gambar 4. Balance Energy HPH 8
Kesetimbangan  energi  untuk  HPH  6  dan  7  ditunjukan pada Gambar 3 serta untuk HPH 8 ditunjukkan Gambar 4 Analisis  secara  termodinamika  dilakukan  pada  kondisi steady  state,  tidak  ada  kerja,  serta  perubahan  energi kinetik  dan  potensial  diabaikan,  sehingga  persamaan konservasi energi pada HPH 6, 7, dan 8 pada persamaan 1, 2, dan 3.
ṁ 𝒔𝒊,𝟔 𝒉 𝒔𝒊,𝟔 + ṁ 𝒘𝒊,𝟔 𝒉 𝒘𝒊,𝟔 + ṁ 𝒅𝒊,𝟔 𝒉 𝒅𝒊,𝟔 = ṁ 𝒘𝒐,𝟔 𝒉 𝒘𝒐,𝟔 + ṁ 𝒅𝒐,𝟔 𝒉 𝒅𝒐,𝟔 (1) ṁ 𝒔𝒊,𝟕 𝒉 𝒔𝒊,𝟕 + ṁ 𝒘𝒊,𝟕 𝒉 𝒘𝒊,𝟕 + ṁ 𝒅𝒊,𝟕 𝒉 𝒅𝒊,𝟕 = ṁ 𝒘𝒐,𝟕 𝒉 𝒘𝒐,𝟕 + ṁ 𝒅𝒐,𝟕 𝒉 𝒅𝒐,𝟕 (2)
ṁ 𝒔𝒊,𝟖 𝒉 𝒔𝒊,𝟖 + ṁ 𝒘𝒊,𝟖 𝒉 𝒘𝒊,𝟖 = ṁ 𝒘𝒐,𝟖 𝒉 𝒘𝒐,𝟖 + ṁ 𝒅𝒐,𝟖 𝒉 𝒅𝒐,𝟖 (3)
Analisis Perpindahan Panas Sisi Shell
Perpindahan panas yang terjadi di luar tube (sisi shell ) dianalisis berdasarkan perpindahan panas secara konveksi  yang  melewati  susunan tube pada heat exchanger .  Besarnya  perpindahan  panas  yang  terjadi sangat  dipengaruhi  oleh  turbulensi  aliran  dan  jumlah
tube .  Tingkat  turbulensi  aliran  dapat  dilihat  melalui Reynolds number .  Dengan  mengetahui  kecepatan maksimumnya,  maka  nilai  Reynolds number dapat dihitung menggunakan persamaan 4.
𝑹𝒆 𝑫,𝒎𝒂𝒙 = 𝒎̇.𝑫 𝒆 𝑨 𝒔 .𝝁 (4)
Secara  umum  koefisien  perpindahan  panas  rata-rata untuk  aliran  fluida  melewati tube banks  dalam shell dapat diperoleh dengan persamaan berikut:
𝒉 ̅ = 𝑵𝒖 𝑫 .𝒌 𝑫 𝒆 (5)
𝑵𝒖 ̅̅̅̅ 𝑫 = 𝟎, 𝟑𝟔 . 𝑹𝒆 𝟎.𝟓𝟓 . 𝑷𝒓 𝟏 𝟑 ⁄ . ( 𝝁 𝒃 𝝁 𝒘 ) 𝟎.𝟏𝟒 (6)
𝑵𝒖 ̅̅̅̅ 𝑫 = 𝟎, 𝟑𝟔. ( 𝒎̇.𝑫 𝒆 𝑨 𝒔 .𝝁 𝒃 ) 𝟎.𝟓𝟓 . 𝑷𝒓 𝟏 𝟑 ⁄ . ( 𝝁 𝒃 𝝁 𝒘 ) 𝟎.𝟏𝟒 (7)

## Analisis Perpindahan Panas Sisi Tube
Perpindahan  panas  yang  terjadi  di  dalam tube dianalisis  berdasarkan  perpindahan  panas  yang  terjadi pada  aliran  internal.  Persamaan  yang  dapat  digunakan untuk  menghitung  nilai  Reynolds number ditunjukkan pada persamaan 8.
𝑹𝒆 𝒕 = 𝒖 𝒕 𝝆𝒅 𝒊 𝝁 (8)
Pada circular  tube dengan  karakteristik uniform surface  heat  flux and  laminar  serta fully  developed conditions ,  nilai Nusselt  number merupakan  suatu konstanta  yang  besarnya  tidak  bergantung  pada  Re d , Pr dan axial  location .  Persamaan  8  dan  9  merupakan persamaan  yang  digunakan  untuk  menghitung  nilai Nusselt number pada aliran laminar (Re<2300).
𝑵𝒖 𝑫 = 𝒉𝑫 𝒌 = 𝟒. 𝟑𝟔 (qs" = konstan) (9) 𝑵𝒖 𝑫 = 𝟑. 𝟔𝟔 (Ts = konstan) (10) Berdasarkan Petukhov-Kirillov correlation , nilai Nusselt  number  pada  aliran  turbulent  (Re>2300)  dapat dihitung sebagai,
𝑵𝒖 =
( 𝒇 𝟐 ) 𝑹𝒆 𝑷𝒓
𝟏,𝟎𝟕+𝟏𝟐,𝟕 ( 𝒇 𝟐 ) 𝟏/𝟐 (𝑷𝒓 𝟐 𝟑 −𝟏) (11)
dengan 𝑓 = (1,58 𝑙𝑛 𝑅𝑒 − 3,28) −2

## Analisis Pressure drop Shell Side
Nilai pressure  drop pada  zona Desuperheating dapat dicari menggunakan persamaan 12.
∆𝑷 𝒅𝒆𝒔 = 𝒇 𝒙 𝑮𝒔² 𝒙 𝑫 𝒔 𝒙 (𝑵𝒃+𝟏)
𝟐 𝒙 𝝆 𝒙 𝑫 𝒆 𝒙( 𝝁𝒃 𝝁𝒘 ) 𝟎.𝟏𝟒 (12)
Nilai pressure  drop pada  zona Condensing dicari dengan  pendekatan pressure  drop aliran  2  fase  pada shell .  Total pressure  drop pada  aliran  2  fase  yang melewati tube bundle meliputi static pressure drop akibat elevasi,  momentum pressure  drop akibat  kecepatan  dan frictional pressure drop akibat gesekan. Algoritma untuk mendapatkan  total pressure  drop adalah  sebagai ditunjukkan pada persamaan 13.
∆𝑷 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 = ( 𝒅𝒑 𝒅𝒛 ) 𝒇𝒓 + ( 𝒅𝒑 𝒅𝒛 ) 𝒎𝒐 + ( 𝒅𝒑 𝒅𝒛 ) 𝒈𝒓 (13)
Perhitungan  static  pressure  drop  ditunjukkan  pada persamaan 14.
( 𝒅𝒑 𝒅𝒛 ) 𝒈𝒓 = 𝒈 𝒈 𝒄 𝒔𝒊𝒏 𝜽 [𝜶𝝆 𝒈 + (𝟏 − 𝜶)𝝆 𝒍 ] (14)
Momentum pressure drop ditunjukkan pada persamaan 15.
( 𝒅𝒑 𝒅𝒛 ) 𝒎𝒐 = 𝒅 𝒅𝒛 [ 𝑮 𝒔 𝟐 𝒈 𝒄 ( 𝒙 𝟐 𝜶𝝆 𝒈 + (𝟏−𝒙) 𝟐 (𝟏−𝜶)𝝆 𝒍 )] (15)
𝜶 = [𝟏 + 𝑨 ( 𝟏−𝒙 𝒙 ) 𝒑 ( 𝝆 𝒈 𝝆 𝒍 ) 𝒒 ( 𝝁 𝒍 𝝁 𝒈 ) 𝒓 ] −𝟏 (16)
Friction pressure  drop ditunjukkan  pada  persamaan 17.
( 𝒅𝒑 𝒅𝒛 ) 𝒇𝒓 = ( 𝒅𝒑 𝒅𝒛 ) 𝒇𝒓,𝒍 𝝋 𝒍 𝟐 (17)
( 𝒅𝒑 𝒅𝒛 ) 𝒇𝒓,𝒍 = 𝟒𝒇 𝒍 𝑮 𝒔 𝟐 𝟐𝒈 𝒄 𝝆 𝒍 𝑫 𝒉 (18)
𝝋 𝒍 𝟐 = 𝟏 + 𝒄 𝑿 + 𝟏 𝑿 𝟐 (19) 𝑿 𝟐 = 𝒇 𝒍 𝝆 𝒈 𝒇 𝒈 𝝆 𝒍 (20)
Nilai pressure drop pada zona Subcooling dapat dicari menggunakan persamaan 21.
∆𝑷 = 𝒇 ×𝑮𝒔² × 𝑫 𝒔 × (𝑵 𝒃 +𝟏) 𝟐 × 𝝆 × 𝑫 𝒆 ×( 𝝁𝒃 𝝁𝒘 ) 𝟎.𝟏𝟒 (21)
Thermal Resistance
Thermal  resistance adalah  total  tahanan  termal  antar dua  fluida  yang  terjadi  proses  perpindahan  panas.  Nilai thermal resistance dapat dihitung menggunakan persamaan 22.
𝑹 𝒕𝒐𝒕 = 𝟏 𝑼𝑨 (22)
Karena nilai tahanan yang terdapat pada sistem berupa tahanan  termal  akibat  konveksi  aliran  dalam  tube, konduksi  pada  material  silinder  dan  konveksi  aliran  di luar  tube,  maka  persamaan  untuk  tahanan  termal  total pada sistem dapat dihitung dengan persamaan 23.
𝑹 𝒕𝒐𝒕 = 𝟏 𝒉 𝟏 𝟐𝝅𝒓 𝟏 𝑳 + 𝒍𝒏( 𝒓𝟐 𝒓𝟏 ) 𝟐 𝝅𝒌𝑳 + 𝟏 𝒉 𝟐 𝟐𝝅𝒓 𝟐 𝑳 (23)
Analisis  Heat  exchanger  dengan  metode  Number  of Transfer Unit (NTU)
Metode  ini  digunakan  untuk  mengetahui  unjuk  kerja ( effectiveness )  dari heat  exchanger .  Hal  pertama  yang harus  diketahui  ialah  nilai  laju  perpindahan  panas maksimum (q max ) dari heat exchanger . Jika C c < C h, maka 𝒒 𝒎𝒂𝒌𝒔 = C c (T h, i – T c, i ) (24)
Jika C c > C h, maka 𝒒 𝒎𝒂𝒌𝒔 = C h (T h, i – T c, i ) (25)
C  adalah  notasi  untuk heat  capacity  rate .  Nilai heat capacity rate yang digunakan adalah nilai terkecil antara heat  capacity  rate pada  fluida  panas  (C h )  dan heat capacity  rate pada  fluida  dingin  (C c )  yang  dinotasikan C min . Nilai C h dan C c ditunjukkan pada persamaan 26 dan 27.
𝑪 𝒄 = 𝒎̇ 𝒄 .  𝒄 𝒑𝒄 (26) 𝑪 𝒉 = 𝒎̇ 𝒉 .  𝒄 𝒑𝒉 (27)
Effectiveness (ε)  adalah  perbandingan  antara  laju perpindahan  panas heat  exchanger dengan  laju perpindahan maksimum  yang  dimungkinkan (persamaan 28).
𝜺 = 𝒒 𝒒 𝒎𝒂𝒌𝒔 (28)
Effectiveness merupakan  bilangan  tanpa  dimensi  dan berada  dalam  batas0< ε <1.  Untuk  semua heat  exchanger effectiveness dapat dinyatakan pada persamaan 29.
𝜺 = 𝒇 ( 𝑵𝒕𝒖, 𝑪 𝒎𝒊𝒏 𝑪 𝒎𝒂𝒌𝒔 ) (29)
Number  of  Transfer  Unit (NTU)  juga  merupakan bilangan  tanpa  dimensi  dan  didefinisikan  sebagai persamaan 30.
𝑁𝑇𝑈 = 𝑈.𝐴 𝐶 𝑚𝑖𝑛
(30)

## III. H ASIL DAN A NALISIS
Effectiveness  HPH  6,  7,  dan  8  pada  Zona Desuperheating, Condensing, dan Subcooling
Pada  gambar  5,  6,  dan  7  terlihat  bahwa  pada  zona Desuperheating , Condensing dan Subcooling mengalami peningkatan effectiveness seiring dengan bertambahnya
Gambar 5. Grafik Effectiveness HPH 6 vs Beban
Gambar 6. Grafik Effectiveness HPH 7 vs Beban
Gambar 7. Grafik Effectiveness HPH 8 vs Beban
Beban  yang  diterima  oleh  HPH.  Nilai effectiveness terbesar terjadi pada pembebanan 100%.
Hal  ini  terjadi  karena  adanya  kenaikan  nilai  NTU. Nilai  NTU  dipengaruhi  oleh  perbandingan  antara  nilai overall heat transfer (U) dan Cmin. Perbandingan nilai U dan  Cmin  semakin  besar  seiring  dengan  bertambahnya pembebanan.  Selain  itu  peningkatan effectiveness juga dipengaruhi  oleh  penurunan  nilai  rasio  kapasitas  panas (Cr).  Penurunan  Cr  disebabkan  oleh  penurunan perbandingan  antara  C min dan  C maks .  Penurunan perbandingan  nilai  C min (C hot )  dan  C maks (C cold ) disebabkan  oleh  menurunnya  perbandingan  perkalian antara massflow  rate sisi hot dan  kalor  spesifik  sisi hot dan  perkalian  antara massflow  rate sisi cold dan  kalor spesifik sisi cold seiring dengan bertambahnya beban.
Selain  itu  pada  grafik  juga  dapat  dilihat  bahwa  nilai effectiveness terbesar  terjadi  pada  zona Condensing .  Hal itu  dapat  dilihat  pada  grafik  HPH  6,  7  dan  8.  Hal  ini karena  nilai  NTU  terbesar  dimiliki  oleh  zona
Condensing .  Nilai  NTU  yang  besar  ini  didapat  karena pada  zona Condensing memiliki  nilai  Cmin  yang  paling kecil  diantara  zona  yang  lain.  Selain  itu  nilai  Cr  pada zona Condensing merupakan  nilai  Cr  terendah  sehingga menyebabkan  nilai effectiveness pada  zona Condensing memiliki nilai terbesar.
Analisis Effectiveness HPH Secara Keseluruhan
Gambar 8. ε Total vs Beban HPH 6
Gambar 9. ε Total vs Beban HPH 7
Gambar 10. ε Total vs Beban HPH 6
Pada  gambar  8,  9,  dan  10  terlihat  bahwa  seiring dengan  bertambahnya  beban  yang  diterima  oleh  HPH, maka  akan  terjadi  peningkatan effectiveness .  Nilai effectiveness terbesar  terjadi  pada  pembebanan  100%. Hal  ini  terjadi  karena  adanya  peningkatan  nilai  NTU. Nilai  NTU  dipengaruhi  oleh  perbandingan  antara  nilai overall  heat  transfer  (U)  dan  C min .  Perbandingan  nilai  U dan  C min semakin  besar  seiring  dengan  bertambahnya pembebanan.  Selain  itu  penurunan effectiveness juga dipengaruhi  oleh  penurunan  nilai  rasio  kapasitas  panas (Cr).  Penurunan  Cr  disebabkan  oleh  penurunan perbandingan  antara  C min dan  C maks .  Penurunan perbandingan  nilai  C min (C hot )  dan  C maks (C cold ) disebabkan  oleh  penurunan  perbandingan  perkalian antara massflow  rate sisi hot dan  kalor  spesifik  sisi hot dan  perkalian  antara massflow  rate sisi cold dan  kalor spesifik sisi cold seiring dengan bertambahnya beban. Pada  gambar  8,  9,  dan  10  juga  dapat  dilihat  bahwa nilai effectiveness HPH  6, 7, dan 8  pada  kondisi  operasi lebih  rendah  dari  pada  kondisi  design.  Hal  ini mengartikan bahwa terjadi penurunan nilai effectiveness .
Nilai  Effectiveness  dan  Pressure  drop  Tube  Side HPH 6, 7, dan 8 dengan Variasi Plugging
Pada  gambar  11,  12,  dan  13  dapat  dilihat  bahwa semakin  besar  persentase plug maka  nilai effectiveness semakin  menurun.  Hal  ini  dikarenakan  bertambah besarnya nilai koefisien konveksi. Bertambahnya nilai ini dikarenakan  meningkatnya  kecepatan  aliran  fluida  yang disebabkan  berkurangnya  luasan  permukan  yang  dilalui oleh aliran fluida.
Gambar 11. ε Vs plug HPH 6 Gambar 12. ε Vs plug HPH 7
Gambar 13. ε Vs plug HPH 8
Jumlah tube berpengaruh  pada  nilai  laju  perpindahan panas  karena  kecepatan  yang  melintas  di  sisi tube akan semakin  kecil  seiring  dengan  penambahan  jumlah tube . Sebaliknya,  apabila  jumlah tube yang  dibutuhkan  untuk HPH  semakin  sedikit,  kecepatan  aliran  yang  melintas  di sisi tube akan  semakin  besar  sehingga  mengakibatkan nilai laju perpindahan panas secara konveksi didalamnya semakin  besar  pula.  Dengan  bertambahnya  nilai  laju perpindahan  panas  secara  konveksi  maka  akan meningkatkan  nilai  overall  heat  transfer.  Namun peningkatan  nilai  overall  heat  transfer  diiringi  dengan berkurangnya  luasan  perpindahan  panas,  sehingga menyebabkan  nilai  NTU  akan  menjadi  kecil.  Karena Nilai  NTU  yang  kecil  inilah  yang  menyebabkan
menurunnya nilai effectiveness seiring dengan bertambahnya plugging . Analisis pressure drop tube side dengan pengaruh plug memberikan  hasil  yang  dapat  dinyatakan  dalam  grafik sebagai berikut.
Gambar 14. ΔPt Vs plug HPH 8 Gambar 15. ΔPt Vs plug HPH 8
Gambar 16. ΔPt Vs plug HPH 8
Pada  gambar  15,  16,  dan  17  dapat  dilihat  bahwa semakin  besar  nilai plugging maka  nilai pressure  drop semakin  besar.  Apabila  jumlah tube yang  disumbat semakin banyak, dengan mass flowrate yang tetap, maka kecepatan  aliran  di  dalam tube akan  semakin  besar sehingga  nilai  Reynolds number juga  akan  meningkat. Peningkatan  nilai  Reynolds number sebanding  dengan peningkatan  nilai pressure  drop .  Semakin  besar  nilai Reynolds number , maka nilai pressure drop yang terjadi akan semakin tinggi.
Selain  itu  dapat  dilihat  pula  bahwa  seiring meningkatnya beban, nilai pressure drop pada tube akan juga  meningkat.  Peningkatan  ini  disebabkan  oleh peningkatan massflow rate pada tube . Dengan meningkatnya massflow  rate ,  maka  kecepatan  aliran  di dalam tube akan  semakin  meningkat.  Peningkatan  nilai Reynolds number menyebabkan nilai pressure drop yang terjadi akan semakin tinggi.
Nilai  Pressure  drop  HPH  6,  7,  dan  8  pada  Zona Desuperheating, Condensing, dan Subcooling
Dari  grafik  dapat  dilihat  bahwa  nilai pressure  drop terkecil terjadi pada zona Condensing . Selain itu di zona Desuperheating memiliki  nilai pressure  drop paling besar diantara zona Condensing dan Subcooling .
Gambar 17. ΔPs HPH 6 Vs Beban
Gambar 18. ΔPs HPH 6 Vs Beban
Gambar 19. ΔPs HPH 6 Vs Beban
Hal  ini  dikarenakan  zona Desuperheating memiliki nilai baffle spacing  yang  kecil.  Nilai baffle spacing berbanding terbalik dengan nilai pressure drop . Semakin besar nilai baffle spacing,  maka  luasan  area yang dilalui aliran  semakin  besar,  mengakibatkan  kecepatan  aliran massa  akan  semakin  kecil  sehingga  nilai pressure  drop yang  terjadi  pada  aliran  juga  semakin  turun.  Selain  itu aliran  fluida  pada  zona Desuperheating memiliki  massa jenis  yang  paling  kecil  dibanding  zona Condensing dan Desuperheating . Nilai massa jenis inilah yang menyebabkan  tingginya pressure  drop .  Hal  ini menandakan bahwa semakin kecil nilai massa jenis suatu aliran fluida, maka akan menyebabkan peningkatan nilai pressure drop .
Nilai pressure drop pada zona Condensing dipengaruhi  oleh  besarnya pressure  drop akibat momentum,  friction,  dan  gravity.  Nilai  friction pressure drop pada zona Condensing 1 lebih kecil dibanding zona Condensing 2.  Hal  ini  dikarenakan  laju  alir  massa  yang melewati  zona Condensing 1  lebih  kecil  dibanding  laju alir  massa  yang  melewati  zona Condensing 2.  Laju  alir massa  akan  memengaruhi  nilai pressure  drop .  Semakin
besar nilai laju alir massa, maka nilai pressure drop akan semakin meningkat. Pertambahan  nilai laju alir massa di zona Condensing 2 disebabkan oleh adanya aliran fluida tambahan yang masuk ke drain inlet. Selain itu hal yang memberikan  kontribusi  besar  terhadap  peningkatan  nilai pressure  drop pada  zona Condensing ialah  gravity pressure  drop .  Nilai  gravity pressure  drop pada  zona Condensing 1  lebih  kecil  dibanding  zona Condensing 2.
Hal  ini  dikarenakan  kualitas  fluida  pada  zona Condensing 1 lebih besar dibanding kualitas fluida pada zona 2. Semakin kualitas fluida mendekati angka 1 maka nilai  gravity pressure  drop semakin  kecil.  Nilai  kualitas fluida  yang  mendekati  angka  1  menandakan  bahwa kandungan uap yang terdapat pada fluida tersebut besar. Nilai pressure  drop pada  zona Condensing merupakan nilai pressure drop terkecil dibanding nilai pressure drop pada  zona-zona  yang  lain.  hal  ini  juga  dipengaruhi  oleh nilai baffle spacing  di  zona Condensing .  Zona Condensing memiliki  nilai baffle spacing  paling  besar diantara zona-zona yang lain.
Dari  grafik  juga  dapat  dilihat  bahwa  semakin  besar nilai  pembebanan,  maka  nilai pressure  drop pada shell akan  semakin  meningkat,  hal  ini  dipengaruhi  oleh peningkatan  laju  alir  massa  fluida  yang  melewati  sisi shell .  Peningkatan  pembebanan  pada  HPH  diiringi  oleh peningkatan laju alir massa fluida.

## IV. K ESIMPULAN DAN S ARAN
Berdasarkan  Analisis  termal  yang  telah  dilakukan berdasarkan  data  heat  balance  dan  data  operasi  High Pressure  Heater  6,  7,  dan  8  PT.  XYZ  memberikan kesimpulan sebagai berikut.
1. Effectiveness  tertinggi  tercapai  pada  pembebanan 100% sebesar 0,83 untuk HPH 6, 0,82 untuk HPH 7, dan  0,85  untuk  HPH  8  berdasarkan  data  design  dan 0,80 untuk HPH 6, 0,79 untuk HPH 7, dan 0,82 untuk HPH 8 berdasarkan data operasi.
2. Pressure drop tertinggi di sisi tube pada pembebanan 105% sebesar 231445,40 Pa untuk HPH 6, 185488,81 Pa  untuk  HPH  7,  dan  0,8228  untuk  HPH  8 berdasarkan  data  design  dan    219693,09  Pa  untuk HPH 6, 176198,28 Pa untuk HPH 7, untuk 173933,48 Pa HPH 8 berdasarkan data operasi.
3. Nilai  effectiveness  terbesar  serta  nilai pressure  drop terkecil  sebesar  0,89  dan  382,82  Pa  untuk  HPH  6, 0,87  dan  392,50  Pa  untuk  HPH  7,  serta  0,89  dan 11400,53  Pa  untuk  HPH  8  terjadi  pada  zona Condensing . 4. Sumbatan  ( plugging )  sebesar  20%  pada  HPH  akan menyebabkan  penurunan  nilai  effectiveness  dan kenaikan pressure  drop sebesar  sisi tube sebesar 10,15%  dan  33,99%  untuk  HPH  6,  9,67%  dan 34,01% untuk HPH 7, serta 9,5% dan 34,052% untuk HPH 7
Saran  yang  diberikan  oleh  penulis  dalam  tugas  akhir ini yaitu:
1. Perlu  adanya  penelitian  lanjut  mengenai  fenomena fisik yang terjadi di dalam High Pressure Heater . 2. Perlu  adanya  data  tambahan  untuk  mempermudah analisis High Pressure Heater .

## U CAPAN T ERIMA K ASIH
Penulis  berterimakasih  kepada  Bapak  dosen  penelaah Bb.  Arip  Dwiyantoro,  ST,  M.Eng,  PhD.  seluruh  pihak yang  telah  membantu  dan  seluruh  staf  jurusan  Teknik Mesin  ITS  Surabaya  yang  telah  memberikan  banyak pelajaran berharga kepada penulis.

## D AFTAR P USTAKA
[1] 2014. Statistik  PLN  2014 .  Jakarta:  Sekertariat  Perusahaan  PT PLN (Persero).
[2] Incropera,  Frank  P.  Dewitt,  David  P.  Bergman,  Theodore  L. Lavine,  Adrienne  S.  2007. Fundamentals  of  Heat  and  Mass Transfer . John Wiley & Sons (Asia) PteLtd: Hoboken.
[3] Moran,  Michael  J.  Shapiro,  Howard  N.  2005. Fundamentals  of Engineering  Thermodynamics .  John  Wiley  &  Sons  Ltd,  the Atrium,  Shouthern  Gate,  Chichester,  West  Sussex  PO19  8SQ: England.
[4] Kakac,  Sadic.  Liu,  Hongtan.  2002. Heat  Exchanger  Selections, Rating,  and  Thermal  Design .  CRC  Press  LLC,  2000  N.  W. Corporate Blvd: Boca Raton, Florida.
[5] Hussaini,  Irfan  S.,  Syed  M.  Zubair,  M.A.  Antar.  2006. Area Allocation  in  multi-zone  feedwater  heaters .  International Journal of Heat and Mass Transfer 49.
[6] Febriati, Warida. 2015. Re-Design High Pressure Heater (Hph) 6  Di  Pltu  Unit  3  PT.  Pembangkitan  Jawa-Bali  Unit Pembangkitan  Gresik  Dengan  Analisis  Termodinamika  Dan Perpindahan  Panas .  Tugas  Akhir.  Tidak  dipublikasikan. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
[7] Suradika,  Dharmaji.  2011. Re-design  dan  recalculation  High Pressure  Heater  (HPH)  7  PT.  PJB  UP  Paiton  pada  Zona Desuperheating  Menggunakan  Analisis  Termodinamika  dan Perpindahan  Panas .  Tugas  Akhir.  Tidak  dipublikasikan. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
[8] W,  Findra  Satria.  2010. Analisa  Perpindahan  Panas  Pengaruh Tube  Plugging  Terhadap  Perfomansi  Heat  Exchanger  MCR. Compressor  Intercooler  G4-E-5a/B  (Studi  Kasus  Di  Pt  Badak Ngl  Bontang). Tugas  Akhir.  Tidak  dipublikasikan.  Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
[9] Shah,  Ramesh  K.  and  Dusan  P.  Sekulic.  1998. Fundamental  of Heat Exchangers Design . New York: John Wiley & Sons, Inc.