## ANALISIS PERFORMA PRIMARY AIR HEATER (PAH) PLTU ASAM ASAM UNIT I – KALIMANTAN SELATAN
Rinto Muhaimin S 1) ,Abdul Ghofur 2) 1,2 Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lambung Mangkurat Jln. Akhmad Yani Km. 36 Banjarbaru, Kalimantan Selatan, 70714 Email: rinto.msanali@gmail.com

## Abstract
Power plan has an important role in the electricity supply bussiness, one of them is  PLTU  Asam  Asam  which  is  Unit  Pelaksana  Pembangkitan  Asam  Asam.  By using fuel  coal fired type, this work continously to generate maximum power in generating electricity. In terms working to have maximum power continuously in boiler,  Boiler  have  equipment  Primary  Air  Heater  (PAH)  to  repairing  the efficiency.  To  get  best  performance  Primary  Air  Fan  (PAH)  is  doing  routine maintenance.The  Effect  is  routine  maintenance  for  repairing,  abrasive  and corrosive  material  Primary  Air  Fan  (PAH)  to  be  air  leakage.  This  final  project aims  to  know  performance  before  and  after  repairing  compare  commissioning perform.  In  this  final  project  compiling,  the  using  methods  are  literature  study, observation,  data  processing,  data  analyzing,  and  conclusion.  Literature  study  is searching of source for reference, then the observation is done by collecting data based on the parameters required. These data are analyzed to derive conclusions from  the  object  being  observed.The  result  of  final  project  research  shows  that different  escalation  occurred  after  repairing.  This  can  proven  by  calculation  and analysis  of  data  which  obtained  before  repairing  the  efficiency  68,5%  and  work 68,6%, and Air leakage reduce 83,18%% and work 70,55%.
Keywords: Efficiency, Performance, Boiler, Heat Loss Method

## PENDAHULUAN
Pengembangan pembangkit listrik yang paling banyak salah satunya adalah Pembangkit  Listrik  jenis  PLTU  (Pembangkit  Listrik  Tenaga  Uap)  Batubara mengingat  harga  bahan  bakar  yang  murah  dan  ketersediaan  yang  melimpah  di Indonesia khususnya di pulau Kalimantan. PLTU Asam Asam memiliki kapasitas 4  x  65  MW  merupakan  pembangkit  listrik  milik  PLN  yang  memiliki  peranan penting  dan  menjadi  primadona  dalam  sistem  kelistrikan  khususnya  di Kalimantan  Selatan.  Salah  satu  komponen  utama  dalam  sistem  PLTU  adalah Boiler,  boiler  berfungsi  merubah  air  menjadi  uap  dengan  memanaskan  air  yang berada dalam pipa-pipa panas hasil pembakaran bahan bakar  yang terjadi secara kontinyu.
Pembakaran yang dilakukan secara kontinyu mengalirkan bahan bakar dan udara  pembakaran  dari  luar.  PLTU  Asam  Asam  merupakan  jenis  boiler Pulverized  dimana  bahan  bakar  yang  dialirkan  kedalam  boiler  melalui  proses penggilingan  halus  dan  dicampur  dengan  sebagian  udara  pengering  dan  sebagai media  transportasi  udara  yang  merupakan  udara  primer,  dihembuskan  kedalam ruang bakar.
Didalam  Primary  Air  Heater  (PAH)  panas  ditransfer  secara  terus  menerus dan  secara  langsung  sepanjang  lintasan  alat  penukar  kalor,  permukaan perpindahan  panas  terpisah  secara  antara  fluida  panas  dan  fulida  dingin.  Produk udara  hasil  pemanasan  didalam  Primary  Air  Heater  (PAH)  sebagai  media pengering  sekaligus  menaikkan  temperatur  batu  bara  yang  akan  masuk  kedalam boiler sehingga meningkatkan efesiensi pada boiler.
Gambar 1. Coal System dan Primary System PLTU Asam Asam unit 1&2
Primary  Air  Heater  (PAH) adalah  salah  satu  alat  penukar  panas.  Alat penukar panas adalah alat yang menghasilkan perpindahan panas dari satu fluida ke  fluida  lainnya  Fluida  panas  memberikan  panasnya  ke  fluida  dingin  melalui suatu media atau secara langsung sehingga akan terjadi perubahan sesuai dengan yang dikehendaki, baik penurunan maupun kenaikan temperatur.
Primary Air Heater (PAH) pada PLTU digunakan untuk memanaskan udara pembakaran  dan  meningkatkan  proses  pembakaran.  Prinsipnya, flue  gas adalah sumber  energi  dan  air  heater  berfungsi  sebagai  perangkap  panas  untuk mengumpulkan dan menggunakan hasil panas untuk  proses di  dalam boiler. Hal ini  dapat  meningkatkan  efisiensi  boiler  secara  keseluruhan  efisiensi  yang dihasilkan  5  sampai  10%.  Unit-unit  ini  biasanya  difungsikan  untuk  mengontrol temperatur  udara  yang  akan  masuk  kedalam  boiler. Air  heater terletak  dibawah economizer ,  seperti  yang  diGambarkan  dalam  dibawah  di  mana air  heater menerima flue  gas dari economizer dan  udara  dingin  dari forced  draft  fan dan primary  air  fan. Udara  panas  yang  dihasilkan  oleh  primari  air  heater
meningkatkan  pembakaran  bahan  bakar  dan  membawa  batubara  menuju  burner untuk dibakar dari pulverizer . Pada air heater terdapat  dua jenis  yaitu rotary regenerative air heater dan Recuperative (tubular), heat pipe, and plate yang telah dipergunakan pada boiler kecil biasanya terpasang pada PLTU kapasitas dibawah 100 MW.
Material  pada Primary  Air  Heater ini  adalah  baja  karbon  atau  material tabung logam  tahan korosi  yang digunakan dalam  tabung dengan diameter  yang sekitar  6  cm  dan  memiliki  ketebalan  dinding  3  mm. Primary  Air  Heater dilengkapi  dengan  uap  atau  udara sootblowers untuk  menghilangkan  akumulasi debu dari bagian pipa gas yang terbuka selama operasi.
Gambar 2. Gambar Jenis-jenis Susunan Tubular Air Heater
Gambar 3. Bisector and Trisector Regenerative Air Heater
Di  PLTU  Asam  Asam  tipe Primary  Air  Heater yang  di  gunakan  adalah jenis  recuperative  atau  disebut  tubular  pada ASME  PTC  4.3  (1991). Pada recuperatif Heat  Exchanger ,  panas  dipindahkan  secara  terus  menerus  dan langsung  melalui  stasioner,  permukaan  perpindahan  panas  yang  padat memisahkan  aliran  panas  dari  aliran  yang  dingin.  Pada  recuperatif Heat Exchanger biasanya pada permukaan perpindahan panas berbedantuk tabung dan plat paralel.
Gambar 4. PAH tipe Recuperative (tubular) PLTU Asam Asam
Primary Air Heater ini memiliki ciri ciri yaitu  yaitu energi  yang ditransfer dari panas flue gas mengalir di luar tabung yang berdinding tipis dan didinginkan oleh  udara  yang  berada  didalam  tabung  sehingga  temperatur  udara  yang  berada didalam  tabung  menaik  selain  itu  ciri  ciri  lainnya  unit  tersusun  dari  tumpukan tabung berbentuk lurus yang menggulung atau di las kedalam lapisan tabung dan tertutup dalam casing baja. Casing berfungsi sebagai penutup udara atau gas dan memiliki lubang masuk dan lubang keluar udara dan gas.

## METODE PENELITIAN
Pengukuran  kinerja  (performance  test  )  PAH  ( Primary  Air  Heater ) merupakan  bagian  dari  performance  unit  PLTU  Tujuan  adalah  mengetahui kinerja  (Performance)  PAH  ( Primary  Air  Heater )  untuk  dibandingkan  dengan kondisi  desain  maupun  kondisi  normalnya  sehingga  dapat  diketahui  trend performance  dan  level  efisiensi.  PAH  ( Primary  Air  Heater )  semakin  lama  akan semakin  menurun.  Hal-hal  yang  menyebabkan  penurunan  kinerja  (performance) maupun  efisiensi  PAH  ( Primary  Air  Heater )  adalah  adanya  Kebocoran (leakaged) dan  perpindahan  panas  yang  terhambat.  Dengan  mengetahui perbandingan antara nilai aktual dan nilai desain maka dapat diamati sejauh mana penyimpangan  Kinerja Primary  Air  Heater yang  terjadi  untuk  dapat  diambil rekomendasi  untuk  mencegah  penurunan  Kinerja Primary  Air  Heater dan memberikan  rekomendasi  perbaikan  yang  dilakukan  atau  kalibrasi  terhadap instrument / alat ukur yang memberikan feedback yang kurang akurat atau kurang baik.
Perhitungan  performance  pembangkit  dengan  menggunakan  metode  Input Output  dan  metode  Heat  Balance,  untuk  perhitungan  performa Air  Heater mengacu pada standar ASME PTC 4.3. tahun 1991. Pengambilan data dilakukan pada Maret 2018 yakni, data sebelum perbaikan (OH) pada tanggal 2 Maret dan setelah  perbaikan  (OH)  tanggal  21  Maret  2018.  Penulis  harapkan  2  waktu tersebut  dapat  mewakili  data  sebagai  perbandingan  hasil  analisa  yang  didapat. Data parameter akan diambil di PT. PLN (Persero) Pembangkitan dan Penyaluran Kalimantan  UPK  Asam-Asam  Unit  1.  Data  tersebut  merupakan  data  dari
pengambilan  data  langsung  dari  lapangan  (site)  dan  hasil  record  trending parameter di Main Control Room PLTU Asam-Asam Unit 1. Dalam penelitian ini menggunakan diagram penelitian seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 5.

## Gambar 5. Diagram Alir Metode Penelitian
Peralatan Penelitian antara lain:
1. MRU  Vario  Air  Plus ,  Merupakan  peralatan  yang  dapat  mengukur  kadar jenis kandungan dalam gas antara lain O2, CO, NO, NO2, NOx NDIR bench dengan CO2,CH4 (C3H8)
2. Thermohygrometer Merupakan  alat  ukur  yang  digunakan  untuk  mengukur suhu udara dan   kelembapan, baik ruangan tertutup maupun di luar ruangan
3. Barometer merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengetahui tekanan udara dan atmosfir.
4. Peralatan  bantu  lainnya  seperti  Tang,  Obeng,  Kunci  Inggris,  Kunci  Pipa dll).
Menghitung  Performa Primary  Air  Heater  (PAH) menggunakan  2 paramater utama berdasarkan ASME PTC 4.3 yaitu sebagai berikut : Efisiensi PAH (sisi Gas) :
𝑇𝐹𝑔𝐸𝑛 − 𝑇𝑎𝑒𝑛 𝜂𝐴𝐻 = 𝑇𝐹𝐺𝐿𝑣𝐶𝑟 – 𝑇𝑎𝑒𝑛 (1)
MULAI Study Literatur Penelitian Observasi Lapangan Pengambilan dan pengumpulan data dari lapangan dan literatur terkait Data Sesuai dengan Parameter
yang ditentukan Pembahasan dan Hasil Penelitian Analisa dan perhitungan data/grafik untuk mengetahui nilai aspek yang diliputi sebagai dasar kesimpulani lapangan dan literatur terkait
Kesimpulan dan Saran SELESAI
di mana: ηAH = Gas Side Efficiency (%) TFgEn = Temperatur Gas pada AH Inlet (degC) TFGLvCr   = Temperatur Gas pada AH Outlet (Corrected) (degC) Taen = Temperatur Udara Rata-Rata pada AH Inlet (degC)
Kebocoran PAH (sisi Gas) :
𝑊𝐺 15 − 𝑊𝐺 14 𝐴𝐿 = X 100 (2) 𝑊𝐺 14 di mana: AL = Air Leakage (gas side) (%)
WG15 = Wet Gas pada AH Outlet (kg/kg-fuel)
WG14 = Wet Gas pada AH Inlet (kg/kg-fuel)

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari Perbandingan data Commisioning dengan Performance test tanggal 02 Maret 2018 dapat dilihat dalam Tabel 1.
Tabel 1. Perbandingan data Commisioning dan Perf. test tgl 2 Maret 2018 Symbol Parameter Unit Commisionin g 2 Maret 2018 Load 100% TGL  100% 1 MW : 65 MW : 57 MW Combustibles in Ash MpCF Percent Carbon in Fuel % 48,70 45,10 MpUbC Unburned Carbon in Fuel % 0,05 0,01 MpCb Carbon Burned wt% 48,65 45,09 Flue Gas Analysis MfrThACr  Theorethical Air kg/kg fuel 6,07 5,63 MoThACr  Theoritical air per moles/mass fuel as fired mol/kg fuel 0,21 0,19 MoDPc Moles of Dry Products from The Combustion mol/kg fuel 0,04 0,04 PAH Inlet DVpO214  O2 (% vol dry) % 4,46 3,44 XpA14 Excess Air % 26,65 19,32 DVpC0214  CO2 (% vol dry) % 15,44 16,40 DVpCO14  CO (% vol dry) % 0,00 0,00 DVpN2f14  N2 (% vol dry) % 0,10 0,08 DVpN2a14  Atmospheric Nitrogen % 79,99 80,08 PAH Oulet DVpO215  O2 (% vol dry) % 4,46 12,02 XpA15 Excess Air % 26,65 132,65 DVpC0215  CO2 (% vol dry) % 15,44 8,36 MoDFg15  Moles of Dry Gas kg/kg fuel 0,26 0,45 DVpCO15  CO (% vol dry) % 0,00 0,00
DVpN2f15  N2 (% vol dry) % 0,10 0,04 DVpN2a15  Atmospheric Nitrogen % 79,99 79,58 Air and Gas Temperature TFDf out FD Fan Temperature Outlet deg-C 34,57 37,90 TPAf out PA Fan Temperature Outlet deg-C 47,71 49,33 Taen Temperatur Udara Rata- Rata pada AH Inlet deg-C 38,32 41,52 TFgEn Temperatur Gas Inlet deg-C 545,12 618,05 TFgLvCr Temperatur Gas pada AH Outlet (tanpa kebocoran) deg-C 185,56 214,41 Air Heater Inlet Wet Gas Calculation WG 14 AH Inlet Dry Gas per PTC 4.3 kg/kg fuel 8,05 7,05 WG N2a14  Nitrogen Contain in AH Inlet Dry Gas kg/kg fuel 5,88 5,14 Wa' 14 AH Inlet Dry Air per PTC 4.3 kg/kg fuel 7,64 6,68 WmG 14 Moisture in AH Inlet Wet Gas kg/kg fuel 0,74 0,73 WG 15 Inlet AH Wet Gas per PTC 4.3 kg/kg fuel 8,79 7,78 Air Heater Outlet Wet Gas Calculation WG' 15 AH Outlet Dry Gas per PTC 4.3 kg/kg fuel 8,05 13,41 Gambar 6. Perbandingan Efisiensi ( Commisioning vs Per. Tes 02/03/18)
Dari data pada Gambar 6 dapat dilihat terjadi penurunan Efisiensi Primary Air  Heater  (PAH) bila  dibandingkan  antara  data commisioning dengan  data performance test (tanggal 02 maret 2018) dimana Efisiensi PAH dari 70,9% turun menjadi 68,5%. Commisioning Perf. Awal (02/03/18) Temp. Udara Rata-Rata PAH Inlet (degC) 38,3 41,5 Temp. Gas Inlet (degC) 545,1 618,1 Temp. Gas pada PAH Outlet (exc. leak) (degC) 185,6 223,3 Efisiensi PAH (%)
70,9 68,5 68 70 72 74 0 200 400 600 800 (% ) (de gC ) Perbandingan Data
Gambar 7. Perbandingan Efisiensi ( Commisioning vs Per. Tes 02/03/18)
Sedangkan  untuk  data  pada  Gambar  7  dapat  dilihat  terjadi  penurunan kinerja Primary  Air  Heater  (PAH) bila  dibandingkan  antara  data commisioning dengan data performance test (02 maret 2018) dimana persentase kebocoran (Air Heater Leakage) sangat besar dari 0% menjadi 83,18 %.
Dari  hasil  perhitungan  Efisiensi  PAH  dan  persentase  kebocoran PAH  (Air Heater Leakage) dapat dapat di Tarik kesimpulan terjadi indikasi kebocoran pada Primary Air Heater (PAH).
Dari  hasil  pengamatan/inspeksi  yang  dilakukan  seperti  Gambar  9  dilihat terjadi  kebocoran  pada  pipa-pia (tube)  Primary  Air  Heater  (PAH) dikarenakan beberapa  material  mengalami  abrasive  dan  korosi.  hal  ini  bisa  saja  terjadi dikarenakan Primary Air Heater (PAH) merupakan peralatan perpindahan panas (Heat  Exchanger) yang  bekerja pada temperatur  serta aliran udara dan  gas  yang cukup tinggi.  Maka dari  itu perlu dilaksanakan perbaikan serta penggantian dari komponen  yang  mengalami  aus  sehingga  dapat  meningkatkan  performa  kinerja dari Primary Air Heater (PAH).
Gambar 8. Hasil Inspeksi/pengamatan Primary Air Heater (PAH)
Dari  Total  4.864  jumlah  pipa  (tube)  dilakukan  penggantian  sebanyak  778 pipa (tube) yang mengalami korosi atau sebesar 16% dari jumlah total pipa PAH yang  terpasang  Dengan  dilakukannya  perbaikan  pada  komponen Primary  Air Heater  (PAH) yang  mengalami  kerusakan  diharapkan  performa Primary  Air Heater (PAH) menjadi lebih baik.
Commisioning Perf. Awal (02/03/18) AH Outlet Dry Gas per PTC 4.3 (kg/kg fuel) 8,05 13,41 Moisture in AH Outlet Wet Gas (kg/kg fuel) 0,74 0,85
Air Heater Leakage (%) 0,0 83,18 0 20 40 60 80 100 0 2 4 6 8 10 12 14 (% ) (k g/ kg fu el) Perbandingan Data
Gambar 9. Hasil Inspeksi/pengamatan Primary Air Heater (PAH)
Gambar 10. Perbandingan data Efisiensi pasca perbaikan
Gambar 11. Perbandingan Kebocoran pasca perbaikan
Dari  Gambar  10  dan  11  dapat  dilihat  terjadi  perbaikan  performa  kinerja Primary Air Heater (PAH) . Nilai Efisiensi seperti yang di tunjukkan oleh Gambar 11  membaik  sebesar  0,14  %  setelah  pasca  perbaikan,  sedangkan  dari  data persentase kebocoran ( Air  Heater Leakage ) seperti  yang di  tunjukkan oleh pada Gambar 12 juga membaik sebesar 12,63%.
Dari Kedua parameter utama yakni Efisiensi Primary Air Heater (PAH) dan Persentase  kebocoran  ( Air  Heater  Leakage )  dari  perbaikan  yang  dilakukan walaupun selisihnya dari data commisioning masih setidaknya dapat mengurangi losses  yang  terjadi.  Selain  itu  terdapat  beberapa  faktor  yang  mempengaruhi kinerja Primary Air Heater (PAH) yaitu :
Perf. Awal (02/03/18)
Pasca Perbaikan
(21/03/18) AH Outlet Dry Gas per PTC 4.3 (kg/kg fuel) 13,41 6,84 Moisture in AH Outlet Wet Gas (kg/kg fuel) 0,85 11,67 Air Heater Leakage (%)
83,18 70,55 60 80 100 0 2 4 6 8 10 12 14 (% ) (k g/ kg fu el) Perbandingan Data Perf. Awal (02/03/18) Pasca Perbaikan (21/03/18)
Temp. Udara Rata-Rata PAH Inlet (degC) 41,5 42,5 Temp. Gas Inlet (degC) 618,1 555,2 Temp. Gas pada PAH Outlet (exc. leak) (degC) 223,3 203,4 Efisiensi PAH (%)
68,5 68,6 68 70 72 74 0 200 400 600 800 (% ) (de gC) Perbandingan Data
a. Umur (Life time) Peralatan.
b. Pola Pengoperasian.
c. Kerja Soot Blowing Primary Air Heater PAH yang kurang maksimal.
d. Performa peralatan pendukung (peralatan Auxiliary) lainnya.
e. Kondisi bahan bakar (batubara basah akibat hujan)

## KESIMPULAN
Berdasarkan dari penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa:
1. Perbandingan nilai Air Heater Leakage pada saat commissioning dan pada saat Performance Test tanggal 3 Mei 2018 diketahui terjadi kebocoran pada Primary Air Heater (PAH) .
2. Efisiensi Primary  Air  Heater  (PAH) setelah  perbaikan  dimana  kebocoran membaik dari nilai efisiensi 68,5 % menjadi 68,6%, nilai penurunan belum signifikan di karenakan pasca pelaksanaan over haul peralatan soot blowing belum  dioperasikan  (masih  proses  pemeliharaan)  sehingga  mengganggu nilai efisiensi Primary Air Heater (PAH) .
3. Setelah  dilakukan  perbaikan  kebocoran  pada Primary  Air  Heater  (PAH) nilai Air Heater Leakage membaik dari 83,18% menjadi 70,55%.

## DAFTAR PUSTAKA
Mitsui  &  CO.,  LTD  –  Mitsui  Engineering  &  Shipbuilding  CO.,  LTD.  1999. Steam  Generator and Auxiliaries, Volume 3 of 27.
Wahyono,  Raditya.  2013.    Pengaruh  Unjuk  Kerja  Air  Heater  Type  Ljungstorm Terhadap  Perubahan  Beban  di  PLTU  Tanjung  Jati  B  Unit  I  Berdasarkan Perhitungan ASME PTC 4.3, Jurnal Teknik Energi.
P. N. Sapkal, P. R. Baviskar, M. J. Sable, P. A, Makasare. 2011 .  Optimization of Air Preheater Design for the Enhancement , Jurnal Teknik Energi. Maulva  Nazir,  Apip  Amrullah,  Rachmat  Subagyo  Masruroh,  Adhikara.  2013. Analisis  efektifitas heat  transfer  Rotary  Air  Heater pada Powerplant PT. Indocement Tunggal Prakasa, Tbk. Jurnal Teknik Energi.
Vishwanath .H, Dr. Thammaiah Gowda Ravi S.D. 2012. Heat transfer analysis of Recuperative air preheater . Jurnal Teknik Energi. PT  PLN  LMK,  2001.  Supervisi  dan  Evaluasi  Performance  Test  PLTU Banjarmasin  (2x65  MW)  Unit  1,  Unit  2  dan Common  Plant Tahap  5 (Lima), Asam Asam.
PT  PLN  Puslitbang,  2014.  Laporan  Performance  Test  Unit  2  dan  Unit  3  PLTU Asam Asam.
The  American  Society  of  Mechanical  Engineers ,  2010.  ASME  PTC  PM-2010 Performance  Monitoring  Guidelines  for  Power  Plants,  An  American National Standard.