## P UBLIKASI P ENELITIAN T ERAPAN  DAN K EBIJAKAN 5 (1) (2022) : HLM. 19-26

## PUBLIKASI PENELITIAN TERAPAN DAN KEBIJAKAN
e-ISSN: 2621-8119

## EFISIENSI TERMAL DAN SPECIFIC FUEL CONSUMPTION (SFC) WATER TUBE BOILER BERDASARKAN RASIO UDARA BAHAN BAKAR DIESEL DAN LPG UNTUK MEMPRODUKSI SATURATED DAN
SUPERHEATED STEAM

## THERMAL EFFICIENCY AND SPECIFIC FUEL CONSUMPTION (SFC) WATER TUBE BOILER BASED ON AIR FUEL RASIO FOR SOLAR TO PRODUCE SATURATED STEAM

## Tahdid , K.A Ridwan, Erlinawati, Trecy Rezatantia*, Muhammad Aldi Pratama
Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang Sumatera Selatan, Indonesia
* Korespondensi Penulis, phone: +62895618752560 e-mail : trecyrt@gmail.com,

## ABSTRACT
Water Tube Boiler is a steam boiler that is used to generate steam, which consists of two important parts, named the furnace chamber to produce heat  obtained  from  burning  fuel  and  the  steam  drum  as  a  reservoir  to convert water into steam. This study aims to determine the effect of the air-fuel ratio on thermal efficiency and specific fuel consumption (SFC). The fuel that is used in this study is diesel and LPG with the air-fuel ratio as a variable change, the ratio of air-fuel diesel used is 15 .78 (excess 6%),
16.38 (excess 10%), 16.97 (excess 14%), 17.57 (excess 18%) and 18.16
(excess  22%)  while  the  ratio  of  LPG  fuel  used  namely,  86.2  (excess 3.53%),  235.5  (excess  13.17%),  341.2  (excess  20%),  413.1  (excess 24.64%), and 504.9 (excess 30.57%). From the results of this study, the performance of the Water Tube Boiler tool was good, namely at the air- fuel ratio of 17.57 (excess 18%) . Meanwhile, the air-fuel ratio of LPG is 413.1 (excess 24.64%).
Keywords: Water Tube Boiler, Air Fuel Ratio, Thermal Efficiency, Specific Fuel Consumption (SFC)

## ABSTRAK
Water Tube Boiler adalah  sebuah ketel uap  yang digunakan untuk untuk menghasilkan  uap,  yang  terdiri  atas  dua  bagian  penting  yaitu  furnace ruang  untuk  menghasilkan  panas  yang  didapat  dari  pembakaran  bahan bakar dan steam drum sebagai reservoir untuk mengubah air menjadi uap. Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  pengaruh  rasio  udara  bahan bakar  terhadap  efisiensi  termal  dan  specific  fuel  consumption  (SFC). Bahan  bakar  yang  digunakan  pada    penelitian  ini  menggunakan  bahan bakar diesel  dan LPG  dengan rasio  udara bahan bakar sebagai  variable berubah,  Rasio  udara  bahan  bakar  diesel  yang  digunakan  yakni  15,78 ( excess 6%),  16,38  (excess  10%),  16,97  (excess  14%),  17,57  (excess
18%) dan  18,16 ( excess 22%) sedangkan Rasio  bahan bakar LPG yang digunakan  yakni,  86,2  (excess  3,53%),  235,5  (excess  13,17%),  341,2 (excess 20%), 413,1 (excess 24,64%), dan 504,9 (excess 30,57%). Dari hasil penelitian ini menghasikan kinerja alat Water Tube Boiler yang baik yaitu pada  rasio udara bahan bakar solar 17,57 ( excess 18%) . Sedangkan pada rasio udara bahan bakar LPG 413,1 ( excess 24,64%). Kata Kunci    : Water Tube Boiler, Rasio Udara Bahan Bakar , Efisiensi Termal, Specific Fuel Consumption (SFC)
Diterima : 30 Juli 2021
Direvisi : 10 Januari 2022
Diterbitkan : 30 Juni 2022

## PENDAHULUAN
Kementrian Perindustrian Republik
Indonesia mengungkapkan boiler atau ketel uap industri berperan penting dalam penyempurnaan proses  produksi  di  industri  manufaktur. Boiler dapat menghasilkan energi yang dapat digunakan  untuk  mengalirkan  panas  dalam bentuk  energi  kalor  ke  suatu  proses  ungkap Zakyudin  pada  tahun  2019  (Zakyudin  2019). Pada  pameran  niaga  berskala  internasional pertama kali  di Indonesia tahun 2019 yaitu Expo Boiler dengan  tujuan  untuk  mempertemukan para  pabrikan boiler dan  pemasok  komponen serta  industri  penggunanya.  Hal  ini  tentunya diharapkan  dapat  meningkatkan  perkembangan industri  ketel  uap  lokal  serta  mendorong pertumbuhan industri manufaktur Indonesia.
Boiler adalah sebuah alat untuk menghasilkan uap, yang terdiri atas dua bagian penting  yaitu furnace atau  dapur  untuk menghasilkan  panas  yang  dihasilkan  dari pembakaran bahan bakar dan steam drum atau penampung  uap  sebagai  reservoir  untuk mengubah  air  menjadi  uap,    Umumnya boiler memakai  bahan  bakar  cair  (  zat  sisa,  diesel), padat (batu bara, biomassa) atau gas (Pravitasari, Malino,  and  Mara  2017  dan  Priyanto  and Wilastari 2022).
Melakukan penelitian yang menghasilkan superheated steam menggunakan boiler dengan satu  buah drum yang  berfungsi  sebagai water drum dan steam  drum dan  pipa longitudinal sebagai superheater (Juriwon  2017). Dari penelitian  tersebut  masih  terdapat  banyak kekurangan,  salah  satunya  yaitu  sistem longitudinal  tube yang  artinya tube disusun sejajar dengan steam drum sehingga mempersempit  luas  area  pada tube dan memperkecil  perpindahan  panas  yang  terjadi pada boiler sehingga kecepatan penguapan pada molekul  air  masih  tergolong  rendah,  untuk  itu pada penelitian kali ini menggunakan water tube boiler dengan  sistem  terdiri  dari  dua  drum dengan tube yang disusun secara vertikal dengan kemiringan tube sebesar 65º yang betujuan agar mempercepat  proses  penguapan  pada  molekul air. Oktaviani melakukan penelitian pada tahun 2021  mengenai boiler dengan  menggunakan sistem Double  Drum  Cross  Section untuk mendapatkan steam tekanan  5  bar  dengan rentang rasio udara bahan bakar yang digunakan
123.67  (excess  6  %)  hingga  142.33  (excess 22%). dari hasil penelitian kondisi yang optimal terdapat  pada  rasio  udara-bahan  bakar  yaitu 137.,66 pada excess 18% dengan nilai efisiensi termal boiler sebesar 61,12%.
Pada  saat  proses  berlangsung  terjadi beberapa  kekurangan  pada  sistem injection boiler feed water serta sistem kontrol ketinggian air pada steam drum , maka pada penelitian kali ini akan mengupgrade boiler tersebut, hal yang akan dilakukan pada sistem injection boiler feed water, sistem kontrol udara pembakaran kedua, serta  sistem  kontrol  ketinggian  air  pada steam drum .  Pada  sistem injection  boiler  feed  water dilakukan  perubahan  sistem  pemompaan  yg tahan tekanan balik dan tahan panas, kemudian sistim secondary udara  pembakaran  akan dipasang  kipas  sentrifugal  atau blower dengan laju  pemasokan  yang  terkontrol.  Pada  sistem kendali  ketinggian  air  pada steam  drum akan dipasang sistem drain atau pembuangan agar air didalam akan tenang dan terbaca oleh alat water level  gauge saat  proses  berjalan.  Dengan upgrade ketiga  sistem  tersebut  diharapkan proses  produksi  steam  akan  dapat  berlangsung secara steady state atau continue.
Pengaruh  rasio  udara  bahan  bakar  gas dalam menghasilkan saturated steam didapatkan nilai  efisiensi  termal  sebesar  59,  326  %  yang masih  tergolong  rendah.  Hal  ini  dikarenakan panas yang terakumulasi ke dalam sistem masih cukup  besar  sehingga  diperlukan  rekonstruksi pada alat boiler yang bertujuan meminimalisirkan kehilangan panas yang terjadi di sistem (Apriani et al. 2021).
Rasio  udara  bahan  bakar  LPG  terhadap kenaikan  suhu  dan  tekanan  dalam steam  drum didapatkan hasil temperatur 199°C pada tekanan 15  bar  menghasilkan  entalpi  sebesar  667,34 kkal/kg  dalam  waktu  30  menit,  Sehingga produksi saturated  steam yang  dihasilkan sebaiknya dipanaskan kembali menjadi superheated  steam agar  bisa  dikonversikan untuk  menggerakkan  turbin  agar  menghasilkan listrik  sebagai  pemasok  listrik  di  Laboratorium teknik energi (Bairuni 2021).

## METODE PENELITIAN

## Alat dan Bahan
Alat  dan  bahan  yang  digunakan  pada penelitian  seperangkat  alat Water  Tube  Boiler
Efisiensi Termal dan Specific Fuel Consumption (SFC)Water Tube Boiler Berdasarkan Rasio Udara Bahan Bakar Diesel Dan Lpg Untuk Memproduksi Saturated dan Superheated Steam
terdiri dari sembilan unit utama yaitu steam drum, water  drum,  water  tube,  superheater,  burner, ruang  bakar , pompa,  kompresor,  dan  kipas sentrifugal  atau blowe r.  kemudian  dilengkapi dengan delapan unit instrumen pendukung yaitu pressure  safety  valve,  pressure  indicator, temperature indicator, water level gauge, steam valve dan drain valve. Dengan fungsinya masing- masing. Bahan yang  digunakan yaitu air, udara, bahan  bakar  solar  dan  LPG.  Design  struktural water tube boiler dapat dilihat pada gambar 1 :
Gambar 1 . Desain Stuktur Alat Water Tube Boiler
Beberapa  alat  pada water  tube  boiler diganti dengan  spesifikasi  yang  baru  yang  bertujuan untuk  meningkatkan  performa water  tube boiler, perbandingan spesifikasi alat lama dan baru dapat dilihat pada tabel 1 :
Tabel 1. Perbandingan Alat sebelum dan setelah Diupgrade.
No Nama Alat Spesifikasi Alat Lama Spesifikasi Alat Baru 1 Pompa Grundfos Nb Series Merupakan pompa yang dikenal efisien, handal, dan berkelanjutan. Shimge PW 370-F merupakan pompa booster yang tahan air panas. 2 Water Level Gauge Tanpa sistem drain Dengan sistem drain

## Rasio Udara Bahan Bakar
Rasio  ini  merupakan  parameter  yang paling sering digunakan dalam mendefinisikan campuran dan merupakan perbandingan antara
massa  dari  udara  dengan  bahan  bakar  pada suatu titik tinjau. Dengan mengacu pada udara excess untuk bahan bakar solar 6%, 10%, 14%, 18%,  22%  serta  untuk  bahan  bakar  LPG 3,53%,  13,17%,  20%,  24,64%,  30,57% Mencari  rasio  udara  bahan  bakar  dengan menggunakan persamaan :
𝐴𝐹𝑅 = 𝑀 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎
𝑀 𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑏𝑎𝑘𝑎𝑟
Maka  didapatkan  rasio  udara  bahan  bakar diesel yaitu 15,78 ; 16,38 ; 16,97 ; 17,57 dan 18,16 serta rasio udara bahan bakar LPG 86,2 ; 235,5 ; 341,2 ; 413,1 ; 504,9.

## Prosedur Percobaan
Prosedur  percobaan  pada  produksi saturated dan superheated steam dengan bahan bakar  solar  dan  bahan  bakar  LPG  pada peralatan Water Tube Boiler yaitu commisioning boiler , persiapan pengoperasian,  pengoperasian boiler , shut down  boiler . Penting  dilakukan  pengecekan atau  kontrol  yang  seksama  terhadap  semua peralatan  pada boiler untuk  memastikan bahwa  semuanya  berada  dalam  kondisi  siap pakai  sebelum  dilakukan  percobaan.  Bahan bakar yang digunakan yaitu solar sebanyak 6,4 liter/jam  dan  LPG  sebanyak  4,35  kg/jam dengan jumlah air umpan boiler sebanyak 50 liter.  Kemudian,  variabel  yang  harus  diamati yaitu temperatur steam dan tekanan steam .

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  penelitian  kali  ini,  menggunakan water  tube  boiler untuk  menghasilkan saturated  steam dan superheated  steam pada proses non  steady  state dan steady  state atau continue. Permasalahan yang akan  kami teliti dalam  penelitian  ini  adalah  pengaruh  rasio udara bahan bakar  diesel pada kondisi steady state dan bahan bakar LPG kondisi non steady state terhadap efisiensi termal dan dan specific fuel consumption (SFC). Dari hasil perhitungan efisiensi termal metode langsung dan specific  fuel  consumption (SFC)  dapat dianalisa  hubungan  Rasio  udara  bahan  bakar diesel dan ketinggian air (%) terhadap efisiensi termal  (%)  dan specific  fuel  consumption (SFC) (kg/kJ ) .
(1)
Hubungan  rasio  udara  bahan  bakar diesel  dan  ketinggian  air  (%)  terhadap efisiensi termal (%) kondisi Steady State Water Tube Boiler.
Efisiensi boiler adalah  sebuah  besaran yang  menunjukkan  hubungan  antara  suplai energi  masuk  ke  dalam boiler dengan  energi keluaran yang dihasilkan oleh boiler. Efisiensi pembakaran boiler secara umum menjelaskan kemampuan  sebuah burner untuk  membakar keseluruhan bahan bakar yang masuk ke dalam ruang  bakar  atau furnace. Berikut  grafik hubungan  antara  rasio  udara  bahan  bakar diesel dan ketinggian air (%) terhadap efisiensi termal (%) kondisi steady state.
Gambar  2 . Grafik  hubungan  antara  rasio  udara  bahan bakar diesel danl ketinggian air (%)  terhadap efisiensi termal (%) kondisi Steady State.
Dilihat dari grafik, nilai efisiensi termal yang didapat pada range rasio dan ketinggian volume yang telah ditentukan berbanding lurus dengan efisiensi termal yang dihasilkan water tube  boiler .  Pada  grafik  efisiensi  termal mengalami  kenaikan  secara  signifikan  pada penambahan jumlah udara hingga rasio udara / bahan  bakar  17,57  dan  penambahan  level ketinggian  hingga 50%, hal ini terjadi karena penambahan tersebut mengakibatkan kenaikan jumlah  panas  yang  diterima  fluida steam sehingga  meningkatkan  jumlah  kalor  yang terserap  sehingga  efisiensi  termal  menjadi meningkat.  Namun,  pada  rasio  udara  bahan bakar  18,16  dan  level  ketinggian  air  60% dengan  O 2 excess sebesar  22%,  kenaikan efisiensi termal tidak terlalu signifikan.  Hal ini dikarenakan temperatur saturated steam yang dihasilkan  hanya  naik  1 o C  dari  rasio  udara  / bahan  bakar  17,57  sehingga  kenaikan  kalor
yang  termanfaatkan  hanya  sedikit  dan menyebabkan  kenaikan  efisiensi  termalnya kecil.Dari  ke-5  rasio  udara  bahan  bakar  dan ketinggian  air  yang  dilakukan  pada  saat percobaan,  dapat  disimpulkan  bahwa  rasio udara bahan bakar yang paling optimal adalah pada  17,57  didapat  pada  rasio  ke-4  dengan ketinggian  50%  dengan  efisiensi  termal sebesar 62,6% dengan O 2 excess 18%.
Pengaturan  udara  berlebih  atau excess air adalah  cara  terpenting  dalam  optimasi efisiensi  termal boiler .  Pengaturan  tersebut dilakukan  untuk  memastikan  bahwa  bahan bakar bisa terbakar seluruhnya. Terlalu sedikit udara  akan  menyebabkan  pembakaran  tidak sempurna  yang  akan  menghasilkan  gas  CO yang  sangat  berbahaya,  sementara  terlalu banyak  udara  akan  menurunkan  efisiensi termal boiler dan  banyak  energi  panas  yang hilang (Hasan 2008).
Hubungan  antara  waktu  proses  (menit) terhadap  kenaikan  efisiensi  termal  (%) berdasarkan  rasio  udara  bahan  bakar  LPG kondisi non steady state.
Hubungan  antara  waktu  proses  (menit) terhadap  kenaikan  efisiensi  termal  (%) berdasarkan rasio udara bahan bakar LPG dan ketinggian  air  50  %  kondisi non  steady  state dapat dilihat pada gambar 3 berikut ini .
Gambar  3 . Grafik  hubungan  antara  waktu  proses (menit)  terhadap  kenaikan  efisiensi  termal  (%) berdasarkan  rasio  udara  bahan  bakar LPG  kondisi non steady state .
Dari  gambar  diatas  diketahui  bahwa efisiensi  termal water  tube  boiler terus meningkat  dari  ke-5  rasio  udara  bahan bakar. Nilai rasio udara bahan bakar tersebut
50,0 55,0 60,0 65,0 20 30 40 50 60 E ff is ie ns i T er m al (% ) Level Ketinggian Air (%) Rasio ud./BB 15,78 Rasio ud./BB
16,38 Rasio ud./BB 16,97 Rasio ud./BB 17,57 Rasio ud./BB 18,16 30 40 50 60 70 80 0 ,0 10 ,0 2 0 ,0 30 ,0 4 0 ,0 5 0 ,0 6 0 ,0 7 0 ,0
Efis ie n si T er m al (% ) Waktu Proses (menit ) Rasio ud./BB
86,22 : 1
Rasio ud./BB 235,50 : 1 Rasio ud./BB 341,27 : 1
Efisiensi Termal dan Specific Fuel Consumption (SFC)Water Tube Boiler Berdasarkan Rasio Udara Bahan Bakar Diesel Dan Lpg Untuk Memproduksi Saturated dan Superheated Steam
dibuat berdasarkan ketetapan variabel kenaikan jumlah O 2 excess yaitu 3,53 ; 13,17 ; 20 , 24,64 ; 30,57. sedangkan suplai bahan bakar dibuat tetap (kg/jam).
Dilihat  dari  grafik,  nilai  efisiensi termal  yang  didapat  pada  range  rasio  dan level volume 50 % berbanding lurus dengan efisiensi  termal  yang  dihasilkan water  tube boiler .  Artinya,  semakin  tinggi  rasio  udara bahan  bakar,  maka  efisiensi  termal  yang dihasilkan  akan  semakin  besar.  Pada  grafik efisiensi  termal  mengalami  kenaikan  secara signifikan  pada  penambahan  jumlah  udara hingga  rasio  udara  bahan  bakar  413,1  dan 504,9:1  yang  ditandai  dengan  pola  grafik yang  hampir  menyatu  atau  sama  sehingga seperti  tidak  terlihat  garis  pada  rasio  ke-4. hal  ini  terjadi  karena  penambahan  tersebut mengakibatkan kenaikan jumlah panas yang diterima fluida steam sehingga meningkatkan  jumlah  kalor  yang  terserap sehingga efisiensi termal menjadi meningkat. Dari ke 5 rasio udara bahan bakar dan ketinggian air 50 % yang dilakukan pada saat  percobaan,  dapat  disimpulkan  rasio udara bahan bakar yang paling optimal yaitu pada 413,1:1 didapat pada rasio ke-4 dengan level ketinggian 50% dengan efisiensi termal sebesar 68,836 % dengan O 2 excess 24,64 %. Jika dibandingkan dengan rasio ke-5 dimana rasio  udara  bahan  bakar  504,9:1  dengan efisiensi termal yang sama sebesar 68,836 % dengan  O 2 excess 30,57  %,  dikatakan  rasio udara bahan bakar ke-4 yang paling optimal karena  rasio  udara  bahan  bakar  yang digunakan  lebih  kecil  di  bandingkan  pada rasio udara bahan bakar ke-5.
Rasio  udara  bahan  bakar  tidak  boleh terlalu tinggi, namun juga tidak boleh terlalu rendah.  Jumlah  udara  minimum  yang diperlukan untuk menghasilkan pembakaran sempurna  disebut  sebagai  jumlah  udara stoikiometri. Akan tetapi, pada kenyataannya untuk pembakaran dibutuhkan udara melebihi  jumlah  udara  teoritis.  Kelebihan udara  teoritis  disebut  dengan excess  air.
Efisiensi pembakaran akan meningkat seiring  dengan  peningkatan  jumlah excess air hingga pada nilai tertentu.
Beberapa  faktor  yang  mempengaruhi efisiensi  termal  yaitu  panas  yang  masuk  ke
dalam boiler , panas yang keluar, temperatur udara, fouling, blowdown . Penurunan efisiensi termal bisa juga disebabkan karena kurang  optimalnya  rasio  udara  bahan  bakar pada proses pembakaran, terjadinya endapan kerak  pada  permukaan  perpindahan  panas yang dapat mengakibatkan tidak efisiensinya hasil pembakaran, selanjutnya faktor burner yang  tidak  di- setting dengan  baik  sehingga terjadinya  pencampuran  udara  dan  bahan bakar  yang  tidak  sesuai  kemudian  pada setiap  laju  pembebanan  akan  meningkatkan kebutuhan udara berlebih serta memboroskan bahan bakar sehingga terjadinya  penurunan  nilai  efisiensi boiler (Asmudi 2010).
Hubungan  rasio  udara  bahan  bakar diesel  dan  ketinggian  air  (%)  terhadap specific  fuel  consumption  atau  SFC  (kg/kJ) kondisi steady state water tube boiler.
SFC  sebagai  parameter  yang  biasa digunakan sebagai ukuran ekonomi pemakaian bahan bakar yang digunakan per jam  untuk  setiap  energi  yang  dihasilkan . Berikut  grafik  hubungan  antara  rasio  udara bahan  bakar  solar  dan  ketinggian  air  (%) terhadap Specific  Fuel  Consumption atau
SFC (kg/kJ) kondisi steady state.
Gambar  4 . Grafik  hubungan  antara  rasio  udara bahan  bakar  solar  dan  ketinggian  air (%)  terhadap specific fuel consumption atau SFC (kg/kJ) kondisi steady state.
Dari  gambar  4,  diketahui  bahwa  SFC water  tube  boiler terus  menurun  dari  rasio udara  /  bahan  bakar  15,78  hingga  rasio udara  /  bahan  bakar  18,16  dan  dari  level
0,000000 0,000005 0,000010 0,000015 0,000020 0,000025 0,000030 0,000035 0,000040 0,000045 0,000050 20 30 40 50 60 S F C (k g/k J ) Level Ketinggian Air (%) Rasio ud./BB 15,78 Rasio ud./BB 16,38
Rasio ud./BB 16,97
Rasio ud./BB
17,57
Rasio ud./BB
18,16
ketinggian air 20 % sampai level ketinggian air  60%.  Nilai  rasio  udara  bahan  bakar tersebut  dibuat  berdasarkan  ketetapan variabel  kenaikan  jumlah  O 2 excess yaitu 6%  ,  10%  ,  14%  ,  18%  ,  22%,  sedangkan suplai bahan bakar dibuat tetap.
Dilihat dari alur grafik, nilai SFC yang didapat  pada  range  rasio  dan  level  volume yang  telah  ditentukan  berbanding  lurus dengan  SFC  yang  dihasilkan water  tube boiler . Artinya, semakin tinggi rasio udara / bahan bakar dan level ketinggian air, maka SFC  yang  dihasilkan  akan  semakin  kecil. SFC  sebagai  parameter  yang  biasa  dipakai sebagai ukuran ekonomis pemakaian bahan bakar yang digunakan per jam untuk setiap energi  yang  dihasilkan.  Harga  SFC  yang lebih  rendah  menyatakan  konsumsi  bahan bakar yang lebih ekonomis (Julianto, 2020). Berdasarkan  grafik  nilai  SFC  yang  paling rendah yaitu pada rasio udara / bahan bakar ke-4  dan  ke-5    dengan  level  ketinggian  air yang paling optimal pada 50% SFC sebesar 0,000036 kg/kJ.
Dari ke 5 rasio udara / bahan bakar dan level  ketinggian  air  yang  dilakukan  pada saat  percobaan,  dapat  disimpulkan  rasio udara  /  bahan  bakar  yang  paling  optimal yaitu  pada  17,57  didapat  pada  rasio  ke-4 dengan  level  ketinggian  50%  dengan  SFC sebesar  0,000036  kg/kJ.  jika  dibandingkan dengan  rasio  ke-5  dimana  rasio  udara  / bahan  bakar  18,16  SFC  bernilai  sama dengan rasio udara / bahan bakar ke-4 yaitu sebesar  0,000036  kg/kJ,  dikatakan  rasio udara  /  bahan  bakar  ke-4  yang  paling optimal  karena  rasio  udara/  bahan  bakar yang  digunakan  serta  nilai  SFC  paling rendah  dibandingkan  pada  rasio  udara  / bahan bakar yang lainnya dan bernilai sama dengan rasio udara / bahan bakar ke-5.
Hubungan  Antara  Waktu  Proses (Menit) Terhadap Spesific Fuel Consumption  (SFC)  (kg/kj)  Berdasarkan Rasio  Udara  Bahan  Bakar  LPG  Kondisi
Non Steady State.
Hubungan antara waktu proses (menit) terhadap Spesific  fuel  consumption (SFC) berdasarkan  rasio udara  / bahan  bakar LPG dan  level  ketinggian  air  50  %  kondisi non steady  state yang  terlihat  pada  Gambar  4.5 berikut ini.
Gambar  5. Grafik hubungan antara waktu proses (menit) terhadap spesific  fuel  consumption atau  SFC (kg/kj)  berdasarkan  rasio  udara  bahan  bakar LPG kondisi non steady state.
Dilihat dari alur grafik, nilai SFC yang didapat  pada  range  rasio  dan  level  volume 50  %  yang  telah  ditentukan  berbanding lurus  dengan  SFC  yang  dihasilkan water tube  boiler .  Artinya,  semakin  tinggi  rasio udara bahan bakar dan ketinggian air, maka SFC  yang  dihasilkan  akan  semakin  kecil. SFC  sebagai  parameter  yang  biasa  dipakai sebagai ukuran ekonomis pemakaian bahan bakar yang digunakan per jam untuk setiap energi  yang  dihasilkan.  Harga  SFC  yang lebih  rendah  menyatakan  konsumsi  bahan bakar yang lebih ekonomis (Julianto 2020). Berdasarkan  grafik  nilai  SFC  yang  paling rendah  yaitu  pada  rasio  udara  bahan  bakar ke-4  dan  ke-5  dengan  ketinggian  air  yang paling optimal pada level 50 % dengan SFC sebesar 0,00003051 kg/kJ.
Dari ke 5 rasio udara / bahan bakar dan level  ketinggian  air  yang  dilakukan  pada saat  percobaan,  dapat  disimpulkan  rasio udara  /  bahan  bakar  yang  paling  optimal yaitu  pada  413,1:1  didapat  pada  rasio  ke-4 dengan  level  ketinggian  50  %  dengan  nilai SFC  sebesar  0,00003051  kg/kJ.  jika dibandingkan  dengan  rasio  ke-5  dimana rasio  udara  /  bahan  bakar  504,9:1  SFC bernilai  sama  dengan  rasio  udara  /  bahan bakar ke-4 yaitu sebesar 0,00003051 kg/kJ, dikatakan  rasio  udara  /  bahan  bakar  ke-4 yang  paling  optimal  karena  rasio  udara/ bahan bakar yang digunakan serta nilai SFC lebih sedikit dibandingkan pada rasio udara / bahan bakar ke-5.
0,00002 0,00003 0,00003 0,00004 0,00004 0,00005 0,00005 0,00006 0,00006 0 ,0 1 0 ,0 2 0 ,0 3 0 ,0 4 0 ,0 5 0 ,0 6 0 ,0 70 ,0 S p es if ic F u el Cons u m p tion (k g/k J) Waktu Proses (menit ) Rasio ud./BB 86,22 : 1 Rasio ud./BB 235,50 : 1 Rasio ud./BB 341,27 : 1 Rasio ud./BB 413,12 : 1
Efisiensi Termal dan Specific Fuel Consumption (SFC)Water Tube Boiler Berdasarkan Rasio Udara Bahan Bakar Diesel Dan Lpg Untuk Memproduksi Saturated dan Superheated Steam

## Perbandingan dengan Penelitian Terdahulu
Penelitian  tentang    pembuatan  boiler berdasarkan  rasio  dan  bahan  bakar  yang digunakan oleh peneliti-peneliti
sebelumnya  yang  menghasilkan  steam
dengan  efisiensi  termal  yang  dapat  dibuat perbandingan  penelitian  pada  Tabel  2 sebagai berikut :
Tabel 2. Perbandingan Hasil Penelitian mengenai Boiler

## TD = Tidak Diuji
Pada  Tabel  2  dapat  dilihat  bahwa  nilai efisiensi  termal  pada  penelitian  saat  ini  bernilai lebih  besar  dibandingkan  dengan  penelitian sebelumnya,  hal ini  dikarenakan  konstruksi pada peralatan water  tube  boiler telah  dilakukan perbaikan  sehingga  laju  penguapan  molekul  air lebih  cepat.  Hasil  Efisiensi  termal boiler menggunakan  bahan  bakar  solar  pada  penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Oktaviani (2021) sebesar 61,1% sedangkan pada penelitian saat ini menggunakan bahan bakar solar nilai efisiensinya meningkat menjadi 62,6. Kemudian hasil efisiensi termal boiler menggunakan  bahan  bakar  LPG pada  penelitian  sebelumnya  yang  dilakukan oleh Moneta  2021  sebesar  58,9%  sedangkan  pada penelitian saat ini menggunakan bahan bakar LPG nilai efisiensinya meningkat menjadi 68,8%.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  telah dilakukan,  dapat  disimpulkan  bahwa  jumlah udara  suplai  dan  bahan  bakar  untuk  proses pembakaran  biasanya  ditentukan  menggunakan
rasio udara bahan bakar. Rasio udara bahan bakar berpengaruh  pada  efisiensi  termal  dan specific fuel consumption (SFC ) pada water tube boiler. Suplai udara pembakaran harus melebihi jumlah udara teoritis agar terjadi pembakaran sempuna, namun harus pada range yang disarankan. Udara berlebih  yang  terlalu  besar  akan  menyebabkan penurunan flame temperature dan menghasilkan heat loss yang besar. Heat loss yang terlalu besar dapat  menyebabkan  rendahnya  efisiensi  termal. Rasio udara / bahan bakar optimal pada produksi saturated  steam  proses  continue menggunakan alat water tube boiler adalah 17,57 dengan nilai efisiensi  termal  sebesar  62,6%  dan  pada Superheated  steam proses non  continue rasio uadara / bahan bakar yang optimal adalah 413,1 dengan  nilai efisiensi  termal  sebesar  68,8% dan Specific  Fuel  Consumption  (SFC )  optimal  pada produksi saturated  steam proses continue menggunakan  alat water  tube  boiler adalah 0,000036  kg/kJ  pada  rasio  udara  /  bahan  bakar 17,57 dengan nilai efisiensi termal sebesar 62,6 % dan pada Superheated steam proses non continue
Rasio Udara/B B Baha nBak ar Laju alir Bahan bakar Hasil Steam Tekanan (Bar) Temperatu r (°C) Efisiensi Termal (%) Penelitian 15,48 Solar TD Superheated 10 TD TD Juriwon 2017 17,57 Solar 4,98 Saturated 5 15 1 61,1 Oktaviani 2021 29,99 LPG TD Superheated 5 15 1 58,9 Moneta 2021 29,99 LPG TD Superheated 15 19 9 TD Bairuni 2021 17,57 Solar 6,4 Saturated 5 15 9 62,6 Penelitian saat ini 411 LPG 4,35 Superheated 6,5 16 2 68,8 Penelitian saat ini
rasio  uadara  /  bahan  bakar  yang  optimal  adalah 413,1  dengan  nilai Specific  Fuel  Consumption (SFC ) sebesar 0,00003051 kg/kj.

## SARAN
Dari Penelitian yang telah dilakukan maka dapat  diambil  beberapa  saran  yang  dilakukan, yaitu diperlukan rekonstruksi lebih lanjut dengan mengharapkan laju penguapan dalam
memproduksi steam lebih
maksimal,
ditambahkan economizer dan superheater untuk mengurangi jumlah panas yang tidak terakumulasi,  dan diperlukan perbaikan sistem isolasi  di steam  drum dan furnace untuk meminimalisirkan  panas  yang  hilang  di  sistem water tube boiler.

## DAFTAR PUSTAKA
Apriani, Marsa, Amalia Susanti, Cresa Moneta Has, Tahdid, Agus Manggala, Erlinawati, and  Zurohaina.  2021.  “Pengaruh  Rasio Udara Bahan Bakar LPG Terhadap Flame Temperature Dan Efisiensi Termal Cross Section Water Tube Boiler Effect Of LPG Air  Fuel  Ratio  On  Flame  Temperature And  Thermal  Efficiency  Of  Cross Section.” Jurnal Kinetika 12 (03): 19–25.
Asmudi.  2010.  “Analisa  Unjuk  Kerja  Boiler Terhadap  Penurunan  Daya  Pada  PLTU PT. Indonesia Power Ubp Perak,” 1–15.
Bairuni. 2021. “Pengaruh Rasio Udara Bahan
Bakar LPG Dan Solar Terhadap Temperatur Dan Tekanan Untuk Memproduksi Steam Pada Cross Section
Water Tube Boiler” 9: 1–6.
Hasan,  Ahmad.  2008.  “Efisiensi  Energi Termal Sistem Boiler Di Industri. Jurnal.”
Energi Dan Lingkungan 4 (2).
Julianto,  Eko.  2020.  “Analisis  Pengaruh Putaran  Mesin  Pada  Efisiensi  Bahan Bakar  Mesin  Diesel  2Dg-Ftv.” Jurnal
Penelitian  Dan  Pengabdian  Kepada Masyarakat  UNSIQ 7  (3):  225–31.
https://doi.org/10.32699/ppkm.v7i3.128.
Juriwon.  2017.  “Analisis  Energi  Boiler  Pipa Air  Menggunakan  Bahan  Bakar  Solar.”
Jurnal  Hasil  Penelitian  Dan  Ulasan Ilmiah 8 (2): 7–13.
Oktaviani,  Yustika.  2021.  “Efisiensi  Termal Produksi  Steam  Ditinjau  Dari  Rasio Udara  Bahan  Bakar  Solar  Pada  Cross Section Water Tube Boiler,” 12(01), Hal. 18–22.” 12 (1): 18–22.
Pravitasari,  Yolanda,  Mariana  B  Malino,  and Novitasari Mara. 2017. “Analisis Efisiensi  Boiler  Menggunakan  Metode Langsung” V (01): 9–12. Priyanto, Priyanto, and Santhi Wilastari. 2022. “Faktor-Faktor  Penyebab  Menurunnya Kinerja Boiler Di Pt Papertech Indonesia.” Majalah Ilmiah Gema Maritim 24 (1): 60–66. https://doi.org/10.37612/gema- maritim.v24i1.281.
Zakyudin.  2019.  “Boiler  Industri  Berperan Penting  Dalam  Proses  Produksi.”
Kemenperin , 2019.