Abstrak—Boiler merupakan komponen utama yang ada pada pembangkit.Jika terjadi penurunan efisiensi pada boiler, maka listrik yang dihasilkan juga menurun. Berbagai cara  dilakukan untuk meningkatkan efisiensi dari boiler, salah satunya adalah menggunakan  High Pressure Heater  (HPH). HPH merupakan alat pemanas feedwater  sebelum masuk ke boiler  sehingga mengurangi kerja dari boiler. Saat ini kondisi HPH 5 yang ada di salah satu perusahaan pembangkit listrik sudah lama digunakan sehingga perlu dilakukan analisa untuk mengatahui performa dari HPH ini. Jika terjadi kebocoran atau kerusakan hanya dilakukan re-tubing yang selalu menggunakan design Original Equipment Manufacturing  (OEM) yang memakan waktu cukup lama dan biaya yang mahal. Proses analisa yang dimaksudkan adalah re-design sehingga apabila terjadi kerusakan dapat diganti dengan buatan sendiri. Pada perancangannya digunakan analisa termodinamika dan perpindahan panas dengan metode LMTD untuk mendapatkan dimensi tiap zona. Perhitungan yang dilakukan meliputi menentukan panjang masing-masing tiap zona HPH, laju perpindahan panas, Overall Heat Transfer Coefficient  (U), luas perpindahan panas (A), perhitungan pressure  drop  (∆p)  untuk  masing-masing zona. Hasil yang didapatkan pada analisa ini adalah dimensi zona desuperheating didapatkan panjang maksimal 2,94 m, luasan perpindahan panas efektif 231,7 m 2 ,  Overall Heat Transfer Coefficient  520,43 Watt/m 2 K,  baffle spacing  0,345 m, jumlah baffle  8 buah. Pada zona  Condensing  didapatkan panjang maksimal 9,39 m, luasan perpindahan panas efektif 739,5 m 2 ,  Overall Heat Transfer Coefficient 3738,3 Watt/m 2 K, baffle spacing  1,8 m, jumlah baffle 4 buah. Sedangkan pada zona Subcooling  didapatkan panjang maksimal 1,66 m, luasan perpindahan panas efektif 131 m 2 , Overall Heat Transfer Coefficient  3659,84 Watt/m 2 K,  baffle spacing  0,345 m, jumlah baffle  4 buah. Sehingga didapatkan panjang total tube 14 m, total luasan perpindahan panas efektif 1.102,34 m 2 , Total Overall Heat Transfer Coefficient  733 Watt/m 2 K, total  jumlah baffle 17 buah.
Kata Kunci—High pressure heater, re-design,  analisa performansi.

## I. PENDAHULUAN
ADA  saat ini listrik merupakan bahan konsumsi masyarakat yang tak terhindarkan. Mulai dari masyarakat miskin, masyarakat kelas menengah hingga masyarakat kelas atas.Untuk itu pemerintah sebagai pemegang kekuasaan tertinggi, harus tanggap dengan segala peningkatan kebutuhan listrik rakyat Indonesia sebagai penunjang kehidupan.Pihak pemasok listrik paling besar di Indonesia adalah PLN. Saat ini PLN memiliki program untuk mempercepat ketersediaan listrik dengan membuat 35 PLTU dengan total tenaga 10.000 MW. Untuk itu peran PLTU sebagai pemasok listrik harus
ditingkatkan kualitasnya.Peningkatan kualitas dari PLTU berkaitan dengan peningkatan efisiensi kinerja dari PLTU itu sendiri.Dimana, kinerja PLTU ditunjang oleh berbagai peralatan yang memadai dan memiliki kemampuan kerja yang optimal.35 PLTU tersebut tersebar di pulau jawa dan di luar jawa. 10 PLTU ditempatkan di pulau Jawa yang tersebar di berbagai kota.
Salah satu peralatan yang memegang peranan cukup vital dari kinerja PLTU adalah boiler . Boiler merupakan alat yang berguna untuk memproduksi uap pada tekanan dan suhu tertentu sehingga dihasilkan uap dengan tekanan dan suhu yang tinggi untuk menggerakkan Turbin Uap.Untuk menghasilkan listrik yang besar maka diperlukan efisiensi boiler yang besar juga. Berbagai cara dapat dilakukan dengan meningkatkan efisiensi dari Boiler yaitu dengan memasang economizer,  High Pressure Heater (HPH), Low Pressure Heater (LPH), dll. High Pressure Heater (HPH) merupakan alat pemanas air pengisi lanjut tekanan tinggi sebelum masuk ke boiler , sehingga kerja dari boiler tidak terlalu berat untuk menaikkan temperatur dari air pengisi tersebut.
Salah satu cara yang dipakai yaitu dengan menambahkan High Pressure Heater (HPH) pada siklus sebelum menuju ke Boiler . Akan tetapi kondisi HPH di salah satu perusahaan pembangkit listrik yang dijadikan sebagai objek studi ini sudah lama digunakan sehingga perlu adanya analisa untuk mengetahui efisiensi ataupun performa dari HPH ini. Oleh karena itu penelitian saya kali ini memilih High Pressure Heater (HPH) sebagai salah satu upaya meningkatkan efisiensi boiler dengan kuantitas bahan bakar yang sama.
Pada  salah satu perusahaan pembangkit listrik tersebut terdapat 3 buah High Pressure Heater (HPH)  yaitu HPH 5,6,dan 7 , namun yang akan dibahas pada studi  ini adalah HPH 5. HPH 5 ini merupakan heat exchanger dengan jenis shell and tube heat exchanger tipe U-Tube . Saat ini bila terdapat kerusakan berupa kebocoran pada tube HPH 5 hanya dilakukan re-tubing yang selalu menggunakan design Original Equipment Manufacturer (OEM). Proses tersebut memerlukan waktu yang lama dan biaya yang mahal. Mengingat begitu pentingnya peralatan ini maka perlu adanya perhatian yang lebih untuk menjaga performa dari HPH ini. Oleh karena itu perlu adanya analisa dari HPH 5 ini sehingga dapat dilakukan re-design jika mengalami penurunan performa.

## Re-design High Pressure Heater (HPH) 5 pada Perusahaan Pembangkit Tenaga Listrik
Devia Gahana Cindi Alfian dan Djatmiko Ichsani Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail : djatmiko@me.its.ac.id
P

## II. METODE PENELITIAN

## A. Analisa berdasarkan Metode Beda Temperatur Rata-Rata Logaritmik (LMTD)
Metode ini sering digunakan untuk perancangan dan perhitungan unjuk kerja peralatan penukar panas. Dari Gambar 1  dapat dilihat distribusi temperatur  untuk aliran Shell and tube heat exchanger untuk perumusan metode LMTD.
High Pressure Heater merupakan alat penukar panas ( Heat Exchanger ) berupa Shell and Tube Heat Exchanger dengan Tipe U-Tube . HPH ini menggunakan fluida panas ( steam ) berada di shell dan fluida dingin (water) yang terletak di dalam tube yang terdiri dari 3 zona yaitu: Zona Desuperheating , Zona Condensing dan Zona Subcooling. Proses yang terjadi pada zona Desuperheating yaitu uap air hasil dari ekstraksi turbin masuk pada zona Desuperheating dengan kondisi superpanas lalu mengalami penurunan temperatur sampai dengan temperatur uap jenuh. Pada zona Condensing terjadi perubahan fase dari uap jenuh sampai dengan cair jenuh, sedangkan pada zona Subcooling terjadi penurunan temperatur cair jenuh sampai dengan temperatur cair. Hal ini ditunjukkan pada Gambar 2.
Untuk metode beda temperatur rata-rata logaritmik (LMTD) besarnya nilai q dengan Overall Heat Transfer Coefficient (U), luasan bidang perpindahan panas (A) dan ∆𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇 =  beda temperatur rata-rata, dapat dihitung dengan persamaan:
𝑞𝑞 = 𝑈𝑈𝑈𝑈∆𝑇𝑇 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇 …………………. (2.1)
Dengan: ∆𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇 = ∆𝑇𝑇 1 −∆𝑇𝑇 2 𝑇𝑇𝑙𝑙 ∆𝑇𝑇 1 ∆𝑇𝑇 2 ……       … (2.2)
� ∆𝑇𝑇 1 ≡ 𝑇𝑇 ℎ ,1 – 𝑇𝑇 𝑐𝑐 ,1 = 𝑇𝑇 ℎ , 𝑖𝑖 – 𝑇𝑇 𝑐𝑐 , 𝑜𝑜 ∆𝑇𝑇 2 ≡ 𝑇𝑇 ℎ ,2 – 𝑇𝑇 𝑐𝑐 ,2 = 𝑇𝑇 ℎ , 𝑜𝑜 – 𝑇𝑇 𝑐𝑐 , 𝑖𝑖 � ……… (2.3)

## B. Analisa Berdasarkan  Termodinamika

## Analisa Volume Atur pada Kondisi Tunak
Pada kondisi tunak, massa yang berada di dalam volume atur dan pada daerah batasnya tidak mengalami perubahan berdasarkan waktu. Begitu juga dengan laju aliran massa laju serta perpindahan energi oleh kalor dan kerja juga konstan terhadap waktu, dengan demikian 𝑇𝑇𝑑𝑑𝑐𝑐𝑐𝑐 𝑇𝑇𝑇𝑇 = 0 . Hal ini dapat dilihat dari persamaan [2]:
Persamaan Energi dengan hukum Termodinamika:
𝑇𝑇̇ ( 𝑢𝑢 𝑇𝑇 + 𝑝𝑝𝑐𝑐 + 1 2 𝑉𝑉 2 + 𝑔𝑔𝑔𝑔 ) 𝑖𝑖𝑙𝑙 − 𝑇𝑇̇ ( 𝑢𝑢 𝑇𝑇 + 𝑝𝑝𝑐𝑐 + 1 2 𝑉𝑉 2 + 𝑔𝑔𝑔𝑔 ) 𝑜𝑜𝑢𝑢𝑇𝑇 + 𝑞𝑞 − 𝑊𝑊̇ = 0 ………. (2.4)
Untuk enthalpy : 𝑖𝑖 = 𝑢𝑢 𝑇𝑇 + 𝑝𝑝𝑐𝑐 ………………………… (2.5) 𝑇𝑇̇ ( 𝑖𝑖 𝑖𝑖𝑙𝑙 − 𝑖𝑖 𝑜𝑜𝑢𝑢𝑇𝑇 ) = 𝑇𝑇̇𝑐𝑐 𝑝𝑝 ( 𝑇𝑇 𝑖𝑖𝑙𝑙 − 𝑇𝑇 𝑜𝑜𝑢𝑢𝑇𝑇 ) ……….. (2.6)
Dimana: 𝑐𝑐 𝑝𝑝 = kalor spesifik
T  = temperatur
Dengan asumsi energi kinetik dan energi potensial diabaikan serta  tidak ada kerja.  Maka didapatkan:
𝑞𝑞 = 𝑇𝑇̇𝑐𝑐 𝑝𝑝 ( 𝑇𝑇 𝑖𝑖𝑙𝑙 − 𝑇𝑇 𝑜𝑜𝑢𝑢𝑇𝑇 ) ………………. (2.7)
Gambar. 1. Skema T-S Diagram untuk metode LMTD.
zona desuperheating zona Subcooling zona Condensing
Gambar. 2. Zona pada High Pressure Heater.

## C. Analisa berdasarkan  Perpindahan Panas Perpindahan panas akibat fluida di luar tube
Koefisien perpindahan panas di luar tube yang dimaksudkan adalah koefisien perpindahan panas yang berada pada sisi shell . Di dalam shell ini dipasang baffle yang berfungsi untuk meningkatkan koefisien perpindahan panas. Koefisien perpindahan panas pada shell yang dipasang baffle lebih tinggi dibandingkan dengan koefisien untuk kondisi aliran tanpa baffle . Pada heat exchanger yang dipasang baffle , koefisien perpindahan panas memiliki nilai yang tinggi karena adanya peningkatan aliran turbulent selain itu fluktuasi kecepatan fluida terjadi karena batasan daerah antara tube yang saling berdekatan melintang terhadap tube bundle [3].
McAdams mengungkapkan korelasi untuk koefisien perpindahan panas pada sisi shell :
ℎ𝑂𝑂𝐷𝐷𝑒𝑒 𝑘𝑘 = 0,36 � 𝐷𝐷𝑒𝑒𝐺𝐺𝑠𝑠 𝜇𝜇 � 0,55 � 𝑐𝑐𝑝𝑝𝜇𝜇 𝑘𝑘 � 1 3 � � 𝜇𝜇𝑏𝑏 𝜇𝜇𝑤𝑤 � 0,14 ……    … (2.8)
𝑓𝑓𝑜𝑜𝑓𝑓 2  × 10 3 < 𝑅𝑅𝑒𝑒 𝑠𝑠 = 𝐺𝐺𝑠𝑠𝐷𝐷𝑒𝑒 𝜇𝜇 < 1 × 10 6 …………... (2.9)

## Perpindahan panas akibat aliran fluida di dalam tube
Aliran fluida yang berada di dalam tube dapat  dibagi menjadi 2 jenis berdasarkan nilai Reynold Number ( Re D ). Suatu fluida dapat dikatakan memiliki jenis aliran laminar jika memiliki nilai Re D ≤2300 dan dikatakan memiliki jenis aliran Turbulent jika nilai Re D ≥2300. Nilai Re D untuk aliran didalam tube dapat dirumuskan [2]:
𝑅𝑅𝑒𝑒 𝐷𝐷 = 𝜌𝜌 𝑐𝑐 𝑇𝑇 𝜇𝜇 ……                  …….. (2.10)
Untuk nilai 𝑇𝑇̇ = 𝜌𝜌 𝑉𝑉 𝑈𝑈 , maka nilai 𝑅𝑅𝑒𝑒 𝐷𝐷 = 4 𝑇𝑇̇ 𝜋𝜋 𝑇𝑇 𝜇𝜇 ……. (2.11)
a. Aliran Laminer
Karakteristik aliran yang berada di dalam tube yaitu q” ( heat flux ) konstan, kondisi fully developed flow, Nusselt Number konstan dan tidak bergantung pada Re, Pr dan axial location. Maka Nusselt Number didapatkan dari:
Nu D = ℎ 𝐷𝐷 𝑘𝑘 = 4,36 (q” konstan) …….... (2.12)
Nu D = 3,66 (T S konstan) ………………  . (2.13)
b. Aliran Turbulent
Pada aliran turbulent nilai Nusselt Number didapatkan dari persamaan Dittus-Boelter . 𝑁𝑁𝑢𝑢 𝐷𝐷 = 0,023 𝑅𝑅𝑒𝑒 𝐷𝐷 4 5 � 𝑃𝑃𝑓𝑓 𝑙𝑙 …………   . (2.14) ⎣ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎡ 0,7 ≤ 𝑃𝑃𝑓𝑓 ≤ 160 𝑅𝑅𝑒𝑒 𝐷𝐷 ≥ 10000 𝐿𝐿 𝐷𝐷 ≥ 10 𝑙𝑙 = 0,4 𝑓𝑓𝑜𝑜𝑓𝑓 𝑇𝑇 𝑆𝑆 > 𝑇𝑇 𝑇𝑇 ( ℎ𝑒𝑒𝑒𝑒𝑇𝑇𝑖𝑖𝑙𝑙𝑔𝑔 ) 𝑙𝑙 = 0,3 𝑓𝑓𝑜𝑜𝑓𝑓 𝑇𝑇 𝑆𝑆 < 𝑇𝑇 𝑇𝑇 ( 𝑐𝑐𝑜𝑜𝑜𝑜𝑇𝑇𝑖𝑖𝑙𝑙𝑔𝑔 ) ⎦ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎤ …….… (2.15)
Sehingga didapatkan nilai koefisien konveksinya adalah:
ℎ𝑖𝑖 𝑇𝑇𝑢𝑢𝑏𝑏𝑒𝑒 = 𝑁𝑁𝑢𝑢𝑇𝑇𝑢𝑢𝑏𝑏𝑒𝑒 × 𝑘𝑘𝑇𝑇𝑢𝑢𝑏𝑏𝑒𝑒 𝑇𝑇𝑖𝑖𝑇𝑇𝑢𝑢𝑏𝑏𝑒𝑒 ………    ………. (2.16)

## II. HASIL DAN PEMBAHASAN

## Perpindahan Panas Pada Zona Desuperheating
Zona Desuperheating merupakan zona dimana steam extraction turbin mengalami penurunan temperatur sampai dengan temperatur uap jenuhnya. Letak dari zona Desuperheating ini yaitu pada penurunan temperatur  dari 332 o C sampai dengan temperatur jenuh 173,2 o C. Berdasarkan perhitungan nilai Reynolds Number, Prandl Number dan properties yang diketahui maka akan didapatkan nilai koefiesien konveksi pada sisi shell zona Desuperheating dan nilai pressure drop nya. Berikut ini Tabel  1variasi baffle spacing pada zona Desuperheating .  Dari Tabel 1 dapat digambarkan pada Gambar 3.
Pada Gambar  3menunjukkan semakin kecil nilai baffle spacing yang digunakan pada zona Desuperheating dapat mengakibatkan perpindahan panas dan pressure drop semakin besar. Hal ini disebabkan karena jarak antara satu baffle dengan baffle yang lainnya semakin kecil sehingga mengakibatkan fluida yang mengalir melewati baffle akan semakin berolak. Olakan aliran suatu fluida dapatmengakibatkan proses perpindahan panas yang semakin besar begitu pula halnya dengan pressuredrop nya. Dari gambar dapat dilihat bahwa baffle spacing yang digunakan pada HPH ini memiliki nilai 20%ID shell (0,345 m) dan nilai koefisien perpindahan panas yang paling besar seiring dengan pressure drop nya. Dari perhitungan koefisien konveksi maka didapatkan perhitungan nilai Overall Heat Transfer Coefficient zona Desuperheating sebesar 520,43 W/m 2 K dan didapatkan luasan perpindahan panas sebesar 231,78 m 2 dengan panjang 2,94 m.
Tabel 1. Variasi Baffle spacing pada zona Desuperheating Tabele 2. Variasi baffle spacing pada zona Subcooling
Gambar 3.  Grafik Pengaruh Baffle spacing pada Koefisien Konveksi dan Pressure Drop Zona Desuperheating
Gambar    4. Pengaruh Baffle  spacing pada Koefisien Konveksi dan Pressure Drop Zona Subcooling

## Perpindahan Panas Pada Zona Condensing
Proses yang dialami oleh steam selanjutnya adalah perubahan fase dari gas menjadi liquid yang terjadi pada zona Condensing . Pada zona Condensing ini  terjadi perpindahan panas yang paling besar dibandingkan dengan zona-zona yang lainnya karena memiliki luasan permukaan perpindahan panas yang paling besar. Untuk menghitung koefisien perpindahan panas yang ada pada zona Condensing dilakukan perhitungan kalor laten terlebih dahulu sehingga didapatkan nilai koefisien konveksi sebesar 4.968,46 W/m 2 K dan diperolehnilai Overall Heat Transfer Coefficient zona Condensing 3.738,30 W/m 2 Kserta  didapatkan luasan perpindahan panas sebesar 739,5 m 2 dan memiliki panjang 9,4 m.

## Perpindahan Panas Pada Zona Subcooling
Proses selanjutnya yaitu penurunan temperatur  dari saturated liquid sampai dengan temperature liquid nya.
Perhitungan koefisien perpindahan panas pada zona ini sama dengan perhitungan yang ada pada zona Desuperheating dengan terlebih dahulu mengetahui propertiesnya. Berdasarkan perhitungan nilai Reynolds Number, Prandl Number dan properties yang diketahui maka akan didapatkan nilai koefiesien konveksi pada sisi shell zona Subcooling dan nilai pressure dropnya .  Pada Tabel 2 berikut ini merupakan variasi baffle spacing pada zona Subcooling . Dari Tabel  2 dapat digambarkan pada Gambar 4.
Pada Gambar 4menunjukkan semakin kecil nilai baffle spacing yang digunakan pada zona Subcooling dapat mengakibatkan perpindahan panas dan pressure drop semakin besar. Hal ini disebabkan karena jarak antara satu baffle dengan baffle yang lainnya semakin kecil sehingga mengakibatkan fluida yang mengalir melewati baffle akansemakin berolak. Olakan aliran suatu fluida dapat mengakibatkan proses perpindahan panas yang semakin besar begitu pula halnya dengan pressure drop nya. Dari gambar dapat dilihat bahwa baffle spacing yang digunakan pada HPH ini memiliki nilai 20%ID shell (0,345 m) dan nilai koefisien perpindahan panas yang paling besar seiring dengan pressure drop nya.Dari perhitungan koefisien konveksi maka didapatkan perhitungan nilai Overall Heat Transfer Coefficient zona Subcooling sebesar  3.659,84  W/m 2 K dan didapatkan luasan perpindahan panas sebesar 113,80  m 2 dengan panjang 1,66 m.
Menghitung kapasitas fluida panas 𝐶𝐶ℎ = 𝑇𝑇̇ ℎ 𝐶𝐶𝑝𝑝 ℎ 𝐶𝐶ℎ = 60,29 𝑘𝑘𝑔𝑔 𝑠𝑠 . 4617,3 𝐽𝐽 𝑘𝑘𝑔𝑔𝑘𝑘 𝐶𝐶ℎ = 278377,017 𝐽𝐽 𝑠𝑠𝑘𝑘
Menghitung kapasitas fluida dingin 𝐶𝐶𝑐𝑐 = 𝑇𝑇̇ 𝑐𝑐 𝐶𝐶𝑝𝑝 𝑐𝑐 𝐶𝐶𝑐𝑐 = 324,5 𝑘𝑘𝑔𝑔 𝑠𝑠 . 4255,991 𝐽𝐽 𝑘𝑘𝑔𝑔𝑘𝑘 𝐶𝐶𝑐𝑐 = 1381069,08 𝐽𝐽 𝑠𝑠𝑘𝑘 𝐶𝐶𝑇𝑇𝑖𝑖𝑙𝑙 = 𝐶𝐶ℎ = 278.377,017 𝐽𝐽 𝑠𝑠𝑘𝑘 𝐶𝐶𝑓𝑓 = 𝐶𝐶 𝑇𝑇𝑖𝑖𝑙𝑙 𝐶𝐶 𝑇𝑇𝑒𝑒𝑘𝑘𝑠𝑠
𝐶𝐶𝑓𝑓 = 278.377,017
1.381.069,08
𝐶𝐶𝑓𝑓 = 0,2
∆T LMTD TOTAL ∆𝑇𝑇 𝐿𝐿𝐿𝐿 , 𝑇𝑇𝑂𝑂𝑇𝑇𝑈𝑈𝐿𝐿 = ( 𝑇𝑇 ℎ𝑖𝑖 − 𝑇𝑇 𝑐𝑐𝑜𝑜 ) − ( 𝑇𝑇 ℎ𝑜𝑜 − 𝑇𝑇 𝑐𝑐𝑖𝑖 ) ln ( 𝑇𝑇 ℎ𝑖𝑖 −𝑇𝑇 𝑐𝑐𝑜𝑜 ) ( 𝑇𝑇 ℎ𝑜𝑜 −𝑇𝑇 𝑐𝑐𝑖𝑖 ) ∆𝑇𝑇 𝐿𝐿𝐿𝐿 , 𝑇𝑇𝑂𝑂𝑇𝑇𝑈𝑈𝐿𝐿 = 45,80136 𝑘𝑘
Overall Heat Transfer Coefficient Total
𝑈𝑈 𝑇𝑇𝑂𝑂𝑇𝑇𝑈𝑈𝐿𝐿 = 𝑞𝑞 𝑈𝑈 𝑇𝑇𝑂𝑂𝑇𝑇𝑈𝑈𝐿𝐿 . ∆𝑇𝑇 𝐿𝐿𝐿𝐿 , 𝑇𝑇𝑂𝑂𝑇𝑇𝑈𝑈𝐿𝐿 𝑈𝑈 𝑇𝑇𝑂𝑂𝑇𝑇𝑈𝑈𝐿𝐿 =
37012651 𝑊𝑊
(113,0766 + 325,42 + 113,8). 45,8 𝑘𝑘
𝑈𝑈 𝑇𝑇𝑂𝑂𝑇𝑇𝑈𝑈𝐿𝐿 =  1.463,157 𝑊𝑊 / 𝑇𝑇 2 𝑘𝑘
NTU 𝑁𝑁𝑇𝑇𝑈𝑈 = 𝑈𝑈𝑈𝑈 𝐶𝐶 𝑇𝑇𝑖𝑖𝑙𝑙
𝑁𝑁𝑇𝑇𝑈𝑈 = 1.463,157 278.377,017

## 𝑁𝑁𝑇𝑇𝑈𝑈 = 2,9

## Nilai effectiveness
Unjuk kerja suatu heat exchanger dapat ditinjau dari besarnya nilai effectiveness (ε).Besarnya nilai effectiveness ini berkisar antara 0 sampai dengan 1. Semakin besar nilai effectiveness suatu heat exchanger maka kemampuan mentransfer panas dari heat exchanger ini akan semakin bagus karena nilai laju perpindahan panas aktualnya mendekati jumlah energi panas yang dapat dipindahkan. Besarnya nilai effectiveness untuk U Tube Heat Exchanger pada HPH 5 dapat ditunjukkan pada rumus berikut:
𝜀𝜀 = 𝑞𝑞 𝑒𝑒𝑐𝑐𝑇𝑇 𝑞𝑞 𝑇𝑇𝑒𝑒𝑘𝑘𝑠𝑠
𝜀𝜀 = 324,5 𝑘𝑘𝑔𝑔 𝑠𝑠 (173,2 − 146,4) 𝑘𝑘 278.377,017 𝐽𝐽 𝑠𝑠𝑘𝑘 (332 − 146,4) 𝑘𝑘 𝜀𝜀 = 0,72 Berdasarkan perhitungan terdapat beberapa perbedaanantara nilai existing dengan hasil perhitungan redesign dengan analisa sebagai berikut:
1. Temperatur Drain Inlet
Pada drain inlet existing memiliki nilai sebesar 178,8 o C sedangkan pada redesign memiliki nilai sebesar 177,9 o C. Hal ini disebabkan karena pada hasil perhitungan redesign dilakukan berdasarkan balance energy dengan nilai heat rate 31.825 x 10 6 kcal/hr sedangkan pada existing memiliki nilai heat rate sebesar 30.751 x 10 6 kcal/hr.
2. Enthalpy Drain Inlet (h)
Pada enthalpydrain inlet existing memiliki nilai sebesar 181,0 kcal/kg  sedangkan pada hasil redesign memiliki nilai sebesar 180,14 kcal/kg. Hal ini disebabkan karena pada hasil perhitungan redesign dilakukan berdasarkan balance energy dengan nilai heat rate 31.825 x 10 6 kcal/hr, karena jika nilai enthalpy drain inlet existing disamakan dengan nilai enthalpy drain Inlet redesign maka dapat mengakibatkan tidak seimbangnya heat rate antara sisi hot (sisi shell ) dengan sisi cold (sisi tube ).
3. Overall Heat Transfer Coefficient (U)
Pada Overall Heat Transfer Coefficient zona Desuperheating,Condensing , dan Subcooling  existing memiliki nilai sebesar 251,00 kcal/hr m 2o C, 3.319,00 kcal/hr m 2o C, dan 2270,00 kcal/hr m 2o C sedangkan pada hasil redesign memiliki nilai sebesar 447,48 kcal/hr m 2o C, 3.214,35 kcal/hr m 2o C, dan 3.146,89 kcal/hr m 2o C.
Perbedaan  ini dapat disebabkan karena pada hasil perhitungan redesign terdapat asumsi yang menyatakan bahwa perpindahan panas yang diamati  secara konveksi dan mengabaikan perpindahan panas secara konduksi dan radiasi sehingga tebal tube dianggap tipis sekali. Hal ini menyebabkan hasil perhitungan thermal resistance antara existing berbeda dengan redesign sehingga mengakibatkan nilai Overall Heat Transfer Coefficient existing berbeda dengan redesign .
4. Log Mean Temperature Difference (∆T LMTD )
Pada Log Mean Temperature Difference zona Desuperheating,  Condensing , dan Subcooling  existing
memiliki nilai sebesar 79,73 o C, 8,90 o C, dan 12,05 o C sedangkan pada hasil redesign memiliki nilai sebesar 39.90 o C, 9.98 o C, dan 12.23 o C. Hal ini dapat dilihat bahwa perbedaan hasil Log Mean Temperature Difference yang paling mencolok terdapat pada zona Desuperheating hal ini dapat terjadi karena temperatur masukan sisi tube pada redesign memiliki nilai lebih tinggi dari kondisi existing akibat perpindahan panas pada redesign zona Desuperhating lebih besar dibandingkan dengan kondisi existing .
5. Tube Length (L)
Panjang tube yang terdapat  pada existing adalah  panjang tube secara keseluruhan sedangkan pada perhitungan redesign dilakukan analisa per-zona sehingga didapatan panjang tube seluruhnya yaitu sebesar 14 m dengan panjang zona Desuperheating 2,94 m, zona Condensing 9,4 m dan zona Subcooling 1,66 m.
6. Surface Area (A)
Luasan perpindahan panas yang diketahui pada existing merupakan luasan perpindahan panas total yaitu sebesar 1.102 m 2 sedangkan pada perhitungan redesign dilakukan analisa per-zona sehingga didapatan total luasan perpindahan panas seluruhnya sebesar 1.102,34 m 2 dengan luasan zona Desuperheating 231,74m 2 , zona Condensing 739.51 m 2 dan zona Subcooling 131,09 m 2 . 7. Number of Baffle (N B )
Pada existing memiliki jumlah baffle 16 buah yaitu 5 baffle pada zona Desuperheating , 6 baffle pada zona Condensing dan 5 buah baffle pada zona Subcooling sedangkan pada hasil redesign memiliki total baffle 17 buah dengan peletakan 8 baffle pada zona Desuperheating , 4 baffle pada zona Condensing dan 5 baffle pada zona Subcooling . Perbedaan hasil jumlah baffle ini disebabkan karena pada hasil perhitungan berdasarkan panjang masing-masing zona pada redesign sedangkan pada existing kemungkinan memiliki panjang masing-masing zona yang berbeda dengan redesign akan tetapi memilik panjang total yang sama.
8. Pressure Drop Tube (∆P tube )
Pada pressure drop existing yang ada pada tube memiliki nilai sebesar 0,6 kg/cm 2 sedangkan pada hasil redesign memiliki nilai sebesar 0,27 kg/cm 2 . Hal ini menunjukkan pressure drop sisi tube yang ada pada redesign memiliki nilai lebih kecil dari existing . Hal ini dapat terjadi karena koefisien friksi pada perhitungan didapatkan dari moody diagram dan kemungkinan berbeda dengan kondisi sebenarnya.
9. Pressure Drop Shell (∆P shell )
Untuk pressure drop existing yang ada pada shell memiliki nilai sebesar 0,5 kg/cm 2 akan  tetapi redesign memiliki nilai lebih besar  yaitu 0,67 kg/cm 2 . Perbedaan ini disebabkan karena pada existing memiliki baffle dengan  jumlah yang lebih sedikit yaitu 16 buah sedangkan pada redesign memiliki jumlah baffle yang lebih banyak yaitu 17 buah. Hal ini sesuai dengan persamaan rumus pressure drop pada sisi shell : ∆𝑃𝑃 = 𝑓𝑓𝐺𝐺𝑠𝑠 2( 𝑁𝑁𝐵𝐵 +1) 𝐷𝐷𝑠𝑠 2 𝜌𝜌𝐷𝐷𝑒𝑒𝛷𝛷𝑠𝑠 , dimana semakin banyak jumlah baffle (N B )
maka semakin besar pula pressure drop ( ∆𝑃𝑃 )yang dihasilkan.

## IV KESIMPULAN
Dari analisa yang telah dilakukan maka didapatkan kesimpulan sebagai berikut:
1. Dimensi zona Desuperheating memiliki panjang maksimal 2.9 m, luas perpindahan panas efektif  520 m 2 , jarak baffle spacing 0,345 m, jumlah baffle 8 buah, Overall Heat Transfer Coefficient 520,43 Watt/m 2 K, Pressure drop 49481,3 N/m 2 .
2. Dimensi zona Condensing memiliki panjang maksimal 9,39 m, luas perpindahan panas efektif 739,5 m 2 , jarak baffle spacing 1,8 m, jumlah baffle 4 buah, Overall Heat Transfer Coefficient 3738,3 Watt/m 2 K , Pressure drop 6,3
N/m 2 .
3. Dimensi zona Subcooling memiliki panjang maksimal 1,66 m, luas perpindahan panas efektif 131 m 2 , jarak baffle spacing 0,345 m, jumlah baffle 5  buah, Overall Heat Transfer Coefficient 3659,8 Watt/m 2 K , Pressure drop 318152,15 N/m 2 . 4. Dimensi total High Pressure Heater memiliki panjang total 14 m, luas perpindahan panas efektif 1102,3 m 2 , total jumlah baffle 16 buah, total Overall Heat Transfer Coefficient 733 Watt/m 2 K , total pressure drop pada shell 65.704,55 N/m 2 , total pressure drop pada tube 26.477,95
N/m 2 . 5. Pressure Drop pada sisi tube berada dalam batas toleransi yaitu sebesar 26.477,95 N/m 2 sedangkan pada sisi shell melebihi dari batas toleransi yaitu sebesar 65.704,55 N/m 2 dan memiliki effectiveness sebesar 0,86.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Moran, Michael J and Shapiro, Howard N., “Termodinamika Teknik Jilid 1”, edisi 4, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1994
[2] Incropera, Frank P., Dewitt, David P., Bergman, Theodore L., Lavine, Adrienne S., “Fundamentals of Heat and Mass Transfer”, sixth edition, John Wiley & Sons (Asia) Pte    Ltd, 2007
[3] Kakac, Sadik., Liu, Hongtan., Pramuanjaroenkij, Anchasa., “Heat Exchangers Selection, Rating and Thermal Design”, Third Edition, CRC Press, Taylor and Francis Group, United States of America, 2012