Abstrak
Penggunaan heat exchanger pada sistem COG booster bertujuan untuk mendinginkan temperatur oli yang akan digunakan sebagai pelumasan dan pendinginan bearing. Semakin lama heat exchanger digunakan akan menyebabkan terjadinya fouling (pengotoran) di bagian dalam heat exchanger.
Semakin besar fouling yang terjadi akan menyebabkan terjadi penurunan kinerja heat exchanger seperti besarnya laju perpindahan panas aktual dan efektivitas. Oleh karena itu dilakukan analisis heat exchanger untuk mengetahui pengaruh fouling terhadap laju perpindahan panas aktual dan efektivitas heat exchanger dengan rentang waktu 1 tahun setelah booster beroperasi yang dibagi menjadi 2 periode.
Analisis dilakukan dengan membuat perhitungan parameter-parameter yang dibutuhkan. Dari hasil perhitungan dan analisis, ditunjukan bahwa terjadi penurunan pada laju perpindahan panasnya hingga sebesar 0,411 kW atau 19,45%, setara dengan energi yang dihasilkan dari penggunaan solar sejumlah 0,036 liter selama satu jam. Fouling yang terjadi mengalami kenaikan hingga sebesar 0,561 m2.K/kW. Sedangkan efektivitasnya mengalami penurunan sebesar 3,7%.
Kata kunci : biodegradabel, bioplastik, pelt intercalation, pati, pemlastis
PENDAHULUAN
Integrated Steel Mill (ISM) adalah pabrik berskala besar yang menyatukan peleburan besi (iron smelting) dan fasilitas pembuatan baja (steel making), biasanya berbasis Basic Oxygen Furnace . Proses pembuatan baja pada ISM meliputi 3 tahap dasar, salah satunya adalah Coke Making.
Coke adalah bahan bakar karbon padat dan sumber karbon yang digunakan untuk meleburkan bijih besi, yang didapatkan dengan memanaskan coal dengan temperatur tinggi di dalam Coke Oven. Proses pemanasan tersebut akan menghasilkan produk sampingan gas, yang dinamakan Coke Oven Gas (COG) yang juga merupakan salah satu emisi.
Meskipun demikian, COG adalah bahan bakar gas yang memiliki nilai kalori yang sedang, sehingga dapat dimanfaatkan kembali untuk bahan bakar di ISM setelah dilakukan treatment terlebih dahulu.
Di ISM Krakatau sendiri, COG digunakan untuk beberapa plant yang dibedakan berdasarkan tekanan kerjanya, yaitu low pressure plant dan high pressure plant. Pada low pressure plant, COG yang telah di treatment dapat langsung digunakan. Sedangkan pada high pressure plant tekanan COG harus dinaikan terlebih dahulu untuk dapat sampai ke plant yang dituju dan dapat digunakan. Untuk kebutuhan tersebut digunakanlah COG booster, yang termasuk jenis fan. Fungsi dari fan itu sendiri adalah untuk mengalirkan gas dalam jumlah besar dengan sedikit kenaikan pada tekanan nya.
Terdapat dua unit booster yang terpasang, dimana pada kondisi normal satu booster beroperasi, sedangkan booster yang lain dalam posisi stand by. Dengan fungsinya tersebut, maka COG booster merupakan salah satu komponen yang penting dan harus beroperasi dengan normal.
TINJAUAN PUSTAKA
Bizzy & Setiadi melakukan penelitian untuk merancang dimensi shell and tube dengan menggunakan metode analisis komputerisasi Heat Transfer Research Inc. (HTRI) dan metode analisis perhitungan manual. Handoyo &Ahsan melakukan penelitian untuk menganalisis kinerja heat exchanger jenis shell and tube yang digunakan sebagai pendingin aliran air pada PLTA Jatiluhur.
Lebo et al melakukan penelitian pada heat exchanger dengan tipe shell and tube di Pabrik Semen Kupang II - PT. Sarana Agra Gemilang, KSO PT. Semen Kupang (Persero). Soekardi melakukan penelitian untuk menganalisis pengaruh rata-rata faktor efektivitas perpindahan panas dan faktor koefisien perpindahan panas global terhadap dimensi utama hasil perancangan heat exchanger shell and tube dengan metode efektivitas-NTU.
Zainuddin et al melakukan penelitian pada suatu heat exchanger dengan tujuan untuk mengetahui kemampuan shell and multi tube helical coil HE sebagai pemanas udara dengan memanfaatkan gas buang dari mesin diesel.
Perpindahan Panas
Perpindahan panas adalah ilmu yang berupaya untuk memprediksi perpindahan energi yang mungkin terjadi antara material sebagai akibat dari adanya perbedaan temperatur. Sesuai dengan hukum termodinamika ke-2 (dua), aliran energi panas akan selalu mengalir ke bagian yang memiliki temperatur lebih rendah. Secara umum terdapat 3 (tiga) jenis perpindahan panas yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.
Heat Exchanger
Heat exchanger adalah suatu alat yang dimana terjadi aliran perpindahan panas diantara dua fluida atau lebih pada temperatur yang berbeda, dimana fluida tersebut keduanya mengalir didalam sistem. Di dalam heat exchanger tersebut, kedua fluida yang mengalir terpisah satu sama lain, biasanya oleh pipa silindris.
Fluida dengan temperatur yang lebih tinggi akan mengalirkan panas ke fluida yang bertemperatur lebih rendah. Heat exchanger dapat dibagi menjadi beberapa tipe berdasarkan fungsional dan jenis permukaan perpindahan panasnya. Pembagian tipe heat exchanger secara fungsional diantaranya recuperative type, regenerative/ storage type, dan direct mixing type.
Sementara itu, pembagian tipe heat exchanger berdasarkan permukaan perpindahan panasnya dapat diatur dalam beberapa bentuk diantaranya single tube arrangement, shell and tube arrangement, dan cross flow heat exchanger.
Shell and Tube
Shell and tube merupakan jenis heat exchanger yang populer dan lebih banyak digunakan. Shell and tube terdiri dari sejumlah tube yang terpasang didalam shell yang berbentuk silindris.
Terdapat dua fluida yang mengalir, dimana satu fluida mengalir di dalam tube, dan yang lainnya mengalir diluar tube.
DAFTAR PUSTAKA:
[1]. World Steel Asociation. (2012). The White Book of Steel. Diambil dari: www.worldsteel.org/steelstory. Diakses pada 15 April 2017.
[2]. Primary Metal. (2017). The Steel Making Industry. Diambil dari:http://www.istc.illinois.edu/info/library_docs/m anuals/primmetals/chapter2.htm. Diakses pada 15 April 2017.
[3]. Lacey, J.A. (2011). Coke-Oven Gas. Diambil dari: http://www.thermopedia.com/content/641/. Diakses pada 15 April 2017.
[4]. The Engineering ToolBox. (2017). Pumps, Compressors, Blowers and Fans. Diambil dari: http://www.engineeringtoolbox.com/pumps-compressors-fans-blowers-d_675.html. Diakses pada 15 Maret 2017.
[5]. Kakac, S., Liu, H. (2002). Heat exchanger: Selection, Rating, and Thermal Design (2nd Ed). Florida: CRC Press.
[6]. Kothandaraman, C.P. (2006). Fundamentals of Heat and Mass Trasfer (3rd Ed). New Delhi: New Age International (P) Ltd.
[7]. Chmiel. (2012). Erection, Operation, and Maintenance Manual for COG Booster Fan. Wippershainer: TLT-Turbo GmbH.
[8]. Cengel, Y.A. (2006). Heat Transfer: A Practical Approach (2nd Ed). Ohio: McGraw- Hill Higher Education.
[9]. Bizzy, I., Setiadi, R. (2013). Studi Perhitungan Alat Penukar Kalor Tipe Shell and Tube dengan Program Heat Transfer Research Inc. (HTRI). Jurnal Rekayasa Mesin, 3(1).
[10]. Handoyo, Y., Ahsan. (2012). Analisis Kinerja Alat Penukar Kalor Jenis Shell and Tube Pendingin Aliran Air Pada PLTA Jatiluhur. Jurnal Energi dan Manufaktur, 5(1).
[11]. Lebo, Y.M.V., Gusnawati., Jasron, J. (2015). Analisa Unjuk Kerja Alat Penukar Kalor Tipe Shell and Tube Untuk Pendinginan Minyak Pelumas Pasa Sistem Penggerak Induced Draft Fan. Lontar Jurnal Teknik Mesin Undana, 2(2).
[12].Soekardi, C. (2015). Analisis Pengaruh Efektivitas Perpindahan Panas dan Tahanan Termal Terhadap Rancangan Termal Alat Penukar Kalor Shell & Tube. Jurnal Sinergi, 19(1).
[13]. Zainuddin., Nurdin, J., Is, E. (2016). The Heat Exchanger Performance of Shell and Multi Tube Helical Coil as a Heater through the Utilization of a Diesel Machine’s Exhaust Gas. Aceh International Journal of Science and Technology. 5(1), 21-29.
[14]. Holman, J.P. (2010). Heat Transfer (10th Ed). New York: McGraw-Hill
[15].Brogan, R.J. (2011). Shell and Tube Heat Exchangers. Diambil dari: http://www.thermopedia.com/content/1121/ Diakses pada 15 April 2017.
Preview Journal
Mau donasi lewat mana?
Donate with PaypalGopay-