bab iv draft revise1

7/22/2019 BAB IV Draft Revise1

1/39

42

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hot Preheat Traindi unit CDU terdiri dari enam buah pemanas yang berfungsi

sebagai pemanas awal untuk menaikan suhu umpan minyak mentah (crude oil)

sebelum masuk ke furnace 11-F-101. Hot Preheat Train di unit CDU termasuk

HE tipe shell and tube dengan jenis aliran counter current (berlawanan arah)

dimana, umpan berupa minyak mentah di lewatkan pada sisi tube dan fluida panas

dilewatkan pada sisi shell. Namun, pada HE-110 & 111 A/B fluida panas

dilewatkan pada sisi tube, sedangkan minyak mentah dilewatkan pada sisi shell

dan tidak sama dengan HE lain pada rangkaian penukar panas tersebut.

Berdasarkan teori, kriteria pemilihan fluida yang dilewatkan pada HE seperti:

tekanan, viskositas, laju alir, faktor korosi yang lebih tinggi harus dilewatkan pada

sisi tube, hal ini dilakukan untuk memperkecil kerusakan pada peralatan sehingga

dapat mempermudah pembersihan dan perawatan peralatan.

Pada penelitian industri ini dilakukan evaluasi terhadap kinerja hot preheat

train 11-E-106 sampai dengan 11-E-110 & 111 A/B.Hot Preheat Train inidirancang untuk menaikan suhu umpan sebesar 280oC (suhu inlet furnace). Jika

suhu target tidak dapat terpenuhi maka beban kerja padafurnaceakan meningkat

dan menyebabkan konsumsi bahan bakar akan meningkat sehingga kinerja dari

hot preheat train di unit CDU harus selalu dijaga dan dimonitor berdasarkan

waktu pengoperasiannya.

4.1 Analisis Awal KinerjaHeat Exchanger

Fluida panas hot preheat trainmerupakan fluida aliran keluaran danpump around

dari kolom fraksionasi (11-C-101). Hal tersebut menyebabkan suhu fluida panas

masuk hot preheat trainbergantung pada suhu aliran dari kolom fraksionasi. Oleh

karena itu, dilakukan analisis awal berdasarkan laju alir, suhu, dan laju panas yang

ditransfer (diterima minyak mentah) pada kondisi aktual dan desain untuk

menentukan penukar panas yang sudah tidak mampu mentransfer panas sesuai

desain dan diprediksi sudah mengalamifouling, sehingga dapat dilakukan evaluasi

berdasarkan, tren Rd, Q, LMTD terkoreksi, dan U, pada penukar panas tersebut.


2/39

43Laporan Penelitian Industri

PT PERTAMINA (Persero)Refinery UnitVI Balongan - Indramayu

Kilang Langit Biru Balongan (KLBB)

Jurusan Teknik Kimia

Politeknik Negeri Bandung

Analisis awal juga dilakukan untuk mendapatkan estimasi cepat mengenai kondisi

penukar panas yang membutuhkan evaluasi lebih lanjut. Suhu minyak mentah

keluar penukar panas menjadi fokus utama dalam analisis awal karena diharapkan

penukar panas pada hot preheat train dapat menaikkan suhu minyak mentah

sesuai desain masing-masing penukar panas.

Dari hasil analisis awal terhadap hot preheat train11-E-106 sampai dengan

11-E-110 & 111 A/B pada Crude Distillation Unit(CDU) didapatkan data yang

disajikan dalam bentuk grafik pada Gambar 4.1 sampai dengan Gambar 4.10

berikut.

Gambar 4.1 GrafikFlow Rate11-E-106

Gambar 4.2 Grafik Temperatur 11-E-106

300350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

1 6 11 16 21 26 31

Flow(kg/h)

waktu operasi (hari)

flow tube desain

flow tube aktual

flow shell desain

flow shell aktual

130

150

170

190

210

230

250

1 6 11 16 21 26 31

Temperature

(C)


shell in desain

shell in aktual

shell out desain

shell out aktual

tube in desain

tube in aktual

tube out desain

tube out aktual


3/39






Gambar 4.3 GrafikFlow Rate11-E-107 A/B

Gambar 4.4 Grafik Temperatur11-E-107 A/B

Gambar 4.5 GrafikFlow Rate11-E-108

400

450

500

550

600

650

700

750

800

1 6 11 16 21 26 31

Flow(kg/h)


flow shell desain

flow shell aktual

flow tube desain

flow tube aktual

155

175

195

215

235

255

275

1 6 11 16 21 26 31

Temperature(C)


shell in desain

shell in aktual

shell out desain

shell out aktual

tube in desain

tube in aktual

tube out desain

tube out aktual

20

120

220

320

420

520

620

720

1 6 11 16 21 26 31

Flow(kg/h)


flow shell desain

flow shell aktual

flow tube desain

flow tube aktual


4/39






Gambar 4.6 Grafik Temperatur 11-E-108

Gambar 4.7 GrafikFlow Rate11-E-109 A/B

160

180

200

220

240

260

280

300

320

1 6 11 16 21 26 31

Temperature(C)


shell in desain

shell in aktual

shell out desain

shell out aktual

tube in desain

tube in aktual

tube out desain

tube out aktual

0.00

100,000.00

200,000.00

300,000.00

400,000.00

500,000.00

600,000.00

700,000.00

800,000.00

MassFlow,

kg/hr

Date, mm/dd/yyyy

Shell (Actual)

Shell (Design)

Tube (Actual)

Tube (Design)


5/39






Gambar 4.8 Grafik Temperatur 11-E-109 A/B

Gambar 4.9 GrafikFlow Rate11-E-110&111 A/B

150.00

170.00

190.00

210.00

230.00

250.00

270.00

290.00

310.00

7/25/2013 8/4/2013 8/14/2013 8/24/2013 9/3/2013

Temp,

C

Date, mm/dd/yyyy

Shell in (Actual)

Shell in (Design)

Shell out (Actual)

Shell out (Design)

Tube in (Actual)

Tube in (Design)

Tube out (Actual)

Tube out (Design)

400,000.00

450,000.00

500,000.00

550,000.00

600,000.00

650,000.00

700,000.00

750,000.00

800,000.00

MassFlow,

kg/hr

Date, mm/dd/yyyy

Shell (Design)

Shell (Actual)

Tube (Actual)

Tube (Design)


6/39






Gambar 4.10 Grafik Temperatur 11-E-110&111 A/B

Dilihat dari tren laju alir dan suhu pada 11-E-106, penukar panas tersebut

dapat menaikkan suhu minyak mentah sesuai desain dengan suhu masuk minyak

mentah sedikit di bawah desain sehingga dapat disimpulkan bahwa penukar panas

11-E-106 tidak mengalami masalah dan tidak membutuhkan evaluasi lebih lanjut.

Suhu minyak mentah mulai tidak dapat mencapai desain setelah melewati 11-E-

107 A/B. Meskipun suhu minyak mentah sudah tidak mencapai desain setelah

melewati 11-E-107, belum dapat diindikasikan bahwa penukar panas 11-E-108

sampai 11-E-110 & 111 juga mengalami masalah dalam perpindahan panas

karena minyak mentah dipanaskan secara serial. Pada saat penukar panas pertama

tidak dapat menaikkan suhu minyak mentah sesuai desain penukar panas tersebut

maka dapat dipastikan penukar panas selanjutnya juga tidak dapat menaikkan

suhu sesuai desain walaupun penukar panas selanjutnya masih dapat

memindahkan panas dengan baik. Hal tersebut disebabkan karena penukar panas

dirancang dengan suhu inlet dan outlet serta laju alir tertentu untuk mentransfer

panas dengan jumlah tertentu.

Pada penukar panas 11-E-107 A/B, suhu fluida panas masuk sedikit melewati

desain tetapi suhu keluar fluida dingin (minyak mentah) dalam 11-E-107 A/B

tidak dapat mencapai desain. Berdasarkan hasil pengukuran laju alir fluida

170.00

190.00

210.00

230.00

250.00

270.00

290.00

310.00

330.00

350.00

370.00

7/25/2013 8/4/2013 8/14/2013 8/24/2013 9/3/2013

Temp,

C

Date, mm/dd/yyyy

Shell in (Actual)

Shell in (Design)

Shell out (Actual)

Shell out (Design)

Tube in (Actual)

Tube in (Design)

Tube out (Actual)

Tube out (Design)


7/39






pemanas dilapangan, juga berada di bawah desain dan pada kondisi ini seharusnya

fluida dingin yang masuk suhunya dapat lebih tinggi. Suhu fluida panas keluar

berada di atas desain yang berarti panas dari fluida panas tidak dapat ditransfer

seluruhnya. Hal tersebut menunjukkan adanya peningkatan resistansi perpindahan

panas. Oleh karena itu, diindikasikan penukar panas 11-E-107 A/B telah

mengalami fouling, sehingga selanjutnya harus dilakukan pemeriksaan terhadap

nilai panas yang ditransfer (Q). Tren heat duty (Q) 11-E-107 A/B dapat dilihat

pada Gambar 4.11 berikut.

Gambar 4.11 Grafik Q Desain vs Q Aktual 11-E-107 A/B

Pada Gambar 4.11 di atas dapat dilihat bahwa jumlah panas yang ditransfer

oleh 11-E-107 berada jauh dibawah desain sehingga perlu dilakukan evaluasi pada

penukar panas tersebut.

Tren suhu dan laju alir untuk 11-E-108 ditunjukkan oleh Gambar 4.5 dan 4.6

Laju alir kedua fluida dan suhu fluida panas masuk 11-E-108 sudah mendekati

desain, tetapi suhu fluida minyak masuk berada di bawah desain akibat suhu

minyak mentah keluar penukar panas sebelumnya yang berada di bawah desain.

Jika dilihat dari tren suhu fluida panas keluar, suhu minyak mentah masuk dan

keluar, penukar panas 11-E-108 tidak diindikasikan mengalami masalah dalam

transfer panas. Kondisi yang sama juga ditemukan pada penukar panas 11-E-109

yang tidak diindikasikan mengalami masalah pada transfer panas.

6000000

7000000

8000000

9000000

10000000

11000000

12000000

13000000

14000000

1 6 11 16 21 26 31

Q(kcal/hr)


Q desain

Q aktual


8/39






Pada penukar panas 11-E-110 & 111 A/B, laju alir fluida panas berada

dibawah desain dengan suhu masuk fluida panas yang berada sedikit dibawah

desain. Minyak mentah masuk 11-E-110 & 111 A/B memiliki suhu yang berada

sedikit dibawah desain. Dengan kondisi tersebut, suhu fluida panas keluar 11-E-

110 & 111 A/B masih mencapai desain, dan seharusnya suhu fluida panas keluar

sudah berada dibawah desain. Oleh, karena itu, dilakukan pemeriksaan terhadap

tren Q yang diterima oleh minyak mentah. Tren Q tersebut ditunjukkan oleh

Gambar 4.12 berikut.

Gambar 4.12 Grafik Q Desain vs Q Aktual 11-E-110&111 A/B

Pada Gambar 4.12 dapat dilihat bahwa laju jumlah panas yang diterima

minyak mentah tidak dapat mencapai laju jumlah panas sesuai desain untukmenaikkan suhu minyak mentah sebesar 80 C. Penukar panas 11-E-110 & 111

A/B hanya dapat menaikkan suhu minyak mentah dengan rata-rata sebesar 56.5

C.

Berdasarkan hasil analisis awal maka ditemukan bahwa penukar panas yang

mengalami masalah dalam perpindahan panas yaitu pada 11-E-107 A/B dan 11-E-

110 & 111 A/B. Selanjutnya dilakukan evaluasi pada penukar panas 11-E-107

A/B dan 11-E-110 & 111 A/B.

20,000,00022,000,000

24,000,000

26,000,000

28,000,000

30,000,000

32,000,000

34,000,000

36,000,000

38,000,000

40,000,000

Q,

kcal/hr

Date, mm/dd/yyyy

Q Design

Q Actual


9/39






4.2 Pembahasan

4.2.1 Evaluasi KinerjaHot Preheat Train11-E-107 A/B

Minyak mentah (crude oil) atau disingkat dengan istilah CO, merupakan fluida

dingin yang akan dipanaskan dengan fluida pemanas berupa Atmosferik Residu

(AR). Fluida pemanas ini merupakan produk bawah dari kolom fraksionasi 11-C-

101 yang pertama-tama masuk ke dalam HE 11-E-110&111 A/B. Pada HE 11-E-

110&111 A/B AR dilewatkan di dalam tube sedangkan CO dilewatkan di dalam

shell. AR yang telah keluar dari 11-E-110&111 A/B kemudian dimasukan ke

dalam 11-E-107 A/B. Pada 11-E-107 A/B AR tersebut di tukar alirannya sehinggamengalir pada bagian shell sedangkan CO pada bagian tube. AR dimanfaatkan

panasnya dengan tujuan sebagai salah satu langkah dalam melakukan konservasi

energi karena temperatur pada saat keluar dari kolom fraksionasi sebesar 354C.

Dengan temperatur tersebut, maka potensi untuk terbentuknya fouling seiring

dengan waktu pengoperasian peralatan sangat tinggi. Apabila foulingyang telah

terbentuk dari deposit (pengotor) yang terbawa dalam transportasi fluida tidak

dibersihkan, hal ini dapat menyebabkan terhambatnya proses perpindahan panas

dari AR ke CO sehingga temperatur keluar 11-E-107 A/B tidak dapat mencapai

target (195C).

Berdasarkan teori yang didapatkan atas dasar pertimbangan dalam perawatan

dan ekonomi, bahwa fluida yang seharusnya mengalir atau dilewatkan di dalam

tube maupun shell memiliki persyaratan tertentu. Pada HE-107 A/B fluida

pemanas (AR) dilewatkan di dalam shellkarena kekentalannya lebih tinggi jika

dibandingkan dengan CO. Apabila CO di alirkan di dalam shell maka potensi

untuk terjadinya kerusakan pada peralatan karena fouling dan korosi akan lebih

tinggi. Oleh karena itu, CO lebih dipilih untuk dialirkan di dalam tubepada 11-E-

107 A/B sedangkan Atmosferik Residu (AR) bertindak sebagai fluida panas yang

dialirkan di dalamshell.

Data-data yang didapatkan dalam penelitian diambil selama tiga bulan, yaitu

dari buan Juni 2013 Agsutus 2013. Data lapangan pada 11-E-107 A/B yang

telah diolah kemudian dibandingkan antara kondisi aktual (lapangan) dengan


10/39






desain awal peralatan pada data sheet. Perbandingan ini dimaksudkan agar

performa dari 11-E-107 A/B yang dipakai dapat diketahui berdasarkan parameter:

flow rate(W), heat duty(Q),Log Mean Temperature Difference(LMTD), overall

heat transfer coefficient(U), temperatur (T), danfouling factor(Rd).

Pada proses pengambilan dan pengolahan data yang dilakukan dalam

penelitian, diperoleh temuan data yang abnormal atau data tersebut berbeda pada

kondisi normal operasi yang di tetapkan di lapangan. Kesalahan pengukuran data

aktual terjadi pada hari ke-24, sehingga data tersebut tidak dapat dijadikan sebagai

bahan pertimbangan dalam melakukan evaluasi HE. Data pada hari ke-24

tersebut mengakibatkan nilai pada perhitungan berdasarkan parameter yang telah

disebutkan menjadi tidak tepat. Untuk mengurangi terjadinya kesalahan

pengukuran dan perhitungan data dalam menentukan waktu pembersihan

peralatan, maka dilakukan manipulasi pada data yang error dengan merata-rata

nilai terukur pada hari ke-23 dengan hari ke-25 sehingga nilai normal operasi pada

hari ke-24 dapat diprediksi.

Adapun, dugaan dari kesalah pengukuran pada data hari ke-24 tersebut dapat

terjadi karena adanya: kesalahan intrumen pengukuran di lapangan, kerusakan

pada peralatan pompa yang mengalirkan CO dan AR, peralatan pompa ataupun

HE yang dipakai sedang dalam perbaikan, sehingga kendala teknis seperti

terjadinya kegagalan proses (trip) di lapangan telah menyebabkan penyimpangan

dari kondisi normal operasi.

4.2.1.1Evaluasi Berdasarkan Laju Alir (W)

Untuk dapat melihat pengaruh laju alir masuk dan keluar fluida, baik pada sisi

shell maupun tubedisajikan dalam Gambar 4.13 dan 4.14 berikut.


11/39






Gambar 4.13 Grafik W Desain vs W Aktual Asumsi Trip

Gambar 4.14 Grafik W Desain vs W Aktual Rata-Rata

Dalam grafik tersebut terlihat laju alir pada hari ke-24 mengalami kondisi

yang abnormal sehingga mempengaruhi proses perhitungan yang dilakukan.

Kesalahan pengukuran pada hari ke-24 tersebut menyebabkan kurang akuratnya

nilai: Q, U, T, LMTD, dan Rd sehingga berpengaruh dalam menentukan waktu

pembersihan optimum peralatan 11-E-107 A/B. Data yang tidak valid ini

kemudian di manipulasi dengan merata-rata nilai terukur pada pengukuran di hari

ke-23 dan ke-25, sehingga nilai pada hari ke-24 dapat di prediksi.

250,000.00

350,000.00

450,000.00

550,000.00

650,000.00

750,000.00

850,000.00

0 20 40 60 80 100

W(

kg/hr)

Day

W Design Shell

W Actual Shell

W Design Tube

W Actual Tube

350,000.00

400,000.00

450,000.00

500,000.00

550,000.00

600,000.00

650,000.00

700,000.00

750,000.00

800,000.00

0 20 40 60 80 100

W

(kg/hr)

Day

W Design Shell

W Design Tube

W Actual Shell

W Actual Tube


12/39






Laju alir yang mengalir pada bagian tubedanshellmasing-masing di desain

sebesar 759,220.00 kg/hr (tube) dan 542,640.00 kg/hr (shell). Sedangkan data

pengukuran dilapangan menunjukkan nilai yang berfluktuatif dan rata-rata berada

di bawah desain untuk sisishell. Adapun pada bagian tube,laju alir umpan masuk

relatif mendekati desain meskipun pada beberapa waktu operasi menunjukkan

perubahan sebelum terjadinya trip pada hari ke-24. Nilai yang terukur pada saat

trip masing-masing adalah sebesar 501,053.76 kg/hr dari nilai sebelumnya sebesar

277,642.96 kg/hr pada sisi tube, dan 751,387.30 kg/hr pada sisi shell dari nilai

sebelumnya 622,119.32 kg/hr. Laju alir yang terus berfluktuasi ini dapat

mempengaruhi waktu pembersihan HE berdasarkan parameter yang telah di

tetapkan diatas.

Dalam grafik laju alir diatas, terlihat fluktuasi aliran baik pada sisi bagian

shell maupun tube. Fluktuasi ini dapat terjadi karena aliran di dalam peralatan

tidak stabil akibat dari adanya deposit yang telah mengerak, sehingga

mengakibatkan terhalangnya aliran fluida di dalam HE. Naik dan turunnya laju

alir diperkirakan deposit yang mengalir dan telah menempel pada peralatan

mengalami pengikisan akibat dari pola aliran yang dihasilkan oleh fluida,

sehingga seiring dengan lamanya pengoperasian peralatan laju alirpun terus

mengalami perubahan. Tetapi, penurunan laju alir yang terjadi pada minggu ke

tiga di bulan Agustus 2013 sengaja dilakukan karena pabrik telah mendekati masa

Turn Around (TA) tahunan.

4.2.1.2EvaluasiBerdasarkanTemperatur(T)

Berdasarkan tren terhadap perbedaan temperatur masuk dan keluar pada HE 11-E-107 A/B baik pada shell maupun pada tube menunjukkan nilai yang berbeda

dengan desain awal. Temperatur CO yang akan di panaskan di dalam tube

temperatur keluarannya tidak dapat mencapai target dan terjadi penurunan

sehingga temperatur umpan tidak memenuhi kriteria suhu inlet pada HE

selanjutnya. Hal ini kemungkinan terjadi karena dipengaruhi Rd yang semakin

besar sehingga mempengaruhi proses perpindahan panas yang diterima oleh CO.


13/39






Sedangkan pada temperatur masuk dan keluaran di bagian shellsangat tinggi dan

telah melewati desain awal.

Untuk memperoleh ketelitian data pengukuran suhu masuk dan keluar normal

operasi pada hari ke-24 juga diambil data hasil rata-rata (manipulasi). Adapun,

tren atas terhambatnya suhu yang dipertukarkan pada HE 11-E-107 A/B dapat

dilihat dalam Gambar 4.15 dan 4.16 berikut.

Gambar 4.15 Grafik T Desain vs T Aktual Asumsi Trip

257

221

195

167

150

170

190

210

230

250

270

0 20 40 60 80 100

Temperature(oC)

Day

Thi Actual

Thi Design

Tho Actual

Tho Design

tco Actual

tco Design

tci Actual

tci design


14/39






Gambar 4.16 Grafik T Desain vs T Aktual Rata-Rata

Dari grafik tersebut dapat diketahui sumber penyebab terjadinya

penyimpangan suhu masuk dan keluar pada pada HE 11-E-107 A/B. Fluida panas

(AR) berdasarkan karakteristik fisiknya sangat kental dan mengandung berbagai

macam logam berat seperti vanadium (V), timbal (Pb) dan rantai karbon yang

panjang (C), sehingga pengotor yang terbawa dan mengalir bersama AR telah

menimbulkan foulingpada HE dengan sangat cepat. Kecepatan terjainya fouling

dan kenaikan Rd juga dipengaruhi oleh bentuk aliran yang terjadi pada sisi tube

maupun shell menjadi kecil dan telah menyebabkan Nre menjadi mengecil.

Sedangkan kondisi temperatur di dalam HE yang tetap telah menyebabkan

pembentukanfoulingmenjadi lebih cepat. Jika deposit yang menempel pada HE

tidak dibersihkan, maka akan mengakibatkan performa HE menurun dan tidak

dapat menukar panas dengan baik. Apabila hal ini terus dibiarkan, beban kerja

penukar panas pada HE yang dilewati oleh fluida tidak dapat bekerja dengan

maksimal dan menyebabkan beban kerja pemanasan pada furnace 11-F-101

meningkat.

257

221

167

195

150

170

190

210

230

250

270

290

0 20 40 60 80 100

Temperature(oC)

Day

Th in Design

Th out Design

Tc in Design

Tc out Design

Th in Actual

Th out Actual

Tc out Actual

Tc in Actual


15/39






4.2.1.3EvaluasiBerdasarkanLog Mean Temperature Difference(LMTD)

Hasil evaluasi performa HE berdasarkan LMTD terkoreksi kondisi desain

dibandingkan dengan kondisi aktual ditunjukkan pada Gambar 4.17 dan 4.18

berikut.

Gambar 4.17 Grafik LMTD Desain vs LMTD Aktual Asumsi Trip

Gambar 4.18 Grafik LMTD Desain vs LMTD Aktual Rata-Rata

Hasil tren terhadap perbandingan LMTD desain dan aktual sangat

berfluktuasi. Fluktuasi tersebut terjadi karena nilai LMTD dipengaruhi oleh

temperatur masuk dan keluar fluida di dalam HE 11-E-107 A/B, sehingga

45.0000

50.0000

55.0000

60.0000

65.0000

70.0000

75.0000

80.0000

85.0000

0 20 40 60 80 100

LMTD(oC)

operating condition (day)

LMTD design

LMTD actual

45.0000

50.0000

55.0000

60.0000

65.0000

70.0000

75.0000

80.0000

85.0000

0 20 40 60 80 100

LMTD(oC)


LMTD design

LMTD actual


16/39






berpengaruh terhadap perbedaan temperaturnya (T). Sedangkan temperatur

masuk dan keluar HE juga dipengaruhi oleh laju alir umpan yang berpengaruh

terhadap waktu tinggalnya. Dari tren tersebut terlihat nilai LMTD aktual berada

diatas LMTD desain. LMTD digunakan untuk mengetahui heat transfer di dalam

HE 11-E-107 A/B tersebut. Dengan LMTD yang tinggi diharapkan perpindahan

panas di dalam HE dapat berlangsung dengan baik, akan tetapi pada kenyataannya

LMTD yang berada di atas desain telah menyebabkan heat trasfer kurang

maksimal.

Untuk memperoleh data yang tepat, dilakukan langkah trendingpada LMTD

dengan merata-rata nilai aktual yang terukur pada hari ke-24 dan diperoleh hasil

rata-rata dari data tersebut sebesar 75.48338959oC dari nilai sebelumnya, yaitu

sebesar 57.38873311oC. Tren data yang dilakukan tersebut dapat mengindikasikan

telah terjadi penurunan performa pada HE karena nila dari LMTD tersebut berada

di atas desain awal (56.5 oC) dan disain hasil perhitungan terbaru (54.8772 oC),

meskipun pada bulan Agustus nilai yang terukur mulai menunjukkan penurunan.

LMTD yang terukur dapat berpengaruh dalam menentukan nilai Q sehingga

LMTD tersebut harus selalu di periksa. Setelah di lakukan pengecekan pada nilai

Q, panas yang diterima oleh CO tetap kecil dan berada di bawah desain.

Penurunan ini terjadi akibat adanya penurunan laju alir umpan dan dugaan telah

terbentuknya deposit pada permukaan HE oleh fluida yang mengalir di dalamnya.

4.2.1.4EvaluasiBerdasarkanHeat Duty(Q)

Heat duty(Q) merupakan besarnya panas atau energi yang di transfer per waktu.

Nilai Q ditujukan untuk dapat mengetahui besarnya beban yang ditanggungpemanas (AR) terhadap fluida yang akan dipanaskan (CO). Untuk dapat

mengetahui besarnya nilai Q yang terukur berdasarkan hasil perhitungan di

bandingkan dengan Q desain yang disajikan dalam Gambar 4.19 dan 4.20 berikut.


17/39






Gambar 4.19 Grafik Q Desain vs Q Aktual Asumsi Trip

Gambar 4.20 Grafik Q Desain vs Q Aktual Rata-Rata

Berdasarkan data yang ditunjukkan pada grafik tersebut, antara Q desain

(12,854,952.4039 Kkal/jam) dan aktual baik pada asumsi terjadinya tripmaupun

hasil rata-rata menunjukkan nilai yang jauh berbeda. Kesalahan pengukuran yang

terjadi pada hari ke-24 juga mempengaruhi nilai Q normal operasi, sehingga

kesalahan pengukuran dalam mengevaluasi performa dari HE menjadi tinggi.

Salah satu langkah yang di ambil untuk mengurangi kesalahan pengukuran dari

data tersebut yaitu dengan merata-rata nilai pada hari ke-23 dan ke-25 sehingga

diperoleh nilai rata-rata (manipulasi) sebesar 6,717,849.3242 Kkal/jam pada

0.0000

2,000,000.0000

4,000,000.0000

6,000,000.0000

8,000,000.0000

10,000,000.0000

12,000,000.0000

14,000,000.0000

0 20 40 60 80 100

Q(kcal/hr)


Q actual

Q Design

0.0000

2,000,000.0000

4,000,000.0000

6,000,000.0000

8,000,000.0000

10,000,000.0000

12,000,000.0000

14,000,000.0000

0 20 40 60 80 100

Q

(kcal/hr)


Q design

Q actual


18/39






bagian tube dan 7,422,636.7258 Kkal/jam pada bagian shell. Nilai Q yang telah

terukur tersebut berada di bawah desain awal dan terus berfluktuasi. Hal ini terjadi

karena laju alir di dalam shell pada 11-E-107 A/B lebih kecil dari laju alir yang

seharusnya (desain) selain itu, dugaan terjadinya fouling dan ketidak telitian

pengukuran nilai spesific heat (Cp) minyak mentah antara kondisi aktual dan

desain tidak sama dengan rancangan awal pada 11-E-107 A/B, juga berpengaruh

terhadap nilai Q menjadi kecil.

Dengan melihat tren data tersebut, nilai Q yang terukur antara desain dan

aktual yang berbeda, maka dapat mengindikasikan performa HE mengalami

penurunan karena Q seharusnya (aktual) tidak sama atau mendekati data desain

awal yang telah ditentukan. Sedangkan, nilai Q pada bulan Agustus hari ke-88

kembali mengalami kondisi yang abnormal dengan nilai Q yang dicapai yaitu

sebesar 3,780,154.1790 Kkal/jam dan setelah di rata-rata menjadi 5,125,681.7583

Kkal/jam. Kondisi tersebut diperkirakan terjadi karena nilai Cp menjadi drop

sehingga mempengaruhi harga Q masuk dan keluar HE 11-E-107 A/B.

4.2.1.5Evaluasi Berdasarkan Overall Heat Transfer Coefficient(U)

Adalah koefisien perpindahan panas menyeluruh sebagai gabungan proses

konduksi dan konveksi pada HE. Nilai U menyatakan mudah atau tidaknya panas

yang berpindah dari fluida panas ke fluida dingin. Harga U yang di tetapkan pada

saat melakukan desain peralatan oleh vendor sudah diberikan toleransi jika pada

saat pengoperasian terjadi hal-hal yang tidak di duga, sehingga pada saat

perhitungan dihitung nilai Uclean (Uc) danU dirt (Ud). Uc merupakan nilai U

yang terukur pada peralatan saat masih bersih dan tidak terdapat pengotor didalamnya. Sedangkan Ud merupakan toleransi yang diberikan dan di anggap

peralatan telah mengalami pengotoran atau fouling sehingga nilai Ud dalam

desain merupakan suatu acuan dalam menentukan waktu pembersihan pada HE. U

desain pada HE 11-E-107 A/B yang ditetapkan yaitu sebesar 424.2910

Kkal/hr.m2.oC.

Evaluasi performa dengan melihat harga U desain terhadap U aktual pada 11-

E-107 A/B menunjukkan nilai yang berfluktuatif. Nilai U yang terukur dalam


19/39






perhitungan merupakan nilai Ud. Pengukuran nilai U aktual yang dilakukan pada

hari ke-24 nilainya turun secara drastis dan sangat jauh dari desain. Kondisi

abnormal ini dapat mempengaruhi ketidaktelitian dalam pengukuran sehingga

untuk menebak nilainya dilakukan manipulasi pada data normal operasi dengan

merata-rata nilai aktual yang terukur pada hari ke-23 dan ke-25. Harga U yang

terukur pada hari ke-24 sebesar 89.6549 Kkal/hr.m2.oC dan U setelah di rata-rata

sebesar 179.6194 Kkal/hr.m2.oC.

Pada akhir bulan Agustus (hari ke-88), kembali terjadi penyimpangan nilai U

aktual yang berada di bawah data desain awal. Nilai U yang terukur yaitu sebesar

89.0864 Kkal/hr.m2.oC dan setelah di rata-rata antara hari ke-87 dan ke-89

nilainya menjadi 124.9512 Kkal/hr.m2.oC. Penyimpangan tersebut dapat terjadi

karena dipengaruhi oleh nilai Q yang mengalir di dalam HE berkurang atau kecil.

Selain itu, nilai Q menjadi mengecil diperkirakan karena nilai Cp yang terukur

mengalami dropatau tidak sesuai dengan normal operasi sehingga nilai U yang

terukur juga berada di bawah desain. Secara keseluruhan, nilai U yang

berfluktuasi berada di bawah desain awal peralatan. Adapun, tren untuk

mengetahui nilai U disajikan dalam Gambar 4.21 dan 4.22 berikut.

Gambar 4.21 Grafik U Desain vs U Aktual Asumsi Trip

0.0000

50.0000

100.0000

150.0000

200.0000

250.0000

300.0000

350.0000

400.0000

450.0000

0 20 40 60 80 100

Ud(hr.m2.o

C/kcal)


U actual

U design


20/39






Gambar 4.22 Grafik U Desain vs U Aktual Rata-Rata

4.2.1.6 Evaluasi Berdasarkan Fouling Factor (Rd) dan Penentuan Masa

Servis Optimum Penukar Panas 11-E-107 A/B

Fouling merupakan salah satu penyebab terjadinya kerusakan pada HE karena

dapat menghambat proses pertukaran panas yang terjadi di dalamnya. Evaluasi

yang dilakukan dengan melihat parameter fouling factor (Rd) merupakan salah

satu langkah untuk dapat mengetahui waktu pembersihan pada peralatan HE. Di

RU VI Balongan, parameter ini dipakai untuk menjaga agar performa HE tetap

dalam kondisi baik sehingga jadwal pembersihan peralatan yang optimum dapat

ditentukan dengan melihat Rd-nya.

Berdasarkan hasil perhitungan, nilai Rd desain yang ditetapkan lebih kurang

sebesar 0.002636923 hr.m2.oC/Kkal dan Rd aktual yang terukur diambil dari data

normal operasi di lapangan pada 01/06/2013 atau hari pertama, nilai yang terukur

sebesar 0.007067451 hr.m2.oC/Kkal. Dari hasil pengukuran yang dilakukan, nilai

tersebut sudah melewati nilai yang telah di tetapkan, sehingga HE seharusnya

sudah dibersihkan sebelum tanggal 01/06/2013.

Pada proses pengambilan dan pengolahan data yang dilakukan dalam

penelitian diperoleh temuan data yang abnormal atau data tersebut berbeda pada

kondisi normal operasi yang di tetapkan di lapangan. Data tersebut

mengakibatkan nilai pada perhitungan menjadi tidak tepat, sehingga untuk dapat

0.0000

50.0000

100.0000

150.0000

200.0000

250.0000

300.0000

350.0000

400.0000

450.0000

0 20 40 60 80 100

Ud(hr.m2.o

C/kcal)

operational condition (day)

U actual

U design


21/39


22/39






Jika penentuan waktu pembersihan peralatan HE mengacu pada Gambar 4.23

maka penentuan waktu pembersihan optimum yang muncul menjadi kurang tepat.

Faktor kesalahan dalam penentuan waktu tersebut lebih tinggi karena nilai linier

yang diperoleh dari persamaan kurang tepat karena terdapat dua data yang kurang

valid yaitu pada hari ke-24 dan ke-88. Untuk dapat menentukan waktu

pembersihan yang optimum maka dilakukan manipulasi terhadap data yang di

anggap salah (tidak valid) karena dugaan adanya trip tersebut. Manipulasi yang

dilakukan yaitu dengan merata-rata nilai diantara dua data sebelum dan sesudah

terjadinya dugaan trip. Dari hasil manipulasi yang telah dilakukan, maka dapat

ditentukan waktu pembersihan optimum pada HE dengan menggunakan

persamaan yang muncul pada hasil regresi linier pada data tren. Adapun

persamaan hasil proyeksi yang digunakan dalam menentukan waktu pembersihan

optimum yaitu persamaan yang muncul pada Gambar 4.24.

Berdasarkan persamaan yang muncul, perkiraan waktu pembersihan optimum

untuk masing-masing kondisi dapat dilihat dalam Tabel 4.1 berikut.

Tabel 4.1 Prediksi Waktu Pembersihan Optimum Peralatan 11-E-107 A/B

Grafik

Waktu

Proyeksi

(Hari)

Prediksi Waktu

Pembersihan

(Hari)

Keterangan Waktu

Pembersihan

Kondisi

Trip

-365

(September

2012)

-128.7

(Januari/24/2013)

Sebelum bulan Juni 2013

(kurang tepat karena terdapat dua

data yang tidak valid)

Kondisi

Rata-rata

-365

(September

2012

-125.4

(Januari/27/2013)

Sebelum bulan Juni 2013

Hasil tren data dari grafik tersebut dapat menjelaskan bahwa performa HE

telah mengalami penurunan karena nilai Rd antara desain dan aktual tidak sama .

Perbedaan nilai Rd berdasarkan kondisi normal operasi menunjukkan jadwal

pembersihan optimum pada HE lebih baik dilakukan setiap 125 hari sekali.

Adapun jadwal pembersihan rutin yang ditetapkan oleh perusahaan, yaitu setiap


23/39






satu tahun sekali semua peralatan proses dan pendukung harus mengalami

perbaikan dan perawatan. Namun, dari hasil evaluasi yang dilakukan jadwal yang

ditetapkan tersebut kurang tepat untuk peralatan penukar panas 11-E-107 A/B.

Jika hal ini terus di biarkan, maka potensi terjadinya kerusakan pada peralatan

akan lebih tinggi dan temperatur umpan masuk yang diharapkan dicapai pada

penukar panas 11-E-108 tidak bisa tercapai dan menjadi drop(turun).

Jika peralatan telah dibersihkan dan pada saat pengoperasian selanjutnya

terjadi kesalahan hasil pengukuran, maka dapat diperkirakan bahwa proses

pembersihan yang telah dilakukan pada peralatan tidak sempurna dan masih

terdapat pengotor seperti deposit yang terbawa dan mengendap dalam peralatan

tetap ada.

4.2.2 Evaluasi Kinerja 11-E-110 & 111 A/B

Penukar panas 11-E-110 dan 11-E-111 merupakan dua penukar panas pada Hot

Preheat Trainyang disusun seri dengan fluida panas mengalir pada sisi tubedan

fluida dingin mengalir pada sisi shell. Fluida panas yang mengalir pada sisi tube

adalah atmospheric residue (AR) yang merupakan aliran produk bawah dari

kolom fraksionasi (11-C-101), sedangkan fluida dingin yang mengalir pada sisi

tube adalah minyak mentah (CO) yang masuk melalui 11-E-110 A/B terlebih

dahulu lalu selanjutnya masuk ke 11-E-111 A/B. AR masuk ke 11-E-111 dan

keluar melalui 11-E-110. Transmiter suhuhanya terpasang pada aliran CO masuk

11-E-110, aliran CO keluar 11-E-111, aliran AR masuk 11-E-111, dan aliran AR

keluar 11-E-110. Hal tersebut membuat kedua penukar panas hanya bisa diamati

sebagai satu penukar panas dengan tipe 2shell passesdan 12 tube passes.

Penempatan fluida panas, AR, pada sisi tubedan fluida dingin, CO, pada sisi

shelldapat berdasarkan pada pertimbangan kemudahan perawatan penukar panas.

AR yang merupakan produk bawah dari kolom fraksionasi mengandung berbagai

macam hidrokarbon berat, metal, karbon, dan zat lain. AR juga memiliki suhu

sangat tinggi yaitu 354 C. Hal tersebut membuat AR sangat berpotensi

menyebabkan fouling. Fouling akibat lapisan deposit lunak pada tube dapat


24/39






diatasi dengan chemical cleaning dengan membuka channel cover tanpa harus

membukashellatau menarik keluar tube bundle.

Hasil pengolahan data untuk penukar panas 11-E-110 & 111 A/B berdasarkan

W, T, Rd, Q, LMTD, dan U disajikan dalam Gambar.4.25 sampai Gambar.4.30

berikut.

Gambar 4.25 Tren Laju Alir (W) 11-E-110 & 111 A/B

Gambar 4.26 Tren Temperatur (T) 11-E-110 & 111 A/B

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

700.00

800.00

0 20 40 60 80 100

W,

ton/h

Day

W Shell (design)

W Shell (actual)

W Tube (design)

W Tube (actual)

170

190

210

230

250

270

290

310

330

350

370

0 20 40 60 80 100

T,

C

Day

T in Shell (Design)

T out Shell (Design)

T in Tube (Design)

T out Tube (Design)

T in Shell (Actual)

T out Shell (Actual)

T in Tube (Actual)

T out Tube (Actual)


25/39


26/39






Gambar 4.30 TrenFouling Factor(Rd) 11-E-110 & 111 A/B

Hari ke-1 merupakan tanggal 1 Juni 2013, sedangkan hari ke-92 adalah

tanggal 31 Agustus 2013. Pada hari ke-24, nilai kondisi operasi yaitu, suhu dan

laju alir, mengalami penurunan yang signifikan. Penurunan ini jauh diluar kondisi

operasi normal. Hal tersebut dapat disebabkan oleh adanya gangguan pada pompa

di lapangan pada hari ke-24 yang mengakibatkan penurunan signifikan laju alir

kedua fluida. Pompa 11-P-109 A/B merupakan pompa yang menggerakkan AR,

sedangkan 11-P-102 A/B merupakan pompa yang menggerakkan CO setelah

keluar dari desalter. Penurunan laju alir tersebut menyebabkan laju panas yang

ditransfer menurun sehingga juga mempengaruhi tren suhu.

Penurunan nilai kondisi operasi pada hari ke-24 merupakan fenomena diluar

operasi normal, sehingga tidak dapat dimasukkan dalam pertimbangan evaluasi

kinerja penukar panas yang beroperasi normal. Oleh karena itu, nilai kondisi

operasi, laju alir dan suhu, pada hari ke-24 menggunakan nilai rata-rata antara hari

ke-23 dan ke-25. Hal yang sama juga dilakukan pada laju alir AR hari ke-52 yaitu

tanggal 22 Juli 2013 karena data laju alir AR pada hari tersebut hilang akibat

masalah teknis.

0.00000

0.00100

0.00200

0.00300

0.00400

0.005000.00600

0.00700

0 20 40 60 80 100

Rd,

hr.m2.o

C/kcal

Day

Rd (design)

Rd (actual)


27/39






4.2.2.1EvaluasiBerdasarkanLaju Alir(W)

Tren laju alir setelah rata-rata nilai kondisi operasi hari ke-24 disajikan dalam

Gambar.4.31 berikut.

Gambar 4.31 Tren W Setelah Rata-rata untuk 11-E-110 & 111 A/B

Laju alir pada sisi shell dan tube cukup berfluktuasi. Fluktuasi laju alir AR

pada tube cukup sulit untuk diminimalkan karena aliran AR merupakan aliran

keluar kolom fraksionasi. Fluktuasi ini disebabkan oleh aliran AR yang masuk 11-

E-110 & 111 A/B mengikuti laju aliran AR keluar kolom fraksionasi. Laju aliran

AR keluar (laju produk bawah) kolom fraksionasi ini diatur berdasarkan proses

yang beroperasi di kolom fraksionasi. Fluktuasi laju alir AR ini juga berada cukup

jauh di bawah desain jika dibandingkan dengan laju alir CO aktual terhadap laju

alir CO desain. Selisih rata-rata laju alir AR dengan desain adalah sebesar 72.44

ton/hr. Laju alir CO aktual berfluktuasi sedikit dibawah desain dengan selisih rata-

rata sebesar 21.01 ton/hr.

4.2.2.2EvaluasiBerdasarkanSuhu(T)

Tren suhu setelah rata-rata nilai kondisi operasi hari ke-24 disajikan dalam


200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

700.00

800.00

0 20 40 60 80 100

W,

ton/h

Day

W Shell (design)

W Shell (actual)

W Tube (design)

W Tube (actual)


28/39






Gambar 4.32 Tren T Setelah Rata-rata untuk 11-E-110 & 111 A/B

Suhu, sama halnya dengan laju alir, perlu dijaga agar tidak menyimpang jauh

dari kondisi desain. Kondisi operasi yang menyimpang jauh lebih rendah dari

kondisi desain menyebabkan target suhu keluar penukar panas menjadi tidak

tercapai. Suhu rata-rata AR masuk sebesar 342.74 C yang berada 11.26 C lebih

rendah dari suhu desain AR masuk, sedangkan suhu rata-rata CO masuk sebesar

201.88 C yang berada 4.12 C lebih rendah dari suhu desain CO masuk.

Pada aliran keluar 11-E-110 & 111 A/B, suhu keluaran rata-rata AR sebesar

260.06 C, sedangkan suhu keluaran rata-rata CO sebesar 255.21 C. Suhu rata-

rata keluaran AR berada 3.06 C di atas desain, sedangkan suhu rata-rata keluaran

CO berada 24.79 C di bawah desain. Kenaikan suhu CO seharusnya sebesar 74

C dan 97 C untuk penurunan suhu AR jika mengacu pada desain. Pada kondisi

aktual, rata-rata kenaikan suhu CO sebesar 53.33 C, sedangkan rata-ratapenurunan suhu AR sebesar 82.68 C.

4.2.2.3EvaluasiBerdasarkanLog Mean Temperature Difference(LMTD)

Suatu fluida dingin yang akan dipanaskan dengan fluida lain (fluida panas)

dengan penukar panas (heat exchanger) membutuhkan laju panas, yang cukup

untuk menaikan suhu fluida dingin ke target suhu yang diinginkan. Berdasarkan

rumus umum laju aliran,

170

190

210

230

250

270

290

310

330

350

370

0 20 40 60 80 100

T,

C

Day

T in Shell (Design)

T out Shell (Design)

T in Tube (Design)

T out Tube (Design)

T in Shell (Actual)

T out Shell (Actual)

T in Tube (Actual)

T out Tube (Actual)


29/39






laju aliran panas, Q, dipengaruhi oleh potensial dan resistansi dalam sistem

transfer panas. Perbedaan suhu antara fluida dingin dan fluida panas merupakan

potensial yang menjadi driving force untuk aliran panas, sedangkan hambatan

konduksi dan konveksi merupakan resistansi yang menghambat laju aliran panas

pada penukar panas. Total resistansi tersebut akan mempengaruhi overall heat

transfer coefficient, U. Setelah penukar panas digunakan dalam periode waktu

tertentu, lapisan yang menyebabkan fouling akan terakumulasi pada permukaan

tube sehingga menambah resistansi konduksi.

Tren LMTD terkoreksi setelah rata-rata nilai kondisi operasi hari ke-24

disajikan dalam Gambar.4.33 berikut.

Gambar 4.33 Tren LMTDcorr.Setelah Rata-rata untuk 11-E-110 & 111 A/B

LMTD terkoreksi berada di atas desain dengan rata-rata LMTD terkoreksi

aktual sebesar 69.02 C, sedangkan LMTD terkoreksi desain sebesar 56.59 C.

Secara umum, pergeseran LMTD penukar panas 11-E-110 & 111 A/B dapat

dilihat pada Gambar 4.34 berikut.

50.00

55.00

60.00

65.00

70.00

75.00

80.00

0 20 40 60 80 100

LMTDcorr.,

C

Day

LMTD (design)

LMTD (actual)


30/39






Gambar 4.34 Perubahan LMTD pada 11-E-110 & 111 A/B

Perubahan suhu masuk dan keluar pada kondisi aktual seperti yang telah

dijelaskan sebelumnya pada evaluasi berdasarkan suhu, menyebabkan terjadinya

pergeseran nilai LMTD seperti pada Gambar.xx. Nilai rata-rata T2 aktual

meningkat sebesar 13.53 C, sedangkan nilai rata-rata T1 aktual meningkat

sebesar 7.18 C. Peningkatan nilai T2 dan T1 mengakibatkan meningkatnya

nilai LMTD dan LMTD terkoreksi.

4.2.2.4EvaluasiBerdasarkanHeat Duty(Q)

Sebelum melakukan perhitungan terhadap laju panas yang dilepas AR dan

diterima CO pada kondisi aktual, perhitungan terhadap heat duty untuk kondisi

desain dilakukan terlebih dahulu. Pada kondisi desain, laju panas yang dilepaskan

AR dan diterima CO seharusnya sama karena heat dutydirancang dengan asumsi

tidak ada heat loss. Namun, hal ini sulit dicapai dalam perhitungan ini karena

ketelitian dari nilai specific heat (Cp) sangat berpengaruh besar terhadap nilai Q

dengan dengan T dan laju alir yang sama dengan kondisi desain pada heat

exchanger thermal data sheet. Untuk mendapatkan nilai Cp yang tepat,

dibutuhkan persamaan Cp dengan fungsi suhu dengan hasil yang memiliki

penyimpangan sangat kecil dari nilai aktualnya.

Pada perhitungan desain dengan laju alir dan suhu sesuai desain pada heat

exchanger thermal data sheet, laju panas yang dilepaskan AR sebesar

35,610,090.01 kcal/hr, sedangkan laju panas yang diterima CO sebesar

36,187,243.78 kcal/hr. Terdapat selisih sebesar 577,153.68 kcal/hr dengan laju

panas diterima CO lebih besar dari laju panas yang dilepas AR. Secara teoritis, hal


31/39






ini tidak mungkin terjadi karena AR, satu-satunya sumber panas di 11-E-110 &

111 A/B, harus memberikan panas sama dengan atau lebih dari jumlah panas yang

diterima CO. Perbedaan nilai laju panas dengan laju panas diterima CO lebih

besar dari laju panas dilepas AR pada kondisi desain ini dapat dapat disebabkan

oleh persamaan Cp kedua fluida yang digunakan dalam perhitungan memilliki

nilai R2 sebesar 0.875 untuk Cp CO dan 0.774 untuk Cp AR. Namun, jika

digunakan nilai laju panas diterima CO sebagai heat duty desain, penyimpangan

laju panas dilepas AR hanya sebesar 1.595 % sehingga penyimpangan dapat

diabaikan atau laju panas CO dan AR dianggap sama. Jadi, nilai laju panas

diterima CO sebesar 36,187,243.78 kcal/hr dapat dijadikan sebagai heat duty

desain.

Tren Q setelah rata-rata nilai kondisi operasi hari ke-24 disajikan dalam


Gambar 4.35 Tren Q Setelah Rata-rata untuk 11-E-110 & 111 A/B

Dapat dilihat pada Gambar.4.38 diatas, garis tren Q untuk CO dan AR berada

cukup jauh dibawah Q desain dengan nilai selisih Q rata-rata untuk CO dan AR

dengan desain sebesar 11,504,614.32 kcal/hr dan 10,039,104.20 kcal/hr masing-

masing.

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

0 20 40 60 80 100

Q,

kcal/hr

Millions

Day

Q CO (actual)

Q (design)

Q AR (actual)


32/39


33/39






aktual yaitu nilai U pada saat penukar panas dinyatakan bersih dengan operasi

pada kondisi aktual, dapat berfluktuasi karena adanya fluktuasi pada kondisi

operasi.

Pada perhitungan Ud evaluasi, nilai Ud desain merupakan nilai Ud pada

kondisi operasi desain, yaitu dengan Q desain dan LMTDcorr.desain, dan A desain

penukar panas. Nilai Ud aktual ditentukan berdasarkan nilai A desain penukar

panas, Q aktual, dan LMTDcorr.aktual. Nilai Ud aktual yang sama dengan nilai Ud

desain menunjukkan bahwa penukar panas telah mencapai batas resistansi fouling

yang diperbolehkan, sedangkan nilai Ud aktual yang sama dengan nilai Uc aktual

menunjukkan penukar panas yang beroperasi dengan kondisi bersih.

Tren Ud dan Uc setelah rata-rata nilai kondisi operasi hari ke-24 disajikan

dalam Gambar 4.36 dan Gambar 4.37 berikut.

Gambar 4.36 Tren Ud Setelah Rata-rata untuk 11-E-110 & 111 A/B

Gambar 4.37 Tren Uc Setelah Rata-rata untuk 11-E-110 & 111 A/B

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

350.00

0 20 40 60 80 100

Ud,

kca

l/hr.m2.o

C

Day

U (design)

Ud

1500.00

1550.00

1600.00

1650.00

1700.00

1750.00

1800.00

1850.00

1900.00

0 20 40 60 80 100

Uc,kcal/hr.m2.o

C

Day

Uc (actual)

Uc (design)


34/39






Pada Gambar 4.36, dapat dilihat bahwa nilai Ud aktual telah menurun hingga

berada di bawah Ud desain atau U desain penukar panas. Hal ini, menunjukkan

bahwa penukar panas telah melewati batas jumlah resistansi fouling yang

diperbolehkan. Resistansi fouling aktual melebihi nilai resistansi fouling yang

dapat ditoleransi penukar panas 11-E-110 & 111 A/B.

4.2.2.6 Evaluasi Berdasarkan Fouling Factor (Rd) dan Penentuan Masa

Servis Optimum Penukar Panas 11-E-110 & 111 A/B

Overall heat transfer coefficient (U) dan Rd merupakan parameter kinerja yang

berkaitan langsung. Rd aktual merupakan selisih antara resistansi total aktual

setelah terjadi foulingdan resistansi konveksi aktual. Hubungan antara resistansi

foulingataufouling factor(Rd) dengan U, ditunjukkan oleh persamaan berikut.

Pada Gambar 4.37 dapat dilihat fluktuasi dari nilai Uc aktual. Nilai 1/Uc

(resistansi konveksi) aktual pun akan mengalami fluktuasi yang sama dengan nilai

Uc aktual, tetapi pengaruh fluktuasi 1/Uc aktual terhadap Rd aktual menjadi

sangat kecil jika dibandingkan dengan nilai 1/Ud aktual seperti ditunjukkan pada

Gambar 4.38 berikut.


35/39


36/39


37/39






Gambar 4.40 Pembagian Kondisi untuk 11-E-110 & 111 A/B

Pembagian ini berdasarkan pada adanya drop. Regresi linear masing-masing

kondisi ditunjukkan oleh Gambar 4.41 sampai 4.43.

Gambar 4.41 Tren Kondisi 1 untuk 11-E-110 & 111 A/B

y = 7E-05x + 0.0056

R = 0.9511

0.00100

0.00200

0.00300

0.00400

0.00500

0.00600

0.00700

0 2 4 6 8 10

Rd,

hr.m2.o

C/kcal

Day

Rd design

Rd Actual (Zone 1)

Linear (Rd Actual (Zone

1))


38/39


39/39




servis optimum berdasarkan masing-masing kondisi disajikan dalam Tabel 4.2

berikut.

Tabel 4.2 Masa Servis Optimum 11-E-110 & 111 A/B

Kondisi Masa Servis Optimum (Hari)

Kondisi 1 36

Kondisi 2 362

Kondisi 3 253

Dari hasil proyeksi diperoleh 3 kemungkinan masa servis optimum 11-E-110

& 111 A/B. Masa servis optimum berdasarkan kondisi 1, merupakan masa servis

optimum yang paling tidak akurat karena hanya menggunakan 9 data Rd. Kondisi

yang paling mendekati kondisi normal operasi adalah kondisi 2 dengan masa

servis optimum 362 hari.

bab iv draft revise1

Documents