Pembahasan HeatExchanger

38

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Proses preheating memiliki kegunaan untuk memanfaatkan panas berlebih yang

berasal dari suatu produk yamg memiliki nilai kalor yang tinggi, pengunaan

preheat biasanya digunakan untuk memanaskan bahan baku proses dan udara

pembakar di boiler atau furnace. HE 11-E-101 dan HE 11-E-111 merupakan salah

satu heat exchanger yang digunakan sebagai preheat untuk memanaskan feed

crude oil dan desalted crude dimana secara teknis HE 11-E-101 dan HE 11 –E-

111 memiliki cara kerja yang sama namun menggunakan media pemanas yang

berbeda. HE 11-E-101 memanfaatkan panas yang berasal dari LGO stripper yaitu

produk LGO sebagai pemanas feed crude oil dengan suhu LGO berkisar antara

200 oC hingga 250 oC. Pada rentang tersebut LGO sudah dapat menaikan suhu

feed crude oil dari 50oC menjadi 60oC.

HE 11-E-111 juga memiliki kegunaan sebagai preheat untuk desalted

crude oil. Perbedaan dari kedua HE ini terdapat di bagian fluida pemanas yang

digunakan sebagai media pemanas, jika HE 11-E-101 menggunakan panas dari

produk LGO maka HE 11-E-111 menggunakan media yang berbeda yaitu residue,

produk bawah dari unit fraksionasi. Residue ini mengandung panas yang sangat

tinggi. Suhu keluaran residue sebesar lebih dari 300oC sehingga dapat menaikan

suhu desalted crude oil dengan sangat drastis. Terbukti dari data aktual DCS di

lapangan, panas desalted feed crude oil meningkat diatas suhu 250oC.

Berdasarkan teori dan pertimbangan dalam perawatan beserta ekonomi,

bahwa fluida yang mengalir atau dilewatkan di dalam tube maupun shell memiliki

persayaratan tertentu. Seperti contoh pada HE-111 A/B fluida pemanas residue

dilewatkan di dalam tube karena kekentalannya lebih tinggi dibandingkan dengan

desalted crude oil.

Pada penelitian ini dilakukan evaluasi terhadap kinerja cold preheat HE

11-E-101 dan hot preheat HE 11-E-111 A/B . Kedua HE tersebut dirancang untuk

dapat menaikkan temperatur umpan crude oil sebelum masuk desalter(E-101) dan

39

Laporan Penelitian PT PERTAMINA (Persero) RU VI Balongan-Indramayu

sebelum masuk furnace (E-111). Jika suhu yang diinginkan tidak dapat dicapai

maka proses di desalter dan furnace maka beban energi panas yang dibutuhkan

lebih besar. Terutama HE 11-E-111 A/B yang digunakan untuk menaikkan

temperatur umpan desalted crude oil untuk furnace, jika temperatur yang

diinginkan tidak tercapai maka beban kerja furnace akan meningkat sehingga

mengkonsumsi lebih banyak bahan bakar.

4.1 Evaluasi Kinerja HE 11-E-101

Evaluasi kinerja dilakukan dengan membandingkan beberapa parameter yang

berpengaruh pada heat exchanger, pada HE 11-E-101 dan HE 11-E-111 A/B

parameter yang digunakan adalah heat transfer, fouling factor , pressure drop dan

efisiensi .Empat faktor tersebut kemudian dibandingkan dengan nilai desain HE

yang sudah tersedia di masing-masing data spesifikasi HE.

Dari hasil perhitungan dan kurva terhadap hot preheat 11-E-101

didapatkan data yang disajikan dalam bentuk grafik pada Gambar 4.1 sampai

dengan Gambar 4.8 yang diklasifikasikan sebagai berikut.

4.1.1 Evaluasi Kinerja Berdasarkan Flow Rate (W)

Grafik laju alir Shell and Tube dibuat untuk menunjukan keadaan laju alir shell

and tube selama 61 hari di HE-101. Pada Gambar 4.1 dibawah dapat disimpulkan

bahwa laju alir tube bersifat fluktuatif dengan beberapa nilai laju alir berada diatas

nilai desain.

Laju alir LGO di tube diperbesar agar panas yang dihasilkan sesuai dengan

yang diharapkan atau Q tube aktual yang dihasilkan diharapkan dapat mendekati

nilai Q tube desain.

40


Gambar 4.1 Grafik W tube desain dan aktual vs waktu operasi

Pada Gambar 4.2 di bawah, grafik menunjukan bahwa flow rate shell yang

digunakan berada dibawah nilai flow rate desain Shell dengan nilai flow tidak

tetap atau fluktatif. Flow rate desain memiliki nilai 774.710 Kg/jam sedangkan

flow rate rata-rata aktual hanya sebesar 659.792 Kg/jam. Nilai flow rate hampir

mendekati desain pada saat tanggal 9/17/2014 hingga tanggal 30/17/2014 dengan

nilai flow rata-rata pada rentang tanggal tersebut sebesar 744.916 Kg/jam.

Gambar 4.2 Grafik W Shell desain dan aktual vs waktu operasi

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000W

Tub

e

t

W tube vs t

W TubeAktual

W ShellDesain

0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

700000

800000

900000

WSh

ell

t

W Shell vs t

W ShellAktual

W shellDesain

41


4.1.2 Evaluasi Kinerja Berdasarkan Heat Duty (Q)

Untuk mendapatkan nilai parameter heat duty dilakukan perhitungan nilai aktual

dan desain antara laju panas terima Crude Oil dan laju panas lepas LGO di Heat

Exchanger. Q lepas terdapat di bagian tube dimana panas dihasilkan dari LGO

yang diperoleh dari LGO Stripper 11-C-102, sedangkan Q terima terdapat

dibagian shell HE dengan Crude oil berasal dari tangki penyimpanan OM (Oil

Movement) yang akan mengalir ke Desalter . Untuk perbandingan data desain dan

aktual dari hasil perhitungan tersebut disajikan pada Gambar 4.3, dan Gambar 4.4

berikut.

Gambar 4.3 Grafik Q shell desain dan aktual vs waktu operasi

Grafik 4.3 merupakan kurva Q desain vs Q aktual di bagian shell, kurva Q

desain tidak menggunakan laju alir yang tetap seperti nilai laju alir yang tertera di

spesifikasi desain dengan nilai sebesar 774.710 kg/jam, namun flow yang

digunakan disesuaikan dengan nilai flow aktual.

0

1000000

2000000

3000000

4000000

5000000

6000000

7000000

8000000

Qsh

ell

t

Q Shell vs t

Q Desain

Q ShellAktual

42


Gambar 4.4 Grafik Q Tube desain dan aktual vs waktu operasi

Perhitungan ini dilakukan dikarenakan laju alir aktual sangat fluktuatif dan

terletak dibawah desain, sehingga perhitungan nilai Q disesuaikan dengan laju alir

aktual yang ada. Dari hasil yang didapat dapat disimpulkan bahwa nilai Q shell

cukup jauh dibawah nilai Q desain dengan nilai Q desain rata-rata sebesar

6.073.162 Kcal/jam dan nilai Q aktual rata-rata sebesar 5.183.678 Kcal/jam.

Meskipun selisih Q cukup besar, penyimpangan yang terjadi masih bisa dikatakan

wajar dikarenakan pemanasan masih berjalan dengan baik. Menurut kondisi

desain temperatur CO (crude oil) keluaran shell berada diangka 64 oC, namun

pada kenyataannya rata-rata temperatur keluaran shell sudah dapat mencapai

70,46 oC sehingga dapat meringankan penukar panas berikutnya.

Gambar 4.4 merupakan grafik Q desain vs Q aktual di bagian tube.

Perhitungan Q tube sama seperti Gambar 4.3 namun dengan menggunakan laju

alir aktual di tube. Pada Gambar 4.4 terdapat permasalahan yang berbeda dimana

laju alir aktual memiliki nilai laju alir rata-rata berada di atas spesifikasi desain

dengan nilai rata-rata aktual sebesar 97.944 Kg/jam, lebih besar 6.518 Kg/jam dari

0

1000000

2000000

3000000

4000000

5000000

6000000

7000000

8000000

Qtu

be

t

Q tube vs t

Q desain

Q TubeAktual

43


spesifikasi desain 91.426 Kg/jam. Dari grafik yang dihasilkan dapat disimpulkan

bahwa transfer panas yang dihasilkan oleh LGO di tube sudah berhasil mendekati

desain dengan nilai selisih rata-rata 81.217 Kcal/jam.

Dengan selisih Q sebesar itu maka dapat disimpulkan bahwa proses

transfer panas di area tube masih dalam keadaan baik namun dengan cara

melajukan laju alir diatas laju alir maximum desain yang dapat menurunkan

kualitas HE.

4.1.3 Evaluasi Kinerja Berdasarkan Fouling Factor (Rd)

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 kapan proses pembersihan harus dilakukan.

Nilai Rd berbanding terbalik dengan Q (heat duty), jika Rd semakin tinggi maka

Q (heat duty) akan semakin rendah dikarenakan banyaknya pengotor yang terus

menumpuk di dalam HE. Adapun untuk grafik nilai Rd shell dan Rd tube vs

waktu operasi dapat dilihat dalam Gambar 4.5 berikut.

Gambar 4.5. Grafik ∆Rd desain dan aktual vs waktu operasi

0

0,002

0,004

0,006

0,008

0,01

0,012

0,014

0,016

0,018

dR

d

t

∆Rd vs t

RdAktual

44


Parameter Rd merupakan salah satu parameter fatal yang harus selalu

dipantau, meskipun tidak ada alat khusus untuk menghitung nilai fouling factor.

Fouling factor dapat dihitung dengan melakukan evaluasi Heat Exchanger secara

teratur di setiap tahun. Untuk memudahkan pengamatan, nilai Rd yang dibuat

menjadi bentuk ∆Rd dimana ∆Rd= Rd aktual – Rd desain.

Berdasarkan grafik diatas nilai Rd aktual telah jauh melebihi batas Rd

desain meskipun dengan nilai yang sedikit fluktuatif, nilai ∆Rd desain tube dan

shell hanya sebesar 0 hr.m2.0C/kcal sedangkan nilai ∆Rd aktual rata-rata mencapai

0.015112 hr.m2.0C/kcal. Dengan nilai Rd yang berada diatas 10% dari Rd desain

menunjukan bahwa shell and tube telah mengalami fouling. Nilai Rd yang terlalu

besar dapat mengganggu proses perpindahan panas seperti pada Gambar 4.3

dimana proses transfer panas di area shell mulai membesar menjauhi desain pada

pertengahan bulan September. Parameter Rd yang tinggi mengindikasikan bahwa

HE tersebut sudah terjadi fouling yang menumpuk. Meskipun nilai Rd telah

berada diatas desain, grafik Rd masih cenderung datar dengan kenaikan tren yang

sangat sedikit.

4.1.4 Evaluasi Kinerja Berdasarkan Efisiensi

Efisiensi adalah parameter yang menilai tentang keberhasilan proses heat transfer

yang terjadi. Efisiensi digunakan untuk mengetahui apakah proses perpindahan

panas berjalan secara optimum atau tidak. Efisiensi tertinggi proses penukaran

panas adalah pada efisiensi 100% dengan proses perpindahan panas yang

sempurna, dimana efisiensi itu tidak pernah ada atau tidak pernah terjadi dibagian

HE. Efisiensi dari heat excanger desain dari perhitungan memiliki nilai paling

tinggi 95% dengan kondisi HE masih baru, efisiensi akan terus menurun seiring

dengan waktu dikarenakan pengotor di dalam HE semakin banyak dan material

HE akan melemah pada rentang waktu yang lama. Adapun untuk grafik efisiensi

vs waktu disajikan pada Gambar 4.6 berikut.

45


Gambar 4.6. Grafik Efisiensi vs waktu operasi

Berdasarkan grafik diatas didapatkan nilai efisiensi minimum sebesar

84.04 % dengan nilai Q lost = 921.087 Kcal/jam pada tanggal 9/27/2014 dan nilai

efisiensi maksimum sebesar 94.67% dengan nilai Q lost = 401.789 Kcal/jam pada

tanggal 8/16/2014. Nilai efisiensi rata-rata yang dihasilkan sebesar 88.86 %

dengan keadaan grafik fluktuatif dan cenderung menurun. Penurunan ini terjadi

karena proses pertukaran panas di HE sudah mulai memburuk, salah satunya

disebabkan karena nilai Rd yang tinggi.

4.1.5 Evaluasi Kinerja Berdasarkan Pressure Drop

Pressure drop adalah selisih dari tekanan masuk shell atau tube dengan tekanan

keluar shell atau tube. Pressure drop merupakan salah satu parameter yang cukup

vital di heat exchanger, parameter ini biasa digunakan untuk mengetahui apakah

HE masih bekerja dengan baik atau tidak. Ketika HE dalam kondisi normal HE

menghasilkan pressure drop yang sangat kecil dan sebagaimana sebaliknya.

Ketika HE mengalami kerusakan, pressure drop akan meningkat dengan drastis

dikarenakan terdapat kebocoran di tube atau shell. Perubahan tekanan di dalam

HE dapat diakibatkan beberapa hal yaitu:

1) Banyaknya pengotor atau banyaknya kerak di dalam HE.

82

84

86

88

90

92

94

96

Efis

ien

si

t

Efisiensi vs t

Desain

Aktual

46


2) Terjadinya kebocoran atau kerusakan tube lainnya.

3) Terbawanya kerak dikarenakan laju alir yang tinggi.

Adapun grafik dari ∆ tube dan ℎݏ∆ vs waktu disajikan pada Gambar

4.6 dan 4.7 berikut.

Gambar 4.7 Grafik ∆P tube desain - aktual vs waktu operasi

Gambar 4.8 Grafik ∆P shell desain - aktual vs waktu operasi

-0,0025

-0,002

-0,0015

-0,001

-0,0005

0

0,0005

0,001

0,0015

dP

aktu

altu

be

-d

Pd

esai

ntu

bel

t

∆P Aktual - ∆P Desain vs t

Aktual

Desain

-0,01

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

∆P

Shel

ldes

ain

-∆

Pak

tual

Shel

l

t

∆P Shell desain - ∆P Shell Aktual vs t

Aktual

Desain

47


Kurva yang disajikan merupakan selisih antara nilai ∆P aktual dan ∆P

desain. Hal ini dilakukan untuk memudahkan dalam melakukan perbandingan

nilai aktual terhadap desain. Nilai pressure drop pada shell dan tube pada penukar

panas HE-101 bersifat fluktuatif dikarenakan laju alir aktual yang digunakan juga

memiliki nilai yang tidak tetap. Secara teori laju alir berbanding lurus dengan nilai

∆P, semakin besar laju alir maka semakin besar juga ∆P yang dihasilkan dan juga

sebaliknya.

Pada gambar 4.7 keadaan pressure drop di area tube masih dalam keadaan

baik. Pressure drop yang dihasilkan sangat berfluktuatif dengan ∆P naik turun di

atas dan di bawah desain dengan ∆P rata-rata -0.00001 Kg/cm2 . Nilai ∆P yang

masih mendekati desain menunjukan bahwa keadaan di dalam tube masih dalam

keadaan baik dan masih dapat beroperasi dengan baik.

Berbeda dari Gambar 4.7 dan Gambar 4.8 memiliki nilai pressure drop

yang cukup tinggi di bagian shell dengan nilai selisih rata-rata desain dan aktual

sebesar +0.0244 Kg/cm2, nilai selisih yang positif menjukan bahwa ∆P aktual

berada di atas ∆P desain. Jika dilihat dari flow yang digunakan, flow di area shell

masih berada dibawah desain, wajar jika dengan flow tersebut ∆P yang dihasilkan

masih terletak dibawah desain. Namun kenyataan yang terjadi nilai ∆P shell

melebihi allowable pressure yang tertera di desain. Dengan keadaan tersebut

dapat disimpulkan bahwa ∆P yang tinggi disebabkan karena banyaknya pengotor.

Nilai laju alir yang rendah dengan nilai dibawah desain membuat banyak pengotor

yang mengendap dan tertinggal di shell. Ketika laju alir meningkat, pengotor yang

terdapat di shell kemungkinan terkikis dan terbawa oleh aliran CO (Crude Oil)

sehingga nilai ∆P menjadi rendah.

4.2 Evaluasi Kinerja Penukar Panas 11-E-111 A/B

4.2.1 Evaluasi Kinerja Berdasarkan Flow Rate (W)

Berdasarkan kurva pada Gambar 4.9 di bawah ini. Laju alir pada bagian shell

lebih besar jika dibandingkan dengan laju alir pada bagian tube, karena laju alir

tersebut didesain agar perpindahan panas yan terjadi pada HE lebih merata. Laju

alir pada shell dan tube cukup berfluktuatif. Fluktuasi yang terjadi pada aliran

shell yaitu CO dan aliran tube yaitu AR sulit dihindari atau diminimalkan, karena

48


mengingat bahwa laju alir AR (atmospheric residue) yang masuk ke HE 11-E-111

A/B mengikuti laju alir AR keluar dari kolom fraksionasi.

Gambar 4.9 Kurva W Shell and Tube aktual dan desain terhadap waktu

operasi

Laju alir AR (tube) selama 61 hari berada di bawah desain jika

dibandingkan dengan laju alir CO (shell) aktual terhadap laju alir CO desain.

Mulai pada hari ke-49 laju alir CO di shell hampir mendekati desain. Nilai laju

alir shell dan tube desain yaitu sebesar 759.220 kg/jam dan 542.640 kg/jam.

Nilai rata-rata laju alir aktual shell dan tube sebesar 659.792 kg/jam dan

429.144 kg/jam. nilai tersebut memiliki selisih dengan desain masing-masing

sebesar 99.428 kg/jam untuk laju alir CO dan 113.496 kg/jam untuk laju alir

AR.

4.2.2 Evaluasi Kinerja Berdasarkan Q (heat duty)

Perhitungan laju panas yang dilepas AR dan diterima CO pada kondisi desain

dilakukan terlebih dahulu sebelum melakukan perhitungan terhadap heat duty

pada kondisi aktual. Untuk perhitungan desain digunakan flow rate yang

bervariasi mengikuti kondisi aktualnya. Hal ini bertujuan untuk memudahkan

melakukan perbandingan antara data desain dengan data aktual karena data

aktual yang diperoleh sangat fluktuatif. Untuk perbandingan data desain

dengan data aktual disajikan dalam Gambar 4.10.

0

100.000

200.000

300.000

400.000

500.000

600.000

700.000

800.000

0 10 20 30 40 50 60 70

W(k

g/ja

m)

day

W aktualShell

W desainShell

W aktualtube

W desainTube

49


Gambar 4.10 Kurva Q design dan aktual Shell terhadap waktu operasi

Laju panas desain untuk AR (tube) dan CO (shell) seharusnya sama karena

heat duty dirancang dengan asumsi tidak ada heat loss. Namun, dalam hal ini

kondisi seperti itu tidak dapat dicapai, mengingat bahwa ketelitian dari nilai

specific heat, besarnya laju alir, dan ∆T itu sendiri berpengaruh besar terhadap

nilai Q pada kondisi desain. Pada perhitungan desain, nilai laju panas rata-rata

yang diterima CO (shell) sebesar 21.790.753 kcal/hr sedangkan laju panas yang

dilepaskan AR (tube) sebesar 21.964.982 kcal/hr. Terdapat selisish sebesar

174.229 kcal/hr dengan laju panas dilepaskan AR lebih besar. Secara teoritis,

kondisi ini sudah sesuai, karena nilai laju panas yang dilepaskan AR harus

sama dengan atau lebih besar dari laju panas yang diterima CO.

0

5.000.000

10.000.000

15.000.000

20.000.000

25.000.000

30.000.000

35.000.000

40.000.000

0 10 20 30 40 50 60 70

Q(K

cal/

hr)

day

Q Shell design

Q shell aktual

50


Gambar 4.11 Kurva Q aktual dan Q desain Tube terhadap waktu operasi

Kurva yang disajikan pada Gambar 4.10 dan Gambar 4.11 merupakan

hasil dari perhitungan Qaktual dan Qdesain dengan flow rate yang variatif, hal

ini dilakukan untuk memudahkan dalam membandingkan nilai aktual dengan

desain. Nilai Q aktual berada di atas desain, hal ini terjadi karena pengaruh

penggunaan laju alir yang tinggi dan juga pengaruh ∆T yang cukup tinggi,

sehingga nilai Q yang dihasilkan berada di atas desain. Hal tersebut

mengindikasikan bahwa kandungan deposit (dinyatakan dengan nilai Rd) yang

ada pada HE masih berada di bawah desain, sehingga kemampuan HE untuk

proses pertukaran panas antara AR dengan CO masih dalam kondisi yang baik.

Apabila nilai Rd berada di atas desain maka nilai Q akan menurun jauh di

bawah desain. Berdasarkan hasil perhitungan nilai Q rata-rata aktual sebesar

26.388.393 kcal/hr pada shell dan 30.208.250 kcal/hr pada tube.

4.2.3 Evaluasi Kinerja Berdasarkan Effisiensi

Efisiensi merupakan salah satu parameter penting dalam menilai kinerja suatu

penukar panas. Efisiensi digunakan untuk mengetahui apakah proses

perpindahan panas berlangsung secara optimum atau tidak. Secara teoritis

efisiensi tertinggi terjadi saat nilai efisiensi 100% dengan proses perpindahan

0

5.000.000

10.000.000

15.000.000

20.000.000

25.000.000

30.000.000

35.000.000

40.000.000

45.000.000

0 10 20 30 40 50 60 70

Q(K

cal/

hr)

day

Q tube aktual

Q tube design

51


panas terjadi secara sempurna, dimana efisiensi itu tidak pernah tercapai pada

kinerja suatu penukar panas pada kondisi aktual.

Nilai efisiensi akan menurun seiring dengan waktu pemakaian penukar

panas dikarenakan pengotor yang terbentuk dan terakumulasi. Berdasarkan

hasil pengolahan data desain dan aktual, diperoleh kurva effisiensi kinerja

penukar panas 11-E-111 A/B selama 61 hari yang disajikan pada Gambar 4.12.

Gambar 4.12 Kurva efisiensi penukar panas 11-E-111 A/B vs waktu

operasi

Gambar 4.13 Kurva heat loss terhadap waktu

70,00

75,00

80,00

85,00

90,00

95,00

100,00

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

effi

sien

si

day

effisiensi design

effisiensi aktual

0

1.000.000

2.000.000

3.000.000

4.000.000

5.000.000

6.000.000

7.000.000

0 10 20 30 40 50 60 70

Q(k

cal/

hr)

day

-

heat loss(kcal/hr)

52


Berdasarkan tren yang diperoleh, efisiensi selama 61 hari pada penukar

panas cukup berfluktuatif. Hal ini disebabkan karena pengaruh laju alir dan ∆T

pada shell dan tube sehingga mempengaruhi nilai Q yang dihasilkan,semakin

kecil nilai heat loss-nya maka semakin bagus efisiensi yang diperoleh oleh

suatu penukar panas. Seperti pada Gambar 4.13, Efisiensi tertinggi pada

penukar panas 11-E-111 A/B terjadi pada hari ke-15 yaitu sebesar 96,12%

dengan nilai Q CO dan Q AR sebesar 17.287.009 kcal/hr dan 17.985.035

kcal/hr. Nilai tersebut memiliki selisih sebesar 689.029 kcal/hr, heat loss-nya

lebih kecil dibandingkan dengan hari sebelumnya maupun setelahnya. Efisiensi

terendah terjadi pada hari ke-34 yaitu sebesar 80,79% dengan nilai Q CO dan

Q AR sebesar 18.867.522 kcal/hr dan 23.353.351 kcal/hr. Nilai tersebut

memiliki selisih sebesar 4.485.829 kcal/hr, heat loss-nya lebih besar

dibandingkan dengan hari sebelumnya maupun setelahnya.

4.2.4 Evaluasi berdasarkan Fouling Factor (Rd)

Fouling merupakan salah satu penyebab terjadinya kerusakan pada penukar

panas karena dapat menghambat proses pertukaran panas yang terjadi di dalam

penukar panas. Hal ini dapat mempengaruhi kinerja dari penukar panas

tersebut sehingga dapat menurunkan Q (heat duty), effisiensi dari penukar

panas dan umur pakai penukar panas.

Nilai fouling factor dapat juga digunakan sebagai acuan untuk mengetahui

kapan harus dilakukannya proses pembersihan pada penukar panas. Nilai Rd

ini harus selalu dikontrol secara berkala sebagai bentuk pengendalian terhadap

perlakuan perawatan dan perbaikan agar senantiasa terjaga baik peforma

maupun umur pakai dari penukar panas.

53


Gambar 4.14 kurva Rd aktual-Rd desain Shell vs waktu operasi

Berdasarkan hasil perhitungan, nilai Rd desain yang ditetapkan yaitu

sebesar 0,001948 hr.m2.oC/kcal sedangkan untuk nilai Rd aktual rata-rata

sebesar 0,00096263 hr.m2.oC/kcal. Kurva yang disajikan pada Gambar 4.14

merupakan selisih dari nilai Rd aktual dan Rd desain agar memudahkan untuk

melakukan perbandingan terhadap nilai Rd desain karena nilai yang diperoleh

sangat fluktuatif. Dari hasil pengukuran yang dilakukan terlihat bahwa nilai Rd

selama 61 hari pada penukar panas berada di bawah desain. Data tersebut

mengindikasikan bahwa kandungan deposit di dalam penukar panas ada dalam

jumlah sedikit, dengan dugaan bahwa HE tersebut sudah dilakukan cleaning.

Untuk penentuan masa servis optimum dari penukar panas 11-E-111 A/B tidak

dapat dilakukan karena tren yang diperoleh dari data selama 2 bulan

merupakan data penukar panas yang sudah dilakukan cleaning sebelumnya,

terlihat dari nilai Rd aktual yang berada dibawah desain sehingga tidak dapat

dilakukan ekstrapolasi untuk memprediksi masa servis optimum. Masa servis

optimum dapat diprediksi saat tren Rd berada jauh diatas desain, kemudian

mengalami penurunan pada bulan-bulan berikutnya sehingga masuk ke zona

aman yaitu nilai Rd berada dibawah desain. Pada tren tersebut dapat dilihat

rentang waktu saat dilakukan cleaning, sehingga dapat dilakukan prediksi

untuk cleaning selanjutnya pada penukar panas.

-0,0014

-0,0012

-0,001

-0,0008

-0,0006

-0,0004

-0,0002

0

0,0002

0,0004

0 10 20 30 40 50 60 70

Rd

(hr.

m2

.oC

/kca

l)

day

Rd aktual-Rd designShell

Rd design

54


4.2.5 Evaluasi Kinerja Berdasarkan Pressure Drop

Pressure drop merupakan salah satu parameter terpenting dalam menentukan

kinerja penukar panas. Baik tidaknya kondisi dari penukar panas salah satunya

dapat dilihat dari nilai pressure drop. Pada kondisi desain penukar panas atau

kondisi normal nilai pressure drop didesain sangat rendah. Seperti yang terlihat

pada Gambar 4.15 yang disajikan di bawah ini.

Gambar 4.15 Kurva ∆Paktual- ∆Pdesain Shell vs waktu operasi

Gambar 4.16 Kurva ∆Paktual- ∆Pdesain Tube vs waktu operasi

-0,001

0

0,001

0,002

0,003

0,004

0,005

0 20 40 60 80

∆P

(kg

/cm

2)

day

∆Paktual-∆Pdesign

delta Pdesign

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0 20 40 60 80

∆P

(kg

/cm

2)

day

∆Paktual-∆Pdesign tube

delta Pdesign

55


Kurva yang disajikan pada Gambar 4.15 dan Gambar 4.16 merupakan

selisih antara nilai ∆Paktual dan ∆Pdesain. Hal ini dilakukan untuk

memudahkan dalam melakukan perbandingan nilai aktual terhadap desain.

Nilai pressure drop pada shell dan tube pada penukar panas berada diatas

desain. Hal ini dikarenakan karena adanya pengaruh dari flow rate yang

digunakan, nilai ∆P pada shell dan tube juga berfluktuasi akibat dari

penggunaan flow rate yang bervariasi pada kondisi aktual. Hal ini

mengindikasikan bahwa nilai flow rate berkorelasi dengan ∆P.

Semakin besar flow rate maka akan semakin besar ∆P. Nilai ∆P yang

berada diatas desain ini masih dapat ditoleransi terhadap kinerja dari penukar

panas karena secara aktual memang akan terjadi kenaikan dan penurunan

pressure drop dari penggunaan variasi flow rate. Untuk penukar panas ini,

pressure drop yang tinggi dikatakan wajar karena penukar panas ini dipasang

secara seri dengan penukar panas 11-E-110 dan hanya ada satu indikator

pressure drop yaitu pada keluaran penukar panas 11-E-111 A/B. Selisih nilai

∆P shell terbesar selama 61 hari yaitu pada hari ke-44 dengan nilai selisih ∆P

sebesar 0,0044736 kg/cm2 dan ∆P tube terbesar yaitu pada hari ke-50 dengan

nilai selisih ∆P sebesar 0,47683 kg/cm2.

Pembahasan HeatExchanger

Documents

Transcript of Pembahasan HeatExchanger