BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Proses preheating Proses preheating memiliki memiliki kegunaan untuk memanfaatkan memanfaatkan panas berlebih yang berasal dari suatu produk yamg memiliki nilai kalor yang tinggi, pengunaan preheat preheat biasany biasanyaa diguna digunakan kan untuk untuk memana memanaska skan n bahan bahan baku baku proses proses dan udara udara pembakar di boiler atau furnace atau furnace.. HE 11-E-101 dan HE 11-E-111 merupakan salah satu heat exchanger exchanger yang digunakan sebagai sebagai preheat preheat untuk memanaskan memanaskan feed crude oil dan desalted dan desalted crude dimana secara teknis HE 11-E-101 dan HE 11 –E111 memiliki cara kerja yang sama namun menggunakan media pemanas yang berbeda. HE 11-E-101 memanfaatkan panas yang berasal dari LGO stripper LGO stripper yaitu yaitu produk LGO sebagai pemanas feed crude oil oil dengan suhu LGO berkisar antara 200 oC hingga 250 oC. Pada rentang tersebut LGO sudah dapat menaikan suhu feed crude oil dari oil dari 50oC menjadi 60oC. HE 11-E-1 11-E-111 11 juga juga memilik memilikii keguna kegunaan an sebaga sebagaii preheat preheat untuk 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 residue sebesar lebih dari 300oC sehingga dapat menaikan suhu desalted crude oil oil dengan sangat drastis. Terbukti dari data aktual DCS di lapangan, panas desalted feed crude oil meningkat meningkat diatas suhu 250 oC. Berdasarkan Berdasarkan teori dan pertimbangan pertimbangan dalam perawatan beserta ekonomi, bahwa fluida yang mengalir atau dilewatkan di dalam tube dalam tube maupun maupun shell shell memiliki memiliki persayaratan tertentu. Seperti contoh pada HE-111 A/B fluida pemanas residue dilewatkan dilewatkan di dalam tube dalam tube karena karena kekentalannya lebih tinggi dibandingkan dengan desalted crude oil. Pada penelitian ini dilakukan evaluasi terhadap kinerja cold preheat HE 11-E-101 dan hot dan hot preheat HE HE 11-E-111 A/B . Kedua HE tersebut dirancang untuk dapat menaikkan temperatur umpan crude umpan crude oil sebelum sebelum masuk desalter desalter (E-101) (E-101) dan 38
39
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 F low 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.
Laporan Penelitian PT PERTAMINA (Persero) RU VI Balongan-Indramayu
40
W tube vs t 140000
W Tube Aktual
120000 100000
W Shell Desain
e b 80000 u T W 60000 40000 20000 0
t
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. 900000
W Shell vs t
800000
W Shell Aktual W shell Desain
700000 600000 l l e 500000 h S 400000 W 300000 200000 100000 0
t
Gambar 4.2 Grafik W Shell desain dan aktual vs waktu operasi
Laporan Penelitian PT PERTAMINA (Persero) RU VI Balongan-Indramayu
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. Q Shell vs t 8000000 Q Desain 7000000 Q Shell Aktual
6000000 5000000 l l e h s 4000000
Q 3000000 2000000 1000000 0
t
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.
Laporan Penelitian PT PERTAMINA (Persero) RU VI Balongan-Indramayu
42
Q tube vs t 8000000 Q desain
7000000 6000000
Q Tube Aktual
5000000 e b u 4000000 t Q 3000000 2000000 1000000 0
t
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 o C 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
Laporan Penelitian PT PERTAMINA (Persero) RU VI Balongan-Indramayu
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 F ouling F actor (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. ∆Rd vs t 0,018 0,016
Rd Aktual
0,014 0,012
d 0,01 R d 0,008 0,006 0,004 0,002 0
t
Gambar 4.5. Grafik ∆Rd desain dan aktual vs waktu operasi
Laporan Penelitian PT PERTAMINA (Persero) RU VI Balongan-Indramayu
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.m 2.0C/kcal sedangkan nilai ∆Rd aktual rata-rata mencapai 0.015112 hr.m 2.0C/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.
Laporan Penelitian PT PERTAMINA (Persero) RU VI Balongan-Indramayu
45
Efisiensi vs t 96 Desain
94
Aktual 92
i s 90 n e i s i f 88 E 86 84 82
t
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 Pressur e Dr op
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. Laporan Penelitian PT PERTAMINA (Persero) RU VI Balongan-Indramayu
46
2) Terjadinya kebocoran atau kerusakan tube lainnya. 3) Terbawanya kerak dikarenakan laju alir yang tinggi. Adapun grafik dari
∆
tube dan
∆
ℎ
vs waktu disajikan pada Gambar
4.6 dan 4.7 berikut.
0,0015
∆P Aktual - ∆P Desain vs t
l 0,001 e b u t 0,0005 n i a s 0 e d P d -0,0005 e b u -0,001 t l a u t k -0,0015 a P d -0,002
Aktual Desain
-0,0025
t
Gambar 4.7 Grafik ∆P tube desain - aktual vs waktu operasi
∆P Shell desain - ∆P Shell Aktual vs t
l l e h S l a u t k a P ∆ n i a s e d l l e h S P ∆
0,08 Aktual
0,07
Desain
0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0 -0,01
t
Gambar 4.8 Grafik ∆P shell desain - aktual vs waktu operasi Laporan Penelitian PT PERTAMINA (Persero) RU VI Balongan-Indramayu
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/cm 2 . 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 F low 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 Laporan Penelitian PT PERTAMINA (Persero) RU VI Balongan-Indramayu
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. 800.000 700.000 W aktual Shell
600.000
) m500.000 a j / 400.000 g k ( W300.000 200.000
W desain Shell W aktual tube W desain Tube
100.000 0 0
10
20
30
40
50
60
70
day
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. Laporan Penelitian PT PERTAMINA (Persero) RU VI Balongan-Indramayu
49
40.000.000 35.000.000 30.000.000
) r 25.000.000 h / l a c 20.000.000 K ( Q15.000.000
Q Shell design Q shell aktual
10.000.000 5.000.000 0 0
10
20
30
40
50
60
70
day
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.
Laporan Penelitian PT PERTAMINA (Persero) RU VI Balongan-Indramayu
50
45.000.000 40.000.000 35.000.000 30.000.000 ) r h / l 25.000.000 a c K ( 20.000.000 Q15.000.000
Q tube aktual Q tube design
10.000.000 5.000.000 0 0
10
20
30
40
50
60
70
day
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
Laporan Penelitian PT PERTAMINA (Persero) RU VI Balongan-Indramayu
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.
100,00 95,00 90,00 i s n e 85,00 i s i f f e 80,00
effisiensi design effisiensi aktual
75,00 70,00 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
day
Gambar 4.12 Kurva efisiensi penukar panas 11-E-111 A/B vs waktu
operasi
7.000.000 6.000.000
-
5.000.000 ) r h 4.000.000 / l a c k ( 3.000.000 Q 2.000.000
heat loss (kcal/hr)
1.000.000 0 0
10
20
30
40
50
60
70
day
Gambar 4.13 Kurva heat loss terhadap waktu Laporan Penelitian PT PERTAMINA (Persero) RU VI Balongan-Indramayu
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.
Laporan Penelitian PT PERTAMINA (Persero) RU VI Balongan-Indramayu
53
0,0004 0,0002 Rd aktualRd design Shell
0
) l a c -0,0002 k / C -0,0004 o . 2 m . -0,0006 r h ( d -0,0008 R -0,001
Rd design
-0,0012 -0,0014 0
10
20
30
day
40
50
60
70
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.m 2.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. Laporan Penelitian PT PERTAMINA (Persero) RU VI Balongan-Indramayu
54
4.2.5 Evaluasi Kinerja Berdasarkan Pr essur e Dr op
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.
0,005 0,004 ) 0,003 2 m c / 0,002 g k ( P ∆ 0,001
∆Paktual∆Pdesign
delta P design
0 -0,001 0
20
40
60
80
day
Gambar 4.15 Kurva ∆Paktual- ∆Pdesain Shell vs waktu operasi
0,6 0,5
∆Paktual∆Pdesign tube
) 0,4 2 m c / 0,3 g k ( P ∆0,2
delta P design
0,1 0 0
20
40
60
80
day
Gambar 4.16 Kurva ∆Paktual- ∆Pdesain Tube vs waktu operasi Laporan Penelitian PT PERTAMINA (Persero) RU VI Balongan-Indramayu
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/cm 2 dan ∆P tube terbesar yaitu pada hari ke-50 dengan nilai selisih ∆P sebesar 0,47683 kg/cm 2.
Laporan Penelitian PT PERTAMINA (Persero) RU VI Balongan-Indramayu