Hot Water Boiler Marine Tank Indonesia
Boiler Secara Abtrak.
Kapal MV. Amazon merupakan kapal container milik PT.SPILL (Indonesia) dilengkapi dengan sistem pemanas untuk
memanaskan HFO bunker, HFO settling, HFO daily tank dan lain sebagainya dengan menggunakan steam boiler.
Dalam tugas akhir ini dilakukan analisa teknis dan ekonomis dari desain awal menggunakan steam boiler diganti
menjadi thermal oil boiler. Analisa teknis dilakukan untuk mengetahui bagaimana sistem pemanas thermal oil boiler
yang cocok untuk diaplikasikan pada kapal MV. Amazon dan perhitungan ekonomi dilakukan untuk mengetahui biaya
yang dibutuhkan dalam pergantian sistem pemanas steam boiler menjadi thermal oil boiler yang meliputi biaya
investasi sistem, biaya instalasi , biaya fluida kerja dan biaya bahan bakar. Dari hasil perhitungan desain sistem
pemanas thermal oil boiler kapal MV. Amazon didapatkan kapasitas boiler sebesar 581 kW, fluida pemanas
menggunakan Calflo LF produksi Petro Canada. Sistem thermal oil boiler menggunakan pompa ciculating sebesar
21,66 m3/jam dan pompa suplai sebesar 2 m3/jam. Dari hasil perhitungan ekonomi didapat bahwa biaya investasi dan
biaya fluida kerja steam boiler lebih ekonomis dibandingkan thermal oil boiler, sedangkan biaya bahan bakar thermal
oil boiler lebih ekonomis dibandingkan steam boiler.
Kata Kunci :Sistem Pemanas,Thermal oil boiler,Steam boiler,HFO,MV.Amazon
I. PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Kapal yang menggunakan bahan bakar jenis heavy fuel oil (HFO) membutuhkan pemanas (heater) untuk menjaga viskositas bahan bakar.Suatu sistem pemanas memerlukan heat source, heat tranfer dan heat exchanger. Heat source pada setiap pemanas bahan bakar biasanya menggunakan boiler, sedangkan heat transfer, yaitu jenis fluida yang digunakan tergantung dari jenis sistem pemanas yang digunakan.
Didunia perkapalan telah dikenal beberapa sistem pemanas bahan bakar, yaitu dengan menggunakan steam, hot water dan hermal oil. Masing-masing memiliki karakteristik yang berbeda-beda. Thermal oil boiler mampu bekerja untuk mencapai suhu 250 0C dengan tekanan kerja sama dengan tekanan atmosfir. Pada steam boiler untuk mecapai suhu yang sama membutuhkan ekanan kerja hingga mencapai 40 kg/cm2.
Kapal MV AMAZON adalah kapal
kontainer dengan pelayaran Surabaya – Jayapura.Kapal ini menggunakan main engine SULZER type RTA 58 yang mensupport bahan bakar HFO maupun MDO. Bahan bakar HFO merupakan bahan bakar residual oil yang memiliki viskositas lebih tinggi
dibandingkan dengan bahan bakar jenis lain. Sehingga sistem bahan bakar HFO membutuhkan sistem pemanas untuk menurunkan nilai viskositas sampai 14-17 cSt atau sesuai dengan viskositas yang dibutuhkan oleh main engine. Pemanas dipasang
pada tanki-tanki storage, settling dan service, juga pada pada sistem perpipaan sebelum masuk separator dan main engine dengan menggunakan heater yaitu preheater separator dan final heater. Desain awal sistem pemanas pada kapal ini enggunakan steam boiler dengan spesifikasi merk DONKEY BOILER tipe V4-0-TFO- 008 dengan kapasitas steam 1800 kg/h direncanakan diganti menjadi sistem pemanas thermal oil boiler. Sistem pemanas steam boiler dan thermal oil boiler memiliki arakteristik yang berbeda yaitu:berupa tekanan kerja boiler dan jenis fluida yang digunakan. Dengan karakteristik yang berbeda dari kedua sistem pemanas tersebut, maka perlu dilakukan analisa secara teknis bagaimana sistem pemanas thermal oil boiler apabila diaplikasikan pada kapal Mv Amazon. Selain dilihat dari segi teknis perubahan sistem pemanas tersebut, analisa ekonomis juga penting dilakukan untuk mengetahui bagaimana nilai ekonomi dari instalasi sistem
pemanas thermal oil boiler .
1.2.Perumusan Masalah
Perumusan masalah yang diangkat dalam tugas akhir ini adalah :
2
1. Bagaimana sistem pemanas thermal oil boiler yang cocok untuk
diaplikasikan pada kapal MV Amazon?
2. Bagaimana analisa ekonomis penggunaan thermal oil boiler apabila diaplikasikan pada kapal MV Amazon?
1.3.Batasan Masalah
1. Analisa teknis yang dilakukan hanya untuk sistem pemanas bahan bakar HFO.
2. Data yang digunakan adalah data dari MV AMAZON
3. Penentuan isolasi pipa dilakukan dengan
asumsi sesuai dengan rekomendasi melalui studi leteratur.
1.4.Tujuan
Tujuan dari tugas akhir ini adalah :
1. Memperoleh gambaran secara teknis mengenai instalasi sistem pemanas bahan bakar menggunakan thermal oil boiler yang
direncanakan pada kapal MV Amazon.
2. Melakukan analisa dari perhitungan dan studi pustaka karakteristik sistem pemanas bahan bakar HFO thermal oil boiler apabila diaplikasikan pada kapal MV Amazon.
3. Menganalisa ekonomis penggunaan thermal oil boiler pada kapal MV Amazon.
1.5. Manfaat Hasil dari tugas akhir ini diharapkan bisa digunakan
sebagai :
1. Memberi gambaran kepada pemilik kapal (owner MV AMAZON) mengenai sistem
pemanas bahan bakar HFO apabila jenis boiler diubah menjadi oil thermal boiler.
2. Memberikan masukan kepada pemilik kapal (owner MV AMAZON) dalam hal biaya yang
akan dikeluarkan pada kapal apabila boiler yang digunakan diubah menjadi jenis oil thermal boiler.
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Perpindahan panas pada boiler Boiler harus didesain untuk menghasilkan jumlah panas yang maskimal untuk menghasilkan
operasi yang efisien. Panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar dan udara pada combustion chamber boiler ditransmisikan ke fluida yang akan dipanaskan melalui suatu bidang panas atau heating surface pada suatu instalasi boiler. Panas ini ditransmisikan dalam tiga cara, yaitu: pancaran (radiation), aliran (convection), dan rambatan (conduction). Persentasi masing-masing cara perpindahan panas tersebut tergantung dari desain boiler sebelumnya. (Djokosetyardjo, 1993)
Perpindahan panas pada boiler adalah :
1. Radiasi
2. Konduksi
3. Konveksi
2.2. Jenis Boiler
2.2.1. Pengertian
Boiler atau ketel uap adalah sebuah pesawat kalor yang merupakan suatu kombinasi yang kompleks antara sistem-sistem dan peralatan yang ada. Kombinasi kompleks dari sistem dan peralatan yang ada tersebut terdiri dari beberapa peralatan berikut, yaitu : ekonomiser, superheatre, reheater dan air heater
2.2.2. Fire tube boiler
Fire tube boiler adalah jenis boiler dimana gas panas melewati pipa-pipa dan air umpan boiler ada didalam shell untuk dirubah menjadi steam. Fire tube boilers biasanya digunakan untuk kapasitas steam yang relative kecil dengan tekanan steam
rendah sampai sedang. Sebagai pedoman, fire tube boilers kompetitif untuk kecepatan steam sampai 12.000 kg/jam dengan tekanan sampai 18 kg/cm2. Fire tube boilers dapat menggunakan bahan bakar minyak bakar, gas atau bahan bakar padat dalam
operasinya. Untuk alasan ekonomis, sebagian besar fire tube boilers dikonstruksi sebagai “ paket” boiler (dirakit oleh pabrik) untuk semua bahan bakar.
1. Fire tuber boiler
2.2.3. Water tube boiler
Water tube boiler adalah jenis boiler dimana air umpan boiler mengalir melalui pipa-pipa masuk kedalam drum. Air yang tersirkulasi dipanaskan oleh gas pembakar membentuk steam pada daerah uap dalam drum. Boiler ini dipilih jika kebutuhan
steam dan tekanan steam sangat tinggi seperti pada kasus boiler untuk pembangkit tenaga. Water tube boiler yang sangat modern dirancang dengan kapasitas steam antara 4.500 – 12.000 kg/jam, dengan tekanan sangat tinggi. Banyak water tube boilers yang dikonstruksi secara paket jika digunakan bahan bakar minyak bakar dan gas. Untuk water tube yang menggunakan bahan bakar padat, tidak umum dirancang secara paket.
3.Karakteristik water tube boilers sebagai berikut:
- Forced, induced dan balanced draft membantu untuk meningkatkan efisiensi pembakaran.
- Kurang toleran terhadap kualitas air yang dihasilkan dari plant pengolahan air.
- Memungkinkan untuk tingkat efisiensi panas yang lebih tinggi.
2. Diagram Sederhana Water Tube Boiler
2.3. Steam Boiler
2.3.1. Pengertian
Steam boiler adalah bejana tertutup dimana panas pembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk air panas atau steam. Air panas atau steam pada tekanan tertentu kemudian digunakan untuk mengalirkan panas ke suatu proses
2.3.2. Sistem Steam Boiler
Air yang disuplai ke boiler untuk dirubah kesteam disebut air umpan. Dua sumber air umpan adalah :
(1) kondensat atau steam yang mengembun kembali dari proses dan
(2) Air makeup (air baku yang sudah diolah) yang harus diumpan dari luar ruang boiler dari plant sistem. Untuk mendapatkan efesiensi boiler yang lebih tinggi, digunakan economizer untuk memanaskan awal air umpan menggunakan limbah panas pada gas buang.
3. Contoh diagram steam boiler
Keterangan gambar : Air umpan sebelum masuk ke steam boiler
(1), untuk meningkatkan efisiensi boiler air umpantersebut dipanasi terlebih dahulu melalui economizer
(2), dengan bantuan circulating pump
(3). Setelah temperature air umpan meningkat, air dari economizer masuk ke steam boiler untuk diproduksi sehingga menghasilkan steam ,yang mana steam tersebut akan didistribusikan ke berbagai keperluan
dalam menunjang operasional kapal. Dari steamboiler uap tersebut menuju daerator
(4), Setelah itu melewati dump condenser. Dari dump condenser masuk ke system ,diantaranya to supply module (SULZER) ,to tracing pipeline ,bahan bakar HFO dan lain sebagainya. Uap jenuh hasil kerja dari deaerating ditampung di expansion tank
2.3.3. Komponen Steam Boiler
Pada gambar diatas, terdapat beberapa
komponen seperti :
1. Steam boiler. Merupakan alat yang digunakan untuk memberi panas pada fluida (air)
2. Deaerator. Merupakan alat yang digunakan untuk memisahkan uap dengan fluidanya.
3. Expansion tank. Merupakan tanki yang berfungsi untuk menampung uap jenuh yang berasal dari kerja deaerator.
4. Circulating pump. Pompa yang digunakan untuk mensirkulasi fluida yang berasal dari proses menuju steam boiler.
5. Economizer. Alat ini digunakan supaya steam boiler lebih efesien dimana fluida yang akan masuk ke steam boiler akan
dipanaskan terlebih dahulu.
2.4. Thermal Oil Boiler
2.4.1. Pengertian
Thermal oil boiler adalah boiler yang menggunakan fluida pemanas sejenis minyak khusus sebagai pembawa panas, dimana minyak tersebut dipanaskan di boiler kemudian disirkulasikan ke sistem.
2.4.2. Sistem thermal oil boiler Oil thermal yang bertindak sebagai pembawa panas,dipanaskan dalam pemanas dan disirkulasikan ke peralatan pengguna. Disini fluida memindahkan panas untuk proses melalui penukar panas yang kemudian fluidanya dikembalikan ke pemanas. Aliran fluida thermal pada ujung pemakai dikendalikan oleh katup pengendali yang
dioperasikan secara pneumatis,berdasarkan suhu operasi. Pemanas beroperasi pada pembakaran bahan bakar pada burner yang tinggi atau rendah tergantung pada suhu minyak yang kembali yang bervariasi tergantung beban system. Pada thermal oil
boiler tekanan yang dibutuhkan sekitar 1 bar,mampu memanaskan fluida sekitar 300 0C
2.5. Keuntungan dan Kerugian Thermal Oil Boiler & Steam boiler Pada setiap peralatan seperti thermal oil
boiler dan steam boiler jika dibandingkan ada beberapa keuntungan dan kerugian diantaranya effisiensi, lisensi operator, korosi dan maintenance.
2.5.1. Effisiensi
Thermal oil boiler memliki effisiensi lebih besar dibanding steam boiler, bahkan bisa mencapai 5% - 8% lebih besar dari pada steam boiler.Thermal oil tidak membutuhkan water streatment seperti steam boiler sehingga tidak terjadi losses seperti steam boiler yang memiiliki beberapa losses pada steam sistem seperti blowdown losses sampai 5%, Evaporation losses 1% dan sebagainya. Pada thermal oil boiler hampir tidak ada losses.
2.5.2. Lisensi Operator
Dibeberapa negara hukum, undang – undang nya meminta operator boiler mempunyai lisensi untuk mengawasi operasi high
pressure fired steam system. Cost tahunan per orang bisa lebih dari $60.000, kalau dikurskan dalam rupiah sebesar
Rp 600.000.000,00 pertahun dengan asumsi 1$ = Rp 10.000,00. sedangkan pada thermal oil system jarang yang meminta lisensi
operator.
2.5.3. Korosi
Pada steam boiler mempunyai masalah terhadap korosi, yang diakibatkan oleh kombinasi udara dengan air panas, garam dan kontaminasi lain yang berpotensi untuk menghasilkan korosi.Selain itu ada penambahan kerak pada air dan endapan dari mineral yang didapatkan paling banyak dari supply air (water supplies). Pada thermal oil boiler tidak terjadi korosi karena fluida kerja yang digunakan selain digunakan sebagai fludia penghantar panas tetapi juga berfungsi sebagai
pelumas.
2.5.4. Maintenance
Maintenance difokuskan pada steam boiler steam trap, valve, condensate return pump, expansion joints and water analisis. Sedangkan pada thermal oil, maintenace lebih minimla dan tidak meminta (no require) steam trap, blowdown
atau water aditif.
2.5.5. Keselamatan Lingkungan (Environmental Safety)Untuk mengurangi korosi pada steam boiler, air yang digunakan diolah secara kimia, dan tidak boleh dibuang di sembarang tempat, karena bisa membahayakan lingkungan. Pada thermal oil boiler untuk membersihkan fluidanya mengikuti prosedur yang ada, pengolahannya lebih mudah tidak seperti steam boiler.
2.5.6. Operational
Pada steam boiler, dalam operasionalnya untuk bisa menghasilkan steam yang dibutuhkan untuk suatu sistem menggunakan air (water)yang mana harganya lebih murah, sedangkan pada thermal oil boiler untuk memanaskan suatu sistem menggunakan oil minyak dengan berbagai type oil,dengan harga yang jauh lebih mahal bila dibandingkan dengan air.
REFERENCE LIST CUSTAMERS
PT.SAHABAT UTAMA INDUSTRI (BATANG JAWA TENGAH)PROJECT THERMAL OIL HEATER CAP.3.000.000KCAL KAYU LAPIS
PT.BUKAKA TEKNIK UTAMA (CIMANGGIS)PROJECT THERMAL OIL HEATER 600.000.400.000KCAL
SUBKON ASPAL MIXING PLANT
PT.ENENRGI FEED INDONESIA PLANT sEMARANAG PENGOLAHAM CONDENSAT CPO
RSUD CENGKARENG *PROJECT:(JAKARTA BARAT) SERVICE SOFTENER FEED WATER BOILER
PT.WASKITA EPC-USER PT.DAHANA SUBANG PERSERO(PABRIK PELEDAK)PROJECT:WATER TUBE STEAM BOILER 250KG DAN 150KG PRESSURE 16 BARG
PT.TIGA PILAR MITRA TEKNIK(BEKASI)SUBKON ASPAL MIXING PLANTPROJECT THERMAL OIL HEATER 400.000. 600.000 KCAL
PT.ANEKA TEKNIK MANDIRI(BEKASI)PROJECT THERMAL OIL HEATER 200.000KCAL ASPAL MIXING PLANT
PT.POSCO M-TECH(PLANT CILEGON MERAK)PROJECT: PEMASANAGAN BURNER FURNACE COIL ALMUNIUM
PT.ABADI INTI MAKMUR(LOKASI BANDUNG)PROJECT: THERMAL OIL HEATER 200.000.KCAL APLIKASI FOOD POADER
PUSPITEK BATAN TEKNOLOGI SERPONG PROJECT:WATER TUBE STEAM BOILER 300KG APLIKASI STERILISASI LABORATORIUM)
PT.EMPAT PILAR MITRA TEHNIK (BEKASI)(ASPAL MIXING PLANT)PROJECT THERMAL OIL HEATER CAP:400.000kcal-600.000KCAL
PT.WIJAYA TRIUTAMA PLYWOOD INDUSTRY(PLANT BASIRIH KAL-SEL)PROJECT. FLOW METER CROOHNE POWER PLANT STEAM BOILER
PT.VELASTO INDONESIA-PLANT SADANG (ASTRA OTO PART)PROJECT:INSTALASI STEAM BOILER DAN SISTEM HOT WATER BOILER
PT.WASKITA KARYA *PROJECT:INSTALASI STEAM BOILER PLANT SADANG PURWAKAARTA
PT.APLUS PASIFIC *PROJECT:PABRIKASI DUSTCOLLECTOR PLANT PASARKEMIS TANGERANG
PT.BUAJENG KALENGAN (BANTUL JOGJAKARTA)(SETRILISASI KEMASAN MAKANAN)
PT.CAKRAWALA MEGAH CERMELANG (LOUNDRY JOGJA)PROJECT. WATER TUBE STEAM BOILER.1000KG-10BARG
PT.INTI MAKMUR INDONESIA( TANGERANG)EXPANTION TANK THERMAL OIL HEATER 3000 LITER
PT.MAXIMA TEKNINDO UTAMA(PLANT MARUNDA)PROJECT. WATER TUBE STEAM BOILER 300KG-10 BARG. APLIKASI,CLEANING ISOTANK DAN CONTAINER
Hormat kami
*Ratman Bejo*
PT.INDIRA DWI MITRA
Jl:Dewi Sartika Kp Ceger RT/RW.009/002,Lebakwangi,Cadas Tangerang - Banten 15520
Tlp 021-22259400 /Fax : 021 - 59371687
Phone : 081388666204
E- Mail: ratman@indira.co.id
