Bab I Pendahuluan Latar Belakang

Transkripsi

1 Bab I Pendahuluan 1.1. Latar Belakang Sistem pemanas dengan prinsip perpindahan panas konveksi, konduksi dan radiasi adalah teknologi yang umum kita jumpai dalam kehidupan seharihari, baik alat pemanas di rumah tangga maupun industri. Salah saju jenis pemanas yang digunakan dalam berbagai proses di industri dengan bahan bakar minyak dan gas adalah jenis Indirect Fired Water Bath Heater. Alat pemanas jenis ini biasanya digunakan untuk menjaga agar suhu minyak atau gas agar tetap berada pada suhu titik cair yang diinginkan untuk kebutuhan tertentu seperti transportasi gas alam, minyak mentah ataupun bahan kimia tertentu melalui jalur pemipaan. Indirect Water Bath Heater bukan umum digunakan untuk aplikasi pemrosesasan suatu produk walaupun 10% dari total 100% jumlah indirect fired water bath heater yang sudah digunakan dalam aplikasi bagian pemrosesan. Akan tetapi 90% jumlah yang sudah dibuat adalah digunakan untuk memaintain temperatur minyak atau gas agar memudahkan transportasi melalui jalur pemipaan. Seperti pada proyek milik Pertamina-PGN ( Perusahaan gas Negara ) untuk proyek Onshore Receiving Facility and Pipe Line Project yang berlokasi di Muara Karang, Jakarta. 1

2 Gambar 1.1. Crude Oil Heating Gambar 1.1 adalah pemanas tipe direct fired heater jenis conventional style untuk pemanasan crude oil yang akan mengalami proses selanjutnya. Gambar 1.2 Indirect Fired Water Bath Heater 2

3 Pada gambar 1.2 adalah pemanas jenis indirect fired water bath heater yang biasa digunakan dalam proses pemanasan minyak atau gas, baik mentah maupun produk jadi. Pemanas jenis indirect water bath heater ini tergolong aman karena pemanasan gas yang dilakukan tidak secara langsung oleh api ke coil, seperti yang umumnya dalam pemanasan langsung. Api yang dikeluarkan dari burner memancar ke sekeliling ruangan pembakaran dan memanaskan pipa kumparan (coil pipe) yang mana aliran proses berada di dalamnya. Pemanas jenis indirect fired water bath heater ini menggunakan prinsip konveksi, yakni sumber api akan masuk ke dalam tabung api (fire tube) dan kemudian fire tube yang terkena panas konduksi akan memanaskan air yang berada di luar firetube secara konveksi. Air yang panas tersebut akan memanaskan kumparan pipa (coil pipe) yang terendam dalam heating media air tersebut. Dalam pemanas berbahan bakar berkapasitas besar, dikenal dua jenis burner, yaitu force draft burner dan natural draft burner. Force draft burner adalah pembakaran yang menggunakan sistim supplai udara dengan menggunakan kipas pembakaran (combustion fan). Keuntungan dari force draft burner adalah efisiensi pembakaran yang baik, untuk konsumsi bahan bakar dan juga polusi udara dari gas buang yang terkontrol. Sedangkan natural draft burner adalah pembakaran yang mengandalkan tekanan udara atmosphere sebagai suplai oksigen yang secara sederhana kita bisa melihat sistim pembakaran pada kompor yang ada di rumah kita. Pembakaran dengan cara ini tidak efisien karena konsumsi bahan bakar menjadi jauh lebih besar karena komposisi antara udara dan bahan bakar yang tidak bisa menyesuaikan antara tekanan dan temperaturnya. Selain itu alat pemanas dengan natural draft burner akan berukuran menjadi hampir dua kali lipat jika dibandingkan dengan pemanas menggunakan force draft burner. 3

4 1.2. Pokok Permasalahan Pokok permasalahan difokuskan pada desain alat Indirect Fired Water Bath Heater dengan permasalahan yang umumnya terjadi di banyak proyek Migas, yaitu area yang disediakan yang mana sudah dirancang dan dituangkan dalam plot plan oleh perusahaan yang melakukan FEED ( Front End Engineering Design) tidak cukup untuk penempatan alat tersebut. Sementara pembuatan Indirect Fired Water Bath Heater diatur dalam standar kode API 12 K ( American Petroleum Institute ) yaitu Specification For Indirect Type Oil Field Heaters yang berpengaruh besar pada ukuran alat tersebut Pembatasan Masalah Dalam bahasan ini, penulis membatasi masalah pada lingkup perhitungan desain firetube yang menjadi komponen utama dasar perancangan Indirect Fired Water bath Heater yang diatur ketentuan nilai heat flux firetube oleh standar kode API 12 K dan pengaruh nilai heat flux pada ukuran firetube serta process tube dan tentunya ukuran alat secara keseluruhan. Perhitungan menggunakan pendekatan teori heat transfer dengan metode LMTD ( Logaritmik Mean Temperatur Difference ) dengan melakukan perhitungan secara makro saja, dalam arti tidak menghitung laju aliran panas dari firetube ke fluida proses secara detail Tujuan Penulisan Tujuan penulisan tugas akhir ini adalah: Untuk mengetahui ukuran heater dengan firetube yang mengacu kepada standar nilai heat flux sesuai spesifikasi API 12 K. 4

5 Untuk mengetahui ukuran firetube dan pengaruh terhadap ukuran heater yang mengacu kepada ukuran space yang ada dan terbatas yang disediakan di lapangan untuk penempatan alat tersebut. Analisa perhitungan dengan menggunakan pendekatan teori heat transfer dengan metode LMTD ( Logaritmik Mean Temperatur Difference ) untuk mengetahui ukuran process tube/process coil Metode Penelitian Metode yang digunakan pada penulisan tugas akhir ini adalah : Observasi Dilakukan dengan cara studi literature yang berhubungan dengan objek, berhubungan langsung dengan pihak manufaktur yang membuat alat, melihat langsung objek di lapangan. Pendataan Dilakukan dengan cara mengumpulkan teori pendukung dan data yang diambil dari beberapa disain alat pemanas dengan kapasitas yang sama dan juga yang berbeda. Laporan Dilakukan dengan cara analisa deskriptif yang dilakukan dengan sejumlah data statistic baik primer, sekunder ataupun mentah yang diperoleh dalam observasi maupun pendataan. Juga data matematis yang diperoleh dari pihak manufaktur yaitu Process Calculation dan General Arrangment Drawing sebagai pegangan utama dalam melakukan analisa deskriptif terhadap LMTD akan analisa ukuran firetube dan coil pipe Sistematika Penulisan Penulis menyusun tulisan ini dengan sistematika yang umum dan mudah dipahami yaitu sebagai berikut : 5

6 BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisikan latar belakang, pokok permasalahan, pembatasan masalah, tujuan penulisan, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Bab ini menjelaskan tentang bahan pustaka dan teori-teori dasar yang berhubungan dengan permasalahan yang akan dibahas dalam tugas akhir ini. Yaitu pengertian tentang Indirect Fired Water Bath Heater, kegunaan umum, konstruksi atau komponen Indirect Fired Water Bath Heater, standar kode yang mengatur disain Indirect Fired Water Bath Heater, material yang digunakan, dan bagaimana alat ini beroperasi. BAB III ANALISA PERANCANGAN FIRE TUBE DAN PROCESS COIL Bab ini menjelaskan tentang obyek penelitian, perancangan firetube dan perhitungan LMTD dan perancangan process coil. BAB IV PENUTUP Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari hasil analisa yang mungkin bermanfaat bagi orang lain dalam penentuan desain Indirect Fired Water Bath Heater apakah harus mengacu kepada ketentuan heat flux dalam API 12 K atau terdapat deviation terhadap API 12 K agar sesuai kebutuhan akan tetapi tetap pada standar tingkat keamanan yang tetap terjaga. 6