Studi Teknis dan Ekonomis Perubahan Steam Boiler Menjadi Thermal Oil Boiler Sebagai Pemanas Hfo Pada Kapal MV Amazon

(1)

Studi Teknis dan Ekonomis Perubahan Steam Boiler Menjadi Thermal Oil Boiler Sebagai Pemanas Hfo Pada Kapal MV Amazon

Hendra Saputra, Indrajaya Gerianto, Hari Prastowo

Department of Marine Engineering, Faculty of marine Technology, Sepuluh Nopember Institute of Technology

ABSTRAK

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 thermal 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 tekanan 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 menggunakan 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 karakteristik 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.

Gambar 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 s team 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.

Gambar 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.

Gambar 3. Contoh diagram steam boiler Keterangan gambar :

Air umpan sebelum masuk ke steam boiler (1), untuk meningkatkan efisiensi boiler air umpan tersebut dipanasi terlebih dahulu melalui economizer (5), dengan bantuan circulating pump (4). 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 steam boiler uap tersebut menuju daerator (2), 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 (3)

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 boilrt 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

(4)

Gambar 6. diagram thermal oil boiler AALBORG

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.

Tabel 1. Efiisiensi steam boiler dan thermal oil boiler

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.

Gambar 7. Range temperatur dan tekanan thermal oil dan steam

2.6. Jenis fluida pemanas

Pada dasarnya ada tiga jenis fluida pemanas : 1. Petroleum Based Fluid

Terdapat dua jenis yaitu mineral oil dan white oil

Mineral oil. Fluida jenis ini paling banyak dijumpai dipasaran . Jenis ini merupakan pengolahan dari minyak pelumas dan dipisahkan berdasarkan perbedaan viskositasnya. Fluida pemanas ditambahkan addictive termasuk antioksi dan anti karat. Merk yangberedar dipasaran antara lain, Exxonmobil. Mobiltherm, shell Thermia dan sunoco.

White Oil. White oil merupakan hasil dari

(5)

minyak buli dan diproses dengan hidrogen sehingga lebih bersih dan merupakan produk yang konsisten dipasaran. Hasil rpoduknya berwarna kuning pucat dan stabilitas thermal yang baik dan dikembangkan lebih tahan terhadap oksidasi dibandingkan mineral oil. Jenis produk yang beredar dipasaran antara lain Calflo, Duraterm, Multitherm dan Paratherm.

2. Sintetic Aromatic Fluid

Material jenis ini merupakan ubahan dari benzena coumpound dan umumnya lebih stabil untuk operasi temperatur tinggi dibandingkan fluida pemanas yang berbahan dasar minyak karena benzena merupakan bahan yang berbahaya maka pemakain jenis fluida ini harus memperhatikan MSDSnya. Beberapa jenis produk ini antara lain, Dowtherm, Marlotherm, dan Therminol.

3. Special Fluid

Silikon dan fluorocarbon based fluid adalah contoh fluida yang digunakan untuk pemakaian khusus. Fluida jenis ini memiliki performance yang tinggi, untuk beberapa jenis produk sangat bagus untuk operasi temperatur rendah, temperatur range yang besar, flammability yang rendah dan kandungan racun yang rendah. Fluida jenis ini biasa digunakan untuk proses-proses tertentu dan memiliki harga yang relatif tinggi. (Jay hudson, 2007)

2.7. Sistem Tracing Pada Sistem Bahan Bakar Sistem tracing merupakan sistem pemindahan panas dari fluida yang bersuhu tinggi menuju fluida yang bersuhu rendah. Dibawah ini ditunjukkan gambar penampang melintang pipa bahan baakr dan pipa tracer dab analog tahanan thermalnya serta grafik distribusi temperatur dari dua pipa yang dipasang sejajar dengan aliran fluida yang searah.

Gambar. Penampang melintang pipa ganda antara pipa bahan bakar dan pipa tracer yang disusun

sejajar denfan aliran fluida yang searah.

Bentuk Analogi tahanan termalnya adalah :

Gambar, Analogi tahanan sistem trace III. METODOLOGI

Metodologi yang dipakai untuk penyelesaian tugas akhir ini secara lengkap dapat dlihat gambar dibawah dengan tahapan-tahapan seperti berikut : 1. Studi Literatur

Studi literatur dilakukan untuk memperoleh informasi dan referensi yang relevan untuk menunjang proses penyusnan tugas akhir.

Literatur dapat berupa jurnal, paper, artikel, buku, pengamatan lapangan, maupun dari media elektronik (internet). Informasi pada tahap ini bertujuan untuk mempelajari mengenai teori perpindahan panas, sistem bahan bakar, sistem steam boiler dan thermal oil boiler serta cara perhitungan jumlah panas yang dibutuhkan dan analisa ekonomi antara steam boiler dan thermal oil boiler.

2. Studi Lapangan dan pengumpulan data Studi lapangan yang dilanjutkan dengan pengambilan data dan pengumpulan data yang meliputi:

 Data desain sistem pemanas dan sistem bahan bakar

 Data spesifikasi steam boiler dan harga

 Data spesifikasi thermal oil dan harga

 Data spesifikasi pompa, valve, gasket, elbow dan harga

 Data volume dan temperatur masing-masing tanki bahan bakar.

 Data distribusi kalor, koil pemanas dan konsumsi bahan bakar untuk steam boiler 3. Desain sistem thermal oil boiler

Merancang desain sistem pemanas thermal oil boiler dengan mengacu pada sistem bahan bakar HFO yang ada serta dengan mempertimbangkan sistem pemanas steam boiler yang telah

4. Perhitungan

5. Analisa Teknis dan Ekonomis

(6)

Gambar 3. Diagram Alir Proses Penelitian IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Perhitungan Teknis 4.1.1. Beban Pemanas

Tabel. Beban pemanas tanki

No Nama Tanki

Volume tanki

(m³)

Beban Pemanas (kW)

1 Tanki Storage 4.1 192,7 63,16

2 Tanki Storage 4.2 159,1 61,72

3 Tanki Storage 4.3 220,1 64,67

4 Tanki Storage 4.4 220,1 64,67

Total beban pemanas tanki storage 254,2 kW

5 Tanki settling 4.8 46,6 96,2

6 Tanki settling 4.9 46,6 96,2

Total beban pemanas tanki settling 192,4 kW

7 Tanki service 4.7 33,5 22,22

Tabel. Beban pemanas heater

No Nama heater Beban Pemanas (kW)

1 Preheater separator 1 (item 433)

19,33 2 Preheater separator 2 (item

433)

19,33 3 Final heater for M/E (item

421)

38,7

Total beban pemanas 77,36 kW

Tabel. Beban pemanas tracing pipa bahan bakar

No Nama Beban Pemanas

(kW) 1 Trace heating for storage tank to

settling tank

20,64

2 Trace heating for settling tank to HFO separator

2,889 3 Trace heating for HFO separator to

service tank

2,393 4 Trace heating for Service tank to

final heater

5,738 5 Trace heating for final heater to

main engine

1,259 Total beban pemanas tracing 30,527 kW

Total Beban pemanas adalah : 546,2 kW 4.1.2. Laju Aliran Fluida Pemanas Tabel. laju aliran pemanas

No Nama Tanki Laju Aliran

(m³/h)

1 Tanki Storage 4.1 2,455

5 Tanki settling 4.8 3,739

6 Tanki settling 4.9 3,739

7 Tanki service 4.7 0,864

8 Preheater separator 1 (item 433) 0,7512 9 Preheater separator 2 (item 433) 0,7512 10 Final heater for M/E (item 421) 1,5025 11 Total laju aliran pipa tracing 1,1866

Total 21,66 m³/h

4.1.3. Kebutuhan pipa koil pemanas tanki Tabel. Pipa koil pemanas tanki

No Nama Tanki Panjang Pipa

koil (m)

Jumlah laluan

1 Tanki Storage 4.1 21,93 7

5 Tanki settling 4.8 33,4 6

6 Tanki settling 4.9 33,4 6

7 Tanki service 4.7 14,25 3

4.1.4. Kebutuhan Isolasi pipa pemanas

Penentuan isolasi pipa pemanas dengan menggunakan rekomendasi dari referensi yang didapat dari studi literatur. Penentuan tebal isolasi dilihat dari tabel dibawah ini.

Tabel. Recommended thickness of insulation for high temperature

(7)

4.1.5. Perhitungan Kecepatan aliran Thermal Oil dengan Existing pipa steam

No diameter (m) Kapasitas(m³/s) Luas (m²)

Kece - Patan (m/s) OD w ID (m³/h) (m³/s)

1 Dari boiler ke manifold utama 0,07

6 0,00

29 0,07

02 20,47

73 0,005

69 0,00

39 1,5 2 Dari manifold ke distributor 1 tank heating

0,07 6

0,00 29

0,07 02

2,253 72

0,000 63

0,00 39 0,2 3 Dari Manifold ke distributor 2 tank heating

0,07 6

0,00 29

0,07 02

9,881 55

0,002 74

0,00 39 0,7 4 Dari manifold ke distributor 4 tank heating

0,07 6

0,00 29

0,07 02

8,342 06

0,002 32

0,00 39 0,6 5 Dari distributor 1 ke final heater (item 421)

0,03 18

0,00 26

0,02 66

1,502 51

0,000 42

0,00 06 0,8 6 Dari distributor 1 ke preheater separator (item 433)

0,04 46

0,00 26

0,03 94

0,751 21

0,000 21

0,00 12 0,2 7 Dari distributor 2 ke storage tank 4.1

0,03 8

0,00 26

0,03 28

2,455 07

0,000 68

0,00 08 0,8 8 Dari distributor 2 ke storage tank 4.2/4.3/4.4

0,04 45

0,00 26

0,03 93

7,426 48

0,002 06

0,00 12 1,7 9 Dari distributor 4 ke day tank 4.7

0,02 0,00

26 0,01

48 0,863

62 0,000

24 0,00

02 1,4 10 Dari distributor 4 ke settling tank 4.8

0,02 0,00

26 0,01

48 3,739

22 0,001

04 0,00

02 6,0 11 Dari distributor 4 ke settling tank 4.9

0,02 0,00

26 0,01

48 3,739

22 0,001

04 0,00

02 6,0

4.2. Hasil Perhitungan Ekonomi

4.2.1. Biaya Investasi Thermal Oil Boiler 1. Thermal Oil Boiler

Thermal oil boiler menggunakan merk Garioninaval

type vertikal dengan harga Rp.785.000.000 2. Steam Boiler

Steam boiler yang terpasang dikapal saat ini adalah ejnis donkey boiler 625 kW, kapasitas steam 1,8 t/h.

Harganya 40.000 USD atau setara dengan Rp.400.000.000

4.2.2. Biaya material thermal oil boiler

Biaya material thermal oil boiler yang dihitung adalah biaya pipa pemanas, flens, gasket, katup, pompa dan biaya isolasi pipa. Jumlah biaya yang dibutuhkan adalah Rp.162.320.006

4.2.3. Biaya Konsumsi bahan bakar 1. Thermal Oil Boiler

Thermal oil boiler merk Garioninaval TH/V 500 memiliki SFC 118 kg/h menggunakan bahan bakar HFO dengan harga perliter Rp.5200. Sehingga, konsumsi bahan bakar thermal oil boiler untuk waktu sisa umur kapal (5 Tahun) adalah Rp3.095.862.765

2. Steam Boiler

Kapal MV.Amazon menggunakan steam boiler kapasitas 1800 kg/h. 1 kg HFO bisa menghasilkan 12-14 kg/h steam, sehingga didapat kapasitas konsumsi bahan bakar steam boiler adalah 128,57 kg/h. Jadi, konsumsi bahan bakar steam boiler untuk waktu sisa umur kapal (5 Tahun) adalah Rp3.373.216.088

4.2.4. Biaya Fluida Kerja 1. Thermal Oil Boiler

Fluida pemanas thermal oil boiler menggunakan merk petro canada calflo AF dengan harga perliter 7,272 pounsterling atau setara Rp.99.626.

Kebutuhan total fluida kerja thermal oil boiler adalah 420 liter. Fluida pemanas thermal oil boiler yang digunakan untuk jangka waktu sisa umur kapal adalah Rp209.215.440

2. Steam Boiler

Fluida kerja yang digunakan pada steam boiler adalah air tawar. Kebutuhan air tawar untuk boiler perbulan adalah 27 m³. Total biaya fluida kerja untuk waktu 5 tahun adalah Rp64.800.000

V. KESIMPULAN 5.1. Kesimpulan

1. Sistem thermal oil boiler bisa digunakan pada kapal MV Amazon. Sistem pemanas ini dipilih karena thermal oil boiler dapat bekerja pada tekanan atmosfir, lebih tahan korosif karena fluida kerja yang digunakan selain sebagai fluida pemanas juga sebagai pelumas. Dari perhitungan beban pemanas pada heater sistem bahan bakar diperoleh

(8)

 Total beban pemanas tanki storage adalah 254,2 kW

 Beban pemanas 2 tanki settling @ 96,2 kW

 Beban pemanas satu tanki service adalah 22,22 kW

 Beban pemanas 2 preheater separator

@ 19,33 kW

 Beban pemanas satu final heater adalah 38,7 kW

 Total beban pemanas tracing pipa bahan bakar adalah 30,527 kW Total beban keseluruhan adalah 546,2 kW 2. Boiler yang dipasang untuk mensuplai

beban pemanas total yaitu : Merek : Garioninaval

Type : TH-500

Kapasitas : 581 kW

3. Berdasarkan studi literatur, standart pipa yang bisa digunakan untk thermal oil operation adalah :

 Standart DIN 17175 grade St 35.8 atau DIN 2448

 ASTM A 106 grade B

 JIS 42/STPY 410

4. Jenis pipa yang digunakan pada sistem steam boiler thermal oil boiler sama. Tetapi pada kasus di kapal MV. Amazon, tidak semua pipa existing steam boiler bisa digunakan untuk thermal oil boiler operation karena diameter pipa steam boiler operation tidak bisa memenuhi kecepatan aliran yang dibutuhkan fluida pemanas untuk bisa menghantar panas ke HFO, sehingga disimpulkan bahwa pipa existing steam boiler operation pada kapal MV. Amazon tidak bisa digunakan untuk sistem thermal boiler yang baru.

5. Isolasi panas menggunakan bahan glasswool density 32 kg/m³ dengan ketebalan 25 mm dan memiliki dimensi 25mm x 1,2meterx 30 meter dan untuk tracing ketebalan 38 mm dengan dimensi 38mm x 1,2meterx 15 meter 6. Diameter pipa tracing untuk pipa bahan bakar adalah 20 mm dengan ketebalan 2 mm.

7. Dari analisa ekonomis yang dilakukan pada sistem thermal oil boiler untuk kapal MV.

Amazon, dapat disimpulkan sebagai berikut :

 Dari perbandingan investasi thermal oil boiler dan biaya maintenance steam boiler, didapat :

1. Investasi thermal oil boiler sebesar Rp.785.000.000

2. Biaya maintenance steam boiler Rp.

209.273.000

 Estimasi biaya material sistem pemanas thermal oil boiler sebesar Rp.163.320.006,

 Biaya konsumsi bahan bakar thermal oil boiler lebih murah dibanding steam boiler.

 Biaya fluida kerja thermal oil boiler lebih mahal dibandingkan dengan steam boiler.

5.2. Saran

1. Jika dilihat dari umur kapal yang telah mencapai usia 20 tahun, pergantian boiler dengan thermal oil boiler tidaklah ekonomis.Biaya maintenance steam boiler yang sudah ada lebih murah dibandingkan dengan biaya investasi thermal oil boiler, tetapi secara teknis thermal oil boiler memiliki karakteristik yang lebih baik dibanding dengan thermal oil boiler.

2. Thermal oil boiler akan ekonomis apabila diaplikasikan pada kapal baru dibandingkan dengan steam boiler.

DAFTAR PUSTAKA

Bee Code. (2006). “Fluid Piping System Prepared for Bureau of Energy Efficiency and Indian Renewable Energy Development Agency“, Devki Energy Consultant Pvt, Ltd. New Delhi, India

Dardiri, Lukman, (2008), Tugas Akhir, “Analisa Ekonomis Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar Thermal Oil Boiler dan Steam Boiler untuk Pemanas HFO Kapal Dry Cargo Vessel 18.500 DWT”. Teknik Sistem Perkapalan FTK-ITS. Surabaya

Djokosetyardjo, Ir, M.J. 1993. “Ketel Uap, Edisi tiga”, Penerbit PT Pradnya Paramita, Jakarta.

Holman J.P, (1997), “Perpindahan kalor edisi keenam”, Mechanical Engineering Southern Methodist University

“Peralatan Termal : Distribusi steam Dan penggunaannya”, (2011), Pedoman Efesiensi Energi Untuk Industri di Asia - www.

energyefficiencyasia.org.

Purnomo, Didik, (1998), Tugas Akhir, “Analisa Perbandingan Kebutuhan Kalor Antara Thermal Oil Tracing dan Electrical Tracing pada Kapal Dry Cargo 18500 DWT”, Teknik Sistem Perkapalan FTK-ITS, Surabaya

“Thermal Energy Equipment : Boiler & Thermal Fluid Heater”, (2011), Energy Efficiency Guide for Industry in Asia – www.

energyefficiencyasia.org.