BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1 Neraca Massa dan Neraca Panas Steam Boiler Batu Bara IV.1.1 Neraca Massa Steam Boiler Batu Bara
M6
M7 M5
M1 M4
M2 M3
Gambar IV.1 Skema Neraca Massa dan Panas pada Furnace dan Boiler Keterangan :
Basis perhitungan 1 kg/jam M1 : Batu bara
M2 : Sisa Pembakaran M3 : Udara
M4 : Flue Gas M5 : Air umpan M6 : Steam
M7 : Sisa pembakaran
1. Perhitungan Neraca Massa pada Furnace dan Boiler Basis perhitungan = 151,72 kg/jam
Perhitungan setiap komponen neraca massa pada furnace a. Massa masuk furnace
1) Bahan baku (Batu Bara)
Laju alir massa masuk = 151,72 kg/jam 2) Blower Combustion Air
Massa udara = 259,13 kg/jam b. Massa keluar furnace
1) Flue gas
Flue gas furnace dihasilkan dari reaksi pembakaran batu bara berupa CO2, O2, N2, H2O, dari udara masuk, dan O2 sisa reaksi
Reaksi yang terjadi, sebagai berikut : C + O2 → CO2
H + ½ O2 → H2O
Komposisi Karbon dan Hidrogen pada batu bara sebagai berikut : Tabel IV.1 Data Komposisi C dan H pada Batu Bara Komposisi Massa (kg/jam) BM (kg/kmol) Mol (kmol/jam)
C 64,02 12 5,34
H 4,25 1 4,25
Reaksi CO2
Tabel IV.2 Stokiometri pada Reaksi Pembentukan CO2
C + O2 → CO2
Mula-mula 5,34 5,34 -
Reaksi 5,34 5,34 5,34
Setimbang 0 0 5,34
Massa karbon dioksida (CO2) yang terbentuk:
Massa karbon dioksida (CO2) = mol CO2 x BMCO2
= 5,34 kmol/jam x 44kg/kmol
= 234,75 kg/jam
Massa O2 yang bereaksi = (234,75 - 64,02) kg/jam
= 170,73 kg/jam Reaksi H2O
Tabel IV.3 Stokiometri pada Reaksi Pembentukan H2O
2H + 1O2 → H2O
2
Mula-mula 4,25 1,06 -
Reaksi 4,25 1,06 2,12
Setimbang 0 0 2,12
Massa H2O yang terbentuk:
Massa H2O = mol H2O x BM H2O
= 2,12 kmol/jam x 18 kg/kmol
= 38,23 kg/jam
Massa O2 yang bereaksi = (38,23 - 4,25) kg/jam
= 33,98 kg/jam Menghitung massa O2 total
Massa O2 total = (170,73+33,98) kg/jam
= 204,71 kg/jam 2) Refuse
Abu = 9,71 kg/jam Sisa gas = 41,52 kg/jam
Berikut data total neraca massa input dan output pada furnace:
Tabel IV.4 Data Neraca Massa Total Input dan Output pada Furnace
Komponen Input (kg/jam) Output (kg/jam)
Karbon (C) 64,02 -
Karbon dioksida (CO2) - 234,75
Oksigen (O2) 18,81 18,81
Nitrogen (N2) 1,06 1,06
Air (H2O) 52,80 91,03
Sulfur (S) 1,06 -
Udara 259,13 -
Abu - 9,71
Sisa gas - 41,52
Total 396,89 396,89
Berikut data perhitungan setiap komponen neraca massa pada boiler a. Massa masuk boiler
1) Air
Laju alir air = 7.875 kg/jam b. Massa keluar boiler
1) Steam
Laju alir steam = 7.838,40 kg/jam 2) Blowdown
Massa blowdown = 36,60 kg
Berikut data total input dan output neraca massa pada boiler
Tabel IV.5 Data Total Input dan Output Neraca Massa pada boiler Komponen Input (kg/jam) Output (kg/jam)
Air 7.875
Steam - 7.838,40
Blowdown - 36,60
Total 7.875 7.875
IV.1.2 Neraca Panas Steam Boiler Batu Bara
Perhitungan Neraca Panas pada Furnace dan Boiler Basis perhitungan 1 jam
Perhitungan neraca panas yang masuk (input) a. Panas pembakaran batu bara (Q1)
HHV batu bara = 1.619.520 kj/kg Massa batu bara yang masuk = 151,72 kg
Q1 = HHV batu bara x massa batu bara
= 1.619.520 kj/kg x 151,72 kg
= 245.705.679,20 kj = 58.685.818,66 kkal b. Panas sensibel udara (Q2)
T1 = 28°C = 301 K
T2 = 30°C = 303 K
Komponen Cp udara (Hougen : 1959 , hal 255)
a = 6,386 kkal/mol
b = 0,00176 kkal/kmol
c = -0,0000002656 kkal/kmol
Cp = 𝑎 + 𝑏 ( 𝑇2 − 𝑇1 ) + 𝐶 ( 𝑇22 + 𝑇2. 𝑇1 + 𝑇12 )
2 3
0,00176𝑘𝑘𝑎𝑙
= 6,386 𝑘𝑘𝑎𝑙 +
𝑚𝑜𝑙
𝑚𝑜𝑙 ( 303 𝐾 − 301 𝐾 ) +
2
−0,0000002656kkal
kmol ( 3032 𝐾 + 303 𝐾. 301 𝐾 + 3012 𝐾 )
3
= 6,89 kkal/kmol K
n = 1,46 kmol Q2 = n x Cp x dt
= 1,460 kmol x 6,89 kkal/kmol K x (303 K – 301 K)
= 20.130,19 kkal c. Panas laten H2O dalam udara (Q3)
T udara = 301 K
Massa didapat berdasarkan perhitungan H2O dalam udara pada neraca panas
m = 38,23 kg
Harga hf dan hg berdasarkan tabel temperatur (tabel sifat air jenuh (uap-cair) tabel temperatur termodinamika teknik 1
Hf = 125,79 kj/kg = 30 kkal/kg Hg = 2556,3 kj/kg = 609,75 kkal/kg
Q3 = m x hfg
= 38,23 kg x (609,75 - 30) kkal/kg
= 22.164,92 kkal d. Panas sensibel air umpan boiler (Q4)
Komponen Cp udara (Hougen : 1959 , hal 255)
T1 = 28°C = 301 K
T2 = 30°C = 303 K
Komponen Cp air (Hougen : 1959 , hal 255) a = 7,136 kkal/mol
b = 0,00264 kkal/kmol c = 0.0000000459 kkal/kmol
Cp = 𝑎 + 𝑏 ( 𝑇2 − 𝑇1 ) + 𝐶 ( 𝑇22 + 𝑇2. 𝑇1 + 𝑇12 )
2 3
= 7,136 𝑘𝑘𝑎𝑙/𝑚𝑜𝑙 +
0.0000000459 kkal
0,00264 𝑘𝑘𝑎𝑙
𝑚𝑜𝑙 ( 303 𝐾 − 301 𝐾 ) +
2
kmol ( 3032 𝐾 + 303 𝐾. 301 𝐾 + 3012 𝐾 )
3
= 7,94 kkal/kmol K
Massa air = 7.875 kg BM air = 18 kg/kmol
n air = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑎𝑖𝑟
𝐵𝑀 𝑎𝑖𝑟
= 7875 𝑘𝑔
18 𝑘𝑔/𝑘𝑚𝑜𝑙
= 437,5 kmol Q4 = n x Cp x dt
= 437,5 kmol x 7,94 kkal/kmol K x (303 K – 301 K)
= 6.945,28 kkal Total Q input = Q1 + Q2 + Q3 + Q4
= (58.685.818,66 + 20.130,19 + 22.164,92 + 6.945,28) kkal
= 58.735.059,06 kkal
Perhitungan neraca panas yang keluar ( output ) a. Panas sensibel flue gas (Q5)
T1 = 301K T2 = 336,75K Komponen flue gas
Tabel IV.6 Komponen Flue Gas
Komponen a b c
CO2 6,339 0,01014 -0,000003415
H2O 7,136 0,00264 -4,59x108
O2 6,117 0,003167 -0,00000105
N2 6,457 0,001389 -0,000000069
Cp CO2 = a + 𝑏(𝑇2 + 𝑇1) + 𝐶 (𝑇22 + 𝑇2. 𝑇1 + 𝑇12)
2 3
= 6,339 + 0,01014 (336,75 + 301) +
2
− 0.000003415 (336,752 + 226,75 . 301 + 3012)
3
= 9,22 kkal/kmol K
n = 2 kmol
Q4 = n.Cp.dt
= 2 kmol x 9,22 kkal/kmol K x (336,75-301) K
= 821,56 kkal
Untuk perhitungan Cp dan Q komponen flue gas lainnya, dilakukan dengan cara yang sama dan ditabulasikan pada tabel berikut :
Tabel IV.7 Panas Sensibel Flue Gas
Komponen BM Kmol dT (K) Cp Q (kkal)
CO2 12 19,56 35.75 9.224787263 6.451,55 H2O 18 1,05 35.75 6.734007941 251,61
O2 16 0,067 35.75 6.066732966 14,40 N2 14 6,50 35.75 6.474805019 1.505,06
Total 8.222,62
b. Heating value carbon dalam refuse (Q5)
∆Hr C = 94.051,8 kkal/kmol (Hougen, page : 306) Massa C refuse = 5,34 kmol
Q5 = ∆Hr C x massa C refuse
= 94.051,8 kkal/kmol x 5,34 kmol
= 501.796 kkal
c. Heating value hidrogen dalam refuse (Q6)
∆Hr C = 68.317,4 kkal/kmol (Hougen, page : 306) Massa H2 refuse = 2,12 kmol
Q6 = ∆Hr H2 x massa H2 refuse
= 68.317,4 kkal/kmol x 5,34 kmol
= 145.106,96 kkal d. Panas sensibel refuse (Q7)
Massa refuse = 51,23 kg
Cp = 0,21 btu/lb = 0,14 kkal/kg K T (referen) = 301 K
T(flue gas) = 336,75 K
Q7 = m.Cp.dt
= 51,23 kg x 0,14 kkal/kg K x (336,75 – 0,14)K
= 258,25 kkal e. Entalpi saturated steam (Q8)
m steam = 7.838,4 kg
T2 = 161,91˚C
Hg = 2.758,68 kj/kg
Q8 = m . Hg
= 7.838,4 kg x 2.758,68 kj/kg
= 21.623.637,31 kkal f. Entalpi blowdown (Q9)
m blowdown = 36,6 kg
T2 = 81,7˚C
Mencari harga hg dan hf berdasarkan tabel temperatur (tabel sifat air jenuh (uap-air) tabel temperatur Termodinamika Teknik 1 page : 114 )
Hf = 820,49 kkal/kg
Hg = 1.709,34 kkal/kg
Q9 = blowdown . Hfg
= 36,6 kg . (1709,34 – 820,49) kkal/kg
= 32.531,91 kkal
Total Q output = Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8 + Q9
= (8.222,62 + 501.796 + 145.106,96 + 258,25 + 21.623.637,31 + 32.531,91)kkal
= 22.311.553,05 kkal g. Panas yang hilang (heat loss)
Q10 = Qinput – Qoutput
= 58.735.059,06 kkal – 22.311.553,05 kkal
= 36.423.506,01 kkal
Data neraca panas total pada Steam boiler batu bara Tabel IV.8 Tabel Neraca Panas
Input Q (kkal) Output Q (kkal)
Panas bahan bakar
5.868.581,66 Panas sensibel flue gas
8.222,62
Panas sensibel udara kering
20.130,19 HHV carbon dalam refuse
601.796
Panas laten H2O di udara
22.164,92 HHV hidrogen dalam refuse
145.106,96
Panas air umpan boiler
6.945,28 Panas sensibel refuse
258,25
Entalpi steam 21.623.637,31 Entalpi blowdown 32.531,91 Panas yang hilang 36.423.506,01
Total 58.735.059,06 58.735.059,06
Efisiensi = [1 − 𝑄𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡] 𝑥 100%
𝑄𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡
= [22.311.553,05 kkal
] x 100%
58.735.059,059 kkal
= 62,01 %
IV.2 Neraca Massa dan Neraca Panas Thermal Oil Heater Batu Bara IV.2.1 Neraca Massa Thermal Oil Heater Batu Bara
M6 M5
M1 M4
M2 M3
Gambar IV.2 Skema Neraca Massa dan Panas pada Thermal Oil Heater Keterangan :
Basis perhitungan 1 kg/jam M1 : Batu bara
M2 : Sisa Pembakaran M3 : Udara
M4 : Flue Gas M5 : Oil Masuk M6 : Oil Keluar
1. Perhitungan Neraca Massa pada Thermal Oil Heater Basis perhitungan = 151,72 kg/jam
Perhitungan setiap komponen neraca massa pada furnace a. Massa masuk furnace
1) Bahan baku ( Batu Bara )
Laju alir massa masuk = 1.332,5 kg/jam 2) Blower Combustion Air
Massa udara = 2.275,932 kg/jam b. Massa keluar furnace
3) Flue gas
Flue gas furnace dihasilkan dari reaksi pembakaran batu bara berupa CO2, O2, N2, H2O, dari udara masuk, dan O2 sisa reaksi
Reaksi yang terjadi, sebagai berikut : C + O2 → CO2
H + ½ O2 → H2O
Komposisi Karbon dan Hidrogen pada batu bara sebagai berikut : Tabel IV.9 Data Komposisi C dan H pada Batu Bara Komposisi Massa (kg/jam) BM (kg/kmol) Mol (kmol/jam)
C 562,32 12 46,86
H 37,31 1 37,31
Reaksi CO2
Tabel IV.10 Stokiometri pada Reaksi Pembentukan CO2
C + O2 → CO2
Mula-mula 46,86 46,86 -
Reaksi 46,86 46,86 46,86
Setimbang 0 0 46,86
Massa karbon dioksida (CO2) yang terbentuk:
Massa karbon dioksida (CO2) = mol CO2 x BMCO2
= 46,86 kmol/jam x 44kg/kmol
= 2.061,82 kg/jam
Massa O2 yang bereaksi = (2.061,82 – 562,32) kg/jam
= 1.499,51 kg/jam
Reaksi H2O
Tabel IV.11 Stokiometri pada Reaksi Pembentukan H2O
2H + 1O2 → H2O
2
Mula-mula 37,31 9,33 -
Reaksi 37,31 9,33 18,66
Setimbang 0 0 18,66
Massa H2O yang terbentuk:
Massa H2O = mol H2O x BM H2O
= 18,66 kmol/jam x 18 kg/kmol
= 335,79 kg/jam
Massa O2 yang bereaksi = (335,79 – 37,31) kg/jam
= 298,48 kg/jam Menghitung massa O2 total
Massa O2 total = (1.499,51+298,48) kg/jam
= 1.797,99 kg/jam 4) Refuse
Abu = 85,28 kg/jam Sisa gas = 364,68 kg/jam
Berikut data total neraca massa input dan output pada furnace :
Tabel IV.12 Data Neraca Massa Total Input dan Output pada Furnace Komponen Input (kg/jam) Output (kg/jam)
Karbon (C) 562,32 -
Karbon dioksida (CO2) - 2.061,82
Oksigen (O2) 165,23 165,23
Nitrogen (N2) 9,33 9,33
Air (H2O) 463,71 799,50
Sulfur (S) 9,33 -
Udara 2.275,93 -
Abu - 85,28
Sisa gas - 364,68
Total 3.485,84 3.485,84
IV.2.2 Neraca Panas Thermal Oil Heater Batu Bara Perhitungan Neraca Panas pada Thermal Oil Heater Basis perhitungan 1 jam
Perhitungan neraca panas yang masuk (input) a. Panas pembakaran batu bara (Q1)
HHV batu bara = 1.619.520 kj/kg Massa batu bara yang masuk = 1.332,5 kg
Q1 = HHV batu bara x massa batu bara
= 1.619.520 kj/kg x 1.332,5 kg
= 2.158.010.400 kj = 515.432.152 kkal b. Panas sensibel udara (Q2)
T1 = 28°C = 301 K
T2 = 30°C = 303 K
Komponen Cp udara (Hougen : 1959 , hal 255)
a = 6,386 kkal/mol
b = 0,00176 kkal/kmol
c = -0.0000002656 kkal/kmol
Cp = 𝑎 + 𝑏 ( 𝑇2 − 𝑇1 ) + 𝐶 ( 𝑇22 + 𝑇2. 𝑇1 + 𝑇12 )
2 𝑘𝑘𝑎𝑙
3 0,00176𝑘𝑘𝑎𝑙
=6,386 +
𝑚𝑜𝑙 2
−0.0000002656 kkal
𝑚𝑜𝑙 ( 303 𝐾 − 301 𝐾 ) +
kmol ( 3032 𝐾 + 303 𝐾. 301 𝐾 + 3012 𝐾 )
3
= 6,89 kkal/kmol K
n = 1,46 kmol
Q2 = n x Cp x dt
= 1,460 kmol x 6,89 kkal/kmol K x (303 K – 301 K)
= 20.130,19 kkal c. Panas laten H2O dalam udara (Q3)
T udara = 301 K
Massa didapat berdasarkan perhitungan H2O dalam udara pada neraca panas
m = 335,79 kg
Harga hf dan hg berdasarkan tabel temperatur (tabel sifat air jenuh (uap-cair) tabel temperatur termodinamika teknik 1
Hf = 125,79 kj/kg = 30 kkal/kg Hg = 2.556,3 kj/kg = 609,75 kkal/kg
Q3 = m x hfg
= 335,79 kg x (609,75 - 30) kkal/kg
= 194.672,49 kkal d. Panas sensibel Oil Heater (Q4)
Komponen Cp udara (Perry : 1997)
T1 = 224°C = 497 K
T2 = 30°C = 303 K Komponen Cp oil (Perry : 1997)
A = 0,45
B = 0,0007
d (density) = 0,8857
Cp = A + B (t − 15)
√𝑑15
= 0,45
√0,885715 + 0,0007 (224 − 15)
= 1,2646 kkal/kmol K Massa oil = 17.712 kg
BM air = 282 kg/kmol n oil = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑜𝑖𝑙
𝐵𝑀 𝑜𝑖𝑙
= 17.712 𝑘𝑔
282 𝑘𝑔/𝑘𝑚𝑜𝑙
= 0,0628 kmol Q4 = n x Cp x dt
= 0,0628 kmol x 1,2646 kkal/kmol K x (497 K – 303 K)
= 15,409 kkal
Total Q input = Q1 + Q2 + Q3 + Q4
= (58.685.818,66 + 20.130,19 + 22.164,92 + 15,409) kkal
= 515.646.970,081 kkal
Perhitungan neraca panas yang keluar ( output ) a. Panas sensibel flue gas (Q5)
T1 = 301K T2 = 346,125K Komponen flue gas
Tabel IV.13 Komponen Flue Gas
Komponen a b c
CO2 6,339 0,01014 -0,000003415
H2O 7,136 0,00264 -4,59x108
O2 6,117 0,003167 -0,00000105
N2 6,457 0,001389 -0,000000069
Cp CO2 = a +𝑏 (𝑇2 + 𝑇1) + 𝐶 (𝑇22 + 𝑇2. 𝑇1 + 𝑇12)
2 3
= 6,339 + 0,01014 (346,125 + 301) + − 0.000003415 (346,1252 +
2 3
226,75 . 301 + 3012)
= 9,26 kkal/kmol K
n = 172 kmol
Q4 = n.Cp.dt
= 172 kmol x 9,26 kkal/kmol K x (346,125-301) K
= 71.809,74 kkal
Untuk perhitungan Cp dan Q komponen flue gas lainnya, dilakukan dengan cara yang sama dan ditabulasikan pada tabel berikut :
Tabel IV.14 Panas Sensibel Flue Gas
Komponen BM Kmol dT (K) Cp Q (kkal)
CO2 12 171,82 45.125 9.261818722 71.809,74 H2O 18 9,18 45.125 6.733866817 2.789,32
O2 16 0,58 45.125 6.078349938 159,90 N2 14 57,11 45.125 6.481103808 16.701,54
Total 91.460,50
b. Heating value carbon dalam refuse (Q5)
∆Hr C = 94.051,8 kkal/kmol (Hougen, page : 306) Massa C refuse = 46,86 kmol
Q5 = ∆Hr C x massa C refuse
= 94.051,8 kkal/kmol x 46,86 kmol
= 4.407.228,16 kkal c. Heating value hidrogen dalam refuse (Q6)
∆Hr C = 68.317,4 kkal/kmol (Hougen, page : 306) Massa H2 refuse = 18,655 kmol
Q6 = ∆Hr H2 x massa H2 refuse
= 68.317,4 kkal/kmol x 18,655 kmol
= 1.274.461,10 kkal
d. Panas sensibel refuse (Q7) Massa refuse = 449,96 kg
Cp = 0,21 btu/lb = 0,14 kkal/kg K T (referen) = 301 K
T(flue gas) = 346,125 K
Q7 = m.Cp.dt
= 449,96 kg x 0,14 kkal/kg K x (346,125 – 301)K
= 2.862,95 kkal Total Q output = Q4 + Q5 + Q6 + Q7
= (71.809,74 + 4.407.228,16 + 1.274.461,10 + 2862,95 )kkal
= 5.776.012,712 kkal e. Panas yang hilang (heat loss)
Q9 = Qinput – Qoutput
= 515.646.970,081 kkal – 5.776.012,712 kkal
= 509.870.957,37 kkal
Data neraca panas total pada Thermal Oil Heater
Tabel IV.15 Tabel Neraca Panas Thermal Oil Heater
Input Q (kkal) Output Q (kkal)
Panas bahan bakar
515.432.152 Panas sensibel flue gas
71.809,74
Panas sensibel udara kering
20.130,19 HHV carbon dalam refuse
4.407.228,16
Panas laten H2O di udara
194.672,49 HHV hidrogen dalam refuse
1.274.461,10
Panas Thermal Oil Heater
15,409 Panas sensibel refuse
2.862,95
Panas yang hilang 509.870.957,37
Total 515.646.970,081 515.646.970,712
Efisiensi = [1 − 𝑄𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡] 𝑥 100%
𝑄𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡 5.776.012,712 kkal
= [
515.646.970,081 kkal ] x 100%
= 98,88 %
IV.3 Perbandingan Neraca Massa dan Neraca Panas Steam Bolier Batu Bara dan Thermal Oil Heater Batu Bara
Tabel IV.16 Perbandingan Neraca Massa Steam Bolier Batu Bara dan Thermal Oil Heater Batu Bara
Steam Boiler Batu Bara Thermal Oil Heater
Boiler Furnace
Inpu t Output
Input Output Inpu Output
Komponen Massa Komponen Massa Komponen Massa Komponen Massa Komponen Massa Komponen Massa
Air 7875 Steam 7838 C 64.02 Abu 9.71 C 562.32 Abu 85.28
blowdown 36.60 O2 18.81 CO2 234.75 O2 165.23 CO2 2061.82
N2 1.06 O2 18.81 N2 9.33 O2 165.23
H2O 52.80 N2 1.06 H2O 463.71 N2 9.33
sulfur 1.06 H2O 91.03 sulfur 9.33 H2O 799.50
udara 259.13 sisa gas 41.52 udara 2275.93 sisa gas 364.68
Total 7875 Total 7875 Total 396.89 Total 396.89 Total 2923.53 Total 3400.56
Tabel IV.17 Perbandingan Neraca Panas Steam Bolier Batu Bara dan Thermal Oil Heater Batu Bara
Steam Boiler Batu Bara Thermal Oil Heater
Input Q (kkal) Output Q (kkal) Input Q (kkal) Output Q (kkal)
Q bahan bakar 5.868.581,66
Q sensibel flue
gas 8.222,62 Q bahan bakar 515,432,152
Q sensibel flue
gas 71.809,74
Q sensibel udara kering 20.130,19 HHV carbon 601796 Q sensibel udara kering 20.130,19 HHV carbon 4.407.228,16 Q laten H2O di udara 22.164,92 HHV hidrogen 145.106,96 Q laten H2O di udara 194.672,49 HHV hidrogen 1.274.461,10 Q air umpan boiler 6.945,28 Q sensibel 258,25 Q Thermal Oil Heater 15,409 Q sensibel 2.862,95
Entalpi steam 21.623.637,31 Q yang hilang 509.870.957,37
Entalpi blowdown 32.531,91 Q yang hilang 36.423.506,01
Total 58.735.059,06 Total 58.735.059,06 Total 515.646.970,081 Total 515.646.970,712
Boiler steam batu bara merupakan alat utilitas PT. Delta Merlin Dunia Tekstil IV penunjang produksi yang berfungsi menghasilkan steam untuk sumber panas dalam produksi. Boiler adalah sebuah alat yang berfungsi untuk menghasilkan uap (steam). Uap yang dihasilkan oleh boiler pada umumnya dihasilkan melalui proses pembakaran bahan bakar yang kemudian menghasilkan panas untuk memanaskan air, sehingga air yang dipanaskan hingga mencapai temperatur tertentu maka dapat menghasilkan uap. Berdasarkan perhitungan bahan baku (feed) yang masuk kedalam furnace sebesar 151,72 kg/jam dan bahan baku (feed) yang masuk kedalam boiler sebesar 7875 kg/jam. Terdapat gas yang hilang pada perhitungan neraca massa yaitu berupa senyawa karbon dan hidrogen namun untuk jumlah spesifik tidak diketahui dikarenakan tidak terdapat data lebih lanjut.
Dari perhitungan panas didapatkan energi panas yang masuk (Qinput) sebesar 58735059,06 kkal dan energi panas yang dihasilkan (Qoutput) sebesar 22311553.05 kkal. Panas yang hilang (heat loss) sebesar 36423506,01 kkal.
Dari hasil perhitungan diperoleh heat loss sebesar 38,09%. Kehilangan panas pada furnace disebabkan karena tidak seluruh panas yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar diserap oleh bahan. Selain itu, panas pada furnace juga hilang lewat dinding furnace dan cerobong asap. Panas yang hilang tersebut dapat berasal dari proses pembakaran yang kurang sempurna serta hilangnya panas di udara akibat excess air. Dari hasil perhitungan heat loss dapat diperoleh efisiensi boiler dan furnace sebesar 62,01 %.
Steam boiler batu bara memiliki kelebihan dimana panas yang dihasilkan lebih tinggi diimbangi dengan tekanan yang besar dibandingkan thermal oil heater.
Sedangkan kelebihan dalam penggunakan thermal oil heater tidak memerlukan air dan chemical melainkan hanya membutuhkan oli sebagai media penyalur panas yang hanya sekali diisa pada saat commissioning awal dan dapat bertahan min 5 tahun, thermal oil heater tidak tergolong bejana bertekanan tinggi sehingga masih aman dari bahaya pressure.
