6

2.8 Pipe Support Karena pipa dipengaruhi oleh ekspansi

termal. Mendukung dalam sebuah langkah sistem perpipaan termal dalam arah yang berbeda. Pipe support oleh dua jenis support-kaku (rigid support) dan fleksibel (flexible support) .

Penentuan letak kritis pipe support berdasarkan jarak defleksibilitas pipa. 2.9 Insulasi Pipa Pipa insulasi adalah isolasi termal digunakan untuk mencegah hilangnya panas dan keuntungan dari pipa, untuk menghemat energi dan meningkatkan efektivitas sistem termal

1. Rockwool (serat mineral)

2. Glasswool & Fibreglass

3. Kalsium silikat

Penentuan tebal isolasi

2.10 Caesar II. 5.10Pipe Strees Analysis

Gambar,6 tampilan caesar 2.11 Heat Losses Pipe Calculation

Gambar,7 tampilan Heat losses calculation

7

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 Perbandingan steam boiler existing system

Merancang desain sistem pemanas steam boiler dengan mengacu pada sistem bahan bakar HFO yang ada serta dengan mempertimbangkan sistem pemanas yang sudah ada untuk acuan velocity.

5. Analisa Perbandingan Tegangan Pipa

Menghitung dan menganalisa perbandingan tegangan pipa pemakaian steam boiler & thermal oil boiler untuk kebutuhan pemanas system bahan bakar

6. Analisa Heat Losses Pipa

Menghitung dan menganalisa perbandingan heat losses pipa pemakaian steam boiler & thermal oil boiler untuk kebutuhan pemanas system bahan bakar

Gambar 3. Diagram Alir Proses Penelitian

8

IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN 3.1. Hasil Desain & Perhitungan Teknis 3.1.1. 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 3.1.2. Laju Aliran Fluida Pemanas Tabel. laju aliran pemanas No Nama Tanki Laju Aliran

(m3/h) 1 Tanki Storage 4.1 2,455 2 Tanki Storage 4.2 2,399 3 Tanki Storage 4.3 2,514 4 Tanki Storage 4.4 2,514 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

3.1.3. 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 2 Tanki Storage 4.2 21,43 6 3 Tanki Storage 4.3 22,45 6 4 Tanki Storage 4.4 22,45 6 5 Tanki settling 4.8 33,4 6 6 Tanki settling 4.9 33,4 6 7 Tanki service 4.7 14,25 3

3.1.4. 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

3.1.5. 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

0,076

0,0029

0,0702

20,4773

0,00569

0,0039 1,5

2 Dari manifold ke distributor 1 tank heating

0,076

0,0029

0,0702

2,25372

0,00063

0,0039 0,2

3 Dari Manifold ke distributor 2 tank heating

0,076

0,0029

0,0702

9,88155

0,00274

0,0039 0,7

4 Dari manifold ke distributor 4 tank heating

0,076

0,0029

0,0702

8,34206

0,00232

0,0039 0,6

5 Dari distributor 1 ke final heater (item 421)

0,0318

0,0026

0,0266

1,50251

0,00042

0,0006 0,8

6 Dari distributor 1 ke preheater separator (item 433)

0,0446

0,0026

0,0394

0,75121

0,00021

0,0012 0,2

9

7 Dari distributor 2 ke storage tank 4.1

0,038

0,0026

0,0328

2,45507

0,00068

0,0008 0,8

8 Dari distributor 2 ke storage tank 4.2/4.3/4.4

0,0445

0,0026

0,0393

7,42648

0,00206

0,0012 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 3.2. Hasil Perhitungan Tegangan Pipa 3.2.1 Steam Boiler

3.2.2 Thermal Oil Boiler 3.3. Hasil Perhitungan Heat Losses Pipa Kebutuhan Bahan Isolasi Bahan isolasi yang digunakan adalah glasswool (fiberglass) dengan ketebalan 1 inchi (25 mm) untuk external heating dan 38 mm untuk untuk pipa bahan bakar dan pipa tracer. Sepesifikasi glasswool yang digunakan adalah sebagai berikut : Type : Other Heat Insulation Materials Place of Origin : Hebei, China (Mainland) Brand name : Gootren Model No : GQ-FY2025

10

Material : Glass fiber Density : 20 kg/m3 Length (m) : 15 Width(m) : 1,2 Heat conductivity coefficient(w/mC.) : 0,04 Total luas pipa sama dengan luas isolasi yang dibutuhkan untuk membungkus pipa pemanas tersebut. 3.3.1 Steam Boiler

3.3.2 Thermal Oil Boiler

11

V. KESIMPULAN

Berdasarkan analisa tegangan pipa yang telah dilakukan dengan menggunakan software CAESAR II serta perhitungan secara manual, didapatkan kesimpulan sebagai berikut : 1. Berdasarkan analisa tegangan pada pipa pada

sistem pemanas steam boiler dan bahan bakar ini, didapatkan atau layak untuk diinstall, karena hasil analisa memperlihatkan bahwa dengan desain temperatur untuk sistem bahan bakar yaitu 500 - 1500 C dan Desain pressure 10 Bar masih berada pada kondisi allowable dari besar stress / tegangan yang diberikan oleh standard Code ASME B31.1

2. Berdasarkan analisa tegangan pada pipa pada sistem pemanas thermal oil boiler ini, didapatkan atau layak untuk diinstall, karena hasil analisa memperlihatkan bahwa dengan desain temperatur untuk sistem bahan bakar yaitu 500 - 1500 C dan Desain pressure 6 Bar masih berada pada kondisi allowable dari besar stress / tegangan yang diberikan oleh standard Code ASME B31.1

3. Hal yang paling dominan didalam mengurangi terjadinya stress yang tinggi ialah dengan menempatkan support pipa yang sesuai, karena salah satu dari beberapa fungsi pipe support ialah dapat menyerap gaya yang terjadi pada pipa

4. Untuk Program CAESAR yang digunakan sebagai alat bantu analisa ini, dapat dikatakan keakuratan mencapai 50 ~ 70 %, sehingga diperlukan analisa atau perhitungan secara manual. Ketidak akuratan dari perangkat lunak ini terlihat dari, bentuk animasi yang tidak sesuai dengan bentuk numerik yang diberikan oleh CAESAR.

5. Berdasarkan analisa rugi panas (heat losses) didapatkan atau layak untuk dipasang, karena hasil analisa memperlihatkan bahwa rugi panas tidak terlalu besar sekitar < 10 % dari suplai panas yang ditranfer.

6. Hal yang paling dominan didalam mengurangi rugi panas yang tinggi ialah dalam pemilihan bahan isolasi dan ketebalan yang dibutuhkan.

SARAN 1. Selain peletakan pipe support, hal yang

paling penting ialah pemilhan material dari pipa yang digunakan, karena pipa memiliki karakteristik masing-masing yang sangat berhubungan dengan temperatur ataupun pressure pada kondisi operasi

2. Agar analisa yang dihasilkan oleh perangkat lunak ini dapat berfungsi secara maksimal, seorang pipe stress engineer harus mengidealkan kondisi aktual secara benar, semisal untuk bentuk support yang didesain ataupun letak support, bahkan hingga vessel ataupun desain dari pompa.

DAFTAR PUSTAKA Holman J.P, (1997), “Perpindahan kalor edisi

keenam”, Mechanical Engineering Southern Methodist University

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

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

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.

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

“Ikrar ,Halyuan Purba (2011) : “Analisa Tegangan Pipa PLTD MFO Bali Pasanggaran 55 MW dengan bantuan perangkat lunak”. Teknik Sistem Perkapalan FTK-ITS. Surabaya