MV Amazon merupakan kapal kontainer yang menggunakan sistem pemanas untuk menjaga temperatur dan viskositas Heavy Fuel Oil (HFO). Pada desain awal, sumber panas berasal dari steam boiler yang melayani HFO bunker tank, settling tank, daily service tank, fuel-oil heater, dan jalur perpipaan.

Studi ini membahas analisis teknis dan ekonomi penggantian sistem pemanas berbasis steam menjadi thermal oil boiler. Analisis teknis dilakukan untuk menentukan kapasitas heater, jenis fluida, debit sirkulasi, konfigurasi perpipaan, dan kesesuaian sistem thermal oil apabila diterapkan pada kapal MV Amazon.

Analisis ekonomi mencakup:

• Investasi peralatan
• Biaya instalasi
• Harga heat-transfer fluid
• Biaya bahan bakar
• Biaya pompa dan kelistrikan
• Biaya maintenance
• Potensi penghematan operasional

Hasil Perencanaan Sistem Thermal Oil

Berdasarkan hasil perhitungan desain, diperoleh data awal sebagai berikut:

Hasil analisis ekonomi menunjukkan bahwa investasi awal dan biaya pengadaan fluida pada sistem steam boiler dapat lebih rendah dibandingkan sistem thermal oil. Namun, pada asumsi studi tersebut, biaya bahan bakar sistem thermal oil diperkirakan lebih ekonomis daripada sistem steam.

Kesimpulan ekonomi tidak dapat diterapkan secara umum pada semua kapal. Hasilnya dipengaruhi oleh harga bahan bakar, jam operasi, kondisi boiler lama, persentase condensate return, temperatur proses, kualitas insulasi, dan efisiensi aktual.

Kata kunci: sistem pemanas kapal, thermal oil boiler, steam boiler, HFO, MV Amazon, marine heating system.

I. Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Kapal yang menggunakan Heavy Fuel Oil membutuhkan sistem pemanas untuk menurunkan dan mempertahankan viskositas bahan bakar. Tanpa temperatur yang memadai, HFO menjadi terlalu kental sehingga sulit dipompa, dipisahkan, dan dikabutkan di dalam ruang bakar mesin.

Sistem pemanas bahan bakar terdiri dari tiga bagian utama:

1. Sumber panas
2. Fluida pembawa panas
3. Heat exchanger atau heating coil

Sumber panas biasanya berasal dari boiler atau thermal oil heater. Jenis fluida pembawa panas bergantung pada sistem yang digunakan.

Jenis Sistem Pemanas Bahan Bakar Kapal

Beberapa media pemanas yang digunakan pada sistem bahan bakar kapal meliputi:

• Steam
• Hot water
• Thermal oil

Setiap sistem memiliki karakteristik yang berbeda dalam hal temperatur, tekanan, perpindahan panas, instalasi, pengendalian, dan maintenance.

Sistem Steam

Steam memindahkan energi melalui panas laten ketika uap mengalami kondensasi. Sistem ini memiliki kemampuan perpindahan panas yang baik dan banyak digunakan pada kapal.

Untuk menghasilkan saturated steam pada temperatur sekitar 250°C, tekanan jenuhnya berada di kisaran 40 bar absolut. Oleh karena itu, penggunaan steam pada temperatur tinggi memerlukan pressure part dan sistem keselamatan yang sesuai.

Sistem Hot Water

Hot water dapat digunakan untuk pemanasan bertemperatur rendah hingga menengah. Sistemnya relatif mudah dikendalikan, tetapi untuk temperatur tinggi dibutuhkan tekanan agar air tidak mendidih.

Hot water lebih sesuai untuk:

• Domestic hot water
• Pemanasan akomodasi
• Pemanasan proses bertemperatur relatif rendah
• Tank heating pada temperatur terbatas

Sistem Thermal Oil

Thermal oil dapat mencapai temperatur sekitar 250°C atau lebih tanpa tekanan jenuh setinggi steam. Expansion tank umumnya beroperasi mendekati tekanan atmosfer, sedangkan sisi sirkulasi tetap memiliki tekanan akibat circulation pump dan hambatan perpipaan.

Thermal oil sesuai untuk proses yang membutuhkan:

• Temperatur tinggi
• Tekanan sistem relatif lebih rendah
• Kontrol temperatur stabil
• Distribusi panas ke beberapa pengguna
• Sistem tanpa steam trap dan condensate return

Kebutuhan Pemanasan HFO

HFO adalah bahan bakar residu dengan viskositas lebih tinggi dibandingkan MDO atau bahan bakar distilat lainnya. Temperatur HFO harus diatur pada setiap tahap agar dapat dipindahkan dan digunakan oleh mesin.

Sistem pemanas dapat dipasang pada:

• HFO bunker atau storage tank
• Settling tank
• Daily service tank
• Fuel-oil piping
• Separator preheater
• Booster heater
• Final heater sebelum main engine

Temperatur pada setiap bagian tidak selalu sama. Storage tank biasanya dipertahankan pada temperatur yang memungkinkan HFO dipompa, sedangkan temperatur sebelum separator dan main engine dinaikkan sesuai kebutuhan viskositas.

Target Viskositas HFO

Sebelum memasuki main engine, temperatur HFO diatur agar viskositasnya sesuai dengan persyaratan sistem injeksi. Pada data studi MV Amazon, target viskositas disebutkan sekitar 14–17 cSt atau mengikuti rekomendasi produsen main engine.

Target tersebut penting untuk:

• Mempermudah pemompaan
• Mendukung proses purifikasi
• Menjaga tekanan bahan bakar
• Menghasilkan atomisasi yang baik
• Mendukung pembakaran stabil
• Mengurangi deposit pembakaran

Temperatur akhir tidak boleh ditentukan hanya berdasarkan jenis HFO. Pengaturan harus mengacu pada viscosity–temperature curve bahan bakar dan rekomendasi produsen mesin.

Sistem Pemanas Awal MV Amazon

MV Amazon menggunakan main engine Sulzer RTA58 yang mendukung penggunaan HFO dan MDO. Sistem pemanas awal menggunakan steam boiler dengan data:

Steam dari boiler digunakan untuk memanaskan tangki bahan bakar, jalur pipa, separator preheater, dan final heater.

Alasan Kajian Konversi

Sistem steam dan thermal oil memiliki karakteristik berbeda, terutama dalam hal:

• Fluida kerja
• Tekanan operasi
• Temperatur operasi
• Sistem sirkulasi
• Peralatan keselamatan
• Sistem perpipaan
• Biaya investasi
• Biaya maintenance
• Konsumsi energi

Karena itu, penggantian steam boiler dengan thermal oil heater tidak dapat dilakukan hanya berdasarkan kesamaan kapasitas panas. Diperlukan analisis terhadap seluruh pengguna panas dan kondisi instalasi kapal.

Analisis Teknis yang Diperlukan

Kajian konversi harus mencakup:

Heat Balance

Heat balance menghitung seluruh kebutuhan panas, termasuk:

• Pemanasan awal HFO
• Pemeliharaan temperatur tangki
• Separator preheater
• Final heater
• Heat tracing
• Kehilangan panas perpipaan
• Kehilangan panas tangki
• Margin kapasitas

Debit Thermal Oil

Kebutuhan aliran thermal oil dapat dihitung menggunakan:

Q=m˙×Cp​×ΔT

Keterangan:

• $Q$ = kapasitas panas
• m˙ = laju massa thermal oil
• Cp​ = panas jenis thermal oil
• $\Delta T$ = perbedaan temperatur supply dan return

Berdasarkan studi, kebutuhan circulation flow diperoleh sebesar 21,66 m³/jam.

Head Circulation Pump

Selain debit, circulation pump harus memiliki head yang cukup untuk mengatasi pressure drop pada:

• Thermal oil heater
• Supply dan return header
• Heating coil
• Heat exchanger
• Valve
• Strainer
• Elbow
• Pipa
• Perbedaan elevasi

Expansion Tank

Kapasitas expansion tank ditentukan berdasarkan:

• Total volume thermal oil
• Temperatur pengisian
• Temperatur operasi maksimum
• Persentase pemuaian fluida
• Level operasi
• Ruang deaeration
• Volume cadangan

Pemilihan Thermal Oil

Studi menggunakan Petro-Canada CALFLO LF sebagai fluida perpindahan panas. Pemilihan thermal oil perlu mempertimbangkan:

• Operating temperature
• Maximum bulk temperature
• Maximum film temperature
• Flash point
• Fire point
• Viskositas
• Pumpability
• Ketahanan oksidasi
• Kompatibilitas seal dan gasket

Data akhir harus mengacu pada lembar data dan rekomendasi terbaru dari produsen fluida.

Analisis Ekonomi

Analisis ekonomi konversi steam boiler menjadi thermal oil heater harus membandingkan total biaya siklus hidup, bukan hanya harga unit.

Investasi Thermal Oil System

Biaya dapat mencakup:

• Thermal oil heater
• Burner
• Circulation pump
• Filling pump
• Expansion tank
• Thermal oil
• Pipa dan valve
• Heat exchanger
• Insulasi
• Panel kontrol
• Fire protection
• Instalasi
• Testing dan commissioning

Sistem Steam

Biaya sistem steam dapat mencakup:

• Steam boiler
• Feedwater pump
• Feedwater tank
• Water treatment
• Steam trap
• Condensate return
• Blowdown system
• Chemical treatment
• Perawatan pressure part
• Inspeksi berkala

Operasional

Perbandingan biaya operasi perlu memasukkan:

• Konsumsi bahan bakar
• Konsumsi listrik pompa
• Biaya penggantian thermal oil
• Bahan kimia water treatment
• Kehilangan blowdown
• Kehilangan condensate
• Perawatan steam trap
• Maintenance burner
• Biaya operator
• Downtime

Kesimpulan Awal

Sistem thermal oil berkapasitas 581 kW dengan circulation flow 21,66 m³/jam dapat dipertimbangkan untuk menggantikan sistem steam pada pemanasan HFO di MV Amazon.

Namun, kelayakan akhir harus diverifikasi melalui:

• Heat balance lengkap
• Pemeriksaan ruang instalasi
• Analisis pressure drop
• Evaluasi heating coil
• Analisis expansion volume
• Pemeriksaan material dan seal
• Fire-safety assessment
• Analisis ekonomi terbaru
• Persetujuan badan klasifikasi kapal

Thermal oil menawarkan temperatur tinggi pada tekanan relatif lebih rendah, tetapi memiliki risiko kebakaran dan biaya awal heat-transfer fluid. Steam memiliki kemampuan perpindahan panas yang baik dan fluida kerja lebih murah, tetapi memerlukan sistem tekanan, water treatment, blowdown, serta condensate return.

Pemilihan terbaik ditentukan oleh kebutuhan operasional kapal, bukan hanya oleh efisiensi satu peralatan.

2.1 Perpindahan Panas pada Boiler

Perpindahan panas pada boiler harus dirancang agar energi hasil pembakaran dapat diserap oleh fluida kerja secara efektif. Panas dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar dan udara di dalam ruang bakar, kemudian dipindahkan melalui heating surface menuju air, steam, atau thermal oil.

Secara umum, perpindahan panas pada boiler berlangsung melalui tiga mekanisme, yaitu:

1. Radiasi
2. Konduksi
3. Konveksi

Besarnya kontribusi setiap mekanisme dipengaruhi oleh desain ruang bakar, susunan tube, temperatur flame, kecepatan gas buang, jenis fluida, dan luas permukaan pemanasan.

2.1.1 Radiasi

Radiasi merupakan perpindahan panas dalam bentuk gelombang elektromagnetik dari flame dan gas pembakaran bertemperatur tinggi menuju permukaan tube atau dinding ruang bakar.

Perpindahan panas secara radiasi paling dominan terjadi di dalam furnace karena temperatur flame sangat tinggi. Besarnya panas radiasi dipengaruhi oleh:

• Temperatur flame
• Ukuran ruang bakar
• Bentuk flame
• Jarak flame terhadap heating surface
• Emisivitas permukaan
• Jenis bahan bakar
• Kondisi refractory

Flame tidak boleh mengenai tube atau dinding furnace secara langsung karena dapat menyebabkan overheating dan kerusakan material.

2.1.2 Konduksi

Konduksi merupakan perpindahan panas melalui material padat. Pada boiler, panas bergerak dari sisi tube yang bersentuhan dengan gas pembakaran menuju sisi tube yang bersentuhan dengan air atau thermal oil.

Kemampuan konduksi dipengaruhi oleh:

• Jenis material tube
• Ketebalan tube
• Temperatur kedua sisi tube
• Kondisi permukaan
• Keberadaan kerak
• Deposit jelaga
• Korosi

Kerak di sisi air dan jelaga di sisi gas bertindak sebagai hambatan termal. Lapisan tersebut dapat menurunkan perpindahan panas dan meningkatkan temperatur logam tube.

2.1.3 Konveksi

Konveksi adalah perpindahan panas akibat pergerakan fluida. Pada boiler, konveksi terjadi antara gas pembakaran dengan permukaan tube serta antara permukaan bagian dalam tube dengan air atau thermal oil.

Perpindahan panas secara konveksi dipengaruhi oleh:

• Kecepatan aliran
• Perbedaan temperatur
• Sifat fisik fluida
• Luas permukaan pemanasan
• Pola aliran
• Kondisi permukaan tube
• Turbulensi

Gas hasil pembakaran yang telah melewati bagian radiasi masih membawa panas. Energi tersebut dapat dimanfaatkan pada bagian konveksi, economizer, atau air preheater sebelum gas dibuang melalui chimney.

2.2 Jenis-Jenis Boiler

Boiler dapat diklasifikasikan berdasarkan fluida yang mengalir di dalam tube, tekanan operasi, bentuk konstruksi, sistem sirkulasi, dan jenis bahan bakar.

Berdasarkan konstruksi dasarnya, boiler dibagi menjadi:

• Fire tube boiler
• Water tube boiler

2.2.1 Pengertian Boiler

Boiler merupakan bejana atau rangkaian pressure part yang menggunakan energi panas untuk menghasilkan air panas atau steam pada tekanan dan temperatur tertentu.

Sistem boiler dapat terdiri dari beberapa peralatan pendukung, antara lain:

• Furnace
• Burner atau grate
• Steam drum
• Water drum
• Header
• Tube
• Superheater
• Reheater
• Economizer
• Air preheater
• Feedwater pump
• Deaerator
• Blowdown system
• Chimney
• Panel kontrol
• Perangkat keselamatan

Tidak semua boiler menggunakan seluruh komponen tersebut. Konfigurasi peralatan disesuaikan dengan kapasitas, tekanan, temperatur steam, jenis bahan bakar, dan kebutuhan proses.

2.2.2 Fire Tube Boiler

Fire tube boiler merupakan boiler yang mengalirkan gas panas hasil pembakaran melalui bagian dalam tube, sedangkan air berada di luar tube tetapi masih di dalam shell.

Panas berpindah dari gas pembakaran melalui dinding tube menuju air. Setelah menerima panas, air mencapai titik didih dan menghasilkan steam yang terkumpul pada bagian atas shell.

Fire tube boiler banyak digunakan untuk kebutuhan steam berkapasitas kecil hingga menengah dan tekanan rendah hingga menengah. Batas kapasitas aktual bergantung pada desain serta produsen, sehingga tidak tepat menggunakan satu angka sebagai batas untuk seluruh fire tube boiler.

Karakteristik Fire Tube Boiler

• Konstruksi relatif sederhana
• Kandungan air relatif besar
• Tekanan steam cenderung stabil
• Respons terhadap perubahan beban lebih lambat
• Pemeriksaan dan pembersihan relatif mudah
• Cocok untuk kebutuhan steam yang stabil
• Umumnya tersedia dalam bentuk package boiler
• Dapat menggunakan bahan bakar gas, minyak, atau bahan bakar padat dengan desain khusus

Kelebihan Fire Tube Boiler

• Biaya investasi kompetitif pada kapasitas tertentu
• Pengoperasian relatif mudah
• Kapasitas penyimpanan panas cukup besar
• Cocok untuk berbagai industri
• Maintenance lebih mudah dibandingkan beberapa desain water tube

Kekurangan Fire Tube Boiler

• Waktu pemanasan awal relatif lebih lama
• Kandungan air lebih besar
• Ukuran dan berat meningkat pada kapasitas tinggi
• Respons terhadap perubahan beban tidak secepat water tube
• Kapasitas dan tekanan memiliki keterbatasan desain

2.2.3 Water Tube Boiler

Water tube boiler merupakan boiler yang mengalirkan air dan campuran air–steam melalui bagian dalam tube. Gas panas hasil pembakaran melewati bagian luar tube.

Air menerima panas dan bersirkulasi menuju steam drum. Steam dipisahkan dari air di dalam drum, kemudian dialirkan menuju steam header atau superheater apabila diperlukan.

Water tube boiler banyak digunakan ketika proses membutuhkan:

• Kapasitas steam besar
• Tekanan kerja tinggi
• Respons beban cepat
• Waktu pembentukan steam relatif singkat
• Konfigurasi pembakaran yang fleksibel

Water tube boiler juga tersedia dalam kapasitas kecil dan menengah. Oleh karena itu, penggunaannya tidak terbatas hanya pada pembangkit listrik atau kapasitas yang sangat besar.

Karakteristik Water Tube Boiler

• Air mengalir di dalam tube
• Kandungan air relatif lebih kecil
• Pembentukan steam lebih cepat
• Respons terhadap perubahan beban lebih baik
• Dapat dirancang untuk tekanan tinggi
• Membutuhkan kontrol kualitas air yang ketat
• Konstruksi dan kontrol lebih kompleks
• Dapat menggunakan forced, induced, atau balanced draft

Sistem Draft

Water tube boiler dapat menggunakan:

• Forced draft: udara pembakaran didorong masuk menggunakan FD fan.
• Induced draft: gas buang ditarik menggunakan ID fan.
• Balanced draft: menggunakan kombinasi FD fan dan ID fan.

Sistem draft yang tepat membantu menjaga tekanan furnace, kestabilan pembakaran, dan aliran gas buang. Penggunaan fan tidak secara otomatis meningkatkan efisiensi; hasilnya tetap bergantung pada desain dan pengaturan excess air.

Kebutuhan Kualitas Air

Water tube boiler lebih sensitif terhadap kualitas air karena diameter tube relatif kecil dan heat flux dapat tinggi.

Parameter yang perlu dikendalikan meliputi:

• pH
• Kesadahan
• Total dissolved solids
• Silika
• Oksigen terlarut
• Besi
• Minyak
• Konduktivitas
• Alkalinitas

Kualitas air yang tidak sesuai dapat menyebabkan kerak, korosi, foaming, carryover, penyumbatan, dan overheating pada tube.

2.3 Steam Boiler

2.3.1 Pengertian Steam Boiler

Steam boiler merupakan sistem tertutup yang memindahkan energi panas dari pembakaran atau sumber energi lain menuju air untuk menghasilkan steam pada tekanan tertentu.

Steam membawa energi panas menuju peralatan proses, seperti:

• Heat exchanger
• Cooking vessel
• Autoclave
• Sterilizer
• Dryer
• Textile machine
• Tank heating coil
• Turbine
• Sistem pemanas kapal

Setelah melepaskan panas, sebagian steam berubah menjadi kondensat. Kondensat dapat dikembalikan ke sistem feedwater untuk mengurangi kebutuhan air tambahan dan energi pemanasan.

2.3.2 Sistem Steam Boiler

Air yang disuplai menuju boiler disebut feedwater. Feedwater umumnya berasal dari dua sumber:

1. Kondensat yang dikembalikan dari proses.
2. Make-up water yang telah menjalani pengolahan.

Make-up water diperlukan untuk menggantikan kehilangan air akibat blowdown, kebocoran, venting, steam yang digunakan langsung, dan kondensat yang tidak dapat dikembalikan.

Alur Dasar Sistem

Konfigurasi dasar sistem steam boiler adalah:

Make-up Water + Condensate Return → Feedwater Tank/Deaerator → Feedwater Pump → Economizer → Steam Boiler → Steam Header → Peralatan Proses → Condensate Return

Fungsi Economizer

Economizer memanfaatkan panas sisa gas buang untuk menaikkan temperatur feedwater sebelum memasuki boiler.

Manfaatnya meliputi:

• Mengurangi kebutuhan bahan bakar
• Menurunkan temperatur gas buang
• Meningkatkan efisiensi boiler
• Mengurangi thermal shock
• Mempercepat pembentukan steam

Economizer umumnya ditempatkan pada jalur gas buang, bukan disirkulasikan menggunakan circulating pump seperti pada sistem thermal oil.

Fungsi Deaerator

Deaerator berfungsi mengurangi kandungan oksigen dan gas terlarut dari feedwater. Oksigen terlarut dapat menyebabkan korosi pada boiler, economizer, dan perpipaan.

Deaerator bukan alat untuk memisahkan steam dari air di dalam boiler. Pemisahan steam dan air terjadi di steam drum atau ruang steam boiler.

2.3.3 Komponen Steam Boiler

1. Steam Boiler

Steam boiler menghasilkan steam dengan memindahkan panas menuju air. Unit terdiri dari pressure part, furnace, heating surface, dan perangkat keselamatan.

2. Deaerator

Deaerator memanaskan feedwater sekaligus mengurangi gas terlarut sebelum air masuk ke boiler.

3. Feedwater Tank

Feedwater tank menampung kondensat dan make-up water. Tangki juga menyediakan cadangan air bagi feedwater pump.

4. Feedwater Pump

Feedwater pump menaikkan tekanan air agar dapat memasuki boiler yang beroperasi pada tekanan tertentu.

5. Economizer

Economizer memanaskan feedwater menggunakan panas sisa gas buang.

6. Steam Header

Steam header mengumpulkan dan mendistribusikan steam menuju beberapa pengguna.

7. Steam Trap

Steam trap membuang kondensat dan udara dari sistem tanpa membuang steam hidup dalam jumlah besar.

8. Condensate Tank

Condensate tank menampung kondensat yang kembali dari proses sebelum dialirkan menuju feedwater system.

9. Blowdown System

Blowdown mengeluarkan sebagian air boiler untuk mengendalikan konsentrasi padatan terlarut dan membuang endapan.

Catatan: Expansion tank umumnya digunakan pada sistem thermal oil atau hot water tertutup. Tangki tersebut bukan tempat menampung saturated steam dari deaerator pada sistem steam boiler.

2.4 Thermal Oil Boiler

2.4.1 Pengertian Thermal Oil Boiler

Thermal oil boiler atau thermal oil heater merupakan sistem pemanas yang menggunakan fluida perpindahan panas berbasis minyak sebagai media pembawa energi.

Thermal oil dipanaskan di dalam heater, kemudian disirkulasikan menuju peralatan pengguna panas. Setelah melepaskan panas, thermal oil kembali ke heater untuk dipanaskan ulang.

Sistem ini banyak digunakan pada:

• Tank heating
• Hot press
• Dryer
• Reactor
• Asphalt plant
• Chemical processing
• Food processing
• Textile industry
• Marine fuel heating

2.4.2 Sistem Thermal Oil

Konfigurasi dasarnya adalah:

Expansion Tank → Circulation Pump → Thermal Oil Heater → Supply Header → Heat Exchanger/Process Equipment → Return Header → Circulation Pump

Aliran thermal oil menuju pengguna dapat dikontrol menggunakan control valve atau pengaturan burner berdasarkan temperatur proses.

Burner dapat menggunakan sistem:

• On/off
• Two-stage
• Progressive
• Modulating

Pada sistem modulating, firing rate burner menyesuaikan temperatur thermal oil return, outlet, atau kebutuhan proses.

Temperatur dan Tekanan Operasi

Thermal oil dapat digunakan pada temperatur tinggi tanpa memerlukan tekanan jenuh seperti pada sistem steam. Sistem tertentu dapat beroperasi mendekati tekanan atmosfer pada expansion tank, tetapi tekanan pada sisi circulation pump dan heater tetap dipengaruhi oleh flow serta pressure drop.

Oleh karena itu, pernyataan bahwa seluruh thermal oil system hanya membutuhkan tekanan sekitar 1 bar tidak berlaku untuk semua instalasi.

Temperatur operasi dapat mencapai sekitar 250–320°C, tergantung pada:

• Jenis thermal oil
• Batas film temperature
• Desain heater
• Kapasitas circulation pump
• Kecepatan aliran
• Kondisi sistem
• Rekomendasi produsen fluida

2.5 Perbandingan Thermal Oil Boiler dan Steam Boiler

Thermal oil boiler dan steam boiler memiliki karakteristik yang berbeda. Tidak ada satu sistem yang selalu lebih baik untuk seluruh aplikasi.

Pemilihan harus didasarkan pada kebutuhan temperatur, tekanan, jenis proses, investasi, keselamatan, dan biaya operasional.

2.5.1 Efisiensi

Thermal oil system tidak membutuhkan blowdown, steam trap, dan condensate return system. Hal ini dapat mengurangi beberapa jenis kehilangan energi yang terjadi pada sistem steam.

Namun, thermal oil system tetap memiliki kehilangan panas dari:

• Heater
• Perpipaan
• Expansion tank
• Valve dan flange
• Heat exchanger
• Kebocoran
• Venting
• Degradasi fluida

Steam boiler modern yang dilengkapi economizer, condensate return, insulation, dan kontrol pembakaran yang baik juga dapat mencapai efisiensi tinggi.

Klaim bahwa thermal oil selalu 5–8% lebih efisien daripada steam boiler tidak dapat diterapkan secara umum. Efisiensi harus dibandingkan berdasarkan keseluruhan sistem dan kondisi operasi yang sama.

2.5.2 Lisensi Operator

Persyaratan operator bergantung pada peraturan di negara dan lokasi penggunaan, jenis peralatan, kapasitas, tekanan kerja, dan klasifikasi sistem.

Steam boiler bertekanan umumnya memiliki persyaratan pengawasan serta pemeriksaan yang lebih ketat. Thermal oil heater dapat memiliki persyaratan berbeda, tetapi bukan berarti dapat dioperasikan tanpa operator terlatih.

Operator thermal oil harus memahami:

• Prosedur start dan shutdown
• Temperatur maksimum
• Minimum circulation flow
• Expansion tank level
• Kebocoran fluida
• Risiko kebakaran
• Kondisi burner
• Safety interlock
• Prosedur keadaan darurat

2.5.3 Korosi dan Degradasi Fluida

Steam boiler berisiko mengalami korosi akibat oksigen terlarut, kualitas air, pH, kontaminasi, dan kondisi operasi. Kerak mineral juga dapat menurunkan perpindahan panas.

Thermal oil system tidak mengalami kerak mineral dari air, tetapi tetap dapat menghadapi:

• Oksidasi thermal oil
• Thermal cracking
• Pembentukan sludge
• Peningkatan viskositas
• Penurunan flash point
• Korosi dari kontaminasi
• Kebocoran pada seal dan flange
• Coking pada heater tube

Thermal oil memiliki sifat pelumasan tertentu, tetapi hal tersebut tidak berarti sistem bebas korosi atau bebas kerusakan.

2.5.4 Maintenance

Maintenance steam boiler mencakup:

• Water treatment
• Blowdown
• Feedwater pump
• Steam trap
• Condensate system
• Safety valve
• Pemeriksaan pressure part
• Pembersihan kerak dan jelaga
• Burner maintenance

Maintenance thermal oil system mencakup:

• Analisis kualitas thermal oil
• Pemeriksaan circulation pump
• Pembersihan strainer
• Pemeriksaan expansion tank
• Pemeriksaan seal dan flange
• Monitoring pressure drop
• Pemeriksaan heater tube
• Burner maintenance
• Penggantian thermal oil jika diperlukan

Thermal oil system tidak membutuhkan steam trap atau water treatment seperti steam boiler, tetapi tetap membutuhkan preventive maintenance secara terjadwal.

2.5.5 Keselamatan dan Lingkungan

Chemical blowdown dari steam boiler harus dikelola sesuai prosedur karena dapat mengandung bahan kimia water treatment dan padatan terlarut.

Pada thermal oil system, fluida bekas juga tidak boleh dibuang sembarangan. Thermal oil yang mengalami degradasi harus dikumpulkan, diuji, dan ditangani sesuai ketentuan pengelolaan limbah yang berlaku.

Risiko utama thermal oil meliputi:

• Kebocoran fluida panas
• Kebakaran
• Overheating
• Flashing
• Oksidasi
• Kontak fluida dengan permukaan panas

Kedua sistem memerlukan prosedur keselamatan serta pengelolaan limbah yang benar.

2.5.6 Operasional

Steam boiler menggunakan air sebagai fluida kerja. Air relatif murah dan steam memiliki kemampuan perpindahan panas yang sangat baik karena membawa panas laten.

Thermal oil menggunakan heat-transfer fluid yang harganya lebih tinggi daripada air. Namun, thermal oil dapat mencapai temperatur tinggi tanpa tekanan operasi setinggi steam pada temperatur yang sama.

Tabel Perbandingan

Kesimpulan

Steam boiler lebih sesuai untuk proses yang membutuhkan steam langsung, sterilisasi, humidifikasi, atau perpindahan panas melalui kondensasi.

Thermal oil boiler lebih sesuai untuk proses yang membutuhkan temperatur tinggi dengan tekanan sistem yang relatif lebih rendah, seperti hot press, reactor, dryer, tank heating, dan pemanasan HFO.

Pemilihan sistem harus dilakukan melalui analisis teknis dan ekonomi yang mempertimbangkan kebutuhan temperatur, kapasitas panas, kondisi proses, biaya investasi, biaya energi, maintenance, keselamatan, serta ketersediaan tenaga operator.