Penentuan Laju Aliran Air Umpan dan Jumlah Tube pada Economizer

Dalam upaya meningkatkan efisiensi boiler, economizer berperan sebagai alat penukar panas yang memanfaatkan panas gas buang untuk memanaskan air umpan sebelum masuk ke boiler. Namun, efektivitas economizer sangat bergantung pada dua parameter utama: laju aliran air umpan dan jumlah tube yang digunakan. Penentuan yang kurang tepat dapat menyebabkan perpindahan panas tidak optimal, konsumsi bahan bakar tetap tinggi, bahkan kerusakan pada sistem. Karena itu, perhitungan yang akurat menjadi kunci keberhasilan rancangan economizer.

Apa Itu Economizer?

Economizer adalah alat penukar panas berbentuk tubular yang ditempatkan pada jalur gas buang boiler. Fungsinya adalah memanaskan air umpan boiler dengan memanfaatkan panas dari gas sisa pembakaran yang masih bertemperatur tinggi. Dengan meningkatnya temperatur air umpan, efisiensi boiler akan meningkat dan konsumsi bahan bakar berkurang. Istilah economizer sendiri berasal dari kata to economize yang berarti menghemat, karena alat ini memang dirancang untuk menghemat bahan bakar.

Penentuan Laju Aliran Air Umpan

Laju aliran air umpan ditentukan oleh kebutuhan steam boiler dan kapasitas produksi. Laju aliran terlalu rendah menyebabkan air umpan kepanasan dan berisiko mendidih di dalam economizer. Laju aliran terlalu tinggi membuat perpindahan panas tidak maksimal.

Data yang diperlukan:

• Suhu air masuk (T0)

• Suhu air keluar rencana (T1)

• Kapasitas panas air (C = 4200 J/kg°C)

Besarnya kalor yang dibutuhkan:

Q=m⋅C⋅ΔT 

Contoh kasus (PT Nasco Indopine):

• Laju aliran (m) = 19 kg/s

• Suhu awal (T0) = 25°C

• Suhu akhir rencana (T1) = 80°C

• ΔT = 55°C

• Q = 19 × 4200 × 55 = 4.389 kJ/s

Contoh kasus (PT YYY):

• Laju aliran = 3.660 kg/jam

• Suhu masuk = 30°C

• Suhu keluar = 82°C

• ΔT = 52°C

Setiap industri memiliki kebutuhan berbeda, sehingga perhitungan harus disesuaikan dengan data operasi masing-masing.

Penentuan Jumlah Tube

Volume air yang dapat ditampung satu tube bergantung pada diameter dalam dan panjang tube. Semakin banyak tube, semakin besar kapasitas penyerapan panas, namun biaya dan ukuran fisik economizer juga bertambah.

Perhitungan volume satu tube:

V=π⋅r^2⋅L 

Jumlah tube:

​X =Total volume air per satuan waktu​/Volume satu tube 

Contoh kasus (perancangan economizer boiler fire tube):

• Pemakaian air = 9.000 liter per 8 jam = 19.000 ml/menit

• Diameter dalam tube = 2,66 cm

• Panjang tube = 50 cm

• Volume satu tube = 278 ml

• Jumlah tube = 19.000 / 278 = 68,34 ≈ 70 pcs

Penempatan tube:

• Jarak antar tube = 7 cm

• Jumlah tube per baris = 7 pcs

• Jumlah lapisan = 10 lapis

• Dimensi body economizer = 70 cm × 70 cm × 90 cm

Penentuan laju aliran air umpan dan jumlah tube pada economizer harus dihitung berdasarkan data operasi boiler yang akurat, meliputi kebutuhan steam, suhu air umpan, suhu gas buang, serta dimensi yang tersedia. Dengan perhitungan yang tepat, perusahaan dapat memperoleh peningkatan efisiensi boiler yang signifikan, menghemat konsumsi bahan bakar, menurunkan emisi gas buang, dan menekan biaya operasional secara keseluruhan.

PT Surya Max Industries menyediakan layanan Industrial Engineering Services, Boiler Repairs & Services, Palm Oil Mill Construction, Palm Oil Mill Expansion, serta Mechanical Fabrication di Indonesia. Silakan hubungi kami di sales@suryamaxindustries.com atau +62 821-1461-9558 untuk segala kebutuhan proyek dan layanan Anda. 

Daftar Pustaka

Nst, P. R. A. (2017). Analisa perancangan economizer untuk menaikan efisiensi boiler pipa api di Laboratorium Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Medan. Skripsi, Program Studi Teknik Mesin, Universitas Medan Area.

Ibrahim, I. M., & Faadhilah, J. (2026). Pra-rancangan alat economizer untuk meningkatkan efisiensi termal boiler melalui pemanfaatan panas flue gas sistem preheating feedwater. Chemical Engineering Journal Storage, 6(1), 42-56.

Nainggolan, A. J. V., Siahaan, H. F. H., & Sebayang, S. (2023). Perancangan economizer sebagai pemanas awal air umpan pada ketel type fire tube dalam proses pengolahan getah pinus di PT. Nasco Indopine. Jurnal Darma Agung, 31(1), 315-323.