Analisis Efisiensi Pembakaran pada Burner Berbahan Bakar LNG dalam Menghasilkan Uap Panas
Abstract
The burner in the Continuous Sheet Line (CSL) machine plays a crucial role in generating heat for the steel production process. However, under operational conditions, problems such as explosion and imperfect combustion are often found due to imperfect air-gas ratios. This study aims to analyze the performance of LNG-fueled burners in CSL furnaces, evaluate the influence of Air Flue Ratio (AFR), air and gas distribution on combustion efficiency in each zone, and assess the role of casing materials as insulators on furnace thermal efficiency. The data studied included gas and air pressure, flow rate, furnace temperature, and LNG consumption. Calculations are performed to determine gas flow, airflow, Qinput, Qthermal, AFR, and burner efficiency in each zone (H2-D and H2-W). In addition, thermal analysis was performed on various insulating materials such as ceramic fiberboard, calcium silicate, and micropore silica to assess their effect on heat loss due to conduction and radiation. The results show that burner efficiency is not always directly proportional to the theoretical AFR value. In the H2-D zone with a relatively high AFR (12.55–15.56), the efficiency reached 69%–82%, while in the H2-W zone with a lower AFR (10.86–11.96) the efficiency decreased to 59%–63%. In addition, in some zones such as zones 1, 7, and 8, there is an aberration of the air-gas ratio from the ideal value, with the average airflow being lower than the theoretical standard. From the thermal side, the use of insulation materials with low conductivity such as microporous silica is able to reduce heat loss by more than 80% compared to standard materials. Increased insulation thickness has also been shown to reduce heat loss by up to 50%, especially in areas with high heat exposure.
References
Adam Hassan Salih, M., Abd Alazeem Mohammed, A., Yousif Khalifa, B., Omar Elamin, F., & Omer Hassan, N. (2018). Evaluasi efisiensi tungku pembakaran unit kokas tertunda dengan memanipulasi parameter yang mempengaruhi efisiensi tungku. Jurnal Kimia Kuantum dan Spektroskopi Molekuler Amerika, 2(2), 18–30. https://doi.org/10.11648/j.ajqcms.20180202.11
Adolph, R. (2016). Tidak Ada Judul, Tidak Ada Judul, Tidak Ada Judul. 1–23.
Baukal, CE (2003). Pembakar industri: Buku Pegangan. Dalam Pembakar Industri: Buku Pedoman.[ https://doi.org/10.1201/9780203488805
De, A., & Acharya, S. (2008). Simulasi pusaran besar dari pembakaran pracampuran dengan pendekatan api menebal. Prosiding ASME Turbo Expo, 3 (BAGIAN B), 1021–1034. https://doi.org/10.1115/GT2008-51320
Ekong, G. I. (2020). Pengaruh parameter desain pada pengukuran dan kontrol aliran massa dalam rig aliran pelat lubang. Jurnal Pencarian Jurnal Penelitian Teknik Mesin, 6(1), 2321–8185. www.questjournals.org
Irawan, B. (2017). Perhitungan energi pembakaran bahan bakar dalam silinder mesin bensin. Politeknik Negeri Malang, 3 (Januari), 13–16.
Ismy, AS, & Bahri, S. (2019). Pengaruh suhu tempering pada kekerasan dan ketangguhan bahan pelat baja karbon sebagai bahan cangkul. Jurnal POLIMER, 1(1), 49. https://doi.org/10.30811/jop.v1i1.1396
Kurniawan, DR, & Suharti, PH (2023). Evaluasi kinerja tungku dalam proses peleburan kembali ekstrusi Pt Aluvindo. DISTILAT: Jurnal Teknologi Pemisahan, 6(2), 62–68. https://doi.org/10.33795/distilat.v6i2.89
MAULIDIANA, M. (2006). Liquefied Natural Gas (LNG), alternatif transportasi gas alam. Academia.Edu, April. https://www.academia.edu/download/49117719/LNG-transportasi-gas-alam.pdf
Mochamad Bastomi, Faisal, M., & Asrul. (2023). Merancang dan membangun pembakar peleburan logam tipe senjata yang berbahan bakar gas minyak cair (LPG). Technobiz : Jurnal Ilmiah Program Studi Magister Teknik Mesin, 13(2), 87–91. https://doi.org/10.35814/teknobiz.v13i2.5286
Perencanaan, J. (2024). 92 Ridwan Abdul Mujib. 6(1), 92–101.
Purnomo, MD, Mulyaningsih, N., Hastuti, S., Mesin, JT, Teknik, F., Tidar, U., & Utara, M. (2020). OPTIMALISASI WAKTU PEMANASAN TERHADAP PENYERAPAN KARBON DALAM BAJA ST41.
Rochim, M., & Oktaviansyah, R. (2024). Perhitungan Efisiensi Boiler TWA dengan Metode Tidak Langsung. Jurnal Nasional Manajemen Energi Minyak dan GasZoom, 6(2), 85–92. https://doi.org/10.37525/mz/2024-2/610
Ryan Fakhruddin Syuffi. (2014). Efek variasi suhu pengerasan terhadap kekerasan baja s45c dengan media pendingin air. Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Surabaya. Jurnal Teknik Mesin, 03(01), 106–112.
Saastamoinen, H., & Leino, T. (2019). Pementasan bahan bakar dan pementasan udara untuk mengurangi emisi nitrogen dalam pembakaran kulit kayu dan batubara CFB. Energi dan Bahan Bakar, 33(6), 5732–5739. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.9b00850
Santoso, NB (2014). Pemanfaatan LNG sebagai Sumber Energi di Indonesia. Jurnal Teknik Proses, 8(1), 33–39.
Supanto1, Fardiansyah, A. A., Alkindi, H., & Yuliaji, D. (2022). Analisis Perpindahan Panas Proses Pirolisis Limbah Plastik. Jurnal Teknik dan Sains, 3(2). http://ejournal.uika-bogor.ac.id/index.php/ALMIKANIKA/article/view/5822
Triwibowo, B. (2013). Teori Dasar Simulasi Proses Pembakaran Limbah Vinasse dari Industri Alkohol Berbasis CFD. Jurnal Bahan Alam Terbarukan, 2(2), 14–24.
Wahyudi, W., & Ajiwiguna., Tri Ayodha, A. Q. (2019). Etode Etode juga memiliki lor lat malas. e-Prosiding Teknik, 6(2), 5066–5073.
Bakar, PB (2010). Tidak ada judul.
BENAVIDES. (2019). Naskah yang Diterima. Pertimbangkan untuk menggunakan tiga paragraf yang dimulai dengan, "Pertimbangkan untuk menggunakan tiga paragraf yang dimulai dengan, 'https://doi.org/10.1016/j.jngse.2016.06.030.Ini
Chowdhury, D. K., Mohammad, N., Mahmud, T., Khaliluzzaman, M., Andersson, K., & Hossain, MS (2025). Estimasi dan Pengurangan Emisi CO2 dari Pembangkit Listrik Bahan Bakar Fosil di Bangladesh. Akses IEEE, 13 (Juli), 120517–120532. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2025.3586553
unduh. (n.d.).
Foss, M. M., & Ph, D. (2012). Pengantar LNG.
Léon E, DE (2006). Pemecah hiperbolik 2-D umum dengan aplikasi untuk pengukuran lubang. Desember.
Scott, K. (2016). Artikel Riset Mesin Diterjemahkan oleh Google Studi Konsumsi Energi Spesifik dalam Pemanasan Ulang Tungku Menggunakan Pembakar Regeneratif yang Dikombinasikan dengan Recuperator. November. https://doi.org/10.14456/sustj.2010.6
Nandaliarasyad, N., Indra, MA, & Mulyana, C. (2018). Pengaruh Pemulihan pada Kinerja Pembangkit Listrik Siklus Biner. Jurnal Material dan Energi Indonesia, 8(01), 29. https://doi.org/10.24198/jmei.v8i01.11372
Lubang pelat. (n.d.).
Samlawi, AK, Studi, P., Mesin, T., Teknik, F., & Hull, U. (2017). Teknik pembakaran (hmkb646).
Sugiarto. (2016). Definisi pembakar dan jenis pembakar. 4(1), 1–23.
Syahputra, A. (2021). Sistem Kerja Kontrol Katup Terhadap Kontrol Suhu Pada Ladang Tangki Di Pt.Pacific Medan Industri.
Vemulapalli, S., & Venkata, SK (2022). Analisis parametrik pelat lubang pada pengukuran aliran: Tinjauan. Jurnal Teknik Ain Shams, 13(3), 101639. https://doi.org/10.1016/j.asej.2021.11.008
Wibowo, A. (2017). Desain dan Konstruksi Aktuator Solenoid Valve pada Reaktor OAW (Oxygen Acetylene Welding) Pressure Control di Lasdiral Menur Workshop Surabaya. Instrumentasi, Departemen Teknik Kejuruan, Fakultas, 3–4.
Ji, Wenchao, Guojun Li, Linyang Wei, dan Zhi Yi. 2021. "Pemodelan dan Penentuan Faktor Pertukaran Panas Total Tungku Pemanasan Ulang Regeneratif Berdasarkan Uji Coba Pelat Berinstrumen." Studi Kasus dalam Teknik Termal 24 (Januari): 100838. doi:10.1016/j.csite.2021.100838.
Khoirudin, dan La Ode Mohammad Firman. 2018. "Optimasi Desain pada Dinding Tungku dengan Suhu Kerja 1000 C." Jurnal Studi Teknik Mesin 3(1): 1–56. http://sor.scitation.org/doi/10.1122/1.3445064.
Kristanto, Luciana, Handoko Sugiharto, S. W.Dwi Agus, dan S. Aditya Pratama. 2017. "Papan kalsium silikat sebagai Wall-Facade." Teknik Produria 171: 679–88. doi:10.1016/j.proeng.2017.01.409.
Lipo, Yang, Liu Yunpeng, Hou Yingwu, dan Zhang Yongshun. 2022. "Mekanisme Pengaruh Parameter Aliran pada Medan Suhu di Tungku Pemanasan Ulang Regeneratif." Jurnal Internasional Termofluida 15 (November 2021): 100160. doi:10.1016/j.ijft.2022.100160.
Lun, Zhiyi, Lunlun Gong, Zhongxin Zhang, Yurui Deng, Yong Zhou, Yuelei Pan, dan Xudong Cheng. 2022. "Peningkatan Kinerja Isolasi Termal Aerogel Silika dengan Perlakuan Panas yang Tepat: Perubahan Struktur Mikropori dan Mekanisme Pirolisis." Gel 8(3). doi:10.3390/gels8030141.
Misqi, Al, Budi Sulistiyo Nugroho, dan Akhmad Badaruddin. 2024. "Evaluasi Kinerja Tungku di Unit Vakum Tinggi Pt . Y menggunakan metode Heat Absorbed & Heat Loss." 4 (November).
Muhieldeen, Mohammed W., Lim Zhen Yang, Lim Chong Lye, dan Nor Mariah Adam. 2020. "Analisis Ketebalan Optimal Kinerja Isolasi Termal Atap Wol Kaca." Jurnal Penelitian Lanjutan dalam Mekanika Fluida dan Ilmu Termal 76(3): 1–11. doi:10.37934/arfmts.76.3.111.
Perfler, Lukas, Lukas Peyker, Martin Hörtnagl, Nikolaus Weinberger, Christian Pichler, Roland Traxl, dan Roman Lackner. 2022. "Ruang pori keramik steatite yang dipicu oleh kelonggaran serat alami: analisis mikroskop sinar-X resolusi tinggi dan sifat termo-mekanik terkait." Bahan dan Desain 218: 110704. doi:10.1016/j.matdes.2022.110704.
Salman, Arasj Krishna, Emmy Dyah Setyowati, dan Agus Dwi Catur. 2023. "Pengaruh Media Pendingin pada Perlakuan Panas pada Sifat Mekanik dan Struktur Mikro Pelat Strip Stainless Steel AISI 304." Jurnal Teknik dan Teknologi Baru 01(01).
Syahrafi, Widyanpratama. 2016. Efek Penambahan Variasi Total Layer Fiber Glass dengan Perbandingan Fraksi Volume Tetap pada Komposit Mikrosfer Kaca Berongga Epoksi pada Karakteristik Lentur.
