Jurnal Teknologi.
Vol.
No.
April 2026, 133-139 Strategi Penyesuaian Draft Heater terhadap Konsumsi Fuel Oil dan Emisi Gas Buang pada Heater Wendri Eko Nopri*.
Ratni Dewi.
Ridwan Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe.
Jl.
Medan-B.
Aceh Km.
280 Buketrata Lhokseumawe Indonesia *E-mail: wendriekonopri@gmail.
Abstract Article history:
Received: 02-04-2026 Accepted: 25-04-2026 Published: 30-04-2026 Keywords:
draft heater.
energy efficiency.
exhaust gas emissions.
fuel oil consumption.
Optimization of combustion systems in industrial heaters is essential to improve energy efficiency and reduce flue gas emissions.
This study aims to analyze the effect of draft heater adjustment on fuel oil consumption and exhaust gas emissions in Heater.
The method employed was a field experimental approach using a comparative analysis before and after optimization, through gradual reduction of damper opening and closure of air registers on inactive burners.
Observed parameters included fuel oil consumption, excess OCC levels, stack temperature, heater efficiency, and exhaust gas emissions.
The results show that draft optimization significantly reduced fuel oil consumption from 1.
1868 mA/h to 0.
7345 mA/h, equivalent to a reduction of 38.
Heater efficiency increased from 67.
35% to 72.
influenced by a decrease in excess air from 10.
19% to 7.
09% and a reduction in stack temperature from 253.
5AC to 222.
8AC.
Furthermore, emissions of COCC.
NOx, and SOx were significantly reduced due to improved combustion quality and lower fuel consumption.
This study concludes that draft heater adjustment through damper control and air register optimization is an effective strategy to simultaneously enhance energy efficiency and reduce emissions without requiring major equipment modifications.
The findings are expected to serve as a practical reference for improving the performance and environmental sustainability of industrial heater operations.
Pendahuluan Peningkatan kebutuhan energi dan tuntutan pengurangan emisi mendorong mengoptimalkan efisiensi sistem pembakaran pada unit proses, khususnya pada heater di unit hydrocracking kilang pengolahan minyak bumi.
Heater berfungsi sebagai penyedia energi panas utama yang sangat menentukan kinerja proses konversi hidrokarbon berat menjadi produk bernilai tinggi.
Namun, sistem pembakaran pada heater seringkali menghadapi permasalahan berupa konsumsi bahan bakar .
uel oi.
yang tinggi dan emisi gas buang yang signifikan, seperti NOx.
CO, dan COCC.
Salah satu parameter kunci yang memengaruhi kedua aspek tersebut adalah draft heater, yaitu kondisi tekanan negatif yang mengatur aliran udara pembakaran dan gas buang di dalam furnace.
Draft yang tidak optimal dapat menyebabkan ketidakseimbangan rasio udaraAebahan bakar .
xcess ai.
, yang berujung pada pembakaran tidak sempurna atau kehilangan panas melalui gas buang.
Studi menunjukkan bahwa pengaturan excess air yang tidak tepat dapat meningkatkan emisi NOx secara signifikan, bahkan setiap kenaikan 1% oksigen berlebih dapat meningkatkan emisi NOx hingga 6Ae9%.
Selain itu, distribusi udara pembakaran dan pengaturan burner juga sangat memengaruhi efisiensi dan emisi sistem Oleh karena itu, optimasi draft penting dalam meningkatkan efisiensi energi sekaligus menekan emisi lingkungan pada Heater.
Permasalahan utama dalam penelitian ini adalah tingginya konsumsi fuel oil yang belum optimal dibandingkan dengan energi panas yang dihasilkan, serta emisi gas buang yang berpotensi melampaui batas baku mutu Kondisi ini diduga berkaitan dengan pengaturan draft heater yang belum optimal, khususnya dalam pengendalian excess air dan distribusi udara pembakaran.
Berdasarkan hal tersebut, rumusan masalah dalam penelitian ini meliputi bagaimana pengaruh variasi draft terhadap konsumsi fuel oil pada Heater, bagaimana hubungan antara draft heater dengan karakteristik emisi gas buang, dan bagaimana strategi penyesuaian draft yang optimal untuk meningkatkan efisiensi pembakaran dan menurunkan emisi secara simultan.
Kajian terdahulu menunjukkan bahwa optimasi sistem pembakaran pada furnace Jurnal Teknologi.
Vol.
No.
April 2026, 133-139 industri dapat dilakukan melalui pengendalian excess air, pengaturan distribusi udara, serta modifikasi burner.
Penelitian terbaru menunjukkan bahwa pengurangan excess air dapat meningkatkan efisiensi furnace hingga 7,6% serta menurunkan konsumsi bahan bakar.
Selain itu, pemanfaatan teknologi seperti exhaust gas recirculation (EGR) dan pengaturan distribusi udara pembakaran terbukti efektif dalam menurunkan emisi NOx dan meningkatkan efisiensi termal.
Studi lain juga menegaskan bahwa draft heater berperan dalam menjaga tekanan negatif furnace untuk memastikan aliran udara yang stabil dan pembakaran yang optimal.
Di sisi lain, inovasi teknologi pembakaran modern menunjukkan bahwa pengendalian parameter pembakaran secara presisi dapat menurunkan emisi sekaligus meningkatkan transfer panas.
Meskipun demikian, sebagian besar penelitian tersebut masih berfokus pada boiler atau furnace umum, dan belum secara spesifik mengkaji heater pada unit hydrocracker dengan kondisi operasional aktual.
Berdasarkan kajian tersebut, terdapat gap penelitian berupa belum adanya pendekatan komprehensif yang mengintegrasikan pengaruh draft heater terhadap konsumsi fuel oil dan emisi gas buang secara simultan pada unit hydrocracking, khususnya Heater.
Selain itu, penelitian sebelumnya cenderung menggunakan laboratorium.
, merepresentasikan kondisi nyata di lapangan.
Oleh karena itu, novelty penelitian ini terletak pada pengembangan strategi penyesuaian draft heater berbasis data operasional aktual yang menghubungkan secara langsung parameter draft, konsumsi fuel oil, dan emisi gas buang dalam satu kerangka analisis terintegrasi.
Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis pengaruh draft heater terhadap konsumsi fuel oil dan emisi gas buang pada Heater, menentukan kondisi draft yang optimal penyesuaian draft yang dapat menurunkan konsumsi bahan bakar dan emisi secara Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi praktis dalam pengoperasian heater industri yang lebih efisien dan ramah lingkungan, serta menjadi referensi pembakaran pada industri pengolahan minyak dan gas.
Metode Penelitian ini dilaksanakan pada peralatan Heater yang merupakan jenis natural draft heater, dengan perhatian utama pada komponen damper .
dan air register sebagai pengendali aliran udara pembakaran.
Rancangan Percobaan Pengamatan dilakukan menggunakan instrumen operasional yang telah terpasang pada unit, meliputi OCC Analyzer (AR-.
untuk mengukur kadar oksigen gas buang, temperature indicator TI-190 dan TI-191 untuk temperatur stack, pressure controller PC-207 dan PC-214 untuk kontrol aliran fuel oil, serta TI-181 untuk memantau temperatur high pressure (HP) steam sebagai parameter batas operasional.
Rancangan penelitian menggunakan pendekatan eksperimental lapangan .
ield experimen.
dengan menetapkan variabel tetap, variabel bebas, dan variabel terikat.
Variabel tetap meliputi kondisi operasi heater, yaitu total feed HCU sebesar 140 mA/jam, temperatur coil outlet temperature (COT) sebesar 395AC untuk fresh feed dan 375AC untuk recycle feed, jumlah burner aktif sebanyak 9 dari total 24 burner, serta batas minimum temperatur HP steam sebesar 320AC.
Jenis bahan bakar yang digunakan adalah campuran gas oil dan reduced Variabel bebas dalam penelitian ini adalah tingkat bukaan damper .
iturunkan secara bertahap dari 55o hingga 35.
serta tingkat pembukaan air register pada burner yang tidak aktif.
Variabel terikat yang diamati meliputi konsumsi fuel oil, kadar OCC excess, temperatur stack sebagai indikator kehilangan panas, serta temperatur HP steam untuk memastikan batas keamanan operasi tetap Prosedur Percobaan Prosedur percobaan dilakukan secara bertahap dalam kondisi operasi normal unit dengan pendekatan time-series monitoring selama beberapa shift kerja.
Pada tahap pertama, dilakukan pengurangan bukaan damper secara bertahap dari 55o ke 50o, kemudian dilanjutkan hingga 35o dengan interval pengamatan setiap jam selama satu shift .
dan dilanjutkan pemantauan hingga 24 jam untuk melihat kestabilan sistem.
Parameter Jurnal Teknologi.
Vol.
No.
April 2026, 133-139 Hasil dan Pembahasan Penelitian ini dilaksanakan pada periode 5Ae8 Oktober 2025 untuk optimasi bukaan damper serta 9Ae10 Oktober 2025 untuk penyesuaian air register pada burner yang tidak Hasil penelitian menunjukkan bahwa strategi penyesuaian draft heater memberikan dampak signifikan terhadap konsumsi fuel oil, efisiensi termal, dan emisi gas Hasil Penelitian Penghematan merupakan indikator utama keberhasilan Sebelum dilakukan optimasi .
SeptemberAe4 Oktober 2.
, konsumsi bahan bakar relatif tinggi dan fluktuatif dengan ratarata total sebesar 1,1868 mA/jam .
abungan fresh feed dan recycle fee.
seperti ditunjukkan pada Gambar 1.
Setelah dilakukan pengurangan bukaan damper secara bertahap hingga 35A dan penyesuaian air register .
OktoberAe3 November 2.
, konsumsi fuel oil menurun signifikan menjadi 0,7345 mA/jam.
Penurunan sebesar 0,4523 mA/jam (OO38,1%) ini pemanfaatan energi panas dalam furnace.
Jika dikonversi, penghematan mencapai 68,28 barrel/hari atau sekitar 2.
048 barrel/bulan, dengan potensi penghematan ekonomi sebesar A152.
804 USD/bulan.
Penurunan konsumsi bahan bakar ini sejalan dengan teori bahwa pengurangan excess air dan optimasi distribusi udara pembakaran mampu menurunkan losses akibat gas buang dan meningkatkan efisiensi pembakaran.
Fuel oil .
Sebelum melakukan pengurangan dumper
Setelah melakukan pengurangan dumper
Fresh Feed
Recycle Feed
9/1/2025
10/1/2025
11/1/2025
Tanggal Gambar 1.
Pemakaian fuel oil sebelum dan sesudah penelitian Dari sisi efisiensi termal, terjadi peningkatan dari 67,35% sebelum optimasi menjadi maksimum 72,26% setelah optimasi.
Peningkatan ini dipengaruhi oleh pengurangan kehilangan panas melalui gas buang .
lue gas los.
akibat penurunan temperatur stack dan excess air seperti ditunjukkan pada Gambar 2.
Efisiensi (%) yang diamati meliputi kadar OCC, temperatur stack, konsumsi fuel oil, temperatur COT, dan temperatur HP steam.
Pada tahap kedua, dilakukan optimasi distribusi udara dengan menutup air register pada burner yang tidak aktif secara bertahap, dengan tetap menjaga kestabilan nyala api dan memastikan kadar OCC tidak kurang dari 5% untuk menghindari pembakaran tidak sempurna.
Setiap perubahan kondisi diikuti dengan pencatatan parameter secara berkala untuk memperoleh data tren yang representatif.
Rancangan pengamatan data difokuskan pada analisis komparatif sebelum dan sesudah perlakuan optimasi draft heater.
Data yang dikumpulkan meliputi konsumsi fuel oil, kadar OCC excess, dan temperatur stack.
Selain itu, dilakukan perhitungan rata-rata penurunan konsumsi bahan bakar serta estimasi pengurangan emisi berbasis konversi fuel oil terhadap emisi COCC ekuivalen.
Pelaksanaan percobaan dilakukan pada kondisi operasi normal pada periode Oktober 2025 dengan mempertimbangkan stabilitas proses dan keselamatan operasi.
Seluruh kegiatan dilakukan berdasarkan persetujuan resmi dari pihak operasional melalui standing order dari Senior Supervisor.
Analisis data dilakukan menggunakan metode deskriptif kuantitatif dengan pendekatan perbandingan data aktual sebelum dan sesudah optimasi, serta analisis tren untuk mengevaluasi pengaruh penyesuaian draft terhadap efisiensi konsumsi energi dan penurunan emisi gas buang.
Penutupan pertama Penutupan kedua Bfo Bfo No 2 FF dan 4 RF No 7 FF dan 11 RF Air register Gambar 2.
Penutupan air register terhadap Pengaruh bukaan damper terhadap efisiensi diperlihatkan pada Gambar 3.
Efisiensi Jurnal Teknologi.
Vol.
No.
April 2026, 133-139 Sebelum Optimasi sesudah Optimasi Beban emisi Beban emisi Beban emisi Sox NOx Nox Gas konvensional Gambar 4.
Penurunan gas konvensional Dumper (O) Gambar 3.
Pengaruh bukaan damper terhadap Dari aspek lingkungan, optimasi draft heater juga berdampak signifikan terhadap penurunan emisi gas buang.
emisi COCC menurun secara dominan seiring dengan berkurangnya konsumsi fuel oil, sementara emisi CHCE dan NCCO juga mengalami penurunan yang menunjukkan diperlihatkan pada Gambar 4.
Nilai emisi (Ton CO2e.
Sebelum Optimasi sesudah Optimasi Pembahasan 1 Pengaruh Bukaan Damper Pengaruh damper terhadap fuel oil diperlihatkan pada Gambar 6.
Gambar 6 memperlihatkan bahwa penurunan bukaan damper terbukti memberikan pengaruh signifikan terhadap konsumsi fuel oil dan efisiensi heater.
Pada kondisi awal damper 55o .
iasumsikan sebagai rata-rata awa.
, konsumsi fuel oil gabungan FF dan RF adalah 1,19 m3/h.
Setelah dumper diturunkan ke bukaan 35o, konsumsi fuel oil gabungan turun menjadi 0,80 m3/h .
Fuel Oil .
Efisiensi (%) Hal ini menunjukkan bahwa optimasi draft tidak hanya berdampak pada efisiensi energi, tetapi juga berkontribusi terhadap pengurangan emisi gas rumah kaca dan polutan udara.
Nilai .
on poluta.
tertinggi tercapai pada kombinasi bukaan damper 35A dan penutupan air register pada burner non-aktif.
Hasil ini konsisten dengan penelitian yang menyatakan bahwa efisiensi furnace sangat dipengaruhi oleh kontrol udara pembakaran dan draft, di mana pengurangan excess air dapat meningkatkan efisiensi hingga 5Ae10%.
, .
Beban Beban Beban Emisi Co2 Emisi CH4 Emisi N2O Emisi Gas Buang Gambar 4.
Penurunan emisi gas buang Selain itu.
Gambar 5 juga mengindikasikan penurunan emisi konvensional, seperti SOx dan NOx Penurunan NOx berkaitan erat dengan berkurangnya excess air dan temperatur puncak nyala api, sedangkan penurunan SOx dipengaruhi langsung oleh berkurangnya konsumsi bahan bakar berbasis sulfur.
, .
Damper .
Gambar 5.
Pengaruh damper terhadap fuel oil Secara mekanisme, pengurangan bukaan damper mengurangi laju aliran flue gas yang keluar melalui stack, sehingga meningkatkan waktu tinggal .
esidence tim.
gas panas di dalam furnace.
Hal ini memungkinkan transfer panas yang lebih optimal ke fluida proses di dalam coil, sehingga kebutuhan bahan bakar untuk mencapai temperatur outlet yang diinginkan menjadi lebih rendah.
Sistem kontrol otomatis pada heater akan merespons kenaikan Jurnal Teknologi.
Vol.
No.
April 2026, 133-139 Efisiensi (%) Damper (O) Gambar 6.
Pengaruh damper terhadap efisiensi Temperature Stack .
C) Selain itu, penurunan bukaan damper juga berdampak langsung terhadap penurunan temperatur stack seperti diperlihatkan pada Gambar 8.
Gambar 8 menunjukkan bahwa temperatur stack menurun dari sekitar 253,5AC menjadi 234,5AC seiring dengan penurunan bukaan damper.
Penurunan ini mengindikasikan berkurangnya energi panas yang terbuang ke Dalam temperatur stack yang lebih rendah .
alam batas ama.
merupakan indikator peningkatan efisiensi termal karena lebih banyak energi yang diserap oleh fluida proses.
Temperature Stack Dumper (O) Gambar 7.
Pengaruh bukaan damper terhadap temperature stack volume udara yang masuk ke furnace.
Meskipun pengurangan dumper telah menekan O2 excess hingga 7,98% .
ada 35o dampe.
, penutupan 4 Air Register (AR Close .
berhasil menekan O2 excess lebih lanjut hingga level terendah 7,09%.
Penyesuaian air register pada burner yang tidak beroperasi memberikan dampak yang lebih spesifik terhadap pengendalian excess air.
seperti diperlihatkan pada Gambar 9.
Penurunan ini menunjukkan berkurangnya udara berlebih .
xcess ai.
yang tidak berkontribusi pada proses Udara berlebih yang terlalu tinggi dapat meningkatkan kehilangan panas karena udara tersebut ikut dipanaskan dan dibuang melalui stack tanpa memberikan kontribusi Oleh karena itu, pengurangan excess air meningkatkan efisiensi pembakaran.
O2 excess (%) temperatur dengan menurunkan aliran fuel oil, yang pada akhirnya menghasilkan efisiensi energi yang lebih tinggi seperti diperlihatkan pada Gambar 7.
Fenomena ini sesuai dengan prinsip dasar perpindahan panas pada furnace industri, di mana efisiensi meningkat ketika kehilangan panas melalui gas buang dapat diminimalkan.
, .
Penutupan pertama Bfo Penutupan kedua Bfo No 2 FF dan 4 RF No 7 FF dan 11 RF Air register Gambar 8.
Pengaruh penutupan air register terhadap O2 excess Gambar 10 menunjukkan dampak lanjutan dari penurunan excess air yaitu peningkatan efisiensi termal dan penurunan temperatur stack hingga mencapai 222,8AC.
Kondisi ini pengaturan damper dan penutupan air register mampu menciptakan kondisi pembakaran yang lebih ideal.
Selain itu, penurunan excess air juga berkontribusi pada penurunan emisi NOx, karena pembentukan NOx sangat dipengaruhi oleh konsentrasi oksigen dan temperatur nyala Semakin rendah excess air, semakin kecil peluang terbentuknya NOx melalui mekanisme thermal NOx.
2 Dampak Air Register Penutupan Air Register terbukti menjadi langkah paling efektif dalam mengendalikan Temperature stack (OC) Jurnal Teknologi.
Vol.
No.
April 2026, 133-139 industri, khususnya pada unit hydrocracking dengan karakteristik serupa.
Penutupan pertama Bfo Penutupan kedua Bfo No 2 FF dan 4 RF No 7 FF dan 11 RF Air Register Gambar 9.
Pengaruh penutupan air register terhadap penurunan temperatur stack Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian dan analisis yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa strategi penyesuaian draft heater melalui pengurangan bukaan damper dan penutupan air register pada burner yang tidak beroperasi memberikan dampak signifikan terhadap peningkatan kinerja Heater.
Pengurangan bukaan damper hingga 35A terbukti mampu menurunkan konsumsi fuel oil secara signifikan sebesar 0,4523 mA/jam atau sekitar 38,1%, yang setara dengan penghematan 68,28 barrel/hari.
Selain itu, efisiensi heater meningkat dari 67,35% menjadi 72,26% akibat berkurangnya kehilangan panas melalui gas buang, yang ditunjukkan oleh penurunan temperatur stack dan kadar OCC excess.
Penyesuaian air register memberikan kontribusi tambahan dalam mengoptimalkan pembakaran dengan menekan masuknya udara berlebih, sehingga kadar OCC excess dapat diturunkan hingga 7,09%.
Kondisi ini menghasilkan pembakaran yang lebih efisien dan stabil, serta menurunkan pembentukan emisi gas buang seperti COCC.
NOx, dan SOx.
Secara keseluruhan, kombinasi kedua strategi tersebut terbukti efektif dalam meningkatkan efisiensi energi sekaligus mengurangi dampak Penelitian ini menegaskan bahwa optimasi parameter operasional yang relatif sederhana, seperti pengaturan draft heater, dapat memberikan manfaat teknis dan ekonomis yang tambahan pada peralatan.
Oleh karena itu, strategi ini direkomendasikan untuk diterapkan secara berkelanjutan pada operasi heater
Daftar Pustaka