Thermal Oil Heater: Sistem Pemanas Industri Berbahan Bakar Gas dan Minyak untuk Proses Temperatur Tinggi

Thermal Oil Heater adalah sistem pemanas industri yang menggunakan thermal oil atau heat transfer oil sebagai media pembawa panas. Sistem ini banyak digunakan pada proses industri yang membutuhkan temperatur tinggi, stabil, dan dapat dikontrol secara akurat tanpa harus menggunakan tekanan operasi tinggi seperti pada sistem steam.

Untuk berbagai kebutuhan proses industri, Oil and Gas Fired Thermal Oil Heater dapat menggunakan bahan bakar gas maupun bahan bakar cair. Burner menghasilkan energi panas yang kemudian ditransfer melalui heating coil menuju thermal oil. Thermal oil panas selanjutnya disirkulasikan menuju equipment atau mesin produksi yang membutuhkan energi panas.

PT Indira Mitra Boiler menyediakan solusi Thermal Oil Heater untuk kebutuhan industri dengan pemilihan kapasitas, burner, circulation pump, instrumentasi, control panel, expansion tank, piping, serta sistem keselamatan yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan proses.

Sistem dapat dirancang untuk berbagai jenis bahan bakar seperti:

• Natural Gas
• CNG
• LNG
• LPG
• Diesel Oil
• Light Oil
• Bahan bakar cair lain sesuai desain burner dan kebutuhan proses

Pemilihan burner dan sistem pembakaran harus disesuaikan dengan kapasitas heater, karakteristik bahan bakar, temperatur kerja, kebutuhan proses, serta kondisi aktual di lokasi pemasangan.

BEJO Thermal Oil Heater 100–10.000 Mcal/h untuk Pemanas Industri

BEJO Thermal Oil Heater tersedia dalam rentang kapasitas
100.000 hingga 10.000.000 kcal/h (100–10.000 Mcal/h)
untuk berbagai kebutuhan pemanasan proses industri. Sistem dapat dirancang
menggunakan gas burner, oil burner, atau dual fuel burner
sesuai kebutuhan proses, temperatur kerja, dan ketersediaan bahan bakar.

Setiap Industrial Thermal Oil Heater dapat dilengkapi
heating coil, circulation pump, expansion tank, control panel,
temperature control, safety interlock, burner, serta sistem instrumentasi
sesuai kebutuhan aplikasi.

Model	Kapasitas	Setara Daya ±	Burner	Aplikasi Industri
BEJO TOH-100	100 Mcal/h 100.000 kcal/h	116 kW	Gas / Oil	Tank Heating, Small Process Heating
BEJO TOH-250	250 Mcal/h 250.000 kcal/h	291 kW	Gas / Oil / Dual Fuel	Food, Chemical, Tank Heating
BEJO TOH-500	500 Mcal/h 500.000 kcal/h	581 kW	Gas / Oil / Dual Fuel	Dryer, Reactor, Hot Press
BEJO TOH-1000	1.000 Mcal/h 1.000.000 kcal/h	1.163 kW	Gas / Oil / Dual Fuel	Chemical, Food, Textile, Plywood
BEJO TOH-2000	2.000 Mcal/h 2.000.000 kcal/h	2.326 kW	Gas / Oil / Dual Fuel	Refinery, Reactor, Industrial Process
BEJO TOH-3000	3.000 Mcal/h 3.000.000 kcal/h	3.489 kW	Gas / Oil / Dual Fuel	Large Process Heating, Chemical, Asphalt
BEJO TOH-5000	5.000 Mcal/h 5.000.000 kcal/h	5.815 kW	Gas / Oil / Dual Fuel	Large Industrial Heating System
BEJO TOH-7500	7.500 Mcal/h 7.500.000 kcal/h	8.722 kW	Gas / Oil / Dual Fuel	Heavy Industry, Refinery, Process Plant
BEJO TOH-10000	10.000 Mcal/h 10.000.000 kcal/h	11.630 kW	Gas / Oil / Dual Fuel	Large Capacity Industrial Process Heating

Catatan: Kapasitas, dimensi, thermal oil flow,circulation pump, burner capacity, fuel consumption, design pressure,operating temperature dan instrumentasi BEJO Thermal Oil Heaterdisesuaikan berdasarkan kebutuhan proses dan hasil perhitungan engineering.

Pilihan Bahan Bakar BEJO Thermal Oil Heater

BEJO Thermal Oil Heater dapat dirancang menggunakan
Natural Gas, CNG, LNG, LPG, Diesel Oil, Light Oil,
maupun konfigurasi Dual Fuel Burner.
Pemilihan burner disesuaikan dengan kapasitas Thermal Oil Heater,
karakteristik combustion chamber, tekanan bahan bakar, temperatur proses,
serta kebutuhan turndown burner.

Aplikasi BEJO Thermal Oil Heater

BEJO Industrial Thermal Oil Heater dapat digunakan untuk
berbagai aplikasi seperti chemical reactor, refinery, asphalt heating,
hot press, plywood, textile, food processing, vegetable oil processing,
CPO heating, industrial dryer, heat exchanger, storage tank heating,
laminating machine dan berbagai proses industri yang membutuhkan
sumber panas bertemperatur tinggi.

Apa Itu Thermal Oil Heater?

Thermal Oil Heater adalah equipment pemanas yang memanaskan thermal oil kemudian mensirkulasikannya dalam sebuah closed-loop heating system.

Berbeda dengan steam boiler yang memanaskan air untuk menghasilkan steam, Thermal Oil Heater menggunakan fluida perpindahan panas khusus.

Prinsip dasarnya adalah:

Burner → Thermal Oil Heater → Hot Thermal Oil → Process Equipment → Return Thermal Oil → Heater

Burner menghasilkan panas melalui proses pembakaran. Panas dari flame dan flue gas ditransfer menuju thermal oil yang mengalir di dalam heating coil.

Thermal oil yang sudah panas kemudian dipompa menuju equipment produksi.

Setelah energi panas digunakan oleh proses, temperatur thermal oil akan turun. Thermal oil kemudian kembali menuju sistem heater untuk dipanaskan kembali.

Siklus ini berlangsung secara terus-menerus selama sistem beroperasi.

Karena bekerja dalam sistem sirkulasi tertutup, thermal oil tidak dikonsumsi secara terus-menerus seperti bahan bakar. Namun kondisi dan kualitas thermal oil tetap harus diperiksa secara berkala karena dapat mengalami degradasi akibat temperatur tinggi dan kondisi operasi.

Oil and Gas Fired Thermal Oil Heater

Oil and Gas Fired Thermal Oil Heater merupakan Thermal Oil Heater yang sumber panasnya berasal dari proses pembakaran burner menggunakan bahan bakar minyak atau gas.

Burner merupakan salah satu komponen utama dalam sistem karena bertugas menghasilkan energi panas sesuai kebutuhan heater.

Beberapa konfigurasi burner yang dapat digunakan antara lain:

Gas Burner

Digunakan apabila sumber bahan bakar utama berupa natural gas, CNG, LNG, atau LPG sesuai konfigurasi sistem.

Light Oil Burner

Digunakan untuk bahan bakar cair seperti diesel atau light oil.

Dual Fuel Burner

Burner jenis ini dapat dirancang untuk menggunakan dua jenis bahan bakar, misalnya gas dan light oil.

Dual fuel dapat menjadi pilihan untuk industri yang membutuhkan fleksibilitas sumber energi.

Jika pasokan gas terganggu, sistem dapat dirancang agar menggunakan bahan bakar alternatif sesuai konfigurasi burner dan fuel train.

Bagaimana Cara Kerja Thermal Oil Heater?

Cara kerja Thermal Oil Heater sebenarnya cukup sederhana apabila dilihat berdasarkan aliran energinya.

Burner menghasilkan panas.

Panas tersebut diserap oleh thermal oil.

Thermal oil membawa energi panas menuju mesin produksi.

Setelah panas digunakan, thermal oil kembali menuju heater.

Thermal oil kemudian dipanaskan kembali.

Proses tersebut berulang secara terus-menerus.

Berikut tahapan yang lebih lengkap.

1. Thermal Oil Diisi ke Dalam Sistem

Thermal oil dimasukkan ke dalam sistem pemanas yang umumnya menggunakan konfigurasi closed loop.

Pemilihan jenis thermal oil harus mempertimbangkan temperatur operasi dan rekomendasi produsen heat transfer fluid.

Jenis thermal oil yang digunakan sangat berpengaruh terhadap:

• temperatur operasi
• umur fluida
• kestabilan sistem
• perpindahan panas
• kebutuhan maintenance

Thermal oil tidak boleh dipilih hanya berdasarkan harga.

Maximum bulk temperature dan film temperature yang diizinkan oleh produsen thermal oil perlu diperhatikan.

2. Circulation Pump Dijalankan

Sebelum burner beroperasi, thermal oil circulation pump harus memastikan fluida mengalir melalui heating coil.

Pompa memiliki fungsi sangat penting.

Thermal oil yang berhenti mengalir sementara burner tetap menghasilkan panas dapat menyebabkan temperatur lokal pada coil meningkat secara berlebihan.

Kondisi tersebut dapat mempercepat degradasi thermal oil dan berpotensi menyebabkan overheating.

Oleh karena itu, sistem Thermal Oil Heater umumnya dilengkapi dengan proteksi low flow.

Burner tidak boleh bekerja secara normal apabila sirkulasi thermal oil tidak memenuhi kondisi aman yang telah ditentukan.

3. Burner Melakukan Pre-Purge

Ketika sistem mendapatkan perintah untuk mulai heating, burner tidak langsung menghasilkan api.

Burner terlebih dahulu melakukan proses pre-purge.

Pre-purge berfungsi membantu membersihkan ruang pembakaran dari kemungkinan akumulasi gas atau uap bahan bakar sebelum ignition dilakukan.

Tahapan burner secara umum dapat meliputi:

Start command → Fan running → Air pressure proving → Pre-purge → Ignition → Flame proving → Main flame → Modulation

Urutan aktual bergantung pada tipe burner dan burner management/control system yang digunakan.

4. Ignition dan Flame Monitoring

Setelah proses pre-purge selesai dan seluruh kondisi keselamatan terpenuhi, sistem masuk ke tahap ignition.

Ignition system menghasilkan percikan atau sumber penyalaan sesuai desain burner.

Fuel valve kemudian bekerja berdasarkan sequence burner control.

Setelah flame terbentuk, flame detector harus mendeteksi keberadaan api.

Perangkat flame monitoring dapat menggunakan teknologi seperti:

• UV flame detector
• IR detector
• photocell
• ionization electrode

Pemilihan detector bergantung pada jenis burner dan bahan bakar.

Apabila flame tidak terbentuk atau hilang selama operasi, burner control harus melakukan safety shutdown sesuai sequence yang dirancang.

5. Heat Transfer dari Flame ke Thermal Oil

Setelah burner beroperasi, energi panas dari flame dan flue gas ditransfer menuju coil Thermal Oil Heater.

Thermal oil mengalir melalui coil dan menyerap energi panas.

Secara sederhana:

Fuel + Air → Combustion → Heat → Heating Coil → Thermal Oil

Desain coil dan jalur flue gas sangat menentukan efektivitas perpindahan panas.

Pada heater dengan desain multi-pass, flue gas diarahkan melalui beberapa jalur agar energi panas dapat dimanfaatkan secara efektif sebelum gas buang menuju chimney.

6. Thermal Oil Menuju Process Equipment

Setelah mencapai temperatur yang dibutuhkan, thermal oil dialirkan menuju process equipment.

Equipment tersebut dapat berupa:

• reactor
• heat exchanger
• drying machine
• rotary dryer
• hot press
• storage tank
• mixing tank
• oven
• laminating machine
• chemical reactor
• asphalt tank
• edible oil equipment
• industrial heating vessel

Thermal oil melepaskan sebagian energi panasnya ke proses.

Setelah itu thermal oil kembali menuju heater.

7. Return Thermal Oil Kembali ke Heater

Thermal oil yang telah memberikan panas kepada proses memiliki temperatur lebih rendah dibandingkan supply thermal oil.

Fluida tersebut kembali menuju sistem untuk dipanaskan kembali.

Perbedaan temperatur antara supply dan return biasa disebut Delta T (ΔT).

Secara sederhana:

ΔT = Supply Temperature − Return Temperature

Contoh:

Supply temperature = 280°C

Return temperature = 250°C

Maka:

ΔT = 280 − 250 = 30°C

Nilai ΔT merupakan salah satu parameter penting dalam menentukan heat duty dan kebutuhan flow thermal oil.

Perhitungan Dasar Kapasitas Thermal Oil Heater

Untuk fluida cair, kebutuhan panas secara sederhana dapat dihitung menggunakan:

Q = m × Cp × ΔT

Keterangan:

Q = heat duty
m = mass flow rate
Cp = specific heat thermal oil
ΔT = perbedaan temperatur

Karena nilai Cp thermal oil berubah berdasarkan temperatur dan jenis fluida, perhitungan engineering sebaiknya menggunakan data aktual dari produsen thermal oil.

Untuk proses pemanasan batch, kebutuhan energi juga perlu memperhitungkan:

• berat material
• specific heat material
• temperatur awal
• temperatur target
• waktu pemanasan
• heat loss
• efisiensi heater
• heat loss piping
• heat loss process equipment

Karena itu, menentukan kapasitas Thermal Oil Heater hanya berdasarkan ukuran tangki atau mesin belum cukup.

Data proses harus dianalisis terlebih dahulu.

Komponen Utama Thermal Oil Heater

Sebuah Industrial Thermal Oil Heater bukan hanya terdiri dari heater body dan burner.

Sistem lengkap membutuhkan beberapa equipment pendukung.

1. Heating Coil

Heating coil merupakan bagian tempat thermal oil mengalir dan menerima panas dari combustion chamber serta flue gas.

Material, diameter, ketebalan, panjang, konfigurasi, dan kecepatan thermal oil harus dirancang berdasarkan kondisi operasi.

Heating coil harus mampu menghadapi temperatur tinggi dan tekanan desain sistem.

2. Outer Shell

Outer shell berfungsi sebagai struktur luar Thermal Oil Heater.

Shell juga mendukung insulation system agar kehilangan panas menuju lingkungan dapat dikurangi.

Insulasi yang baik membantu meningkatkan efisiensi sekaligus mengurangi temperatur permukaan luar heater.

3. Refractory

Pada area tertentu di sekitar combustion chamber dapat digunakan refractory material.

Refractory dirancang untuk menghadapi temperatur tinggi dan membantu melindungi struktur heater.

Pemilihan refractory harus disesuaikan dengan temperatur dan kondisi pembakaran.

4. Industrial Burner

Burner merupakan jantung dari sistem pembakaran.

Burner bertugas mencampurkan bahan bakar dan udara pada rasio yang sesuai untuk menghasilkan pembakaran yang stabil dan terkendali.

Jenis burner dapat berupa:

Gas Burner

Untuk gas seperti natural gas, CNG atau LPG sesuai desain fuel train.

Oil Burner

Untuk bahan bakar cair.

Dual Fuel Burner

Untuk kebutuhan dua pilihan bahan bakar.

Burner juga dapat menggunakan sistem:

• one stage
• two stage
• progressive
• modulating

Untuk aplikasi dengan kebutuhan temperatur yang berubah-ubah, burner modulating memberikan kemampuan menyesuaikan firing rate terhadap kebutuhan panas sistem.

5. Thermal Oil Circulation Pump

Thermal oil circulation pump bertugas mensirkulasikan heat transfer fluid melalui:

Heater → Process → Return Line → Heater

Pemilihan pompa harus mempertimbangkan:

• flow rate
• total dynamic head
• thermal oil viscosity
• operating temperature
• pump material
• seal arrangement
• pressure drop sistem

Pompa yang terlalu kecil dapat menyebabkan flow tidak mencukupi.

Sementara pemilihan pompa yang terlalu besar tanpa perhitungan juga dapat menyebabkan konsumsi listrik dan karakteristik sistem menjadi tidak optimal.

6. Expansion Tank

Thermal oil akan mengalami ekspansi volume ketika temperatur meningkat.

Karena itu sistem membutuhkan expansion tank.

Expansion tank memberikan ruang untuk perubahan volume thermal oil selama proses heating dan cooling.

Tank harus ditempatkan dan dirancang sesuai engineering system.

Pada sistem tertentu, expansion tank ditempatkan pada elevasi yang sesuai agar mendukung operasi sistem dan deaeration.

7. Deaerator Tank

Deaerator membantu melepaskan udara, moisture, dan vapor dari sistem thermal oil.

Keberadaan air dalam sistem thermal oil sangat perlu diperhatikan.

Ketika temperatur meningkat, air dapat berubah menjadi steam dan menyebabkan gangguan pada sirkulasi.

Oleh karena itu, commissioning awal Thermal Oil Heater harus dilakukan secara bertahap.

Proses pemanasan awal harus mengikuti prosedur yang benar agar moisture dapat dikeluarkan secara aman.

8. Temperature Sensor

Temperature sensor digunakan untuk mengukur temperatur pada berbagai titik sistem.

Beberapa titik pengukuran yang umum adalah:

• thermal oil outlet
• thermal oil inlet
• stack/flue gas
• process supply
• process return

Data temperatur digunakan oleh control system untuk mengatur operasi burner serta memberikan proteksi terhadap kondisi abnormal.

9. Pressure Indicator

Pressure gauge atau pressure transmitter dapat digunakan untuk memonitor tekanan thermal oil.

Perbedaan tekanan juga dapat digunakan untuk membantu mengevaluasi kondisi sirkulasi dan pressure drop sistem.

Monitoring tekanan penting untuk mengetahui perubahan kondisi operasi.

10. Flow Monitoring

Low thermal oil flow merupakan salah satu kondisi yang perlu dihindari.

Burner menghasilkan heat flux tinggi pada heating coil.

Apabila flow thermal oil turun secara signifikan, panas tidak dapat dibawa keluar dari coil secara memadai.

Karena itu, sistem dapat menggunakan:

• flow switch
• differential pressure switch
• flow transmitter

untuk memastikan sirkulasi berada pada kondisi yang diizinkan sebelum dan selama burner firing.

11. Control Panel

Control panel berfungsi mengendalikan dan mengintegrasikan equipment seperti:

• burner
• circulation pump
• temperature controller
• alarm
• interlock
• emergency stop
• flow switch
• pressure switch
• level switch
• high temperature protection

Sistem kontrol dapat menggunakan relay control maupun PLC tergantung kebutuhan aplikasi.

Untuk sistem yang lebih kompleks, HMI dapat ditambahkan untuk monitoring parameter operasi.

Sistem Safety Thermal Oil Heater

Keselamatan merupakan bagian penting dari desain Thermal Oil Heater.

Sistem harus mampu melakukan shutdown apabila parameter tertentu berada di luar batas aman.

Beberapa safety interlock yang dapat digunakan antara lain:

Low Thermal Oil Flow

Jika thermal oil flow terlalu rendah, burner harus dicegah beroperasi atau dihentikan sesuai safety sequence.

Tujuannya untuk mencegah overheating pada coil.

High Thermal Oil Temperature

Apabila temperatur thermal oil melebihi batas yang ditentukan, burner harus mengurangi firing atau shutdown.

Low Expansion Tank Level

Level thermal oil yang terlalu rendah dapat menunjukkan kekurangan fluida atau kondisi abnormal.

Low-level switch dapat digunakan sebagai interlock.

High Stack Temperature

Stack temperature yang terlalu tinggi dapat menjadi indikator kondisi perpindahan panas atau operasi yang perlu diperiksa.

Sistem dapat menggunakan high stack temperature alarm atau trip sesuai desain.

Flame Failure

Jika flame hilang ketika burner sedang firing, fuel supply harus dihentikan dengan aman melalui burner control system.

Low Air Pressure

Burner membutuhkan combustion air yang cukup.

Air pressure switch digunakan untuk memastikan fan menghasilkan kondisi udara pembakaran yang diperlukan.

Fuel Pressure Protection

Untuk gas burner, sistem gas train dapat dilengkapi dengan pressure monitoring sesuai kebutuhan burner dan standar desain.

Automatic Temperature Control

Salah satu keuntungan Thermal Oil Heater adalah kemampuannya mempertahankan temperatur proses secara otomatis.

Operator menentukan temperature set point.

Contoh:

Set point = 280°C

Temperature sensor membaca temperatur thermal oil.

Controller membandingkan temperatur aktual dengan set point.

Apabila temperatur masih rendah, burner meningkatkan atau mempertahankan firing rate.

Ketika temperatur mendekati set point, burner dapat menurunkan kapasitas.

Pada burner modulating, perubahan firing rate dapat berlangsung lebih halus dibandingkan sistem ON/OFF.

Hal ini dapat membantu mendapatkan kontrol temperatur yang lebih stabil sesuai karakteristik proses.

Mengapa Thermal Oil Heater Digunakan untuk Temperatur Tinggi?

Salah satu alasan utama industri menggunakan Thermal Oil Heater adalah kemampuan memperoleh temperatur proses tinggi tanpa menggunakan sistem steam bertekanan tinggi untuk mencapai temperatur yang sama.

Steam dan thermal oil memiliki karakteristik yang berbeda.

Pada steam system, temperatur jenuh berhubungan langsung dengan tekanan.

Semakin tinggi temperatur steam yang dibutuhkan, semakin tinggi tekanan saturation steam.

Thermal oil menggunakan mekanisme yang berbeda.

Fluida tetap berada dalam fase cair selama berada dalam rentang operasi yang diizinkan oleh jenis heat transfer oil dan desain sistem.

Hal ini menjadikan thermal oil menarik untuk berbagai proses industri yang membutuhkan temperatur tinggi.

Namun bukan berarti thermal oil selalu lebih baik daripada steam.

Pemilihan harus berdasarkan kebutuhan proses.

Thermal Oil Heater vs Steam Boiler

Pertanyaan yang sering muncul adalah:

Mana yang lebih baik, Thermal Oil Heater atau Steam Boiler?

Jawabannya tergantung proses.

Steam Boiler sangat cocok apabila proses memang membutuhkan steam, misalnya:

• direct steam injection
• sterilization
• humidification
• cooking dengan steam
• process steam
• steam turbine atau kebutuhan khusus lainnya

Sementara Thermal Oil Heater cocok apabila proses terutama membutuhkan indirect heating pada temperatur tinggi.

Thermal oil banyak digunakan untuk:

• reactor heating
• drying
• hot press
• oil heating
• asphalt heating
• chemical process
• industrial oven
• heat exchanger

Karena itu, jangan memilih sistem hanya berdasarkan kapasitas.

Pertama-tama tentukan kebutuhan proses.

Keunggulan Thermal Oil Heater

Thermal Oil Heater memiliki beberapa karakteristik yang membuatnya menarik untuk berbagai aplikasi industri.

Temperatur Operasi Tinggi

Sistem dapat digunakan untuk kebutuhan temperatur tinggi selama masih berada dalam batas desain heater dan thermal oil yang digunakan.

Closed Loop System

Thermal oil disirkulasikan kembali sehingga digunakan secara berulang dalam sistem.

Temperature Control

Temperatur dapat dikendalikan secara otomatis menggunakan burner modulation dan temperature controller.

Distribusi Panas

Satu Thermal Oil Heater dapat dirancang untuk mendistribusikan panas ke beberapa user atau process equipment.

Namun masing-masing branch harus dihitung berdasarkan kebutuhan flow dan heat duty.

Fleksibilitas Bahan Bakar

Thermal Oil Heater dapat menggunakan burner gas, oil, maupun dual fuel sesuai kebutuhan.

Aplikasi Thermal Oil Heater di Industri

Thermal Oil Heater digunakan pada berbagai sektor industri.

Industri Aspal

Thermal oil dapat digunakan untuk menjaga temperatur:

• asphalt tank
• bitumen storage
• mixing equipment
• piping
• process vessel

Industri Kimia

Dalam industri kimia, Thermal Oil Heater dapat digunakan untuk memanaskan:

• reactor
• mixer
• heat exchanger
• storage tank
• process vessel

Kontrol temperatur yang stabil menjadi penting karena banyak proses kimia membutuhkan temperature profile tertentu.

Industri Makanan

Pada industri makanan, thermal oil dapat digunakan sebagai sumber panas tidak langsung pada equipment tertentu.

Material dan konfigurasi process heat exchanger harus tetap memenuhi persyaratan proses makanan yang berlaku.

Industri Minyak Nabati

Thermal Oil Heater dapat digunakan pada proses yang membutuhkan heating untuk:

• CPO
• vegetable oil
• storage tank
• process vessel
• heat exchanger

Industri Kayu dan Plywood

Panas dapat digunakan pada:

• hot press
• dryer
• laminating process
• heating equipment

Textile Industry

Thermal oil dapat digunakan untuk berbagai equipment yang membutuhkan temperatur stabil.

Printing dan Packaging

Beberapa mesin laminating, drying dan coating membutuhkan sumber panas yang dapat dikontrol.

Marine Industry

heat oil system juga dapat digunakan pada aplikasi marine tertentu, tergantung kebutuhan kapal dan desain sistem.

Thermal Oil Heater untuk Rotary Dryer

Heat Oil Boiler juga dapat menjadi sumber energi untuk sistem drying tidak langsung.

Namun pada direct-fired rotary dryer, burner biasanya menghasilkan hot gas yang langsung digunakan sebagai drying medium.

Karena itu perlu dibedakan:

Direct Heating:
Burner → Hot Gas → Product/Dryer

Indirect Heating:
Burner → Thermal Oil Heater → Thermal Oil → Heat Exchanger/Process

Pemilihan sistem bergantung pada karakteristik material.

Apabila produk tidak boleh kontak langsung dengan combustion gas, indirect heating dapat dipertimbangkan.

Menentukan Kapasitas Thermal Oil Heater

Menentukan kapasitas Thermal Oil Heater tidak boleh hanya berdasarkan perkiraan.

Beberapa data yang diperlukan adalah:

• jenis produk
• berat material
• kapasitas produksi per jam
• temperatur awal
• temperatur target
• heating time
• jenis thermal oil
• supply temperature
• return temperature
• kebutuhan heat exchanger
• panjang piping
• insulation
• ambient temperature
• operating hours
• jenis bahan bakar

Contoh:

Sebuah tangki berisi 5.000 kg material akan dipanaskan dari 30°C menjadi 100°C.

Artinya:

ΔT = 100 − 30 = 70°C

Namun data tersebut belum cukup.

Kita masih membutuhkan specific heat material, heating time, heat loss, efficiency, serta karakteristik sistem.

Setelah heat duty dihitung, baru dapat ditentukan kapasitas heater yang sesuai.

Menghitung Konsumsi Bahan Bakar Thermal Oil Heater

Setelah mengetahui heat duty, konsumsi bahan bakar dapat diperkirakan.

Secara sederhana:

Fuel Consumption = Heat Requirement ÷ (Fuel Heating Value × Efficiency)

Sebagai contoh, apabila heater membutuhkan output panas tertentu, maka input energi dari bahan bakar harus lebih besar karena terdapat losses.

Nilai aktual harus menggunakan:

• calorific value aktual bahan bakar
• burner efficiency
• heater efficiency
• operating load

Konsumsi gas juga tidak boleh dihitung hanya berdasarkan nama kapasitas burner.

Tekanan gas, heating value dan kondisi supply harus diperiksa.

Pentingnya Pemilihan Burner

Burner yang terlalu kecil menyebabkan heater tidak mampu mencapai heat duty yang dibutuhkan.

Sebaliknya, burner yang terlalu besar tanpa turndown yang memadai dapat menyebabkan cycling berlebihan dan kontrol temperatur kurang optimal.

Karena itu burner harus dipilih berdasarkan:

Minimum Load – Normal Load – Maximum Load

Burner modulating dapat menjadi pilihan ketika beban proses berubah secara signifikan.

Burner harus mampu mengikuti kebutuhan panas tanpa bekerja terus-menerus pada kondisi yang tidak sesuai.

Gas Train pada Thermal Oil Heater

Untuk gas-fired Thermal Oil Heater, gas train merupakan bagian penting.

Gas train dapat terdiri dari:

• manual shut-off valve
• gas filter
• gas pressure regulator
• pressure switch
• safety shut-off valve
• valve proving system, jika diperlukan
• pressure gauge
• burner gas valve

Konfigurasi aktual harus mengikuti tipe burner, kapasitas, tekanan gas, serta standar keselamatan yang digunakan.

Chimney Thermal Oil Heater

Flue gas setelah melewati heating surface akan dialirkan menuju chimney.

Desain chimney perlu mempertimbangkan:

• flue gas volume
• flue gas temperature
• pressure drop
• chimney diameter
• chimney height
• material
• insulation
• draft requirement

Chimney yang terlalu kecil dapat meningkatkan back pressure.

Back pressure yang terlalu tinggi dapat memengaruhi performa burner dan combustion system.

Karena itu ukuran chimney sebaiknya ditentukan berdasarkan data flue gas dan allowable pressure drop.

Thermal Oil Piping

Piping Thermal Oil Heater bekerja pada temperatur tinggi.

Karena itu desain piping perlu memperhatikan:

• material
• pressure rating
• operating temperature
• thermal expansion
• support
• guide
• anchor
• insulation
• valve selection
• gasket
• pump suction condition

Piping yang terlihat sederhana dapat mengalami pergerakan cukup besar ketika temperatur berubah dari ambient ke temperatur operasi.

Thermal expansion harus diperhitungkan.

Insulation

Insulation memiliki dua fungsi utama:

Mengurangi heat loss

dan

Mengurangi temperatur permukaan luar.

Piping thermal oil tanpa insulation dapat membuang energi panas secara signifikan ke lingkungan.

Selain meningkatkan konsumsi energi, permukaan panas juga dapat meningkatkan risiko bagi operator.

Commissioning Thermal Oil Heater

Commissioning Thermal Oil Heater tidak boleh dilakukan dengan langsung menaikkan temperatur ke maksimum.

Tahapan commissioning perlu dilakukan secara terkendali.

Secara umum meliputi:

1. pemeriksaan mechanical installation
2. pemeriksaan piping
3. pemeriksaan valve
4. pemeriksaan expansion tank
5. pemeriksaan electrical panel
6. pemeriksaan rotation pump
7. pengisian thermal oil
8. circulation test
9. leak inspection
10. burner test
11. safety interlock test
12. low-temperature heating
13. moisture removal
14. gradual temperature increase
15. final operating test

Prosedur aktual harus mengikuti desain equipment, thermal oil, burner, serta persyaratan proyek.

Mengapa Moisture Harus Dikeluarkan?

Air merupakan salah satu hal yang perlu diperhatikan pada thermal oil system.

Pada saat temperatur meningkat, moisture dapat berubah menjadi vapor.

Jika pemanasan dilakukan terlalu cepat, sistem dapat mengalami gangguan sirkulasi dan perubahan tekanan.

Karena itu initial heating biasanya dilakukan secara bertahap.

Operator harus mengikuti prosedur commissioning yang telah ditentukan.

Maintenance Thermal Oil Heater

Maintenance berkala membantu menjaga performa sistem.

Beberapa bagian yang perlu diperiksa meliputi:

• burner
• ignition electrode
• flame detector
• burner fan
• gas train
• oil pump burner
• combustion setting
• heating coil
• circulation pump
• thermal oil condition
• temperature sensor
• pressure gauge
• flow switch
• expansion tank
• control panel
• safety interlock
• chimney

Combustion analysis juga dapat dilakukan untuk membantu mengevaluasi kondisi pembakaran.

Pemeriksaan Thermal Oil

Thermal oil dapat mengalami degradasi seiring waktu.

Faktor yang dapat mempercepat degradasi antara lain:

• overheating
• oxidation
• contamination
• low flow
• excessive film temperature
• penggunaan terlalu lama
• masuknya udara atau moisture

Karena itu thermal oil sebaiknya dianalisis secara berkala sesuai rekomendasi supplier fluid.

Jangan hanya mengganti thermal oil berdasarkan warna.

Analisis laboratorium memberikan informasi yang lebih baik mengenai kondisi fluida.

Tanda Thermal Oil System Perlu Diperiksa

Beberapa indikasi yang perlu mendapatkan perhatian antara lain:

• temperatur sulit mencapai set point
• burner bekerja terlalu lama
• flow menurun
• differential pressure meningkat
• pump noise meningkat
• stack temperature berubah signifikan
• thermal oil cepat gelap
• terjadi kebocoran
• temperatur supply dan return tidak normal
• burner sering trip

Masalah tidak selalu berasal dari burner.

Burner hanya merupakan salah satu bagian dari keseluruhan heating system.

Permasalahan dapat berasal dari process load, piping, pump, heat exchanger, thermal oil, instrument, control, maupun combustion system.Thermal Oil Heater dan Efisiensi Energi

Efisiensi sistem tidak hanya ditentukan oleh heater.

Untuk meningkatkan performa keseluruhan, perlu melihat seluruh sistem:

Burner + Heater + Pump + Piping + Insulation + Process Equipment + Control

Burner dengan pembakaran baik tetapi piping tidak terinsulasi tetap menyebabkan energi terbuang.

Demikian juga heater yang baik tidak akan bekerja optimal apabila process heat exchanger mengalami fouling.

Karena itu pendekatan terbaik adalah mengevaluasi complete heating system.

BEJO Thermal Oil Heater

PT Indira Mitra Boiler menyediakan solusi BEJO Thermal Oil Heater untuk berbagai kebutuhan pemanasan industri.

Kapasitas dapat disesuaikan dengan kebutuhan proses dan hasil engineering.

Sistem dapat dirancang dengan pilihan:

• Gas Fired Thermal Oil Heater
• Oil Fired Thermal Oil Heater
• Dual Fuel Thermal Oil Heater
• Electric Thermal Oil Heater

Pemilihan jenis heater dilakukan berdasarkan kebutuhan temperatur, kapasitas, ketersediaan energi, kondisi lokasi, dan karakteristik proses.

Electric Thermal Oil Heater

Selain menggunakan burner, thermal oil juga dapat dipanaskan menggunakan electric heater.

Pada sistem ini:

Electricity → Heating Element → Thermal Oil → Process

Electric Thermal Oil Heater tidak membutuhkan burner dan combustion chimney seperti fired heater.

Sistem ini dapat menjadi pilihan untuk kapasitas tertentu ketika tersedia pasokan listrik yang memadai.

Namun biaya energi dan electrical infrastructure harus diperhitungkan.

Untuk kapasitas besar, kebutuhan daya listrik dapat menjadi sangat tinggi.

Karena itu perlu dibandingkan antara:

• investasi
• operating cost
• fuel availability
• electricity capacity
• maintenance
• environmental requirements

sebelum menentukan teknologi yang digunakan.

Thermal Oil Heater untuk Industri Indonesia

Kondisi industri di Indonesia sangat beragam.

Ada lokasi dengan natural gas pipeline.

menggunakan CNG.

lebih mudah memperoleh LPG.

Sebagian lokasi menggunakan diesel.

Sementara beberapa pabrik memiliki kapasitas listrik besar dan mempertimbangkan Electric Thermal Oil Heater.

Karena itu tidak ada satu konfigurasi yang ideal untuk semua pabrik.

Engineering harus dilakukan berdasarkan kondisi aktual.

Data yang Dibutuhkan untuk Penawaran Thermal Oil Heater

Untuk membantu menentukan kapasitas dan konfigurasi, customer dapat memberikan data berikut:

1. Jenis proses

Apa yang akan dipanaskan?

2. Kapasitas produksi

Berapa kg/jam atau ton/jam?

3. Temperatur awal

Berapa temperatur produk saat masuk?

4. Temperatur akhir

Berapa temperatur target?

5. Heating time

Berapa lama waktu yang tersedia untuk mencapai temperatur target?

6. Operating hours

Berapa jam equipment beroperasi setiap hari?

7. Fuel

Gas, LPG, CNG, diesel atau listrik?

8. Existing equipment

Apakah sudah terdapat heat exchanger, reactor, tank, dryer atau equipment lain?

9. Lokasi pemasangan

Indoor atau outdoor?

10. Existing thermal oil

Jika sistem sudah beroperasi, informasikan jenis thermal oil yang digunakan.

Semakin lengkap data yang diberikan, semakin baik proses pemilihan kapasitas equipment.

Mengapa Engineering Thermal Oil Heater Penting?

Thermal Oil Heater tidak boleh diperlakukan hanya sebagai burner yang dipasang pada sebuah furnace.

Sistem harus dilihat sebagai satu kesatuan.

Engineering yang tepat mempertimbangkan:

Heat Duty

Berapa energi panas yang benar-benar dibutuhkan proses?

Flow Rate

Berapa thermal oil flow yang dibutuhkan?

Pressure Drop

Berapa pressure loss di heater, piping dan process equipment?

Pump Head

Berapa head yang dibutuhkan circulation pump?

Burner Capacity

Berapa minimum dan maximum firing rate?

Temperature

Berapa supply dan return temperature?

Safety

Apa saja kondisi yang harus menyebabkan alarm atau shutdown?

Semua parameter tersebut saling berhubungan.

PT Indira Mitra Boiler – Solusi Industrial Heating

PT Indira Mitra Boiler bergerak di bidang industrial heating equipment dan mendukung kebutuhan berbagai sistem pemanas industri.

Produk dan layanan meliputi:

• Thermal Oil Heater
• Steam Boiler
• Hot Water Boiler
• Electric Thermal Oil Heater
• Industrial Burner
• Gas Burner
• Oil Burner
• Dual Fuel Burner
• Burner Control System
• Thermal Oil Circulation Pump
• Control Panel
• Gas Train
• Piping
• Chimney
• Installation
• Testing
• Commissioning
• Maintenance
• Spare Parts

Pemilihan equipment dapat disesuaikan berdasarkan kebutuhan proses masing-masing industri.

BEJO Burner untuk Thermal Oil Heater

Burner merupakan bagian yang sangat menentukan performa fired Thermal Oil Heater.

BEJO Burner dapat digunakan sebagai salah satu pilihan sistem pembakaran untuk berbagai aplikasi industrial heating sesuai kapasitas dan spesifikasi aplikasinya.

Pemilihan burner perlu mempertimbangkan:

• heater capacity
• combustion chamber
• back pressure
• fuel
• gas pressure
• required turndown
• control method
• operating temperature
• safety requirement

Burner tidak seharusnya dipilih hanya berdasarkan nilai maksimum kW.

Karakteristik furnace dan kebutuhan minimum firing juga penting.

FAQ – Thermal Oil Heater

Apa fungsi Thermal Oil Heater?

Thermal Oil Heater berfungsi menghasilkan dan mendistribusikan energi panas melalui heat transfer oil menuju process equipment.

Apakah Thermal Oil Heater sama dengan boiler?

Istilah thermal oil boiler sering digunakan di pasar, tetapi secara teknis media yang dipanaskan adalah thermal oil dan bukan air untuk menghasilkan steam.

Karena itu istilah Thermal Oil Heater atau Thermal Fluid Heater lebih menggambarkan fungsi equipment.

Thermal Oil Heater dapat mencapai temperatur berapa?

Temperatur maksimum bergantung pada desain heater dan spesifikasi heat transfer oil yang digunakan.

Jangan menentukan temperatur maksimum hanya berdasarkan kemampuan burner.

Batas thermal oil harus diperhatikan.

Apakah Thermal Oil Heater menggunakan tekanan tinggi?

Thermal oil system umumnya dapat mencapai temperatur tinggi tanpa membutuhkan tekanan saturation seperti steam pada temperatur yang sama.

Namun sistem tetap memiliki tekanan akibat circulation pump, static head, pressure drop, dan kondisi desain lainnya.

Karena itu piping dan equipment tetap harus memiliki design pressure yang sesuai.

Apa bahan bakar Thermal Oil Heater?

Dapat menggunakan gas, light oil atau dual fuel sesuai desain burner. Electric Thermal Oil Heater menggunakan listrik sebagai sumber energi.

Apakah Thermal Oil Heater membutuhkan circulation pump?

Ya. Circulation pump merupakan salah satu komponen utama karena thermal oil harus mengalir melalui heater dan process equipment.

Mengapa flow switch penting?

Flow switch membantu memastikan thermal oil bersirkulasi sebelum burner firing.

Low flow dapat meningkatkan risiko overheating pada heating coil dan thermal oil.

Apakah membutuhkan expansion tank?

Ya, thermal oil mengalami perubahan volume ketika temperatur meningkat sehingga expansion volume perlu diakomodasi dalam desain sistem.

Apakah burner dapat menggunakan CNG?

Bisa, selama burner, gas train, pressure regulation dan sistem supply dirancang sesuai karakteristik CNG yang tersedia di lokasi.

Apakah bisa menggunakan LPG?

Bisa. Namun kebutuhan flow, vaporization capacity, regulator, pressure, storage dan safety system harus dihitung dengan benar.

Kesimpulan

Thermal Oil Heater merupakan solusi pemanasan industri untuk proses yang membutuhkan temperatur tinggi, stabil, dan terkontrol.

Pada Oil and Gas Fired Thermal Oil Heater, burner menghasilkan energi panas dari proses pembakaran bahan bakar. Panas ditransfer menuju thermal oil melalui heating coil.

Thermal oil kemudian disirkulasikan menggunakan circulation pump menuju process equipment.

Setelah memberikan panas kepada proses, thermal oil kembali menuju heater dan dipanaskan kembali.

Siklus ini berlangsung secara kontinu dalam closed-loop heating system.

Sebuah Thermal Oil Heater yang baik tidak hanya bergantung pada kapasitas burner.

Kinerja sistem merupakan kombinasi antara:

Burner + Heating Coil + Thermal Oil + Circulation Pump + Expansion Tank + Piping + Instrumentation + Control + Safety System + Process Equipment.

Oleh karena itu, pemilihan kapasitas harus berdasarkan kebutuhan panas aktual, temperatur operasi, thermal oil flow, pressure drop, jenis bahan bakar, karakteristik proses, dan sistem keselamatan.

PT Indira Mitra Boiler menyediakan solusi Thermal Oil Heater, BEJO Burner, Steam Boiler, Hot Water Boiler, Electric Thermal Oil Heater, industrial burner, piping, control panel, installation, testing dan commissioning untuk berbagai kebutuhan industri.

Untuk menentukan kapasitas Thermal Oil Heater yang sesuai, siapkan data:

jenis produk + kapasitas produksi + temperatur awal + temperatur akhir + heating time + jenis bahan bakar + operating hours.

Dengan data tersebut, kebutuhan panas dapat dihitung terlebih dahulu sebelum menentukan kapasitas Thermal Oil Heater dan burner.

Studi Kasus Thermal Oil Heater untuk Pemanasan Proses Industri

Untuk memahami pemilihan kapasitas Thermal Oil Heater, berikut contoh studi kasus sederhana pada sebuah proses industri. Perhitungan ini bersifat ilustrasi awal. Pemilihan final tetap membutuhkan data aktual mengenai material, waktu pemanasan, temperatur kerja, thermal oil, heat loss, pressure drop, serta kondisi process equipment.

BEJO Thermal Oil Heater untuk Pemanasan Tangki

Sebuah pabrik mempunyai tangki proses berisi 10.000 kg material. Material harus dipanaskan dari temperatur awal 30°C hingga temperatur operasi 150°C.

Data awal:

• Berat material: 10.000 kg
• Temperatur awal: 30°C
• Temperatur target: 150°C
• Kenaikan temperatur: 120°C
• Waktu pemanasan yang diinginkan: 4 jam
• Sistem pemanasan: indirect heating
• Media pemanas: thermal oil
• Sumber energi: gas burner
• Sistem: closed-loop thermal oil circulation

Untuk menghitung kebutuhan panas dasar digunakan persamaan:

Q = m × Cp × ΔT

Keterangan:

Q = energi panas yang dibutuhkan
m = massa material
Cp = specific heat material
ΔT = kenaikan temperatur

Apabila untuk contoh awal diasumsikan specific heat material sebesar 0,50 kcal/kg°C, maka:

Q = 10.000 × 0,50 × 120

Q = 600.000 kcal

Jika target pemanasan harus tercapai dalam waktu 4 jam:

600.000 ÷ 4 = 150.000 kcal/h

Jadi kebutuhan panas teoritis material adalah sekitar:

150.000 kcal/h atau sekitar 174 kW thermal.

Namun kapasitas tersebut belum dapat langsung digunakan sebagai kapasitas final TOH

Dalam aplikasi nyata masih terdapat heat loss pada tangki, piping, insulation, heater, serta kebutuhan energi untuk memanaskan konstruksi equipment.

Karena itu engineering perlu memasukkan faktor-faktor tersebut sebelum menentukan kapasitas heater.

Sebagai contoh, apabila hasil perhitungan engineering setelah memperhitungkan seluruh beban menunjukkan kebutuhan sekitar 200.000–250.000 kcal/h, maka kelas BEJO Thermal Oil Heater 250 Mcal/h (250.000 kcal/h) dapat dievaluasi lebih lanjut.

Pemilihan final tetap harus diverifikasi berdasarkan heat balance aktual.

TOH  untuk Proses Kontinu

Pada proses kontinu, metode perhitungannya berbeda dengan pemanasan batch.

Sebagai contoh, sebuah proses membutuhkan thermal oil dengan:

Supply temperature = 280°C

Return temperature = 250°C

Maka:

ΔT thermal oil = 30°C

Heat duty dapat diperkirakan dengan:

Q = m × Cp × ΔT

Dengan demikian, semakin besar kebutuhan panas proses, semakin besar thermal oil flow yang harus disirkulasikan atau semakin besar ΔT yang digunakan sesuai desain.

Circulation pump kemudian harus dipilih berdasarkan dua parameter utama:

Flow Rate + Total Dynamic Head

Total head harus memperhitungkan pressure drop pada:

• heating coil
• supply piping
• return piping
• valve
• strainer
• fitting
• heat exchanger
• process equipment

Burner, heating coil, circulation pump, piping dan process equipment harus dirancang sebagai satu sistem.

Studi Kasus Pemilihan Burner Heat Transfer Oil

Misalnya sebuah BEJO HTO Boilers memiliki output thermal yang dibutuhkan sebesar:

2.000.000 kcal/h

Konversi ke kW thermal:

2.000.000 × 1,163 ÷ 1.000 ≈ 2.326 kW

atau sekitar:

2,33 MW thermal output.

Kapasitas input burner tidak boleh otomatis dipilih sebesar 2.326 kW.

Apabila efisiensi heater untuk perhitungan awal diasumsikan 85%, maka kebutuhan input panas secara sederhana:

Burner Input = Thermal Output ÷ Efficiency

= 2.326 ÷ 0,85  ≈ 2.736 kW

Dengan demikian, burner harus memiliki firing range yang mampu memenuhi kebutuhan tersebut.

Selain kapasitas maksimum, engineer juga harus memeriksa:

• minimum firing rate
• maximum firing rate
• burner turndown
• furnace back pressure
• combustion chamber dimension
• gas pressure
• calorific value bahan bakar
• temperature set point
• operating load

Nilai efisiensi 85% di atas hanya digunakan sebagai contoh perhitungan, bukan spesifikasi tetap BEJO HTO Boiler

Studi Banding Thermal Oil Heaters vs Steam Boiler vs Hot Water Boiler

Pemilihan sistem pemanas industri sebaiknya tidak hanya berdasarkan harga equipment. Setiap teknologi mempunyai karakteristik dan aplikasi yang berbeda.

Berikut studi banding secara umum.

Parameter	Thermal Oil Heaters	Steam Boiler	Hot Water Boiler
Media pemanas	Thermal oil	Steam	Air panas
Sistem	Closed-loop circulation	Steam generation	Closed-loop water
Temperatur proses	Cocok untuk temperatur tinggi	Bergantung tekanan steam	Umumnya temperatur rendah-menengah
Tekanan untuk mencapai temperatur tinggi	Tidak bergantung pada tekanan

PT Indira Mitra Boiler
Office: (021) 352 95874
WhatsApp: +62 813-8866-6204 (Ratman Bejo)
www.indiramitraboiler.co.id
www.burner.co.id
info@indira.co.id
idmratman@gmail.com
Workshop: Tangerang – Indonesia
https://www.youtube.com/@Bejoburnerindonesia