Desain Tank Crude Oil 16 KL untuk Target BS&W < 0,30%
Direct – Inderect Fired Crude Oil Tank adalah sistem pemanas yang digunakan untuk menjaga suhu minyak mentah di dalam tangki penyimpanan sehingga viskositas tetap sesuai untuk proses pemompaan dan distribusi.Dalam industri minyak dan gas, kualitas crude oil sangat dipengaruhi oleh kandungan BS&W (Bottom Sediment & Water). Semakin tinggi kandungan air dan sediment, semakin rendah kualitas minyak yang dapat dijual atau diproses lebih lanjut. Oleh karena itu, diperlukan sistem pemanasan yang efektif untuk menurunkan viskositas crude oil sehingga proses pemisahan air, lumpur, pasir halus, dan endapan dapat berlangsung lebih cepat dan lebih efisien.
Burner Management System (BMS) for Crude Oil Processing Plant | Direct-Fired Burner Operation
This video demonstrates the operation of a Burner Management System (BMS) in a Direct-Fired Crude Oil Processing Plant. The system is designed to provide safe, reliable, and efficient combustion control for industrial heating applications in the oil and gas industry.
The Burner Management System automatically controls burner startup and shutdown sequences, flame supervision, safety interlocks, combustion air, fuel supply, and emergency shutdown (ESD) functions. These features help ensure stable process temperatures while protecting equipment and personnel.
Featured in this video:
- Direct-Fired Crude Oil Heater
- Burner Management System (BMS)
- Automatic Burner Start-up Sequence
- Flame Detection & Flame Safeguard
- Safety Interlock System
- Fuel Gas Control
- Combustion Air Control
- PLC & HMI Integration
- Industrial Combustion Safety
- Oil & Gas Process Heating
Burner Management Systems are widely used in:
- Crude Oil Processing Plants
- Refineries
- Petrochemical Plants
- Thermal Oil Heaters
- Process Heaters
- Fired Heaters
- Steam Boilers
- Industrial Furnaces
- Gas Burners
- Oil Burners
PT Indira Mitra Boiler provides complete engineering services including:
✔ Burner Management System (BMS)
✔ Industrial Burner Supply
✔ PLC Programming
✔ Combustion Control
✔ Burner Commissioning
✔ Maintenance & Troubleshooting
✔ Spare Parts Support
📞 WhatsApp: +62 813-8866-6204
Video ini menampilkan sistem pemanas Aspahlat Mixing Palnt dan pemanas minyak mentah 16 KL menggunakan Heat transfer Oil Boiler dengan metode indirect heating.
HTO dipanaskan oleh burner industri kemudian disirkulasikan melalui heating coil di dalam tangki untuk menaikkan temperatur crude oil secara merata dari 60°C hingga 80°C.
Sistem ini dirancang untuk membantu proses pemisahan air, sludge, sediment, dan garam sehingga target BS&W (Bottom Sediment & Water) dapat diturunkan hingga di bawah 0,30%. Video juga memperlihatkan konsep P&ID, thermal oil pump, expansion tank, control panel, supply line, return line, serta konfigurasi coil pemanas di dalam tangki crude oil.
Metode indirect heating menggunakan Thermal Oil Heater lebih aman dibanding pemanasan langsung karena tidak terjadi kontak antara api burner dengan crude oil. Sistem ini banyak digunakan pada fasilitas penyimpanan minyak mentah, terminal BBM, tank farm, refinery, dan industri migas yang membutuhkan kontrol temperatur stabil, efisiensi energi tinggi, serta keselamatan operasi yang lebih baik.
3D Sistem Pemanas HTO untuk COil Storage Tank 16 KL Visualisasi engineering menunjukkan sistem pemanas Inderect oil thermal untuk menjaga temperatur crude oil secara stabil dan efisien.
📐 P&ID dan Layout Sistem Tangki Pemanas Minyak Mentah
📌 Latar Belakang Proses Pemisahan BS&W
Pada crude oil, kandungan air, lumpur, pasir halus, garam, dan sediment dapat menyebabkan nilai BS&W tinggi. BS&W adalah singkatan dari Bottom Sediment and Water, yaitu kandungan air dan endapan yang berada di bagian bawah minyak. Jika nilai BS&W terlalu tinggi, kualitas crude oil menurun, proses transfer terganggu, pompa lebih cepat aus, filter mudah tersumbat, dan proses berikutnya menjadi tidak stabil.
Untuk kapasitas tank 16 KL, suhu crude oil dinaikkan dari 60°C menjadi 80°C. Pemanasan ini bertujuan menurunkan viskositas minyak sehingga air lebih mudah terpisah dan sediment lebih cepat mengendap. Namun, pemanasan saja tidak cukup. Desain tank juga harus mendukung proses sedimentasi, yaitu dengan bottom tank model cone atau slope, drain valve di titik paling rendah, sampling valve bawah-tengah-atas, coil tidak menempel dasar, sensor suhu di tengah cairan, serta insulation untuk mengurangi heat loss.
📊 DESIGN BASIS ENGINEERING
🧮 Rumus Fisika dan Perhitungan Heat Balance
Untuk menghitung kebutuhan panas crude oil, digunakan rumus dasar perpindahan panas sensibel:
Keterangan:
- Q = kebutuhan panas, kcal
- m = massa crude oil, kg
- Cp = specific heat crude oil, kcal/kg°C
- ΔT = selisih suhu, °C
Asumsi density crude oil adalah 0,92 kg/liter. Maka massa crude oil:
Dengan Cp crude oil rata-rata 0,50 kcal/kg°C dan ΔT 20°C:
Karena target pemanasan adalah 2 jam:
Nilai tersebut masih teoritis. Di lapangan perlu ditambahkan faktor koreksi untuk heat loss, fouling coil, kehilangan panas dari dinding tank, dan ketidaksempurnaan perpindahan panas. Jika digunakan safety factor 30%:
Maka kapasitas aktual minimum adalah sekitar 100.000 kcal/jam. Supaya operasi lebih stabil,heater disarankan tidak dipilih terlalu mepet. Kapasitas yang lebih aman adalah150.000 sampai 200.000 kcal/jam.
⚡ Konversi Kapasitas Heater ke kW
Konversi kapasitas pemanas industri dari satuan
kcal/jam ke kW.
1 kW = 860 kcal/jam
| Kapasitas Heater | Setara kW | Rekomendasi |
|---|---|---|
| 100.000 kcal/jam | 116 kW | Minimum |
| 150.000 kcal/jam | 174 kW | Rekomendasi Aman |
| 200.000 kcal/jam | 232 kW | Produksi Stabil |
| 300.000 kcal/jam | 349 kW | Recovery Cepat |
Contoh Perhitungan
🔥 Perhitungan Konsumsi Bahan Bakar
Rumus umum:Konsumsi BBM = Q / (LHV × Efisiensi)Asumsi nilai kalor solar ±8.600 kcal/liter dan efisiensi sistem 85%.
Asumsi nilai kalor gas ±9.000 kcal/Nm³ dan efisiensi sistem 85%.
26,14 × 2 = 52,28 Nm³ gas per batch
3. Perbandingan Konsumsi Energi
Bahan Bakar Konsumsi per Jam Konsumsi 2 Jam
| Solar / Diesel | ±27,36 liter/jam | ±54,72 liter |
| Gas Alam / CNG | ±26,14 Nm³/jam | ±52,28 Nm³ |
Catatan: angka konsumsi aktual dapat berubah mengikuti nilai kalor bahan bakar, efisiensi burner,kondisi coil, insulation tank, suhu ambient, dan kualitas crude oil.
🌀 Perhitungan Luas Coil Pemanas
Luas coil dibutuhkan agar panas dari thermal oil bisa berpindah ke crude oil secara efektif.
Rumus pendekatan:
- A = luas perpindahan panas, m²
- Q = beban panas, kcal/jam
- U = overall heat transfer coefficient, kcal/m² jam °C
- ΔT = beda temperatur rata-rata, °C
Asumsi Q = 100.000 kcal/jam, U = 80 kcal/m² jam °C, dan ΔT rata-rata 90°C:
13,8 × 1,30 = 17,9 m²
Maka luas coil yang direkomendasikan adalah 18–25 m².
Perhitungan Panjang Coil Pipa 2 Inch
Diameter luar pipa 2 inch Sch 40 sekitar 60,3 mm atau 0,0603 meter.
Luas permukaan per meter:
Jika target luas coil 20 m²=20 ÷ 0,189 = 105 meter
Karena crude oil dapat menyebabkan fouling, panjang coil yang aman adalah= ±120 meter.
🏗️ Komposisi Material yang Direkomendasikan
Komponen Material Rekomendasi Keterangan
| Shell tank | Carbon Steel SS400 / ASTM A36 | Cocok untuk tank crude oil atmosferik |
| Bottom cone / slope | Carbon Steel plate lebih tebal | Area menerima sludge dan sediment |
| Coil pemanas | Pipa 2 inch Sch 40 Carbon Steel / SS304 | SS304 dipilih jika fluida korosif |
| Nozzle inlet/outlet coil | Flange ANSI 150 | Mudah maintenance |
| Drain valve | Ball valve / gate valve heavy duty | Dipakai untuk drain sludge |
| Sampling valve | Stainless steel valve | Untuk sample bawah, tengah, atas |
| Insulation | Rockwool 50 mm + aluminium cladding | Mengurangi heat loss |
| Temperature sensor | PT100 / temperature transmitter 4–20 mA | Untuk kontrol suhu otomatis |
💰 Simulasi Perhitungan Balik Modal / ROI
ROI dihitung dari potensi penghematan akibat turunnya BS&W. Semakin kecil kandungan air dan sediment, semakin besar volume minyak bersih yang dapat dijual atau diproses. Simulasi berikut menggunakan asumsi sederhana agar mudah dipahami.
Asumsi Produksi
- Volume crude oil per batch: 16.000 liter
- Produksi: 1 batch per hari
- Hari operasi: 25 hari per bulan
- BS&W awal: 1,00%
- BS&W target: 0,30%
- Selisih pengurangan kontaminan: 0,70%
Jika nilai minyak bersih diasumsikan Rp 8.000 per liter:
Artinya, secara simulasi sederhana, sistem dapat balik modal sekitar 11–12 bulan,tergantung harga crude oil, jumlah batch, BS&W awal, efisiensi pemisahan, biaya bahan bakar,dan biaya operasional aktual.
⚙️ SOP Operasi Sistem Tank Heating
- Pastikan tank, drain valve, sampling valve, pressure gauge, temperature transmitter, dan coil dalam kondisi siap operasi.
- Isi crude oil maksimal 80–90% dari kapasitas tank agar masih tersedia ruang ekspansi.
- Start pompa sirkulasi thermal oil sebelum burner menyala.
- Start thermal oil heater dan naikkan suhu secara bertahap.
- Kontrol suhu crude oil menuju 80°C, jangan langsung overheat.
- Setelah suhu 80°C tercapai, tahan selama 2–4 jam.
- Hindari agitasi setelah suhu tercapai agar sedimentasi berlangsung baik.
- Buka drain valve bawah secara perlahan untuk membuang air dan sludge.
- Ambil sample dari bawah, tengah, dan atas.
- Lakukan test BS&W sampai nilai berada di bawah 0,30%.
- Catat suhu, waktu heating, konsumsi bahan bakar, hasil sample, dan volume drain.
✅ Kesimpulan Engineering
Untuk tank crude oil kapasitas 16 KL, pemanasan dari 60°C ke 80°C membutuhkan energi teoritis sekitar 147.200 kcal. Setelah ditambahkan faktor losses, kebutuhan aktual minimum sekitar 100.000 kcal/jam. Namun untuk operasi produksi yang lebih stabil, thermal oil heater 150.000–200.000 kcal/jam lebih direkomendasikan.
Desain terbaik menggunakan cone bottom tank, drain valve paling bawah, sampling valve tiga titik,coil 2 inch Sch 40 sekitar 100–130 meter, insulation rockwool, dan kontrol suhu otomatis.Dengan pemanasan yang stabil dan holding time 2–4 jam, proses pemisahan air dan sediment menjadi lebih efektif sehingga target BS&W di bawah 0,30% lebih mudah dicapai.
Direct Fired Tube Heater Crude Oil Tank 16 KL – Sistem pemanas menggunakan burner industri d untuk meningkatkan temperatur minyak, mempercepat pemisahan air serta sedimen, dan membantu mencapai target BS&W di bawah 0,30%.Ilustrasi 3D sistem untuk Memanaskan Tanki 16 KL. dengan menggunakan Burner untuk memanaskan chamber tertutup melalui pioa api, sehingga panas berpindah ke Tanki Minyak Menytah tanpa kontak langsung antara api dan minyak.adapun tanki tersebut Dilengkapi dengan flame safeguard, chimney, flame arrestor, sampling valve, drain valve, dan temperature sensor untuk operasi aman dan efisien.
1. Catatan Safety Penting
Sistem direct fired burner tidak boleh diartikan api burner langsung menyentuh crude oil.Crude oil adalah fluida hidrokarbon yang memiliki risiko uap mudah terbakar, flash point, gas ringan,dan potensi bahaya kebakaran. Karena itu, direct fired yang aman harus menggunakan furnace / fire tube / combustion chamber tertutup, di mana api burner berada di dalam ruang bakaratau pipa api, sedangkan crude oil berada di sisi luar pipa api.
Dengan kata lain, panas dari api burner berpindah melalui dinding pipa atau plate, bukan kontak langsung dengan minyak. Untuk aplikasi crude oil, desain harus memperhatikan ventilasi, flame safeguard,gas detector, relief vent, temperature high limit, interlock burner, dan standard safety oil & gas.
2. Data Dasar Studi Kasus
Parameter | Nilai |
|---|---|
| Volume crude oil | 16 KL / 16.000 liter |
| Density asumsi | 0,92 kg/liter |
| Massa crude oil | 14.720 kg |
| Suhu awal | 60°C |
| Suhu target | 80°C |
| Kenaikan suhu | 20°C |
| Durasi pemanasan | 2 jam |
| Target kualitas | BS&W < 0,30% |
Keterangan: Q = energi panas, m = massa fluida, Cp = panas jenis, ΔT = kenaikan suhu.
Untuk crude oil digunakan Cp rata-rata 0,50 kcal/kg°C.
Tambahkan heat loss 30% untuk rugi panas tank, fouling, coil, furnace, dan lingkungan:
Jadi kapasitas minimum sekitar 100.000 kcal/jam. Untuk operasi stabil,dipilih kapasitas desain 200.000 kcal/jam.
Pada sistem Indirect Thermal Oil Heater, burner memanaskan thermal oil di dalam heater. Thermal oil panas kemudian disirkulasikan melalui heating coil di dalam tangki crude oil untuk mentransfer panas secara tidak langsung. Metode ini menghasilkan distribusi temperatur yang lebih merata, aman, dan stabil dibanding pemanasan langsung (Direct Fired Furnace), karena tidak terjadi kontak antara api burner dan crude oil.
Pada indirect thermal oil heater, burner tidak memanaskan tank secara langsung. Burner memanaskan thermal oil terlebih dahulu, kemudian thermal oil bersirkulasi melewati coil dalam tank. Sistem ini lebih stabil, temperatur lebih mudah dikontrol, dan risiko overheating lokal pada crude oil
lebih rendah.
4. Diagram Konsep Direct Fired Furnace
Sistem Direct Fired Furnacemerupakan metode pemanasan langsung dimana burner memanaskan ruang bakar (combustion chamber), kemudian panas dialirkan melalui fire tube atau heating pipe menuju tangki crude oil. Sistem ini umum digunakan pada aplikasi tank heating dengan investasi awal yang relatif lebih rendah dibanding thermal oil heater.
5. Diagram Konsep Indirect Thermal Oil Heater
Sistem Indirect Thermal Oil Heater menggunakan thermal oil sebagai media perpindahan panas. Burner memanaskan thermal oil di dalam heater, kemudian thermal oil panas disirkulasikan ke heating coil dalam tangki crude oil sehingga distribusi temperatur lebih merata dan aman.
HEATING COIL 2″ SCH40
±100-130 METER
6. Perhitungan Konsumsi Bahan Bakar
🔥 Direct Fired Furnace : 66,44 Liter Solar / Batch
♨️ Thermal Oil Heater : 54,72 Liter Solar / Batch
💰 Penghematan : 293 Liter Solar / Bulan
7. Perbandingan Direct Fired vs Indirect Thermal Oil Heater
Aspek Direct Fired Thermal Oil Heater
| Efisiensi | 65-75% | 80-88% |
| Safety | Menengah | Tinggi |
| Investasi | Lebih Murah | Lebih Mahal |
| Maintenance | Furnace & Cerobong | Pump & Thermal Oil |
| Konsumsi BBM | 66,44 Liter | 54,72 Liter |
8. Desain Furnace untuk Direct Fired Burner
Fire Tube : Carbon Steel Boiler Pipe
Refractory : Castable 1.200°C
Cerobong : Flue Gas Stack
Flame Safeguard : UV Scanner, Gas Detector, High Temperature Cut Off
9. Perhitungan ROI
📈 Tambahan Minyak Bersih : 2.800 Liter/Bulan
⛽ Penghematan Solar : 293 Liter/Bulan
💰 Benefit Bulanan : Rp 27.674.000/Bulan
🚀 Payback Period : 6,7 – 9 Bulan
KESIMPULAN STUDI KASUS
Secara fisika, kebutuhan energi untuk memanaskan Crude Oil Tank 16 KL dari 60°C menjadi 80°C sekitar 147.200 kcal. Setelah memperhitungkan heat loss sistem, kapasitas pemanas yang direkomendasikan minimum 100.000 kcal/jam, dan lebih aman menggunakan kapasitas 200.000 kcal/jam.Sistem Direct Fired Furnace dapat digunakan apabila dilengkapi furnace tertutup, fire tube, refractory, cerobong, flame safeguard, serta sistem safety yang memadai. Namun untuk aplikasi crude oil, metode Indirect Thermal Oil Heater tetap menjadi pilihan terbaik karena memberikan distribusi panas lebih merata, kontrol temperatur lebih stabil, konsumsi bahan bakar lebih rendah, serta risiko hot spot yang jauh lebih kecil.Untuk mencapai target BS&W di bawah 0,30%, desain yang direkomendasikan adalah tangki berinsulasi, cone bottom tank, drain valve pada titik terendah, sampling valve tiga titik, heating coil dengan luas perpindahan panas yang cukup, serta holding time 2–4 jam dengan prosedur drain sludge yang disiplin.
KONSULTASI DIRECT FIRED FURNACE & THERMAL OIL HEATER
PT Indira Mitra Boiler melayani engineering, fabrikasi, burner system, thermal oil heater, tank heating coil, P&ID engineering, instalasi, commissioning, troubleshooting, service burner, serta upgrade sistem pemanas industri untuk aplikasi crude oil, CPO, asphalt, dryer, oven industri, dan proses heating lainnya.
📞 Office : (021) 352 95874
📱 WhatsApp : +62 813-8866-6204 (Ratman Bejo)
🌐 www.indiramitraboiler.co.id
🌐 www.burner.co.id
📧 info@indira.co.id
🏭 Workshop : Tangerang – Indonesia