P E N G E R T I A N B O I L E R

Boiler adalah bejana bertekanan dengan bentuk dan ukuran yang didesain untuk menghasilkan uap panas atau steam. Steam dengan tekanan tertentu kemudian digunakan untuk mengalirkan panas ke suatu proses.

PRINSIP KERJAPrinsip kerja dari boiler (Saturated steam) bisa dilihat pada gambar di bawah ini.

Air Umpan setelah melalui proses pretreatment di softener atau air condensate dipompakan ke economizer.

Di economizer terjadi pemanasan awal yang memanfaatkan panas buang di chimney. Pemanasan awal dimaksudkan untuk meningkatkan efisiensi dari boiler.

Selanjutnya air umpan masuk ke dalam ketel tapi sebelumnya diberikan chemichal sesuai dosis yang ditentukan.

 Setelah itu air umpan yang mengalami pemanasan didalam ketel uap berubah fasa menjadi steam dan siap didistribusikan.

Setelah steam berubah fasa kembali menjadi air (air condensat) maka bisa kembali dipompakan kedalam ketel kembali. Air make up hanya digunakan untuk menggantikan hilangnya air akibat proses blowdown.

SISTEM BOILER

Sistem Air umpan

Air umpan adalah air yang disuplai ke boiler untuk dirubah menjadi steam. Sedangkan sistem air umpan adalah sistem penyediaan air secara otomatis untuk boiler sesuai dengan kebutuhan steam. Ada dua sumber Air umpan, yaitu:

o     Kondensat : steam yang telah berubah fasa menjadi air (mengembun)o     Air make up : air baku yang sudah diolah

Untuk meningkatkan efisiensi boiler air umpan sebelum di suplai ke boiler dipanaskan terlebih dahulu menggunakan limbah panas dari chimney.

Sistem Steam

Sistem steam adalah proses pengontrolan produksi steam dalam boiler, seperti: kapasitas, pressure, dsb. Selanjutnya steam didistribusikan ke pengguna melalui jalur perpipaan.

Sistem Bahan bakar

Sistem bahan bakar adalah semua equipment atau peralatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar boiler. Peralatan yang digunakan tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan boiler.

KLASIFIKASI BOILERBerbagai bentuk boiler telah berkembang mengikuti kemajuan teknologi dan evaluasi

dari produk-produk boiler sebelumnya yang dipengaruhi oleh gas buang boiler yang mempengaruhi lingkungan dan produk steamseperti apa yang akan dihasilkan. Berikut klasifikasi boiler yang telah dikembangkan:

a.        Berdasarkan tipe pipa :     Fire Tube:

Tipe boiler pipa api memiliki karakteristik : menghasilkan kapasitas dan tekanan steam yang rendah.Cara kerja : proses pengapian terjadi didalam pipa, kemudian panas yang dihasilkan dihantarkan langsung kedalam boiler yang berisi air. Besar dan konstruksi boiler mempengaruhi kapasitas dan tekanan yang dihasilkan boiler tersebut.

     Water Tube:Tipe boiler pipa air memiliki karakteristik : menghasilkan kapasitas dan tekanan steam yang tinggi.Cara Kerja : proses pengapian terjadi diluar pipa, kemudian panas yang dihasilkan memanaskan pipa yang berisi air dan sebelumnya air tersebut dikondisikan terlebih dahulu melalui economizer, kemudian steam yang dihasilkan terlebih dahulu dikumpulkan di dalam sebuah steam-drum. Sampai tekanan dan temperatur sesuai, melalui tahap secondary superheater dan  primary superheater baru steam dilepaskan ke pipa utama distribusi. Didalam pipa air, air yang mengalir harus dikondisikan terhadap mineral atau kandungan lainnya yang larut di dalam air tesebut. Hal ini merupakan faktor utama yang harus diperhatikan terhadap tipe ini.

b.       Berdasarkan bahan bakar yang digunakan :       Solid Fuel

Tipe boiler bahan bakar padat memiliki karakteristik : harga bahan baku pembakaran relatif lebih murah dibandingkan dengan boiler yang menggunakan bahan bakar cair dan listrik. Nilai effisiensi dari tipe ini lebih baik jika dibandingkan dengan boiler tipe listrik.Cara kerja : pemanasan yang terjadi akibat pembakaran antara percampuran bahan bakar padat (batu bara, baggase, rejected product, sampah kota, kayu) dengan oksigen dan sumber panas.

       Oil FuelTipe boiler bahan bakar cair memiliki karakteristik : harga bahan baku pembakaran paling mahal dibandingkan dengan semua tipe. Nilai effisiensi dari tipe ini lebih baik jika dbandingkan dengan boiler bahan bakar padat dan listrik.Cara kerja : pemanasan yang terjadi akibat pembakaran antara percampuran bahan bakar cair (solar, IDO, residu, kerosin) dengan oksigen dan sumber panas.

       Gaseous FuelTipe boiler bahan bakar gas memiliki karakteristik : harga bahan baku pembakaran paling murah dibandingkan dengan semua tipe boiler. Nilai effisiensi dari tipe ini lebih baik jika dibandingkan dengan semua tipe boiler berdasarkan bahan bakar.Cara kerja : pembakaran yang terjadi akibat percampuran bahan bakar gas (LNG) dengan oksigen dan sumber panas.

       ElectricTipe boiler listrik memiliki karakteristik : harga bahan baku pemanasan relatif lebih murah dibandingkan dengan boiler yang menggunakan bahan bakar cair. Nilai effisiensi dari tipe ini paling rendah jika dbandingkan dengan semua tipe boiler berdasarkan bahan bakarnya.Cara kerja : pemanasan yang terjadi akibat sumber listrik yang menyuplai sumber panas.

c.       Berdasarkan kegunaan boiler :       Power Boiler

Tipe power boiler memiliki karakteristik : kegunaan utamanya sebagai penghasil steam sebagai pembangkit listrik, dan sisa steamdigunakan untuk menjalankan proses industri.Cara kerja : steam yang dihasilkan boiler ini menggunakan tipe water tube boiler, hasil steam yang dihasilkan memiliki tekanan dan kapasitas yang besar, sehingga mampu memutar steam turbin dan menghasilkan listrik dari generator.

       Industrial BoilerTipe industrial boiler memiliki karakteristik : kegunaan utamanya sebagai penghasil steam atau air panas untuk menjalankan proses industri dan sebagai tambahan pemanas.Cara kerja : steam yang dihasilkan boiler ini dapat menggunakan tipe water tube atau fire tube boiler, hasil steam yang dihasilkan memiliki kapasitas yang besar dan tekanan yang sedang.

       Commercial BoilerTipe commercial boiler memiliki karakteristik : kegunaan utamanya sebagai penghasil steam atau air panas sebagai pemanas dan sebagai tambahan untuk menjalankan proses operasi komersial.Cara kerja : steam yang dihasilkan boiler ini dapat menggunakan tipe water tube atau fire tube boiler, hasil steam yang dihasilkan memiliki kapasitas yang besar dan tekanan yang rendah.

       Residential BoilerTipe residential boiler memiliki karakteristik : kegunaan utamanya sebagai penghasil steam atau air panas tekanan rendah yang digunakan untuk perumahan.Cara kerja : steam yang dihasilkan boiler ini menggunakan tipe fire tube boiler, hasil steam yang dihasilkan memiliki tekanan dan kapasitas yang rendah

       Heat Recovery Boiler

Tipe heat recovery boiler memiliki karakteristik : kegunaan utamanya sebagai penghasil steam dari uap panas yang tidak terpakai. Hasilsteam ini digunakan untuk menjalankan proses industri.Cara kerja : steam yang dihasilkan boiler ini menggunakan tipe water tube boiler atau fire tube boiler, hasil steam yang dihasilkan memiliki tekanan dan kapasitas yang besar.

d.      Berdasarkan konstruksi boiler :       Package Boiler

Tipe package boiler memiliki karakteristik : perakitan boiler dilakukan di pabrik pembuat, pengiriman langsung dalam bentuk boiler.

       Site Erected BoilerTipe site erected boiler memiliki karakteristik : perakitan boiler dilakukan di tempat akan berdirinya boiler tersebut, pengiriman dilakukan per komponen.

Pengertian BoilerPosted on 28/12/2012 by admin

Boiler adalah alat untuk menghasilkan uap air, yang akan digunakan untuk pemanasan atau

tenaga gerak. Bahan bakar boiler bermacam-macam dari yang populer seperti batu bara, bahan

bakar minyak, gas, nuklir dan lain-lain. Boiler merupakan bagian terpenting dari penemuan mesin

uap yang merupakan pemicu lahirnya revolusi industri. Boiler merupakan suatu peralatan yang

digunakan untuk menghasilkan  steam (uap) dalam berbagai keperluan. Air di dalam boiler

dipanaskan oleh panas dari hasil pembakaran bahan bakar (sumber panas lainnya) sehingga

terjadi perpindahan panas dari sumber panas tersebut ke air yang mengakibatkan air tersebut

menjadi panas atau berubah wujud menjadi uap. Air yang lebih panas memiliki berat jenis yang

lebih rendah dibanding dengan air yang lebih dingin, sehingga terjadi perubahan berat jenis air di

dalam boiler. Air yang memiliki berat jenis yang lebih kecil akan naik, dan sebaliknya air yang

memiliki berat jenis yang lebih tinggi akan turun ke dasar.

   

Bagian-bagian boiler seperti gambar di atas adalah sebagai berikut :

1. Flame tube yang memiliki diameter besar yang akan menghasilkan pembakaran yang sempurna. Combustion Chamber memiliki dimensi yang berbeda-beda disesuaikan dengan jenis boiler.

2. Man Hole dan lubang inspeksi untuk mengetahui kondisi boiler secara cepat seperti kondisi air.

3. “Wet-back” desain boiler dengan ruangan pembalik air dingin

4. Sight holes untuk mengamati pembakaran boiler dari sisi belakang tabung.

5. Safety flap untuk menghindari kerusakan akibat pembakaran tidak sempurna.

6. Tempat pembersihan cepat

7. Eksploitasi bahan bakar fase 2 dan 3 yang akan mempengaruhi efisiensi pembakaran.

8. Lubang kaca untuk mengamati pembakaran dari sisi depan tabung.

9. Sirkulasi natural air boiler.

10. Steady capacity dan tekanan untuk ruang air dan uap.

11. High grade insulation untuk meminimalkan panas yang terbuang (heat loss).

12. Steam drier, permukaan evaporasi.

Sistem boiler terdiri dari : sistem air umpan, sistem steam dan sistem bahan bakar. Sistem air

umpan menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhan steam. Berbagai

kran disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan. Sistem steam mengumpulkan dan

mengontrol produksi steam dalam boiler. Steam dialirkan melalui sistem pemipaan ke titik

pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanan steam diatur menggunakan kran dan dipantau

dengan alat pemantau tekanan. Sistem bahan bakar adalah semua peralatan yang digunakan

untuk menyediakan bahan bakar untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan. Peralatan yang

diperlukan pada sistem bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan pada

sistem.

defined

undefined

Makalah Sistem Boiler

Zefrina Destrina

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Uap air merupakan gas yang timbul akibat perubahan fase air menjadi uap

dengan cara pendidihan (boiling). Untuk melakukan proses pendidihan diperlukan energi panas yang diperoleh dari sumber panas, misalnya dari pembakaran bahan bakar (padat, cair, gas), tenaga listrik

dan gas panas sebagai sisa proses kimia serta tenaga nuklir.

Boiler menghasilkan uap dan uap yang dihasilkan ini dapat dugunakan untuk membangkitkn listrik, menggerkkan turbin dan sebagianya. Pada dasarnya boiler adalah suatu wadah yang berfungsi

sebagai pemanas air dalam suatu industri proses. Panas pembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk air panas atau steam. Steam pada tekanan tertentu kemudian digunakan untuk

mengalirkan panas ke suatu proses. Jika air didihkan sampai menjadi steam, volumenya akan meningkat sekitar 1600 kali, menghasilkan tenaga yang menyerupai bubuk mesiu yang mudah

meledak, sehingga boiler merupakan peralatan yang harus dikelola dengan baik. Bahan bakar yang digunakan untuk memanaskan boiler bisa berupa gas, minyak dan batu bara.

Energi kalor yang dibangkitkan dalam sistem boiler memiliki nilai tekanan, temperatur, dan laju aliran yang menentukan pemanfaatan steam yang akan digunakan. Berdasarkan ketiga hal tersebut

sistem boiler mengenal keadaan tekanan-temperatur rendah (low pressure/LP), dan tekanan-temperatur tinggi (high pressure/HP), dengan perbedaan itu pemanfaatan steam yang keluar dari

sistem boiler dimanfaatkan dalam suatu proses untuk memanasakan cairan dan menjalankan suatu mesin (commercial and industrial boilers), atau membangkitkan energi listrik dengan merubah

energi kalor menjadi energi mekanik kemudian memutar generator sehingga menghasilkan energi listrik (power boilers). Namun, ada juga yang menggabungkan kedua sistem boiler tersebut, yang

memanfaatkan tekanan-temperatur tinggi untuk membangkitkan energi listrik, kemudian sisa steam dari turbin dengan keadaan tekanan-temperatur rendah dapat dimanfaatkan ke dalam proses

industri dengan bantuan heat recovery boiler.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah yang akan dibahas dalam makalah ini antara lain :

a. Bagaimana sistem kerja boiler?

b. Apa saja bagian-bagian utama penyusun boiler?

c. Apa saja klasifikasi boiler?

d. Parameter apa saja yang harus diperhatikan dalam pengoperasian boiler?

1.3 Tujuan dan Manfaat

Tujuan penuls menulis makalah ini yaitu :

a. Menjelaskan sistem kerja boiler.

b. Menjelaskan bagian-bagian utama penyusun boiler.

c. Menjelaskan klasifilasi boiler.

d. Menjelaskan parameter yang harus diperhatikan dalam pengoperasian boiler

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Boiler

Boiler merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk menghasilkan steam

(uap) dalam berbagai keperluan. Air di dalam boiler dipanaskan oleh panas dari hasil pembakaran bahan bakar (sumber panas lainnya), sehingga terjadi perpindahan panas dari sumber panas

tersebut ke air yang mengakibatkan air tersebut menjadi panas atau berubah wujud menjadi uap. Air yang lebih panas memiliki berat jenis yang lebih rendah dibanding dengan air yang lebih dingin, sehingga terjadi perubahan berat jenis air di dalam boiler. Air yang memiliki berat jenis yang lebih kecil akan naik, dan sebaliknya air yang memiliki berat jenis yang lebih tinggi akan turun ke dasar.

(Djokosetyardjo,,M.J.1990).

2.2 Sistem Boiler

Sistem boiler terdiri dari:

2.2.1 Sistem Air Umpan

Sistem air umpan menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhan steam. Berbagai kran disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan.

2.2.2 Sistem Steam

Sistem steam mengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler. Steam dialirkan melalui sistem pemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanan steam diatur menggunakan

kran dan dipantau dengan alat pemantau tekanan. Air yang disuplai ke boiler untuk diubah menjadi steam disebut air umpan. Ada dua sumber air umpan:

1. Kondensat atau steam yang mengembun yang mengembun ke proses.

2. Air make up (air baku yang sudah diolah) yang harus diumpankan dari luar ruang boiler ke plant proses.

2.2.3 Sistem Bahan Bakar

Sistem bahan bakar adalah semua peralatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan. Peralatan yang diperlukan pada sistem bahan bakar

tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan pada sistem.

2.3 Prinsip Kerja Boiler

Boiler atau ketel uap adalah suatu perangkat mesin yang berfungsi untuk mengubah air menjadi uap. Proses perubahan air menjadi uap terjadi dengan memanaskan air yang berada didalam pipa-

pipa dengan memanfaatkan panas dari hasil pembakaran bahan bakar. Pembakaran dilakukan secara kontinyu didalam ruang bakar dengan mengalirkan bahan bakar dan udara dari luar. Uap yang dihasilkan boiler adalah uap superheat dengan tekanan dan temperatur yang tinggi. Jumlah produksi

uap tergantung pada luas permukaan pemindah panas, laju aliran, dan panas pembakaran yang diberikan.

2.4 Bagian-Bagian Utama Penyusun Boiler

Adapun bagian utama yang menyusun Boiler adalah sebagai berikut :

1. Economizer

Berfungsi untuk memanaskan air setelah melewatiHigh Pressure Heater. Pemanasan dilakukan dengan memanfaatkan panas dari flue gas yang merupakan sisa dari pembakaran dalam furnace.

Temperatur air yang keluar dari Economizer harus dibawah temperatur jenuhnya untuk mencegah terjadinya boiling dalam Economizer. Karena perpindahan panas yang terjadi dalam Economize

rmerupakan konveksi, maka menaikkan luas permukaan akan mempermudah perpindahan panas ke air.Inilah sebabnya mengapa desain pipa Economizer dibuat bertingkat .

2. Superheater

Berfungsi untuk memanaskan uap dari Steam Drum menjadi uap panas

lanjut (main steam). Main steam digunakan untuk melakukan kerja dengan ekspansi dalam turbin.

Superheater memiliki lima bagian utama, yaitu :

1. Superheater (SH) Vertical Platens

2. SH Division Panel

3. Low Temperature SH Pendant

4. Low Temperature SH Horizontal

5. Back Pass and Roof

3. Reheater

Berfungsi untuk memanaskan kembali uap yang telah mengalami ekspansi dalam turbin.Uap keluaran turbin berupa cold steam sehingga perlu dipanaskan kembali dan dimasukkan kembali ke

dalam Boiler .

4. Main Steam Drum

Fungsi utamanya adalah untuk memisahkan uap dari campuran air dan uap yang masuk ke steam drum .Selain itu juga berfungsi untuk mendistribusikan feed water,membuang kontaminan dari air boiler , menambahkan bahan kimia, dan mengeringkan uap setelah dipisahkan dari air. Uap berada

pada bagian atas bejana dan air berada pada bagian bawah. Air dari Steam Drum disalurkan ke Evaporator dengan cara dipompa oleh BWCP.

Uap dan air dalam steam drum dipisahkan dengan tiga tahap,primary , secondary dan drying . Tahap primary dan secondary dilakukan oleh turbo separator dan plat yang berombak – ombak melakukan tahap drying.Fungsi utama dari alat pemisah ini adalah untuk memindahkan uap dari air boiler dan

untuk mengurangi campuran yang terdapat dalam uap sebelum meninggalkan steam drum

5. Down Comer

Merupakan saluran air dari Steam Drum ke Header(Pengaman) yang berada di bawah ruang bakar dimana dari header butir – butir air panas akan dipanaskan melalui pipa – pipa yang tersusun di

dinding furnace.Pada Down Comer bagian bawah terdapat suatu pompa yang disebut dengan Boiler Water Circulating Pump (BWCP) yang digunakan untuk mengatur sirkulasi air yang akan dipanaskan

atau diuapkan.

6. Furnace

Merupakan ruang bakar yang pada dindingnya tersusun pipa – pipa.

7. Blow Down

Untuk mengontrol kualitas air serta mengurangi kandungan zat padat (Silika) dalam air sehingga tidak terbentuk kerak hangus pada furnace. Alat ini akan bekerja secara otomatis saat sensor

menunjukkan kandungan silika dalam air melebihi standar. Ia akan membuang sebagian kecil air dari drum ( 1 % sampai 2 % dari tingkat penguapannya).

Gambar 1. Bagian-Bagian Boiler

2.5 Klasifikasi Boiler

Boiler pada dasarnya terdiri dari lumbung (drum) yan tertutup pada ujung pangkalnya dan dalam perkembangannya dilengkapi dengan pipa api maupun pipa air. Banyak orang mengklsifikasikan

boiler tergantung pada sudut pandang masing-masing. Pada makalah ini boiler diklasifikasikan dalam kelas yaitu :

2.5.1 Berdasarkan fluida yang mengalir dalam pipa

Berdasarkan fluida yang mengalir dalam pipa, maka boiler dikalsifikasikan sebagai :

a. Boiler pipa api (fire tube boiler)

Pada boiler pipa api, fluida yang mengalir di dalam pia-pira (tube) adalah gas panas (hasil pembakaran) yang membawa energi panas, yang segera mentransfernya ke air ketel melalui bidang

pemanas. Tujuan pipa-pipa api ini adalah untuk memudahkan distribusi panas kepada air ketel.

Gambar 2. Fire Tube Boiler

Pada ketel pipa api, gas panas melewati pipa-pipa dan air umpan ketel ada di dalam shell untuk dirubah menjadi steam. Ketel pipa api biadanya digunakan untuk kapasitas steam sampai 14.000

kg/jam dengan tekanan 18 kg/cm2. Ketel pipa api dapat menggunakan bahan bakar minyak bakar, gas atau bahan bkar padat dalam operasinya.

b. Boiler pipa air (water tube boiler)

Pada boiler pipa air, fluida yang mengalir dalam pipa adalah air, energi panas yang ditransfer berasal dari luar pipa (yaitu berasal dari ruang dapur/furnace) ke air ketel.

Gambar 3. Water Tube Boiler

Pada ketel pipa air, air diumpankan boiler melalui pipa-pipa masuk kedalam drum. Air yang tersirkulasi dipanaskan oleh gas pembakaran membentuk steam pad daerah uapdalam drum. Ketel

ini dipilih jika kebutuhan steam dan tekanan steam sangat tinggi seperti pada kasus ketel untuk pembangkit tenaga. Ketel yang modern dirancang dengan kapasitas steam antar 4.500 – 12.000

ton/jam, dengan tekanan sangat tingi. Banyak ketel pipa air yang dikontruksikan secara paket jika digunankan bahan bakar minyak bakar dan gas.

2.5.2 Berdasarkan pemakaiannya

Berdasarkan pemakaiannya, boiler dapat diklasifikasikan sebagai :

a. Ketel stasioner (stationer boiler) atau boiler tetap.

Yang termasuk stasioner ialah boiler-boiler yang didudukan pada pondasi tetap seperti boiler untuk pembangkit tenaga listrik, untuk industri dan sebagainya.

b. Boiler mobile atau disebut juga boiler portable.

Yang termasuk ketel mobil adalah ketel yang dipasang pada pondasi yang berpindah-pindah (mobil ), seperti boiler lokomotif, loko mobile dan ketel panjang serta lain yan sepertinya termasuk ketel

kapal ( marine boiler ).

2.5.3 Berdasarkan letak dapur (furnace position)

Berdasarkan letak dapur (furnace position), boiler diklasifikasikan sebagai berikut :

a. Boiler dengan pembakaran di dalam (internal fired steam bolier)

Dalam hal ini dapur berada (pembakaran terjadi)di bagian dalam boiler. Kebanyakan boiler pipa api memakai sistem ini.

b. Boiler dengan pembakaran di luar (outernallyfired steam boiler)

Dalam hal ini dapur berada (pembakaran terjadi) di bagian luar boiler, kebanyakan boiler pipa air menggunakan sistem ini.

2.5.4 Menurut jumlah lorong (boiler tube)

Menurut jumlah lorong (boiler tube), boiler diklasifikasikan sebagai berikut :

a. Boiler dengan lorong tunggal (single tube steam boiler).

Pada single tube steam boiler, hanya terdapat satu lorong saja, apakah itu lorong api atau saluran air saja. Cornish boiler adalah single fire tube boiler dan simple vertical boiler adalah single water tube

boiler.

b. Boiler dengan loron ganda (multi tubuler steam boiler).

Multi fire tube boiler misalnya boiler scotch dan multi water tube boiler misalnya boiler B dan W dan lain-lain.

2.5.5 Menurut sistem peredaran air boiler

Menurut sistem peredaran air, boiler diklasifikasikan sebagai berikut :

a. Boiler dengan peredaran secara natural.

Pada boiler dengan perdaran secara natural air dalam boiler beredar/bersirkulasi secara alami, yaitu air yang ringan naik sedang air yang berat turun, sehingga terjadilah aliran konveksi alami. Umumnya

Boiler beroperasi secara alami seperti boiler Lancarshire, Babcock & Wilcox dan lain-lain.

b. Boiler dengan peredaran paksa

Pada boiler dengan sirkulasi paksa, aliran paksa diperoleh dari sebuah pompa centrifugal yang digerakkan dengan elektrik motor. Sistem aliran paksa biasanya dipakai pada boiler bertekanan

tinggi.

2.6 Parameter yang Harus Diperhatikan dalam Pengoperasian Boiler

Dalam pengoperasian boiler,ada beberapa parameter yang harus diperhatikan yaitu :

2.6.1 Aliran uap (Steam Flow )

Yaitu banyaknya uap yang harus dihasilkan boiler pada tingkat pengoperasian

tertentu. Pengoperasian pada MCR (Maximum Continous Rating) merupakan pengoperasian boiler pada tingkat aliran uap maksimum yang bisa dijalankan secara berkelanjutan.Jika melebihi tingkat ini

bisa merusak peralatan ataupun meningkatkan biaya perawatan.

Control Load untuk beban penuh aliran uap sekitar 48% dan sekitar 47 % untuk aliran uap pada tingkat MCR. Control load merupakan titik dimana suhu uap utama maupun uap pemanasan ulang

telah mencapai titik desain kerjanya ( kondisi stabil ).

2.6.2 Tekanan Boiler

Untuk mendapatkan energi yang sesuai dengan kebutuhan turbin agar dapt

menggerakkan generator,maka tekanan uap panas kering yang dihasilkan pun harus sesuai dengan kebutuhan beban.Dalam hal ini ,tekanan uap dapat diatur melalui reheater dan superheater.

2.6.3 Temperatur Uap

Dalam proses konversi wujud dari cair menjadi uap,air perlu dipanaskan dalam

furnace.Panas yang dihasilkan dari proses pembakaran dalam furnace tersebut juga harus diperhatikan agar suhu uap yang dihasilkan memenuhi standar yang ditentukan.Karena jika suhu uap

kurang maka efisiensi akan turun tapi jika terlalu tinggi akan berpengaruh pada gas buangnya.

2.6.4 Efisiensi Boiler

Untuk melihat apakah desain suatu boiler telah tepat ditentukan oleh beberapa

faktor yang mempengaruhi,diantaranya kegunaan unit boiler itu sendiri yaitu apakah uap yang harus dihasilkan konstan atau bervariasi sesuai kebutuhan generator pembangkit listrik. Selanjutnya yang menentukan juga adalah jenis dan kualitas bahan bakar yang akan dibakar : apakah padat,cair atau gas.Seberapa banyak uap harus dihasilkan tiap jamnya apakah ratusan atau bahkan jutaan pon tiap

jamnya juga perlu dipertimbangkan dalam desain.

Pembentukan uap yang dipengaruhi penyerapan panas harus memenuhi setidaknya komponen berikut ini :

- Tekanan kerja tiap bagian dari boiler,hal ini penting untuk distribusi dan pemenuhan kebutuhan sistem dalam proses pengubahan air menjadi uap.

- Struktur power plant yang tepat untuk tipe proses pembakaran yang dipilih.

- Ukuran yang tepat dan pengaturan permukaan perpindahan panas untuk penyerapan panas saat proses pembakaran.

- Perlengkapan yang dibutuhkan selama proses .Alat untuk memasukkan udara, bahan bakar dan mengalirkan air.Piranti untuk memindahkan hasil pembakaran dan sistem pengendalian proses.

Permukaan penyerapam panas boiler dirancang untuk efisiensi dan biaya yang optimum agar empat tujuan dasar boiler tercapai yaitu :

1. Uap kering yang dihasilkan memilki tingkat kemurnian yang tinggi dalam keadaan apapun.

2. Pemanasan super terhadap uap kering sementara menjaga suhu tidak melebihi dari kondisi operasional boiler.

3. Pemanasan ulang terhadap uap yang tekanannya turun untuk digunakan kembali oleh turbin sementara menjaga suhu tidak melebihi dari kondisi operasional boiler.

4. Mengurangi suhu gas buang untuk meminimalkan rugi-rugi panas , mengendalikan korosi dan menghasilkan emisi yang tidak melebihi ketentuan.

Efisiensi termal adalah indikator seberapa baik kemampuan input panas boiler untuk menghasilkan uap pada suhu dan tekanan yang diminta. Adanya prinsip ekonomi dan biaya bahan bakar membuat powerplant harus beroperasi seefisien mungkin. Unit 5 dan 6 didesain dengan efisiensi 92,5 – 93,5 %

tergantung kondisi operasional boiler ,pada MCR ,normal full load atau pada control load conditions.Untuk membandingkan performance boiler pada kondisi sekarang dengan kondisi desain

awal nya ada tiga parameter yang bisa diperiksa.

a. Fuel analysis

Analisa ini dilakukan untuk mengatuhi kandungan oksigen ,hidrogen dan karbon yang terdapat dalam bahan bakar yang digunakan.Karena kualitas bahan bakar dulu dengan sekarang bisa sangat

berbeda.Perbedaan ini berpengaruh terhadap kebutuhan udara dan panas yang dilepaskan di ruang bakar ,begitu juga dengan massa aliran gas buang yang meninggalkan ruang bakar.

b. Feedwater temperature

Perubahan suhu air yang masuk ke boiler menentukan tingkat pembakaran yang diperlukan di furnace ,lebih lanjut akan mempengaruhi panas yang dihasilkan dan banyaknya massa aliran.

c. Excess Air

Banyaknya udara yang masuk ruang bakar berpengaruh terhadap jumlah panas yang dibawa dari furnace ( dry gas loss ) , banyaknya udara yang keluar merupakan faktor penting untuk menghitung

efisiensi boiler.

2.7 Masalah – Masalah Pada Boiler

Suatu boiler atau pembangkit uap yang dioperasikan tanpa kondisi air

yang baik , cepat atau lambat akan menimbulkan masalah-masalah yang berkaitan dengan kinerja dan kualitas dari sistem pembangkit uap. Banyak masalah-masalah yang ditimbulkan akibat dari

kurangnya penanganan dan perhatian khusus terhadap penggunaan air umpan boiler.

Akibat dari kurangnya penanganan terhadap air umpan boiler akan menimbulkan masalah-masalah sebagai berikut :

a. Pembentukan kerak

Terbentuk kerak pada dinding boiler terjadi akibat adanya mineral-mineral

pembentukan kerak, misalnya ion-ion kesadahan seperti Ca2+ dan Mg2+ dan akibat pengaruh gas penguapan. Diamping itu pula dapat disebabkan oleh mekanisme pemekatan didalam boiler karena adanya pemanasan. Jenis-jenis kerak yang umum dalam boiler adalah kalsium sulfat, senyawa silikat

dan karbonat. Zat-zat dapat membentuk kerak yang keras dan padat sehingga bila lama penanganannya akan sulit sekali untuk dihilangkan. Silika diendapkan bersama dengan kalsium dan

magnesium sehingga membuat kerak semakin keras dan semakin sulit untuk dihilangkan. ( Gaffert,Gustaf A. 1974 ).

Kerak yang menyelimuti permukaan boiler berpengaruh terhadap perpindahan panas permukaan dan menunjukkan dua akibat utama yaitu berkurangnya panas yang dipindahkan dari dapur ke air yang mengakibatkan meningkatkan temperatur disekitar dapur, dan menurunnya efisiensi boiler.

Untuk mengurangi terjadinya pembentukan kerak pada boiler dapat dilakukan pencegahan-pencegahan sebagai berikut :

- Mengurangi jumlah mineral dengan unit softener

- Melakukan blowdown secara teratur jumlahnya

- Memberikan bahan kimia anti kerak

b. Peristiwa Korosi

Korosi dapat disebabkan oleh oksigen dan karbon dioksida yang terdapat

dalam uap yang terkondensasi. Korosi merupakan peristiwa logam kembali kebentuk asalnya di alam misalnya besi menjadi oksida besi, alumunium dan lain-lain. Peristiwa korosi dapat terjadi

disebabkan oleh :

- Gas-gas yang bersifat korosif seperti O2, CO2, H2S

- Kerak dan deposit

- Perbedaan logam ( korosi galvanis )

- pH yang terlalu rendah dan lain-lain

Jenis korosi yang dijumpai pada boiler dan sistem uap adalah general corrosion, pitting ( terbentuknya lubang ) dan embrittlement ( peretakan baja ). Adanya gas yang terlarut,

oksigen dan karbon dioksida pada air umpan boiler adalah penyebab utama general corrosion danpitting corrosion ( tipe oksigen elektro kimia dan diffrensial ). Kelarutan gas-gas ini di

dalam air umpan boiler menurun jika suhu naik. Kebanyakan oksigen akan memisah pada ruang uap, tetapi sejumlah kecil residu akan tertinggal dalam larutan atau terperangkap pada kantong-kantong

atau dibawah deposit, hal ini dapat menyebabkan korosi pada logam-logam boiler. Karena itu penting untuk melakukan proses deoksigenasi air boiler.

Untuk mengurangi terjadinya peristiwa korosi dapat dilakukan pencegahan sebagai berikut :

- Mengurangi gas-gas yang bersifat korosif

- Mencegah terbentuknya kerak dan deposit dalam boiler

- Mencegah korosi galvanis

- Menggunakan zat yang dapat menghambat peristiwa korosif

- Mengatur pH dan alkalinitas air boiler dan lain-lain

c. Peristiwa Pembentukan Deposit

Deposit merupakan peristiwa penggumpalan zat dalam air umpan boiler yang disebabkan oleh adanya zat padat tersuspensi misalnya oksida besi, oksida tembaga dan lain-lain. Peristiwa ini dapat juga disebabkan oleh kontaminsi uap dari produk hasil proses produksi. Sumber deposit didalam air

seperti garam-garam yang terlarut dan zat-zat yang tersuspensi didalam air umpan boiler. Pemanasan dan dengan adanya zat tersuspensi dalam air pada boiler menyebabkan mengendapnya

sejumlah muatan yang menurunkan daya kelarutan , jika temperaturnya dinaikkan. Hal ini menjelaskan mengapa kerak dan sludge (lumpur) terbentuk. Kerak merupakan bentuk deposit-

deposit yang tetap berada pada permukaan boiler sedangkan sludge merupakan bentuk deposit-deposit yang tidak menetap atau deposit lunak. ( Milton, J.H. 1990 )

Pencegahan – pencegahan yang dapat dilakukan untuk mengurangi terjadinya peristiwa deposit dapat dilakukan diantaranya :

- Meminimalisasi masuknya mineral-mineral yang dapat menyebabkan deposit seperti oksida besi, oksida tembaga dan lain – lain

- Mencegah korosi pada sistem kondensat dengan proses netralisasi ( mengatur pH 8,2 – 9,2 ) dapat juga dilakukan dengan mencegah terjadinya kebocoran udara pada sistem kondensat.

- Mencegah kontaminasi uap selanjutnya menggunakan bahan kimia untuk mendispersikan mineral-mineral penyebab deposit.

d. Kontaminasi Uap

Ketika air boiler mengandung garam terlarut dan zat tersuspensi dengan

konsentrasi yang tinggi, ada kecendrungan baginya untuk membentuk busa secara berlebihan sehingga dapat menyebabkan steam carryover zat-zat padat dan cairan pengotor kedalam uap.

Steam carryover terjadi jika mineral-mineral dari boiler ikut keluar bersama dengan uap ke alat-alat seperti superheater, turbin, dan lain-lain. Kontaminasi-kontaminasi ini dapat diendapkan kembali

pada sistem uap atau zat-zat itu akan mengontaminasi proses atau material-material yang diperlukan steam. ( Naibaho, P.M. 1996 ).

Steam carryover dapat dihindari dengan menahan zat-zat padat terlarut pada air boiler dibawah tingkat tertentu melalui suatu analisa sistematis dan kontrol pada pemberian zat-zat kimia

dan blowdown. Carryover karbon dioksida dapat mengembalikan uap dan asam-asam terkondensasi.