Boiler

Boiler

alwepo.com, adalah suatu alat untuk membangkitkan uap dengan memanaskan air yang ada didalam peralatan tersebut dengan menggunakan bahan bakar. Untuk mendapatkan uap dan tenaga listrik yang digunakan dalam proses pengolahan, maka air yang berasal dari tangki dearator diproses dalam boiler. Bahan bakar yang digunakan berbeda-beda tergantung dari jenis industrinya, ada jenis boiler yang menggunakan bahan bakar batu bara, bahan bakar minyak ataupun bahan bakar berupa fiber dan di industri pabrik kelapa sawit ataupun menggunakan ampas tebu seperti di industri pabrik gula.

IMG 20191010 WA0085

Daftar Isi

Proses Singkat Terbentukanya Pada Boiler Water Tube

Sistem sirkulasi dalam boiler yaitu steam drum, pipa Down Corner, Lower Header, Water Walls, Upper Header dan Riser Tube. Sirkulasi air boiler adalah air yang dipanaskan akan naik pada riser tube ke steam drum dan air yang terkondensasi akan mengalir melalui Down corner  ke lower header. Antara header atas dan bawah terdapat water wall tubes, yang berada pada bagia dapur dan mendapatkan panas pembakaran secara radiasi. Riser tubes mengandung campuran steam dan air. Perbedaan density dan air dalam riser tube dan down corner tube akan menghasilkan sirkulasi aliran secara natural.
Proses terbentuknya steam

Sejarah Boiler

Hero (10-70)

hero engine

Catatan paling awal dari sejarah teknologi mesin uap dapat kita lihat ke kota Alexandria pada tahun 75. Disana terdapat seorang ahli matematika bernama Hero, yang juga dikenal denga nama “Heros atau “Heron” yang menulis tiga buku tentang mekanik dan sifat-sifat udara serta memperkenalkan rancangan dari mesin uap sederhana. Mesin ini dikenal dengan nama Aeolipile atau Aeolypile, atau juga disebut dengan Eolipile.

Prinsip kerja mesin ini adalah dengan menggunakan tekanan uap untuk memutarkan bola (bejana) yang berisi air sebagai bahan baku penghasil uap. Bola (bejana) tersebut dapat berputar karena adanya dorongan dari uap yang keluar dari nosel yang terletak pada sisi samping bejana.

Metode Hero yang mengubah tenaga uap menjadi gerak ini merupakan dasar bagi para penerusnya untuk mengembangkan teknologi mesin uap di masa yang akan datang.

Giovanni Battista della Porta(1538 – 1615)

Giovanni Battista della Porta atau Gambattista della Porta atau juga dikenal dengan nama John Baptist Porta adalah seorang sarjana, Polymath, dan dramawan yang berasal dari Napoli, Italia. Dia adalah ilmuan yang pertama kali menemukan peranan uap dalam menciptakan ruang hampa.

Teori yang dikemukakannya adalah bahwa jika air dikonversikan menjadi uap dalam wadah tertutup dapat menghasilkan peningkatan tekanan. Demikian pula sebaliknya, jika uap dikondensasikan menjadi air dalam ruangan tertutup maka akan menghasilkan penurunan tekanan. Teori inilah yang nantinya akan menjadi konsep utama rancangan pada pengembangan mesin uap yang dilakukan oleh para penerusnya.

Denis Papin (1647 – 1712)

denis papins engine

Pada tahun 1679 seorang fisikawan, ahli matematika, dan penemu berkebangsaan Prancis menemukan suatu alat yang dinamakan steam digester yang menjadi cikal bakal ditemukannya mesin uap dan presser cooker (panci masak bertekanan). Penemuan tersebut ia kerjakan bersama–sama dengan rekannya yang bernama Robert Boyle, seorang filusuf, fisikawan, kimiawan, penemu, dan ilmuan berkebangsaan Irlandia.

Keterangan :
A = Tungku pembakaran

B = Bejana

C = Tutup bejana

D = Baut pengencang

E = Katup

F = Penyanggah tutup bejana

G = Batang beban

H = Penutup tungku

W = Beban

Alat ini berbentuk seperti sebuah wadah dengan penutup yang digunakan untuk menghasilkan uap bertekanan. Untuk menjaga agar alat tersebut tidak meledak, Papin melengkapi penemuannya tersebut dengan katup yang dapat bergerak naik turun sebagai tempat pembuangan uap untuk mengatur tekanan didalam wadahnya. Selain itu Papin juga mengembangkan mesinnya dengan menambahkan torak di bagian atas silinder yang tertutup yang akan bergerak naik dan turun sesuai dengan teori yang ditemukan oleh Giovanni Battista della Porta. Konsep inilah yang kemudian mengawali ditemukannya mesin uap pertama di dunia yang menggunakan piston dan silinder mesin.

Thomas Savery (1650 – 1715)

thomas savery engine

Thomas Savery adalah seorang insinyur militer Inggris dan penemu Inggris. Pada tahun 1698, ia menemukan mesin uap pertama di dunia. Penemuannya dimulai saat dia bekerja di tambang batu bara. Ada masalah dalam memompa air yang digunakan untuk mengairi tambang.

Prinsip kerja mesin ini adalah menaikkan tekanan uap di dalam boiler. Uap kemudian diarahkan ke bejana kerja dan air dihembuskan keluar dari tabung bawah. Saat uap terisi dan bagian dalam wadah menjadi panas, tutup keran di antara ketel dan wadah dan dinginkan bagian luar wadah sesuai kebutuhan. Ini mengembunkan uap di dalam, menciptakan vakum parsial dan tekanan atmosfer, memaksa air naik melalui tabung bawah sampai wadah penuh.Pada titik ini, tutup keran di bawah wadah. , buka keran antara bejana dan pipa atas untuk mengalirkan pipa dari boiler. Tekanan uap tinggi memaksa air keluar dari wadah.

Thomas Newcomen (1663 – 1729)

Thomas Newcomen

Thomas Newcomen adalah seorang pandai besi Inggris yang menemukan mesin uap atmosfer. Ini merupakan perbaikan dari desain sebelumnya oleh Thomas Savery. Mesin uap Newcomen ditenagai oleh tekanan atmosfer. Mesin Newcomen, pendahulu mesin James Watt, adalah salah satu teknologi paling menarik yang dikembangkan pada abad ke-17.

Diagram menunjukkan lokasi ketel tepat di bawah tangki. Uap pertama dikirim dari boiler ke silinder. Ketika piston mencapai bagian atas, air disemprotkan ke dalam silinder untuk mendinginkan uap dan menciptakan ruang hampa. Piston didorong ke bawah oleh berat udara di atasnya (15 pon per 1 in2 area piston). siklus ini berulang berkali-kali.

James Watt (1736 – 1819)

james watt engine

James Watt adalah seorang insinyur dan penemu mesin Skotlandia. Pada tahun 1769 James Watt mematenkan kondensor terpisah yang dihubungkan ke silinder dengan katup. Tidak seperti mesin uap Newcomen, mesin uap James Watt memiliki kondensor yang mendinginkan silinder panas. Mesin James Watt segera menjadi model untuk semua mesin uap modern dan memicu Revolusi Industri. Unit daya Watt dinamai James Watt, dan 1 watt sama dengan 1/746 tenaga kuda.

Keterangan :
C = Silinder uap

E = Katup pembuangan uap

H = penyambung poros engkol ke

balok

N = Pompa air

O = poros engkol

Q = Regulator (Govenor)

P = Torak

R = Batang pompa udara

T = Katup input uap

g = link yang menghubungkan

piston dan balok melaui gerakan

paralel gdc

m = tuas aliran masuk uap

Perbedaan mendasar dari mesin James Watt ini dengan mesin milik Thomas Newcomen adalah pada letak kondensor yang digunakan. Jika pada mesin Newcomen ruang untuk mengkondensasikan uap menyatu dengan silinder kerja, maka pada mesin James Watt ruang untuk mengkondensasikan uap terpisah dari silinder. Selain itu mekanisme penggerak torak dari mesin James Watt menggunakan gerakan putar dari roda penggerak yang berputar, tidak seperti pada mesin Newcomen yang menggunakan gerakan translasi (bolak-balik) dari pompa air.

 

Pengertian Boiler

Boiler adalah suatu alat bejana tertutup yang digunakan untuk merebus air untuk menghasilkan uap (steam), panas dari pembakaran bahan bakar di dalam boiler akan dipindahkan antara air yang bersirkulasi di dalam pipa-pipa, ketika temperatur air telah mencapai temperatur tertentu, penguapan akan terjadi. Oleh karena itu, kita dapat memahami boiler sebagai alat yang digunakan untuk menghasilkan uap, karena kita tahu bahwa uap dapat digunakan untuk menggerakkan turbin di pembangkit listrik dan bertindak sebagai penjaga suhu di kolom distilasi minyak bumi.

Sebelum membahas lebih jauh tentang teknologi boiler saat ini, ada baiknya mengetahui terlebih dahulu jenis boiler yang digunakan. Ketel ini disebut dengan Ketel Uap atau Ketel Hycock, memiliki bentuk paling sederhana dalam sejarah dan pertama kali diperkenalkan pada abad ke 18. Ketel ini memiliki volume air yang besar namun hanya dapat menghasilkan uap. air pada tekanan rendah, menggunakan kayu bakar dan batu bara sebagai bahan bakar. itulah sedikit penjelasan tetang boiler kuno yang berjaya pada masanya.

Read also  Berbagai Jenis Superheater Boiler

 

Fungsi Boiler

Boiler pada dasarnya adalah alat yang memanaskan air menggunakan panas pembakaran bahan bakar dan panas pembakaran, dan mentransfer panas pembakaran ke air untuk menghasilkan uap (uap air suhu tinggi). Dari pengertian tersebut dapat disimpulkan bahwa boiler menghasilkan uap (steam) yang dapat digunakan untuk proses/kebutuhan selanjutnya. Seperti yang kita ketahui, uap dapat digunakan untuk menjaga suhu di menara distilasi minyak bumi dan proses penguapan di evaporator. Umumnya bahan bakar yang digunakan untuk memanaskan boiler adalah batubara, gas dan minyak berat.

 

Bagian Utama Boiler

Bagian bagian utama boiler

Sama seperti pompa, kompresor, dan peralatan pabrik lainnya yang terdiri dari berbagai komponen, Anda membuat alat ini berfungsi untuk melakukan pekerjaan Anda. Sebuah boiler juga terdiri dari berbagai komponen dengan fungsinya masing-masing. Di bawah ini adalah fungsi dari masing-masing komponen dalam boiler:

1. Ruang Tungku Pengapian (Ruang Furnace)

Ruangan ini merupakan tempat pembakaran bahan bakar sumber panas, proses penyerapan panas oleh media air dilakukan melalui pipa-pipa yang dilalui air mengalir, dan pipa-pipa tersebut menempel pada dinding tungku. Proses perpindahan panas dalam tungku terjadi dalam tiga cara:

Perpindahan panas secara radiasi: dimana akan terjadi pancaran panas dari api atau gas yang akan menempel pada dinding tube sehingga panas tersebut akan diserap oleh fluida yang mengalir di dalamnya.

Perpindahan panas secara konduksi: panas mengalir melalui hantaran dari sisi pipa yang menerima panas kedalam sisi pipa yang memberi panas pada air.

Perpindahan panas secara konveksi: panas yang terjadi dengan singgungan molekul-molekul air sehingga panas akan menyebar kesetiap aliran air.

Ruang tungku dibagi menjadi ruang pertama dan ruang kedua. Pada chamber pertama, pemanasan berlangsung langsung dari sumber panas, yang diserap melalui pipa-pipa (tubes), dan pada chamber kedua yang terletak di atas, panas berasal dari udara panas yang berasal dari hasil pembakaran di chamber pertama. Oleh karena itu, fungsi dari ruang pemanas kedua ini adalah untuk menyerap panas buangan dari ruang pemanas pertama untuk mencegah panas buangan menjadi terlalu besar, dan untuk mengontrol panas dari fluida yang dipanaskan di ruang pertama. Berpengalaman untuk menghindari kehilangan panas yang berlebihan.

2. Steam Drum

Steam drum berfungsi sebagai tempat penampungan air panas serta tempat terbentuknya uap. Drum ini menampung uap jenuh (saturated steam) beserta air dengan perbandingan antara 50% air dan 50% uap. untuk menghindari agar air tidak terbawa oleh uap, maka dipasangi sekat-sekat, air yang memiliki suhu rendah akan turun ke bawah dan air yang bersuhu tinggi akan naik ke atas dan kemudian menguap.

3. Superheater

Superheater boiler

Merupakan tempat pengeringan steam, dikarenakan uap yang berasal dari steam drum masih dalam keadaan basah sehingga belum dapat digunakan. Proses pemanasan lanjutan menggunakan superheater pipe yang dipanaskan dengan suhu 260°C sampai 350°C. Dengan suhu tersebut, uap akan menjadi kering dan dapat digunakan untuk menggerakkan turbin maupun untuk keperluan peralatan lain.

4. Air Heater

Komponen ini merupakan alat yang berfungsi untuk memanaskan udara yang digunakan untuk menghembus/meniup bahan bakar agar dapat terbakar sempurna. Udara yang akan dihembuskan, sebelum melewati air heater memiliki suhu yang sama dengan suhu udara normal (suhu luar) yaitu 38°C. Namun, setelah melalui air heater, suhunya udara tersebut akan meningkat menjadi 230°C sehingga sudah dapat digunakan untuk menghilangkan kandungan air yang terkandung didalamnya karena uap air dapat menganggu proses pembakaran.

5. Dust Collector (Pengumpul Abu)

Bagian ini berfungsi untuk menangkap atau mengumpulkan abu yang berada pada aliran pembakaran hingga debu yang terikut dalam gas buang. Keuntungan menggunakan alat ini adalah gas hasil pembakaran yang dibuang ke udara bebas dari kandungan debu. Alasannya tidak lain karena debu dapat mencemari udara di lingkungan sekitar, serta bertujuan untuk mengurangi kemungkinan terjadinya kerusakan pada alat akibat adanya gesekan abu maupun pasir.

6. Pengatur Pembuangan Gas Bekas

Asap dari ruang pembakaran dihisap oleh blower IDF (Induced Draft Fan) melalui dust collector selanjutnya akan dibuang melalui cerobong asap. Damper pengatur gas asap diatur terlebih dahulu sesuai kebutuhan sebelum IDF dinyalakan, karena semakin besar damper dibuka maka akan semakin besar isapan yang akan terjadi dari dalam tungku.

7. (Katup pengaman)

Alat ini digunakan untuk mengeluarkan uap ketika tekanan uap melebihi batas yang diberikan. Katup ini terdiri dari dua jenis: katup pengaman uap basah dan katup pengaman uap kering. Katup pengaman ini dapat diatur sesuai dengan arah maksimum yang ditentukan. Untuk steam basah biasanya diatur pada tekanan 21 kg/cm², sedangkan untuk steam relief kering diatur pada tekanan 20,5 kg/cm².

8. Gelas Penduga (Sight Glass)

Gelas penduga dipasang pada drum bagian atas yang berfungsi untuk mengetahui ketinggian air di dalam drum. Tujuannya adalah untuk memudahkan pengontrolan ketinggian air dalam ketel selama boiler sedang beroperasi. Gelas penduga ini harus dicuci secara berkala untuk menghindari terjadinya penyumbatan yang membuat level air tidak dapat dibaca.

9. Pembuangan Air Ketel

Komponen boiler ini berfungsi untuk membuang air di drum atas. Pengolahan air dilakukan dengan adanya zat yang tidak larut. Contoh sederhananya adalah munculnya gelembung-gelembung yang dapat mengganggu pengamatan kaca ukur. Sebuah katup blow-off dipasang pada drum atas digunakan untuk mengeluarkan air dari drum. Katup ini diaktifkan ketika jumlah busa melebihi batas yang diberikan.

 

Jenis-Jenis Boiler

Jenis boiler dapat dibedakan dari berbagai macam hal seperti karakteristik, cara kerja, tipe pipa dan bahan bakar yang digunakan. Setiap jenis boiler memiliki kelebihan serta kekurangan masing-masing, seperti yang telah kita jabarkan di bawah ini:

Jenis Boiler Berdasarkan Type Tube (Pipa):

1. Fire Tube Boiler

Pada boiler ini memiliki dua bagian didalamnya yaitu bagian tube yang merupakan tempat terjadinya pembakaran dan bagin barrel/tong yang berisi fluida. Tipe boiler pipa api ini memiliki karakteristik yaitu menghasilkan jumlah steam yang rendah serta kapasitas yang terbatas.

Prinsip Kerjanya: Proses pengapian terjadi didalam pipa dan panas yang dihasilkan diantarkan langsung kedalam boiler yang berisi air.

Kelebihan: Proses pemasangan cukup mudah dan tidak memerlukan pengaturan yang khusus, tidak membutuhkan area yang besar dan memiliki biaya yang murah.

Kekurangan: Memiliki tempat pembakaran yang sulit dijangkau saat hendak dibersihkan, kapasitas steam yang rendah dan kurang efisien karena banyak kalor yang terbuang sia-sia.

2. Water Tube

Memiliki kontruksi yang hampir sama dengan jenis pipa api, jenis ini juga terdiri dari pipa dan barel, yang menbedakan hanya sisi pipa yang diisi oleh air sedangkan sisi barrel merupakan tempat terjadinya pembakaran. Karakteristik pada jenis ini ialah menghasilkan jumlah steam yang relatif banyak.
Prinsip Kerja: Proses pengapian terjadi pada sisi luar pipa, sehingga panas akan terserap oleh air yang mengalir di dalam pipa.

Kelebihan: Memiliki kapasitas steam yang besar, niali efesiensi relatif lebih tinggi dan tungku pembakaran mudah untuk dijangkau saat akan dibersihkan.

Kekurangan: Biaya investasi awal cukup mahal, membutuhkan area yang luas dan membutuhkan komponen tambahan dalam hal penanganan air.

Berdasarkan Jenis Bahan Bakar

1. Solid Fuel (Bahan Bakar Padat)

Type boiler ini menggunakan bahan bakar padat seperti kayu, batu bara, dengan karakteristik seperti harga bahan bakar relatif lebih murah dan lebih efesiensi bila dibandingkan dengan boiler listrik.

Prinsip Kerja: Pemanasan bersumber dari pembakaran bahan bakar padat atau bisa juga campuran dari beberapa bahan bakar padat (batu bara dan kayu) yang dibantu dengan oksigen.

Kelebihan: Bahan bakar mudah untuk didapatkan dan lebih murah.

Kekurangan: Sisa pembakaran sulit untuk dibersihkan,.

2. Bahan Bakar Minyak (Oil Fuel)

Jenis ini memiliki bahan bakar dari fraksi minyak bumi, dengan karakteristik yaitu memiliki bahan baku pembakaran yang lebih mahal, tetapi memiliki nilai efesiensi yang lebih baik jika dibandingkan denan yang lainnya.

Prinsip Kerja: Pemanasan yang bersumber dari hasil pembakaran antara campuran bahan bakar cair (kerosen, solar, residu) dengn oksigen dan sumber panas.

Kelebihan: Memiliki sisa pembakaran yang sedikit sehingga mudah dibersihkan dan bahan baku yang mudah didapatkan.

Kekurangan: Memiliki harga bahan baku yang mahal serta memiliki kontruksi yang mahal.

3. Bahan Bakar Gas (Gaseous Fuel)

Memiliiki jenis bahan bakar gas dengan karakteristik bahan baku yang lebih murah dan nilai efesiensi lebih baik jika dibandingkan dengan jenis tipe bahan bakar lain.

Prinsip Kerja: Pembakaran yang terjadi akibat campuran dari bahan bakar gas (LNG) dengan oksigen serta sumber panas.

Kelebihan: memiliki bahan bakar yang paling murah dan nilai efesiensi yang lebih baik.

Kekurangan: Kontruksi yang mahal dan sumber bahan bakar yang sulit didapatkan, harus melalui jalur distribusi.

4. Boiler

Dari namanya saja kita tentu sudah mengetahu bahwa sumber panas alat ini berasal dari listrik, dengan karakteristik bahan bakar yang lebih murah akan tetapi memiliki tingkat efesiensi yang rendah.

Prinsip Kerja: Pemanas bersumber dari listrik yang menyuplai panas.

Kelebihan: Memiliki perewatan yang sederhana dan sumber pemanas sangat mudah untuk didapatkan.

Kekurangan: Nilai efesiensi yang buruk dan memiliki temperatur pembakaran yang rendah.

 

Pengoperasian Boiler

gASbOILER

a. Persiapan Pengoperasian

1. Pastikan bahwa alat-alat di bawah ini telah dilakukan pengecekan sebelum pengoperasian boiler dilakukan.

2. Water Level Gauge atau Petunjuk Level Air

Drain cock harus ditutup penuh juga gauge cock bagian atas dan bawah dari petunjuk level air, pastikan bahwa level air yang diinginkan dari drum boiler dapat diindikasi oleh petunjuk level air. Bagaimanapun juga petunjuk level air menunjukkan bahwa level air tidak boleh berada di bawah dari level air yang aman di saat terjadi perubahan naik turunnya level air secara berkala terhadap kenaikan suhu air pada boiler.

Read also  Cara Mengobati Mata Terkena Percikan Api Las Listrik atau Nitrogen

3. Pressure Gauge atau Penunjuk Tekanan

Pastikan Drain Cock terbuka penuh dan jarum menunjukkan angka nol. Petunjuk tekanan ditempatkan dibawah sehingga mudah untuk dilihat.

4. Blow Off Valve atau Kran Blow Down

Pastikan kran tengah dan kran blow down di kapal tertutup penuh. Segera lakukan tindakan yang perlu dilakukan jika ada kebocoran pada sistem ini.

5. Water Feed Valve atau Kran Air Pengisian

Jaga kran stop air pengisian selalu terbuka untuk menambah air tiap saat guna level air dapat terkontrol. Tutup kran pengecek air pengisian agar tidak ada penambahan dalam pemakaian kapasitas air pengisian yang berlebihan.

6. Steam Stop Valve atau Kran Stop Uap

Dengan membuka atau menutup pengendali kran ini, pastikan bahwa kran tertutup penuh.

7. Safety Valve atau Kran Keamanan.

Pastikan tidak ada kesalahan yang terjadi dalam membuka kran pembagi secara manual (The Manual Valve Opening Device) dan juga pipa drain pada body di buka.

8. Air Vent. Valve atau Kran Ventilasi Udara.

Buka kran ventilasi udara secara penuh ketika steam pertama kali dialirkan, dan tutup kembali setelah itu udara yang masuk ke dalam boiler dibuang.

9. Other Unit atau Unit Lainnya.

Hindari kesalahan selama pengoperasian, cek unit lainnya secara teliti dan cermat.

b. Pemanasan Bahan Bakar

Salah satu syarat sempurnanya pembakaran bahan bakar adalah adanya pemanasan dan penyampuran yang baik antara bahan bakar dengan udara juga adanya panas yang sesuai. Maksud diadakannya pemanasan pada bahan bakar adalah :

1. Supaya minyak menjadi encer sehingga mudah dipisahkan atau dibersihkan dari kotoran serta mencapai viscosity pengabutan yang sempurna.

2. Dengan suhu setinggi mungkin minyak dapat dengan mudah dipompakan sampai di pembakaran oleh karena viscositas yang sudah rendah maka pengabutan minyak akan berjalan dengan lancar dan segera bisa dibakar.
Pemanasan dilakukan sampai mencapai suhu sekitar 10° C dibawah titik nyala dan viscositasnya kira-kira 2° Engler. Jika pemanasan melampaui titik nyala, maka akan timbul kesukaran selama dalam perjalanan ke pembakaran dikarenakan suhu yang tinggi mengakibatkan pengendapan pada pipa yang nantinya akan melekat di pipa sehingga akan memperkecil saluran pipa.

3. Pembakaran Bahan Bakar, Bahan bakar minyak pada dasarnya mengandung unsur-unsur kimia karbon (C), hidrogen (H) dan sedikit belerang (S). Masing-masing unsur tersebut dalam proses pembakaran dengan unsur oksigen (O2) dari udara akan menimbulkan panas. Secara sederhana reaksi kimia dalam proses pembakaran tersebut dapat dituliskan sebagai berikut :

C + O2 ® CO 2 + panas

2H2 + O2 ® 2H2O + panas

S + O2 ® SO2 + panas

 

Dari reaksi diatas ternyata pada proses pembakaran dihasilkan H2O yaitu air. Disinilah yang menyebabkan perbedaan pendapat terhadap jumlah panas yang dihasilkan. Untuk dapat mencapai suatu pembakaran yang sempurna, maka perbandingan antara jumlah minyak dan udara harus baik. Agar diperoleh pembakaran yang sempurna dibutuhkan :

1. Minyak opak ketel harus bersih dari segala kotoran yang sifatnya padat atau cair.
2. Minyak harus dipanasi lebih dahulu sampai suhu tertentu.
3. Saat meninggalkan mulut pembakaran minyak mempunyai kecepatan yang cukup dan dalam keadaan dikabutkan bisa terbakar dan tidak akan mengenai dinding pembakaran.
4. Udara yang masuk mempunyai kecepatan yang cukup dan mempunyai cara penyampuran dengan bahan bakar dengan baik sehingga tiap bagian dari minyak terbakar habis. Untuk itu cara memasukkan udara ke dalam dapur pembakaran mengikuti arah suatu perputaran, dan udara yang masuk harus dipanasi agar bisa membantu terlaksananya pembakaran.

c. Pengoperasian Boiler

1. Feed Water to the boiler atau air pengisian ke boiler

– Buka semua kran air pengisian dari tangki cascade ke boiler begitu juga dengan ventilasi udara dari feed pump dan sistemnya.
– Nyalakan sumber tebaga dari boiler.
– Pindahkan pompa pengisian dari manual ke otomatis. Juga pilih pompa pengisian No.1 atau No.2.
– Tekan tombol untuk pengoperasian pompa pengisian dan pastikan pilot lamp menyala, pilot lamp menyala untuk level air rendah juga buzzer alarm level air rendah.
– Pastikan motor pompa pengisian berjalan dengan halus dan panasnya tidak berlebihan.
– Pastikan compound gauge dan pressure gauge bekerja dengan normal
– Cek sistem pipa dari kebocoran.
– Hidupkan stop switch untuk alarm buzzer level air rendah.

2. Ventilasi udara dari sirkulasi bahan bakar

– Buka semua kran sistem bahan bakar.
– Tutup kran cock dari kran pengembalian bahan bakar, juga udara ventilasi dari sistem bahan bakar dan pompa pengisian.
– Naikkan setting dari alarm termostat suhu rendah sesuai sirkulasi dari bahan bakar.
– Pindahkan pembakaran ke pengoperasian otomatis dan pindahkan switch pembakaran ke posisi ON.
– Buka cock ventilasi udara pada pipa pengembalian bahan bakar untuk semua pembuangan udara dari sisem.
– Cek sistem bahan bakar dari kebocoran.
– Pastikan motor poma bahan bakar dan fan force drop berjalan lembut dan panasnya terkontrol.
– Pastikan bahwa termometer mencatat sesuai dengan suhun pemanasan bahan bakar dan tidak ada kebocoran saat melewati pipa nozzle.

3. Pembakaran

– Jika suhu pemanasan bahan bakar sudah sesuai dan tidak ada masalah dalam setiap unitnya, nyalakan termostat alarm pada suhu normal.
– Pembuangan air setiap 35 menit.
– Pembakaran mulai beberapa detik setelah lampu pilot pembakaran menyala.
– Pemeriksaan saat pembakaran
– Warna, tingkat pengabutan dan stabilitas penyalaan
– Warna asap, bocornya gasbuang dari sisi atas dan pelindung.
– Getaran tidak normal.
– Jika terjadi masalah segera hentikan pembakaran dan cek tekanan minyak, suhu minyak, dan ujung nozzle.
– Buka kran uap utama perlahan-lahan untuk mencegah ketukan air dalam sistem.
– Periksa sistem dari kebocoran

4. Shut down atau pembuangan

– Menaikan tekanan uap mendekati maksimum tekana kerja normal
– Tutup kran uap utama, blow off permukaan air.
– Pembakaran di nyalakan kembali, mendekati maksimum tekanan kerja normal.
– Matikan switch pembakaran, tekan pengunci penghentian pengoperasian dan putus sumber tenaga listrik.
– Tutup kran sistem pengisian, periksa level air dalam tanki cascade dari jumblah minyak dalam tanki harian – – sebelum penutupan kran utama.

5. Cold starting atau jalankan pada kondisi dingin

Ketika tekanan uap jatuh pada nol atau khususnya dalam kasus ini adalah percobaan pengoperasian atau boiler baru, perhatikan hal-hal di bawah ini :
– Sejak bagian dalam boiler dingin hindari penyalaan pembakaran tiba-tiba. Jangan menikan tekanan uap tiba-tiba tapi ambil waktu yang baik sampai tekanan naik ke 1 Kg/cm².
– Periksa semua sistem dan lakukan tindakan yang perlu dilakukan untuk mencegah hal-hal yamh tidak diingikan.

d. Ruang Bakar boiler

Ruang bakar adalah bagian dari Boiler yang berfungsi untuk tempat berlangsungnya proses pembakaran antara bahan bakar dan udara.
Tekanan gas panas yang berada didalam ruang bakar (Furnance) dapat lebih besar dari pada tekanan udara luar (Tekanan ruang bakar positip) dan dapat juga bertekanan lebih kecil dari tekanan udara luar (Tekanan ruang bakar negatif) atau bertekanan seimbang (Balance Draught).

1. Tekanan Positif

Pada boiler dengan tekanan ruang bakar positif, udara luar dihembuskan masuk kedalam ruang bakar dengan menggunakan forced draught fan (Kipas tekan paksa), yang sekaligus mendorong gas panas hasil pembakaran ke arah cerobong.
Boiler/Boiler dengan tekanan ruang bakar positif banyak digunakan oleh Boiler dengan bahan bakar minyak.

2. Tekanan Negatif

Pada boiler dengan tekanan ruang bakar negatif, gas panas hasil pembakaran dihisap oleh induced draught fan sekaligus menghisap udara luar masuk kedalam ruang bakar.
Gabungan dari kedua cara tersebut diatas diterapkan pada balanced draught yang memiliki baik forced draught fan untuk mendorong udara luar masuk kedalam boiler, maupun induced draught fan untuk menghisap gas panas hasil pembakaran.
Pada sistem balanced draught, tekanan ruang bakar dibuat sedikit negatif yaitu sekitar – 10 mmWg (0,001 bar) .
Boiler dengan tekanan ruang bakar negatif, jarang digunakan/kurang ekonomis. Sedangkan boiler dengan tekanan balanced draught (seimbang) banyak digunakan oleh Boiler dengan bahan bakar Batubara.

 

Air Boiler Dan Pengisian Air

a. Pengertian air boiler dan air pengisi boiler

Kita memerlukan air boiler yang sangat murni untuk mengisi boiler dan untuk menambah akibat dari kebocoran yang terjadi dalam peredaran lingkar yaitu memanaskan — menguap — mengkondensasi dengan maksud memberi energi. Untuk maksud ini berbagai pesawat terdapat dalam peredaran lingkar yaitu ketel uap — turbin — kondensor dan pesawat bantu lainnya seperti pompa, pemanas muatan, pemanas bahan bakar dan sebagainya.

Selama peredaran lingkar terdapat rugi air 2%, rugi ini harus di ganti. Di kapal laut, hal ini di lakukan degan penguapan air laut. Uap di kondensasi lagi dan sebagai air suling di simpan dalam tanki persediaan, dari tanki ini di masukkan kembali dalam peredaran lingkar tetapi masih banyak kapal mengambil persediaan air pengisi boiler dari darat.
Jadi pengertian dari air pengisi boiler adalah air yang di sediakan untuk menambah air boiler yang telah hilang dalam peredaran lingkar. Sedangkan air boiler adalah air yang telah ikut atau mengalami peredaran dalam siklus terjadinya uap, hingga di kondensasi, dan jadi uap lagi.

b. Syarat air pengisi boiler

Pada prinsipnya air pengisi harus memenuhi beberapa syarat, yaitu :
– Sejauh mungkin gas O2 dan CO2 terbatas, yang terlarut dalam air boiler menyebabkan terjadinya reaksi oksidasi terhadap logam atau pipa besi pada boiler.
– Kadar garam dapur (NaCl dan Na2SO4) serendah mungkin sebab garam ini menyebabkan air boiler mendidih.
– Jika air pengisi boiler terjadi endapan, maka harus dalam keadaan yang dapat di keluarkan dari boiler.
– Air pengisi harus bersifat tidak agresif pada besi, cenderung Ph ke arah basa.

Read also  Sistem Pelumasan: Komponen, Fungsi dan Cara Kerjanya

c. Penanganan air boiler dan air pengisi boiler

1. Pelunakan thermis pada air pengisi boiler

Hal ini dilakukan di luar boiler di dalam apa yang di sebut deaerator, pembuang gas atau pembuang angin. Sebuah alat pemanas muka campur, di mana kondensat di campur dengan uap. Suhu campuran kira-kira 110ºC. Bikarbonat diuraikan sebagai berikut :

Ca(HCO3)2 + Q ® CaCO3 ¯ + H2O + CO2

Mg(HCO3)2 + Q ® Mg(OH)2¯ + 2CO2 ­

CaCO3 dan Mg(OH)2 sebagai lumpur halus oleh air di bawa ke dalam boiler. Dengan zat-zat lainnya dalam air boiler di coagulasi menjadi lumpur halus mengambang yang dengan mudah dapat di kuras.

2. Pelunakan kimia pada air boiler

Setelah pelunakan thermis, kekerasan sementara hilang, berarti bahwa ion Ca++ dan Mg++ yang terikat pada HCO3– hilang, kini dalam air masih ada Na++, SO4– – dan Cl–. Ca++ dan Mg++ harus terikat sedemikian rupa sehingga zat yang tidak menghasilkan endapan yang membahayakan (batu boiler) dan mudah dapat di kuras. Untuk pelunakan kimia ini dapat di pergunakan Na2Co3 (soda), Na2Co3 dalam keadaan tertentu terurai sebagai berikut :

Na2CO3 ® 2Na+ + Co3– –

Dalam boiler timbul CO2 yang tidak dikehendaki, sedangkan Ph air naik, karena ion-ion H+ di tarik dari air juga di pertahankan adanya kelebihan PO4– sebanyak 15 s/d 25ppm PO4. Pada kelebihan PO4 tidak ada lagi Ca++ karena diubah menjadi :

2PO4 + 3Ca++ ® Ca3(PO4)2 ¯

Fosfat kalsium tudak larut dan di singkirkan pada aktu pengurasan. Pelunakan air di katakan di bawah kontrol apabila di pertahankan kelebihan PO4 tertentu untuk Ca++ dan Ph tertentu untuk Mg++, juga karena alasan lain bahwa air boiler mempunyai Ph tertentu (korosi). Pelunakan air perlu karena pada kondensor yang agak bocor Ca++ dan Mg++ masuk ke dalam sistem air pendingin. Dengan ini suplai Ca++ dan Mg++ masuk ke dalam sistem.

 

Korosi Pada Boiler

a. Bentuk Korosi Pada Boiler

Dalam bab ini akan diuraikan berbagai bentuk korosi yang terdapat pada boiler. Korosi dapat terjadidi sisi air dan di sisi gas asap bahan. Yang di maksud dengan korosi adalah penyentuhan yang tidak disukai pada bahan oleh pengaruh kimia dipermukaannya. Korosi di sisi air dapat di cegah dengan penanganan air secara baik, sedangkan korosi di sisi gas lebih rumit. Pencegahannya terutama terletak di bidang konstruksi, dalam arti kata dalam bentuk boiler, pola pemipaan, letak pemanas lanjut, pengaturan suhu pendingin gas asap, dan sebagainya. Rancangan boiler masa kini terutama di tunjukkan pada pencegahan korosi di sisi gas asap.
Terkecuali logam mulia emas, perak dan platina logam terdapat dalam alam sebagai oksida, dalam arti kata bersenyawa dengan zat asam. Pengolahan logam murni untuk penerapan praktis terjadi melalui proses reduksi sebagai berikut :

MeO + R ® Me + RO

MeO adalah oksida logam, R sarana reduksi, Me logam dan RO oksida sarana reduksi. Misalnya reduksi Fe2O3dengan CO, seperti berlangsung dalam dapur tinggi adalah sebagai berikut :

Fe2 O3 + 3CO ® 2Fe + 3CO2

Walaupun kebanyakan logam tidak dalam bentuk murnimnya tetapi di terapkan sebagai paduan, logam akan mencoba kembali ke bentuk asalnya yaitu oksida. Karena itu oksida dianggap sebagai gejala alami. Pemberantasannya setiap tahun membutuhkan biaya yang sangat besar untuk perbaikan dan sarana pemberantasan di satu pihak dan rugi bahan di lain pihak.

Korosi dapat di bagi dalam arti manifestasinya, yaitu :

1. Penyentuhan di seluruh permukaan.
2. Penyentuhan setempat (pembentukan kubangan, lekukan).
3. Garis antar kristal, yaitu penyentuhan di batas-batas kristal pada atau dekat bawah permukaan.

Bagian lain adalah menurut mekanisme korosi :

1. Korosi kimia murni.
2. Koroso elektro kimia

 

b. Penyebab Korosi Pada Boiler

1. Pengkorosian disebabkan oleh air boiler

Korosi akan terjadi pada bagian dimana air di uapkan secara terus-menerus bila corong asap di atas ruang pembakaran dan menunjukkan pipa air menuju ruang pembakaran, saat beberapa korosi terjadi segera atasi dengan reaksi kimia, ketika reaksi berlangsung cepat maka korosi terjadi tidak sampai mengakar. Jika, bagaimanapun melakukan pencucian dengan reaksi kimia akan memperlambat terjadinya korosi. Beberapa penyebab terjadinya korosi adalah kelalaian dalam blow off, tidak bersihnya pembersihan dalam boiler, tidak cukupnya sirkulasi air boiler dan pemakaian berlebihan.

2. Korosi yang di sebabkan oleh zat-zat lain

a. Reaksi gas dalam air boiler

Besi berkarat atau berkorosi akibat terendam dalam air atau suhu yang tinggi dan pemakaian bahan yang mudah korosif. Dalam kasus ini terkandungnya oksigen dalam penyediaan air sangat bagus untuk pengubangan atau pelubangan, kejadian ini bagian dalam ruangan uap dimana kurangnya pergantian air, jalannya air dari drum boiler dan pipa-pipa, pipa air dan economiser. Asam karbon hasil dari karbon dioxida ketika pelarutan dalam air dan bereaksi dengan besi untuk menghasilkan karbon besi. Karbon besi bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan oksida besi kedua. Sejak proses reaksi ini berlangsung di mana karbon dioksida terbebaskan, dengan demikian mempercepat siklus pengkorosian lainnya.

b. Korosi oleh alam

Satu bagian dari pengubangan atau pelubangan, perluasan area pengkorosian di sebabkan oleh terpisahnya asam-asam dalam air boiler dan terpisahnya asam besar/gemuk dari binatang atau tanaman tenunan dalam air boiler.

c. Korosi oleh garam

Korosi magnesium klorida pada boiler terjadi sampai berakar. Keadian ini karena terpisahnya hasil asam hidroklorik dalam air boiler dan ini tidak berhenti dalam pelubangan tapi berhenti dalam bentuk karat skala ikan melakukan perluasan, dimana sering terjadi dalam bagian-bagian menunjukkan untuk kuatnya panas dimana gelembung-gelembung udara sukar untuk di lepaskan.

d. Korosi oleh uap panas yang nerlebihan.

Uap adalah pemisah dalam hidrogen dan oksigen ketika suhu dari permukaan baja naik menjadi 400 degrees centrigrade atau lebih tinggi. Oksigen adalah pengkorosi bagian penampang baja.

 

Pertanyaan Seputar Boiler

Apa itu boiler dan cara kerjanya?

Ketel uap atau boiler adalah alat konversi energi yang mengubah air menjadi uap dengan cara pemanasan. Panas yang dibutuhkan air untuk penguapan tersebut diperoleh dari pembakaran bahan bakar pada ruang bakar ketel uap.

Apa fungsi dari boiler?

Penggunaan boiler atau ketel uap pada berbagai sektor industri manufaktur memegang peranan yang penting dalam penyempurnaan proses produksi untuk mengalirkan panas dalam bentuk energi kalor ke suatu proses.

Apa yg dimaksud dengan boiler?

Boiler merupakan salah satu dari beberapa pesawat bantu yang ada di kapal. Fungsi Boiler adalah sebuah bejana tertutup, yang dapat membentuk uap dengan tekanan lebih dari 1 atmosfir, yaitu dengan jalan memanaskan air ketel yang ada di dalamnya dengan gas-gas steam dari hasil pembakaran.

Boiler terdiri dari apa saja?

Boiler terdiri dari 2 komponen utama, yaitu : 1. Furnace (ruang bakar) sebagai alat untuk mengubah energi kimia menjadi energi panas. 2. Steam Drum yang mengubah energi pembakaran (energi panas) menjadi energi potensial steam (energi panas).

Apa itu boiler di pabrik?

Dalam sektor industri, boiler atau ketel uap adalah bejana atau tangki tertutup yang di dalamnya berisi air untuk dipanaskan.

Suhu steam berapa?

Suhu steam milk lebih baik di antara 50-60° celcius, karena pada suhu tersebut biasanya susu sudah selesai di steam dan siap untuk dituangkan ke espresso.

Apa arti boiler satu kali air?

Artinya, setiap molekul air hanya melewati alur pipa-pipa boiler satu kali saja. Konsep ini tentu sangat meningkatkan efisiensi boiler karena tidak lagi membutuhkan steam drum, sehingga tidak perlu tambahan pompa sirkulasi boiler (Boiler Water Circulation Pump; baca artikel berikut).

Industri apa saja yang menggunakan boiler?

Selain untuk industri CPO, boiler banyak digunakan pada pabrik gula, pabrik makanan dan minuman, pabrik karet, serta pabrik farmasi.

Apa itu boiler di mesin kopi?

Boiler pada mesin espresso digunakan untuk menampung air yang nantinya akan dialirkan ke group head dan steam. Group head adalah bagian untuk menghasilkan espresso, dan steam adalah bagian untuk texturing milk (membuat susu menjadi kental, biasanya untuk minuman cappucino atau latte).

Apakah boiler sama dengan ketel uap?

Boiler atau ketel uap adalah suatu alat berbentuk bejana tertutup yang digunakan untuk memproduksi steam/uap. Steam diperoleh dengan memanaskan air yang berada didalam bejana dengan bahan bakar. Boiler mengubah energi-energi kimia menjadi bentuk energi yang lain untuk menghasilkan kerja.

Apa fungsi boiler di PLTU?

Boiler adalah peralatan utama pada pembangkit listrik tenaga uap. Fungsi utamanya yaitu mengubah air dari fasa cair menjadi fasa uap. Uap dengan tekanan dan temperature tertentu digunakan untuk menggerakan turbin.

Apa fungsi dari boiler di kapal?

Auxilary Boiler (ketel uap bantu) merupakan mesin yang digunakan untuk memproduksiuap bertekanan yang sangat dibutuhkan di kapal, diantaranya untuk pemanas bahan bakar,minyak lumas, dan pemanas air untuk akomodasi maupun permesinan.

Apa yang Harus Diperhatikan dalam penjagaan boiler?

Main steam temperature harus selalu dikontrol. Kondisi pembakaran harus balance firing/diatur sesuai formasinya. Thermocouple keluar superheater harus dimonitor. Gas temperatur masuk daerah superheater harus dibatasi selama start up sampai kondisi unit normal operasi.