30 Gambar 2.6 Ketel dengan peredaran paksa
2.2.1.6 Berdasarkan Jenis Bahan bakar
Berdasarkanjenis bahan bakar yang digunakan,maka keteldapatdiklasifikasikan sebagai berikut:
a. Ketel uapdengan bahan bakar padat batu bara, cangkang, serabut, kayu, dan
lain-lain b.
Ketel uap dengan bahan bakar cair minyak bumi, bensin, solar, dan lain-lain c.
Ketel uapdengan bahan bakar gas gas alam,gas bumi, dan lain-lain d.
Ketel uap dengan bahan bakar nuklir uranium
2.2.1.7 Berdasarkan Tekanan Kerja Ketel Berdasarkan tekanan, ketel uap dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
a. Ketel tekanan rendah, dibawah 5 kgcm
2
b. Ketel tekanan menengah,antara 5 : 30 kgcm
2
c. Ketel tekanan tinggi, antara 30 : 325 kgcm
2
2.2.1.8 Berdasarkan Kapasitas Uap Berdasarkan kapasitasuap yangdihasilkan, ketel uap dapat
diklasifikasikansebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
31
a. Ketel uap dengan kapasitas uap rendah dibawah 10 ton uapjam
b. Ketel uap dengan kapasitas uap sedang 10: 60 ton uapjam
c. Ketel uap dengan kapasitas uap besar diatas 60 ton uapjam
2.2.2 Bagian-bagian UtamaKetel Uap Ketel uap terdiri dari beberapa komponen, dimana antara komponen yang
satu dengan yang lainnya mempunyai fungsi yang berbeda tetapi saling bergantung satu dengan lainnya.
2.2.2.1 Ruang Bakar Ruang bakar merupakan suatu tempat terjadinya pembakaran bahan
bakar.Dalam proses pembakarandibutuhkanudara yang cukup untuk menjamintercapainyapembakaran yangsempurna.Dimensi ruang
bakardidesainsedemikian rupa sehingga panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar dapat digunakan seefisien mungkin.
2.2.2.2 Drum Ketel Uap Drum ketel uap merupakan suatu media penampungan air dan uap yang
disirkulasikan oleh pipa-pipa watelwall. Dua pertiga dari drum berisi air pada kondisi kerja boiler. Air dan uap dipisahkan oleh suatu alat yaitu separator yang
terdapat di dalam drum tersebut. Pada suatu instalasi ketel uap, boiler terdiriatas dua unit yaitu drum atasdan drum bawah.
2.2.2.3 Pipa Waterwall Komponen yang paing penting dari ruang bakar ketel uap adalah pipa
waterwall, dimana panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar diserap pipa waterwall, sehkigga air yang terdapat pada pipa waterwall mengalami
kenaikan temperatur sehingga berubah menjadi uap.
2.2.2.4 Pipa Backpass
Universitas Sumatera Utara
32
Suatu komponen dari ketel uap yangberfungsi untuk mengatur sirkulasi airdan uap.
2.2.2.5 Pipa Superheater Uap yang masuk ke dalam turbin uap harus tidak mengandung uap air yang
dapat merusak sudu-sudu turbin.Untuk
itulahsebelumuap memasuki
turbinuap,uaptersebut harusdipanaskanpadapipa superheateruntukmendapatkan uappanas lanjutyang tidak mengandung butir-butir air.
2.2.2.6 Cerobong Asap Cerobong asap berfungsi untuk membuang gas asap yang tidak dipakai
lagi ke udara bebas, sehingga akan mengurangi populasi disekitar instalasi ketel uap.
2.2.2.7 Header Headermerupakan suatu media penampung airdanuap yang disirkulasikepipa
waterwall Header pada ketel terdiri dari 4 bagian yaitu:
1. Header depan front header
2. Header belakang rearheader
3. Header samping kiri division wall side header
4. Header samping kanan furnance side header
2.2.3 Bahan Bakar Ketel Uap Bahanbakarfuel adalah segala bahanyang dapat dibakar. Disekeliling kita
banyak terdapat bahan yang dapat dibakar,misalnya kertas,kayu,kain,minyak tanah, minyak makan, dan sebagainya
Bahanbakar yangdapatdigunakan dalam ketel uapdapatdiklasifikasikan: 1.
Bahan bakar padat alaminatural solidfuel,antara lain: a.
Bahan bakar kayu, wood b.
Bahan bakar dari tanahgemukpeat
Universitas Sumatera Utara
33
c. Bahan bakar batu bara coklat lignite
d. Bahan bakar batu bara bituminous bituminous coal
e. Bahan bakar bara antasit anthrasite coal
2. Bahan bakar padat buatan, antara lain
a. Bahan bakar arang kayu, wood charcoal
b. Bahan bakar kokascoke
c. Bahan bakar briketbriguette
d. Bahan bakar tepung batu bara pulverizedcoal
e. Bahan bakar ampasmisalnya,serabut dan cangkangkelapasawit,atauampas
tebu 3.
Bahan bakarcair alami, antara lain: a.
Minyak mentah crude oil 4.
Bahan bakar gasalami, antara lain: a.
Gas methane CH
4
bersamadengan gasethana C
2
H
6
b. Carbon monoksida CO
c. Gas LNG dan LPG
5. Bahan bakar gas buatan, antara lain:
a. Coal gas
b. Produser gas
c. Water gas
d. Mond gas
e. Gas dapur tinggi
2.2.4 Nilai KalorHeating Value Nilai kalor merupakan energi kalor yang dilepaskan bahan bakar pada
waktuterjadinya unsur-unsur kimiayang ada pada bahan bakar tersebut. Nilai kalor pada bahan bakar dapat dibagi menjadi dua yaitu:
1. Nilai kalor bakar tertinggi HHV
Nilai kalor tertinggi atau heating value HHV yang dalam hal ini uapair yang terbentuk darihasilpembakarandicairkanterlebih dahulu,
Universitas Sumatera Utara
34
sehinggapanaspengembunannyaturutdihitungsertadinilai sebagai panas pembakaranyang terbentuk.
2. Nilai kalor Bakar Terendah LHV
Nilai kalor terendah atau lowest heating value LHV, uap air yang terbentuk darihasil pembakaran tidak perludicairkan dahulu, sehinggapanas
pengembunannya tidak ikut serta untuk diperhitungkan sebagai panas pembakaran bahan bakar tersebut
Adapun nilai kalor tertinggi HHV dan terendah LHV menurut Dulog, adalah Culp,1996. h 46
HHV = 33.950 C + 144.200 �H
2 O
2
8
� + 9.400S kJkg 2-2
LH V = HHV - 2.400 H
2
O + 9 H
2
kJkg
2.2.5 Perpindahan Panas pada Ketel Uap Panas yang dihasilkan karena pembakaran bahan bakar dan udara yang
berupa api yang menyala dan gas yang tidak menyala dipindahkan kepada air dan uap melalui bidang yang dipanaskan heating surface dengan tiga cara, yaitu:
1. Cara Pancaran Radiasi
2. Cara Aliran konveksi
3. Cara Rambatan Konduksi
2.2.5.1 Perpindahan Panas Radiasi
Perpindahan panas antara suatu benda ke benda lainnya dengangelombang elekromagnetis tanpa tergantung kepada ada atau tidaknya media atau zat
perantara diantara benda yang menerima pancaran panas tersebut Adapun laju perpindahanpanas yangterjadidapatdihitungdenganpersamaan
Holman. J. P, 1993, h 381 Q =
ε x σ x A x ��ε
g
x T
g 4
� − �α
g
x T
g 4
�� 2-3
dimana: �
= konstanta Stefan-Boltzman = 5,669 x 10
-8
Wm
2
. K
4
Universitas Sumatera Utara
35
A = luas bidang yang menerima pancaran, m
2
�
�
= emisitas gas asap = C
e
x �
c
+ C
w
x �
w
- ∆ �
�
c,
�
w
= emisivitas CO
2
dan H
2
O �
�
= absortivitas gas asap =
�
�
+ �
�
- ∆ �
C
c,
C
w
= factor koreksi CO
2
danH
2
O ∆�, ∆α = factor koreksi CO
2
dan H
2
O �
�
, �
�
= absortivitas CO
2
dan H
2
O T
g
= Temperatur api dan gas asap, K T
w
= Temperatur permukaan, K �
= emisivitas bahan
2.2.5.2 Perpindahan Panas Secara Aliran atau Konveksi
Perpindahanpanas secaraaliran atau konveksiadalahperpindahanpanasyangdilakukanoleh
molekul- molekulsuatufluidacairataupungasyangbergerak.
Adapun laju perpindahan panasyangterjadidapatdihitungdenganpersamaan Holman. J. P, 1993, h 252
Q = h x A x T
g
- T
w
2-4 dimana:
h = koefisien konveksi, Wm
2
K A
= Luas bidang yang dipanasi, m
2
T
g
= Temperatur gas asap, K T
w
= Temperatur permukaan yang dipanasi, K 2.2.5.3
Perpindahan Panas Secara Perambatan atau Konduksi Perpindahan panassecara perambatan ataukonduksi adalah perpindahanpanas
dari suatu bagian benda padat ke bagian lain dari benda yang padat yangsama, atau dari bendapadat yang satukebendapadatyang lain karena
Universitas Sumatera Utara
36
terjadinyapersinggungan fisikkontakfisik atau menempel tanpa terjadinya perpindahanmolekul-molekul dari bendapadat itu sendiri.
Adapun perpindahan panas yang terjadi dapat dihitung dengan persamaan Holman. J. P, 1993, h 26
Q = - kA
∂T ∂x
2-5
dimana: k
= Koefisien konduksi bahan, Wm K A
= Luas permukaan yang dipanasi, m
2
x = Tebal dinding, m
T = Temperatur dinding pipa sebelah luar, K
T
i
= Temperaturdinding pipasebelah dalam, K
BAB III PENETAPAN SPESIFIKASI
Universitas Sumatera Utara
36
terjadinyapersinggungan fisikkontakfisik atau menempel tanpa terjadinya perpindahanmolekul-molekul dari bendapadat itu sendiri.
Adapun perpindahan panas yang terjadi dapat dihitung dengan persamaan Holman. J. P, 1993, h 26
Q = - kA
∂T ∂x
2-5
dimana: k
= Koefisien konduksi bahan, Wm K A
= Luas permukaan yang dipanasi, m
2
x = Tebal dinding, m
T = Temperatur dinding pipa sebelah luar, K
T
i
= Temperaturdinding pipasebelah dalam, K
BAB III PENETAPAN SPESIFIKASI
Universitas Sumatera Utara
37
Pada perancangan ketel uap ini ditetapkan memakai jenis ketel pipa air, dan berbahan bakar minyak residu. Untuk ketel jenis pipa air, air ketel mengalir di
dalam pipa–pipa, sedangkan pemanas air dilakukan oleh gas-gas asap panas yang beredar disekitar pipa-pipa tersebut.
Untuk persyaratan-persyaratan perencanaan harus dipenuhi antara lain: 1.
Harus hemat dalam pemakaian bahan bakar. 2.
Berat ketel relativ kecil dibandingkan dengan kapasitas ketel. 3.
Dapat distart dengan cepat dan dalam waktu singkat telah dapat memproduksi uap.
4. Kerangka konstruksi harus memenuhi syarat-syarat dari Dinas Tenaga Kerja
5. Memenuhi peraturan dan undang-undang uap steam ordonante tahun 1930
3.1 Bahan Bakar
Kategori