Makalah tentang Solid Fuel Boiler
BAB 1
BOILER
1.1.
PENGERTIAN BOILER
Boiler atau ketel uap adalah bejana tertutup dimana panas pembakaran dialirkan ke air
sampai terbentuk air panas atau steam. Air panas atau steam pada tekanan tertentu kemudian
digunakan untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Air adalah media yang berguna dan
murah untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Jika air dididihkan sampai menjadi steam,
volumnya akan meningkat sekitar 1.600 kali, menghasilkan tenaga yang menyerupai bubuk
mesiu yang mudah meledak, sehingga boiler merupakan peralatan yang harus dikelola dan
dijaga dengan sangat baik.
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 system
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. Air yang disuplai ke boiler untuk dirubah menjadi steam
disebut air umpan. Dua sumber air umpan adalah: (1) Kondensat atau steam yang
mengembun yang kembali dari proses dan (2) Air makeup (air baku yang sudah diolah) yang
harus diumpankan dari luar ruang boiler dan plant proses. Untuk mendapatkan efisiensi
boiler yang lebih tinggi, digunakan economizer untuk memanaskan awal air umpan
menggunakan limbah panas pada gas buang.
1.2.
Komponen Boiler
A. Evaporator
Evaporator adalah sebuah alat yang berfungsi untuk memanaskan air hingga
berubah menjadi uap jenuh, evaporator terdiri atas pipa-pipa air yang disusun dengan
jarak sempit agar penyerapan kalor setinggi mungkin. Pipa-pipa tersebut adalah pipa
evaporator yang berfungsi sebagai pipa penguapan yaitu merubah air menjadi uap, pipa
evaporator terletak disepanjang dinding ketel mengelilingi alat pembakar (Furnace).
Air masuk ketel melewati pipa pengatur turun (down corner) kemudian mengisi
pipa evaporator dan mengalami pemanasan oleh pembakaran bahan bakar dan air akan
mendidih lalu menuju Drum ketel oleh separator dilakukan proses pemisahan antara uap
dan air. Air yang tersisa akan disirkulasikan kembali ke pipa evaporator untuk
dipanaskan kembali. Selanjutnya uap tersebut akan dialirkan ke superheater untuk
dipanaskan lebih lanjut.
B. Pemanas Lanjut (superheater)
Pemanas lanjut atau superheater (super = lebih, heater = pemanas) ialah alat
untuk memanaskan uap basah dari boiler menjadi uap yang dipanaskan lanjut. Uap yang
dipanaskan lanjut bila digunakan untuk melakukan kerja dengan jalan ekspansi di dalam
turbin tidak akan segera mengembun, sehingga mengurangi kemungkinan timbulnya
bahaya yang disebabkan terjadinya pukulan balik atau back stroke yang diakibatkan
mengembunnya uap sebelum pada waktunya sehingga menimbulkan vakum di tempat
yang tidak semestinya pada daerah ekspansi.
C. Ekonomiser
Gas buang setelah meninggalkan superheater, temperaturnya masih cukup tinggi
sehingga akan merupakan kerugian panas yang besar bila gas tersebut langsung dibuang
lewat cerobong. Gas buang yang masih panas ini dapat dimanfaatkan untuk memanasi air
terlebih dahulu sebelum dimasukkan ke dalam drum ketel, sehingga air dalam keadaan
panas. Air yang dalam keadaan panas pada saat masuk kedalam drum, dinding drum
ketel tidak mengerut sehingga drum ketel dapat lebih awet. Keuntungan lainnya adalah
dengan air yang telah dalam keadaan panas masuk ke dalam drum ketel tersebut untuk
menguapkannya di dalam furnace hanya sedikit saja dibutuhkan panas. Sehingga dengan
demikian untuk menguapkan air di dalam furnace hanya dibutuhkan sedikit bahan bakar,
sehingga pemakaian bahan bakar menjadi lebih hemat atau dengan kata lain biaya
operasi menjadi lebih ekonomis.
D. Air Heater
Air heater adalah pemanas udara pendahuluan sebelum dimasukkan kedalam
ruang bakar, sebagai pemanas digunakan gas-gas sisa hasil pembakaran sebelum dibuang
ke atmosfer. Pemanasan udara pendahuluan sebelum dimasukkan ke ruang bakar berarti
mengurangi kebutuhan untuk menaikkan temperatur udara di dalam ruang bakar,
manfaat lain dengan memanaskan udara pembakaran terlebih dahulu adalah agar dapat
mempercepat penguapan air yang terkandung dalam bahan bakar.
1.3.
Prinsip Kerja Boiler
Prinsip 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.
1.4.
Jenis-jenis boiler
Boiler dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
1) Berdasarkan fluida yang mengalir dalam pipa, maka boiler diklasifikasikan sebagai
berikut:
a) Fire Tube Boiler
Pada fire tube boiler, gas panas melewati pipa-pipa dan air umpan boiler ada didalam
shell untuk dirubah menjadi steam. Fire tube boilers biasanya digunakan untuk kapasitas
steam yang relative kecil dengan tekanan steam rendah sampai sedang. Sebagai pedoman, fire
tube boilers kompetitif untuk kecepatan steam sampai 12.000 kg/jam dengan tekanan sampai
18 kg/cm2. Fire tube boilers dapat menggunakan bahan bakar minyak bakar, gas atau bahan
bakar padat dalam operasinya. Untuk alasan ekonomis, sebagian besar fire tube boilers
dikonstruksi sebagai “paket” boiler (dirakit oleh pabrik) untuk semua bahan bakar.
b) Water Tube Boiler
Pada water tube boiler, air umpan boiler mengalir melalui pipa-pipa masuk
kedalam drum. Air yang tersirkulasi dipanaskan oleh gas pembakar membentuk steam
pada daerah uap dalam drum.Boiler ini dipilih jika kebutuhan steam dan tekanan
steam sangat tinggi seperti pada kasus boiler untuk pembangkit tenaga.Water tube
boiler yang sangat modern dirancang
dengan kapasitas steam antara 4.500 – 12.000kg/jam, dengan tekanan sangat tinggi.
Banyak water tube boilers yang dikonstruksi secara paket jika digunakan bahan bakar
minyak bakar dan gas. Untuk water tube yang menggunakan bahan bakar padat, tidak
umum dirancang secara paket.
Gambar . Diagram Sederhana Water
Tube Boiler
Karakteristik water tube boilers sebagai berikut:
Forced, induced dan balanced draft membantu untuk meningkatkan
efisiensi eembakaran
Kurang toleran terhadae kualitas air yang dihasilkan dari elant
eengolahan air.
Memungkinkan untuk tingkat efisiensi eanas yang lebih tinggi.
Berdasarkan pemakaiannya boiler dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
Boiler stasioner atau boiler tetap
Yang dimaksud boiler stasioner yaitu boiler yang didudukan pada pondasi tetap
seperti boiler untuk pembangkit tenaga listrik, untuk industry, dan sebagainya.
Boiler mobile atau disebut juga boiler portable
Yang dimaksud boiler mobile adalah boiler yang dipasang pada pondasi yang
dapat berpindah-pindah seperti boiler lokomotif, boiler panjang, boiler pada
kapal, dan sebagainya.
Berdasarkan letak dapur (furnace position), boiler diklasifikasikan sebagai berikut:
Boiler dengan pembakaran di dalam (internal fired steam boiler)
Dalam hal ini dapur berada (pembakaran terjadi) di bagian dalam boiler.
Kebanyakan boiler pipa api memakai sistem ini.
Boiler dengan pembakaran di luar (outernally fired steam boiler)
Dalam hal ini dapur berada (pembakaran terjadi) di bagian luar boiler,
kebanyakan boiler pipa air memakai sistem ini.
Menurut jumlah lorong (boiler tube), boiler diklasifikasikan sebagai berikut:
Boiler dengan lorong tunggal (single tube steam boiler)
Pada single tube steam boiler hanya terdapat satu lorong saja, baik itu lorong api
atau saluran air saja, seperti Cornish boiler untuk single fire tube boiler dan
simple vertical boiler untuk single water tube boiler.
Boiler dengan lorong ganda (multi tube steam boiler)
Multi fire tube boiler misalnya boiler Scotch dan multi water tube boiler misalnya
boiler B dan W.
Berdasarkan pada poros tutup drum (shell), boiler diklasifikasikan sebagai berikut:
Boiler tegak (vertical steam boiler), seperti boiler Cochran, boiler Clarkson,
dan sebagainya.
Boiler mendatar (horizontal steam boiler), seperti boiler Cornish, Lancashire,
Scotch, dan sebagainya.
Menurut bentuk dan letak pipa, boiler diklasifikasikan sebagai berikut:
Boiler dengan pipa lurus, bengkok, dan berlekak-lekuk (straight, bent and
sinous tubuler heating surface)
Boiler dengan pipa miring-datar dan miring tegak
Menurut sistem peredaran air, boiler diklasifikasikan sebagai berikut:
Boiler dengan peredaran secara natural
Pada boiler dengan peredaran secara natural, air dalam boiler beredar/bersirkulasi
secara alami, yaitu air yang ringan naik sedangkan air yang berat turun sehingga
terjadilah aliran konveksi alami. Umumnya boiler beroperasi secara alami seperti
boiler Lancashire, Babcock and Wilcox, dan lain-lain.
Boiler dengan peredaran paksa
Pada boiler dengan sirkulasi paksa, aliran paksa diperoleh dari sebuah pompa
sentrifugal yang digerakkan dengan elektrik motor. Sistem aliran paksa biasanya
dipakai pada boiler bertekanan tinggi.
Berdasarkan pada sumber panasnya untuk pembuatan uap, boiler diklasifikasikan
sebagai berikut:
Boiler dengan bahan bakar alami
Boiler dengan dapur listrik
Boiler dengan energi nuklir
BAB 2
SOLID FUEL BOILER
Dengan dikuranginya subsidi BBM secara drastis maka banyak industri beralih dari
penggunaan Bahan bakar cair (bbm). Banyak diantaranya yang memilih boiler dengan bahan
bakar padat sementara boiler dengan bahan bakar minyak sudah jarang digunakan karena
tidak ekonomis lagi.
Boiler berbahan bakar padat mengganti pembakar bahan cair-nya dengan alat
pembakar bahan padat (batubara,kayu,sekam padi dll). Pembakar bahan yang digunakan
disesuaikan dengan, kapasitas pembakaran dan volume ruang pembakaran-nya sehingga
kapasitas boilernya nanti tidak menurun terlalu banyak.
Tipe boiler bahan bakar padat memiliki karakteristik : harga bahan baku
pembakaran relatif lebih murah dibandingkan dengan boiler yangmenggunakan bahan bakar
cair dan listrik. Nilai effisiensi dari tipe ini lebih baik jika dibandingkan dengan boiler tipe
listrik. Cara kerja boiler ini
ialah pemanasan yang terjadi akibat pembakaran
antara percampuran bahan bakar padat (batu bara, baggase, rejected product,sampah
kayu) dengan oksigen dan sumber panas
Kelebihan: Bahan bakar mudah untuk didapatkan dan lebih murah.
Kekurangan: Sisa pembakaran sulit untuk dibersihkan,.
Komponen-komponen solid fuel boiler
kota,
Fumace, merupakan tempat pembakaran bahan bakar. Adapun bagian-bagian dari
fumace adalah refractory, ruang perapian,burner, exhaust for flue gas, charge and
discharge door. Pada praktikum yang dilakukan bagian fumace ini dapat dilihat pada
Steam Drum, merupakan tempat penampungan air panas dan
pembangkitan steam. Steam masih bersifat jenuh (saturated steam). Pada praktikum
yang dilakukan dapat dilihat pada Gambar 6. Selain itu steam drum juga berfungsi
untuk memisahkan uap dan air yang dipisahkan di ruang bakar (fumace), mengatur
kualitas air boiler dengan membuang kotoran-kotaran terlarut di dalam boiler
melalui continuous blowdown, mengatur permukaan air sehingga tidak terjadi
kekurangan saat boiler beroperasi yang dapat menyebabkan overheating pada pipa
boiler. Team drum terdiri darifeed pipe, chemical pipe, sampling pipe, baffle pipe,
separator, scrubber, dryer, dan dry box. Perlu diperhatikan agar level air di dalam
drum tetap dijaga (agar tetap konstan) agar selalu setengah dari tinggi drum sehingga
banyaknya air pengisi yang masuk ke steam drum harus sebanding dengan banyaknya
uap yang meninggalkan drum.
Superheater, merupakan tempat pengeringan steam dan siap dikirim
melalui main steam pipe dan siap untuk mengerakkan turbin uap atau menjalankan
proses industri.
Air Heater, merupakan ruangan pemanas yang digunakan untuk memanaskan udara
luar yang diserap untuk meminimalisai udara yang lembab yang akan masuk ke dalam
tungku pembakaran.
Economizer, merupakan ruangan pemanas yang digunakan untuk memanaskan air
dari air yang terkondensai dari sitem sebelumnya maupun air umpan baru.
Safety Valve, merupakan saluran buang steam jika terjadi keadaan dimana
tekanan steam melebihi kemampuan boiler menahan tekanan steam.
Blowdown Valve, merupakan saluran yang berfungsi membuang endapan yang berada
di dalam pipa steam.
Cara kerja solid fuel boiler
Boiler bekerja dimana panas pembakaran yang dihasilkan dari pembakaran bahan
bakar padat dialirkan ke air sampai terbentuk air panas atau steam. Air panas atau steam pada
tekanan tertentu kemudian digunakan untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Air adalah
media yang berguna dan murah untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Jika air dididihkan
sampai menjadi steam, volumnya akan meningkat sekitar 1.600 kali, menghasilkan tenaga
yang menyerupai bubuk mesiu yang mudah meledak, sehingga boiler merupakan peralatan
yang harus dikelola dan dijaga dengan sangat baik.
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. Air yang disuplai ke boiler untuk diubah menjadi steam
disebut air umpan. Dua sumber air umpan adalah: (1) Kondensat atau steam yang
mengembun yang kembali dari proses dan (2) Air makeup (air baku yang sudah diolah) yang
harus diumpankan dari luar ruang boiler dan plant proses. Untuk mendapatkan efisiensi boiler
yang lebih tinggi, digunakan economizer untuk memanaskan awal air umpan
GAMBAR DAN NAMA BAGIAN BOILER
DAFTAR PUSTAKA
https://boilerindo.wordpress.com/about/kenapa-menggunakan-bahan-bakar-padat/
http://mesinboiler.blogspot.com/2013/08/proses-kerja-fire-tube-boiler-mesin-uap.html
http://revsangmane.blogspot.com/2015/01/jenis-jenis-boiler-berdasarkan-cara.html
http://yantosumedang.blogspot.com/2014/01/cara-kerja-boiler-ketel-uap.html
http://aryandriadi.blogspot.com/2013/01/prinsip-kerja-boiler-ketel-uap.html
http://artikel-teknologi.com/prinsip-kerja-boiler/
http://febrianipurba.blogspot.com/2012/11/laporan-peralatan-industri-boiler.html
http://yudilesmono.blogdetik.com/2011/03/13/boiler/
KATA PENGANTAR
Puji syukur kita panjatkan kehadhirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan
nikmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini.
Makalah ini disusun dengan tujuan untuk mengetahui aplikasi mata kuliah utilitas yang
khususnya pada makalah kami yang membahas tentang“SOLID FUEL BOILER’’.Kami
mengucapkan terima kasih kepada rekan-rekan dan dosen pembimbing yang telah membantu
kami dalam menyusun makalah ini hingga selesai.
Kami meminta maaf jika ada kekurangan dalam makalah ini dan kami memohon kritik
dan sarannya kepada para pembaca agar kami bisa memperbaiki kesalahan dan untuk
mempermudah kami dalam menyusun makalah yang lainnya di masa mendatang.
Makassar,24 Maret 2015
Kelompok 3
BOILER
1.1.
PENGERTIAN BOILER
Boiler atau ketel uap adalah bejana tertutup dimana panas pembakaran dialirkan ke air
sampai terbentuk air panas atau steam. Air panas atau steam pada tekanan tertentu kemudian
digunakan untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Air adalah media yang berguna dan
murah untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Jika air dididihkan sampai menjadi steam,
volumnya akan meningkat sekitar 1.600 kali, menghasilkan tenaga yang menyerupai bubuk
mesiu yang mudah meledak, sehingga boiler merupakan peralatan yang harus dikelola dan
dijaga dengan sangat baik.
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 system
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. Air yang disuplai ke boiler untuk dirubah menjadi steam
disebut air umpan. Dua sumber air umpan adalah: (1) Kondensat atau steam yang
mengembun yang kembali dari proses dan (2) Air makeup (air baku yang sudah diolah) yang
harus diumpankan dari luar ruang boiler dan plant proses. Untuk mendapatkan efisiensi
boiler yang lebih tinggi, digunakan economizer untuk memanaskan awal air umpan
menggunakan limbah panas pada gas buang.
1.2.
Komponen Boiler
A. Evaporator
Evaporator adalah sebuah alat yang berfungsi untuk memanaskan air hingga
berubah menjadi uap jenuh, evaporator terdiri atas pipa-pipa air yang disusun dengan
jarak sempit agar penyerapan kalor setinggi mungkin. Pipa-pipa tersebut adalah pipa
evaporator yang berfungsi sebagai pipa penguapan yaitu merubah air menjadi uap, pipa
evaporator terletak disepanjang dinding ketel mengelilingi alat pembakar (Furnace).
Air masuk ketel melewati pipa pengatur turun (down corner) kemudian mengisi
pipa evaporator dan mengalami pemanasan oleh pembakaran bahan bakar dan air akan
mendidih lalu menuju Drum ketel oleh separator dilakukan proses pemisahan antara uap
dan air. Air yang tersisa akan disirkulasikan kembali ke pipa evaporator untuk
dipanaskan kembali. Selanjutnya uap tersebut akan dialirkan ke superheater untuk
dipanaskan lebih lanjut.
B. Pemanas Lanjut (superheater)
Pemanas lanjut atau superheater (super = lebih, heater = pemanas) ialah alat
untuk memanaskan uap basah dari boiler menjadi uap yang dipanaskan lanjut. Uap yang
dipanaskan lanjut bila digunakan untuk melakukan kerja dengan jalan ekspansi di dalam
turbin tidak akan segera mengembun, sehingga mengurangi kemungkinan timbulnya
bahaya yang disebabkan terjadinya pukulan balik atau back stroke yang diakibatkan
mengembunnya uap sebelum pada waktunya sehingga menimbulkan vakum di tempat
yang tidak semestinya pada daerah ekspansi.
C. Ekonomiser
Gas buang setelah meninggalkan superheater, temperaturnya masih cukup tinggi
sehingga akan merupakan kerugian panas yang besar bila gas tersebut langsung dibuang
lewat cerobong. Gas buang yang masih panas ini dapat dimanfaatkan untuk memanasi air
terlebih dahulu sebelum dimasukkan ke dalam drum ketel, sehingga air dalam keadaan
panas. Air yang dalam keadaan panas pada saat masuk kedalam drum, dinding drum
ketel tidak mengerut sehingga drum ketel dapat lebih awet. Keuntungan lainnya adalah
dengan air yang telah dalam keadaan panas masuk ke dalam drum ketel tersebut untuk
menguapkannya di dalam furnace hanya sedikit saja dibutuhkan panas. Sehingga dengan
demikian untuk menguapkan air di dalam furnace hanya dibutuhkan sedikit bahan bakar,
sehingga pemakaian bahan bakar menjadi lebih hemat atau dengan kata lain biaya
operasi menjadi lebih ekonomis.
D. Air Heater
Air heater adalah pemanas udara pendahuluan sebelum dimasukkan kedalam
ruang bakar, sebagai pemanas digunakan gas-gas sisa hasil pembakaran sebelum dibuang
ke atmosfer. Pemanasan udara pendahuluan sebelum dimasukkan ke ruang bakar berarti
mengurangi kebutuhan untuk menaikkan temperatur udara di dalam ruang bakar,
manfaat lain dengan memanaskan udara pembakaran terlebih dahulu adalah agar dapat
mempercepat penguapan air yang terkandung dalam bahan bakar.
1.3.
Prinsip Kerja Boiler
Prinsip 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.
1.4.
Jenis-jenis boiler
Boiler dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
1) Berdasarkan fluida yang mengalir dalam pipa, maka boiler diklasifikasikan sebagai
berikut:
a) Fire Tube Boiler
Pada fire tube boiler, gas panas melewati pipa-pipa dan air umpan boiler ada didalam
shell untuk dirubah menjadi steam. Fire tube boilers biasanya digunakan untuk kapasitas
steam yang relative kecil dengan tekanan steam rendah sampai sedang. Sebagai pedoman, fire
tube boilers kompetitif untuk kecepatan steam sampai 12.000 kg/jam dengan tekanan sampai
18 kg/cm2. Fire tube boilers dapat menggunakan bahan bakar minyak bakar, gas atau bahan
bakar padat dalam operasinya. Untuk alasan ekonomis, sebagian besar fire tube boilers
dikonstruksi sebagai “paket” boiler (dirakit oleh pabrik) untuk semua bahan bakar.
b) Water Tube Boiler
Pada water tube boiler, air umpan boiler mengalir melalui pipa-pipa masuk
kedalam drum. Air yang tersirkulasi dipanaskan oleh gas pembakar membentuk steam
pada daerah uap dalam drum.Boiler ini dipilih jika kebutuhan steam dan tekanan
steam sangat tinggi seperti pada kasus boiler untuk pembangkit tenaga.Water tube
boiler yang sangat modern dirancang
dengan kapasitas steam antara 4.500 – 12.000kg/jam, dengan tekanan sangat tinggi.
Banyak water tube boilers yang dikonstruksi secara paket jika digunakan bahan bakar
minyak bakar dan gas. Untuk water tube yang menggunakan bahan bakar padat, tidak
umum dirancang secara paket.
Gambar . Diagram Sederhana Water
Tube Boiler
Karakteristik water tube boilers sebagai berikut:
Forced, induced dan balanced draft membantu untuk meningkatkan
efisiensi eembakaran
Kurang toleran terhadae kualitas air yang dihasilkan dari elant
eengolahan air.
Memungkinkan untuk tingkat efisiensi eanas yang lebih tinggi.
Berdasarkan pemakaiannya boiler dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
Boiler stasioner atau boiler tetap
Yang dimaksud boiler stasioner yaitu boiler yang didudukan pada pondasi tetap
seperti boiler untuk pembangkit tenaga listrik, untuk industry, dan sebagainya.
Boiler mobile atau disebut juga boiler portable
Yang dimaksud boiler mobile adalah boiler yang dipasang pada pondasi yang
dapat berpindah-pindah seperti boiler lokomotif, boiler panjang, boiler pada
kapal, dan sebagainya.
Berdasarkan letak dapur (furnace position), boiler diklasifikasikan sebagai berikut:
Boiler dengan pembakaran di dalam (internal fired steam boiler)
Dalam hal ini dapur berada (pembakaran terjadi) di bagian dalam boiler.
Kebanyakan boiler pipa api memakai sistem ini.
Boiler dengan pembakaran di luar (outernally fired steam boiler)
Dalam hal ini dapur berada (pembakaran terjadi) di bagian luar boiler,
kebanyakan boiler pipa air memakai sistem ini.
Menurut jumlah lorong (boiler tube), boiler diklasifikasikan sebagai berikut:
Boiler dengan lorong tunggal (single tube steam boiler)
Pada single tube steam boiler hanya terdapat satu lorong saja, baik itu lorong api
atau saluran air saja, seperti Cornish boiler untuk single fire tube boiler dan
simple vertical boiler untuk single water tube boiler.
Boiler dengan lorong ganda (multi tube steam boiler)
Multi fire tube boiler misalnya boiler Scotch dan multi water tube boiler misalnya
boiler B dan W.
Berdasarkan pada poros tutup drum (shell), boiler diklasifikasikan sebagai berikut:
Boiler tegak (vertical steam boiler), seperti boiler Cochran, boiler Clarkson,
dan sebagainya.
Boiler mendatar (horizontal steam boiler), seperti boiler Cornish, Lancashire,
Scotch, dan sebagainya.
Menurut bentuk dan letak pipa, boiler diklasifikasikan sebagai berikut:
Boiler dengan pipa lurus, bengkok, dan berlekak-lekuk (straight, bent and
sinous tubuler heating surface)
Boiler dengan pipa miring-datar dan miring tegak
Menurut sistem peredaran air, boiler diklasifikasikan sebagai berikut:
Boiler dengan peredaran secara natural
Pada boiler dengan peredaran secara natural, air dalam boiler beredar/bersirkulasi
secara alami, yaitu air yang ringan naik sedangkan air yang berat turun sehingga
terjadilah aliran konveksi alami. Umumnya boiler beroperasi secara alami seperti
boiler Lancashire, Babcock and Wilcox, dan lain-lain.
Boiler dengan peredaran paksa
Pada boiler dengan sirkulasi paksa, aliran paksa diperoleh dari sebuah pompa
sentrifugal yang digerakkan dengan elektrik motor. Sistem aliran paksa biasanya
dipakai pada boiler bertekanan tinggi.
Berdasarkan pada sumber panasnya untuk pembuatan uap, boiler diklasifikasikan
sebagai berikut:
Boiler dengan bahan bakar alami
Boiler dengan dapur listrik
Boiler dengan energi nuklir
BAB 2
SOLID FUEL BOILER
Dengan dikuranginya subsidi BBM secara drastis maka banyak industri beralih dari
penggunaan Bahan bakar cair (bbm). Banyak diantaranya yang memilih boiler dengan bahan
bakar padat sementara boiler dengan bahan bakar minyak sudah jarang digunakan karena
tidak ekonomis lagi.
Boiler berbahan bakar padat mengganti pembakar bahan cair-nya dengan alat
pembakar bahan padat (batubara,kayu,sekam padi dll). Pembakar bahan yang digunakan
disesuaikan dengan, kapasitas pembakaran dan volume ruang pembakaran-nya sehingga
kapasitas boilernya nanti tidak menurun terlalu banyak.
Tipe boiler bahan bakar padat memiliki karakteristik : harga bahan baku
pembakaran relatif lebih murah dibandingkan dengan boiler yangmenggunakan bahan bakar
cair dan listrik. Nilai effisiensi dari tipe ini lebih baik jika dibandingkan dengan boiler tipe
listrik. Cara kerja boiler ini
ialah pemanasan yang terjadi akibat pembakaran
antara percampuran bahan bakar padat (batu bara, baggase, rejected product,sampah
kayu) dengan oksigen dan sumber panas
Kelebihan: Bahan bakar mudah untuk didapatkan dan lebih murah.
Kekurangan: Sisa pembakaran sulit untuk dibersihkan,.
Komponen-komponen solid fuel boiler
kota,
Fumace, merupakan tempat pembakaran bahan bakar. Adapun bagian-bagian dari
fumace adalah refractory, ruang perapian,burner, exhaust for flue gas, charge and
discharge door. Pada praktikum yang dilakukan bagian fumace ini dapat dilihat pada
Steam Drum, merupakan tempat penampungan air panas dan
pembangkitan steam. Steam masih bersifat jenuh (saturated steam). Pada praktikum
yang dilakukan dapat dilihat pada Gambar 6. Selain itu steam drum juga berfungsi
untuk memisahkan uap dan air yang dipisahkan di ruang bakar (fumace), mengatur
kualitas air boiler dengan membuang kotoran-kotaran terlarut di dalam boiler
melalui continuous blowdown, mengatur permukaan air sehingga tidak terjadi
kekurangan saat boiler beroperasi yang dapat menyebabkan overheating pada pipa
boiler. Team drum terdiri darifeed pipe, chemical pipe, sampling pipe, baffle pipe,
separator, scrubber, dryer, dan dry box. Perlu diperhatikan agar level air di dalam
drum tetap dijaga (agar tetap konstan) agar selalu setengah dari tinggi drum sehingga
banyaknya air pengisi yang masuk ke steam drum harus sebanding dengan banyaknya
uap yang meninggalkan drum.
Superheater, merupakan tempat pengeringan steam dan siap dikirim
melalui main steam pipe dan siap untuk mengerakkan turbin uap atau menjalankan
proses industri.
Air Heater, merupakan ruangan pemanas yang digunakan untuk memanaskan udara
luar yang diserap untuk meminimalisai udara yang lembab yang akan masuk ke dalam
tungku pembakaran.
Economizer, merupakan ruangan pemanas yang digunakan untuk memanaskan air
dari air yang terkondensai dari sitem sebelumnya maupun air umpan baru.
Safety Valve, merupakan saluran buang steam jika terjadi keadaan dimana
tekanan steam melebihi kemampuan boiler menahan tekanan steam.
Blowdown Valve, merupakan saluran yang berfungsi membuang endapan yang berada
di dalam pipa steam.
Cara kerja solid fuel boiler
Boiler bekerja dimana panas pembakaran yang dihasilkan dari pembakaran bahan
bakar padat dialirkan ke air sampai terbentuk air panas atau steam. Air panas atau steam pada
tekanan tertentu kemudian digunakan untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Air adalah
media yang berguna dan murah untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Jika air dididihkan
sampai menjadi steam, volumnya akan meningkat sekitar 1.600 kali, menghasilkan tenaga
yang menyerupai bubuk mesiu yang mudah meledak, sehingga boiler merupakan peralatan
yang harus dikelola dan dijaga dengan sangat baik.
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. Air yang disuplai ke boiler untuk diubah menjadi steam
disebut air umpan. Dua sumber air umpan adalah: (1) Kondensat atau steam yang
mengembun yang kembali dari proses dan (2) Air makeup (air baku yang sudah diolah) yang
harus diumpankan dari luar ruang boiler dan plant proses. Untuk mendapatkan efisiensi boiler
yang lebih tinggi, digunakan economizer untuk memanaskan awal air umpan
GAMBAR DAN NAMA BAGIAN BOILER
DAFTAR PUSTAKA
https://boilerindo.wordpress.com/about/kenapa-menggunakan-bahan-bakar-padat/
http://mesinboiler.blogspot.com/2013/08/proses-kerja-fire-tube-boiler-mesin-uap.html
http://revsangmane.blogspot.com/2015/01/jenis-jenis-boiler-berdasarkan-cara.html
http://yantosumedang.blogspot.com/2014/01/cara-kerja-boiler-ketel-uap.html
http://aryandriadi.blogspot.com/2013/01/prinsip-kerja-boiler-ketel-uap.html
http://artikel-teknologi.com/prinsip-kerja-boiler/
http://febrianipurba.blogspot.com/2012/11/laporan-peralatan-industri-boiler.html
http://yudilesmono.blogdetik.com/2011/03/13/boiler/
KATA PENGANTAR
Puji syukur kita panjatkan kehadhirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan
nikmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini.
Makalah ini disusun dengan tujuan untuk mengetahui aplikasi mata kuliah utilitas yang
khususnya pada makalah kami yang membahas tentang“SOLID FUEL BOILER’’.Kami
mengucapkan terima kasih kepada rekan-rekan dan dosen pembimbing yang telah membantu
kami dalam menyusun makalah ini hingga selesai.
Kami meminta maaf jika ada kekurangan dalam makalah ini dan kami memohon kritik
dan sarannya kepada para pembaca agar kami bisa memperbaiki kesalahan dan untuk
mempermudah kami dalam menyusun makalah yang lainnya di masa mendatang.
Makassar,24 Maret 2015
Kelompok 3