Boiler

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang

Steam generator/pesawat pembangkit uap/ketel uap/boiler adalah suatu suatu bejana tertutup yang terbuat dari baja digunakan untuk menghasilkan uap. Atau unit pesawat yang dapat dipakai untuk merubah energi panas dari bahan bakar diberikan kepada air melalui bagian pendidih sehingga terbentuk uap. Untuk menghasilkan uap bertekanan pada boiler diperlukan panas/kalor, panas ini berasal dari proses pembakaran bahan bakar yang terjadi pada ruang bakar. Uap yang dihasilkan oleh ketel uap, dipergunakan sebagai fluida kerja atau sebagai media pemanas untuk berbagai macam keperluan, dari keperluan rumah tangga atau sampai dengan keperluan industri.

Proses ketel uap secara sederhana dapat digambarkan seperti proses memasak air, dimana dalam pemanasan air dibutuhkan sumber energi panas guna memasaknya. Pemanasan diperoleh dari bahan bakar padat, cair, gas ataupun dari tenaga listrik dan tenaga-tenaga lainnya. Proses ketel uap adalah suatu kombinasi dari peralatan-peralatan yang bekerja untuk memproduksi panas dengan media fluida yang diuapkan dengan kapasitas dan tekann serta temperature tertentu, pada umumnya uap tersebut dipergunakan diluar ketel uap.

diperoleh uap panas kering untuk pemanasan tersebut. Selain itu air isian juga perlu penanganan khusus agar dalam proses pembentukan uap tidak menimbulkan efek-efek yang dapat merugikan pada ketel. Keseluruhan proses itu harus dikontrol sehingga pelaksanaan produksi uap terkondisi dan tidak membahayakan bagi operator dan lingkungan sekitarnya.

I.2 Rumusan Masalah

1. Apa yang dimaksud dengan Boiler ? 2. Bagaimana Prinsip kerja Boiler ?

3. Apa saja tipe-tipe dan klasifikasi dari Boiler ? 4. Apa saja bagian-bagian dari Boiler ?

5. Bagaimana sketsa komponen-komponen serta prinsip instrumentasi atau alat ukur pada Boiler ?

6. Bagaimana perawatan umum untuk Boiler ? I.3 Tujuan

Penulisan makalah ini memiliki beberapa tujuan, antara lain :

7. Mengetahui pengertian Boiler

8. Mengetahui dan memahami prinsip kerja dari Boiler 9. Mengetahui tipe-tipe dan klasifikasi dari Boiler 10.Mengetahui komponen-komponen dari Boiler

11.Mengetahui bentuk atau sketsa serta prinsip kerja instrumentasi atau alat ukur pada Boiler

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA II.1 Pengertian Boiler

Boiler adalah suatu perangkat berbentuk becana tertutup yang digunakan untuk memanaskan air sehingga menghasilkan steam (uap), panas dari hasil pembakaran bahan bakar dalam boiler akan ditransferkan ke media air yang mengalir di dalam pipa-pipa, saat suhu air telah mencapai temperatur tertentu maka akan terjadi penguapan. Sehingga dapat kita artikan bahwa boiler merupakan suatu alat yang digunakan untu membuat steam, seperti yang kita ketahui uap dapat digunakan untuk menggerakkan turbin pada pembangkit listrik dan berfungsi sebagai pencaga suhu dalam kolom destilasi minyak bumi.

Pada dasarnya boiler adalah alat yang berfungsi untuk memanaskan air dengan menggunakan panas dari hasil pembakaran bahan bakar, panas hasil pembakaran selanjutnya panas hasil pembakaran dialirkan ke air sehingga menghasilkan steam (uap air yang memiliki temperatur tinggi). Dari pengertian tersebut berarti kita dapat menyimpulkan bahwa boiler berfungsi untuk memproduksi steam (uap) yang dapat digunakan untuk proses/kebutuhan selanjutnya. Seperti yang kita ketahui bahwa steam dapat digunakan untuk menjaga suhu dalam kolom destilasi minyak bumi dan proses evaporasi pada evaporator. Umumnya bakar yang digunakan untuk memanaskan boiler yaitu batu bara, gas, dan bahan bakar minyak. (Anonim,2015)

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 menggunakan limbah panas pada gas buang.

II.2 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. Boiler yang konstruksinya terdiri dari pipa-pipa berisi air disebut dengan water tube boiler.

Pada unit pembangkit, boiler juga biasa disebut dengan steam generator (pembangkit uap) mengingat arti kata boiler hanya pendidih, sementara pada kenyataannya dari boiler dihasilkan uap superheat bertekanan tinggi.

Ditinjau dari bahan bakar yang digunakan, maka PLTU dapat dibedakan menjadi :  PLTU Batubara

 PLTU Minyak  PLTU gas

Jenis PLTU batu bara masih dapat dibedakan berdasarkan proses pembakarannya, yaitu PLTU dengan pembakaran batu bara bubuk (Pulverized Coal / PC Boiler) dan PLTU dengan pembakaran batu bara curah (Circulating Fluidized Bed).

Perbedaan antara PLTU Batu bara dengan PLTU minyak atau gas adalah pada peralatan dan sistem penanganan dan pembakaran bahan bakar serta penanganan limbah abunya. PLTU batubara mempunyai peralatan bantu yang lebih banyak dan lebih kompleks dibanding PLTU minyak atau gas. PLTU gas merupakan PLTU yang paling sederhana peralatan bantunya.

Ditinjau dari tekanan ruang bakar boilernya, PLTU dapat dibedakan menjadi:  PLTU dengan Pressurised Boiler

 PLTU dengan Balanced Draft Boiler  PLTU dengan Vacuum Boiler

Sistem pengaturan tekanan ruang bakar (furnace pressure) biasa disebut draft atau tekanan statik didalam ruang bakar dimana proses pembakaran bahan bakar berlangsung. PLTU dengan pressurised boiler (tekanan ruang bakar positif) digunakan untuk pembakaran bahan bakar minyak atau gas. Tekanan ruang bakar yang positif diakibatkan oleh hembusan udara dari kipas tekan paksa (Forced Draft Fan, FDF). Gas buang keluar dari ruang bakar ke atmosfer karena perbedaan tekanan.

PLTU dengan Balanced Draft Boiler (tekanan berimbang) biasa digunakan untuk pembakaran bahan bakar batubara. Tekanan ruang bakar dibuat sedikit dibawah tekanan atmosfir, biasanya sekitar –10 mmH2O. Tekanan ini dihasilkan dari pengaturan dua buah kipas, yaitu kipas hisap paksa (Induced Draft Fan, IDF) dan kipas tekan paksa (Forced Draft Fan, FDF). FDF berfungsi untuk menyuplai udara pembakaran menuju ruang bakar (furnace) di boiler, sedangkan IDF berfungsi untuk menghisap gas dari ruang bakar dan membuang ke atmosfir melalui cerobong. Sedangkan PLTU dengan vacum boiler tidak dikembangkan lagi, sehingga saat ini tidak ada lagi yang menerapkan PLTU dengan boiler bertekanan negatif. http://hima-tl.ppns.ac.id/ketel-uap-boiler/

II.3.1 Tipe menurut Pipa :

1. FireTube Boiler

Fire Tube Boiler juga sering disebut Boiler Pipa Api. Fire Tube Boiler biasanya digunakan untuk kapasitas steam yang relatif kecil dengan tekanan rendah hingga sedang, itu dikarenakan sesuai dengan karakteristik dari Fire Tube Boiler itu sendiri, yang dimana karakteristinya ialah menghasilkan kapasitas steam dan tekanan rendah. Fire Tube Boiler kompetitif untuk kecepatan steam sampai 12.000 kg/jam dengan tekanan sampai 18 kg/cm2. Fire Tube Boiler dalam operasinya menggunakan bahan bakar minyak bakar, gas atau bahan bakar padat. Sebagian besar Fire tube boiler dirakit oleh pabrik untuk semua bahan bakar.

Cara kerja Fire Tube Boiler cukup mudah dipahami yaitu dikarenakan pada saat proses pengapian yang terjadi di dalam pipa, panas yang dihasilkan dari pengapian tersebut akan dihantarkan langsung kedalam boiler yang berisi air.

Karakteristik:

 Biasanya digunakan untuk kapasitas steam yang relatif kecil (12.000 kg/jam) dengan tekanan rendah sampai sedang (18 kg/cm2).

 Dalam operasinya dapat menggunakan bahan bakar minyak, gas atau bahan bakar padat.

paket boiler (dirakit oleh pabrik) untuk semua bahan bakar. 2. Water Tube Boiler

Water Tube Boiler atau Boiler Pipa Air. Water tube boiler memiliki karakteristik yang hampir sama dengan Fire tube boiler, jika pada Fire tube boiler itu hanya mampu menyimpan tekanan steam rendah sedangkan pada Water tube boiler mampu menghasilkan kapasitas dan tekanan steam yang tinggi. Bukan hanya itu saja karakteristik dari Water tube boiler diantaranya kurang toleran terhadap kualitas air yang dihasilkan dari plant pengolahan air. Water tube boiler dirancang dengan kapasitas steam antara 4.500 – 12.000 kg/jam, dengan tekanan sangat tinggi.

Cara Kerja Water Tube Boiler, 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 didalam air tesebut. Hal ini merupakan faktor utama yang harus diperhatikan terhadap tipe ini.

Karakteristik:

 Tingkat efisiensi panas yang dihasilkan cukup tinggi.

 Kurang toleran terhadap kualitas air yang dihasilkan dari plant pengolahan air. Sehingga air harus dikondisikan terhadap mineral dan kandungan-kandungan lain yang larut dalam air.

seperti pada pembangkit tenaga.

 Kapasitas steam antara 4.500-12.000 kg/jam dengan tekanan sangat tinggi.  Menggunakan bahan bakar minyak dan gas untuk water tube boiler yang

dirakit dari pabrik

 Menggunakan bahan bakar padat untuk water tube boiler yang tidak dirakit di pabrik.

No. Tipe Boiler Keuntungan Kerugian

1 Fire Tube

Proses pemasangan mudah

dan cepat, Tidak

membutuhkan settingkhusus

Tekanan operasi steamterbatas untuk tekanan rendah 18 bar

Investasi awal boiler ini murah

Kapasitas steam relatif kecil (13.5 TPH) jika diabndingkan dengan water tube

Bentuknya lebihcompact dan portable

Tempat pembakarannya sulit dijangkau untuk dibersihkan, diperbaiki, dan diperiksa

kondisinya. Tidak membutuhkan area

yang besar untuk 1 HP boiler

Nilai effisiensinya rendah, karena banyak energi kalor yang terbuang langsung menuju stack 2 Water Tube Kapasitas steam besar

sampai 450 TPH

Proses konstruksi lebih detail Tekanan operasi mencapai

100 bar

Investasi awal relatif lebih mahal

Nilai effisiensinya relatif lebih tinggi dari fire tube boiler

Penanganan air yang masuk ke dalam boiler perlu dijaga, karena lebih sensitif untuk sistem ini, perlu komponen pendukung untuk hal ini

Tungku mudah dijangkau

untuk melakukan

pemeriksaan, pembersihan, dan perbaikan.

Karena mampu menghasilkan kapasitas dan tekanan steam yang lebih besar, maka konstruksinya dibutuhkan area

yang luas

(Rizal,2015) II.3.2 Tipe menurut Bahan Bakar

1. 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.

Karakteristik:

 Harga bahan baku relatif lebih murah dari boiler yang menggunakan bahan bakar cair dan listrik

 Nilai efisiensinya lebih baikdari boiler tipe listrik. 2. Oil Fuel

Tipe 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.

 Harga bahan baku pembakaran paling mahal dibandingkan dengan semua tipe boiler.

 Nilai efisiensinya lebih baik dari boiler berbahan bakar padat dan listrik 3. Gases Fuel

Tipe 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.

Karaketeristik :

 Harga bahan baku pembakaran paling murah dibandingkan semua tipe boiler  Nilai efisiensi lebih baik jika dibandingkan dengan semua tipe boiler

4. Electric

Tipe 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.

Karakteristik :

 Harga bahan baku relatif lebih murah dibandingkan dengan boiler yang menggunakan bahan bakar cair

 Nilai efisiensinya paling rendah dari semua tipe boiler.

No. Tipe Boiler Keuntungan Kerugian

Murah konstruksinya. Sulit mendapatkan bahan baku yang baik.

2 Oil Fuel Sisa pembakaran tidak banyak dan lebih mudah dibersihkan.

Harga bahan baku paling mahal.

Bahan bakunya mudah

didapatkan.

Mahal konstruksinya.

3 Gaseous Fuel Harga bahan bakar paling murah.

Mahal konstruksinya.

Paling baik nilai effisiensinya. Sulit didapatkan bahan bakunya, harus ada jalur distribusi.

4 Electric Paling mudah perawatannya. Paling buruk nilai effisiensinya. Mudah konstruksinya dan

mudah didapatkan sumbernya.

Temperatur pembakaran paling rendah.

(Anonim,2013) II.4 Bagian bagian Boiler

II.4.1 Bagian utama 1. Furnace

Furnace atau juga sering disebut dengan tungku pembakaran adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk pemanasan. Nama itu berasal dari bahasa latin Fornax yang sama artinya dengan oven. Kadang –kadang orang juga menyebut dengan kiln. Proses perpindahan panas pada furnace terjadi dengan tiga cara:

Perpindahan panas secara radiasi, dimana akan terjadi pancaran panas dari api dan akan diserap oleh fluida yang mengalir air didalamnya.

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-molekulair sehingga panas akan menyebar ke setiap aliran air.

2. Membran Wall

Dinding terdiri dari tubes / pipa-pipa yang disatukan oleh membran, oleh karena itu disebut dengan membrane wall. Di dalammembrane wall tersebut mengalir air yang akan dididihkan. Konstruksi tubes / pipa-pipa adalah dari bawah ke atas dimana bagian bawah pipa berisi air yang lebih berat massanya dan diharapkan pada bagian atas sudah menjadi uap melalui proses pembakaran yang mana uap massanya lebih ringan akan naik ke atas secara alamiah.

Membrabe wall mempunyai duaheader pada bagian bawahnya yang berfungsi untuk menyalurkan air dari downcomers. Down comers merupakan pipa yang menghub ungkan steam drumdengan bagian bawah low header. Untuk mencegah penyebaran panas dan untuk meminimalkan kontak sentuh dengan manusia, maka disisi luar darimembrane wall di pasang dinding isolasi yang terbuat dari rockwool wire blanket.

3. Boiler Shell

Boiler shell pada gambar diatas adalah tipe fire tube. Pada fire tube boiler, gas panas melewati pipa-pipa dan air umpan boiler ada didalam shelluntuk dirubah menjadi steam.

Fungsi dari boiler adalah:

· menampung air yang akan dipanaskan pada pipa-pipa penguap (membrane wall) dan menampung uap dari membrane wall dan tube bundle sebelum dialirkan ke pabrik atau ruang produksi.

· Memisahkan uap dan air yang hasil pemanasan di ruang bakar (furnace).

· Mengatur kualitas air, dengan membuang kotoran-kotoran terlarut di dalam boiler melalui continuous blowdown.

 Mengatur level permukaan air sehingga tidak terjadi kekurangan air saat boiler beroperasi, karena jika terjadi kekurangan air dapat menyebabkanoverheating pada pipa.

Level air dari drum harus selalu dijaga agar selalu tetap pada ketinggian yang telah ditetapkan sehingga banyaknya air pengisi yang masuk ke boiler sebanding dengan

banyaknya uap yang meninggalkan boiler agar level air dapat konstan. 4. Economizier

Economizer menyerap panas dari gas hasil pembakaran setelah melewati boiler, untuk memanaskan air pengisi sebelum masuk ke boiler. Panas yang diberikan ke air berupa panas sensible (panas yang menyebabkan kenaikan temperatur tetapi phasa/wujud tidak berubah). Pemanasan air ini dilakukan agar perbedaan temperatur antara air pengisi dan air yang ada dalam boiler tidak terlalu jauh, sehingga tidak terjadi thermal stress (tegangan yang terjadi karena pemanasan) di dalam boiler. Selain itu dengan memanfaatkan gas sisa pembakaran, maka akan meningkatkan efisiensi dari boiler dan proses pembentukan uap lebih cepat. Economizerberupa pipa-pipa air yang dipasang di tempat yang dilalui gas hasil pembakaran.

Perpindahan panas yang terjadi di economizer terjadi dengan arah aliran kedua fluida berlawanan (counter flow). Air pengisi boiler drum mengalir ke atas menuju boiler, sedangkan udara pemanas mengalir ke bawah.

5. Cyclone

Cyclone adalah salah satu pengumpul debuyang menggunakan prinsip gaya sentifugal untuk memisahkan partikel debu dengan udara dengan berdasarkan pada perbedaan massa jenis dari udara dan partikulat.

Komponen pada cyclone terdiri dari :

Silinder vertikal yg berbentuk kerucut (cone)dengan bagian bawah membentuk corong.

Dirty air inlet pada bagian atas. Inner silinder dan clean air outlet.

Dust bin pada bagian bawah untuk menampung partikel debu. Prinsip kerja cyclone adalah sebagai berikut:

Partikel dari flue gas dipisahkan dengan cara membuat suatu gaya sentrifugal. Flue gas yang banyak mengandung partikel debu masuk ke inlet cyclone dan

dan udara menggunakan prinsip perbedaan berat. Partikel debu yg lebih berat dari udara akan turun dan jatuh kedust bin.

Performance cyclone sangat dipengaruhi oleh:

Ukuran partikelnya, karena menurut hukum stroke menyebutkan bahwa diameter partikel berbanding lurus dengan terminal setting velocity sehingga semakin besar ukuran partikel maka efisiensi cyclone akan semakin meningkat. Semakin kecil diameter dari cyclone cone maka semakin tinggi efisiensinya. Semakin besar viskositas maka efisiensi cyclone semakin kecil.

6. Water Storage

Water storage tank adalah alat yang digunakan untuk menampung air dari water softener menuju boiler. Selain menampung air, pemanas awal juga terjadi disini sebelum dipanaskan lagi di economizer. Sumber panas diambil melalui pipa steam injection line dan temperatur didalam water storage tank bisa mencapai lebih dari 1000_{C. Water storage tank juga dilengkapi dengan level gauge untuk melihat level air} di dalam dan dilengkapi juga dengan sensor-sensor. Deaerator merupakan tangki yang berfungsi untuk memisahkan oksigen dari air karena kadar O2 yang terlalu tinggi di air softener dapat menyebabkan korosi pada pipa di boiler dan pipa-pipa pendukung lainnya. Deaerator bekerja berdasarkan sifat dari oksigen yang kelarutannya pada air akan berkurang dengan adanya kenaikan suhu.

7. Coal Bunker

Coal bunker merupakan tempat penyimpanan akhir batubara yang ditampung dalam bunker (silo) sebelum digunakan sebagai bahan bakar. Pada coal bunker diberi alat pendeteksi ketinggian atau level indicator, sehingga apabila coal bunker sudah penuh, maka secara otomatis batubara yang masuk ke coal bunker melalui conveyor akan stop.

8. Hopper

Hopper adalah alat penyimpanan bahan bakarseperti silo namun memiliki diameter yang pada umumnyalebih besar dari silo. Alat penyimpanan ini biasanya terbuat dari carbon steeldimana bagian bawah berbentuk kerucut untukmemperkecil titik pengeluaran batubara yang tepat dibawahnya terdapat konveyor untuk memindahkan dari hopper ke coal bunker.

Conveyor adalah suatu alat yg digunakan untuk memindahkan barang dari satu tempat ke tempat lain. Conveyor biasanya digunakan untuk memindahkan barang yang bersifat kontinyu dan berkesinambungan, dalam hal ini memindahkan barubara dari hopper ke coal bunker. (Samuel,2016)

II.4.2 Alat bantu Boiler

Apendages ketel adalah peralatan ketel yang di gunakan untuk menjamin keselamatan ketel pada waktu beroperasi/bekerja. Apendages ketel sudah ditetapkan oleh Undang-Undang Keselamatan Kerja. Berbagai appendages yang bersinggungan dengan uap tidak boleh menggunakan bahan dari besi tuang karena terlalu rapuh. Appendages adalah suatu alat pengaman yang harus ada pada ketel sehingga ketel dapat beropersai dengan aman.

Adapun alat pengaman pada ketel meliputi : A. Katub pengaman (safety valve)

berfungsi untuk mengamankan ketel dari kelebihan tekanan dari tekanan maksimum yang telah ditentukan, katub pengaman ini pada satu ketel dipasang lebih dari satu. Dalam pasal 11 tersebut dinyatakan pula bahwa suatu ketel uap sekurang-kurangnya dilengakapi dengan 2 katub pengaman. Katub pengaman ini dipasang dibagian atas dari drum ketel (upper drum) dan pada super heater header juga dipasang 1 buah.

B. Gelas Panduga

Gelas penduga berfungsi untuk mengetahui batas permukaan air didalam ketel. Dalam undang-undang atau peraturan-peraturan uap menyebutkan bahwa ketel uap sekurang-kurangnya dipasang 2 buah gelas penduga.

C. Manometer

Manometer ini berfungsi untuk mengetahui / mengukur tekanan uap dari drum ataupun pada super heater header.

D. Kran penguras (blow down valve)

Berfungsi untuk membuang air beserta endapan-endapan yang terjadi pada dasar drum ketel, atau digunakan untuk mengosongkan air pada saat ketel akan over houl. E. Katub induk (Main steam valve)

Katub induk ini berfungsi untuk mengatur bukaan pada saat uap dari ketel akan dialirkan ke steam distributor header

F. Peluit bahaya (alarm)

Alat ini berfungsi untuk memberi tanda apabila ketel kekurangan air (level atau permukaan air pada batas minimum yang telah ditentukan)

G. Lubang lalu orang (Manhole)

Lubang lalu orang ini berfungsi untuk keluar masuknya orang pada saat ketel mengalami perbaikan, pembersihan dan pemeriksaan.

H. Pelat Cap (Name plate)

Dalam undang-undang uap pasal 12 setiap ketel harus mempunyai plat cap sesi empat dengan ukuran 80 x 140 mm. Pada plate cap tersebut harus tertera dengan jelas :

1. Nama pabrik pembuat ketel 2. Tahun pembuatannya

3. Tekanan kerja yang diijinkan 4. Seri nomor

5. Negara tempat pabrik pembuat ketel

(Bambang.2010) II.5 Pengkajian Boiler

Bagian ini menjelaskan evaluasi kinerja boiler, blowdown boiler, dan pengolahan air boiler.

II.5.1 Evaluasi kinerja boiler

Parameter kinerja boiler, seperti efisiensi dan rasio penguapan, berkurang terhadap waktu disebabkan buruknya pembakaran, kotornya permukaan penukar panas dan buruknya operasi dan pemeliharaan. Bahkan untuk boiler yang baru sekalipun, alasan seperti buruknya kualitas bahan bakar dan kualitas air dapat mengakibatkan buruknya kinerja boiler. Neraca panas dapat membantu dalam mengidentifikasi kehilangan panas yang dapat atau tidak dapat dihindari. Uji efisiensi boiler dapat membantu dalam menemukan penyimpangan efisiensi boiler dari efisiensi terbaik dan target area permasalahan untuk

tindakan perbaikan a) Neraca panas

Proses pembakaran dalam boiler dapat digambarkan dalam bentuk diagram alir energi. Diagram ini menggambarkan secara grafis tentang bagaimana energi masuk dari bahan bakar diubah menjadi aliran energi dengan berbagai kegunaan dan menjadi aliran kehilangan panas dan energi. Panah tebal menunjukan jumlah energi yang dikandung dalam aliran masing-masing.

Gambar 2.33 Diagram neraca energi boiler (Bambang S, 2011)

Neraca panas merupakan keseimbangan energi total yang masuk boiler terhadap yang meninggalkan boiler dalam bentuk yang berbeda. Gambar berikut memberikan gambaran berbagai kehilangan yang terjadi untuk pembangkitan steam.

Gambar 2.34 Kehilangan pada Boiler yang Berbahan Bakar Batubara (Bambang S, 2011)

Kehilangan energi dapat dibagi kedalam kehilangan yang tidak atau dapat dihindarkan. Tujuan dari Produksi Bersih dan/atau pengkajian energi harus mengurangi kehilangan yang dapat dihindari, dengan meningkatkan efisiensi energi. Kehilangan berikut dapat dihindari atau dikurangi:

1. Kehilangan gas cerobong:

i. Udara berlebih (diturunkan hingga ke nilai minimum yang tergantung dari teknologi burner, operasi (kontrol), dan pemeliharaan)

ii. Suhu gas cerobong (diturunkan dengan mengoptimalkan perawatan (pembersihan), beban; burner yang lebih baik dan teknologi boiler) 2. Kehilangan karena bahan bakar yang tidak terbakar dalam cerobong dan abu

(mengoptimalkan operasi dan pemeliharaan; teknologi burner yang lebih baik) 3. Kehilangan dari blowdown (pengolahan air umpan segar, daur ulang

kondensat)

4. Kehilangan kondensat (manfaatkan sebanyak mungkin kondensat)

5. Kehilangan konveksi dan radiasi (dikurangi dengan isolasi boiler yang lebih baik)

b) Efisiensi Boiler

Efisiensi termis boiler didefinisikan sebagai persen energi (panas) masuk yang digunakan secara efektif pada steam yang dihasilkan.

Terdapat dua metode pengkajian efisiensi boiler:

 Metode Langsung: energi yang didapat dari fluida kerja (air dan steam) dibandingkan dengan energi yang terkandung dalam bahan bakar boiler.

 Metode Tidak Langsung: efisiensi merupakan perbedaan antara kehilangan dan energi yang masuk.

II.5.2 Pengolahan Air Umpan Boiler

Memproduksi steam yang berkualitas tergantung pada pengolahan air yang benar untuk mengendalikan kemurnian steam, endapan dan korosi. Sebuah boiler merupakan bagian dari sistem boiler, yang menerima semua bahan pencemar dari sistem didepannya. Kinerja boiler, efisiensi, dan umur layanan merupakan hasil langsung dari pemilihan dan

pengendalian air umpan yang digunakan dalam boiler.

Jika air umpan masuk ke boiler, kenaikan suhu dan tekanan menyebabkan komponen air memiliki sifat yang berbeda. Hampir semua komponen dalam air umpan dalam keadaan terlarut. Walau demikian, dibawah kondisi panas dan tekanan hampir seluruh komponen terlarut keluar dari larutan sebagai padatan partikulat, kadang- kadang dalam bentuk kristal dan pada waktu yang lain sebagai bentuk amorph. Jika kelarutan komponen spesifik dalam air terlewati, maka akan terjadi pembentukan kerak dan endapan. Air boiler harus cukup bebas dari pembentukan endapan padat supaya terjadi perpindahan panas yang cepat dan efisien dan harus tidak korosif terhadap logam boiler.

a) Pengendalian endapan

Endapan dalam boiler dapat diakibatkan dari kesadahan air umpan dan hasil korosi dari sistem kondensat dan air umpan. Kesadahan air umpan dapat terjadi karena kurangnya sistem pelunakan.Endapan dan korosi menyebabkan kehilangan efisiensi yang dapat menyebabkan kegagalan dalam pipa boiler dan ketidakmampuan memproduksi steam. Endapan bertindak sebagai isolator dan memperlambat perpindahan panas. Sejumlah besar endapan diseluruh boiler dapat mengurangi perpindahan panas yang secara signifikan dapat menurunkan efisiensi boiler. Berbagai jenis endapan akan mempengaruhi efisiensi boiler secara berbeda-beda, sehingga sangat penting untuk menganalisis karakteristik endapan. Efek pengisolasian terhadap endapan menyebabkan naiknya suhu logam boiler dan mungkin dapat menyebabkan kegagalan pipa karena pemanasan berlebih.

b) Kotoran yang mengakibatkan pengendapan

Bahan kimia yang paling penting dalam air yang mempengaruhi pembentukan endapan dalam boiler adalah garam kalsium dan magnesium yang dikenal dengan garam sadah.

Kalsium dan magnesium bikarbonat larut dalam air membentuk larutan basa/alkali dan garam-garam tersebut dikenal dengan kesadahan alkali. Garam-garam tersebut

terurai dengan pemanasan, melepaskan karbon dioksida dan membentuk lumpur lunak, yang kemudian mengendap. Hal ini disebut dengan kesadahan sementara (kesadahan yang dapat dibuang dengan pendidihan).

Kalsium dan magnesium sulfat, klorida dan nitrat, jika dilarutkan dalam air secara kimiawi akan menjadi netral dan dikenal dengan kesadahan non-alkali. Bahan tersebut disebut bahan kimia sadah permanen dan membentuk kerak yang keras pada permukaan boiler yang sulit dihilangkan. Bahan kimia sadah non-alkali terlepas dari larutannya karena penurunan daya larut dengan meningkatnya suhu, dengan pemekatan karena penguapan yang berlangsung dalam boiler, atau dengan perubahan bahan kimia menjadi senyawa yang kurang larut.

c) Silika

Keberadaan silika dalam air boiler dapat meningkatkan pembentukan kerak silika yang keras. Silika dapat juga berinteraksi dengan garam kalsium dan magnesium, membentuk silikat kalsium dan magnesium dengan daya konduktivitas panas yang rendah. Silika dapat meningkatkan endapan pada sirip turbin, setelah terbawa dalam bentuk tetesan air dalam steam, atau dalam bentuk yang mudah menguap dalam steam pada tekanan tinggi.

d) Pengolahan air internal

Pengolahan internal adalah penambahan bahan kimia ke boiler untuk mencegah pembentukan kerak. Senyawa pembentuk kerak diubah menjadi lumpur yang mengalir bebas, yang dapat dibuang dengan blowdown. Metode ini terbatas pada boiler dimana air umpan mengandung garam sadah yang rendah, dengan tekanan rendah, kandungan TDS tinggi dalam boiler dapat ditoleransi, dan jika jumlah airnya kecil. Jika kondisi tersebut tidak terpenuhi maka laju blowdown yang tinggi diperlukan untuk membuang lumpur. Hal tersebut menjadi tidak ekonomis sehubungan dengan kehilangan air dan panas.

Jenis sumber air yang berbeda memerlukan bahan kimia yang berbeda pula. Senyawa seperti sodium karbonat, sodium aluminat, sodium fosfat, sodium sulfit dan komponen sayuran atau senyawa inorganik seluruhnya dapat digunakan untuk maksud ini. Untuk setiap kondisi air diperlukan bahan kimia tertentu. Harus dikonsultasikan dengan seorang spesialis dalam menentukan bahan kimia yang paling cocok untuk digunakan pada setiap kasus. Pengolahan air hanya dengan

pengolahan internal tidak direkomendasikan. e) Pengolahan Air Eksternal

Pengolahan eksternal digunakan untuk membuang padatan tersuspensi, padatan telarut (terutama ion kalsium dan magnesium yang merupakan penyebab utama pembentukan kerak) dan gas-gas terlarut (oksigen dan karbon dioksida).

Proses perlakuan eksternal yang ada adalah:  Pertukaran ion

 Deaerasi (mekanis dan kimia)  Osmosis balik (reverse osmosis)  Penghilangan mineral/demineralisasi

Sebelum digunakan cara diatas, perlu untuk membuang padatan dan warna dari bahan baku air, sebab bahan tersebut dapat mengotori resin yang digunakan pada bagian pengolahan berikutnya. Metode pengolahan awal adalah sedimentasi sederhana dalam tangki pengendapan atau pengendapan dalam clarifiers dengan bantuan koagulan dan flokulan. Penyaring pasir bertekanan, dengan aerasi untuk menghilangkan karbon dioksida dan besi, dapat digunakan untuk menghilangkan garam-garam logam dari air sumur. Tahap pertama pengolahan adalah

menghilangkan garam sadah dan garam non-sadah. Penghilangan hanya garam sadah disebut pelunakan, sedangkan penghilangan total garam dari larutan disebut penghilangan mineral atau demineralisasi.

f) Rekomendasi untuk boiler dan kualitas air umpan

Kotoran yang ditemukan dalam boiler tergantung pada kualitas air umpan yang tidak diolah, proses pengolahan yang digunakan dan prosedur pengoperasian boiler. Sebagai aturan umum, semakin tinggi tekanan operasi boiler akan semakin besar sensitifitas terhadap kotoran.

Pemeliharaan Boiler adalah suatu kegiatan untuk memelihara atau menjaga boiler dan melakukan perbaikan atau penggantian peralatan yang diperlukan agar Boiler bisa dioperasikan sesuai dengan yang direncanakan.

Adapun yang menjadi tujuan dari perawatan suatu peralatan dalam proses produksi atau operasional adalah untuk menekan kerugian akibat kerusakan alat produksi, dengan biaya yang rendah diharapkaan mendapat hasil yang tinggi. Bila dijabarkan lagi, maka tujuan perawatan yang paling efektif dan optimal adalah tercapainya keadaan–keadaan sebagai berikut :

 Meningkatkan kemampuan produksi.

 Menjaga kualitas produksi tanpa mengganggu kelancaran produksi.  Menjaga agar boiler dapat bekerja dengan aman.

 Menjamin kesiapan operasional dari seluruh peralatan yang diperlukan dalam keadaan darurat setiap waktu

 Agar komponen – komponen dapat mencapai umur yang panjang sesuai dengan umur / life time peralatan tersebut.

 Menekan biaya maintenance atau perawatan dengan cara melaksanakan kegiatan perawatan secara efektif.

Pemeliharaan boiler merupakan suatu kegiatan yang sangat penting dalam menjaga keberlangsungan kegiatan proses industri baik ditinjau dari sisi produktifitas maupun dari sisi keamanan atau safety, sehingga kegiatan perawatan, pemeliharaan (maintenance) berkala maupun perbaikan insidentil sangat diperlukan. Selain itu proses Pemeliharaan boiler harus dilakukan sesuai dengan jadwal yang telah dibuat oleh perusahaan pengguna, yang meliputi pemeliharaan harian, mingguan, bulanan sampai dengan tahunan (Mayor Overhaul). Perawatan yang baik pada boiler dapat menjamin umur teknis dan umur ekonomis yang relatif Panjang Pengoperasian dan pemeliharaan yang baik akan bisa meningkatkan efisiensi boiler secara signifikan apabila dilakukan secara rutin dan sesuai dengan aturan maupun prosedur yang berlaku. Untuk menjaga kualitas dan kehandaan operasi Boiler diperlukan pemeliharaan secara terjadwal agar boiler dapat bekerja dengan baik pada saat beroperasi. Perawatan dan pemeliharaan yang terjadwal dengan baik dapat meminimalisasi gangguan dan kerusakan serta dapat meningkatkan kinerja dari boiler

Pengoperasian dan pemeliharaan yang baik akan bisa meningkatkan efisiensi boiler secara signifikan apabila dilakukan secara rutin dan sesuai dengan aturan maupun

prosedur yang berlaku. Untuk menjaga kualitas dan kehandaan operasi Boiler diperlukan pemeliharaan secara terjadwal agar boiler dapat bekerja dengan baik pada saat beroperasi. Perawatan dan pemeliharaan yang terjadwal dengan baik dapat meminimalisasi gangguan dan kerusakan serta dapat meningkatkan kinerja dari boiler. (Mansyu,2016)

BAB III

KESIMPULAN DAN SARAN III.1 KESIMPULAN

Boiler 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.

Fungsi boiler yaitu sebagai penghasil uap panas yang digunakan di imdustri maupun di laboratorium. Selain itu juga digunakan untuk pembangkit listrik.

Klasifikasi Boiler :

 Berdasarkan isi tube/pipa:  Boiler lorong api

 Boiler pipa api (fire tube/smoke tube boiler)  Boiler pipa air (water tube boiler)

 Boiler kombinasi Bagian Utama Boiler

a. Furnace

b. Membran wall

c. Boiler shell d. Economizier e. Cyclone

f. Water Storage Tank g. Bunker

h. Hopper

i. Convenyor

Dari semua bagian-bagian boiler diatas, juga terdapat peralatan pendukung lainnya yang sama pentingyaitu diantaranya alat pengukur tekanan, katup pengaman, economizer, furnace dan lain-lain. Yang semua memiliki keterkaitan atara satu dengan yang lainnya dan tidak dapat dipisahakan. Apa bila salah satu mengalami krudakan maka akan

mengganggu kinerja dari boiler tersebut. Untuk itu diperlukan perawatan serta perbaikan untuk mencegah terjadinya kerusakan pada salah satu nagian tersebut.

Kegiatan perawatan yang sering dilakukan antara lain adalah dengan pemeriksaan harian, pemeriksaan mingguan, pemeriksaan bulanan serta pemeriksaan tahunan. Bagian yang menjadi paling umum untuk peningkatan efisiensi energi boiler antara lain adalah tugas berkala dan peneriksaan bagian luar boiler, ruang boiler dan ruang plant, air dan steam, air umpan boiler serta prosedur dalam blow down.

III.2 SARAN

DAFTAR PUSTAKA

Anonim.2013. “Tipe boiler berdasarkan bahan bakar”. (http://atmesin.blogspot.co.id/2013/0 3/jenis-bahan-bakar-yang-digunakan-di.html). Diakses pada tanggal 25 November 2017 pukul 08.15 WIB

Anonim.2015.”Komponen boiler”. (http://www.prosesindustri.com/2015/01/pengertian-boiler-serta-komponen.html). Diakses pada tanggal 25 November 2017 pukul 08.30 WIB Bambang.2010.”Alat Bantu Boiler.(http://dasanusantara.blogspot.co.id/2010/04/alat-penga

man-pada-water-tube-boiler.html). Diakses pada tanggan 25 November 2017 pukul 10.15 WIB

Mansyu.2016.”Perawatan Boiler.(http://mandirikaryateknindo.co.id/boiler/boiler). Diakses pada tanggal 25 November 2017 pukul 08.00 WIB

Rizal.2015.”Fire dan Water tube boiler”.(http://pembangkit-uap.blogspot.co.id/2015/03/fire-tube-boiler-dan-water-tube-boiler.html). Diakses pada tanggal 25 November 2017 pukul 10.00 WIB

Samuel.2016.”Bagian Utama Boiler”.(https://ceritaboiler.blogspot.co.id/2016/08/bagian-bagian-boiler-uap-dan-fungsinya.html). Diakses pada tanggal 25 November 2017 pukul 07.30 WIB

Pemeliharaan Boiler adalah suatu kegiatan untuk memelihara atau menjaga boiler dan melakukan perbaikan atau penggantian peralatan yang diperlukan agar Boiler bisa dioperasikan sesuai dengan yang direncanakan.

Adapun yang menjadi tujuan dari perawatan suatu peralatan dalam proses produksi atau operasional adalah untuk menekan kerugian akibat kerusakan alat produksi, dengan biaya yang rendah diharapkaan mendapat hasil yang tinggi. Bila dijabarkan lagi, maka tujuan perawatan yang paling efektif dan optimal adalah tercapainya keadaan–keadaan sebagai berikut :

 Meningkatkan kemampuan produksi.

 Menjaga kualitas produksi tanpa mengganggu kelancaran produksi.  Menjaga agar boiler dapat bekerja dengan aman.

 Menjamin kesiapan operasional dari seluruh peralatan yang diperlukan dalam keadaan darurat setiap waktu

 Agar komponen – komponen dapat mencapai umur yang panjang sesuai dengan umur / life time peralatan tersebut.

 Menekan biaya maintenance atau perawatan dengan cara melaksanakan kegiatan perawatan secara efektif.

Pemeliharaan boiler merupakan suatu kegiatan yang sangat penting dalam menjaga keberlangsungan kegiatan proses industri baik ditinjau dari sisi produktifitas maupun dari sisi keamanan atau safety, sehingga kegiatan perawatan, pemeliharaan (maintenance) berkala maupun perbaikan insidentil sangat diperlukan. Selain itu proses Pemeliharaan boiler harus dilakukan sesuai dengan jadwal yang telah dibuat oleh perusahaan pengguna, yang meliputi pemeliharaan harian, mingguan, bulanan sampai dengan tahunan (Mayor Overhaul). Perawatan yang baik pada boiler dapat menjamin umur teknis dan umur ekonomis yang relatif Panjang Pengoperasian dan pemeliharaan yang baik akan bisa meningkatkan efisiensi boiler secara signifikan apabila dilakukan secara rutin dan sesuai dengan aturan maupun prosedur yang berlaku. Untuk menjaga kualitas dan kehandaan operasi Boiler diperlukan pemeliharaan secara terjadwal agar boiler dapat bekerja dengan baik pada saat beroperasi. Perawatan dan pemeliharaan yang terjadwal dengan baik dapat meminimalisasi gangguan dan kerusakan serta dapat meningkatkan kinerja dari boiler

Pengoperasian dan pemeliharaan yang baik akan bisa meningkatkan efisiensi boiler secara signifikan apabila dilakukan secara rutin dan sesuai dengan aturan maupun

prosedur yang berlaku. Untuk menjaga kualitas dan kehandaan operasi Boiler diperlukan pemeliharaan secara terjadwal agar boiler dapat bekerja dengan baik pada saat beroperasi. Perawatan dan pemeliharaan yang terjadwal dengan baik dapat meminimalisasi gangguan dan kerusakan serta dapat meningkatkan kinerja dari boiler. (Mansyu,2016)

BAB III

KESIMPULAN DAN SARAN III.1 KESIMPULAN

Boiler 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.

Fungsi boiler yaitu sebagai penghasil uap panas yang digunakan di imdustri maupun di laboratorium. Selain itu juga digunakan untuk pembangkit listrik.

Klasifikasi Boiler :

 Berdasarkan isi tube/pipa:  Boiler lorong api

 Boiler pipa api (fire tube/smoke tube boiler)  Boiler pipa air (water tube boiler)

 Boiler kombinasi Bagian Utama Boiler

a. Furnace b. Membran wall c. Boiler shell d. Economizier e. Cyclone

f. Water Storage Tank g. Bunker

h. Hopper i. Convenyor

Dari semua bagian-bagian boiler diatas, juga terdapat peralatan pendukung lainnya yang sama pentingyaitu diantaranya alat pengukur tekanan, katup pengaman, economizer, furnace dan lain-lain. Yang semua memiliki keterkaitan atara satu dengan yang lainnya dan tidak dapat dipisahakan. Apa bila salah satu mengalami krudakan maka akan

mengganggu kinerja dari boiler tersebut. Untuk itu diperlukan perawatan serta perbaikan untuk mencegah terjadinya kerusakan pada salah satu nagian tersebut.

Kegiatan perawatan yang sering dilakukan antara lain adalah dengan pemeriksaan harian, pemeriksaan mingguan, pemeriksaan bulanan serta pemeriksaan tahunan. Bagian yang menjadi paling umum untuk peningkatan efisiensi energi boiler antara lain adalah tugas berkala dan peneriksaan bagian luar boiler, ruang boiler dan ruang plant, air dan steam, air umpan boiler serta prosedur dalam blow down.

III.2 SARAN

DAFTAR PUSTAKA

Anonim.2013. “Tipe boiler berdasarkan bahan bakar”. (http://atmesin.blogspot.co.id/2013/0 3/jenis-bahan-bakar-yang-digunakan-di.html). Diakses pada tanggal 25 November 2017 pukul 08.15 WIB

Anonim.2015.”Komponen boiler”. (http://www.prosesindustri.com/2015/01/pengertian-boiler-serta-komponen.html). Diakses pada tanggal 25 November 2017 pukul 08.30 WIB Bambang.2010.”Alat Bantu Boiler.(http://dasanusantara.blogspot.co.id/2010/04/alat-penga

man-pada-water-tube-boiler.html). Diakses pada tanggan 25 November 2017 pukul 10.15 WIB

Mansyu.2016.”Perawatan Boiler.(http://mandirikaryateknindo.co.id/boiler/boiler). Diakses pada tanggal 25 November 2017 pukul 08.00 WIB

Rizal.2015.”Fire dan Water tube boiler”.(http://pembangkit-uap.blogspot.co.id/2015/03/fire-tube-boiler-dan-water-tube-boiler.html). Diakses pada tanggal 25 November 2017 pukul 10.00 WIB

Samuel.2016.”Bagian Utama Boiler”.(https://ceritaboiler.blogspot.co.id/2016/08/bagian-bagian-boiler-uap-dan-fungsinya.html). Diakses pada tanggal 25 November 2017 pukul 07.30 WIB