8/7/2019 39808326-tugas-lina

1/76

Ketel UapPendahuluan

Sebagai salah satu peralatan transportasi kapal membutuhkan penggerak. Penggerak kapal modern dikenal

dengan motor penggerak utama atau motor induk atau main engine. Motor penggerak utama, membutuhkan

peralatan peralatan pendukung untuk mampu bekerja dengan baik. Kebutuhan bahan bakar misalnya, untukmemindahkan bahan bakar dari tanki bahan bakar menuju ke mesin penggerak utama membutuhkan beberapa

peralatan, misalnya saja pompa. Tanpa adanya peralatan bantu tentu motor induk tidak akan bisa bekerja dengan

baik.

Jika pompa digunakan untuk memindahkan bahan bakar dari tanki bahan bakar menuju mesin penggerak utama,

bagaimana dengan ketel uap? Ketel uap memiliki peran yang penting juga dalam operasional mesin penggerak

utama. Bahan bakar yang dipindahkan oleh pompa pada umumnya adalah bahan bakar yang memiliki viskositas

yang tinggi, viskositas ini mempengaruhi kekentalan bahan bakar. sehingga jika nilai viskositas tidak diturunkan

maka bahan bakar akan mengental dan sulit untuk dipompa dan sulit untuk masuk menuju nozzle bahan bakar mesin

penggerak utama. Untuk menurunkan kekentalan ini maka bahan bakar harus dipanaskan terlebih dahulu. Proses

pemanasan bahan bakar tidak boleh menggunakan api, karena bahan bakar akan dengan mudah terbakar. Proses

pemanasan bahan bakar tersebut menggunakan aliran uap panas yang dialirkan melalui pipa pipa yang dipasang

dalam tangki bahan bakar atau pada jalur aliran bahan bakar menuju mesin penggerak utama. Uap panas yang

dialirkan tersebut diperoleh dari boiler atau ketel uap.

Definisi

Ketel Uap (bahasa Inggris:boiler) adalah alat untuk menghasilkan uap air, yang akan digunakan untuk pemanasan

atau tenaga gerak. Bahan bakar pendidih bermacam-macam dari yang populer batubara dan minyak bakar, sampai

listrik, gas, biomasa, nuklir dan lain-lain.Aplikasi Ketel Uap di Kapal:

Fungsi utama ketel uap di kapal adalah untuk menghasilkan uap. Uap yang dihasilkan oleh boiler selain sebagai

pemanas bahan bakar seperti yang telah disebutkan, juga bisa digunakan untuk menggerakkan turbin uap yang juga

digunakan sebagai motor penggerak utama kapal.

Ketel uap memanaskan cairan yang ada di dalamnya dan mengubah cairan tersebut menjadi uap. Uap yang telah

terbentuk kemudian dialirkan ke bagian bagian yang membutuhkan, bisa untuk menggerakkan turbin uap atau

digunakan sebagai sumber panas.

Dikapal pemakaian uap dapat untuk berbagai tujuan :

1. Menghasilkan daya untuk penggerak utama dan penggerak bantu

2. Untuk peralatan pemanas ( pemanas ruangan, bahan bakar, muatan minyak dln )

3. Pada kapal tanker digunakan sebagai pembersih tangki minyak ( Tank Cleaning )

8/7/2019 39808326-tugas-lina

2/76

8/7/2019 39808326-tugas-lina

3/76

8/7/2019 39808326-tugas-lina

4/76

Boiler vertikal

Boiler horisontal

Ketel uap merupakan bagian dari peralatan yang digunakan untuk membantu kerja mesin penggerak utama. Dalam

melaksanakan kerjanya, ketel uap membutuhkan beberapa peralatan yang lain. Seperti definisinya, ketel uapmerupakan peralatan yang digunakan untuk mengubah cairan, yaitu air, menjadi uap, maka ketel uap membutuhkan

bahan yang akan diubah menjadi uap, yaitu air ( biasa disebut: feed water). Untuk mengubah cairan menjadi uap

boiler membutuhkan panas, panas yang diperlukan diperoleh dari bahan bakar. Aliran cairan sampai menjadi uap

digambarkan pada gambar berikut ini:

8/7/2019 39808326-tugas-lina

5/76

8/7/2019 39808326-tugas-lina

6/76

8/7/2019 39808326-tugas-lina

7/76

Keterangan Gambar:

Superheater: Pemanas lanjut

Economizer: aliran gas panas dari gas buang mesin penggerak utama.

Feedwater: cairan yang akan dipanaskan dalam boiler

8/7/2019 39808326-tugas-lina

8/76

Condenser: alat untuk mengubah uap menjadi cairan

Heater: pemanasProses dalam sebuah ketel uap:

8/7/2019 39808326-tugas-lina

9/76

8/7/2019 39808326-tugas-lina

10/76

Salah satu ukuran boiler:

DATA SHEET series Aalborg Industries 1998, rev.: 3.0, January 2006

8/7/2019 39808326-tugas-lina

11/76

8/7/2019 39808326-tugas-lina

12/76

8/7/2019 39808326-tugas-lina

13/76

Steam boiler

Preliminary

As one boat transportation equipment requires driving. Known activator of modern

ships with main engine or main engine or main engine. The main motor, requiresequipment capable of supporting equipment to work properly. Needs fuel for

example, to move the fuel from the fuel tank to the main engine require some

equipment, such as pumps. Without the main engine auxiliary equipment would not

be able to work well.

If the pump used to transfer fuel from the fuel tank to the engine prime mover, how

to steam boiler? Boiler has an important role also in the main engine operations.

Fuel is transferred by the pump in general is the fuel that has a high viscosity,

viscosity affects the viscosity of fuel. so if the value of viscosity is not lowered then

the fuel will be thickened and difficult to pump and difficult to enter into the fuel

nozzle engine prime mover. To reduce this viscosity, the fuel must be heated first.

The process of heating fuel may not use fire, because fuel will easily burn. Theprocess of heating fuel using hot steam flow that is channeled through pipes

installed in the fuel tank or the fuel flow path toward the main engine. Steam heat

flow is derived from the boiler or steam boiler.

Definition

Boiler (English: boiler) is a tool to generate steam, which will be used for heating or

power of motion. Fuel pendidih variety of popular coal and fuel oil, to electricity,

gas, biomass, nuclear and others.

Boiler Applications in Ships:

The main function of the boiler on the ship is to generate steam. Steam produced

by boiler other than as a heating fuel as already mentioned, can also be used todrive steam turbines are also used as the main driver of the boat.

Boiler heating fluid in it and turn the liquid into vapor. Steam that has been formed

then poured into the parts that need, able to drive a steam turbine or used as a

heat source.

Ship to use steam for various purposes:

1. Generate power for driving the main and auxiliary drive

2. For heating equipment (heating, fuel, oil cargo DLN)

3. In the tanker is used as a cleaning oil tanks (Tank Cleaning)

Image Description:

Superheater: Heating up

Economizer: hot gas flow from the main engine exhaust gas.

Feedwater: the liquid to be heated in a boiler

8/7/2019 39808326-tugas-lina

14/76

Condenser: a tool to change the vapor into liquid

Heater: heater

Process in a steam boiler:

boiler adalah wadah tertutup di mana air atau cairan lainnya dipanaskan setelah menjadi sasarantekanan. Uap atau cairan panas ini kemudian disebarkan keluar dari boiler untuk pemanfaatannyadalam pemanas. Bola keamanan merupakan bagian integral dari boiler dan sangat penting untukmencegah overheating dan kerusakan yang terjadi setelah boiler yang dapat disebabkan olehkemungkinan ledakan.

Dalam sistem boiler listrik pipa atau tubing koneksi yang diperlukan untuk mengedarkan cairanyang membawa panas. boiler listrik yang dibangun sedemikian rupa sehingga mereka cocokuntuk sistem dual-fluida. boiler seperti ini biasanya dapat diinstal dengan segala macam di lantaihydronic sistem pemanas.

Listrik boiler konvensional dapat diinstal dengan pinggir dan radiator. Karena ukuran kompak

boiler listrik dapat digunakan untuk renovasi atau proyek-proyek konstruksi baru. Orang yangmenggunakan boiler listrik memiliki keuntungan tambahan dalam hal menjadi terjaminlingkungan yang bersih.

Listrik boiler tidak memancarkan apapun asap beracun. Eco-keramahan boiler listrik telahmembuat mereka sangat populer di kalangan pengguna mereka. Orang yang menggunakan boilerlistrik tidak perlu menghadapi pengalaman yang tidak menyenangkan menjadi sasaran karbonmonoksida yang merupakan gas sangat beracun.

Karbon monoksida adalah dipancarkan dari hampir segala macam peralatan pembakaran tetapitidak listrik boiler. boiler pengguna Listrik tidak perlu khawatir tentang penyusunan kembalilampu pilot perpipaan gas atau ventilasi yang merupakan masalah umum dalam peralatanpembakaran.

boiler is a closed container in which water or other liquid is heated after a target

pressure. Steam or hot fluid is then distributed out of the boiler for its utilization in a

heater. Ball security is an integral part of the boiler and is very important to prevent

overheating and damage that occurs after a boiler that can be caused by the

possibility of explosion.

In a system of electric boiler pipe or tubing connections needed to circulate the fluid

that carries heat. electric boilers are constructed in such a way that they are

suitable for dual-fluid system. Such boilers can usually be installed with all kinds of

hydronic floor heating system.

Conventional electric boilers can be installed with edge and radiator. Because of the

size of compact electric boilers can be used for renovation or new construction

projects. People using electric boilers have an additional advantage in terms of a

guaranteed clean environment.

Electric boiler does not emit any toxic fumes. Eco-friendliness of electric boilers

8/7/2019 39808326-tugas-lina

15/76

have made them very popular among their users. People using electric boilers do

not have to face the unpleasant experience to be targets of carbon monoxide which

is a highly toxic gas.

Carbon monoxide is emitted from almost all kinds of electrical equipment but not

burning boilers. Electric boiler users do not have to worry about reconfiguring pilotlight gas piping or ventilation is a common problem in combustion equipment.

Definition: Boiler

Boiler \Boil"er\, n.

A sunken reef; esp., a coral reef on which the sea breaks

heavily.

[Webster 1913 Suppl.]

Boiler \Boil"er\, n.1. One who boils.

[1913 Webster]

2. A vessel in which any thing is boiled.

[1913 Webster]

Note: The word boiler is a generic term covering a great

variety of kettles, saucepans, clothes boilers,

evaporators, coppers, retorts, etc.

[1913 Webster]

3. (Mech.) A strong metallic vessel, usually of wrought iron

plates riveted together, or a composite structure

variously formed, in which steam is generated for driving

engines, or for heating, cooking, or other purposes.

[1913 Webster]

Note: The earliest steam boilers were usually spheres or

sections of spheres, heated wholly from the outside.

Watt used the wagon boiler (shaped like the top of a

covered wagon) which is still used with low pressures.

Most of the boilers in present use may be classified as

plain cylinder boilers, flue boilers, sectional and

tubular boilers.

[1913 Webster]

Barrel of a boiler, the cylindrical part containing the

8/7/2019 39808326-tugas-lina

16/76

flues.

Boiler plate, Boiler iron, plate or rolled iron of about

a quarter to a half inch in thickness, used for making

boilers and tanks, for covering ships, etc.

Cylinder boiler, one which consists of a single iron

cylinder.

Flue boilers are usually single shells containing a small

number of large flues, through which the heat either

passes from the fire or returns to the chimney, and

sometimes containing a fire box inclosed by water.

Locomotive boiler, a boiler which contains an inclosed fire

box and a large number of small flues leading to the

chimney.

Multiflue boiler. Same asTubular boiler, below.

Sectional boiler, a boiler composed of a number of

sections, which are usually of small capacity and similar

to, and connected with, each other. By multiplication of

the sections a boiler of any desired capacity can be built

up.

Tubular boiler, a boiler containing tubes which form flues,and are surrounded by the water contained in the boiler.

See Illust. of Steam boiler, under Steam.

Tubulous boiler. See underTubulous. SeeTube, n., 6,

and 1st Flue.

[1913 Webster]

Dictionary: quick_english-indonesianDefinition: boiler

ketel uap

Dictionary: WordNet

Definition: boiler

8/7/2019 39808326-tugas-lina

17/76

boiler

n 1: sealed vessel where water is converted to steam [syn: {steam

boiler}]

2: a metal pot for stewing or boiling; usually has a lid [syn:

kettle]

Definisi: Boiler

Boiler \ Rebus "er \, n.

Sebuah terumbu cekung;. Esp, terumbu karang yang laut istirahat

berat.

[Webster 1913 Suppl.]

Boiler \ Rebus "er \, n.

1. Satu yang bisul.[1913 Webster]

2. Sebuah kapal di mana setiap hal direbus.

[1913 Webster]

Catatan: Kata boiler adalah istilah generik yang mencakup besar

berbagai ceret, panci, boiler pakaian,

evaporator, tembaga, retor, dll

[1913 Webster]

3. (Mech.) Sebuah kapal logam yang kuat, biasanya besi tempa

piring terpaku bersama, atau struktur komposit

berbagai terbentuk, di mana uap dihasilkan untuk mengemudi

mesin, atau untuk pemanasan, memasak, atau tujuan lainnya.

[1913 Webster]

Catatan: ketel uap awal biasanya lingkungan atau

bagian dari bola, dipanaskan sepenuhnya dari luar.

Watt menggunakan boiler gerobak (berbentuk seperti puncak

gerobak tertutup) yang masih digunakan dengan tekanan rendah.

Sebagian besar boiler yang digunakan ini dapat diklasifikasikan sebagai

polos silinder boiler, boiler buang, sectional dan

tubular boiler.

[1913 Webster]

Barel boiler, bagian silinder berisi

flues.

http://kamus.landak.com/cari/Barrel%20of%20a%20boilerhttp://kamus.landak.com/cari/Barrel%20of%20a%20boilerhttp://kamus.landak.com/cari/Boiler

8/7/2019 39808326-tugas-lina

18/76

Boiler plat, besi Boiler, plat atau besi digulung sekitar

seperempat setengah inci di ketebalan, digunakan untuk membuat

boiler dan tangki, untuk kapal meliputi, dll

Cylinder boiler, salah satu yang terdiri dari besi tunggalsilinder.

boiler asap biasanya kerang tunggal berisi kecil

flues jumlah besar, di mana panas baik

lolos dari api atau kembali ke cerobong asap, dan

kadang-kadang berisi kotak api tertutup oleh air.

Boiler lokomotif, boiler yang mengandung api tertutup

kotak dan sejumlah besar flues kecil yang mengarah ke

cerobong.

Multiflue boiler. Sama seperti boiler berbentuk tabung, di bawah ini.

Sectional boiler, boiler terdiri dari sejumlah

bagian, yang biasanya kapasitas kecil dan sejenisnya

untuk, dan terhubung dengan, satu sama lain. Dengan perkalian

bagian boiler dari setiap kapasitas yang diinginkan dapat dibangun

up.

Tubular boiler, boiler mengandung tabung yang membentuk flues,

dan dikelilingi oleh air dalam boiler.Lihat Illust. boiler Uap, di bawah Uap.

Tubulous boiler. Lihat di bawah Tubulous. Lihat Tube, n., 6,

dan 1 asap.

[1913 Webster]

Dictionary: quick_english-indonesian

Definisi: boiler

ketel UAP

Dictionary: WordNet

Definisi: boiler

http://kamus.landak.com/cari/Boiler%20platehttp://kamus.landak.com/cari/Boiler%20ironhttp://kamus.landak.com/cari/Cylinder%20boilerhttp://kamus.landak.com/cari/Flue%20boilershttp://kamus.landak.com/cari/Locomotive%20boilerhttp://kamus.landak.com/cari/Sectional%20boilerhttp://kamus.landak.com/cari/Tubular%20boilerhttp://kamus.landak.com/cari/Tubulous%20boilerhttp://kamus.landak.com/cari/Fluehttp://kamus.landak.com/cari/Boiler%20platehttp://kamus.landak.com/cari/Boiler%20ironhttp://kamus.landak.com/cari/Cylinder%20boilerhttp://kamus.landak.com/cari/Flue%20boilershttp://kamus.landak.com/cari/Locomotive%20boilerhttp://kamus.landak.com/cari/Multiflue%20boilerhttp://kamus.landak.com/cari/Tubular%20boilerhttp://kamus.landak.com/cari/Sectional%20boilerhttp://kamus.landak.com/cari/Tubular%20boilerhttp://kamus.landak.com/cari/of%20Steam%20boilerhttp://kamus.landak.com/cari/Steamhttp://kamus.landak.com/cari/Tubulous%20boilerhttp://kamus.landak.com/cari/Tubuloushttp://kamus.landak.com/cari/Tubehttp://kamus.landak.com/cari/Fluehttp://kamus.landak.com/cari/boilerhttp://kamus.landak.com/cari/boiler

8/7/2019 39808326-tugas-lina

19/76

ketel

n 1: kapal disegel dimana air diubah menjadi uap syn [: {uap

boiler}]

2: panci logam untuk kesal atau direbus, biasanya memiliki [syn tutup:

ketel]

noun

1. sealed vessel where water is converted to steam Terjemahkan

source: wordnet30

2. a metal pot for stewing or boiling; usually has a lid Terjemahkan

source: wordnet30

3. One who boils. Terjemahkan

source: webster1913

4. A sunken reef; esp., a coral reef on which the sea breaks heavily

kata benda

1. kapal disegel dimana air diubah menjadi uap Terjemahkan

sumber: wordnet30

2. panci logam untuk kesal atau direbus, biasanya memiliki tutup Terjemahkan

sumber: wordnet30

3. Satu yang bisul. Terjemahkan

sumber: webster1913

4. Sebuah terumbu cekung;. Esp, terumbu karang yang rusak berat laut

Steam boiler adalah sebagai alat unuk mentransfer panas pembakaran bahan bakar

ke air ketel untuk mendapatkan uap.

Klasifikasinya :

A. 1. Fire tube Boiler

2. Water tube Boiler

http://kamus.landak.com/cari/kettle

8/7/2019 39808326-tugas-lina

20/76

B.

1. External fired Boiler, Perapian diluar

2. Internal fired Boiler, Perapian didalam

C. 1. Vertical type (Tipe Vertikal)

2. Horizontal type ( Tipe Horizontal)

D. 1. Single tube (1 fire tube/ water tube)

2. Multi tube (banyak fire tube/ water tube)

E. 1. Natural circulation (Sirkulasi alami)

2. Forced circulation (Sirkulasi Paksa)

F. 1. Stationary Boiler

2. Mobile type Boiler

G. Menurut sumber panas pembakaran

1.Coal (Batubara)

2. Oil (Minyak) & gas

3. Nuclear (Nuklir)

4. Dll

Steam boilers are as under on heat transfer equipment burning fuel

to the boiler water to get steam.

Classification:

A. 1. Fire tube Boilers

2. Water Tube Boilers

B.

1. External fired boilers, fireplace outside

2. Internal fired boilers, fireplace in

C. 1. Vertical type (Vertical Type)

2. Horizontal type (Horizontal Type)

D. 1. Single tube (1 fire tube / water tube)

2. Multi tube (a lot of fire tube / water tube)

E. 1. Natural circulation (natural circulation)

2. Forced circulation (Forced Circulation)

F. 1. Stationary Boiler

8/7/2019 39808326-tugas-lina

21/76

2. Mobile Type Boilers

G. According to the source of combustion heat

1.Coal (Coal)

2. Oil (Petroleum) & gas

3. Nuclear (Nuclear)4. Etc.

boiler Lancashire

Boiler ini adalah type tidak dapat bergerak (tsationary), model fire tube,

pembakaran dalam, mendatar dan menggunakan sirkulasi alami. Boiler ini dipakai

dimana tekanan kerja dan power/ tenaga yang dibutuhkan sedang. Boiler ini

memiliki shell/ selongsong silindris dengan dimeter 1.75 2.75 meter. Panjangnya

bervariasi dari 7.25 9 meter. Boiler ini memiliki 2 cerobong dalam dengan

diameter sekitar 0.4 kali diameter selongsong. Boiler tipe ini disusun dengan batu

tahan api yang membentuk cerobong luar, maka bagian dari permukaanpemanasan berada di luar selongsong.

This is the type of boiler can not move (tsationary), model fire tube, combustion, landscape anduse natural circulation. These boilers are used where the pressures of work and power / energyrequired being. This boiler has a shell / shell cylindrical with dimeter 1.75 - 2.75 meters. Itslength varies from 7:25 - 9 meters. This boiler has 2 chimney inside with a diameter of about 0.4times the diameter of the sheath. Boilers of this type have been prepared with refractory stonesthat form the outer chimney, then part of the heating surface is outside the shell.

Boiler Cornisha.Boiler Cornish memiliki 1 cerobongb.Diameter cerobong Boiler Cornish sekitar 0.6 x dimeter selongsongc.Boiler cornish umumnya antara 1 2 meter dan panjangnya bervariasi antara 5 7.5

8/7/2019 39808326-tugas-lina

22/76

meter.d.Kapasitas dan tekanan kerja lebih rendah.Boiler Lancashirea.Boiler Cornish memiliki 2 cerobong.b.Diameter cerobong Boiler Lancashire sekitar 0.4 x dimeter selongsong.c.Boiler Lanchasire panjangnya antara 1.75 2.75 meter dan panjangnya bervariasidari7.25 9 meter.d.Tenaga kerja dan power/ tenaga yang dibutuhkan sedangCornish Boilera.Cornish boiler has a flueb.

Cornish Boiler chimney diameter of about 0.6 x dimeter sleevesc.Cornish boilers are generally between 1-2 meters and the length varies between 5 -7.5meters.d.Kapasitas and lower working pressure.Lancashire Boilera.Cornish boiler has 2 chimney.b.Lancashire boiler flue diameter of about 0.4 x dimeter sleeves.c.

Boiler Lanchasire length between 1.75 - 2.75 meters and the length variesof7:25 - 9 meters.d.Labor and power / energy required is

Boiler lokomotif Locomotive boilerBoiler ini terdiri dari sebuah selongsong atau tong dengan diameter 1.5 meter dan panjang 4meter. Batu bara diumpankan ke kotak api melalui pintu api dan dibakar pada kisi kisi.Cerobong gas dari kisi-kisi dibelokkan oleh lengkungan batu, sehingga semua bagian kotak apiterpanaskan dengan baik. Ada sekitar 157 tube tipis atau tube F (diameter 47.5 mm) dan 24 tubetebal atau tube panas lanjut G (diameter 130 mm). Setelah melalui tube ini gas memasuki kotak

asap (smoke box). Gas kemudian menuju atmosfer melalui cerobong asap. Tong (barrel) berisiair di sekitar tube, dipanaskan oleh gas asap dan diubah menjadi uap.This boiler consists of a sleeve or barrel with a diameter of 1.5 meters and 4 meters long. Coal isfed into the fire box through the door of the fire and burned on the lattice - lattice. Stack gas fromthe lattice deflected by a stone arch, so that all parts of the fire box with a well heated. There areabout 157 thin tube or tube F (diameter 47.5 mm) thick and 24 tube or tube of heat-up G(diameter 130 mm). After going through this tube the gas entering the smoke box (smoke box).

8/7/2019 39808326-tugas-lina

23/76

Gas then to the atmosphere through the chimney. Tong (barrels) of water around the tube, heatedby gas fumes and is converted into steam.

Boiler Babcock dan Wilcock tube airBoiler ini terdiri dari drum uap dan drum air (1). Drum ini dihubungkan dengan tubependek dengan uptake header atau riser (2) di ujung belakang.

Tube air (5) (diameter 100 mm ) dimiringkan dan menghubungkan uptake header ke downtakeheader. Tiap kolom (row) tube dihubungkan dengan 2 header, dan ada banyak kolom yangseperti itu. Header dibengkokkan jika dilihat dari arah tube sehingga satu tube tidak berada padasela yang lainnya, dan gas panas bisa lewat dengan baik setelah memanasi semua tube. Header

dilengkapi dengan lubang tangan di depan tube dan dilengkapi tutup(18).

Kotak Lumpur (6) disediakan pada tiap downtake header dan lumpur yang mengendapdipindahkan. Ada rantai kisi otomatis yang bergerak pelan pada tempat dimana batubaradiumpankan dari hopper (21). Batu api penyangga menyebabkan gas panas bergerak ke atas danke bawah dan ke atas lagi sebelum meninggalkan cerobong asap Damper (17) di operasikanmelaui sebuah rantai (22) lewat puli ke bagian depan boiler untuk mengatur aliran.

Boiler ini dipasang pada rangka-rangka besi, dan dikelilingi pada 4 sisinya oleh dinding batu api.Pintu (4) disediakan agar pekerja bisa masuk boiler untuk perbaikan dan pembersihan.

Air bersikulasi dari drum (1) ke header (2) dan melewati tube (5) ke header (3) dan kembali kedrum (1). Air bersikulasi terus sampai menguap. Sebuah pemanas lanjut uap terdiri dari banyaktube baja (10) dan berisi 2 kotak, 1 kotak uap panas lanjut (11) dan 1 kotak uap jenuh (12).

Uap dihasilkan diatas muka air dalam drum dan mengalir dalam pipa kering (13) dan lewatsaluran masuk tube ke kotak uap panas lanjut (11). Uap ini kemudian melewati tube (10) kekotak uap jenuh (12). Uap selama perjalanannya melewati tube (10), mengalami pemanasan

8/7/2019 39808326-tugas-lina

24/76

lebih lanjut menjadi preheated. Uap kemudian diambil lewat saluran keluar pipa (14) ke katuppemberhenti/ stop valve (15).Boiler ini dipasang dengan perlengkapan standart, seperti katup keamanan (19), katuppengumpan (20) indikasi permukaan air (8) dan meter tekanan (9)It consists of a drum boiler steam and water drum (1). This drum is connected to thetubeuptake of short with a header or riser (2) at the back end.

Water Tube (5) (diameter 100 mm) tilted and connecting uptake downtake headerto header. Each column (row) tube is connected with 2 header, and there are manyfields like that. Header is bent when viewed from the direction of the tube so thatone tube are not on the other sidelines, and hot gases can pass well after the heatall tubes. The header is equipped with a hand hole in front of the tube and fitted lid(18).

Mud Box (6) provided on each downtake header and mud to settle to be moved.There are automatic lattice chains moving slowly in places where coal is fed fromthe hopper (21). Flint buffer causes the hot gases move up and down and up againbefore leaving the chimney damper (17) operated through a chain (22) via pulleysto the front of the boiler to regulate the flow.

These boilers are mounted on the frame-iron frame, and is surrounded on four sidesby stone walls of fire. Doors (4) are provided for workers to enter the boiler forrepairs and cleaning.

Bersikulasi water from the drum (1) to the header (2) and through the tube (5) tothe header (3) and returned to the drum (1). Water bersikulasi continue toevaporate. A further steam heating consists of many steel tube (10) and contains 2boxes, 1 box of hot steam-up (11) and a saturated steam box (12).

Steam is produced above the water level in the drum and flows in the dry pipe (13)and through the inlet tube to further heat the steam box (11). This steam thenpasses through tube (10) into the saturated steam box (12). Steam during histravels through the tube (10), suffered further warming become preheated. Steamis then taken through the outlet pipe (14) into pemberhenti valve / stop valve (15).

These boilers are fitted with standard equipment, such as the safety valve (19),valvefeeders (20) indicate surface water (8) and pressure meter (9)

8/7/2019 39808326-tugas-lina

25/76

Boiler La-mountBoiler ini adalah boiler uap tube air (water tube) tekanan tinggi modern dengan sirkulasi paksa.Sirkulasi dijaga oleh pompa centrifugal, yang digerakkan oleh turbin uap, memanfaatkan uapdari boiler.

Sirkulasi paksa menyebabkan air yang diumpankan dan bersikulasi lewat dinding air dan yanglewat drum sama dengan 10 kali massa uap yang menguap. Hal ini mencegah tube terpanaskanberlebihan.

Air umpan melewati ekonomiser ke drum penguapan. Kemudian ditarik ke pompa sirkulasilewat tube. Pompa mengirim air umpan ke header pada tekanan diatas tekanan drum. Headermembagikan air lewat nosel ke tube yang bekerja paralel. Air dan uap yang lewat tube inimenuju ke drum. Uap dalam drum kemudian disalurkan ke pemanas lanjut

These boilers are water tube steam boiler (water tube) modern high pressure withforced circulation. Circulation is maintained by a centrifugal pump, driven by steam

turbines, using steam from the boiler.

Forced circulation of water causes the fed and bersikulasi passing through a wall ofwater and the drum is equal to 10 times the mass of vapor that evaporates. Thisprevents excessive tube is heated.

Ekonomiser feed water into the drum through evaporation. Then drawn into thepump circulation through the tube. Pumps send the water feed to the header at apressure above the pressure drum. Header distribute water through the nozzle intothe tube which works in parallel. Water and steam passing through this tube intothe drum. Steam in the drum and then distributed to the heating-up

BOILER

I. PENDAHULUAN

8/7/2019 39808326-tugas-lina

26/76

Uap air yaitu gas yang timbul akibat perubahan fase air menjadi uap dengan cara pendidihan(boiling). Untuk melakukan proses pendidihan diperlukan energi panas yang diperoleh darisumber panas, mislnya dari pembakaran bahan bakar (padat, cair, gas), tenaga listrik dan gaspanas sebagai sisa proses kimia serta tenaga nuklir.

Sudah beribu-ribu tahun tahun manusia melakukan proses perebusan (boiling) air menjadi uapair, tetapi baru dua abad ini mereka baru menemui bagaimana untuk mempergunakan uap untukkepentingan mereka yaitu dengan diciptakannya boiler. Boiler menghasilkan uap dan uap yangdihasilkan ini dapat dugunakan untuk membangkitkn listrik, menggerkkan turbin dansebagianya.

II. KLASIFIKASI BOILER

Boiler pada dasarnya terdiri dari lumbung (drum) yan tertutup pada ujung pangkalnya dan dalamperkembangannya dilengkapi dengan pipa api maupun pipa air. Banyak orang mengklsifikasikanboiler tergantung pada sudut pandang masing-masing. Pada makalah ini boiler diklasifikasikan

dalam kelas yaitu :

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

a. Boiler pipa api (fire tube boiler)

b. Boiler pipa air (water tube boiler)

Pada boiler pipa api, fluida yang mengalir dalam adalah gas nyala (hasil pembakaran) yangmembawa energi panas, yang segera mentransfernya ke air ketel melalui bidang pemanas.Tujuan pipa-pipa api ini adalah untuk memudahkan distribusi panas kepada air ketel. Sedanguntuk boiler pipa air fluida yang mengalir dalam pipa adalah air, energi panas yang ditransferdari luar pipa (yaitu berasal dari ruang dapur/furnace) ke air ketel.

2. Berdasarkan pemakaiannya boiler dapat diklasifikasikan sebagai :

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

b. Boiler mobile atau disebut juga boiler portable.

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

Yang termasuk boiler mobile ialah boiler yang dipasang pada pondasi yang dapat berpindah-pindah, seperti boiler lokomotif, boiler panjang dan sebagainya termasuk juga boiler pada kapal.

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

a. Boiler dengan pembakaran di dalam (internal fired steam bolier) dalam hal ini dapur barada(pembakaran terjadi) di bagian dalam boiler. Kebanyakan boiler pipa api memakai sistem ini.

8/7/2019 39808326-tugas-lina

27/76

b. Boiler dengan pembakaran di luar (outernallyfired steam boiler), dalam hal ini dapur berada(pembakaran terjadi) di bagian luar boiler, kebanyakan boiler pipa air memakai sistem ini.

4. Menurut jumlah lorong (boiler tube), boiler diklasifikasikan sebagai :

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

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

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

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

5. Berdasarkan pada poros tutup drum (shell), boiler diklasifikasikan sebagi :

a. Boiler tegak (vertikal steam boiler), seperti boiler Cochran, boiler Clarkson dan sebagainya.

b. Boiler mendatar (horizontal steam boiler), seperti boiler Cornish, Lancashire, Scotch dansebagainya.

6. Menurut bentuk dan letak pipa, boiler diklasifikasikan sebagai :

a. Boiler dengan pipa lurus, bengkok dan berlekak-lekuk (straight, bent and sinous tubulerheating surface)

b. Boiler dengan pipa miring-datar dan miring tegak.

7. Menurut sistem peredaran air boiler diklasifikasikan sebagai berikut :

a. Boiler dengan peredaran secara natural.

b. Boiler dengan peredaran paksa.

Pada boiler dengan perdaran secara natural air dalam boiler beredar/bersirkulasi secara alami,yaitu air yang ringan naik sedang air yang berat turun, sehingga terjadilah aliran konveksi alami.Umumnya Boiler beroperasi secara alami seperti boiler Lancarshire, Babcock & Wilcox danlain-lain.

Pada boiler dengan sirkulasi paksa, aliran paksa diperoleh dari sebuah pompa centrifugal yangdigerakkan dengan elektrik motor. Sistem aliran paksa biasanya dipakai pada boiler bertekanantinggi.

8. Berdasarkan pada sumber panasnya untuk pembuatan uap, boiler diklasifikasikan1. Boiler dengan bahn bakar alami2. Boiler dengan bahan bakar buatan

8/7/2019 39808326-tugas-lina

28/76

3. Boiler dengan dapur listrik4. Boiler dengan energi nuklir.

III. FUNGSI BOILER

Boiler berfungsi sebagai pesawat konversi energi yang mengkonversikan energi kimia(potensial) dari bahan bakar menjadi energi panas. Boiler terdiri dari dua komponen utamayaitu :

1. Dapur (furnace), sebagai alat untuk mengubah energi kimia menjad energi panas.

2. Alat penguap (eveporator) yang mengubah energi pembakaran (energi panas) menjadi energipotensial uap.

Kedua komponen tersebut di atas telah dapat untuk memungkinkan sebuah boiler untukberfungsi. Sedangkan komponen lainnya adalah :

1. Corong asap dengan sistem tarikan gas asapnya, memungkinkan dapur berfungsi secaraefektif.

2. Sistem perpipaan, seperti pipa api pada boiler pipa api, pipa air pad boiler pipa airmemungkinkan sistem penghantaran kalor yang efektif antara nyala api atau gas panas denganair boiler.

3. Sistem pemanas uap lanjut, sistem pemanas udara pembakaran serta sistem pemanas airpengisi boiler berfungsi sebagai alat untuk menaikan efisiensi boiler.

Agar sebuah boiler dapat beropersi dengan aman, maka perlu adanya sistem pengamanan yangdisebut apendasi.

IV. APLIKASI BOILER PADA INDUSTRI PEMBANGKIT LISTRIK

Setelah kita mengetahui jenis dan tipe boiler serta fungsi boiler dan komponennya dari uraian diatas, maka akan menjadi lebih jelas lagi bagaimana cara kerja boiler dalam suatu sistempembangkit listrik. Dalam makalah ini sistem yang kita ambil sebagai aplikasi contoh adalahsistem pada PLTU Paiton khususnya pada PT. YTL Jawa Timur

PROSES DASAR PRODUKSI LISTRIK

Di dalam PLTU batubara atau coal fired power plant , energi panas batubara dikonversikan kedalam energi listrik dengan bantuan boiler , turbin dan generator. Batubara dari tempatpenyimpanannya di bawa ke tempat penampungan batubara di area boiler setelah terlebih dahulu

dihancurkan di ruangan penghancur batubara. Batubara tersebut kemudian disalurkan kepengumpan batubara ( coal feeder ) yang dilengkapi alat pengatur aliran untuk dihaluskan padamesin penghalus ( pulveriser atau coal mill ) sehingga dihasilkan tepung batubara yang halus.Batubara halus di dorong dengan udara panas yang dihasilkan dari Primary Air Fan dan dibawake pembakar batubara dengan cara di injeksikan ke ruang bakar boiler ( furnace ). Di sini tepungbatubara yang keluar dari corner ( sudut sudut boiler ) dibakar bersama- sama dengan udarapanas dan api yang di injeksikan ke ruang bakar secara bersamaan. Udara panas yang masuk ke

8/7/2019 39808326-tugas-lina

29/76

furnace dihasilkan dari fan yang disebut Forced Draft Fan , sedangkan api di hasilkan daripemantik api atau ignitor.

Panas yang di hasilkan dari proses pembakaran ini melalui proses perpindahan panas secarakonveksi akan mengubah air yang mengalir dalam pipa pipa yang ada di dalam boiler menjadiuap jenuh ( saturated steam ) . Uap panas ini kemudian di panaskan lebih lanjut oleh super heatersampai menjadi uap panas kering ( dry super heated steam ) sehingga efisiensi boiler makintinggi. Uap panas kering kemudian disalurkan ke turbin bertekanan tinggi dengan bantuan pipa pipa tebal bertekanan tinggi dimana steam itu dikeluarkan lewat nozzle nozzle mengenai balingbaling turbin. Saat mengenai baling baling, energi kalor yang dimiliki steam akan berubahmenjadi energi kinetik dan menggerakkan baling baling turbin dan shaft turbin yangdisambungkan dengan generator ikut berputar.

Shaft yang disambungkan dengan generator berupa silinder elektromagnetik besar sehinggaketika turbin berputar generator ikut berputar ,yaitu bagian rotor.Rotor generator tergabungdengan stator.Stator adalah bagian generator yang tidak ikut berputar , berupa gulungan yangmenggunakan batang tembaga sebagai pendingin internal.Listrik dihasilkan dalam batang

batang tembaga stator dengan elektostatik di dalam rotor melalui putaran magnet. Listrik yangdihasilkan bertegangan 21 kV dan dengan trafo step up dinaikkan menjadi 500 kV , sesuaitegangan yang diminta PLN . Lihat gambar sistem pada lampiran .

BOILER MASTER SYSTEM

Coal fired power plant atau pembangkit listrik tenaga uap merupakan pembangkit listrik denganmenggunakan uap sebagai tenaga pembangkitnya.Untuk fungsi ini powerplant ini dapat dibagimenjadi dua bagian penting yaitu boiler master dan turbine master .Uap yang digunakan untukpembangkit listrik ini dihasilkan dari proses perubahan wujud dari air ke uap yang dilakukanoleh boiler yang merupakan bagian dari boiler master .Sehingga boiler merupakan suatukomponen dalam power plant yang berfungsi untuk mengubah air menjadi uap melaluiserangkaian proses yang kompleks dimana didalamnya terjadi perpindahan panas dan konversienergi dari kimia ke panas

Jenis boiler yang digunakan pada unit 5 dan 6 adalah tipe menggantung dengan pengontrolsirkulasi (controlled circulation) yaitu sirkulasi air dan uap pada boiler tidak terjadi secaranatural tapi dipaksa dengan pompa BWCP ( Boiler water Circulating Pump) , hal inimemudahkan dalam pengoperasian boiler untuk menyesuaikan dengan kebutuhan air dan uapagar sesuai dengan beban yang diinginkan.Boiler ini didesain dengan satu kali proses pemanasankembali (reheat) Boiler merupakan .suatu komponen besar yang terdiri dari komponen-komponen utama dan komponen pembantu agar dalam proses kerjanya mencapai efisiensioptimum.

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

Aliran uap (Steam Flow )

Yaitu banyaknya uap yang harus dihasilkan boiler pada tingkat pengoperasian tertentu.Pengoperasian pada MCR (Maximum Continous Rating) merupakan pengoperasian boiler pada

8/7/2019 39808326-tugas-lina

30/76

tingkat aliran uap maksimum yang bisa dijalankan secara berkelanjutan.Jika melebihi tingkat inibisa merusak peralatan ataupun meningkatkan biaya perawatan.

Control Load untuk beban penuh aliran uap sekitar 48% dan sekitar 47 % untuk aliran uap padatingkat MCR. Control load merupakan titik dimana suhu uap utama maupun uap pemanasanulang telah mencapai titik desain kerjanya ( kondisi stabil )

Tekanan Boiler

Untuk mendapatkan energi yang sesuai dengan kebutuhan turbin agar dapt menggerakkangenerator,maka tekanan uap panas kering yang dihasilkan pun harus sesuai dengan kebutuhanbeban.Dalam hal ini ,tekanan uap dapat diatur melalui reheater dan superheater.

Temperatur Uap

Dalam proses konversi wujud dari cair menjadi uap,air perlu dipanaskan dalam furnace.Panasyang dihasilkan dari proses pembakaran dalam furnace tersebut juga harus diperhatikan agar

suhu uap yang dihasilkan memenuhi standar yang ditentukan.Karena jika suhu uap kurang makaefisiensi akan turun tapi jika terlalu tinggi akan berpengaruh pada gas buangnya.

Efisiensi Boiler

Untuk melihat apakah desain suatu boiler telah tepat ditentukan oleh beberapa faktor yangmempengaruhi,diantaranya kegunaan unit boiler itu sendiri yaitu apakah uap yang harusdihasilkan konstan atau bervariasi sesuai kebutuhan generator pembangkit listrik. Selanjutnyayang menentukan juga adalah jenis dan kualitas bahan bakar yang akan dibakar : apakahpadat,cair atau gas.Seberapa banyak uap harus dihasilkan tiap jamnya apakah ratusan ataubahkan jutaan pon tiap jamnya juga perlu dipertimbangkan dalam desain.

Pembentukan uap yang dipengaruhi penyerapan panas harus memenuhi setidaknya komponenberikut ini :

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

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

Ukuran yang tepat dan pengaturan permukaan perpindahan panas untuk penyerapan panas saatproses pembakaran.

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

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

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

8/7/2019 39808326-tugas-lina

31/76

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

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

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

Efisiensi termal adalah indikator seberapa baik kemampuan input panas boiler untukmenghasilkan uap pada suhu dan tekanan yang diminta. Adanya prinsip ekonomi dan biayabahan bakar membuat powerplant harus beroperasi seefisien mungkin. Unit 5 dan 6 didesaindengan efisiensi 92,5 93,5 % tergantung kondisi operasional boiler ,pada MCR ,normal fullload atau pada control load conditions.Untuk membandingkan performance boiler pada kondisisekarang dengan kondisi desain awal nya ada tiga parameter yang bisa diperiksa.

Fuel analysis

Analisa ini dilakukan untuk mengatuhi kandungan oksigen ,hidrogen dan karbon yang terdapatdalam bahan bakar yang digunakan.Karena kualitas bahan bakar dulu dengan sekarang bisasangat berbeda.Perbedaan ini berpengaruh terhadap kebutuhan udara dan panas yang dilepaskandi ruang bakar ,begitu juga dengan massa aliran gas buang yang meninggalkan ruang bakar.

Feedwater temperature

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

Excess Air

Banyaknya udara yang masuk ruang bakar berpengaruh terhadap jumlah panas yang dibawa darifurnace ( dry gas loss ) , banyaknya udara yang keluar merupakan faktor penting untukmenghitung efisiensi boiler.

Komponen Utama Boiler

Boiler dapat dikategorikan menjadi 2 macam berdasarkan segi konstruksinya, yakni boiler pipaapi dan boiler pipa air.Jenis boiler yang digunakan di unit 5 dan 6 PLTU Paiton adalah boilerpipa air dimana fluida airnya berada dalam pipa sedangkan api atau gas hasil pembakaran beradadi luar pipa.Tinggi bolier ini mencapai lebih kurang 60 meter yang dibagi menjadi tiga

elevasi,dengan masing masing corner pada tiap elevasinya terdapat 2 mill , 4 oil gun , 4windbox dan ignitor.

Bahan bakar utama yang digunakan boiler adalah batubara, sedangkan solar hanya digunakanuntuk pembakaran awal ketika start up dan apabila telah memenuhi temperatur yang dikehendakimaka diganti dengan batubara.Udara pembakaran diberikan oleh FD Fan setelah sebelumnyadipanaskan di Air Heater.Sedangkan ID Fan digunakan untuk menghisap dan mensirkulasikangas buang dari furnace hingga ke stack sehingga tekanan dalam boiler adalah nol.

8/7/2019 39808326-tugas-lina

32/76

Pipa pipa penguap air dalam boiler dipasang sedemikan rupa sehingga tersusun seperti dindingfurnace.Pipa pipa ini merupakan pipa panjang dengan ketebalan bervariasi pada sepanjangpipa.Pipa pipa tersebut menerima panas secara radiasi.

Boiler ini dilengkapi dengan Steam Drum yang ditempatkan di luar furnace.Air pengisi pipa pipa dalam furnace diperoleh dengan cara dipompa oleh Feed Water Pump (BWCP) dimanasebelumnya telah dipanaskan oleh High pressure heater dan Economizer . Kemudian BoilerWater Circulating Pump (BWCP) memompa air dari Steam Drum menuju Evaporator sehinggamenjadi uap dan masuk ke dalam Steam Drum kembali.Dalam Steam Drum air dipisahkan dariuapnya, air yang telah dipisahkan akan disalurkan melalui Lowering Header yang ada di bawahtungku yang akan membagi air masuk ke pipa pipa penguap (riser) yang tersusun di sekelilingdinding furnace.Pipa pipa penguap yang ada pada dinding di bawah drum akan langsungbermuara pada Steam Drum, sementara yang ada pada dinding lainnya akan bermuara padaSteam Header (Tabung Pengumpulan Uap).

Dari Steam Header ini, uap basah yang terbentuk akan masuk ke Superheater, sedangkan yang

masih berupa air akan disalurkan kembali melalui Down Comer dengan bantuan pipa.Uap yangdihasilkan setelah Superheater adalah uap kering yang disebut juga dengan Main Steam. MainSteam inilah merupakan uap yang siap digunakan untuk menggerakkan HP Turbine(HighPressure Turbine).Karena pada turbin ini mengalami ekspansi, maka temperatur dan tekanannyamenurun sehingga pada keluaran HP Turbine terbentuk uap jenuh yang disebut Cold Steam.Uapjenuh ini tidak langsung disalurkan ke IP Turbine(Intermediate Pressure Turbine)., melainkandipanaskan kembali di Reheater baru kemudian digunakan untuk menggerakkan IP Turbine.Uapkeluaran dari IP Turbine dialirkan ke LP Turbine (Low Pressure Turbine)1 dan 2.Lebih jelastentang siklus yang dijelaskan diatas pada gambar 1 water steam cycle lampiran .

Dalam kejadian dilapangan beban operasional boiler tidak selalu konstan tapi bervariasi sesuaipermintaan konsumen.Untuk mengatasi hal ini maka saat boiler mengalami perubahan beban,ada beberapa komponen yang harus disesuaikan agar uap yang dihasilkan seimbang.

Saat ada perintah untuk mengubah beban,maka secara otomatis perintah penyesuaian itudisampaikan ke boiler master agar komponen yang termasuk didalamnya bisa menyesuaikansehingga rasio udara dan bahan bakar stabil . Diantaranya jika beban boiler berubah makakapasitas bahan bakar berubah yaitu dengan mematikan atau menghidupkan mill pada elevasitertinggi secara bertahap. Selain itu,perubahan juga diikuti oleh serangkaian alatpendukungnya ,misalnya pengaturan udara pembakaran oleh FD fan,pengaturan posisi naik turunwindbox untuk mendapat bola api yang diinginkan dan lain sebagainya.

Adapun bagian utama yang menyusun Boiler adalah sebagai berikut :

1. Economizer

Berfungsi untuk memanaskan air setelah melewati High Pressure Heater.Pemanasan dilakukandengan memanfaatkan panas dari flue gas yang merupakan sisa dari pembakaran dalam furnace.

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

8/7/2019 39808326-tugas-lina

33/76

Economizer merupakan konveksi, maka menaikkan luas permukaan akan mempermudahperpindahan panas ke air.Inilah sebabnya mengapa desain pipa Economizer dibuat bertingkat .

Keuntungan:

Meningkatkan efisiensi unit karena dengan memanfaatkan kalor flue gas untuk memanaskanair, dapat mengurangi kebutuhan kalor yang besar untuk pemanasan air sampai terbentuk uapkering pada Superheater.

Biaya Operasi lebih ekonomis karena jumlah bahan bakar untuk pemanasan pada Superheatermenjadi lebih sedikit.

Maintenance Cost dapat dihemat karena dengan adanya Economizer, thermal shock pada pipaboiler dapat dihindari.

Kerugian :

Desain pipa yang bertingkat akan menimbulkan masalah abu, terutama bila batubara yangdigunakan kadar abunya tinggi.

2. Superheater

Berfungsi untuk memanaskan uap dari Steam Drum menjadi uap panas lanjut (main steam).Mainsteam digunakan untuk melakukan kerja dengan ekspansi dalam turbin.

Superheater memiliki lima bagian utama, yaitu :

1. Superheater (SH) Vertical Platens

2. SH Division Panel

3. Low Temperature SH Pendant

4. Low Temperature SH Horizontal

5. Back Pass and Roof

3. Reheater

Berfungsi untuk memanaskan kembali uap yang telah mengalami ekspansi dalam turbin.Uap

keluaran turbin berupa cold steam sehingga perlu dipanaskan kembali dan dimasukkan kembalike dalam Boiler . Reheater kemudian memasuki Front Reheater dan keluar melalui ReheaterVertical Spaced Front Outlet Header menuju IP Turbine.

4. Main Steam Drum

Fungsi utamanya adalah untuk memisahkan uap dari campuran air dan uap yang masuk ke steamdrum .Selain itu juga berfungsi untuk mendistribusikan feedwater,membuang kontaminan dari

8/7/2019 39808326-tugas-lina

34/76

air boiler , menambahkan bahan kimia, dan mengeringkan uap setelah dipisahkan dari air. Uapberada pada bagian atas bejana dan air berada pada bagian bawah.Air dari Steam Drumdisalurkan ke Evaporator dengan cara dipompa oleh BWCP.

Uap dan air dalam steam drum dipisahkan dengan tiga tahap,primary , secondary dan drying .Tahap primary dan secondary dilakukan oleh turbo separator dan plat yang berombak ombakmelakukan tahap drying.Fungsi utama dari alat pemisah ini adalah untuk memindahkan uap dariair boiler dan untuk mengurangi campuran yang terdapat dalam uap sebelum meninggalkansteam drum.

5. Down Comer

Merupakan saluran air dari Steam Drum ke Header (Pengaman) yang berada di bawah ruangbakar dimana dari header butir butir air panas akan dipanaskan melalui pipa pipa yangtersusun di dinding furnace.Pada Down Comer bagian bawah terdapat suatu pompa yang disebutdengan Boiler Water Circulating Pump (BWCP) yang digunakan untuk mengatur sirkulasi airyang akan dipanaskan atau diuapkan.Ada enam downcomer dengan O.D.16 ( 406.4 mm).

6. Furnace

Merupakan ruang bakar yang pada dindingnya tersusun pipa pipa.

7. Blow Down

Untuk mengontrol kualitas air serta mengurangi kandungan zat padat (Silika) dalam air sehinggatidak terbentuk kerak hangus pada furnace. Alat ini akan bekerja secara otomatis saat sensormenunjukkan kandungan silika dalam air melebihi standar.Ia akan membuang sebagian kecil airdari drum ( 1 % sampai 2 % dari tingkat penguapannya)

BOILER

I. INTRODUCTION

Water vapor is the gas resulting from the phase change water into steam by boiling(boiling). To make the process of boiling heat energy required is obtained from aheat source, mislnya from burning fuel (solid, liquid, gas), electric power and heatas the rest of the process gas chemistry and nuclear power.

Already thousands of years of human conduct boiling water (boiling) water intowater vapor, but only two of this century they've met how to use the steam for their

interests by the creation of the boiler. Boilers produce steam and the steamproduced can be used for electricity membangkitkn, menggerkkan turbine andsebagianya.

II. BOILER CLASSIFICATION

Boiler basically consists of the barn (drums) yan closed at the end of the base andin its development pipeline is equipped with fire and water pipes. Many peoplemengklsifikasikan boiler depending on their respective viewpoints. In this paper

8/7/2019 39808326-tugas-lina

35/76

boilers are classified in the class are:

1. Based on the fluid flowing in the pipe, the boiler dikalsifikasikan as:

a. Fire tube boilers (fire tube boiler)

b. Boiler water pipe (water tube boilers)

In a fire tube boilers, the fluid flowing in the gas flame (combustion), which carryheat energy, which immediately transfer them to the boiler water through theheating field. The purpose of the fire pipes is to facilitate the distribution of heat tothe water kettle. As for the water pipe boiler fluid flowing in pipes is water, heatenergy is transferred from outside the pipe (ie coming from the kitchen / furnace)into the water kettle.

2. Based on its use boilers can be classified as:

a. The kettle is stationary (stationary boiler) or a fixed boiler.

b. Mobile boiler or boiler also called portable.

Which includes stationary boiler-boiler is didudukan on permanent foundations suchas boilers for electric power pembankit, for industry and so forth.

Which includes a mobile boiler boiler is mounted on a foundation that can bemoved, such as locomotive boiler, boiler and so long as well as the boiler on theship.

3. Based on the location of the kitchen (furnace position), the boiler is classified as:

a. Boilers with combustion in (internally fired steam bolier) in this kitchen Barada(combustion occurs) on the inside of the boiler. Most of the fire tube boilers usingthis system.

b. Boiler by burning out (outernallyfired steam boilers), in this case the kitchen was(burning occurs) on the outside of the boiler, water tube boilers mostly use thissystem.

4. According to the number of alley (boiler tubes), the boiler is classified as:

a. Boilers with a single aisle (single tube steam boilers).

b. Boiler with Loron double (multi tubular steam boilers).

In the single tube steam boilers, there is only one aisle, whether it is the channeltunnel fire or water. Cornish boiler is a single fire tube boilers and simple verticalwater tube boiler is a single boiler.

Multi boiler fire tube boilers eg scotch and multi water tube boilers for example theboiler B and W and others.

8/7/2019 39808326-tugas-lina

36/76

5. Based on the drum shaft cap (shell), boiler classified as:

a. Boiler upright (vertical steam boilers), such as Cochran boiler, boiler Clarkson andso on.

b. Boiler landscape (horizontal steam boilers), such as boilers Cornish, Lancashire,Scotch, and so forth.

6. According to the shape and location of pipes, boilers are classified as:

a. Boiler with straight pipes, bent and berlekak-dent (straight, bent and sinoustubular heating surface)

b. Tilt-tube boiler with flat and upright tilt.

7. According to the boiler water circulation systems are classified as follows:

a. Boilers with natural circulation.

b. Boilers with forced circulation.

In boilers with natural perdaran water in the boiler supply / circulating in nature, iewater is water that rises a light weight down, so there was a natural convectionflow. Boilers generally operate naturally as Lancarshire boilers, Babcock & Wilcoxand others.

In the boiler with forced circulation, forced flow is obtained from a centrifugal pumpdriven by electric motors. Forced flow system is usually used on high pressureboilers.

8. Based on the source of heat for making steam, boiler classified1. Boilers with natural gas Bahn2. Boiler with artificial fuel3. Boiler with electric kitchen4. Boiler with nuclear energy.

III. FUNCTION BOILER

Boilers serves as a plane of energy conversion that converts chemical energy(potential) of fuel into heat energy. Boiler consists of two main components namely:

1. Kitchen (furnace), as a tool to convert chemical energy menjad heat energy.

2. Vaporizer (eveporator) that converts combustion energy (heat energy) intopotential energy of steam.

The two components mentioned above have been able to allow a boiler to function.While the other components are:

8/7/2019 39808326-tugas-lina

37/76

1. Flue gas system with the pull of smoke, allowing the kitchen to functioneffectively.

2. Piping systems, such as pipeline fire in the fire tube boiler, water pipe waterpipe boiler pad enables the effective delivery systems of heat between the gasflame or hot water boiler.

3. Advanced steam heating system, combustion air heating systems and fillingwater boiler heating system to function as a tool to raise the efficiency of the boiler.

In order for a boiler to be operating safely, it is necessary to the security systemcalled apendasi.

IV. BOILER APPLICATIONS IN ELECTRIC POWER INDUSTRY

Once we know the kinds and types of boilers and boiler functions and componentsof the above description, it will become clearer how the workings of the boiler in apower system. In this paper we take the system as an application example is a

system in Paiton especially at PT. YTL East Java

BASIC ELECTRICITY PRODUCTION PROCESS

In the coal power plant or coal fired power plants, coal thermal energy convertedinto electrical energy with the help of a boiler, turbine and generator. Coal fromstorage in coal brought to the shelter in the area of the boiler after the first wasdestroyed in the coal crusher room. Coal is then channeled into the feeder coal(coal feeder) equipped with flow regulator device for mashing the engine penghalus(pulveriser or coal mill) to produce the fine coal powder. Fine coal driven by hot airgenerated from the Primary Air Fan and taken to burning coal in a way in injectedinto the boiler combustion chamber (furnace). Here the coal powder that comes outfrom the corner (the corner - the corner of the boiler), burnt together with hot airand fire in injected into the combustion chamber simultaneously. The hot airentering the furnace resulting from the fan who called Forced Draft Fans, while thefire is derived from the cigarette lighter or ignitor.

Heat generated from the combustion process is through a process of heat transferby convection will change the water flowing in the pipe - pipe that is in the boilerbecomes saturated steam (saturated steam). Steam heat is then cooked further bythe super hot steam heater until it becomes dry (dry super-heated steam) so thatthe higher the boiler efficiency. Dry hot steam and then distributed to high-pressureturbine with the help of pipes - thick high-pressure pipe which steam is expelledthrough the nozzle - the nozzle of the turbine blades. When the blades - blades,which is owned steam heat energy turns into kinetic energy and move the propeller- the turbine blades and turbine shaft which is connected to the generator rotatingpart.

Shaft which is connected to the generator in the form of large electromagneticcylinder so that when the turbine rotates the generator rotating part, which is partrotor.Rotor stator.Stator generator is incorporated with the generator which are notspin, a roll that uses copper rod as produced in the rod cooling internal.Listrik -

8/7/2019 39808326-tugas-lina

38/76

copper rod inside the stator with elektostatik magnet rotor through a rotation.Electricity generated voltage 21 kV and with step-up transformer is increased to500 kV, according to the required voltage PLN. See the picture on the attachmentsystem.

BOILER MASTER SYSTEM

Coal fired power plant or steam power plant is generating electricity by using steamas a power powerplant pembangkitnya.Untuk this function can be divided into twoimportant parts of the boiler and turbine master's master. Steam is used togenerate electricity is generated from the process of changing the form of waterinto steam by a boiler which is part of the boiler master. So the boiler is acomponent in a power plant which is used to convert water into steam through aseries of complex processes in which the activities occurring in heat transfer andconversion of chemical energy into heat

Type of boiler used in the units 5 and 6 are the type to hang with circulation control(controlled circulation) is the circulation of water and steam in the boiler does not

occur naturally but was forced to pump BWCP (Boiler water circulating pump), it iseasier to adjust the boiler operating with water and steam needs to be consistentwith diinginkan.Boiler load is designed with a one-time re-heating process (reheat)Boiler is. a major component of the main components and auxiliary components forthe working process to reach optimum efficiency.

In the operation of the boiler, there are several parameters that must be consideredare:

The flow of steam (Steam Flow)

Which is the number of steam boilers must be produced at a certain level ofoperation. Operation of the MCR (Maximum Continuous Rating) is a boiler operatingat maximum steam flow rate that can be done in berkelanjutan.Jika exceeding thislevel could damage the equipment or increase the cost of care.

Control Load to full load steam flow of about 48% and about 47% for steam flow atMCR. Control RNA is the point where the main steam temperature and steamreheating has reached its design point (stable condition)

Pressure Boilers

To get the energy needs for dapt turbine generator, the vapor pressure of dry heatgenerated must be in accordance with the needs beban.Dalam this case, the vaporpressure can be regulated through the reheater and superheater.

Temperature Steam

In the process of conversion from liquid to vapor form, water needs to be heated infurnace.Panas resulting from the combustion process in the furnace should also benoted that the temperature of the steam produced to meet the standardsditentukan.Karena if vapor temperature is less then the efficiency will go down but

8/7/2019 39808326-tugas-lina

39/76

if too high will affect the gas dump.

Boiler Efficiency

To see if the proper design of a boiler has been determined by several factors whichaffect, among utility boiler unit itself is whether the steam to be generated constant

or varies according to the needs of generators. Furthermore, that determines alsothe type and quality of fuel to be burned: whether solid, liquid or gas.Seberapamuch steam must be generated every hour whether hundreds or even millions ofpounds every hour will also need to be considered in the design.

Influenced the formation of steam heat absorption must meet at least the followingcomponents:

Working pressure of each section of the boiler, it is important for distribution andfulfillment systems in the process of changing water into steam.

Power plant structure appropriate for the selected type of combustion process.

Size right and setting the heat transfer surface for heat absorption during thecombustion process.

Equipment needed during the process. Tools to include air, fuel and drainair.Piranti to move the combustion products and process control systems.

Penyerapam surface heat boilers are designed for optimum efficiency and cost forfour basic purposes boiler is achieved, namely:

1. The resulting dry steam has a high purity level under any circumstances.

2. Super heating of steam dry while keeping the temperature does not exceed theoperational condition of the boiler.

3. Reheating of the steam pressure is down for reuse by the turbines whilemaintaining the temperature does not exceed the operational condition of theboiler.

4. Reduce exhaust gas temperature to minimize heat loss, corrosion control andproduce emissions that do not exceed the provisions.

Thermal efficiency is an indicator of how well the boiler heat input capacity toproduce steam at temperatures and pressures required. The existence of economicprinciples and the cost of fuel makes powerplant must operate as efficiently aspossible. Units 5 and 6 are designed with efficiency from 92.5 to 93.5% dependingon boiler operating conditions, the MCR, the normal full load or on load controlconditions.Untuk compare performance of boilers at present condition with hisoriginal design conditions there are three parameters that can be checked .

Fuel analysis

8/7/2019 39808326-tugas-lina

40/76

This analysis is done to mengatuhi content of oxygen, hydrogen and carboncontained in fuel quality fuel digunakan.Karena past and present can be veryberbeda.Perbedaan is impacting on the needs of air and heat released incombustion chamber, as well as the mass of the gas flow exhaust leaving thecombustion chamber.

feedwater temperature

Changes in water temperature entering the boiler to determine the necessary levelof combustion in the furnace, will further affect the heat produced and the numberof mass flow.

Excess Water

Number of air entering the combustion chamber effect on the amount of heatcarried from the furnace (dry gas loss), the number of air that comes out is animportant factor to calculate the boiler efficiency.

Main Components Boilers

Boilers can be categorized into 2 types based on the terms of its construction, thefire tube boilers and boiler tube boiler air.Jenis used in units 5 and 6 Paiton is awater pipe boiler where the water is fluid in the pipe while the gas flame orcombustion products are outside the pipe . High bolier reaches approximately 60meters which is divided into three elevation, with each - each corner on eachelevation there are 2 mill, 4 gun oil, 4 windbox and ignitor.

The main fuels used in boilers is coal, while solar is only used for initial combustionwhen the start up and when it meets the desired temperature then replaced withbatubara.Udara combustion is given by the FD fan after being heated at AirHeater.Sedangkan ID Fan is used to suck and circulate the exhaust gas from thefurnace to the stack so that the pressure in the boiler is zero.

Pipes - pipe vaporizer water in the boiler installed in such a way that made up like awall furnace.Pipa - this pipe is a long pipe with thickness varies along pipa.Pipa -pipe receives heat radiation.

It is equipped with a Steam Boiler Drum placed outside furnace.Air filler pipe - pipein the furnace is obtained by pumping by Feed Water Pump (BWCP) whichpreviously had been heated by the high pressure heater and economizer. Then thecirculating Water Boiler Pump (BWCP) pumping water from the steam drum to theevaporator so that the steam and into the Steam Drum Steam Drum kembali.Dalamseparated from water vapor, water that has been separated will be channeledthrough the lowering of existing header in the bottom of the furnace that will dividethe water into the pipe - pipe vaporizer (riser) are arranged around the wallsfurnace.Pipa - vaporizer pipe that is on the wall below the drum will directly lead tothe Steam Drum, while the other is on the wall will lead to the Steam Header(Collection Tubes Steam).

Steam Header From this, wet steam formed will go to the superheater, while still in

8/7/2019 39808326-tugas-lina

41/76

the form of water will be channeled back through the Down Comer with the helppipa.Uap produced after a dry steam superheater is also called the Main Steam.Main Steam is a vapor that is ready to be used to drive the HP Turbine (HighPressure Turbine). Because the turbine is expanded, then the temperature andpressure is decreased so that at the output of the HP Turbine saturated vaporformed the so-called Cold Steam.Uap saturation is not directly distributed to Turbine

IP (Intermediate Pressure Turbine)., but back in Reheater heated and then used todrive the output of the IP IP Turbine.Uap flowed to LP Turbine Turbine (Low Pressure

Turbine) 1 and 2.Lebih clear about the cycle described above in Figure 1 water-steam cycle attachment.

In the event the field of boiler operating load is not always constant but variesaccording to demand konsumen.Untuk cope with this so when the boiler loadchanges, there are several components that must be adjusted so that the steamproduced balanced.

Currently there are commands to change the load, then automatically adjustingcommand was delivered to the boiler master for components that can adjust so that

includes air and fuel ratio is stable. Among them, if boiler load changes, it changesthe fuel capacity is to turn off or turn on the mill at the highest elevation gradually.In addition, changes also followed by a series of supports, such as combustion airsetting by the FD fan, setting the position up and down windbox to get the desiredball of fire and so forth.

The main parts that make up the boilers are as follows:

1. Economizer

Serves to heat the water after passing through the High PressureHeater.Pemanasan done by using heat from flue gases which is the remainder ofthe combustion in the furnace.

The temperature of water coming out of the economizer must be below itssaturation temperature to prevent boiling in Economizer.Karena heat transfer thatoccurs in a convection economizer, then increasing the surface area will facilitatethe transfer of heat into air.Inilah why economizer pipe design is made bunk.

Advantages:

Improve efficiency of the unit due to the use of flue gas heat to heat water, canreduce the need for large heat for heating the water to dry steam formed in thesuperheater.

Cost Surgery is more economical because the amount of fuel for heating in thesuperheater becoming fewer.

Maintenance Cost savings due to the economizer, thermal shock on the boiler tubecan be avoided.

Disadvantages:

8/7/2019 39808326-tugas-lina

42/76

Design stratified pipe ash will cause problems, especially if coal is used high ashcontent.

2. Superheater

Serves to heat the steam from the steam drum into the steam heat-up (mainsteam). Main steam is used to do work with the expansion in the turbine.

Superheater has five main sections, namely:

1. Superheater (SH) Vertical Platens

2. SH Division Panel

3. Low Temperature SH Pendant

4. Low Temperature: SH Horizontal

5. Back Pass and Roof

3. Reheater

Serves to reheat the steam that has undergone expansion in output turbin.Uap formof cold steam turbine that needs to be heated again and put back into the boiler.Front Reheater Reheater then enter and exit through Reheater Vertical Front OutletHeader spaced toward IP Turbine.

4. Main Steam Drum

Its main function is to separate the steam from a mixture of water and steamentering the steam drum. It also serves to distribute feedwater, removecontaminants from the water boiler, adding chemicals, and dry steam after beingseparated from the water. Steam is at the top of the vessel and the water is at thebawah.Air of Steam Drum channeled into the evaporator is pumped by BWCPmanner.

Steam and water in the steam drum are separated by three stages, primary,secondary and drying. Primary and secondary stages performed by turbo separatorsand plate are choppy - the waves do drying.Fungsi main stage of the separator is toremove water vapor from the boiler and to reduce the mixture contained in thesteam before leaving the steam drum.

5. Down Comer

Is a water channel from the Steam Drum to the Header (Safety) under which thecombustion chamber of the header item - item to be heated by hot water pipes -pipes that made up the wall furnace.Pada Comer Down the bottom there is a pumpcalled the Boiler Water circulating Pump (BWCP) used to regulate the circulation ofwater to be heated or diuapkan.Ada six downcomer with OD16 "(406.4 mm).

8/7/2019 39808326-tugas-lina

43/76

6. Furnace

Is the combustion chamber walls are composed of the pipe - the pipe.

7. Blow Down

To control water quality and reduce the solids content (silica) in water so as not toscorch the crust formed on the furnace. This device will work automatically whensensors indicate the content of silica in water exceeds standar.Ia will remove asmall portion of water from the drum (1% to 2% of the rate of evaporation)

Pengertian boiler

Menurut UNEP (2006), Boiler adalah bejana tertutup dimana panaspembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk air panas atausteam. Air panas atausteam 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 menjadisteam, 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, sistemsteam dan sistem bahan bakar. Sistem air umpan

menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhansteam. Berbagai kran disediakan untuk

keperluan perawatan dan perbaikan. Sistemsteam mengumpulkan dan mengontrol produksisteam dalam

boiler.Steam dialirkan melalui sistem

pemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanansteam 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 menjadisteam disebut air umpan. Dua sumber air umpan

adalah: (1) Kondensat atausteam yang mengembun yang kembali dari proses dan (2) Airmakeup (air baku

yang sudah diolah) yang harus diumpankan dari luar ruang boiler danplant proses. Untuk mendapatkan

efisiensi boiler yang lebih tinggi, digunakaneconomizer untuk memanaskan awal air umpan menggunakan

limbah panas pada gas buang.

8/7/2019 39808326-tugas-lina

44/76

2.Tipe-tipe boilerBoiler terdiri dari bermacam-macam tipe yaitu :

1.Fire Tube Boiler

Pada fire tube boiler, gas panas melewati pipa pipa dan air umpan boiler ada didalam shell untuk

dirubah menjadisteam. Fire tube boiler biasanya digunakan untuk kapasitassteam yang relatif kecil dengan

tekanansteam rendah sampai sedang. Sebagai pedoman, fire tube boiler kompetitif untuk kecepatansteam

sampai 12.000 kg/jam dengan tekanan sampai 18 kg/cm2. Fire tube boiler dapat menggunakan bahan bakar

minyak bakar, gas atau bahan bakar padat dalam operasinya. Untuk alasan ekonomis, sebagian besar fire tube

boiler dikonstruksi sebagai paket boiler (dirakit oleh pabrik) untuk semua bahan bakar.

8/7/2019 39808326-tugas-lina

45/76

Gambar 1. Fire Tube Boiler2.Water Tube BoilerPada water tube boiler, air umpan boiler mengalir melalui pipa pipa masukke dalam drum. Air yang tersikulasi dipanaskan oleh gas pembakar membentuksteam pada daerah uap dalam drum. Boiler ini dipilih jika kebutuhan steamdantekanansteam sangat tinggi seperti pada kasus boiler untuk pembangkit tenaga.

Water tube boiler yang sangat modern dirancang dengan kapasitas steamantara

4.500-12.000 kg/jam, dengan tekanan sangat tinggi. Banyak water tube boiler yang dikonstruksi secara paket

jika digunakan bahan bakar minyak bakar dan gas. Untuk water tube boiler yang menggunakan bahan bakar

padat, tidak umum dirancang secara paket.

Karakteristik water tube boiler sebagai berikut :

Forced, induceddan balanced draft membantu untuk meningkatkan efisiensipembakaran

Kurang toleran terhadap kualitas air yang dihasilkan dariplant pengolahan air

Memungkinkan untuk tingkat efisiensi panas yang lebih tinggiGambar 2.Water Tube Boiler3. Paket Boiler

Disebut boiler paket sebab sudah tersedia sebagai paket yang lengkap. Pada saat dikirim ke pabrik, hanya

memerlukan pipasteam, pipa air, suplai bahan bakar dan sambungan listrik untuk dapat beroperasi. Paket boiler

biasanya merupakan tipeshell andtube dengan rancangan fire tube dengan transfer panas baik radiasi maupun

konveksi yang tinggi.

Ciri-ciri dari packaged boilers adalah:

8/7/2019 39808326-tugas-lina

46/76

Kecilnya ruang pembakaran dan tingginya panas yang dilepas menghasilkanpenguapan yang lebih cepat.Banyaknya jumlah pipa yang berdiameter kecil membuatnya memilikiperpindahan panas konvektif yang baik.Sistemf o rc e d atau induced draft menghasilkan efisiensi pembakaran yang baik. Sejumlah lintasan/pass menghasilkan perpindahan panas keseluruhan yang

lebih baik.

Tingkat efisiensi thermisnya yang lebih tinggi dibandingkan denganboilerlainnya.

Boiler tersebut dikelompokkan berdasarkan jumlahpass/lintasannya yaitu berapa kali gas pembakaran

melintasi boiler. Ruang pembakaran ditempatkan sebagai lintasan pertama setelah itu kemudian satu, dua, atau

tiga set pipa api. Boiler yang paling umum dalam kelas ini adalah unit tigapass/lintasan dengan dua setfire-

tube/pipa api dan gas buangnya keluar dari belakang boiler.

Gambar 3. Jenis Paket Boiler 3 Pass, bahan bakar Minyak4. Boiler Pembakaran dengan Fluidized Bed (FBC)

Pembakaran dengan fluidized bed (FBC) muncul sebagai alternatif yang memungkinkan dan memiliki

kelebihan yang cukup berarti dibanding sistem pembakaran yang konvensional dan memberikan banyak

keuntungan antara lain rancangan boiler yang kompak, fleksibel terhadap bahan bakar, efisiensi pembakaran

yang tinggi dan berkurangnya emisi polutan yang merugikan seperti SOx dan NOx. Bahan bakar yang dapat

dibakar dalam boiler ini adalah batubara, barang tolakan dari tempat pencucian pakaian, sekam padi, bagas &

8/7/2019 39808326-tugas-lina

47/76

limbah pertanian lainnya. Boiler fluidized bed memiliki kisaran kapasitas yang luas yaitu antara 0.5 T/jam

sampai lebih dari 100 T/jam.

Bila udara atau gas yang terdistribusi secara merata dilewatkan keatas melaluibed partikel padat seperti pasir yang disangga oleh saringan halus, partikel tidak

akan terganggu pada kecepatan yang rendah. Begitu kecepatan udaranya

berangsur-angsur naik, terbentuklah suatu keadaan dimana partikel tersuspensi dalam aliran udara sehinggabed

tersebut disebut terfluidisasikan. Dengan kenaikan kecepatan udara selanjutnya, terjadi pembentukan

gelembung, turbulensi yang kuat, pencampuran cepat dan pembentukan permukaanbed yang rapat.Bed partikel

padat menampilkan sifat cairan mendidih dan terlihat seperti fluida yang disebut bed gelembung fluida

(bubbling fluidized bed). Jika partikel pasir dalam keadaan terfluidisasikan dipanaskan hingga ke suhu nyala

batubara, dan batubara diinjeksikan secara terus menerus kebed, batubara akan terbakar dengan cepat danbed

mencapai suhu yang seragam. Pembakaran dengan fluidized bed (FBC) berlangsung pada suhu sekitar 840C

hingga 950C. Karena suhu ini jauh berada dibawah suhu fusi abu, maka pelelehan abu dan permasalahan yang

terkait didalamnya dapat dihindari. Suhu pembakaran yang lebih rendah tercapai disebabkan tingginya

koefisien perpindahan panas sebagai akibat pencampuran cepat dalam fluidized bed dan ekstraksi panas yang

efektif daribed melalui perpindahan panas pada pipa dan dinding bed. Kecepatan gas dicapai diantara

kecepatan fluidisasi minimum dan kecepatan masuk partikel. Hal ini menjamin operasibed yang stabil dan

menghindari terbawanya partikel dalam jalur gas.

5.Atmospheric Fluidized Bed Combustion (AFBC) BoilerKebanyakan boiler yang beroperasi untuk jenis ini adalahAtmosphericFluidized Bed Combustion (AFBC) Boiler. Alat ini hanya berupa shellboilerkonvensional biasa yang ditambah dengan sebuah fluidized bed combustor.Sistem seperti telah dipasang digabungkan

dengan water tube boiler/ boiler pipa air konvensional. Batubara dihancurkan menjadi ukuran 1 10 mm

tergantung pada tingkatan batubara dan jenis pengumpan udara ke ruang pembakaran. Udara atmosfir yang

bertindak sebagai udara fluidisasi dan pembakaran, dimasukkan dengan tekanan, setelah diberi pemanasan

awal oleh gas buang bahan bakar. Pipa dalambed yang membawa air pada umumnya bertindak

sebagaievaporator. Produk gas hasil pembakaran melewati bagian super heater dari boiler lalu mengalir

keeconomizer, ke pengumpul debu dan pemanas awal udara sebelum dibuang ke atmosfir.

6.Pressurized Fluidized Bed Combustion (PFBC) Boiler

8/7/2019 39808326-tugas-lina

48/76

Pada tipe Pressurized Fluidized bed Combustion (PFBC), sebuah kompresor memasok udara Forced Draft

(FD), dan pembakarnya merupakan tangki bertekanan. Laju panas yang dilepas dalambed sebanding dengan

tekananbed sehinggabed yang dalam digunakan untuk mengekstraksi sejumlah besar panas. Hal ini akan

meningkatkan efisiensi pembakaran dan peyerapan sulfur dioksida dalambed.Steam dihasilkan didalam dua

ikatan pipa, satu dibed dan satunya lagi berada diatasnya. Gas panas dari cerobong menggerakan turbin gas

pembangkit tenaga. Sistem PFBC dapat digunakan untuk pembangkitan kogenerasi (steam dan listrik) atau

pembangkit tenaga dengan siklus gabungan (combined cycle). Operasi

combined cycle (turbin gas & turbin uap) meningkatkan efisiensi konversikeseluruhan sebesar 5 hingga 8 persen.7.Atmospheric Circulating Fluidized Bed Combustion Boilers (CFBC)

Dalam sistem sirkulasi, parameter bed dijaga untuk membentuk padatan melayang daribed. Padatan diangkat

pada fase yang relatif terlarut dalam pengangkat padatan, dan sebuahdown-comer dengan sebuah siklon

merupakan aliran sirkulasi padatan. Tidak terdapat pipa pembangkitsteam yang terletak dalambed.

Pembangkitan dan pemanasan berlebihsteam berlangsung di bagian konveksi, dinding air, pada keluaran

pengangkat/ riser. Boiler CFBC pada umumnya lebih ekonomis daripada boiler AFBC, untuk penerapannya di

industri memerlukan lebih dari 75 100 T/jamsteam. Untuk unit yang besar, semakin tinggi karakteristik

tungku boiler CFBC akan memberikan penggunaan ruang yang semakin baik, partikel bahan bakar lebih besar,

waktu tinggal bahan penyerap untuk pembakaran yang efisien dan penangkapan SO2 yang semakin besar pula,

dan semakin mudah penerapan teknik pembakaran untuk pengendalian NOx daripada pembangkitsteam AFBC.

8/7/2019 39808326-tugas-lina

49/76

8/7/2019 39808326-tugas-lina

50/76

Gambar 5. Spreader Stoker Boiler

Chain-grateatau traveling-grate stoker

Batubara diumpankan ke ujunggrat e baja yang bergerak. Ketikagrat e bergerak sepanjang tungku, batubara

terbakar sebelum jatuh pada ujung sebagai abu. Diperlukan tingkat keterampilan tertentu, terutama bila

menyetelgrat e,damper udara danbaffles, untuk menjamin pembakaran yang bersih serta menghasilkan

seminimal mungkin jumlah karbon yang tidak terbakar dalam abu.Hopper umpan batubara memanjang di

sepanjang seluruh ujung umpan batubara pada tungku. Sebuahgrat e batubara digunakan untuk mengendalikan

kecepatan batubara yang diumpankan ke tungku dengan mengendalikan ketebalanbed bahan bakar. Ukuran

batubara harus seragam sebab bongkahan yang besar tidak akan terbakar sempurna pada waktu mencapai

ujunggrat e.

8/7/2019 39808326-tugas-lina

51/76

Gambar 6. Traveling Grate Boiler

9.Pulverized Fuel Boiler

Kebanyakan boiler stasiun pembangkit tenaga yang berbahan bakar batubara menggunakan batubara

halus, dan banyak boiler pipa air di industri yang lebih besar juga menggunakan batubara yang halus.

Teknologi ini berkembang dengan baik dan diseluruh dunia terdapat ribuan unit dan lebih dari 90 persen

kapasitas pembakaran batubara merupakan jenis ini.

Untuk batubara jenis bituminous, batubara digiling sampai menjadi bubuk halus, yang berukuran +300

micrometer (m) kurang dari 2 persen dan yang berukuran dibawah 75 microns sebesar 70-75 persen. Harus

diperhatikan bahwa bubuk yang terlalu halus akan memboroskan energi penggilingan. Sebaliknya, bubuk yang

terlalu kasar tidak akan terbakar sempurna pada ruang pembakaran dan menyebabkan kerugian yang lebih

besar karena bahan yang tidak terbakar. Batubara bubuk dihembuskan dengan sebagian udara pembakaran

masuk menuju plant boiler melalui serangkaian noselburner. Udara sekunder dan tersier dapat juga

ditambahkan. Pembakaran berlangsung pada suhu dari 1300 - 1700 C, tergantung pada kualitas batubara.

Waktu tinggal partikel dalamboiler biasanya 2 hingga 5 detik, dan partikel harus cukup kecil untuk

pembakaran yang sempurna. Sistem ini memiliki banyak keuntungan

seperti kemampuan membakar berbagai kualitas batubara, respon yang cepatterhadap perubahan beban muatan, penggunaan suhu udara pemanas awal yang

8/7/2019 39808326-tugas-lina

52/76

tinggi dll. Salah satu sistem yang paling populer untuk pembakaran batubara halus adalah pembakaran

tangensial dengan menggunakan empat buahburner dari keempat sudut untuk menciptakan bola api pada pusat

tungku.

Gambar 7. Pembakaran tangensial untuk bahan bakar halus

10. Boiler Limbah Panas

Dimanapun tersedia limbah panas pada suhu sedang atau tinggi, boiler limbah panas dapat dipasang

secara ekonomis. Jika kebutuhansteam lebih daristeam yang dihasilkan menggunakan gas buang panas, dapat

digunakanburner tambahan yang menggunakan bahan bakar. Jikasteam tidak langsung dapat digunakan,steam

dapat dipakai untuk memproduksi daya listrik menggunakan generator turbin uap. Hal ini banyak digunakan

dalam pemanfaatan kembali panas dari gas buang dari turbin gas dan mesin diesel.

8/7/2019 39808326-tugas-lina

53/76

Gambar 8. Skema sederhanaBoiler Limbah Panas11. Pemanas Fluida Termis

Saat ini, pemanas fluida termis telah digunakan secara luas dalam berbagai penerapan untuk pemanasan

proses tidak langsung. Dengan menggunakan fluida petroleum sebagai media perpindahan panas, pemanas

tersebut memberikan suhu yang konstan. Sistem pembakaran terdiri dari sebuah fixed grate dengan susunan

draft mekanis. Pemanas fluida termis modern berbahan bakar minyak terdiri darisebuah kumparan ganda, konstruksi tigapass dan dipasang dengan sistem jettekanan. Fluida termis, yang bertindak sebagai pembawa

panas, dipanaskan dalam pemanas dan disirkulasikan melalui peralatan pengguna. Disini fluida memindahkn

panas untuk proses melalui penukar panas, kemudian fluidanya dikembalikan ke pemanas. Aliran fluida termis

pada ujung pemakai dikendalikan oleh katup pengendali yang dioperasikan secara pneumatis, berdasarkan

suhu operasi. Pemanas beroperasi pada api yang tinggi atau rendah tergantung pada suhu minyak yang kembali

yang bervariasi tergantung beban sistem.

Keuntungan pemanas tersebut adalah:Operasi sistem tertutup dengan kehilangan minimum dibanding dengan boilersteam.

8/7/2019 39808326-tugas-lina

54/76

Operasi sistem tidak bertekanan bahkan untuk suhu sekitar 2500Cdibandingkan kebutuhan tekanansteam 40 kg/cm2 dalam sistemsteam yangsejenis.Penyetelan kendali otomatis, yang memberikan fleksibilitas operasi.Efisiensi termis yang baik karena tidak adanya kehilangan panas yangdiakibatkan olehblowdown, pembuangan kondensat dan flash steam.

Faktor ekonomi keseluruhan dari pemanas fluida termis tergantung pada penerapan spesifik dan dasar

acuannya. Pemanas fluida thermis berbahan bakar batubara dengan kisaran efisiensi panas 55-65 persen

merupakan yang paling nyaman digunakan dibandingkan dengan hampir kebanyakan boiler. Penggabungan

peralatan pemanfaatan kembali panas dalam gas buang akan mempertinggi tingkat efisiensi termis selanjutnya.

Gambar 9. Konfigurasi Pemanas Fluida Termis3. Pengkajian boiler

Bagian ini menjelaskan evaluasi kinerja boiler,blowdown boiler, danpengolahan air boiler.

8/7/2019 39808326-tugas-lina

55/76

3.1 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