buku 3 boiler

Simple Inspiring Performing Phenomenal i

BUKU III

BOILER

TUJUAN PELAJARAN : Setelah mengikuti pelajaran ini peserta mampu

memahami bagian-bagian boiler dan fungsi dari bagian

boier.

DURASI : 8 JP

PENYUSUN : 1. EFRI YENDRI

Simple Inspiring Performing Phenomenal ii

DAFTAR ISI

TUJUAN PELAJARAN ................................................................................................................. i

DAFTAR ISI ................................................................................................................................ ii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................................... iv

1. Fungsi boiler .................................................................................................................... 5

2. Jenis-jenis boiler ............................................................................................................. 5

2.1. Boiler Pipa Api ..................................................................................................... 5

2.2. Boiler Pipa Air ...................................................................................................... 6

2.3. Boiler jenis Stoker ................................................................................................ 6

2.4. Boiler Jenis Pulverizer .......................................................................................... 7

2.5. Boiler Jenis CFB .................................................................................................. 8

3. BAGIAN-BAGIAN BOILER DAN ALAT BANTUNYA ...................................................... 10

3.1 Ruang Bakar ...................................................................................................... 11

3.2 SOOT BLOWER (PEMBERSIH JELAGA) .......................................................... 11

3.3 BURNER............................................................................................................ 13

3.4 FAN-FAN ........................................................................................................... 15

3.5 Air Heater ........................................................................................................... 17

4. SIRKULASI AIR DAN UAP ............................................................................................. 18

4.1. Economizer ........................................................................................................ 20

4.2. Boiler Drum ........................................................................................................ 21

4.3. STANDAR AIR PENGISI DAN AIR KETEL ....................................................... 23

4.4. Standar Air Kondensat ....................................................................................... 24

4.5. Standar Air Penambah ....................................................................................... 24

4.6. Standar Air Pengisi Ketel ................................................................................... 25

4.7. Standar Air Ketel ................................................................................................ 25

4.8. Header ............................................................................................................... 26

4.9. Riser (Tube Wall) dan Down Comer ................................................................... 26

4.10. Down Comer ...................................................................................................... 26

Simple Inspiring Performing Phenomenal iii

4.11. Superheater ....................................................................................................... 27

4.12. Reheater ............................................................................................................ 28

5. SISTEM BAHAN BAKAR ............................................................................................... 29

5.1. Bahan Bakar Minyak .......................................................................................... 29

5.2. Bahan-Bakar Gas .............................................................................................. 31

5.3. Bahan Bakar Batubara ....................................................................................... 31

6. SISTEM UDARA PEMBAKARAN DAN GAS BUANG .................................................... 34

6.1. Sirkulasi Udara dan Gas .................................................................................... 34

6.2. Penanganan Gas Buang ................................................................................... 35

7. SISTEM PENGAMAN .................................................................................................... 36

7.1. katup pengaman ................................................................................................ 36

7.2. Pengaman Boiler ............................................................................................... 37

Simple Inspiring Performing Phenomenal iv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Boiler Pipa Api ........................................................................................................... 5

Gambar 2 Boiler Pipa Api ........................................................................................................... 6

Gambar 3 Boiler Jenis Stoker ..................................................................................................... 7

Gambar 4 Boiler Jenis Pulverizer ................................................................................................ 8

Gambar 5 Boiler Jenis CFB ........................................................................................................ 9

Gambar 6 Boiler dan Alat Bantunya .......................................................................................... 10

Gambar 7 Jenis-jenis Sootblower ............................................................................................ 13

Gambar 8 Burner minyak dengan Atomisasi Mekanik ............................................................... 14

Gambar 9 Burner Minyak dengan Atomisasi Uap ..................................................................... 15

Gambar 10 Fan ........................................................................................................................ 16

Gambar 11 Air Heater ............................................................................................................... 17

Gambar 12 Element Air Heater ................................................................................................. 18

Gambar 13 Sirkulasi Air dan Uap di Boiler ................................................................................ 19

Gambar 14 Boiler Drum ............................................................................................................ 22

Gambar 15 Sirkulasi Uap Menuju Superheater ......................................................................... 27

Gambar 16 Sirkulasi Uap Reheater .......................................................................................... 28

Gambar 17 Diagram Sistem Bahan Bakar Minyak .................................................................... 30

Gambar 18 Sistem Transfer Bahan Bakar Minyak Residu ........................................................ 31

Gambar 19 Sistem bahan bakar batubara ................................................................................ 32

Gambar 20 Mill Pulveriser ......................................................................................................... 33

Gambar 21 Penempatan burner batubara pada ruang bakar .................................................... 33

Gambar 22 Sirkulasi Udara dan Gas ........................................................................................ 35

Gambar 23 Katup Pengaman ................................................................................................... 37

Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal

BOILER

1. Fungsi boiler

Boiler berfungsi untuk merubah air menjadi uap superheat yang bertemperatur dan

bertekanan tinggi. Proses memproduksi uap ini disebut Steam Raising (Pembuat

Uap). Unit/alat yang digunakan untuk membuat uap disebut Boiler (Boiler) atau lebih

tepat steam Generator (Pembangkit Uap).

Klasifikasi Boiler secara umum dibagi dua yaitu, Boiler pipa api dan Boiler pipa air.

Jenis Boiler pipa api banyak digunakan oleh industri yang memerlukan tekanan uap

yang relatif rendah, misalnya pabrik-pabrik gula. Sedangkan jenis pipa air digunakan

oleh industri/pembangkit listrik yang memerlukan tekanan uap yang tinggi, misalnya

pada pusat-pusat listrik tenaga uap.

2. Jenis-jenis boiler

2.1. Boiler Pipa Api

Pada jenis Boiler pipa api, gas panas hasil pembakaran (flue gas) mengalir

melalui pipa-pipa yang dibagian luarnya diselimuti air sehingga terjadi

perpindahan panas dari gas panas ke air dan air berubah menjadi uap. Gambar

Boiler pipa api dapat dilihat pada gambar.

Gambar 1 Boiler Pipa Api


Keterbatasan dari boiler pipa api adalah tekanan uap tidak dapat dibuat terlampau

tinggi karena ketebalan drum akan sedemikian tebalnya sehingga tidak

menguntungkan. Boiler seperti ini banyak digunakan dipabrik-pabrik gula karena

tidak memerlukan tekanan uap yang tinggi.

2.2. Boiler Pipa Air

Pada boiler (Boiler) jenis ini, air berada didalam pipa sedangkan gas panas berada

diluar pipa. Boiler pipa air dapat beroperasi dengan tekanan sangat tinggi (lebih

dari 100 Bar). Gambar Boiler pipa air dapat dilihat pada gambar .

Gambar 2 Boiler Pipa Api

2.3. Boiler jenis Stoker

Pada boiler Stocker pembakarannya ditempatkan diatas rantai seperti rantai tank

yang berjalan, serta bentuk-bentuk modifikasinya. Boiler jenis ini mempunyai

efisiensi antara 80% 85%.


Gambar 3 Boiler Jenis Stoker

2.4. Boiler Jenis Pulverizer

Boiler jenis pulverizer, sering disebut PC (Pulverizer Combustion) Boiler. Batu

bara ditepungkan terlebih dahulu kemudian disemprotkan ke ruang bakar

sehingga mengapung dan terbakar ditengah-tengah ruang bakar. Boiler jenis ini

mempunyai efisiensi sekitar 90%.


Gambar 4 Boiler Jenis Pulverizer

2.5. Boiler Jenis CFB

Boiler jenis Circulating Fludize Bed (CFB), boiler ini ukuran diameter batubaranya

sekitar 30 mm dan dilengkapi dengan cyclon diantara ruang bakar dan outlet

asapnya. Fungsi Cyclon untuk memisahkan (separator) gas untuk dibuang melalui

cerobong asap dan partikel yang tidak terbakar untuk dikembalikan ke ruang

bakar. Boiler jenis ini efisiensinya sekitar 92%.


Gambar 5 Boiler Jenis CFB


3. BAGIAN-BAGIAN BOILER DAN ALAT BANTUNYA

Gambar 6 Boiler dan Alat Bantunya


3.1 Ruang Bakar

Ruang bakar adalah bagian dari Boiler yang berfungsi untuk tempat

berlangsungnya proses pembakaran antara bahan bakar dan udara. Tekanan gas

panas yang berada didalam ruang bakar (Furnance) dapat lebih besar dari pada

tekanan udara luar (Tekanan ruang bakar positip) dan dapat juga bertekanan lebih

kecil dari tekanan udara luar (Tekanan ruang bakar negatif) atau bertekanan

seimbang (Balance Draught).

Tekanan Positif

Pada boiler dengan tekanan ruang bakar positif, udara luar dihembuskan masuk

kedalam ruang bakar dengan menggunakan forced draught fan (Kipas tekan

paksa), yang sekaligus mendorong gas panas hasil pembakaran ke arah

cerobong. Boiler dengan tekanan ruang bakar positif banyak digunakan oleh

Boiler dengan bahan bakar minyak.

Tekanan Negatif

Pada boiler dengan tekanan ruang bakar negatif, gas panas hasil pembakaran

dihisap oleh induced draught fan sekaligus menghisap udara luar masuk kedalam

ruang bakar. Gabungan dari kedua cara tersebut diatas diterapkan pada

balanced draught yang memiliki baik forced draught fan untuk mendorong udara

luar masuk kedalam boiler, maupun induced draught fan untuk menghisap gas

panas hasil pembakaran. Pada sistem balanced draught, tekanan ruang bakar

dibuat sedikit negatif yaitu sekitar - 10 mmWg (0,001 bar). Boiler dengan tekanan

ruang bakar negatif, jarang digunakan (kurang ekonomis). Sedangkan boiler

dengan tekanan balanced draught (seimbang) banyak digunakan oleh Boiler

dengan bahan bakar Batubara.

3.2 SOOT BLOWER (PEMBERSIH JELAGA)

Fungsi

Boiler-boiler modern dilengkapi dengan pembersih jelaga (sootblower) yang dapat

dioperasikan dari jarak jauh (remotely operated) dan dikendalikan secara

bergantian dan berurutan. Fungsi dari sootblower adalah untuk membersihkan

abu, debu atau jelaga yang menempel pada pipa-pipa Boiler, superheater,

Economizer dan pada elemen air heater. Tujuan dari pembersihan tersebut adalah


untuk menaikkan efisiensi dari boiler dan menghindari kerusakan pipa-pipa pada

bolier/superheater. Biasanya sootblower menggunakan uap untuk membersihkan

pipa-pipa boiler/superheater.

Uap yang digunakan untuk pembersihan abu biasanya diambil langsung dari

boiler, dari sisi keluar pemanas lanjut primer atau dari sisi masuk cold reheater,

namun uap dari boiler bantu (auxilary boiler) pun dapat digunakan. Tekanan uap

yang menuju kemasing-masing blower diturunkan seperlunya oleh plat-plat orifis

(orifice plate). Pada pusat pembangkit lain, udara bertekanan juga digunakan

sebagai media pembersih. Sistem sootblowing dengan udara bertekanan ini

memerlukan tambahan modal dan biaya untuk kompressor yang berkapasitas

besar.

Jenis dan Konstruksi

Jenis penempatan, ukuran dan tekanan serta frekuensi penggunaan sootblower

sangat bervariasi sesuai dengan disain boiler dan karakter deposit/endapannya .

Oleh karena itu adalah tidak mungkin untuk menguraikan semua pemakaian-

pemakainnya , tetapi secara umum , jenis-jenis utama dari sootblower yang

digunakan adalah seperti diperlihatkan pada gambar, yaitu :

a. Blower-blower yang dapat ditarik (retractable gun blowers) dengan nozle jet

yang berlawanan untuk membersihkan pipa-pipa air ruang bakar.

b. Blower-blower yang dapat ditarik (retractable gun blowers) yang mempunyai

nozle jet tunggal untuk diarahkan pada susunan pipa-pipa boiler dan

superheater.

c. Blower-blower panjang yang dapat ditarik (long retractable lance blowers)

yang bergerak/bergeser diantara susunan pipa-pipa, dengan nozle berputar

dan mempunyai jet yang berlawanan untuk mengimbangkan gaya dorong.

Jenis inilah yang paling efektif, untuk pemanas lanjut pada boiler modern

sehingga memungkinkan mencapai sasaran yang lebar dengan

merata/sebanding.

d. Blower dengan nozzle jet banyak (multi jet tube blowers), digunakan untuk

zone temperatur yang lebih rendah seperti economizer dan air heater. Blower

tersebut tidak dapat ditarik (non-retractring) tetapi dapat berputar dan/atau

bergeser.

e. Sama dengan multi jet blower dengan nozzle jet yang dapat digunakan pada

posisi tetap untuk membersihkan lorong-lorong diantara pipa-pipa. Blower ini

hanya cocok untuk zone temperatur yang lebih rendah dan pada zone yang

deposit/endapannya ringan, oleh karena itu tidak perlu daya yang besar untuk

beberapa nozle kecil .


Gambar 7 Jenis-jenis Sootblower

3.3 BURNER

Fungsi

Burner adalah alat yang dipakai untuk memasukkan bahan bakar kedalam ruang

bakar dan menghasilkan pengabutan yang memudahkan reaksi pembakaran

Jenis dan Konstruksi

Pada dasarnya ada tiga jenis pembakaran (burner) minyak dan ketiganya

menggunakan cara yang berbeda untuk mengatomisasikan minyak :

a. Mekanikal (atau tekanan)

b. Diatomisasikan dengan Uap

c. Diatomisasikan dengan udara

Pembakaran minyak dengan diatomosasikan secara mekanikal

Didalam pembakaran ini minyak diatomisasikan oleh tekanan yang didapat dari

pompa minyak. Minyak dengan tekanan yang sesuai melewati piringan

penyemprotan yang berisikan sejumlah jalur-jalur laluan tangensial untuk

selanjutnya minyak menuju ruang dipusat piringan. Disini minyak bergerak

memutar dengan kecepatan tinggi yang selanjutnya keluar melalui orifer dalam

bentuk kabut kerucut.

Dapat dilihat bahwa adanya perubahan tekanan minyak atau keausan orifice dan

jalur tangensial akan menyebabkan atomisasi minyak menjadi terganggu dan titik-


titik minyak akan banyak terpancar lewat burner. Gambar burner dengan

atomisasi mekanik dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 8 Burner minyak dengan Atomisasi Mekanik

Pembakaran minyak dengan diatomisasikan uap

Perubahan dengan atomisasi mekanikal akan mempunyai kerugian dimana beban

tidak dapat diubah-ubah karena perubahan tekanan minyak ini akan

mempengaruhi atomisasi. Pada pembakar minyak atomisasi uap perbandingan

mengecilkan (turn down ration) 10 : 1 dapat dicapai. Pada pembakaran ini

atomisasi dilakukan dengan tekanan uap. Uap diisikan kepusat tabung burner

pada tekanan 1,5 bar sampai 9 bar menuju piringan yang dilubangi dimana uap

ini bertemu minyak yang telah melewati ruang antara tabung uap dan tabung

diluarnya yang sepusat. Pada pembakaran jenis ini suhu minyak sebelum

memasuki tabung tidak perlu setinggi suhu minyak pada jenis atomisasi

mekanikal, karena minyak akan mendapat tambahan panas dalam perjalanannya

ketengah tabung. Kerugian jenis atomisasi ini adalah jumlah uap yang diperlukan

dapat mencapai % dari seluruh penguapan total. Gambar burner dengan

atomisasi uap dapat dilihat pada gambar dibawah ini.


G

a

m

b

a

r

Gambar 9 Burner Minyak dengan Atomisasi Uap

Pembakaran dengan atomisasi udara

Pada pembakar ini, atomisasi dilakukan dengan udara tekanan tinggi dengan cara

yang sama seperti halnya dengan uap. Pembakaran jenis ini tidak banyak

digunakan oleh perancang boiler sebab memerlukan penambahan compressor

udara yang mahal baik pemasangannya ataupun pemeliharaannya.

3.4 FAN-FAN

Penggunaan fan pada PLTU batubara lebih dari satu jenis, yaitu ID fan, FD fan,

PA fan dan ada pula yang dilengkapi dengan GR fan.

FD Fan berfungsi sebagai pemasok udara pembakaran kedalam ruang bakar

ID Fan berfungai menarik/mempertahankan tekanan di ruang bakar (Pengendali

tekanan ruang bakar)

GR Fan berfungsi menarik kembali sisa gas panas yang dikembalikan ke ruang

bakar, yang bertujuan meningkatkan efisiensi boiler.


Gambar 10 Fan


3.5 Air Heater

Adalah pemanas udara sehingga temperatur udara pembakaran dapat mencapai

+ 300oC menghasilkan pembakaran yang lebih sempurna. Air heater terpasang

dari jenis elemen-elemen plat yang berfungsi mengambil panas dari gas bekas

dan kemudian ditransfer ke udara pembakaran (discharge FD Fan) dengan

mekanisme perpindahan panas konveksi. Lihat gambar.

Gambar 11 Air Heater


Gambar 12 Element Air Heater

4. SIRKULASI AIR DAN UAP

Air dipompakan kedalam boiler dengan menggunakan pompa air pengisi (Boiler

Feed Pump/BFP), melalui katup pengatur. Sebelum masuk kedalam boiler drum,

air dipanaskan terlebih dahulu di Low Pressure Heater juga dipanasi di High

Pressure Heater dan terakhir dipanasi di Economizer sehingga temperatur air

mendekati titik didihnya.


Dari dalam boiler drum air bersirkulasi melalui down comer dan riser sehingga

dengan adanya pemanasan dari ruang bakar terbentuklah uap air. Sirkulasi ini

dapat terjadi secara alami (natural circulation) ataupun sirkulasi yang dibantu

(assited circulation) dengan menggunakan pompa sirkulasi. Sirkulasi alami pada

Boiler dapat dilihat pada Gambar.

Gambar 13 Sirkulasi Air dan Uap di Boiler

Salah satu bagian dari boiler adalah down comer. Down comer ini berada diluar

ruang bakar, menghubungkan antara boiler drum dengan bagian bawah tube wall

(Riser). Down comer tidak mendapat pemanasan dari ruang bakar boiler. Karena

air didalam riser mendapat pemanasan dari ruang bakar maka akan timbul uap air.

Campuran air dan uap yang berada didalam riser berat jenisnya akan lebih kecil

dari pada air yang ada didalam down comer, karena air didalam down comer tidak


menerima pemanasan. Selanjutnya air dan uap yang ada didalam riser akan naik

sedangkan air yang ada didalam down comer akan turun. Dengan demikian

terjadilah sirkulasi air didalam boiler secara alami. Uap yang dihasilkan ditampung

didalam boiler drum kemudian dialirkan menuju turbin melewati superheater.

Komponen utama boiler dalam sirkulasi air adalah Ekonomiser, drum boiler,

heater, riser dan down comer.

4.1. Economizer

Economizer adalah Heat Exchanger (penukar kalor) yang dipasang pada saluran

air pengisi sebelum air masuk ke Boiler Drum . Konstruksi Economizer berupa

sekelompok pipa-pipa kecil yang disusun berlapis-lapis. Di bagian dalam pipa

mengalir air pengisi yang dipompakan oleh Boiler Feed Pump dan dibagian luar

pipa mengalir gas panas hasil pembakaran yang terjadi di ruang bakar. Karena

temperatur gas panas lebih tinggi dari temperatur air pengisi maka gas panas

menyerahkan panas kepada air pengisi sehingga temperatur air pengisi menjadi

naik dan diharapkan mendekati titik didihnya, tapi jangan melampaui titik didih

karena akan menyebabkan terbentuknya uap di dalam pipa Economizer dengan

akibat lebih lanjut terjadi overheating pada pipa tersebut.


4.2. Boiler Drum

Boiler Drum adalah bejana tempat menampung air yang datang dari Economizer

dan uap hasil penguapan dari Tube Wall ( Riser). Kira-kira separoh dari drum

berisi air dan separohnya lagi berisi uap. Boiler Drum terbuat dari plat baja dilas

dan dilengkapi diantaranya :

a. Man hole.

b. Saluran menuju Superheater.

c. Saluran menuju Feedwater Inlet.

d. Saluran menuju Blow Down.

e. Saluran menuju Down Comer.

f. Saluran menuju Safety Valve.

g. Pipa injeksi bahan Kimia.

h. Pipa Sampling.

i. Pipa menuju alat ukur dan alat kontrol.

Seperti terlihat pada Gambar di bagian dalam Boiler Drum terdapat peralatan-

peralatan Screen dryer (pengering uap) dan Steam separator (pemisah uap).

Level air didalam drum harus dijaga agar selalu tetap kira-kira separoh dari tinggi

drum. Banyaknya air pengisi yang masuk ke dalam drum harus sebanding dengan

banyaknya uap yang meninggalkan drum, sehingga level air terjaga konstant.

Pengaturan level didalam Boiler Drum dilakukan dengan mengatur besarnya

pembukaan Flow Control Valve. Apabila level didalam air drum terlalu

rendah/tidak terkontrol akan menyebabkan terjadinya Overheating pada pipa-pipa

Boiler, sedangkan bila level drum terlalu tinggi, kemungkinan butir-butir air

terbawa ke turbin dan mengakibatkan kerusakan pada turbin. Untuk

mengamankannya pada boiler drum dipasang alarm untuk level high dan level

low serta trip untuk level very low dan very high.

Level air didalam boiler drum dapat dimonitor dengan menggunakan perlatan level

gauge/level indikator yang terdapat didekat boiler drum (lokal), atau dengan cara

remote (jarak jauh) di control room, juga dicatat pada level recorder.

Uap yang dihasilkan dari dalam tube wall (riser), terkumpul didalam boiler drum.

Uap akan mengalir ke arah puncak boiler drum melewati steam separator dan

screen dryer lalu keluar dari dalam drum dalam keadaan kering menuju separator

dan akhirnya ke turbin.

Butir-butir air yang terpisah dari uap akan jatuh dan bersirkulasi kembali bersama

air yang baru masuk.


Gambar 14 Boiler Drum

DRYER

STEAM OUTLET

FEED WATER

INLET

DOWNCOMER

RISER

TUBES

PRIMARYY

SEPARATOR

SECONDARY

SEPARATOR

BAFFLE

PLATES


4.3. STANDAR AIR PENGISI DAN AIR KETEL

Kriteria air atau kualitas air yang digunakan pada Pusat Listrik Tenaga Uap, akan

mempengaruhi umur unit dan keandalan unit PLTU. Di bawah ini ditunjukkan akibat

yang ditimbulkan karena tidak terpenuhinya persyaratan kualitas air :

Tabel 1. Butir analisis air akibat tidak memenuhi persayaratan

NO BUTIR ANALISA DILUAR RENTANG STANDARD

TERLALU RENDAH TERLALU TINGGI

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

Silica- SiO2 dalam air uap

Silica- SiO2 dalam air ketel

Silica- SiO2 dalam air mentah

Phosphate dalam air kecil

pH dalam air pengisi, kondensat,

ketel

Fe dalam air kondensat

Cu dalam air kondensat

Oksigen dalam air pengisi

Carbon Dioksida (CO2)

Conduktivity air pengisi dan

kondensat

Conduktivity air ketel

Conduktivity air uap

Kesadahan air ketel

Hydrazin dalam air pengisi

Baik

Baik

Baik

Korosi pH rendah

Korosi

Baik

Baik

Baik

Baik

Korosi pH rendah (tidak

terdapat sisa hidrasin)

Korosi pH rendah (tidak

terdapat sisa

phosphate)

Baik

Baik (harus nol)

Korosi Oksigen

Cary over pengerakan sudu

turbin tekanan menengah

dan rendah.

Pengerakan pipa ketel

Foaming, pengerakan carry

over

Foaming, pengerakan carry

over

Telah terjadi korosi

Telah terjadi korosi pada pipa

penukar kalor

Korosi oksigen

Korosi karbon dioksida

- Pengerakan - Foaming - Kebocoran condensor

- Pengerakan - Foaming - Carry Over

- Carry Over - Pengerakan di sisi super

Heater - Korosi Chlorida - Pengerakan - Foaming - Carry Over

Amonia attack pada pipa

yang terbuat dari tembaga


11.

12.

Amoniak dalam air kondensat

Chlorida

pH rendah untuk PLTU

PLTU yang

pengaturan pH-nya

dengan amoniak

Baik

Pemakaian amoniak tinggi

Korosi chloride Indikasi kebo-coran kondensor

Air yang digunakan di PLTU harus memenuhi persyaratan. Adapun sampel air

yang diperiksa di labotarium PLTU berupa :

o Air kondensat o Air ketel o Air pengisi ketel o Air penambah

Persyaratan kualitas air tergantung dari tekanan kerja ketel, makin tinggi tekanan

kerja ketel makin ketat persyaratan kualitas air.

4.4. Standar Air Kondensat

Untuk ketel bertekanan 170 Kg / cm2

Air Kondensat : pH = 9,2 9,5

Conductivity, SC = < 10 mho / cm

Conductivity, CC = < 0,3 mho / cm

Silica (SiO2) = < 0,02 ppm

Oksigen terlarut = < 0,015 ppm

Tembaga (Cu) = < 0,01

Besi = < 0,02

4.5. Standar Air Penambah

Untuk ketel bertekanan 170 Kg / cm2

Air Penambah : pH = 7

Conductivity = < 0,3 mho / cm

Silica (SiO2) = < 0,02


4.6. Standar Air Pengisi Ketel

a. Untuk ketel dengan tekanan 40, 60, dan 80 atm.

Air pengisi ketel :

Tekanan Kerja (atm) 40 atm 60 atm 80 atm

Oksigen terlarut (ppm)

Total besi (ppm)

Total tembaga (ppm)

pH pada 25 0C (ppm)

Silika (ppm)

< 0,02

< 0,05

< 0,01

8 9

< 0,02

< 0,02

< 0,05

< 0,01

8 9

< 0,02

< 0,02

< 0,001

< 0,005

8 9

< 0,02

Conduktivity ( s / cm ) < 1,0 < 0,5 < 0,3

Chlorida (Cl-) ppm - - -

Hydrazin (N2H4) ppm 0,01

0,03

0,01

0,03

0,01 0,03

b. Untuk ketel bertekanan 170 Kg / cm2

Air Pengisi ketel : pH = 9,2 9,5

Conductivity, S C = < 10 mho / cm

Silica (SiO2) = < 0,02 ppm

Oksigen terlarut = < 0,007

Hydrazin (N2H4) = 0,03 0,05

4.7. Standar Air Ketel

a. Untuk ketel dengan tekanan 40, 60 dan 80 atm

air ketel :

Tekanan Kerja (atm) 40 atm 60 atm 80 atm

Silika (ppm) - < 10 < 4

Phospat (ppm) < 10 < 10 < 3

Conduktivity ( s / cm ) - < 2500 < 1150

pH 9 10 9 10 9 10

b. Untuk ketel dengan tekanan 170 Kg / cm2

Air ketel : pH = 9,2 9,5

Conductivity, S C = < 20


Silica (SiO2) = < 0,185

Phospat (PO4) = < 0,007

Chlorida (Cl) = < 0,5

Main steam : pH = 9,2 9,5

Conductivity, S C = < 10

Silica (SiO2) = < 0,015

4.8. Header

Dari header air akan masuk ke tube wall (riser) untuk diubah menjadi uap dan

kembali ke Boiler. Header (low header) merupakan tempat penampungan air yang

berasal dari down comer.

4.9. Riser (Tube Wall) dan Down Comer

Didalam tube wall terdapat air yang bersirkulasi dari boiler drum melalui down

comer dan low header. Panas yang dihasilkan dari proses pembakaran didalam

furnance sebagian diberikan kepada air yang ada didalam tube wall sehingga air

berubah menjadi uap.

Selain berfungsi untuk membuat air menjadi uap, tube wall juga mencegah

penyebaran panas dari dalam furnance ke udara luar dan untuk lebih menjamin

agar panas tersebut tidak terbuang ke udara luar melewati tube wall, maka dibalik

tube wall (arah udara luar) dipasang dinding isolasi yang terbuat dari mineral fiber.

4.10. Down Comer

Sedangkan pada down comer merupakan pipa yang berukuran besar,

menghubungkan bagian bawah boiler drum dengan lower header. Down comer

(pipa turun) tidak terkena panas secara langsung dari ruang bakar. Dan untuk

menghindari kerugian panas yang terbuang pada down comer, maka down comer

diberi isolasi.


4.11. Superheater

Sirkulasi uap yang menuju ke superheater dapat dilihat pada gambar .

Gambar 15 Sirkulasi Uap Menuju Superheater

Aliran sirkulasi uap yang terjadi adalah sebagai berikut :

a. Uap jenuh dari steam drum dialirkan ke primary superheater. Primary

superheater terletak dibagian belakang dari Boiler dan menerima gas relatif

dingin. Pipa-pipa biasanya diatur dengan konfigurasi horizontal.

b. Uap yang dipanaskan ini selanjutnya mengalir ke secondary superheater yang

terletak pada bagian gas sangat panas. Sebagian dari superheater terletak

tepat diatas ruang bakar dan menerima panas radiasi langsung dari ruang

bakar. Kemudian dari secondary superheater, uap mengalir ke turbin tekanan

tinggi.


4.12. Reheater

Sirkulasi uap yang menuju ke reheater dapat dilihat pada gambar .

Gambar 16 Sirkulasi Uap Reheater

Aliran uap reheat yang terjadi adalah sebagai berikut:

Uap superheat yang berasal dari turbin tekanan tinggi, kembali ke steam

generator (boiler), untuk mendapatkan panas dalam reheat, kemudian setelah

dipanaskan di reheat, uap tersebut mengalir ke turbin tekanan sedang.


5. SISTEM BAHAN BAKAR

5.1. Bahan Bakar Minyak

Bahan bakar minyak di PLTU terdiri dari minyak residu dan minyak HSD.

Bahan bakar minyak dikirim ke PLTU dengan menggunakan :

a. Kapal

b. Tongkang

c. Kereta atau truk

d. Pipa

Pembongkaran minyak dari kapal dapat menggunakan pompa di kapal

(unloading pump) atau pompa didarat. Jumlah minyak yang dibongkar dapat

dilihat pada flow meter atau kenaikan level bunker. Tangki persedian (storage

tank) atau bunker adalah tempat menampung minyak dari kapal. Pada dermaga

(jetti) yang dapat disandari tanker dilengkapi dengan unloading arm sebagai

penghubung antara tanker ke pipa di darat. Tetapi bila dermaga (jetti) tidak dapat

disandari tanker karena ke dalaman airnya kurang, maka minyak dialirkan ke

bunker melalui pipa dalam laut, dan petugas PLTU harus mengecek ke tanker

tersebut. Pengiriman minyak dengan tongkang atau truk biasanya hanya untuk

minyak HSD yang jumlahnya lebih kecil dibanding residu. Minyak HSD dari

tongkang atau truk ditampung ditanki HSD yang berfungsi sebagai tangki

persediaan dan tanki harian sekaligus. Minyak residu (MFO) dari tanki persediaan

dipindah ke tanki harian (day tank) apabila akan digunakan untuk bahan bakar

PLTU lihat gambar.Tangki harian mempunyai kapasitas yang lebih kecil dibanding

tangki persediaan. Dalam kondisi sistem bahan bakar minyak beroperasi

sebagaian minyak akan kembali ke tangki harian untuk resirkulasi.


Gambar 17 Diagram Sistem Bahan Bakar Minyak


Gambar 18 Sistem Transfer Bahan Bakar Minyak Residu

5.2. Bahan-Bakar Gas

Bahan-bahan gas dikirim ke PLTU dengan menggunakan pipa. Gas yang

digunakan adalah gas alam (natural gas). Gas dipompa langsung dari sumber

(sumur) gas setelah melalui header. Didalamn PLTU tidak disediakan tangki

penyimpan gas, tetapi dilengkapi dengan regulator pengatur tekanan dan

separator serta katup pengaman. Penggunaan gas biasanya secara kontinyu

sesuai perjanjian kontrak dengan pihak penyedia. Mesin yang dioperasikan

dengan bahan bakar gas pembakarannya tidak menghasilkan abu atau debu

sehingga pemeliharaan lebih mudah dan ringan.

5.3. Bahan Bakar Batubara

Bahan bakar batubara pada PLTU batubara adalah sebagai bahan bakar utama.

Persediaan batubara ditampung dilapangan terbuka (coal stock area) dan untuk


melayani kebutuhan pembakaran di boiler, batubara ditampung pada bunker (silo)

di tiap boiler.

Pemasokan batubara dari bunker ke burner ruang bakar dilakukan melalui coal

feeder, mill pulveriser, dan coal pipe.

Pengaturan dan pencatatan jumlah aliran batubara dilakukan dengan coal feeder.

Mill pulveriser berfungsi untuk menggerus batubara sehingga menjadi bubuk.

Sedang untuk membawa bubuk batubara ke burner, dihembuskan udara primer

ke mill. Udara primer dihasilkan oleh primary air fan (PAF) dan dipanaskan pada

pemanas udara primer sehingga cukup untuk mengringkan bubuk batubara.

3.6. SISTEM UDARA DAN GAS BUANG

Gambar 19 Sistem bahan bakar batubara


Gambar 20 Mill Pulveriser

Gambar 21 Penempatan burner batubara pada ruang bakar


6. SISTEM UDARA PEMBAKARAN DAN GAS BUANG

Bersama sama dengan bahan bakar, udara berfungsi untuk menghasilkan

pembakaran. Fungsi lainnya adalah untuk mengatur bentuk nyala api, dan

sebagai pendingin.

Pada ketel batubara, udara dibedakan menjadi udara primer dan udara

sekunder. Udara primer berfungsi untuk mengeringkan dan membawa bubuk

batubara ke ruang bakar.

Sedangkan udara sekunder sebagai udara pembakaran. Proses pembakaran

menghasilkan produk utama berupa panas, hasil lainnya adalah gas dan abu.

Sebagian gas yang tidak dapat dimanfaatkan lagi di buang ke udara luar melalui

cerobong.

6.1. Sirkulasi Udara dan Gas

Udara pembakaran diambil dari atmosfier dengan menggunakan forced draft fan.

Pada ketel yang besar digunakan dua buah fan, masing-masing dengan

kapasitas 60% beban penuh. Pada ketel yang lebih kecil hanya menggunakan

satu fan dengan kemampuan 100 % beban. Udara dari FD fan dialirkan ke ruang

bakar melalui pemanas udara (air heater) dan windbox (Kotak udara), lihat

gambar .

Pengaturan aliran udara dilakukan dengan putaran bervariasi atau damper yang

dipasang pada sisi masuk FD fan. Udara dari FD fan dipanaskan didalam

pemanas udara dengan memanfaatkan gas buang. Sebelum memasuki ruang

bakar udara pembakaran yang telah panas ini di tampung dan didistribusikan oleh

wind box. Gas buang hasil pembakaran keluar dari ruang bakar menuju ke

cerobong dengan melalui bangku pipa-pipa superheater, reheater, ekonomiser, air

heater dan electrostatic precipitator dan induce draft fan (untuk ketel batubara),

lihat gambar.

Didalam mempersiapkan pengoperasian sistem udara dan gas maka

a. Semua damper pada saluran udara dan gas dalam keadaan terbuka

b. Air heater sudah dioperasikan

c. Damper ini sisi masuk fan dalam posisi menutup.


6.2. Penanganan Gas Buang

Gas buang mengandung gas atau senyawa kimia yang bersifat menggangu

lingkungan dan abu atau debu.Untuk mengurangi pencemaran terhadap

lingkungan sekitar nya, maka cerobong dibuat tinggi. Gas yang terkandung dalam

gas buang antara lain adalah karbon dioksida, asam nitrogen dioksid, dan asam

sulfat.

Pada ketel batubara dilengkapi dengan electrostatic precipitator untuk menangkap

abu dalam gas buang, dan pada ketel minyak dipasang dust collector.

\

Gambar 22 Sirkulasi Udara dan Gas


7. SISTEM PENGAMAN

7.1. KATUP PENGAMAN

Katup Pengaman berfungsi sebagai pengaman terhadap tekanan lebih. Semua

bejana atau header bertekanan harus dilengkapi dengan katup pengaman.

Pada Boiler, katup pengaman dipasang pada header superheater reheater, drum,

auxiliary, steam, dan sebagainya. Katup pengaman superheater diset lebih

rendah dari katup pengaman drum. Hal ini bertujuan untuk mencegah pipa

superheater overheat sebab bila katup pengaman drum diset lebih rendah, pada

saat ia kerja (membuka), maka aliran uap menjadi berkurang padahal aliran uap

ke superheater berfungsi sebagai pendingin pipa, sementara pembakaran tetap

tidak berubah. Pada sisi reheater katup pengaman diset lebih rendah dari pada

sisi masuknya dengan tujuan yang sama, yaitu mencegah pipa reheater

overheat. Banyaknya katup pengaman dengan ukuran yang sesuai dipasang

untuk menjamin bahwa pada saat semua katup membuka penuh, penguapan

maksimum dari Boiler dapat dikeluarkan tanpa melebihi tekanan.

Konstruksi katup pengaman yang umum digunakan adalah tipe pegas(spring

type) seperti diperlihatkan pada gambar.


Gambar 23 Katup Pengaman

7.2. PENGAMAN BOILER

1. Suhu superheater atau reheater tinggi

2. Level air drum tinggi atau rendah

3. Tekanan ruang bakar tinggi atau rendah

4. FD fan ( kipas tekan paksa ) trip

5. Nyala api ( pembakaran ) hilang

6. Aliran udara pembakaran rendah

7. Katup pengaman

buku 3 boiler

Documents