BAB IPENDAHULUANA. Latar BelakangKetel Uap/Boiler merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk menghasilkan steam (uap) dalam berbagai keperluan. Air di dalam boiler dipanaskan oleh panas dari hasil pembakaran bahan bakar (sumber panas lainnya) sehingga terjadi perpindahan panas dari sumber panas tersebut ke air yang mengakibatkan air tersebut menjadi panas atau berubah wujud menjadi uap. Air yang lebih panas memiliki berat jenis yang lebih rendah dibanding dengan air yang lebih dingin, sehingga terjadi perubahan berat jenis air di dalam boiler. Air yang memiliki berat jenis yang lebih kecil akan naik, dan sebaliknya air yang memiliki berat jenis yang lebih tinggi akan turun ke dasar. (Djokosetyardjo,,M.J.1990).Boiler berfungsi untuk memproduksi uap yang digunakan untuk berbagai macam operasi antara lain:a. Pembangkit listrikb. Bahan baku proses kimiac. Media pemanasSistem boiler terdiri dari: sistem air umpan, sistem steam dan sistem bahan bakar. Sistem air umpan menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhan steam. Berbagai kran disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan. Sistem steam mengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler. Steam dialirkan melalui system pemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanan steam diatur menggunakan kran dan dipantau dengan alat pemantau tekanan. Sistem bahan bakar adalah semua peralatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan. Peralatan yang diperlukan pada sistem bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan pada sistem.Berbagai bentuk boiler telah berkembang mengikuti kemajuan teknologi dan evaluasi dari produk-produk boiler sebelumnya yang dipengaruhi oleh gas buang boiler yang mempengaruhi lingkungan dan produksteam seperti apa yang akan dihasilkan. Berdasarkan tipe pipa maka ketel uap dibagi atas dua, yaitu:a. Ketel pipa api ( Fire tube boiler)b. Water Tube boilerFire Tube Boiler adalah jenis boiler yang pemanasannya berada didalam pipa sedangkan airnya berada dibagian luar pipa Proses pengapian terjadi didalam pipa, kemudian panas yang dihasilkan dihantarkan langsung kedalam boiler yang berisi airB. Rumusan Masalah1. Apa yang dimaksud dengan Fire Tube Boiler?2. Bagaimana spesifikasi dari Fire Tube Boiler?3. Apa keuntungan dan kerugian dari Fire Tube Boiler?4. Apa saja jenis-jenis dari Fire Tube Boiler?5. Apa bahan bakar yang digunakan pada Fire Tube Boiler?6. Bagaimana prinsip kerja dari Fire Tube Boiler?C. Tujuan1. Mengetahui pengertian dari Fire Tube Boiler2. Mengetahui spesifikasi dari Fire Tube Boiler3. Mengetahui keuntungan dan kerugian Fire Tube Boiler4. Mengetahui jenis-jenis Fire Tube Boiler5. Mengetahui bahan bakar yang digunakan pada Fire Tube Boiler6. Mengetahui prinsip kerja dari Fire Tube BoilerD. ManfaatMahasiswa dapat mengenal dan mengetahui karakteristik,prinsip kerja, Keuntungan dan kerugian dari Fire Tube Boiler.

BAB IIFIRE TUBE BOILERA. Pengertian Fire Tube Boiler adalah jenis boiler yang pemanasannya berada didalam pipa sedangkan airnya berada dibagian luar pipa. Karakteristik dari Tipe boiler ini adalah menghasilkan kapasitas dan tekanansteam yang rendah.Konstruksi ketel uap pipa api terdiri dari sebuah silinder atau tangki berisi air dimana didalam tangki tersebut terdapat susunan pipa-pipa/tube yang dialiri oleh gas asap. Pipa-pipa ini merupakan pengembangan ketel uap lorong api dengan pengembangan sebagai berikut : Volume kecil (isi air ketel ) dibuat lebih kecil Luas bidang pemanas dapat diusahakan lebih besar Ruang aliran gas asap dapat diperbesar sehingga aliran gas asap tidak cepat keluar dari ketel uap.Dengan usaha-usaha diatas dapat dicapai efisiensi ketel yang lebih besar dan kapasitas ketel dapat diperbesar tetapi masih kurang dari 10 ton/jam dengan tekanan kurang dari 20 atm. Pada umumnya ketel uap pipa-pipa api masih mempunyai lorong api yang berfungsi sebagai ruang bakar. Peralatan pendukung dari boiler ini, yaitu:1. Safety valves, tugasnya untuk mengatur tekanan di dalam boiler. Valve ini akan membuka sendirinya apabila tekanan di dalam boiler melebihi tekanan yang diperbolehkan.2. Water fittings, yang fungsinya mengatur tekanan, laju alir dan temperatur air dari dan keluar boiler.3. Water column untuk meminimalisir aliran turbulen air pada gage glass agar pembacaan level air bisa akurat.4. Gage glass akan memperlihatkan level air di dalam boiler.5. Blow down valve yang terpasang di bawah gage glass untuk mengeluarkan lumpur dan endapan yang dapat mengganggu.Selain peralatan-peralatan di atas, terdapat juga pompa untuk mengatur laju alir air umpan dan air makeup (air yang ditambahkan sebagai ganti kehilangan air boiler akibat penguapan ataupun kebocoran), trus juga ada beberapa valve untuk mengatur laju alir steam dan ke stasiun mana steam akan diarahkan. Selain itu juga ada steam traps yang berfungsi untuk menampung kondensat agar bisa dikeluarkan dan digunakan kembali.B. Spesifikasi Boiler jenis boiler pipa api (fire tube), di mana di dalamnya terdapat dua burner dengan pola aliran 3-pass dryback. Seperti boiler pipa api pada umumnya, gas asap hasil pembakaran dilewatkan pada pipa-pipa api. Pipa-pipa ini terendam dalam air boiler yang berfungsi sebagai medium penyerap panas. Air boiler berada dalam suatu kontainer atau shell yang juga memuat pipa-pipa tersebut. Adapun spesifikasi boiler adalah boiler pipa api (fire tube) sebagai berikut: Nama : DUNPHY Type: Fire tube, 3 gas passes Electric Power: 144 KW Voltage: 380 volt Max ampere: 250 A Design Pressure: 10 kg/cm2 Max Service Pressure: 9 kg/cm2 Working Pressure: 8 kg/cm2 Steam Flow Rate: 22800 kg/h Heating Survace: 494 m2 Input Water Temperature: 107oC Max Steam Temperature: 179oC Water Volume Normal: 27,66 m3

C. Keuntungan dan Kerugian Keuntungan dan kerugian dari fire tube boiler adalah sebagai berikut:KeuntunganKerugian

Fire Tube

Proses pemasangan mudah dan cepat, Tidak membutuhkan setting khususTekanan operasi steam terbatas untuk tekanan rendah 18 bar

Investasi awal boiler ini murahKapasitas steam relatif kecil (13.5 TPH) jika diabndingkan dengan water tube

Bentuknya lebih compact dan portableTempat pembakarannya sulit dijangkau untuk dibersihkan, diperbaiki, dan diperiksa kondisinya.

Tidak membutuhkan area yang besar untuk 1 HP boilerNilai effisiensinya rendah, karena banyak energi kalor yang terbuang langsung menuju stack

D. Jenis-JenisJika ditinjau dari segi susunan pipa phase aliran gas atau udara panas hasil pembakaran dapat dibagi menjadi:1. Boiler Two Phase Yang dimaksud dengan type/ model boiler two phase adalah susunan kelompok pipa lorong api dari ruang chamber menuju ke pipa dan langsung keluar ke cerobong pembuang udara bebas. Untuk PT. Indofood CBP Sukses Makmur Cabang Jambi menggunakan boiler type ini.2. Boiler Three PhaseYang dimaksud dengan type/model boiler there phase adalah kondisi kelompok susunan pipa lorong api atau fire tube. Boiler terdapat 2 kali tahapan saluran sebagai surface area perpindahan panas dari sumber pembakaran (ruang chamber) akan menuju ke cerobong pembuangan hasil pembakaran dengan susunan sebagai berikut:1. Phase pertama adalah ruang chamber.2. Phase kedua adalah pipa lorong api kelompok tengah.3. Phase ketiga adalah lorong api paling atas langsung keluar kecerobong.3. Boiler Four Phase Untuk boiler empat phase keatas dimana sekat kelompok pipa terdapat 3 kali susunan ditambah 1 kali dari ruang chanber. Dan untuk jenis / type boiler ini biasanya termasuk katagori special boiler yang mempunyai kapasitas besar.Jika ditinjau dari bentuknya maka Fire Tube Boiler dibagi menjadi :1. Ketel Uap SchotsKetel uap ini direncanakan agar api dan asap selalu bersinggungan dengan dinding-dinding yang berbatasan dengan air atau uap, dari kotak api melalui pipa-pipa mencapai cerobong asap menuju keluar. Kekurangan dari jenis ini adalah besarnya drum ketel, terlebih lagi menggunakan tiga silinder. Drum ketel yang besar memerlukan dinding yang tebal sehingga untuk kapasitas yang besar ketel uap menjadi mahal.2. Ketel Uap KombinasiKetel uap ini merupakan bentuk penyempurnaan dari ketel uap schots. Memerlukan dua buah drum ketel dengan posisi diatas dan dibawah. Silinder-silinder ini ditempatkan pada bagian bawah sedangkan pipa-pipanya pada bagian atas. Keuntungan dari ketel uap ini adalah pemakaian drum ketel dapat lebih kecil diameternya dan bias lebih tipis, juga dapat dipasang sekaligus dengan superheater dan economizer.3. Ketel Uap LokomotifPrinsip kerja dari ketel ini adalah pada bagian belakang ketel uap lokomotif terdapat sebuah tunku yang merupakan kotak api dan pada bawah tungku terdapat rangka bakar yang digunakan membakar bahan bakar. Didlam pipa-pipa api ini ditempatkan pipa-pipa pemanas lanjut uap (superheater) tergantung dari besar kecilnya tabung api. Uap panas lanjut yang dihasilkan ketel uap ini akan melakukan ekspansididlam mesin uap yorak atau turbin uap yang akan menggerakkan roda-roda lokomotif.4. Ketel Pipa Api TegakKelemahan dari pipa api tegak adalah :a. Gas panas cepat keluar.b. Pipa api bagian atas tidak didinginkan secara langsung sehingga cepat rusak.c. Pemanasan awal cukup lama isi air terlalu besar dibanding luas pemanasan.d. Uap yang terbentuk cenderung menempel pada pipa.e. Kapasitas rendah.f. Tekanan kerja rendah.

5. Ketel Uap Pipa Api Cochran Konstruksi ketel uap api cochran berupa silinder dengan pipa-pipa horizontal, keuntungannya adalah :a. Pipa tidak dilapisi uapb. Ruang bakar berada dibawah sehingga sirkulasi air lebih baikc. Pondasi cukup sempitd. Permukaan air cukup luas sehingga uap bebas memisahkan diri dari airE. Bahan BakarBahan bakar yang digunakan untuk boiler ini bermacam-macam mulai dari batu bara, minyak bumi, cangkang kelapa sawit, kayu, gas alam, listrik hingga tenaga nuklir. Dalam aplikasinya, air umpan boiler haruslah bebas dari kation, anion dan juga O2 dikarenakan reaksi oksidasi ion-ion logam dengan oksigen akan membentuk oksida logam yang akan mengendap di dasar boiler dan apabila terakumulasi dalam jumlah yang cukup besar akan mengurangi kinerja boiler dan mempengaruhi peristiwa perpindahan panas dari sumber panas ke air di dalam boiler. Untuk alasan ekonomis, sebagian besar fire tube boilers dikonstruksi sebagai paket boiler (dirakit oleh pabrik) untuk semua bahan bakar.F. Prinsip KerjaPrinsip kerja dari boiler pipa api adalah gas panas dari hasil pembakaran dialirkan melalui sebuah pipa dimana disekeliling pipa terdapat air sehingga gas panas tersebut memanaskan air yang terdapat di dalam boiler secara konduksi panas sehingga terbentuk uap panas. Proses pengapian terjadi didalam pipa, kemudian panas yang dihasilkan dihantarkan langsung kedalam boiler yang berisi air. Besar dan konstruksi boiler mempengaruhi kapasitas dan tekanan yang dihasilkan boiler tersebut. Pada fire tube boiler, gas panas melewati pipa-pipa dan air umpan boiler ada didalam shell untuk dirubah menjadi steam. Fire tube boilers biasanya digunakan untuk kapasitas steam yang relative kecil dengan tekanan steam rendah sampai sedang. Sebagai pedoman, fire tube boilers kompetitif untuk kecepatan steam sampai 12.000 kg/jam dengan tekanan sampai 18 kg/cm2. Pada fire tube boiler, gas panas yang berasal dari ruang bakar mengalir melalui tube-tube yang di kelilingi oleh air.Proses pelepasan energi bahan bakar dilakukan dengan cara mereaksikan bahan bakar dengan oksigen yang diambil dari udara. Pencampuran antara unsur-unsur yang dapat terbakar pada bahan bakar dengan oksigen akan menyebabkan terlepasnya energi yang dikandung bahan bakar. Energi tersebut akan menaikkan tingkat energi gas asap sehingga temperatur gas tersebut naik. Kenaikan temperatur gas yang tinggi menyebabkan terjadinya perpindahan energi panas, baik radiasi maupun konveksi dari gas asap ke dinding air. Energi tersebut diperlukan untuk menaikkan temperatur air menjadi uap. Gas asap yang telah melepaskan energi mengalami penurunan temperatur. Air yang telah diolah di Water Treatment Plant (WTP) yang memiliki konduktifitas nol dan kandungan SiO2 rendah, biasanya disebut Demineralisasi Water. Demineralisasi Water masuk ke dalam Deaerator untuk menghilangkan gas O2 yang dapat menimbulkan pengkaratan. Di dalam deaerator, air dijatuhkan dari atas dan uap dialirkan ke atas agar pemanasan berlangsung dengan efektif. Air yang telah dipanaskan dialirkan ke dalam boiler untuk dinaikkan temperaturnya dan dijadikan uap. Udara yang diperlukan untuk pembakaran diambil dari ruangan sekitar oleh blower. Udara tersebut kemudian dialirkan ke masing-masing burner dan dicampur dengan bahan bakar dengan komposisi tertentu.Boiler atau ketel uap merupakan suatu bejana tertutup yang terbuat dari baja. Boiler berfungsi untuk mentransfer panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar ke air yang menjadi uap atau steam yang berguna. Uap ini digunakan untuk proses-proses industri, penggerak, pemanas, dan lain-lain. Pencampuran bahan bakar dengan udara pembakaran terjadi di alat pembakar/burner.Pada boiler pipa api, api dan gas panas yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar mengalir melalui pipa-pipa yang dikelilingi oleh air yang berfungsi sebagai penyerap panas. Panas dihantarkan melalui dinding-dinding pipa dari gas-gas panas ke air disekelilingnya.Secara umum, Fire Tube Boiler bekerja menurut 4 sistem sederhana, yaitu:1. Feed water system : merupakan sistem yang mengatur suplai air umpan boiler.2. Steam system yang mengontrol dan mengarahkan steam yang diproduksi oleh boiler.3. Fuel system yang mengatur suplai bahan bakar dan pembakaran untuk memproduksi panas.4. Draft system yang mengatur pergerakan udara untuk pembakaran dan mengeluarkan gas hasil pembakaran.

BAB IIIPENUTUPA. Kesimpulan1. Fire Tube Boiler adalah jenis boiler yang pemanasannya berada didalam pipa sedangkan airnya berada dibagian luar pipa. Karakteristik dari Tipe boiler ini adalah menghasilkan kapasitas dan tekanansteam yang rendah.2. Adapun spesifikasi boiler adalah boiler pipa api (fire tube) sebagai berikut: Nama : DUNPHY Type: Fire tube, 3 gas passes Electric Power: 144 KW Voltage: 380 volt Max ampere: 250 A Design Pressure: 10 kg/cm2 Max Service Pressure: 9 kg/cm2 Working Pressure: 8 kg/cm2 Steam Flow Rate: 22800 kg/h Heating Survace: 494 m2 Input Water Temperature: 107oC Max Steam Temperature: 179oC Water Volume Normal: 27,66 m3

3. Keuntungan dan kerugian dari fire tube boiler a. Keuntungan 1) Proses pemasangan mudah dan cepat, Tidak membutuhkan setting khusus2) Investasi awal boiler ini murah3) Bentuknya lebih compact dan portable4) Tidak membutuhkan area yang besar untuk 1 HP boilerb. Kerugian 1) Tekanan operasi steam terbatas untuk tekanan rendah 18 bar2) Kapasitas steam relatif kecil (13.5 TPH) jika diabndingkan dengan water tube3) Tempat pembakarannya sulit dijangkau untuk dibersihkan, diperbaiki, dan diperiksa kondisinya.4) Nilai effisiensinya rendah, karena banyak energi kalor yang terbuang langsung menuju stack

4. Jika ditinjau dari segi susunan pipa phase aliran gas atau udara panas hasil pembakaran dapat dibagi menjadi:a. Boiler Two Phase b. Boiler Three Phasec. Boiler Four Phase Jika ditinjau dari bentuknya maka Fire Tube Boiler dibagi menjadi :1. Ketel Uap Schots2. Ketel Uap Kombinasi3. Ketel Uap Lokomotif4. Ketel Pipa Api Tegak5. Ketel Uap Pipa Api Cochran 5. Bahan bakar yang digunakan pada Fire Tube boiler bermacam-macam mulai dari batu bara, minyak bumi, cangkang kelapa sawit, kayu, gas alam, listrik hingga tenaga nuklir.6. Prinsip kerja Fire Tube boiler pipa api adalah gas panas dari hasil pembakaran dialirkan melalui sebuah pipa dimana disekeliling pipa terdapat air sehingga gas panas tersebut memanaskan air yang terdapat di dalam boiler secara konduksi panas sehingga terbentuk uap panas. Fire tube boilers biasanya digunakan untuk kapasitas steam yang relative kecil dengan tekanan steam rendah sampai sedang. Sebagai pedoman, fire tube boilers kompetitif untuk kecepatan steam sampai 12.000 kg/jam dengan tekanan sampai 18 kg/cm2. Pada fire tube boiler, gas panas yang berasal dari ruang bakar mengalir melalui tube-tube yang di kelilingi oleh air.B. Saran Prinsip kerja dari alat fire tube boiler membutuhkan api dan air untuk menghasilkan steam panas. Oleh karena itu pada saat mengoperasikan alat ini diharapkan agar selalu berhati-hati dan harus dibekali dengan proses kerja alat tersebut.Kami juga menyadari bahwa makalah ini jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kami menerima kritik dan saran yang positif dan membangun dari rekan-rekan pembaca untuk penyempurnaannya. Semoga makalah ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua.amin.