pengetahuan dan perhitungan boiler

171
Laporan Kerja Praktek PT. Kimia Manufaktur Semarang BAB I Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Perkembangan teknologi saat ini sangatlah pesat, sehingga perkembangan dunia industri juga secara otomatis mengalami kemajuan, hal ini berpengaruh terhadap permintaan kebutuhan. Untuk itu perusahaan-perusahaan yang bergerak dibidang industri berlomba-lomba meningkatkan jumlah produksinya dalam rangka memehuhi kebutuhan masyarakat tersebut. Kebutuhan akan peningkatan produksi pada suatu industri tentunya diimbangi pula dengan kebutuhan akan daya dan energi yang tinggi. Salah satu alat yang biasanya digunakan sebagai sumber daya pada industri-industri sekarang ini adalah boiler atau ketel uap. Peralatan industri yang berupa sistem boiler merupakan asset yang sangat penting bagi perusahaan. Boiler disini mempunyai peranan penting dalam proses produksi uap, dimana uap ini nantinya akan digunakan untuk menjalankan berbagai macam proses dalam industri maupun untuk penggerak turbin. Di PT KIMIA FARMA Manufaktur Semarang, Universitas Diponegoro Semarang 12

Upload: heri

Post on 26-Jun-2015

2.407 views

Category:

Documents


11 download

TRANSCRIPT

Page 1: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

BAB I

Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi saat ini sangatlah pesat, sehingga perkembangan dunia

industri juga secara otomatis mengalami kemajuan, hal ini berpengaruh terhadap

permintaan kebutuhan. Untuk itu perusahaan-perusahaan yang bergerak dibidang

industri berlomba-lomba meningkatkan jumlah produksinya dalam rangka memehuhi

kebutuhan masyarakat tersebut. Kebutuhan akan peningkatan produksi pada suatu

industri tentunya diimbangi pula dengan kebutuhan akan daya dan energi yang tinggi.

Salah satu alat yang biasanya digunakan sebagai sumber daya pada industri-industri

sekarang ini adalah boiler atau ketel uap.

Peralatan industri yang berupa sistem boiler merupakan asset yang sangat

penting bagi perusahaan. Boiler disini mempunyai peranan penting dalam proses

produksi uap, dimana uap ini nantinya akan digunakan untuk menjalankan berbagai

macam proses dalam industri maupun untuk penggerak turbin. Di PT KIMIA FARMA

Manufaktur Semarang, boiler utamanya digunakan sebagai pemanas pada

pengolahan/ekstraksi biji jarak menjadi minyak jarak.

Apabila terjadi gangguan pada sistem Boiler tersebut maka kelancaran dan

kontinuitas produksi uap akan terganggu sehingga produksi minyak jarak yang

dihasilkan juga akan mengalami gangguan. Untuk mengetahui kinerja boiler yang ada

di PT.KIMIA FARMA Manufaktur Semarang maka penulis akan menganalisa dan

menghitung efisiensi boiler di perusahaan tersebut.

Disamping itu, sering kali effisiensi kualitas kerja boiler tersebut diabaikan

padahal peningkatan efisiensi kualitas kerja boiler itu sendiri akan memberikan nilai

ekonomis tersendiri bagi perusahaan. Oleh karena itu peningkatan efisiensi boiler ini

sangat penting guna mendapatkan output yang baik.

Universitas Diponegoro Semarang

12

Page 2: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

1.2 Alasan Pemilihan Judul

Alasan pengambilan judul laporan ini adalah untuk mengetahui efisiensi/kinerja

dari boiler di PT.KIMIA FARMA Manufaktur Semarang agar kita dapat

memperkirakan kemungkinan untuk meningkatkan kinerja atau efisiensi boiler tersebut.

Dalam penulisan laporan ini penulis tidak lupa menjelaskan tentang pengetahuan boiler

secara umum.

1.3 Ruang Lingkup Kerja Praktek

Ruang lingkup atau batasan masalah yang akan di bahas dalam laporan ini

adalah mengenai efisiensi boiler di PT KIMIA FARMA Manufakturing Semarang,

1.4 Tujuan Kerja Praktek

Tujuan dari kegiatan kerja praktek ini adalah :

1. Menganalisis performance /efisiensi boiler di PT.KIMIA FARMA Manufaktur

Semarang

2. Mengetahui perandingan efisiensi teoritis dengan efisiensi boiler sesungguhnyadi

lapangan di PT.KIMIA FARMA Manufaktur Semarang

3. Menganalisa faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi boiler di PT. KIMIA

FARMA Manufaktur Semarang

1.5 Metoda Penulisan

Metode yang dipakai pada penulisan laporan Kerja Praktek ini adalah sebagai

berikut:

1. Studi literatur

Metode ini dilaksanakan dengan studi dari buku-buku maupun instruction manual

book dan pustaka lainnya yang berkaitan. Metode ini dilakukan untuk keperluan

dasar teori dan analisa pembahasan.

Universitas Diponegoro Semarang

13

Page 3: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

2. Tinjauan Lapangan

Yakni dengan melakukan pengambilan data terhadap objek yang diteliti secara

langsung di lapangan.

3. Metode wawancara

Dalam metode ini penulis memperoleh data melalui wawancara, diskusi dan tanya

jawab dengan pembimbing lapangan serta operator.

1.6 Sistematika Penyusunan

Laporan kerja praktek ini dibagi menjadi enam bab yang saling berhubungan satu

sama lain. Adapun sistematika penulisan laporan kerja praktek ini adalah sebagai

berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Pembahasan mengenai latar belakang kerja pratek, alasan pemilihan judul, ruang

lingkup/ batasan masalah, tujuan kerja praktek, metodologi penyusunan laporan dan

sistematika laporan.

BAB IIPROFIL PT KIMIA FARMA MANUFAKTUR SEMARANG

Berisikan tentang sejarah singkat perusahaan.

BAB III PENGETAHUAN UMUM BOILER

Pembahasan mengenai pengertian boiler, klasifikasi boiler, bagian-bagian boiler,

pengoperasian ketel uap, pengolahan air umpan boiler, serta daftar periksa opsi,

BAB IV DASAR TEORI PERHITUNGAN EFISIENSI BOILER

Pembahasan mengenai nilai pembakaran bahan bakar, kebutuhan udara

pembakaran, gas asap, karbon yang tidak terbakar, karbon aktual yang habis

Universitas Diponegoro Semarang

14

Page 4: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

terbakar (Ct), rumus perhitungan efisiensi ketel uap, rumus perhitungan kapasitas

produksi ketel uap (Mu), serta perhitungan efisiensi berdasarkan neraca kalor.

BAB V PERHITUNGAN EFISIENSI DAN KAPASITAS PRODUKSI UAP

SERTA PELUANG MENINGKATKAN EFISIENSI BOILER

Pembahasan mengenai spesifikasi ketel uap di PT.KIMIA FARMA Semarang,

data ketel uap di PT.KIMIA FARMA Semarang, perhitungan pembakaran,

perhitungan efisiensi ketel uap, perhitungan kapasitas produksi uap, efisiensi

berdasarkan neraca kalor, peluang meningkatkan efisiensi boiler

BAB VI PENUTUP

berisi kesimpulan dan saran

Universitas Diponegoro Semarang

15

Page 5: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

BAB II

GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN

2.1 Sejarah Singkat Berdirinya Perusahaan

PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang pada mulanya merupakan

Perusahaan milik Swasta.Setelah dikeluarkannya UU No. 58 Tahun 1958, maka

perusahaan milik Belanda ini mengalami Nasionalisasi menjadi milik pemerintah

Republik Indonesia.

Setelah musyawarah Kabinet Kerja dengan terlebih dahulu membentuk

Badan Pimpinan Umum (BPU), maka di tetapkan bentuk Perusahaan Negara

Farmasi (PNF). Berdasarkan Inpres No. 17 Tahun 1967 dan Perpu No. 3 Tahun

1967, maka pada tanggal 23 Januari 1968 semua PNF, kecuali PNF Bio Farma,

di satukan dengan PNF Bhineka Kimia Farma.

Dengan PP No. 16 Tahun 1971 yang berlaku pada tanggal 19 Maret 1971,

maka PNF Bhineka Kimia Farma berubah menjadi Perseroan Terbatas (PT)

Kimia Farma. Status PT. Kimia Farma baru berlaku 16 Agustus 1971 setelah di

sahkan oleh akte notaries Soloeman Adjasasmita, SH., No. 18 (Lembar Negara

No. 508 Tahun 1971, tambahan berita RI tanggal 19 November 1971 No. 91),

yang kemudian mendapatkan pengesahan Menteri Kehakiman dengan Surat

Penetapan No. 1 A5/184/21, tanggal 14 Oktober 1971.

Secara umum PT. Kimia Farma terbagi menjadi dua unit besar, yaitu unit

poduksi dan unit perdagangan. PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang

merupakan salah satu unit produksi yang ada di Indonesia.PT. Kimia Farma Unit

Produksi Semarang semula bernama Pabrik Castrol Oil. Pabrik resmi di buka

tanggal 1 Juni 1971. Sejak tanggal 1 April 1974, Pabrik Castrol Oil berubah

Universitas Diponegoro Semarang

16

Page 6: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

nama menjadi Pabrik Minyak dan Lemak. Perubahan nama ini di harapkan lebih

sesuai dengan keadaan produk yang di hasilkan, karena pabrik ini tidak hanya

memproduksi minyak jarak saja, tetapi juga mengolah minyak nabati lainnya

seperti minyak kelapa, minyak kelapa sawit, dan minyak kacang.

Pada tanggal 1 Maret 1991, PT. Kimia Farma Pabrik Minyak dan Lemak di

ubah menjadi PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang. Pada tahun yang sama,

PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang juga memproduksi Kosmetika Bedak

Marcks, di samping memproduksi minyak dan lemak. Pada tahun 1994, PT.

Kimia Farma Unit Produksi Semarang di percaya oleh direksi untuk

memproduksi Lysol untuk sarana kesehatan.

PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang, yang memperingati hari ulang

tahunnya setiap tanggal 16 Agustus, mendapatkan ISO 9001 versi 1994

mengenai system manajemen mutu dan disain produk pada November 1997.

Sertifikat ISO 9001 ini di perbarui pada tahun 2000 menjadi versi 2000, dan

setiap tiga tahun di perbarui, dan akan di perbarui lagi pada November 2006.

2.2 Tujuan Berdirinya Perusahaan

Tujuan di dirikannya PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang antara lain

:

1. Untuk memanfaatkan potensi sumber alam Indonesia yang belum di

manfaatkan secara optimal.

2. Menciptakkan kemampuan pengadaan minyak dan lemak negeri.

3. Menciptakkan kesempatan kerja bagi masyarakat di sekitar pabrik, yang

berarti pula meningkatkan taraf hidup.

4. Memupuk keuntungan bagi perusahaan.

5. Menambah sumber devisa Negara.

6. Menambah pendapatan di bidang pertanian, transportasi, dan lain-lain.

Universitas Diponegoro Semarang

17

Page 7: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

2.3 Visi dan Misi.

Visi PT. Kimia Farma : Menjadi perusahaan farmasi utama di Indonesia

dan bardaya saing di pasar global.

Misi PT. Kimia Farma :

Menyediakan, mengadakan, dan menyalurkan persediaan farmasi,

alat kesehatan, dan jasa kesehatan lainnya yang berkualitas dan

bernilai tambah untuk memenuhi kebutuhan masyarakat.

Mengembangkan bisnis farmasi dengan cara meningkatkan nilai

perusahaan untuk kepentingan pemegang saham dan pihak lain yang

berkepentingan tanpa meninggalkan prinsip-prinsip “good corporate

governance”.

Mengembangkan sumber daya manusia perusahaan untuk

meningkatkan kompetensi dan komitmen guna pengembangan

industry farmasi.

2.4 Lokasi dan Letak Perusahaan.

PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang terletak di jalan Simongan

Nomor 169, Desa Manyaran, Kecamatan Semarang Barat, Kota Madya

Semarang. PT. Kimia Farma juga dapat di akses melalui

http://www.kimiafarma.co.id// .

Di tinjau dari lokasinya, PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang cukup

baik. Pemilihan lokasi tersebut di dasarkan pada pertimbangan-pertimbangan

sebagai berikut :

Jawa Tengah di kenal sebagai daerah penghasil bahan baku biji jarak yang

di butuhkan.

Universitas Diponegoro Semarang

18

Page 8: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Semarang memiliki pelabuhan yang memungkinkan sebagai sarana

transportasi laut, misalnya dalam pengadaan bahan baku maupun

pemasaran produk.

Persedian air tawar yang dapat memenuhi syarat untuk proses.

Dekat dengan sungai Kaligarang, yang dapat di gunakan sebagai tempat

pembuangan air limbah yang telah diolah.

Luas lokasi PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang sekitar 2,67 Ha,

yang meliputi :

o Bangunan Pabrik : 10.000 m²

o Gudang apenyimpanan Minyak : 1.200 m²

o Laboratorium dan Perpustakaan : 500 m²

o Sarana Olahraga dan lain-lain : 15.000 m²

Untuk lebih jelas lokasi dan tata letak PT. Kimia Farma Unit Produksi

Semarang dapat di lihat pada gambar 2.1 dan gambar 2.2.

Universitas Diponegoro Semarang

19

Page 9: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Gambar 2.1 Lokasi Perusahaan.

Universitas Diponegoro Semarang

20

Page 10: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Gambar 2.2 Tata Letak / Lay Out Perusahaan.

Universitas Diponegoro Semarang

21

Page 11: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

2.5 Struktur Organisasi Perusahaan.

Organisasi perusahaan sangat penting dalam rangka pengelolaan

perusahaan dan mengaktifkan kerja untuk mencapai tujuan perusahaan.

Administrasi perusahaan mencakup struktur organisasi perusahaan, hak dan

kewajiban pengusaha dan pegawai, tata cara dan pegangan praktis yang

berhubungan dengan tugas.

PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang di pimpin oleh seorang Kepala

Unit Produksi Semarang dan di bantu oleh Tenaga Ahli, Kepala Bagian, serta

Kepala Sub Bagian dan Kepala Seksi. Bagan Organisasi PT. Kimia Farma Unit

Produksi Semarang dapat di lihat pada gambar 2.3.

Universitas Diponegoro Semarang

22

Page 12: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

PT.Kimia Farma Semarang

Gambar 2.3 Struktur Organisasi Perusahaan.

Universitas Diponegoro Semarang

23

KSEP KSBPS

KUPS

KBSMP

KBPD

KSPPPP

KSBP

KSBKU

KBPM

KSBR

KSBPK

KSPR

KSPPK

KSPFT

KSPP

KSBPR

KSGK

KSGM

KSAK

KSKU

KSPU

KSBPEKSESP

KSCL

KSBPPP

KSPK

KSPML

Page 13: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Berikut ini penjelasan struktur organisasi PT. Kimia Farma Unit Produksi

Semarang :

1. Kepala Unit Produksi Semarang

Kepala Unit Produksi Semarang (KUPS) memegang kekuasaan dalam

struktur organisasi di PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang.

Tugas dan kewajiban Kepala Unit Produksi Semarang antara lain :

Mengelola pelaksanaan operasional produksi dan pemeliharaan system

mutu yang di tetapkan di PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang.

Mengelola pelaksanaan operasional dalam perencanaan dan

pengendalian investasi.

Mengelola pelaksanaan kebijakan operasional dalam keuangan dan

anggaran serta personalia dan rumah tangga.

2. Bagian Sistem Mutu dan Produktivitas (BSMP)

Bagian Sistem Mutu dan Produktivitas terdiri dari staf (tenaga ahli)

yang di kepalai oleh seorang Kepala Bagian Sistem Mutu dan Produktivitas

(KBSMP), yang bertanggung jawab langsung kepada Kepala Unit Produksi

Semarang.

Tugas dan kewajiban Bagian Sistem Mutu dan Produktivitas yaitu :

Merencanakan, melaksanakan, memantau dan menyempurnakan

penerapan system mutu dan peningkatan produktivitas.

Melaporkan kinerja system mutu dan peningkatan produktivitas dalam

rapat tinjauan manajemen.

Menjamin pelaksanaan rapat tinjauan manajemen dan tindak lanjut

hasilnya sesuai dengan prosedur rapat tinjauan manajemen.

Universitas Diponegoro Semarang

24

Page 14: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

3. Sub Bagian Pengadaan (SBP)

Sub Bagian Pengadaan dipimpin oleh Kepala Sub Bagian Pengadaan

yang bertanggung jawab kepada Kepala Unit Produksi Semarang.

Tugas dan kewajiban Sub Bagian Pengadaan adalah :

Menerima rencana kebutuhan bahan baku, bahan penolong, dan bahan

kemasan serta barang lain sesuai permintaan unit kerja.

Menerima permintaan kebutuhan sarana dan prasarana sesuai

permintaan unit kerja.

Mengusulkan pemasok dengan mempertimbangkan legalitas pemasok,

ketetapan , jumlah, harga, dan waktu pengiriman barang sesuai

prosedur yang telah ditetapkan.

4. Bagian Produksi (BPD)

Bagian Produksi dipimpin oleh Kepala Bagian Produksi KBPD) yang

bertanggung jawab langsung kepada Kepala Unit Produksi Semarang.

Tugas dan kewajiban Bagian Produksi antara lain :

Merencanakan dan mengevaluasi jadwal kebutuhan dan penggunaan

bahhan baku, bahan penolong, dan bahan kemasan.

Mengkoordinasi dan mengendalikan pelaksanaan proses produksi

minyak, kosmetik, bedak, dan kemasan produk.

Mengevaluasi, mengendalikan permintaan dan penggunaan bahan

baku, bahan penolong serta bahan kemasan untuk produksi dan produk

jadi.

Universitas Diponegoro Semarang

25

Page 15: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Bagian Produksi membawahi tiga seksi, yaitu :

o Seksi Pressing (SPR)

Seksi Pressing berada dibawah wewenang Bagian Produksi,

dipimpin oleh Kepala Seksi Pressing (KSPR) yang bertanggung jawab

kepada Kepala Bagian Produksi.

Tugas dan kewajiban Seksi Pressing adalah :

Melakukan permintaan (bon) bahan baku, bahan penolong,

bahan kemasan ke gudang sesuai kebutuhan dan mencatat pada

catatan pengolahan dan pengemasan.

Memantau penyerahan sample crude oil hasil jadi untuk

pemeriksaan mutu.

Menyerahkan produk jadi ke Kepala Seksi Bagian Refining atau

Gudang Minyak (KGSM).

o Seksi Pengemasan Produk Bedak dan Kosmetik (SPPBK)

Seksi Pengemasan Produk Bedak dan Kosmetik berada di bawah

wewenang Bagian Produksi, dan dipimpin oleh Kepala Seksi

Pengemasan Produk Bedak dan Kosmetik yang bertanggung jawab

kepada Kepala Bagian Produksi.

Tugas dan kewajiban Seksi Pengemasan Produk Bedak dan

Kosmetik adalah sebagai berikut :

Merencanakan jadwal kebutuhan dan memantau penggunaan

bahan kemasan untuk kegiatan pengemasan.

Melakukan permintaan (bon) bahan kemasan ke gudang sesuai

kebutuhan dan mencatat pada catatan pengolahan atau

pengemasan batch.

Mengawasi dan mengatur pelaksanaan kegiatan pengemasan.

Universitas Diponegoro Semarang

26

Page 16: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

o Seksi Produk Farmasi Terbatas (SPFT)

Seksi Produksi Farmasi Terbatas dipimpin oleh Kepala Seksi

Produk Farmasi Terbatas (KSPFT) yang bertanggung jawab kepada

Kepala Seksi Produksi. Seksi Produk Farmasi Terbatas berada di

bawah departemen Bagian Produksi.

Tugas dan kewajiban Seksi Produk Farmasi Terbatas yaitu :

Merencanakan jadwal, kebutuhan dan memantau penggunaan

bahan baku, bahan kemasan untuk kegiatan produksi farmasi

terbatas.

Melakukan permintaan (bon) bahan baku, bahan kemasan ke

gudang sesuai kebutuhan dan mencatat pada catatan pengolahan.

Mengawasi dan mengatur pelaksanaan kegiatan produksi dan

pengawasan produk farmasi terbatas.

Bagian Produksi juga di bantu oleh :

Sub Bagian Refining (SBR)

Sub Bagian Refining dipimpin oleh Kepala Sub Bagian Refining

(KSBR) yang bertanggung jawab langsung kepada Kepala Bagian

Produksi.

Tugas dan kewajiban Sub Bagian Refining yaitu :

Merencanakan jadwal kebutuhan dan memantau bahan baku dan

bahan penolong untuk kegiatan refining dan untuk produksi

lainnya.

Melakukan permintaan (bon) bahan baku dan bahan kemasan ke

gudang sesuai dengan kebutuhan dan mencatat pada catatan

pengolahan atau pengemasan.

Universitas Diponegoro Semarang

27

Page 17: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Mengawasi dan mengatur pelaksanaan proses refining.

Sub Bagian Produksi Kosmetik (SBPK)

Sub Bagian Produksi Kosmetik dipimpin oleh Kepala Sub Bagian

Produksi Kosmetik dan bertanggung jawab langsung kepada Kepala

Bagian Produksi.

Tugas dan kewajiban Sub Bagian Produksi Kosmetik adalah :

Merencanakan jadwal kebutuhan dan memantau kebutuhan bahan

baku dan bahan kemasan untuk kegiatan produksi kosmetik dan

bedak.

Menerima penyerahan bahan baku, bahan kemasan , dan gudang

(SGF) sesuai kebutuhan dan mencatat pada catatan pengolahan

batch.

Mengawasi dan mengatur pelaksanaan kegiatan proses produksi

kosmetik dan bedak.

5. Bagian Perencanaan, Pengendalian Produk dan Persediaan (BPPPP)

Bagian Perencanaan, Pengendalian Produk dan Persediaan dipimpin

oleh Kepala Bagian Perncanaan, Pengendalian Produk dan Persediaan, yang

bertanggung jawab langsung kepada Kepala Unit Produksi Semarang.

Tugas dan kewajiban Bagian Perencanaan, Pengendalian Produk dan

Persediaan yaitu :

Merencanakan mengendalikan, dan mengevaluasi jadwal produksi

kebutuhan bahan baku, bahan penolong, dan bahan kemasan proses

produksi dan persediaan secara berkala.

Universitas Diponegoro Semarang

28

Page 18: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Membantu dan mengendalikan permintaan dan penggunaan bahan baku,

bahan penolong, dan bahan kemasan, serta waktu proses produksi.

Memantau pelaksanaan permintaan, penyimpanan, persediaan dan

penyerahan bahan baku, bahan penolong, bahan kemasan , dan produk

jadi sarana dan prasarana produksi lainnya.

Bagian Perencanaan, Pengendalian Produk dan Persediaan

membawahi departemen – departemen :

o Seksi Pengendalian dan Pelaporan (SPP)

Seksi Pengendalian dan Pelaporan dipimpin oleh Kepala Seksi

Pengendalian dan Pelaporan, yang bertanggung jawab kepada Kepala

Bagian Perencanaan, Pengendalian Produk dan Persediaan.

Tugas dan kewajiban Seksi Pengendalian dan Pelaporan yaitu :

Mengevaluasi rencana produksi tahunan, triwulan, bulanan dan

mingguan.

Mengawasi rencana kebutuhan pemakaian bahan baku kemasan

sesuai dengan rencana produksi.

Mengevaluasi jadwal kedatangan bahan baku, bahan kemasan,

produk setengah jadi, dan produk jadi.

o Seksi Gudang Kosmetik dan Bedak (SGK)

Seksi Gudang Kosmetik dan Bedak dipimpin oleh Kepala Seksi

Gudang Kosmetik dan Bedak, yang bertanggung jawab kepada bagian

Perencanaan, Pengendalian Produk dan Persediaan.

Tugas dan kewajiban Seksi Gudang Kosmetik dan Bedak yaitu :

Universitas Diponegoro Semarang

29

Page 19: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Mengawasi dan mengatur pelaksanaan kegiatan penerimaan,

penyimpanan, pengeluaran bahan baku, bahan kemasan, produk

jadi, sarana dan prasarana lainnya.

Mengawasi pelaksanaan penimbangan dan pengeluaran bahan

baku, bahan kemasan, dan produk jadi.

Memantau kualitas bahan baku, bahan kemasan, dan produk jadi

oleh gudang sesuai dengan hasil pemeriksaan dan pengawasan

mutu.

o Seksi Gudang Minyak (SGM)

Seksi Gudang Minyak dipimpin oleh Kepala Seksi Gudang

Minyak, yang bertanggung jawab kepada Kepala Bagian Perencanaan,

Pengendalian Produk dan Persediaan.

Tugas dan kewajiban Seksi Gudang Minyak yaitu :

Mengawasi dan mengatur pelaksanaan kegiatan penerimaan,

penyimpanan bahan baku dan bahan penolong.

Mengawasi pengeluaran bahan baku, bahan penolong, dan bahan

kemasan produk jadi.

Mengawasi pelaksanaan penimbangan dan pengeluaran bahan

baku, bahan penolong, bahan kemasan dan produk jadi sesuai

dengan hasil pemeriksaan pengawasan mutu.

Memantau kualitas bahan baku, bahan penolong, bahan kemasan

dan produk jadi sesuai dengan hasil pengawasan pemeriksaan

mutu.

Bagian Perencanaan, Pengendalian Produk dan Persediaan,

dibantu oleh staf dari Sub Bagian Perencanaan (SBPR), yang dipimpin

Universitas Diponegoro Semarang

30

Page 20: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

oleh Kepala Sub Bagian Perencanaan, yang bertanggung jawab kepada

Kepala Bagian Perencanaan, Pengendalian Produk dan Persediaan.

Tugas dan kewajiban Sub Bagian Perencanaan yaitu ;

Menyusun rencana produksi tahunan, triwulan, bulanan, dan

minguan.

Menyusun rencana kebutuhan bahan baku, bahan penolong,

bahan kemasan sesuai dengan rencana produksi.

Menyusun rencana jadwal kedatangan bahan baku, bahan

penolong, bahan kemasan untuk keperluan produksi.

6. Bagian Pengawasan Mutu (BPM)

Bagian Pengawasan Mutu dipimpin oleh Kepala Bagian Pengawasan

Mutu, yang bertanggung jawab kepada Kepala Unit Produksi Semarang.

Tugas dan kewajiban Bagian Pengawasan Mutu yaitu :

Mengkoordinasi dan melaksanakan pemeriksaan bahan baku , bahan

penolong , bahan kemasan, produk setengah jadi, dan produk jadi

sesuai dengan prosedur Inspeksi dan Tes.

Mengevaluasi dan menindaklanjuti bahan baku, bahan penolong,

bahan kemasan, produk jadi, dan produk setengah jadi yang tidak

memenuhi syarat sesuai dengan prosedural pengendalian produk

yang sesuai.

Membuat standar mutu bahan dan produk jadi.

Bagian Pengawasan Mutu membawahi departemen – departemen :

o Seksi Pemeriksaan Produk Kosmetik dan Bedak (SPK)

Universitas Diponegoro Semarang

31

Page 21: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Seksi Pemeriksaan Produk Kosmetik dan Bedak dipimpin oleh

Kepala Seksi Pemeriksaan Produk Kosmetik dan Bedak yang

bertanggung jawab kepada Kepala Bagian Pengawasan Mutu (KBPM).

Tugas dan kewajiban Seksi Pemeriksaan Produk Kosmetik dan

Bedak yaitu :

Memantau pengambilan dan pendalaman sample bahan baku,

bahan kemasan, produk setengah jadi, dan produk jadi yang akan

diperiksa.

Mengatur dan mengawasi pelaksanaan pemeriksaan mutu bahan

baku, bahan penolong, produk setengah jadi, dan poduk jadi.

Menjamin kebenaran hasil analisa pemeriksaan mutu yang

dilaporkan.

o Seksi Pemeriksaan Produk Minyak dan Limbah (SPML)

Seksi Pemeriksaan Produk Minyak dan Limbah dipimpin oleh

Kepala Seksi Pemeriksaan Produk Minyak dan Limbah, yang

bertanggung jawab kepada Kepala Bagian Pengawasan Mutu

(KBPM).

Tugas dan kewajiban Seksi Pemeriksaan Produk Minyak dan

Limbah yaitu :

Memantau pengambilan dan pendapatan sample bahan baku,

bahan penolong, bahan kemasan, produk setengah jadi, produk

jadi, dan limbah cair.

Mengatur dan mengawasi pelaksanaan pemeriksaan mutu bahan

baku, bahan penolong, produk setengah jadi, dan produk jadi.

Menjamin kebenaran hasil analisa pemeriksaan mutu yang akan

dilaporkan.

Universitas Diponegoro Semarang

32

Page 22: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Kepala Bagian Pengawasan Mutu (KBPM) dibantu oleh staf

Sub Bagian Penelitian dan Pengembangan Pabrik (SBPPP), yang

dipimpin oleh Kepala Sub Bagian Penelitian dan Pengembangan

Pabrik, yang bertanggung jawab kepada Kepala Bagian Pengawasan

Mutu.

Tugas dan kewajiban Sub Bagian Penelitian dan

Pengembangan Pabrik yaitu :

Mengkoordinasi dan melaksanakan peelitian dan pengembangan

produk serta membantu Kepala Bagian Pengawasan Mutu dalam

pemeriksaan bahan baku, bahan kemasan, produk setengah jadi,

dan produk jadi yang tidak memenuhi syarat sesuai dengan

prosedur inspeksi dan tes.

Membantu Kepala Bagian Pengawasan Mutu dengan

mengevaluasi dan menindaklanjuti bahan baku, bahan kemasan,

produk setengah jadi, dan produk jadi yang tidak sesuai.

Membuat standar mutu dan produk hasil penelitian

pengembangan.

7. Sub Bagian Pemasaran (SBPS)

Sub Bagian Pemasaran dipimpin oleh Kepala Sub Bagian Pemasaran, yang bertanggung jawab kepada Kepala Unit Produksi Semarang.

Tugas dan kewajiban Sub Bagian Pemasaran yaitu : Melaksanakan pembianaan pelanggan dan menjaga kepuasan

pelanggan. Memasarkan produk jadi didalam dan luar negeri.

Universitas Diponegoro Semarang

33

Page 23: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Menerima dan menginventarisasi pesanan produk jadi berdasarkan permintaan pelanggan.

Kepala Sub Bagian Pemasaran membawahi Seksi Ekspedisi dan Pelayanan, yang dipimpin oleh Kepala Seksi Ekspedisi dan Pelayanan, yang mempunyai tugas dan tanggung jawab untuk merencanakan jadwal pengiriman produk kepada pelanggan.

8. Sub Bagian Keuangan dan Umum (SKBU)

Sub Bagian Keuangan dan Umum dipimpin oleh Kepala Sub Bagian

Keuangan dan Umum, yang bertanggung jawab kepada Kepala Unit

Produksi Semarang.

Tugas dan kewajiban Sub Bagian Keuangan dan Umum yaitu :

Menyusun perencanaan anggaran belanja dan cash flow tahunan.

Merencanakan dan mengendalikan keuangan sesuai dengan

cashflow.

Bertanggung jawab atas kebenaran pemeriksaan dan pengeluaran

uang.

Kepala Sub Bagian Keuangan dan Umum membawahi departemen –

departemen :

o Seksi Akutansi (SAK)

Seksi Akutansi dipimpin oleh Kepala Seksi Akutansi, yang

bertanggung jawab kepada Kepala Sub Bagian Keuangan dan

Umum.

Tugas dan kewajiban Seksi Akutansi yaitu :

Melaksanakan pemberian rekening, pembukuan, dan

pengolahan data yang masuk dari seluruh perusahaan sesuai

dengan kaidah akutansi.

Universitas Diponegoro Semarang

34

Page 24: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Melaksanakan kegiatan pencatatan kredit nota dan debit nota.

Melaksanakan perhitungan penyusutan.

o Seksi Keuangan (SPU)

Seksi Keuangan dipimpin oleh Kepala Seksi Keuangan, yang

bertanggung jawab kepada Kepala Sub Bagian Keuangan dan

Umum.

Tugas dan kewajiban Seksi Keuangan yaitu ;

Menyusun inventarisasi dan pengolahan data pegawai untuk

penyusunan pengadaan mutasi, promosi, dan pemberhentian

personil.

Memantau, mengevaluasi, dan mengolah data presensi

personil, hasil kerja lembur, cuti personil, hasil penelitian

prestasi personil dan biaya kesehatan.

Menyusun daftar perhitungan pendapatan dan asuransi, iuran

pajak dan pinjaman.

9. Sub Bagian Pemeliharaan Energi (SBPE)

Sub Bagian Pemeliharaan Energi dipimpin oleh Kepala Sub Bagian

Pemeliharaan Energi, yang bertanggung jawab kepada Kepala Unit Produksi

Semarang.

Tugas dan kewajiban Sub Bagian Pemeliharaan Energi yaitu :

Merencanakan pelaksanaan kegiatan pemeliharaan dan perbaikan

bangunan, sarana dan prasarana produksi serta instalasi energi dan

kendaraan.

Mengatur dan mengawasi pelaksanaan kegiatan pemeliharaan dan

perbaikan bangunan, sarana dan prasarana produksi serta instalasi

energi dan kendaraan.

Universitas Diponegoro Semarang

35

Page 25: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Merencanakan kebutuhan dan memantau penggunaan peralatan dan

suku cadang untuk pemeliharaan dan perbaikan sarana dan prasarana.

Kepala Sub Bagian Pemeliharaan dan Energi membawahi departemen

– departemen ;

o Seksi Civil dan Lingkungan (SCL)

Seksi Civil dan Lingkungan dipimpin oleh Kepala Seksi Civil

dan Lingkungan, yang bertanggung jawab kepada Kepala Sub Bagian

Pemeliharaan Energi.

Tugas dan kewajiban Seksi Civil dan Lingkungan yaitu :

Memantau kegiatan pemeliharaan, perbaikan bangunan dan

lingkungan beserta kelengkapannya.

Pemantauan pemanfaatan untuk pemeliharaan, perbaikan

bangunan dan lingkungan beserta kelengkapannya.

Mengevaluasi dan melaporkan secara berkala mengenai hasil

kegiatan pemeliharaan, perrbaikan gedung dan lingkungan

beserta kelengkapannya.

o Seksi Energi dan Sarana Produksi (SESP)

Seksi Energi dan Sarana Produksi dipimpin oleh Kepala Seksi

Energi dan Sarana Produksi, yang bertanggung jawab kepada Kepala

Sub Bagian Pemeliharaan Energi.

Tugas dan kewajiban Seksi Energi dan Sarana Produksi yaitu :

Membuat rencana kegiatan pemeliharaan, perbaikan instalasi

energi, sarana dan prasarana produksi.

Universitas Diponegoro Semarang

36

Page 26: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Mengawasi, mengatur, dan mengkoordinasi pelaksanaan

pemeliharaan, perbaikan instalasi energi, sarana dan prasarana

produksi.

Mengevaluasi dan melaporkan secara berkala mengenai hasil

kegiatan pemeliharaan, perbaikan instalasi energi, sarana dan

prasarana produksi.

2.6 Kepegawaian.

Menurut data pada Agustus 2006, diketahui bahwa jumlah Sumber Daya

Manusia PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang adalah 153 orang. Status

karyawan di PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang meliputi :

1. Pegawai Tetap.

2. Pegawai Tidak Tetap.

3. Pegawai Honorer, Tenaga Borongan, dan Harian Lepas.

2.7 Pelaksanaan Jam Kerja.

Peraturan kerja dibedakan antara karyawan masuk pagi (bukan shift) dengan hari kerja dari Senin sampai Jumat. Karyawan shift dibagi dalam empat group dengan jam kerja bergantian selama enam hari, dan hari libur satu hari setelah bekerja tiga hari berturut – turut.

Pembayaran gaji pegawai diatur dalam tiga tahap setiap bulan pada tanggal 5, 15, 25.

2.8 Faasilitas Perusahaan.

Karyawan adalah kekayaan yang paling berharga dan berperan penting

dalam perusahaan. PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang memandang perlu

memberikan dan menyediakan fasilitas penunjang untuk meningkatkan

kesejahteraan karyawannya, diantaranya dengan :

Universitas Diponegoro Semarang

37

Page 27: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

1) Memberikan jaminan hari tua (pesiun) dan memberikan jaminan

sosial tenaga kerja.

Jaminan sosial meliputi :

a. Asuransi pegawai.

b. Bantuan sosial hari tua (pensiun).

c. Kebutuhan lain yang ditetapkan pemerintah.

Usaha yang dilakukan oleh perusahaan adalah kerja sama

dengan ASTEK (Asuransi Sosial dan Tenaga Kerja) yang meliputi

Asuransi Kecelakaan Kerja (AKK), Asuransi Kematian (AK),

Tunjangan Hari Tua (THT).

Jaminan kesejahteraan sosial diberikan dengan kriteria :

1. Pegawai tetap, calon pegawai tetap dan calon pegawai

penuh.

Fasilitas yang diberikan adalah sebagai berikut :

Uang pakaian dinas, satu tahun sekali.

Penggantian biaya perawatan dan pengobatan.

Rekreasi untuk seluruh pegawai.

2. Pegawai honorer paruh waktu, tenaga borongan, harian

lepas.

Fasilitas yang diberikan adalah sebagai berikut :

Gaji.

Asuransi kecelakaan kerja.

Asuransi kematian.

3. Pegawai tetap bulananyang telah berumur 55 tahun dan

masa kerja mencapai 15 tahun berhak mendapat pensiun.

Ada juga yang tidak berhak atas pensiun tetapi berhak atas

jaminan sosial pensiun (jaminan hari tua), yaitu pegawai

Universitas Diponegoro Semarang

38

Page 28: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

bulanan yang berumur 55 tahun tetapi masa kerja belum

mencapai 15 tahun.

2) Sumbangan kematian akan diberikan kepada pegawai maupun

keluarganya yang pada daftar perusahaan sesuai dengan peraturan

yang berlaku.

3) Perumahan bagi pejabat.

4) Koperasi yang menyediakan kebutuhan sehari – hari.

5) Tunjangan Hari Raya (THR)

6) Tunjangan Bonus.

7) Perlengkapan kerja yang meliputi pakaian kerja, sepatu, seragam,

serta perlengkapan keselamatan (masker, helm, dan sebagainya).

8) Hadiah dan penghargaan bagi karyawan.

9) Masjid lengkap dengan perpustakaannya.

Ditinjau dari peraturan yang dikeluarkan pemerintah melalui Departemen

Tenaga Kerja, PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang telah memberikan

fasilitas yang cukup bagi karyawan.

2.9 Bahan Baku dan Produk yang Dihasilkan.

2.9.1 Bahan Baku

PT. Kimia Farma Unit Produksi Semarang menggunakan biji jarak

sebagai bahan baku pembuatan minyak jarak, crude oil untuk pembuatan

minyak kelapa sawit, dan minyak kacang. Pembuatan minyak jarak juga

menggunakan bahan – bahan pembantu antara lain soda kaustik, bleaching

earth, karbon aktif, asam sitrat, garam, asam sulfat. Sedangkan bahan baku

pembuatan bedak didatangkan dari supplier.

2.9.2 Produk yang Dihasilkan

Minyak Telon Bayi

Universitas Diponegoro Semarang

39

Page 29: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Produk jadi minyak telon bayi memiliki dua macam kemasan

yaitu 37 ml dan 67 ml. Produk jadi minyak telon bayi yang dihasilkan

memiliki pemerian sebagai berikut : cairan kuning, bau aromatis

seperti kamfer, rasa menusuk seperti kamfer diikuti rasa hangat.

Minyak Kayu Putih

Produk jadi minyak kayu putih memiliki tiga macam kemasan

yaitu 37 ml, 67 ml, dan 127 ml. Produk jadi minyak kayu putih yang

dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : cairan kuning

kehijauan, bau aromatis seperti kamfer, rasa menusuk seperti kamfer

diikuti rasa hangat.

Minyak Telon Anak

Produk jadi minyak telon anak memiliki dua macam kemasan

yaitu 37 ml dan 67 ml. Produk jadi minyak telon anak yang dihasilkan

memiliki pemerian sebagai berikut : cairan kuning, bau aromatis

seperti kamfer, rasa menusuk seperti kamfer diikuti rasa hangat.

RBD M V O III

RBD M V O III yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai

berikut : cairan berwarna kuning muda, tidak berbau, tidak tengik,

tidak tercampur minyak babi atau minyak lainnya.

RBD SPC III

RBD SPC III yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai

berikut : cairan berwarna kuning muda, tidak berbau, tidak tengik,

tidak bercampur minyak babi atau minyak lainnya.

RBD Fat Blend 933

RBD Fat Blend 933 yang dihasilkan memiliki pemerian

sebagai berikut: cairan berwarna kuning muda, tidak berbau, tindak

tengik, tidak tercampur minyak babi atau minyak lainnya.

Universitas Diponegoro Semarang

40

Page 30: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

RBD FB 21

RBD FB 21 yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut

: cairan berwarna kuning muda, tidak berbau, tidak tengik, tidak

tercampur minyak babi atau minyak lainnya.

RBD FB 23

RBD FB 23 yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut

: cairan berwarna kuning muda, tidak berbau, tidak tengik, tidak

tercampur minyak babi atau minyak lainnya.

RBD Soyabean Oil

RBD Soyabean Oil yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai

berikut : cairan berwarna kuning muda, tidak berbau, tidak tengik,

tidak tercampur minyak babi atau minyak lainnya.

RBD Palm Oleia Oil

RBD Palm Oleia Oil yang dihasilkan memiliki pemerian

sebagai berikut : cairan berwarna kuning muda, jernih pada temperatur

ruangan, tidak tengik, tidak tercampur minyak babi atau minyak

lainnya.

RBD Peanut Oil

RBD Peanut Oil yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai

berikut : cairan berwarna kuning muda, tidak berbau, tidak tengik,

tidak tercampur minyak babi atau minyak lainnya.

RBD Coconut Oil

RBD Coconut Oil yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai

berikut : cairan berwarna kuning muda, tidak berbau, tidak tengik,

tidak bercampur minyak babi atau minyak lainnya.

Bedak Salicyl ‘2%

Universitas Diponegoro Semarang

41

Page 31: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Bedak Salicyl ‘2% yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai

berikut : bubuk halus berwarna agak putih.

Marck Body Talk Scarlet

Marck Body Talk Scarlet yang dihasilkan memiliki pemerian

sebagai berikut : bubuk halus berwarna putih, berbau harum yang khas

scarlet.

Marck Body Talk Fressia

Marck Body Talk Fressia yang dihasilkan memiliki pemerian

sebagai berikut : bubuk halus berwarna putih, berbau harum yang khas

fressia.

Marck Bedak Creme

Marck Bedak Creme yang dihasilkan memiliki pemerian

sebagai berikut : bubuk halus berwarna creme, berbau harum yang

khas.

Marck Bedak Rose

Marck Bedak Rose yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai

berikut : bubuk halus berwarna rose, berbau harum yang khas.

Marck Bedak Putih

Marck Bedak Putih yang dihasilkan memiliki pemerian sebagai

berikut : bubuk halus berwarna putih, berbau harum yang khas.

Marck Venus Loose Powder Active 03 Ivory

Marck Venus Loose Powder Active 03 Ivory yang dihasilkan

memiliki pemerian sebagai berikut : powder halus berwarna salem /

kuning langsat, dengan bau harum yang khas.

Marck Venus Loose Powder Active 02 Beige

Universitas Diponegoro Semarang

42

Page 32: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Marck Venus Loose Powder Active 02 Beige yang dihasilkan

memiliki pemerian sebagai berikut : powder halus berwarna kuning

kecokelatan, dengan bau harum yang khas.

Marck Venus Loose Powder Active 01 Invisible

Marck Venus Loose Powder Active 01 Invisible yang

dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : powder halus berwarna

peach / kuning natural, dengan bau harum yang khas.

Marck Venus Loose Powder Dynamic 03 Ivory

Marck Venus Loose Powder Dynamic 03 Ivory yang dihasilkan

memiliki pemerian sebagai berikut : powder halus berwarna salem /

kuning langsat, dengan bau harum yang khas.

Marck Venus Loose Powder Dynamic 02 Beige

Marck Venus Loose Powder Dynamic 02 Beige yang

dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : powder halus berwarna

kuning kecokelatan, dengan bau harum yang khas.

Marck Venus Loose Powder Dynamic 01 Invisible

Marck Venus Loose Powder Dynamic 01 Invisible yang

dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : powder halus berwarna

peach / kuning natural, dengan bau yang khas.

Refined Bleached Deodorized (RBD) Castrol Oil

Refined Bleached Deodorized (RBD) Castrol Oil yang

dihasilkan memiliki pemerian sebagai berikut : cairan kental, kuning

muda, tidak berbau, tidak tengik.

Produk Samping

Produk samping yang dihasilkan berupa ampas biji jarak.

Ampas biji jarak memiliki sepsifikasi sebagai berikut :

Warna : cokelat muda

Universitas Diponegoro Semarang

43

Page 33: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Kadar air : maksimal 11%

Kadar minyak : 5,5 – 11%

Kadar Nitrogen : minimal 5,5%

Kadar P2O5 : 1 – 1,5%

Kadar Kalium : 1 – 4%

Kadar Asam Lemak : 1 – 4%

Universitas Diponegoro Semarang

44

Page 34: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

BAB III

Pengetahuan Umum Boiler

3.1 Pengertian Boiler

Boiler adalah bejana tertutup dimana panas pembakaran dialirkan ke air

sampai terbentuk air panas atau steam. Air panas atau steam pada tekanan tertentu

kemudian digunakan untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Air adalah media yang

berguna dan murah untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Jika air didihkan sampai

menjadi steam, volumenya akan meningkat sekitar 1.600 kali, menghasilkan tenaga

yang menyerupai bubuk mesiu yang mudah meledak, sehingga boiler merupakan

peralatan yang harus dikelola dan dijaga dengan sangat baik.

Sistem boiler terdiri dari: sistem air umpan, sistem steam, dan sistem bahan

bakar. Sistem air umpan menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan

kebutuhan steam. Berbagai kran disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan.

Sistem steam mengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler. Steam

dialirkan melalui sistem pemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanan

steam diatur menggunakan kran dan dipantau dengan alat pemantau tekanan. Sistem

bahan bakar adalah semua peralatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar

untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan. Peralatan yang diperlukan dalam sistem

bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan pada system [8].

Air yang disuplai ke boiler untuk dirubah menjadi steam disebut air umpan.

Dua sumber air umpan adalah:

1. Kondensat atau steam yang mengembun yang kembali ke proses

Universitas Diponegoro Semarang

45

Page 35: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

2. Air make up (air baku yang sudah diolah) yang harus diumpankan dari luar

ruang boiler ke plant proses.

Untuk mendapatkan efisiensi boiler yang lebih tinggi, digunakan economizer

untuk memanaskan awal air umpan menggunakan limbah panas pada gas buang.

Uap dibagi menjadi 3 jenis yakni:

1. uap jenuh basah (wet saturated steam)

Adalah uap yang masih bercampur atau berhubungan dengan bagian air yang

mempunyai temperatur sama

2. Uap Jenuh kering (dry saturated steam)

Adalah uap yang tidak bercampur atau tidak mengandung bagian air.

3. Uap lewat panas (superheated steam)

Adalah uap yang didapat dari pemanasan lanjut uap jenuh

3.2 Klasifikasi Boiler

Setelah mengetahui proses singkat sistem boiler dan komponen pembentuk

sitem boiler, selanjutnya kita perlu mengetahui jenis-jenis boiler. Berbagai jenis boiler

yang telah berkembang mengikuti kemajuan teknologi dan evaluasi dari produk-

produk boiler sebelumnya. Berikut adalah klasifikasi boiler:

Universitas Diponegoro Semarang

46

Page 36: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Menurut kontruksi dan cara kerjanya

1. Fire Tube Boiler

Gambar 3.1 fire tube boiler( Sumber: www.eneryefficienyasia.org )

Cara kerja:

Proses pengapian terjadi di dalam pipa, kemudian panas yang dihasilkan

dihantarkan langsung kedalam boiler yang berisi air. Besar dan konstruksi boiler

mempengaruhi kapasitas dan tekanan yang dihasilkan boiler tersebut.

Karakteristik:

- Biasanya digunakan untuk kapasitas steam yang relatif kecil (12.000

kg/jam) dengan tekanan rendah sampai sedang (18 kg/cm2).

- Dalam operasinya dapat menggunakan bahan bakar minyak, gas atau bahan

bakar padat.

- Untuk alasan ekonomis, sebagian besar fire tube boiler dikonstruksi sebagai

paket boiler (dirakit oleh pabrik) untuk semua bahan bakar

Universitas Diponegoro Semarang

47

Page 37: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

2. Water Tube Boiler

Gambar 3.2 Diagram sederhana Water Tube Boiler( Sumber: www.eneryefficienyasia.org )

Cara kerja:

Proses pengapian terjadi di luar pipa. Panas yang dihasilkan digunakan untuk

memanaskan pipa yang berisi air. Air umpan itu sebelumnya dikondisikan

terlebih dahulu melalui economizer. Steam yang dihasilkan kemudian

dikumpulkan terlebih dahulu di dalam sebuah steam drum sampai sesuai.

Setelah melalui tahap secondary superheater dan primary superheater, baru

steam dilepaskan ke pipa utama distribusi.

Karakteristik:

- Tingkat efisiensi panas yang dihasilkan cukup tinggi.

- Kurang toleran terhadap kualitas air yang dihasilkan dari plant pengolahan

air. Sehingga air harus dikondisikan terhadap mineral dan kandungan-

kandungan lain yang larut dalam air.

Universitas Diponegoro Semarang

48

Page 38: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

- Boiler ini digunakan untuk kebutuhan tekanan steam yang sangat tinggi

seperti pada pembangkit tenaga.

- Kapasitas steam antara 4.500-12.000 kg/jam dengan tekanan sangat tinggi.

- Menggunakan bahan bakar minyak dan gas untuk water tube boiler yang

dirakit dari pabrik

- Menggunakan bahan bakar padat untuk water tube boiler yang tidak dirakit

di pabrik.

Tabel 3.1 Keuntungan Dan Kerugian Boiler Berdasarkan Tipe Pipa

N

OTipe boiler Keuntungan Kerugian

1 Fire tube boiler

Proses pemasangan mudah

dan cepat.

Tidak membutuhkan setting

khusus

Tekanan operasi steam

terbatas untuk tekanan

rendah

Investasi awal boiler ini

murah

Kapasitas steam relatif kecil

jika dibandingkan dengan

water tube

Bentuknya lebih compact

dan portabel

Tempat pembakarannya sulit

dijangkau untuk dibersihkan,

diperbaiki dan diperiksa

kondisinya.

Tidak membutuhkan area

yang besar untuk 1 HP

boiler

Nilai efisiensinya rendah,

karena banyak energi kalor

yang terbuang

2 Water Tube Kapasitas steam besar Proses konstruksi lebih detail

Tekanan operasi mencapai Investasi awal relatif lebih

Universitas Diponegoro Semarang

49

Page 39: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Boiler 100 bar mahal

Nilai efisiensinya relatif

lebih tinggi dari fire tube

boiler

Penanganan air yang masuk

ke dalam boiler perlu dijaga,

karena lebih sensitif untuk

sistem ini. Perlu komponen

pendukung untuk hal ini.

Tungku mudah dijangkau

untuk melakukan

pemeriksaan, pembersihan,

dan perbaikan

Karena mampu

menghasilkan kapasitas dan

steam yang lebih besar, maka

konstruksinya membutuhan

area yang lebih luas.

Klasifikasi boiler berdasarkan bahan bakar yang digunakan.

1. Solid fuel

Pemanasan yang terjadi akibat pembakaran antara percampuran bahan bakar

padat (batu bara, baggase, rejected product, sampah kota, kayu) dengan oksigen

dan sumber panas.

Karakteristik:

- Harga bahan baku relatif lebih murah dari boiler yang menggunakan bahan

bakar cair dan listrik

- Nilai efisiensinya lebih baikdari boiler tipe listrik.

2. Oil fuel

Pemanasan yang terjadi akibat pembakaran antara percampuran bahan bakar

cari (solar, IDO, residu, kerosin) dengan oksigen dan sumber panas.

Karakteristik:

- Harga bahan baku pembakaran paling mahal dibandingkan dengan semua

tipe boiler.

Universitas Diponegoro Semarang

50

Page 40: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

- Nilai efisiensinya lebih baik dari boiler berbahan bakar padat dan listrik

3. Gaseous Fuel

Pembakaran yang terjadi akibat percampuran bahan bakar gas (LNG) dengan

oksigen dan sumber panas.

Karakteristik:

- Harga bahan baku pembakaran paling murah dibandingkan semua tipe boiler

- Nilai efisiensi lebih baik jika dibandingkan dengan semua tipe boiler

4. Elektrik

Pemanasan yang terjadi akibat sumber listrik yang menyuplai sumber panas.

Karakteristik:

- Harga bahan baku relatif lebih murah dibandingkan dengan boiler yang

menggunakan bahan bakar cair

- Nilai efisiensinya paling rendah dari semua tipe boiler

Tabel 3.2 Keuntungan Dan Kerugian Boiler Berdasarkan Bahan Bakar

No Tipe boiler Keuntungan Kerugian

1 Solid fuel

Bahan baku mudah

didapatkan

Sisa pembakaran sulit

dibersihkan

Murah konstruksinya Sulit mendapatkan bahan

baku yang baik

2 Oil fuel Sisa pembakaran tidak

banyak dan lebih mudah

dibersihkan

Harga bahan baku paling

mahal

Bahan bakunya mudah Mahan konstruksinya

Universitas Diponegoro Semarang

51

Page 41: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

didapatkan

3 Gaseous fuel

Harga bahan bakar paling

murah

Mahal konstruksinya

Paling banyak nilai

efisiensinya

Sulit didapatkan bahan

bakunya, harus ada jalur

distribusi

4 Electric

Paling mudah perawatannya Paling buruk nilai

efisiensinya

Mudah konstruksinya dan

mudah didapatkan

sumbernya

Temperatur pembakaran

paling rendah

Klasifikasi Boiler Berdasarkan Kegunaan Boiler

1. Power Boiler

Steam yang dihasilkan boiler ini menggunakan tipe water tube boiler, hasil

steam yang dihasilkan memiliki tekanan dan kapasitas yang besar, sehingga

mampu memutar steam turbin dan menghasilkan listrik dari generator.

Karakteristik:

- Kegunaan utamanya sebagai penghasil steam untuk pembangkit listrik

- Sisa steam digunakan sebagai proses industri.

2. Industrial Boiler

Steam yang dihasilkan boiler ini dapat menggunakan tipe water tube boiler atau

fire tube boiler.

Karakteristik:

- Kegunaan steam utamanya untuk menjalankan proses industri dan sebagai

tambahan panas.

- Steam memiliki kapasitas yang besar dan tekanan yang sedang.

Universitas Diponegoro Semarang

52

Page 42: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

3. Komersial Boiler

Steam yang dihasilkan boiler ini dapat menggunakan tipe water tube boiler atau

fire tube boiler.

Karakteristik:

- Kegunaan steam utamanya untuk menjalankan proses operasi komersial.

- Steam memiliki kapasitas yang besar dan tekanan rendah.

4. Residential Boiler

Steam yang dihasilkan boiler ini menggunakan boiler tipe fire tube boiler.

Karakteristik:

- Memiliki tekanan dan kapasitas steam yang rendah

- Kegunaan utamanya yaitu sebagai penghasil steam tekanan rendah yang

digunakan untuk perumahan.

5. Heat Recovery Boiler

Steam yang dihasilkan boiler ini menggunakan tipe water tube boiler atau fire

tube boiler.

Karakteristik:

- Steam yang dihasilkan memiliki tekanan dan kapasitas yang besar

- Kagunaan utamanya sebagai penghasil steam dari uap panas yang tidak

terpakai

- Hasil steam ini digunakan untuk menjalankan proses industri.

Tabel 3.3 Keuntungan Dan Kerugian Boiler Berdasarkan Kegunaan.

No Tipe Boiler Keuntungan Kerugian

1 Power Boiler Dapat menghasilkan listrik

dan sisa steam dapat untuk

menjalankan proses

Konstruksi awal relatif

mahal

Universitas Diponegoro Semarang

53

Page 43: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

industri

Steam yang dihasilkan

memiliki tekanan tinggi

Perlu diperhatikan factor

safety

2 Industrial Boiler

Penanganan boiler lebih

mudah

Steam yang dihasilkan

memiliki tekanan rendah.

Konstruksi awal relatif

murah

3 Commercial Boiler

Penanganan boiler lebih

mudah

Steam yang dihasilkan

memiliki tekanan rendah

Konstruksi awal relatif

murah

4 Residential Boiler

Penanganan boiler lebih

mudah

Steam yang dihasilkan

memiliki tekanan rendah

Konstruksi awal relatif

murah

5Heat Recovery

Boiler

Penanganan boiler lebih

mudah

Steam yang dihasilkan

memiliki tekanan rendah

Konstruksi awal relatif

murah

Universitas Diponegoro Semarang

54

Page 44: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Klasifikasi Boiler Berdasarkan Konstruksi Boiler

1. Package Boiler

Disebut package boiler karena sudah tersedia sebagai paket yang lengkap

pada saat dikirim ke pabrik. Hanya memerlukan pipa steam, pipa air, suplai

bahan bakar dan sambungan listrik untuk dapat beroperasi. Paket boiler

biasanya merupakan tipe fire tube boiler dengan transfer panas yang tinggi baik

radiasi maupun konveksi.

Ciri-ciri package boiler:

- Kecilnya ruang pembakaran dan tingginya panas yang dilepas menghasilkan

penguapan yang lebih cepat.

- Banyaknya jumlah pipa yang berdiameter kecil membuatnya memiliki

perpindahan panas konvektif yang baik.

- Sejumlah lintasan/pass menghasilkan perpindahan panas keseluruhan yang

baik.

- Tingkat efisiensi thermisnya yang lebih tinggi dibandingkan dengan boiler

lainnya.

Boiler tersebut dikelompokkan berdasarkan jumlah pass nya 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 tiga pass dengan dua set fire tube

dan gas buangnya keluar dari belakang boiler.

Universitas Diponegoro Semarang

55

Page 45: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Gambar 3.3 Jenis Boiler 3 pass, bahan bakar minyak( Sumber: www.eneryefficienyasia.org )

2. Site Erected Boiler

Tipe site erected boiler perakitannya biasanya dilakukan ditempat akan

berdirinya boiler tersebut. Pengiriman dilakukan per komponen.

Tabel 3.4 Keuntungan Dan Kerugian Boiler Berdasarkan Konstruksi.

No Tipe Boiler Keuntungan Kerugian

1 Package Boiler Mudah pengirimannya Terbatas tekanan dan

Universitas Diponegoro Semarang

56

Page 46: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

kapasitas kerjanya

Dibutuhkan waktu yang

singkat untuk

pengoperasian setelah

pengiriman

Komponen-komponen

boiler tergantung pada

produsen boiler

2Site Erected

Boiler

Tekanan dan kapasitas

kerjanya dapat disesuaikan

keinginan.

Sulit pengirimannya,

memakan biaya yang mahal.

Komponen-komponen

boiler dapat dipadukan

dengan produsen lain.

Perlu waktu yang cukup

lama setelah boiler berdiri,

setelah proses pengiriman.

Klasifikasi Boiler Berdasarkan Tekanan Kerja Boiler

a. Low pressure boiler : 5 atm abs

b. Medium pressure boiler : 5-40 atm

c. High pressure boiler : 30-225 atm

Tabel 3.5 Keuntungan dan Kerugian Boiler berdasarkan tekanan kerja

No Tipe Boiler Keuntungan Kerugian

1 Low Pressure

Tekanan rendah sehingga

penanganannya tidak

terlalu rumit

Tekanan yang dihasilkan

rendah, tidak dapat

membangkitkan listrik.

Area yang dibutuhkan

tidak terlalu besar, dan

Universitas Diponegoro Semarang

57

Page 47: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

biaya konstruksi tidak

lebih mahal dari high

pressure boiler

2 High Pressure

Tekanan yang dihasilkan

tinggi sehingga dapat

membangkitkan listrik

dan sisanya dapat didaur

ulang untuk

mengoperasikan proses

industri

Tekanan tinggi sehingga

penanganannya perlu

diperhatikan aspek

keselamatannya

Area yang dibutuhkan

besar dan biaya konstruksi

lebih mahal dari low

pressure boiler

3.3 Bagian-Bagian Boiler

3.3.1 Bagian Utama Boiler

Boiler atau ketel uap terdiri dari berbagai komponen yang membentuk satu

kesatuan sehingga dapat menjalankan operasinya, diantaranya:

1. Burner

Burner adalah tempat bahan bakar dan udara bercampur supaya terjadi pengabutan

dan pembakaran dapat berlangsung sempurna.

Universitas Diponegoro Semarang

58

Page 48: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Caranya adalah dengan menyemprotkan kedalam ruang dapur melalui mulut-mulut

pembakar atau brander, sedangkan udara dimasukkan lewat sekeliling mulut

pembakar tersebut.

Ada beberapa macam sistem brender tergantung pada sistem pengabutannya ,yaitu

sistem pengabut uap/udara dan sistem pengabut tekan.

Pada sistem pengabut uap/udara caranya adalah uap/udara dipancarkan melalui

mulut pembakar (brender) dan akibat dari pancaran ini minyak akan terisap.

Gambar 3.4 Sistem Pengabut uap

( Sumber: STEAM its Generation and Use, Babcock & Wilcox, edisi 40.)

Sistem ini sudah jarang digunakan sebab kurang ekonomis, akibat kerugian uap

maupun tenaga untuk menekan udara.

Pada sistem pengabut tekan, minyak langsung ditekan melalui diafragma dan plat

pengabut. Contoh brander dengan sistem pengabut tekan adalah brander buatan

Wallsand dan Babcock & Wilcock.

Universitas Diponegoro Semarang

59

Page 49: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Gambar 3.5 Pengabut Buatan Wallsend

( Sumber: STEAM its Generation and Use, Babcock & Wilcox, edisi 40.)

Gambar diatas adalah pengabut buatan wallsend. Jenis pengabut ini mempunyai

diafragma dan plat pengabut yang disambungkan pada badan pembakar oleh mur

tarik. Pada diafragma terdapat 4 buah luban kecil yang miring, sedang plat pengabut

hanya mempunyai sebuah lubang pusat yang kecil garis tengahnya. Minyak tekanan

yang bermuara dikamar minyak akan menyemprot keluar melalui lubang kecil

dengan gerakan berputar dan lintasannya berbentuk mantel kerucut yang menganga.

Gambar 3.6 Pengabut buatan B & W

( Sumber: STEAM its Generation and Use, Babcock & Wilcox, edisi 40.)

Universitas Diponegoro Semarang

60

Page 50: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Gambar diatas adalah pengabut buatan Babcock & Willcock. Diafragma pengabut

ini mempunyai lubang-lubang yang lurus. Disebelah muka diafragma dibuat saluran

silinder gelang, tempat muara minyak yang keluar dari lubang-lubang diafragma.

Dari saluran selinder ini dibuat 2 buah alur yang mengarah tangensial kepada muara

minyak. Karena kedua alur ini mengalirkan minyak dalam arah tangensial (miring)

dimuara A, maka gerak minyak keluar brander mempunyai bentuk mantel kerucut

[6].

2. Furnace

Dapur pembakaran adalah suatu ruangan tempat terjadinya proses pembakaran dari

bahan bakar. Kedudukan dapur pada ketel uap harus direncanakan sedemikian rupa

sehingga panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar didalam ruang dapur

dapat diserap dengan baik oleh air ketel. Selain itu kerugian panas diruang dapur

harus diusahakan sekecil mungkin .

Pada dasarnya dapur pembakaran dibagi menjadi 2 jenis:

1. Dapur dengan pengapian diatas kisi panggangan (grate fired furnace)

Dapur ini digunakan untuk ketel-ketel yang menggunakan bahan bakar padat,

dimana bahan bakar tersebut dibakar diatas sejumlah kisi-kisi yang mempunyai

celah-celah udara untuk pembakar. Kisi panggangan ini sering disebut rangka

bakar.

2. Dapur dengan pengapian disemburkan (pulverized fuel furnace)

Digunakan untuk ketel-ketel yang menggunakan bahan bakar cair, gas atau

powder, dimana bahan bakar tersebut disuspenskan dan berbentuk nyala (flame).

Universitas Diponegoro Semarang

61

Page 51: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Gambar 3.7 Furnace

( Sumber: www.globalvation.com )

3. Steam Drum

Komponen ini merupakan tempat penampungan air panas dan pembangkitan

steam. Steam masih bersifat jenuh (saturated steam).

Tangki atau drum sering disebut juga badan ketel uap yaitu tempat

beroperasinya ketel uap di dalamnya terdapat instrumen-instrumen yang

menjalankan proses pemindah panas seperti lorong api dan pipa api, dalam badan

ketel inilah sejumlah air ditampung untuk dipanaskan.

4. fan

Force Draft Fan adalah alat untuk mendorong udara yang diperlukan untuk

pembakaran pada boiler yang melalui lorong udara (duct) sebelum bercampur

dengan bahan bakar.

5. Superheater

Superheater adalah alat yang berbentuk heat exchanger dimana panas dari gas

asap (combustion product) digunakan untuk mengeringkan uap jenuh, kemudian

menaikkan temperaturnya. Jalannya penyerapan panas adalah sebagai berikut:

Universitas Diponegoro Semarang

62

Page 52: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Gas asap menyerahkan panas pada bidang superheater secara konveksi,

konduksi selanjutnya dari pipa bagian dalam superheater panas dipindahkan secara

konveksi ke uap yang ada dalam pipa tersebut.

Bahan yang digunakan untuk pipa coil adalah dari baja carbon (carbon steel)

untuk suhu 450oC, sedangkan untuk suhu diatas 450oC digunakan baja campuran

(alloy steel).

Susunan coil terhadap gas asap ada bermacam-macam:

a. Counter flow (aliran berlawanan)

b. Parallel flow (aliran searah)

c. Combine flow (gabungan searah dan lawan arah)

Gambar 3.8 Susunan Coil Superheater( Sumber: STEAM its Generation and Use, Babcock & Wilcox, edisi 40.)

6. Air Heater

Universitas Diponegoro Semarang

63

Page 53: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Udara yang dipergunakan untuk pembakaran sebelum masuk kedalam ruang bakar

terlebih dahulu dilewatkan pada alat yang namanya air heater atau luvo, dimana

tujuannya adalah untuk menaikkan suhu udara pembakaran sehingga dapat

menaikkan effisiensi pembakaran.

Luvo ini biasanya diletakkan dibelakang economizer, sehingga sebagai media

pemanas di luvo adalah gas asap yang keluar dari economizer

Gambar 3.9 Air Heater( Sumber: STEAM its Generation and Use, Babcock & Wilcox, edisi 40.)

7. Economizer

Universitas Diponegoro Semarang

64

Page 54: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Economizer adalah alat yang berbentuk heat exchanger yang digunakan untuk

menaikkan temperatur feed water (air umpan boiler). Sebagai pemanas biasanya digunakan

gas panas yang keluar dari superheater.

Dengan memakai economizer didapat keuntungan :

- Memanfaatkan gas asap (exhaust gas) yang masih mempunyai kalor.

- Menurunkan atau memperkecil perbedaan temperatur antara feed water dan saturated

steam, dengan demikian tegangan (external stress) yang terdapat didalam ketel dapat

diperkecil sehingga bisa menaikan efisiensi.

Dengan menggunakan economizer, selain untuk menaikkan suhu air umpan ketel

juga dimaksudkan untuk menurunkan suhu gas asap sebab gas asap menyalurkan panasnya

pada air dalam economizer, dimana setiap kenaikan suhu 1oC feed water selalu diikuti

penurunan suhu gas asap sebesar 2-3oC.

Economizer biasanya terbuat dari susunan pipa-pipa yang membentuk heat

exchanger dan terbuat dari besi tuang (cast iron pipe) ataupun terbuat dari pipa baja (steel

tube). Untuk pipa-pipa dari besi, tekanan yang diizinkan adalah sampai 22 atm. Untuk

tekanan yang lebih besar lagi maka digunakan steel tube economizer.

Umumnya economizer dari besi banyak digunakan pada ketel pipa api karena

tekanan yang dihasilkan rendah.

Steel tube yang digunakan sebagai economizer kadang-kadang juga menghasilkan

uap. Apabila economizer yang digunakan juga berfungsi untuk menghasilkan uap maka

disebut steaming economizer.

Pada prakteknya pemanasan feed water dapat dilakukan dengan dua cara yakni:

1. Pemanasan dengan memanfaatkan gas asap

Alatnya disebut : economizer

Universitas Diponegoro Semarang

65

Page 55: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

2. Pemanasan dengan exhaust steam

Uap yang masih mempunyai panas atau kalor disalurkan untuk pemanasan

lagi. Alat yang dipergunakan untuk memanasi feed water dengan exhaust

steam disebut feed water heater.

Feed water heater ada 2 macam:

1. Open type feed waterheater (direct contact)

Disini antara feed water dan exhaust steam terjadi pencampuran. Uap

yang tak mengembun dikeluarkan melalui pipa pernapasan (vent pipe) yang

letaknya diatas.

2.Close type (surface feed water heater)

Disini antara exhaust steam dan feed water tak ada kontak langsung.

Perpindahan panas melalui bidang permanen. Close type water heater

berbentuk selinder dimana dalam selinder terdapat pipa-pipa berisi feed

water.

- Memperbesar efisiensi ketel karena memperkecil kerugian panas yang

dialami ketel uap.

Universitas Diponegoro Semarang

66

Page 56: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Gambar 3.10 economizer

8. Cerobong Asap

Yaitu perangkat dari ketel uap yang berfungsi meneruskan atau membuang

asap sisa reaksi pembakaran yang terjadi di dalam boiler dengan tujuan

menyalurkan gas asap bekas supaya tidak mengotori atau mengganggu lingkungan

sekitar. Di dalam cerobong asap ini terdapat water spray yang fungsinya untuk

menyemprotkan air di dalam cerobong supaya abu dari sisa pembakaran jatuh ke

bawah dan mengalir ke bak sedimen.

Gambar 3.11 Cerobong Asap

3.3.2 Alat Bantu Ketel Uap

Universitas Diponegoro Semarang

67

Page 57: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Appendages adalah alat-alat perlengkapan ketel uap/boiler yang dapat bekerja

sendiri dan dipasang dengan maksud untuk menjamin agat ketel uap/boiler dapat

bekerja dengan aman. Adapun yang termasuk alat bantu ketel uap sebagai berikut:

1. Gelas Penduga

Gelas penduga adalah suatu alat yang digunakan untuk mengetahui ketinggian

permukaan air dalam pesawat ketel uap. Pemasangan gelas penduga pada pesawat

ketel uap sekurang-kurangnya 2 buah

Gambar 3.12 Gelas Penduga

2. Pengukur level air (water level gauge)

Level air pada drum ketel biasanya dipertahankan pada kondisi sedikit

dibawah garis tengah drum. Level yang tinggi dapat menyebabkan air memasuki

turbin sehingga menimbulkan kerusakan yang serius serta valve-valve pada sistem

Universitas Diponegoro Semarang

68

Page 58: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

pipa uap akan menderita kerusakan pula.Sebaliknya bila air terlalu rendah (kosong)

kerusakan pada ketel (pipa) dapat terjadi.

3. Katup Pengaman (Safety Valve)

Katup pengaman mempunyai fungsi untuk menjaga tekanan kerja ketel uap

agar tidak melebihi tekanan maksimum.

Katup pengaman ini akan bekerja dengan sendirinya apabila terjadi kelebihan

tekanan kerja yaitu uap akan dikeluarkan sehingga ketel bekerja sesuai dengan

tekanan yang diinginkan. Namun apabila melebihi tekanan maksimal dan katup ini

tidak berfungsi maka akan menyebabkan peledakan.

Gambar 3.13 Safety valve

4. Relief Valve

Relief valve dapat digolongkan sebagai pengaman seperti halnya safety valve

tapi relief valve ini berfungsi sebagai pembatas atau pengaman tekanan maksimal

pada daerah kerja zat cair/liquid. Penggunaan pengaman relief valve ini ditempatkan

pada daerah sebagai berikut:

Universitas Diponegoro Semarang

69

Page 59: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

- Header reheat/HP bypass spray water

- Header auxiliary steam spray

-  Ignitor oil level header

-  Heavy fuel oil level header

5. Pneumatic Valve

Pneumatic valve sebagaimana juga safety valve berfungsi sebagai pengaman

tekanan uap lebih pada boiler hanya dilengkapi dengan alat sensor tekanan yang

disampaikan melalui signal elektronik ke elektro mekanik untuk membuka pilot

valve.

6. Pengaman Boiler Drum Level

Berfungsi untuk mengontrol tinggi rendahnya permukaan air pada boiler drum

sebagai pengaman terjadinya “boiler drum level high trip” dan “boiler drum level

low trip”. Adapun alasan pengamanan terjadinya “boiler drum level high trip”

adalah mengamankan boiler drum dari terjadinya carry over di drum yang akan

mengakibatkan deposit pada area superheater dan sudu turbin. Deposit akan

menghambat heat transfer pada superheater yang mengakibatkan overheating pada

tube superheater dan pada sudu turbin akan mengakibatkan terjadinya unbalance

dan vibrasi pada turbin. Sedangkan kondisi “boiler drum level low trip” dapat

mengakibatkan terganggunya sirkulasi alami yang akan berakibat overheating di

steam drum dan produksi uap terhambat.

7. Pengaman Boiler Furnace

Berfungsi untuk mengontrol tekanan ruang bakar/boiler sebagai pengaman

terjadinya:

-    Furnace pressure

-    Furnace draft

Universitas Diponegoro Semarang

70

Page 60: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Sehubungan dengan tipe boiler dengan desain balance draft dimana desain

pressure yang diizinkan -10mmWg, hal ini untuk menjamin kestabilan proses

pembakaran. Transportasi bahan bakar ke ruang bakar dan proses pengeluaran abu

dari dalam ruang bakar menuju alat penangkap debu dan lain-lain. Bila batasan

pengamanan terlampaui dan menyimpang maka proses diatas akan terganggu.

Hal-hal yang harus dijaga untuk menghindari kondisi diatas adalah dengan

cara:

1) Periksa level water seal through pada bottom hopper boiler harus berada pada

posisi diatas normal level. Periksa LCV an bypass valve water supplynya.

2) Periksa kondisi manhole boiler sebelum startup boiler harus pada kondisi

tertutup termasuk desorvation door.

3)  Level air pada SDCC boiler bottom kondisi normal.

8. Pengaman Boiler Main Steam Temperature

Fungsinya adalah mengontrol tinggi temperatur uap utama keluar superheater

tingkat ke 2 sebagai pengaman terjadinya temperatur uap utama melebihi batas

desain yang diijinkan.

Pengamanan ini dimaksudkan untuk menghindari terjadinya thermal stress

pada suatu turbin tingkat pertama akibat perbedaan temperatur terlalu tinggi antara

temperatur uap utama yang masuk dengan temperatur metal pada sudu turbin.

Selain itu untuk menghindari terjadinya kelelahan bahan pada tube superheater

akibat temperatur uap yang melebihi kemampuan maksimum tube-tube superheater.

9. Pengaman Total Air Flow

Berfungsi untuk mengamankan jumlah total udara yang masuk ke

windbox/ruang bakar pada saat proses pembilasan (purge) boiler. Pada saat startup

Universitas Diponegoro Semarang

71

Page 61: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

boiler dan normal operasi harus memenuhi jumlah total flow lebih besar daripada

minimal (30% saat purge boiler).

Pada saat pembilasan boiler kita mengharapkan seluruh gas-gas sisa

pembakaran yang terakumulasi dalam ruang bakar dan saluran-saluran gas buang

dapat didorong/dikeluarkan oleh udara sejumlah 30% atau kira-kira 600 ton/jam

dibuang ke udara luar minimal gas-gas sisa pembakaran bersih dalam waktu 3 menit

(desain) kemudian pengamanan pada saat startup dan normal operasi toral udara ini

memegang peranan sebagai udara pembakaran (combustion air) jadi pabila total

udara pembakaran minimal 30% maka jumlah perbandingan antara udara dan bahan

bakar tidak akan sempurna dengan pasti kita mengkhawatirkan akan terjadinya

kegagalan penyalaan yang berulang-ulang dan salah satu penyebab combusable in

flue gas.

10. Pengaman Instrument Air Pressure Header

Udara instrumen adalah sebagai kebutuhan utama dalam sistem kontrol

pneumatic PLTU. Pasokan udara instrumen harus betul-betul terjaga dan sangat

spesial mengingat sumber tenaga seluruh kontrol boiler turbin dan alat bantunya

terletak pada keandalan supply udara instrumen yang kontinyu dan tetap pada

tekanan kerjanya.

Mengingat keutamaan dan fungsi udara instrumen sebagai sumber tenaga bagi

seluruh kontrol boiler turbin dan alat bantunya maka apabila terjadi tekanan udara

turun dibawah titik kerjanya hal ini akan mengakibatkan seluruh fungsi kontrol

pneumatic terhenti dan akan melumpuhkan kegiatan operasi boiler dan turbin.

Antisipasi pada saat terjadinya gangguan udara instrumen pressure low alarm

diantaranya:

- Segera buka backup valve SAC menuju header udara instrumen.

- Segera periksa kondisi kompresor udara instrumen dan proses supplynya.

Universitas Diponegoro Semarang

72

Page 62: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

- Lokalisir kemungkinan terjadinya kebocoran udara instrumen pada seluruh

line.

- Lokalisir kemungkinan ada valve drain/vent udata yang terbuka.

11. Pengaman Scanner Cool Pressure

Fungsinya adalah untuk mengamankan sistem pendingin pada scanner sensor

flame. Pentingnya deteksi nyala api pada suatu boiler untuk meyakinkan adanya

pembakaran, sehingga tidak akan terjadi penumpukan bahan bakar akibat kegagalan

penyalaan api. Pendeteksi nyala api diamankan dari panasnya area ruang bakar

dengan jalan memberikan pendinginan berupa perapat udara bertekanan pada

seluruh permukaan alat pendeteksi api tersebut.

Terganggunya sistem pendinginan ini akan mengakibatkan melting point pada

alat pendeteksi nyala api karena terjadi kontak langsung antara alat dengan

panasnya api yang dideteksi kerusakan. Pendeteksi api/scanner akan memberi

isyarat pada burner-burner yang sedang beroperasi untuk trip sehingga boiler akan

trip.

Apabila terjadi flame scanner blower discharge pressure low alarm lakukan

hal seperti dibawah ini:

- Periksa select auto start scanner blower yang standby pada posisi auto.

-  Periksa saringan/filter udara blower inlet kemungkinan kotor.

- Periksa kemungkinan kebocoran pada line joint

12. Katup Uap Induk

Katup ini berfungsi untuk mengalirkan uap hasil dari pesawat ketel uap. Katup

ini diletakkan tepat di atas tangki ketel. Pengaturan kapasitas uap yang disalurkan

dapat dilakukan dengan mengatur kran katup uap induk.

Universitas Diponegoro Semarang

73

Page 63: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Gambar 3.14 Katup Uap Induk

13. Manometer

Manometer ini digunakan sebagai alat untuk menunjukkan tekanan uap pada

ketel uap. Pemasangan manometer ini ditujukan agar besar kecilnya tekanan di

dalam ketel uap dapat diketahui sehingga memudahkan untuk mengontrolnya.

Penempatan manometer adalah pada bagian dimana uap hampir tidak mengalir,

kebanyakan manometer yang dipasang adalah manometer bourdon.

Gambar 3.15 Manometer

14. Soot Blower

Universitas Diponegoro Semarang

74

Page 64: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Pipa-pipa ketel dan permukaan bidang perpindahan panas dapat menjadi kotor

oleh akumulasi jelaga dan abu terbang (fly-ash). Karena ia menjadi sebuah isolator,

maka perpindahan panas dapat terganggu. Oleh karena itu perlu dibersihkan dengan

Soot blower.

Soot blower adalah alat yang dipergunakan untuk membersihkan permukaan

bidang-bidang pemanas dengan mempergunakan uap atau udara sebagai media

penghembus jelaga.

15. Katup Buang (Blow Down Valve)

Katup buang adalah katup untuk membuang segala kotoran-kotoran yang

mengendap pada dasar tangki, endapan ini apabila tidak dibersihkan atau dibuang

maka akan menyebabkan aliran buntu dan akhirmya membahayakan boiler tersebut.

Katup ini juga berfungsi untuk membuang sebagian air dari dalam ketel karena

permukaan terlalu tinggi. Permukaan air yang terlalu tinggi menyebabkan uap yang

dihasilkan terlalu banyak mengandung air.

Universitas Diponegoro Semarang

75

Page 65: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Gambar 3.16 Blow Down Valve

16. Lubang Laluan Orang (Man Hole) dan Lubang Tangan (Hand Hole)

Man hole adalah suatu lubang laluan orang dengan ukuran tubuh manusia

berfungsi untuk memeriksa bagian dalam ketel dengan cara masuk ke dalam ketel

dan melihat bagian dalam ketel. Man hole ini dibuka hanya pada saat boiler ini tidak

beroperasi atau overhaule.

Sedangkan handhole berfungsi untuk memeriksa bagian dalam ketel dengan

cara meraba melalui luar ketel. Letak dari manhole biasanya di atas dari badan ketel

dan hand hole terletak pada bagian samping badan ketel.

17. Tanda Bahaya/Peluit Bahaya

Peluit ini terisi oleh udara yang ditekan air. Jika level air rendah sehingga

pipa tidak terendam air, uap akan memasuki pipa sampai ketabung peluit. Sumbat

akan menjadi panas dan melebur sehingga peluit akan berbunyi. Setiap kali sumbat

melebur, harus diganti dengan sumbat yang baru.

3.3.3 Perlengkapan Elektronik Boiler

Pada sebuah boiler kegunaan dari sistem elektronik sangatlah penting sekali

karena sebuah boiler tidak akan beroperasi bila tidak ada sistem elektroniknya.

Instrumen elektronik yang ada pada boiler digunakan untuk sistem kontrol operasional

boiler. Sistem kontrol pada boiler dengan pola elektrik diantaranya:

1. Sensor

Sensor adalah instrument untuk memberi informasi bahwa kondisi yang kita

inginkan telah tercapai dan sekaligus menginstruksikan agar sistem itu bekerja.

Macam-macam sensor yang ada pada boiler diantaranya: Floater switch, elektrik

Universitas Diponegoro Semarang

76

Page 66: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

floater switch, foto elektrik floater switch, sensor temperatur dan thermostat,

pressure controller, dan flame detector.

2. Monitor

Monitor adalah alat pemantau kondisi suatu proses karena dengan indera

manusia tidak dapat mengetahui kondisi tersebut. Pada ketel uap, lingkup kerja

monitor diantaranya: memonitor tinggi permukaan air, monitor aliran, monitor

tekanan, monitor suhu, monitor fungsi instrumen, monitor peringatan fungsi

kerusakan sistem dan monitor langkah kerja.

3. Actuator/Servo Motor

Adalah alat gerak yang berfungsi untuk mengerjakan instruksi dan sumber

gerak untuk alat lain. Jenis actuator ini diantaranya: actuator elektro magnetic,

actuator motor listrik, dan actuator tenaga angin.

4. Kontaktor

Adalah alat yang digunakan untuk mengalirkan arus listrik dari satu jaringan

ke jaringan yang lain.

5. Recorder

Adalah instrumen yang digunakan untuk mengetahui debit yang mengalir

pada suatu saluran, hal ini sangat dibutuhkan guna mengetahui efisiensi dan biaya

produksi. Macam dari recorder ini diantaranya: flow rate recorder, flow recorder

jarak jauh, temperatur jarak jauh, dan recorder terpadu.

6. Vacum flame

Adalah alat yang berfungsi untuk mensensor rangkaian api yang ada di ruang

bakar.

7. Timer/Program Relay

Yaitu komponen yang mengatur sequence operasi instrument lainnya sesuai

dengan rangsangan yang diterima.

8. Safety Relay

Universitas Diponegoro Semarang

77

Page 67: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Safety relay ini berupa 2 buah kontak relay yang bekerja memutuskan atau

menghubungkan 2 buah terminal bila waktu kerja relay terlampaui yang dapat

disebut dengan pembatas waktu kerja.

9. Power Supply

Power supply ini berfungsi untuk menyesuaikan tegangan listrik untuk

mengerjakan peralatan lainnya.

3.3.4 Perlengkapan Boiler Lainnya

1. Blower

Adalah instrument yang berbentuk kipas yang digunakan untuk menghasilkan

udara yang bertekanan dari motor listrik juga berfungsi sebagai penghisap udara

luar sebagai udara pembakaran yang diteruskan ke dalam ruang bakar boiler sebagai

penekan bahan bakar yang telah membara sehingga pembakaran berlangsung

dengan cepat.

2. Header

Adalah sebuah tabung atau pipa yang digunakan untuk terminal uap hasil dari

ketel uap yang kemudian dari header ini uap akan dibagi ke bagian-bagian yang

memerlukan dengan melakukan pengaturan tekanan yang sesuai dengan kebutuhan.

3. Thermometer

Thermometer ini digunakan untuk mengetahui temperatur pada air pengisi

ketel uap yang dihasilkan, temperatur asap keluar cerobong, temperatur ruang bakar

dan lain sebagainya.

4. Pompa Air

Universitas Diponegoro Semarang

78

Page 68: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Pompa air ini digunakan untuk menaikkan air pengisi dari tangki cadangan

yang berada di sisi yang airnya berasal dari tangki induk bila terjadi keterlambatan

pengisian air umpan dari tangki induk.

5. Safety Test

Adalah suatu bejana/tabung yang akan dipanaskan pada boiler yang sesuai

dengan tekanan pada ketel uap yang baru di overhaule. Masih normalkah dan

masih amankah safety valve itu digunakan untuk operasi lagi.

Prinsip Kerja Boiler

Bagan Boiler seperti yang ditunjukkan pada gambar .

Gambar 3.17 Bagan Boiler

Universitas Diponegoro Semarang

79

Page 69: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

(sumber: http://oneimagic.blogspot.com )

Air yang ada didalam boiler dipanasi oleh kalor hasil reaksi pembakaran di furnace.

Uap jenuh yang dihasilkan boiler dipanaskan lebih lanjut pada superheater untuk

menghasilan uap superheated. Sebagai pemanas disuperheater adalah gas panas dari boiler

yang masih tinggi suhunya. Gas panas yang keluar dari superheater karena masih tinggi

suhunya maka dimanfaatkan lagi sebagai pemanas air umpan boiler (BFW) di alat yang

namanya economizer. BFW yang sudah dipanaskan dalam economizer ini kemudian baru

dimasukkan ke boiler.

Gas panas yang keluar economizer kemudian dipakai untuk pemanasan udara di air

heater (luvo) untuk selanjutnya dibuang melalui cerobong sebagai gas buang (flue gas/ gas

buang).

Udara panas hasil pemanasan di air heater selanjutnya dipakai sebagai udara

pembakaran dan bersama bahan bakar masuk dapur (furnace) untuk menghasilkan gas

pembakaran yang panas.

3.4 Pengoperasian Ketel Uap

Pada umumnya setiap mesin yang diproduksi oleh pabrik selalu dilengkapi

dengan handbook/ buku petunjuk cara pemasangan, perawatan dan pengoperasiannya.

Begitu juga dengan ketel uap yang ada di PT. KIMIA FARMA Unit Manfaktur

Semarang terdapat buku petunjuk tentang spesifikasi pengoperasian, perawatan,

pemasangan dan lain-lain.

Secara garis besar penulis akan menjelaskan pengoperasian boiler berdasarkan

petunjuk yang ada dari buku petunjuk dan penjelasan dari operator, diantaranya:

Universitas Diponegoro Semarang

80

Page 70: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Ketentuan Umum

Sebelum mengoperasikan boiler ada beberapa hal yang harus diperhatikan

demi kelancaran dan keselamatan kerja, diantaranya:

- Tekanan ketel uap maksimum yang dijinkan

- Tekanan uap yang diperlukan

- Kapasitas produksi uap maksimum

- Luas pemanasan boiler

- Pemeriksaan visual pada bagian luar dan dalam

- Hydrostatis test atau pamadatan dengan air dingin

- Percobaan alat perlengkapan dan pengaman

- Mengecek ulang gambar konstruksi dengan pesawat uapnya

- Percobaan jalan atau pemanasan

- Steam test atau uji dengan uap

Prosedur Operasional Boiler

Sebelum mengoperasikan boiler hal yang harus diperhatikan oleh seorang

operator adalah:

1. Ketel uap tersebut sudah diperiksa oleh tim K-3 atau ahli K-3 bidang uap dengan

nilai baik.

2. Alat-alat perlengkapan dan pengamannya sudah terpasang dengan baik dan telah

dicoba serta dapat bekerja sebagaimana mestinya dan khusus manometer harus

dikalibrasi lebih dahulu untuk menentukan nilainya.

3. Instalasi pipa-pipa air, pipa buang harus dalam kondisi baik. Jangan sampai bocor

atau kerusakan lainnya.

Universitas Diponegoro Semarang

81

Page 71: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

4. Diadakan pengecekan instalasi listrik pada tahanan isolasinya dan panel sampai

instrument-instrumennya, juga dengan sambungan kabel diperhatikan bilamana

kendor.

5. Persediaan air pengisi ketel uap harus memadai sesuai dengan kapasitas produksi

uapnya dan kondisi uap harus memenuhi syarat.

6. Bahan bakar harus tersedia cukup

7. Kondisi ketel uap agar di cek ulang kembali tentang lubang-lubang laluan orang dan

sebagainya.

8. Selanjutnya ketel diisi dengan air sebatas normal water leave dan dalam pengisian

air ini keran udara harus dalam keadaan terbuka dengan tujuan agar udara di dalam

ketel uap keluar dengan desakan air itu.

9. Cek kembali semua kran yang menghubungkan indicator tekanan atau manometer,

gelas penduga, dan kondisi stop pada kran blow down dan keran induk uap keluar.

Prosedur stop boiler

Pada waktu mematikan boiler operator tidak boleh langsung mematikan begitu saja

tanpa produksi yang benar. Tujuannya untuk menghindari kerusakan atau kecelakaan ketel

dan peralatannya. Berikut ini urutan prosedur mematikan boiler yang benar, diantaranya :

1. Matikan pembakaran bahan bakar secara bertahap

2. Turunkan beban secara bertahap sampai dengan tekanan yang diinginkan

3. Aturlah udara tarik atau tekan di dalam cerobong agar penginginan tidak mendadak

4. Jaga water level dalam keadaan normal

5. Tutup stop valve atau main valve secara perlahan

6. Jika tekanan ketel mencapai 1 kg/cm2 maka bukalah venting valve untuk

menghindari kevakuman didalam ketel

Universitas Diponegoro Semarang

82

Page 72: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

7. Tutup atau matikan aliran bahan bakar yang menuju ruang bakar

8. Yakinkan semua peralatan ketel telah aman atau sudah dalam keadaan tidak

bekerja.

Tabel 3.6 Beberapa kerusakan boiler dan cara mengatasinya

A. Air Ketel

Permasalahan Analisa Sebab Solusi Upaya / Perawatan

Pompa air pengisi

tidak mau jalan

1. Pompa rusak

2. Arus listrik

terhambat

3. Elektroda

otomatis pompa

tertutup kerak

1. Perbaiki oleh

petugas yang di

tunjuk

2. Bersihkan dari

kerak

1. Perawatan instalasi

listrik secara berkala

2. Jaga kondisi kesadahan

air ketel tetap rendah

3. Diadakan perawatan

ringan secara berkala

Pompa bekerja

tetapi air masuk

sedikit dan lamban

1. Sudut pompa

mulai aus.

2. Pipa pengisi

menyempit oleh

kerak

3. Air dalam

tandon sedikit

1. Perbaiki pompa

2. Pipa pengisi

dibersihkan dari

kerak

3. Isi segera air

dalam tandon

1. Pengoperasian pompa

secara bergantian

2. Jaga kondisi kekerasan

air ketel

3. Diadakan perawatan

ringan secara berkala

4. Buat tanda yang mudah

dilihat bila air tandon

habis

5. Buat instalasi otomatis

isi dan stop pompa pada

tandon

Pompa bekerja Pipa penghubung Dicoba drain Rencanakan

Universitas Diponegoro Semarang

83

Page 73: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

tapi kedudukan air

dalam gelas

penduga masih

diatas batas

normal

bawah gelas

pedoman dengan

badan ketel

tersumbat kerak

dibuka atau

ditutup agar

kotoran dalam

pipa penghubung

bawah hilang

pembersihan/bongkar pada

saat overhoule berkala

pada saat operasi sering

dicoba drain dibuka /

ditutup

B. Pembakaran

Permasalah Analisa Sebab Solusi Upaya / Perawatan

Lorong api peti

nyala dan pipa api

banyak jelaga atau

debu

Pembakaran bahan

bakar kurang

sempurna

1. Perbaiki burner

/ noxxle

2. Temperatur

minyak bakar

rendah

3. stel pengapian

dan lihat

cerobong asap

1. Perawatan burner

secara berkala sesuai

petunjuk

2. Temperatur minyak

bakar yang akan

masuk sumber dijaga

sesuai petunjuk

3. Lakukan pembersihan

pada lorong dan pipa

api setelah bekerja

selama 300-400 jam

Tabel 3.7 Beberapa permasalahan pada boiler yang dapat diatasi dengan pengolahan air

umpan boiler

Masalah Tekanan Fenomena penyebabKerak Tekanan rendah Pembentukan kerak oleh

komponen kesadahanMutu air buruk dan resin penukar ion kotor

Pecahnya pipa penguapan Kondisi jelek dan

Universitas Diponegoro Semarang

84

Page 74: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

ketidaksempurnaan control pelunakan airControl operasi boiler tidak sempurna

Tekanan sedang-tinggi

Deposit oksida metal seperti oksida besi pada daerah yang mendapat beban panas tinggi

Mutu air burukKontaminasi oleh hidrat metal seperti Al(OH)3Korosi terbawa air umpan dan aliran kondensat ke dalam boiler

Korosi

Tekanan rendah

Korosi pada permukaan pemanas, pipa air umpan, serta kondensat karena adanya pengaruh gas (O2, dan CO2)

Pengaruh pH dan penyerapan O2 tidak sesuai

Deposit hasil korosi akibat dari penumpukan oksida metal pada permukaan pemanas

Pengembalian kondensat yang mengandung hasil korosiKorosi selama masa perbaikan

Tekanan sedang

Korosi pada permukaan pemanasa karena penumpukan oksida hidrat metal

Hasil korosi dalam air umpan dan pipa kondensat terbawa dalam boiler

Korosi karena kaustik Pengaturan pH dan penyerapan O2 tidak sempurna

Korosi pada pipa kondensat dan pipa umpan karena gas terlarut

Korosi selama masa perbaikan

Carry over

Tekanan rendah

Kamurnian uap air turun Perubahan beban boiler yang mendadak

Mempengaruhi mutu produksi pabrik

Ketidaksempurnaan cara kerja pemisah uap dan system pengendali air umpan

Tekanan sedang Terjadinya peledakan pipa superheater

Tidak normalnya mutu air terutama karena silica

Pembentukan kerak pada turbin dan berkurangnya

Zat padat tersuspensi dan hidrat metal terbawa ke

Universitas Diponegoro Semarang

85

Page 75: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

efisiensi turbin boiler yang disebabkan karena ketidak sempurnaan air umpan boilerBeban boiler yang berubah mendadakKontaminasi air boiler oleh produksi hasil proses

Scale (pengapuran)

Adalah timbulnya endapan zat-zat yang terlarut dalam air. Penyebabnya adalah Kandungan

kalsium pospat, dan kalsium karbonat (terutama pada boiler bertekanan rendah) serta

kandungan magnesium hidroksida, silica dan alumina.

Gambar 3.18 scale (pengapuran)(sumber: www.lenntech.com )

Tabel 3.8 besarnya ketebalan scale dan kenaikan konsumsi bahan bakar yang terjadi

akibat scale

Universitas Diponegoro Semarang

86

Page 76: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Thickness of scale Increases in fuel consumption due to this

scale

1/2 mm 2 %

1 mm 4 %

2 mm 6 %

4 mm (1/8 ") 10 %

8 mm (1/4") 20 %

16 mm (1/2 ") 40 %

30 mm (1") 80 %

Sumber : www.hacschem.com

Akibat dari scale adalah- Efisiensi boiler menurun- Konsumsi bahan bakar meningkat- Terjadinya kegagalan tabung (failure tube)

Gambar 3. 19 failure tube( sumber: www.met-tech.com )

Korosi

Universitas Diponegoro Semarang

87

Page 77: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Korosi adalah kerak yang terjadi akibat gas-gas yang terlarut dalam air terutama

oksigen (O2)

Reaksi yang terjadi adalah:

Anode :

Fe Fe2+ + 2e–

Katode :

H2O + 1/2O2 + 2e– 2OH–

Dalam air :

Fe2+ + 2OH - Fe(OH)2

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3

Akibat yang terjadi karena adanya korosi adalah:

- Oksigen terlarut menyebabkan timbulnya hematite (red rust)

- Chloride stress corrosion dan Transgraular cracking akan terjadi pada bahan

stainless steel

- Jika dalam air terdapat deposit yang dapat menghasilkan ion hidroksil, dapat

menyebabkan caustic stress corrosion

- Apabila air mengandung ion hidrogen berlebih, dapat menghasilkan gas

methane yang dapat merusak tube

Carry over

Carry over adalah terikutnya butiran air dalam steam yang keluar dari drum boiler.

Ada 2 jenis carry over

1. Carry over mekanis (mechanical carry over)

Terikutnya butiran air dalam steam yang keluar dari drum boiler

Penyebabnya:

Universitas Diponegoro Semarang

88

Page 78: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

rancangan yang buruk, kerusakan, atau pemasangan drum moisture

separator yang salah

• Pengendalian level air dalam drum yang jelek, perubahan tekanan (atau

beban) yang sangat cepat

2. Vaporous carry over

Penguapan impurities yang bersifat volatile pada air boiler

Tabel 3.9 Limit impurities pada air boiler untuk meminimalisasi Vaporous Carry

Over menurut ASME

Drum

Pressure

(psig)

Boiler Water

Total Silica (ppm

SiO2)

Specific Alkalinity

(ppm CaCO3)

Conductances

(micromhos/cm)

0 - 300 150 700 7000

301 - 450 90 600 6000

451 - 600 40 500 5000

601 - 750 30 400 4000

750 - 900 20 300 3000

901 - 1000 8 200 2000

1001 - 1500 2 0 150

1501 - 2000 1 0 100

Sumber : www.hacschem.com

3.5 Pengolahan Air Umpan Boiler

Pengolahan air umpan boiler mutlak diperlukan untuk menjamin agar uap yang

dihasilkan nantinya berkualitas. Persyaratan ait umpan boiler yang baik antara

lain:

Universitas Diponegoro Semarang

89

Page 79: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Bebas dari zat-zat penyebab kerak, terutama kesadahannya dan silica

serta suhu tinggi.

Bebas dari zat-zat penyebab korosi, terutama air umpan yang

mengandung asam dan gas-gas terlarut

Bebas dari zat penyebab busa dan zat padat ikutan, selain itu juga bebas

dari minyak dan lemak.

Ada beberapa tujuan pengolahan air umpan boiler yaitu:

Mencegah kehilangan energi

Menjaga kestabilan konsumsi bahan bakar boiler

Mencegah kerusakan boiler

Menjaga kemurnian steam

Mendapatkan heat transfer optimum]

Menghemat biaya pemeliharaan boiler

Pengolahan air umpan boiler dibagi menjadi dua yaitu pengolahan air internal

dan pengolahan air eksternal.

3.5.1 Pengolahan Air Internal

Pengolahan air internal adalah penambahan bahan kimia ke boiler untuk

mencegah pembentukan kerak. Senyawa pembentuk kerak diubah menjadi

lumpur yang mengalir bebas, yang dapat dibuang dengan blowdown. Metode ini

terbatas pada boiler dimana air umpan mengandung garam sadah yang rendah,

dengan tekanan rendah, kandungan TDS tinggi dalam boiler dapat ditoleransi,

dan jika jumlah airnya sedikit. Jika kondisi tersebut tidak terpenuhi, maka laju

blowdown yang tinggi diperlukan untuk membuang lumpur. Hal tersebut

menjadi tidak ekonomis sehubungan dengan kehilangan air dan panas.

Universitas Diponegoro Semarang

90

Page 80: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Jenis sumber air yang berbeda memerlukan bahan kimia yang berbeda

pula. Senyawa seperti sodium karbonat, sodium aluminat, sodium fosfat,

sodium sulfit, dan senyawa organic dan anorganik seluruhnya dapat digunakan

untuk maksud ini. Untuk setiap kondisi air diperlukan bahan kimia tertentu.

Harus dikonsultasikan dengan seorang spesialis dalam menentukan bahan kimia

yang paling cocok untuk digunakan pada setiap kasus. Pengolahan air hanya

dengan pengolahan internal tidak direkomendasikan.

3.5.2 Pengolahan Air Eksternal

Pengolahan eksternal digunakan untuk membuang padatan tersuspensi,

padatan terlarut (terutama ion kalsium dan magnesium yang merupakan

penyebab utama pembentukan kerak) dan gas-gas terlarut (oksigen dan

karbondioksida)

Proses perlakuan eksternal yang ada adalah:

a. Pertukaran ion

b. De-aerasi (mekanis dan kimia)

c. Osmosis balik

d. Koagulasi

e. filtrasi

Sebelum digunakan cara diatas, perlu untuk membuang padatan dan

warna dari bahan baku air, sebab bahan tersebut dapat mengotori resin yang

digunakan pada bagian pengolahan selanjutnya.

Metode pengolahan awal adalah sedimentasi dalam tangki pengendapan

atau pengendapan dalam clarifiers dengan bantuan koagulan dan flokulan.

Penyaring pasir bertekanan, dengan aerasi untuk menghilangkan karbondioksida

Universitas Diponegoro Semarang

91

Page 81: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

dan besi, dapat digunakan untuk menghilangkan garam-garam logam dari air

sumur.

Tahap pertama pengolaha adalah menghilangkan garam sadah dan

garam non sadah. Penghilangan hanya garam sadah disebut pelunakan,

sedangkan penghilangan total garam dari larutan disebut penghilangan mineral

atau demineralisasi.

Proses pengolahan air eksternal antara lain:

a. Proses Pertukaran Ion (Plant Pelunakan)

Pada proses pertukaran ion, kesadahan dihilangkan dengan

melewatkan air pada bed zeolit alam atau resin sintetik dan tanpa

pembentukan endapan. Jenis paling sederhana adalah “pertukaran basa”

dimana ion kalsium dan magnesium ditukar dengan ion sodium. Setelah

jenuh, dilakukan regenerasi dengan sodium klorida. Garam sodium mudah

larut, tidak membentuk kerak dalam boiler. Dikarenakan penukar basa hanya

menggantikan kalsium dan magnesium dengan sodium, maka tidak

mengurangi kandungan TDS, dan besarnya blowdown. Penukar basa ini

juga tidak menurunkan alkalinya.

Reaksi pelunakan:

Na2R + Ca(HCO3) → CaR + 2 Na(HCO3)

Reaksi regenerasi

CaR + 2 NaCl → Na2R + CaCl2

Universitas Diponegoro Semarang

92

Page 82: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Gambar 3.18 proses pertukaran ion

(sumber: www.homecents.com )

b. Deaerasi

Dalam de-aerasi, gas terlarut seperti oksigen dan karbondioksida

dibuang dengan pemanasan awal air umpan masuk ke boiler. Seluruh air

alam mengandung gas terlarut dalam larutannya. Gas-gas tertentu seperti

karbondioksida dan oksigen sangat meningkatkan korosi. Bila dipanaskan

dalam sistem boiler, karbondioksida (CO2) dan oksigen (O2) dilepaskan

sebagai gas dan bergabung dengan air (H2O) membentuk asam karbonat

(H2CO3).

Penghilangan oksigen, karbondioksida dan gas lain yang tidak dapat

terembunkan dari air umpan boiler sangat penting bagi umur peralatan boiler

dan juga keamanan operasi. Asam karbonat mengkorosi logam menurunkan

umur peralatan dan pemipaan. Asam ini juga melarutkan besi (Fe) yang jika

kembali ke boiler akan mengalami pengendapan dan menyebabkan

terjadinya pembentukan kerak pada boiler dan pipa. Kerak ini tidak hanya

Universitas Diponegoro Semarang

93

Page 83: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

berperan dalam penurunan umur peralatan tapi juga meningkatkan jumlah

energi yang diperlukan untuk mencapai perpindahan panas [8].

De-aerasi dapat dilakukan dengan de-aerasi mekanis dan de-aerasi

kimiawi, atau juga dua-duanya.

De-aerasi mekanis

De-aerasi mekanis untuk menghilangkan gas terlarut digunakan

sebelum penambahan bahan kimia untuk oksigen. De-aerasi mekanis

didasarkan pada hukum fisika Charles dan Henry. Secara ringkas, hukum

tersebut menyatakan menyatan bahwa penghilangan oksigen dan

karbondioksida dapat disempurnakan dengan pemanasan air umpan boiler

yang akan menurunkan konsentrasi oksigen dan karbondioksida di sekitar

atmosfer air umpan. De-aerasi mekanis dapat menjadi yang paling

ekonomis, beroperasi pada titik didih air pada tekanan dalam de-aerator.

Deaerasi mekanis dapat berjenis vakum atau bertekanan.

De-aerator jenis vakum beroperasi dibawah tekanan atmosfer, pada

suhu sekitar 820C, dan dapat menurunkan kandungan oksigen dalam air

hingga kurang dari 0,02 mg/liter. Pompa vakum atau steam ejectors

diperlukan untuk mencapai kondisi vakum. De-aerator jenis bertekanan

beropasi dengan membiarkan steam menuju air umpan melalui klep

pengendali tekanan untuk mencapai tekanan operasi yang dikehendaki, dan

dengan suhu minimum 1050C. Steam menaikkan suhu air menyebabkan

pelepasan gas oksigen dan karbondioksida yang dikeluarkan dari sistem.

Jenis ini dapat mengurangi kadar oksigen hingga 0,005 mg/liter.

Bila terdapat kelebihan steam tekanan rendah, tekanan operasi dapat

dipilih untuk menggunakan steam ini sehingga akan meningkatkan ekonomi

bahan bakar. Dalam sistem boiler, steam lebih disukai untuk de-aerasi sebab

Universitas Diponegoro Semarang

94

Page 84: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

steam pada dasarnya bebas dari O2 dan CO2, steam tersedia dengan mudah,

steam menambah panas yang diperlukan untuk melengkapi reaksi

Gambar 3.19 De-aerasi mekanis

( sumber: www.energyefficienciasia.org )

De-aerasi kimiawi

Sementara deaerators mekanis yang paling efisien menurunkan

oksigen hingga ke tingkat yang sangat rendah (0,005 mg/liter), namun

jumlah oksigen yang sangat kecil sekalipun dapat menyebabkan bahaya

korosi terhadap sistem. Sebagai akibatnya, praktek pengoperasian yang baik

memerlukan penghilangan oksigen yang sangat sedikit tersebut dengan

bahan kimia pereaksi oksigen seperti sodium sulfit atau hidrasin. Sodium

sulfit akan bereaksi dengan oksigen membentuk sodium sulfat yang akan

meningkatkan TDS dalam air boiler dan meningkatkan blowdown dan

Universitas Diponegoro Semarang

95

Page 85: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

kualitas air make-up. Hydrasin bereaksi dengan oksigen membentuk

nitrogen dan air. Senyawa tersebut selalu digunakan dalam boiler tekanan

tinggi bila diperlukan air boiler dengan padatan yang rendah, karena

senyawa tersebut tidak meningkatkan TDS air boiler.

c. Osmosis Balik

Osmosis balik menggunakan kenyataan bahwa jika larutan dengan

konsentrasi yang berbeda-beda dipisahkan dengan sebuah membran semi-

permeable, air dari larutan yang berkonsentrasi lebih kecil akan melewati

membran untuk mengencerkan cairan yang berkonsentrasi tinggi. Jika cairan

yang berkonsentrasi tinggi tersebut diberi tekanan, prosesnya akan dibalik

dan air dari larutan yang berkonsentrasi tinggi mengalir ke larutan yang

lebih lemah. Hal ini dikenal dengan osmosis balik.

Membran semi-permeable lebih mudah melewatkan air daripada

bahan mineral yang terlarut. Air pada larutan yang kurang pekat mengalir

melalui membran kea rah larutan yang lebih pekat menghasilkan perbedaan

head yang nyata diantara dua larutan. Perbedaan head ini merupakan ukuran

perbedaan konsentrasi dua larutan dan menunjukkan perbedaan tekanan

osmosis.

Universitas Diponegoro Semarang

96

Page 86: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Gambar 3.20 Osmosis Balik

(sumber: www.yourdictionary.com )

d. Koagulasi

Adalah proses penggumpalan partikel yang digunakan sebelum

proses filtrasi . Prinsipnya menambahkan koagulan untuk mengendapkan

partikel

Universitas Diponegoro Semarang

97

Page 87: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Gambar 3.21 proses koagulasi

(sumber: www.bennysyah.edublogs.org )

e. Filtrasi

Adalah proses penyaringan yang fungsinya untuk menghilangkan

suspended solid seperti pasir halus, tanah liat, dan beberapa bahan organic.

Gambar 3.22 proses filtrasi

( sumber: www.chem-is-try.org )

Rekomendasi untuk boiler dan kualitas air umpan

Kotoran yang ditemukan dalam boiler tergantung pada kualitas air umpan yang diolah,

proses pengolahan yang digunakan dan prosedur pengoperasian boiler. Sebagai aturan

umum, semakin tinggi tekanan operasi boiler akan semakin besar sensitivitas terhadap

kotoran.

Tabel 3.8 Rekomendasi Batas Air Umpan

Universitas Diponegoro Semarang

98

Page 88: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

REKOMENDASI BATAS AIR UMPAN (IS 10392, 1982)

Faktor Hingga 20 kg/cm2 21 - 39 kg/cm2 40- 59 kg/cm2

Total besi (maks.) ppm 0,05 0,02 0,01

Total tembaga (maks.) ppm 0,01 0,01 0,01

Total silika (maks.) ppm 1,0 0,3 0,1

Oksigen (maks.) ppm 0,02 0,02 0,01

Residu hidrasin ppm - - -0,02-0,04

pH pada 250C 8,8-9,2 8,8-9,2 8,2-9,2

Kesadahan, ppm 1,0 0,5 -

REKOMENDASI BATAS AIR BOILER (IS 10392, 1982)

Faktor Hingga 20 kg/cm2 21 - 39 kg/cm2 40- 59 kg/cm2

TDS, ppm 3000-3500 1500-2500 500-1500

Total padatan besi terlarut

ppm 500 200 150

Konduktivitas listrik spesifik

pada 250C (mho) 1000 400 300

Residu fosfat ppm 20-40 20-40 15-25

pH pada 250C 10-10,5 10-10,5 9,8-10,2

Silika (maks.) ppm 25 15 10

Universitas Diponegoro Semarang

99

Page 89: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

5.6.7 Hal yang Harus Dilakukan dan Tidak Dilakukan pada Boiler

Tabel 3.9 Hal-hal yang dilakaukan dan tidak dilakukan pada boilerDilakukan dan Tidak Dilakukan pada Boile r

Lakukan Tidak Lakukan1. Tiup jelaga secara teratur 1. Jangan nyalakan pemantik api secara

mendadak setelah api habis (pembersihan)

2. Bersihkan pengukur gelas blowdown sekali tiap satu sift

2. Jangan lakukan blowdown jika tidak perlu

3. Periksa klep keamanan seminggu sekali

3. Jangan biarkan pintu tungku terbuka jika tidak perlu

4. Blowdown pada setiap sift, sesuai keperluan

4. Jangan sering menghembus klep pengaman (kendali operasi)

5. Jaga seluruh pintu tungku tertutup 5. Jangan memberikan aliran berlebih pada hopper abu

6. Kendalikan sirkulasi tungku 6. Jangan menaikan laju pembakaran melebihi yang diperbolehkan

7. Bersihkan, hopper pembuangan abu setiap sift

7. Jangan mengumpankan air baku

8. Jaga asap cerobong dan pengendali api 8. Jangan mengoperasikan boiler pada aliran tertutup

9. Periksa pengendali otomatis pada bahan bakar dengan menghentikan sekali waktu air umpan untuk jangka waktu pendek

9. Jangan memberi beban berlebih pada boiler

10. Perhatikan kebocoran secara berkala 10. Jangan membiarkan ketinggian air terlalu tinggi atau terlalu rendah

11. Periksa seluruh klep, damper, dll untuk operasi yang benar seminggu sekali

11. Jangan mengoperasikan penghembus jelaga pada beban tinggi

12. Beri pelumas seluruh alat mekanik untuk berfungsi mulus

12. Jangan jalankan kipas ID manakala sedang dalam operasi

13. Jaga switchboards rapi dan bersih dan sistim penunjuk sesuai dengan perintah pekerjaan

13. Jangan melihat langsung api dalam tungku, gunakan kacamata keamanan yang berwarna

14. Jaga kebersihan area, bebas debu 14. Hindarkan bed bahan bakar yang tebal

Universitas Diponegoro Semarang

100

Page 90: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

15. Jaga alat pemadam kebakaran selalu dalam keadaan siap. Lakukan latihan yang diselenggarakan sebulan sekali

15. Jangan biarkan boiler diserahkan keoperator/ teknisi yang tidak terlatih

16. Seluruh lembar data harian harus diisi secara sungguh-sungguh

16. Jangan mengabaikan pengamatan yang tidak biasa (perubahan suara, perubahan kinerja, kesulitan pengendalian), periksa

17. Jalanan fan FD jika fan ID mati 17. Jangan melewatkan pemeliharaan tahunan

18. Perekam CO2 atau O2 harus diperiksa

/dikalibrasi tiga bulan sekali

18. jangan mencat boiler

19. Traps harus diperiksa dan diurus secara berkala

19. Jangan biarkan terjadinya pembentukan steam pada economizer (jaga suhu.)

20. Kualitas steam, air harus diperiksa sehari sekali, atau sekali tiap sift

20. Jangan biarkan grate terbuka (sebarkan secara merata)

21. Kualitas bahan bakar harus diperiksa seminggu sekali

21. Jangan mengoperasikan boiler dengan pipa air yang bocor

22. Jaga saluran pembuangan sub pemanas terbuka selama start up

23. Jaga kran air terbuka selama start dan tutup

BAB IV

Dasar Teori Perhitungan Efisiensi Boiler

4.1 Neraca Panas

Proses pembakaran dalam boiler dapat digambarkan dalam bentuk diagram

alir energi. Diagram ini menggambarkan secara grafis tentang bagaimana energi masuk

Universitas Diponegoro Semarang

101

Page 91: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

dari bahan bakar diubah menjadi aliran energi dengan berbagai kegunaan dan menjadi

aliran kehilangan panas dan energi. Panah tebal menunjukan jumlah energi yang

dikandung dalam aliran masing-masing.

Gambar 4.1 diagram neraca energi boiler

( Sumber: www.energyeffieciencyasia.org )

Neraca panas merupakan keseimbangan energi total yang masuk boiler

terhadap yang meninggalkan boiler dalam bentuk yang berbeda. Gambar berikut

memberikan gambaran berbagai kehilangan yang terjadi untuk pembangkitan steam.

Universitas Diponegoro Semarang

102

BOILER

Bahan bakar

Kehilangan panas karena kandungan air dalam udara

Kehilangan panas karena bahan yang tidak terbakar dalam residu

Kehilangan panas karena kandungan air dalam bahan bakar

Kehilangan panas karena steam dalam gas buang

Kehilangan panas karana gas buang kering

Page 92: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Gambar 4.2 rugi-rugi pada boiler

Kehilangan energi dapat dibagi kedalam kehilangan yang tidak dapat

dihindarkan dan kehilangan yang dapat dihindarkan. Tujuan dari pengkajian energi

adalah agar rugi-rugi/kehilangan dapat dihindari, sehingga dapat meningkatkan efisiensi

energi. Rugi-rugi yang dapat diminimalisasi antara lain:

Kehilangan gas cerobong:

- Udara berlebih (diturunkan hingga ke nilai minimum yang tergantung dari

teknologi burner, operasi (kontrol), dan pemeliharaan).

- Suhu gas cerobong (diturunkan dengan mengoptimalkan perawatan

(pembersihan), beban; burner yang lebih baik dan teknologi boiler).

Kehilangan karena bahan bakar yang tidak terbakar dalam cerobong dan abu

(mengoptimalkan operasi dan pemeliharaan; teknologi burner yang lebih baik).

Kehilangan dari blowdown (pengolahan air umpan segar, daur ulang kondensat)

Kehilangan kondensat (manfaatkan sebanyak mungkin kondensat)

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

4.2 Nilai Pembakaran Bahan Bakar

Universitas Diponegoro Semarang

103

Page 93: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Bahan bakar adalah zat kimia yang apabila direaksikan dengan oksigen (02)

akan menghasilkan sejumlah kalor. Bahan bakar dapat berwujud gas, cair, maupun

padat. Selain itu, bahan bakar merupakan suatu senyawa yang tersusun atas beberapa

unsur seperti karbon (C), hidrogen (H), belerang (S), dan nitrogen (N).

Kualitas bahan bakar ditentukan oleh kemampuan bahan bakar untuk

menghasilkan energi. Kemampuan bahan bakar untuk menghasilkan energi ini sangat

ditentukan oleh nilai bahan bakar yang didefinisikan sebagai jumlah energi yang

dihasilkan pada proses pembakaran per satuan massa atau persatuan volume bahan

bakar.

Nilai pembakaran ditentukan oleh komposisi kandungan unsur di dalam bahan

bakar. Dikenal dua jenis pembakaran[7], yaitu:

1. Nilai Kalor Pembakaran Tinggi

Nilai kalor pembakaran tinggi atau juga dikenal dengan istilah High Heating Value

(HHV) adalah nilai pembakaran dimana panas pengembunan air dari proses

pembakaran ikut diperhitungkan sebagai panas dari proses pembakaran.

Dirumuskan dengan:

HHV = 7986C + 33575(H - O/8) + 2190S…………………………(4.1a)

2. Nilai Kalor Pembakaran Rendah

Nilai kalor pembakaran rendah atau juga dikenal dengan istilah Low Heating Value

(LHV) adalah nilai pembakaran dimana panas pengembunan uap air dari hasil

pembakaran tidak ikut dihitung sebagai panas dari proses pembakaran.

Dirumuskan dengan:

LHV = HHV – 600(9H + Mm)……………………………………...(4.1b)

Dimana Mm merupakan kelembaban bahan bakar.

Universitas Diponegoro Semarang

104

Page 94: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Entalpi pembakaran dan Nilai kalor

Entalpi pembakaran ( hRP) di definisikan sebagai beda antara entalpi produk

dan entalpi reaktan ketika terjadi proses pembakaran sempurna pada suhu dan tekanan

tertentu[5].

hRP=∑P

ne he−∑R

ni hi

hRP=∑P

ne (hfo+∆ h )e−∑

R

n i (hfo+∆ h )i

Di mana

n = koefisien

h = entalpi

h fo= entalpi pembentukan

Nilai pembakaran di tentukan dengan mengurangi jumlah entalpi

pembentukan produk dengan jumlah entalpi pembentukan reaktan.

hRPo =∑

P

ne (hfo )e−∑

R

ni (h fo )i

Dua nilai pembakaran yang dikenal yaitu Higher Heating Value (HHV) atau

nilai pembakaran tinggi adalah nilai yang didapat ketika semua air dari proses

pembakaran berbentuk cair sedangkan Lower Heating Value (LHV) atau nilai

pembakaran rendah di dapatkan ketika semua air dari proses pembakaran berbentuk

uap.

Universitas Diponegoro Semarang

105

Page 95: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Misal

pada pembakaran gas metana (dalam kJ per Kg bahan bakar) pada suhu 250 celcius dan

tekanan 1 Atm maka untuk menentukan HHV dan LHV nya dengan cara.

CH4 + 2O2 + 7,52N2 → CO2 +2H2O + 7,52N2

Asumsi

1. Tiap mole oksigen di reaksikan dengan 3,75 mol nitrogen

2. Pembakaran sempurna pada suhu dan tekanan yang tetap baik itu reaktan maupun

produk

3. Model gas ideal di aplikasikan untuk metana, air dan gas-gas produk pembakaran.

Nilai pembakarannya

hRPo =(hf

o )CO2+2 (h f

o )H2 O−(h fo )CH 4

entalpi pembentukan untuk nitrogen dan oksigen bernilai nol.

HHV

hRPo =(hf

o )CO2+2 (h f

o )H2 O (l)−(h fo )CH4 ( g )

LHV

hRPo =(hf

o )CO2+2 (h f

o )H2 O (g )−(hfo )CH 4 (g )

Nilai entalpinya dapat di lihat di table A-25

Universitas Diponegoro Semarang

106

Page 96: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Kesesuaian penggunaan HHV dan LHV ketika membandingkan bahan bakar,

menghitung efisiensi termal dan lain-lain, tergantung pada aplikasinya. Untuk

pembakaran stasioner, dimana gas buang didinginkan sebelum pemakaian (misalnya

pembangkit tenaga listrik), penggunaan HHV lebih tepat. Namun apabila tidak ada

usaha untuk memanfaatkan gas buang sebelum dibuang, maka menggunakan LHV

lebih tepat.

Perbedaan LHV dan HHV

1. Perbedaan numerik antara LHV dan HHV bahan bakar adalah kira-kira

setara dengan jumlah panas laten penguapan yang dapat dibilang kembali

dalam kondensor sekunder per unit bahan bakar dibakar.

2. Ketika pembakaran boiler tanpa kondensor sekunder dirancang, nilai bahan

bakar yang sesuai untuk digunakan dalam proses desain adalah LHV, yang

mengasumsikan bahwa uap air yang dihasilkan ketika bahan bakar dibakar

padam dalam aliran gas buang.

3. Ketika unit pembakaran maju memiliki kondensor sekunder atau tersier

dirancang, nilai bahan bakar yang sesuai untuk digunakan dalam proses

desain adalah HHV.

4.3 Kebutuhan Udara Pembakaran

Pembakaran adalah proses persenyawaan bagian dari bahan bakar dengan O2

dengan disertai kalor. Pembakaran akan terjadi jika titik nyala telah dicapai oleh

campuran bahan bakar dengan udara.

Di dalam teknik pembakaran diperlukan jumlah udara yang memadai (udara

berlebih) sehingga pembakaran yang terjadi akan sempurna. Untuk mengetahui jumlah

keperluan udara pada proses pembakaran harus diketahui kandungan O2 dalam udara.

Komposisi unsur-unsur yang terkandung dalam udara menurut satuan berat [6] adalah:

Universitas Diponegoro Semarang

107

Page 97: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

- 02 sebanyak 23%

- N2 sebanyak 77%

Reaksi pembakaran yang terjadi dapat dinyatakan dalam satu satuan berat

molekul. Maka reaksi pembakaran dari unsur-unsur bahan bakar adalah sebagai berikut:

1. Zat Belerang terbakar menurut:

S+O2 → S O2

Untuk pembakaran belerang diperlukan

32 kgO2

32 kgS→

1kgO2

kgS

Dalam pembakaran belerang dihasilkan SO2 sebanyak:

64 kgSO 2

32 kgS→

2 kgO2

kgS

2. Zat Karbon terbakar menurut:

C+O2→ C O2

12 kgC+32 kgO2→ 44 kgC O2

Dalam pembakaran karbon diperlukan:

32 kgO2

32 kgC→

2,66 kgO2

kgC

Dalam pembakaran karbon dihasilkan CO2 sebesar:

44 kgC O2

12 kgC→

3,66 kgC O2

kgC

Universitas Diponegoro Semarang

108

Page 98: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

3. Hidrogen terbakar menurut:

H 2+12

O2→ H 2O

2 kg H 2+16 kgO2 →18 kg H 2O

Maka:

16 kgO2

2 kg H 2

→8kgO 2

kg H 2

Pembakaran H2 menghasilkan H2O sebanyak:

18 kg H 2O

2kg H 2

→9 kg H 2 O

kg H 2

Kebutuhan udara pembakaran didefinisikan sebagai kebutuhan oksigen yang

diperlukan untuk pembakaran 1 kg bahan bakar secara sempurna [7] yang meliputi:

a. Kebutuhan udara teoritis (Ut):

Ut = 11,5C + 34,5(H – O/8) + 4,32 S (kg/kgBB)……………………(4.2a)

b. Kebutuhan udara pembakaran sebenarnya/aktual (Us):

Us = Ut (1+α) (kg/kgBB)…………………………………………….(4.2b)

4.4 Gas Asap

Universitas Diponegoro Semarang

109

Page 99: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Reaksi pembakaran akan menghasilkan gas baru, udara lebih dari sejumlah

energi. Senyawa-senyawa yang merupakan hasil dari reaksi pembakaran disebut gas

asap. [7]

a. Berat gas asap teoriti (Gt)

Gt = Ut + (1 – A)(kg/kgBB)………………………………………..(4.3a)

Dimana A = kandungan abu dalam bahan bakar (ash)

Gas asap yang terjadi terdiri dari:

- Hasil reaksi atas pembakaran unsur-unsur bahan bakar dengan O2 dari udara

seperti CO2, H2O, SO2

- Unsur N2 dari udara yang tidak ikut bereaksi

- Sisa kelebihan udara

Dari reaksi pembakaran sebelumnya diketahui:

1 kg C menghasilkan 3,66 kg CO2

1 kg S menghasilkan 1,996 kg SO2

1 kg H menghasilkan 8,9836 kg H2O

Maka untuk menghitung berat gas asap pembakaran perlu dihitung dulu masing-

masing komponen gas asap tersebut [4]:

Berat CO2 = 3,66 C kg/kg

Berat SO2 = 2 S kg/kg

Berat H2O = 9 H2 kg/kg

Berat N2 = 77% Us kg/kg

Universitas Diponegoro Semarang

110

Page 100: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Berat O2 = 23% Ut

Dari perhitungan di atas maka akan didapatkan jumlah gas asap:

Berat gas asap (Gs) = W CO2 + W SO2 + W H2O + W N2 + W O2

Atau:

b. Berat gas asap sebenarnya (Gs)

Gs = Us + (1 – A) (kg/kg BB)………………………………………(4.3b)

Untuk menentukan komposisi dari gas asap didapatkan:

Kadar gas = (W gas tersebut / W total gas) x 100%

4.5 Karbon Yang Tidak Terbakar

Dari proses pembakaran selama terbentuk gas-gas asap, juga akan terbentuk

solid refuse (Msr) dimana solid refuse ini terdiri dari abu refuse (Ar), dan karbon refuse

(Cr). [7]

Persamaannya adalah:

mbb + Us = Gs + Msr………………………………………...…(4.4a)

sedangkan dari perhitungan refuse didapatkan persamaan:

Msr . Ar = mbb . A

Atau

Ar=mbb . A

M sr

× 100 %....................................................................(4.4b)

Maka karbon yang tidak terbakar dalam terak (Cr) adalah:

Universitas Diponegoro Semarang

111

Page 101: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Cr = 100% - Ar…………………………………………………(4.4c)

Sehingga massa refuse (Mr) yang terjadi tiap jamnya adalah:

Mr = Cr.mbb (kg/jam)…………………………………………..(4.4d)

Dimana:

mbb = massa bahan bakar

Us = massa udara pembakaran sebenarnya (kg/kgBB)

Gs = berat gas asap sebenarnya (kg/kgBB)

Msr = massa solid refuse (kg/kgBB)

Ar = prosentase solid refuse dalam abu

A = prosentase abu dalam bahan bakar

4.6 Karbon Aktual Yang Habis Terbakar (Ct)

Panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar dalam dapur ketel

tidaklah seluruhnya digunakan untuk membentuk uap, karena sebagian panas tersebut

ada yang hilang. [7]. Panas yang hilang dari pembakaran bahan bakar dalam dapur ketel

merupakan kerugian-kerugian kalor yang diantaranya adalah sebagai berikut:

a. Kerugian kalor karena bahan bakar (Q1)

Kerugian ini disebabkan karena adanya kandungan air dalam bahan bakar, dimana

besarnya dapat dirumuskan sebagai berikut:

Q1=M m .(hg−hf )………………………………………………….(4.6a)

Dimana:

Universitas Diponegoro Semarang

112

Page 102: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Q1 = kerugian kalor karena kelembaban bahan bakar (btu/lb BB)

Mm = prosentase kelembaban bahan bakar

hg = entalpi uap super panas pada temperatur gas buang (btu/lb)

hf = entalpi pada temperatur udara ruang (btu/lb)

b. Kerugian kalor karena hidrogen (H) yang terdapat dalam bahan bakar (Q2)

Kerugian ini disebabkan karena kandungan unsur hidrogen (H) dalam bahan bakar,

yang bila terbakar akan bereaksi dengan oksigen dari udara dan berbentuk uap air

(H2O).

Besarnya kerugian ini dirumuskan dengan:

Q2=9 H y(hg−hf )………………………………………………….(4.6b)

Dimana Hy = prosentase hidrogen dalam bahan bakar.

c. Kerugian kalor untuk menguapkan air yang terdapat dalam udara pembakaran (Q3)

Karena udara yang masuk ke dalam ruangan pembakaran tidak kering dan masih

mengandung air, maka terdapat panas yang hilang untuk menguapkan air yang

terkandung dalam udara tersebut.

Besarnya kerugian kalor ini dapat dirumuskan dengan:

Q3=U s . M v .0,6(t g−t a)……………………………………………(4.6c)

Dimana:

Us = berat udara pembakaran sebenarnya (lb/lb BB)

Mv = prosentase penguapan udara masuk dapur dikalikan dengan nilai

kelembaban udara pada temperatur ruang.

tg = temperatur gas buang (0F)

ta = temperatur ruang (0F)

Universitas Diponegoro Semarang

113

Page 103: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

d. Kerugian kalor karena pembakaran yang tidak sempurna (Q4)

Gas CO yang terdapat dalam gas asap menunjukkan bahwa sebagian bahan bakar

ada yang terbakar tidak sempurna. Hal ini terjadi karena kekurangan udara atau

distribusi udara yang kurang baik.

Kerugian kalor akibat pembakaran yang tidak sempurna ini dirumuskan dengan:

Q4=CO

CO2+CO×10160 C1……………………………………………(4.6d)

Dimana:

CO = prosentase gas CO dalam asap

CO2 = prosentase gas CO2 dalam asap

C1 = karbon actual yang habis terbakar (lb/lb BB)

e. Kerugian kalor karena terdapat unsur karbon yang tidak ikut terbakar dalam sisa

pembakaran (Q5)

Kerugian ini dapat dirumuskan dengan:

Q5=14540 M r Cr

M bb

……………………………………………….............(4.6e)

Dimana:

Mr = massa refuse (lb/jam)

Cr = prosentase karbon yang tidak terbakar dalam refuse

Mbb = laju aliran massa bahan bakar (lb/jam)

f. Kerugian cerobong (Q6)

Kerugian cerobong ini disebabkan oleh gas asap yang meninggalkan cerobong

masih mengandung energi tinggi.

Kerugian cerobong dirumuskan dengan:

Universitas Diponegoro Semarang

114

Page 104: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Q6=G s .C p ( t g−t a )………………………………………………....(4.6f)

Dimana:

Gs = berat gas asap sebenarnya (kg/kg)

tg = temperatur gas buang (0K)

ta = temperatur udara ruang (0K)

Cp = panas jenis rata-rata dari gas asap (kJ/kg0K)

g. Kerugian kalor karena radiasi dan lain-lain (Q7)

Terjadi akibat penghantaran dan pemancaran panas dari peralatan ketel, misalnya

pada badan ketel dan lain-lain.

Besarnya kerugian ini dirumuskan dengan:

Q7=4 % . LHV …………………………………………………….…(4.6g)

Apabila rugi-rugi kalor tersebut di atas dinyatakan dalam prosentase, maka

persamaannya adalah sebagai berikut:

Qn¿=

Qn

LHV×100 %................................................................................(4.6h)

Dimana Qn merupakan rugi-rugi kalor dari Q1 sampai Q7

4.7 Rumus Perhitungan Efisiensi Ketel Uap

Dengan diketahuinya kerugian-kerugian kalor dari hasil pembakaran pada

suatu ketel, maka dapat dihitung efisiensi dari ketel tersebut, yang besarnya

dirumuskan:

η = LHV− (rugi2 total )

LHV×100 %

= 100%−(Q1+Q 2+Q3+Q 4+Q5+Q6+Q7)……………………..(4.7)

Universitas Diponegoro Semarang

115

Page 105: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

(w. Culp, Archie. Jr.1989:211)

4.8 Rumus Perhitungan Kapasitas Produksi Ketel Uap (Mu)

Dirumuskan dengan:

M u=Qair . ρair . F…………………………………………………….(4.8)

Dimana:

Qair = debit air (m3/jam)

ρair = massa jenis air (kg/m3)

F = faktor koreksi terhadap kotoran dan endapan

4.9 Perhitungan Efisiensi Berdasarkan Neraca Kalor

Dikenal juga sebagai ‘metode input-output’ karena kenyataan bahwa metode

ini hanya memerlukan keluaran/output (steam) dan panas masuk/input (bahan bakar)

untuk evaluasi efisiensi.

Efisiensi ini dapat dievaluasi dengan menggunakan rumus:

Efisiensi Boiler (η) = panas keluarpanas masuk

x 100%.......................................(4.9a)

Efisiensi Boiler (η) = Q(hg−h f )q× LHV

x 100%............................................(4.9b)

Universitas Diponegoro Semarang

116

Page 106: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Parameter yang dipantau untuk perhitungan efisiensi boiler dengan metode

langsung adalah:

- Jumlah steam yang dihasilkan per jam (Q) dalam kg/jam

- Jumlah bahan bakar yang digunakan per jam (q) dalam kg/jam

- Tekanan kerja (dalam kg/cm2(g)) dan suhu lewat panas (0C), jika ada

- Suhu air umpan (0C)

Dimana:

- hg = Entalpi steam jenuh dalam kkal/kg steam

- hf = Entalpi air umpan dalam kkal/kg air

BAB V

Perhitungan Efisiensi Dan Kapasitas Produksi Uap Serta Peluang Meningkatkan

Efisiensi Boiler

5.1 Spesifikasi Ketel Uap di PT.KIMIA FARMA Semarang

Merek : Loos Gunzenhausen

Universitas Diponegoro Semarang

117

Page 107: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Negara pembuat : Jerman Barat

Model / Type : UL 3200

No. Seri : 32706 dan 32707

Tahun : 1967

Kapasitas uap maksimal : 3200 kg/jam

Bahan bakar : Heavy Oil

Tekanan maksimal : 18 kg/cm2

Luas Pemanas : 80 m²

Temperatur uap keluar pada ketel : 3500C

Temperatur air masuk ketel : 1030C / 2150F

Temperatur gas buang pada cerobong : 2000C

Temperatur udara luar : 300C

Tekanan udara luar : 1 atm

5.2 Data Ketel Uap di PT.KIMIA FARMA Semarang

Bahan bakar yang digunakan adalah heavy oil (residu) dengan komposisi

sebagai berikut:

- Karbon (C) : 85,6%

- Hidrogen (H) : 9,7%

- Oksigen (O) : 1%

- Nitrogen (N) : 1%

Universitas Diponegoro Semarang

118

Page 108: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

- Belerang (S) : 2,3%

- Abu/ash (A) : 0,12%

- Kelembaban/moisture (Mm) : 0,28%

Dari data operasional kebutuhan bahan bakar IDO untuk ketel uap, tiap

jamnya rata-rata memerlukan 210 kg/jam (Mbb = 210 kg/jam). Sedangkan debit airnya

rata-rata 50 m3/24 jam = 2,083 m3/jam.

5.3 Perhitungan Pembakaran

5.3.1 Nilai Pembakaran Bahan Bakar

a. Nilai Pembakaran Tinggi

Dengan menggunakan persamaan (4.1a) dan data-data di atas kita dapatkan nilai

kalor pembakaran tinggi (HHV) sebesar:

HHV = 7986C + 33575(H - O/8) + 2190S

HHV = 7986 ×0,856+33575(0,097−0,018

)+2190 ×0,023

= 10101,192 kcal /kgBB

= 10101,192 x 4,187 = 42293,690 kJ/kg

b. Nilai Pembakaran Rendah

Dari persamaan (4.1b) maka nilai kalor pembakaran rendah adalah sebagai berikut:

LHV = 10101,192−600 (9×0,097+0,0028)

= 9575,716 kcal /kgBB

= 9575,712 x 4,187 = 40082,87 kJ/kgBB

Universitas Diponegoro Semarang

119

Page 109: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

5.3.2 Kebutuhan Udara Bahan Bakar

a. Dari persamaan (4.2a) maka didapatkan kebutuhan udara teoritis (Ut):

Ut = 11,5× 0,856+34,5(0,097−0,018 )+4,32× 0,003

= 13,247 kg/kgBB

b. Dan dari persamaan (4.2b) didapatkan kebutuhan udara pembakaran sebenarnya

(Us):

Us = 13,247(1 + 0,18)

= 15,631 kg/kg

Dimana α = faktor kelebihan udara 18%

5.3.3 Perhitungan Gas Asap

a. Dari persamaan (4.3a) maka didapatkan berat gas asap teoritis (Gt)

Gt = 13,247 + (1 – 0,00012)

= 14,246 kg/kgBB

b. Berat gas asap hasil pembakaran

W SO2 = 2S

= 2 x 0,0023

= 0,0046 kg/kg

W CO2 = 3,666 C

= 3,666 x 0,856

= 3,133 kg/kg

W H2O = 9 x H2

= 9 x 0,097

= 0,873 kg/kg

W O2 = (23% x 18% )Ut

Universitas Diponegoro Semarang

120

Page 110: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

= 0,23 x 0,18 x 13,246

= 0,545 kg + 0,01

= 0,548 kg/kg

W N2 = 77% x 15,631

= 12,036 kg/kg

Dari persamaan (4.3b) didapatkan berat gas asap (basah) sebenarnya (Gs) adalah

sebagai berikut:

Gs = 0,0046 + 3,133 + 0,873 + 0,548 + 12,036

= 16,636 kg/kg BB

Atau dengan persamaan 4.3c:

Gs = 15,631 + (1 – 0,0012)

= 16,629 kg/kg BB

c. Analisa gas asap basah:

( SO2 ) w=0,004616,636

×100 %=0,028 %

(CO2 ) w= 3,13816,636

×100 %=18,83 %

(H ¿¿2 O)w= 0,87316,636

× 100 %=5,25 %¿

(O2 ) w= 0,55516,636

×100 %=3,29 %

( N2 ) w=11,95416,636

× 100 %=72,35 %

Berat gas asap kering:

Gs kering = Gs basah – w H2O

= 16,636 – 0,873

= 15,763 kg/kg BB

d. Analisa gas asap kering

Universitas Diponegoro Semarang

121

Page 111: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

( SO2 ) w=0,004615,763

×100 %=0,029 %

(CO2 ) w= 3,13815,763

×100 %=19,88 %

(O2 ) w= 0,55515,763

×100 %=3,48 %

( N2 ) w=11,95415,763

×100 %=76,36 %

5.3.4 Perhitungan Karbon yang Tidak Terbakar

Dari persamaan (4.4a) dan (4.4b) didapatkan massa solid refuse dan prosentase solid

refuse abu sebagai berikut:

Msr = (1 + 15,631) – 16,629

= 0,002 kg/kgBB

Ar = 1× 0,0012

0,002×100 %

= 60%

Maka dengan persamaan (4.4c) jumlah karbon yang tidak terbakar dalam

terak/jelaga adalah:

Cr = 100% - 60%

= 40% dari solid refuse

= 40% x 0,002

= 0,0008 kg/kgBB

Jumlah massa refuse yang terjadi tiap jamnya (persamaan 4.4d) adalah:

Mr = 0,0008 x 210

= 0,168 kg/jam

5.3.5 Karbon Aktual yang Habis Terbakar (C1)

Universitas Diponegoro Semarang

122

Page 112: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Guna mendapatkan banyaknya karbon sesungguhnya yang habis terbakar didapatkan

dengan menggunakan persamaan (4.5):

C1=(210 × 85,6 )− (0,168× 40 )

210 ×100

= 0,856 kg/kg BB

5.4 Perhitungan Kerugian Kalor

5.4.1 Kalor Jenis Berdasarkan Senyawa-Senyawa Penyusunnya

Harga kalor jenis gas asap pada temperatur 1900C (463K), yaitu penjumlahan kalor

jenis senyawa penyusun-penyusunnya. Dengan rincian sebagai berikut:

c(CO2) = 0,1898 x Cp(CO2)

= 0,1898 x 0,845

= 0,160 kJ/kg K

c(H2O) = 0,05283 x Cp(H2O)

= 0,05283 x 1,867

= 0,0986 kJ/kg K

c(SO2) = 0,000278 x Cp(SO2)

= 0,000278 x 0,644

= 0,000179 kJ/kg K

c(O2) = 0,0358 x Cp(O2)

= 0,0358 x 0,917

= 0,0328 kJ/kg K

c(N2) = 0,7234 x Cp(N2)

= 0,7234 x 1,038

= 0,75 kJ/kg K

Universitas Diponegoro Semarang

123

Page 113: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Sehingga Cp gas asap adalah 1,0504 kJ/kg K

5.4.2 Kerugian Kalor Karena Kelambaban Bahan Bakar

Kerugian ini disebabkan karena adanya kandungan air di dalam bahan bakar. Dari

tabel B-2 dan B-1a buku [3], didapatkan:

hg = entalpi uap super panas pada temperatur gas buang T = 1900C

= 3740F pada tekanan atmosfer (1 atm), yaitu 1229,714 btu/lb

hf = entalpi pada temperatur udara ruang T = 300C = 860F, yaitu 54

btu/lb

sehingga dari persamaan 4.6a besar kerugian kalor karena kelembaban bahan bakar

didapat:

Q1 = 0,0028(1229,714 – 54)

= 3,292 btu/lb BB x 0,556 x 4,187

= 7,6637 kJ/kg BB

Dan apabila kerugian ini dinyatakan dalam prosentase (persamaan 4.7), maka:

Q1* = 7,6637

40093,515× 100 %

= 0,0191%

5.4.3 Kerugian Kalor Untuk Menguapkan Lembab Yang Terjadi Akibat Hidrogen

(H) Yang Terdapat Dalam Bahan Bakar

Q2 = 9Hy(hg – hf)

= 9 x 0,097 (1229,714 – 54)

= 1026,3983 x 0,556 x 4,187 = 2389,4265 kJ/kg

Q6* = 2389,426540093,515

× 100 %

= 5,956%

Universitas Diponegoro Semarang

124

Page 114: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

5.4.4 Kerugian Kalor Untuk Menguapkan Air Dalam Udara Pembakaran

Dengan mengasumsikan bahwa udara yang diserap oleh blower masuk ke dalam

ruang bakar mengalami penguapan sebesar 70% dan dari Tabel XVIII Buku Steam

Air And Gas Power, Williams Servens untuk T = 300C = 860F diperoleh berat air

dalam udara kering = 0,027586 maka:

Q3 = 15,631 x 0,7 x 0,027586 x 0,46(374 – 86)

= 39,71629 btu/lb BB

= 93,0897kJ/kg BB

Bila dinyatakan dalam prosentase:

Q3* = 93,0897

40093,515× 100 %

= 0,2322%

5.4.5 Kerugian Karena Pembakaran Tidak Sempurna

Dari persamaan (4.6d) didapatkan:

Q4 = 0

0,19165+0× 100 %

= 0

5.4.6 Kerugian Karena Terdapatnya Unsur Karbon Yang Tidak Ikut Terbakar

Dalam Sisa Pembakaran.

Dari persamaan 4.6e didapatkan

Q5 = 14540× 0,3704 × 0,40

463,05

= 4,65 btu/lb x 0,556 x 4,187

= 10,833 kJ/kgBB

Bila dinyatakan dalam prosentase:

Universitas Diponegoro Semarang

125

Page 115: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Q5* = 10,833

40093,515× 100 %

= 0,027%

5.4.7 Kerugian Cerobong

Untuk menghitung kerugian cerobong ini didapatkan dari persamaan 4.6f:

Q6 = 16,629 x 1,0504(463 – 303)K

= 2794,74 kJ/kg BB

Bila dinyatakan dalam prosentase:

Q6* = 2794,74

40093,515× 100 %

= 6,97%

5.4.8 Kerugian Karena Radiasi Dan Lain-Lain

Besarnya didapatkan dengan menggunakan persamaan 4.6g:

Q7 = 4% x 40093,515

= 1603,355 kJ/kg BB

Bila dinyatakan dengan prosentase:

Q7* = 4%

5.5 Perhitungan Efisiensi Ketel Uap

Efisiensi ketel uap dapat dicari dengan menggunakan persamaan 4.8:

ηku= 100% - (0,0191 + 5,9596 + 0,2322 + 0 + 0,027 + 6,97 + 4)%

= 82,794%

Universitas Diponegoro Semarang

126

Page 116: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

5.6 Perhitungan Kapasitas Produksi Uap

Untuk mengetahui kapasitas produksi uap ini didapatkan dari persamaan 4.9.

Diketahui debit air (Qair) = 2,083 m3/jam dan ρair pada suhu 300C = 995,26 kg/m3 (J.P.

Holman, perpindahan kalor, tabel A-9), sehingga dapat diperoleh kapasitas uap yang

dihasilkan:

Laju air = ρ x Q

= 995,26 kg/m3 x 2,0834 m3/jam

= 2073,53 kg/jam

Faktor koreksi terhadap kotoran/endapan F = 0,93 [4] gbr.10-11)

Mu = 2073,52 x 0,93

= 1928,38 kg/jam

Jadi perbandingan jumlah uap yang dihasilkan dengan bahan bakar yang dihabiskan

adalah 1928 : 210 = 9,18 : 1 kg uap/kg BB

5.7 Efisiensi Berdasarkan Neraca Kalor

Efisiensi Boiler (η) = panas keluarpanas masuk

x 100%

Efisiensi Boiler (η) = Q(hg−h f )q× LHV

x 100%

efisiensi boiler=3200 ×(683,72−30,024)

210 × 9575,714× 100 %

efisiensi boiler=85,7 %

Universitas Diponegoro Semarang

127

Page 117: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Keuntungan metode neraca kalor

- Pekerja pabrik dapat dengan cepat mengevaluasi efisiensi boiler

- Memerlukan sedikit parameter untuk perhitungan

- Memerlukan sedikit instrument untuk pemantauan

- Mudah membandingkan rasio penguapan dengan data benchmark

Kerugian metode neraca kalor

- Tidak memberikan petunjuk kepada operator tentang penyebab dari efisiensi

sistem yang lebih rendah.

- Tidak menghitung berbagai rugi-rugi yang berpengaruh pada berbagai tingkat

efisiensi.

Keuntungan metode dengan menghitung kerugian-kerugian (metode tidak

langsung)

Dapat diketahui neraca bahan dan energi yang lengkap untuk setiap aliran

yang dapat memudahkan dalam mengidentifikasi opsi-opsi untuk

meningkatkan efisiensi boiler.

Kerugian menggunakan dengan menghitung kerugian-kerugian

Perlu waktu lama

Memerlukan fasilitas laboratorium untuk analisis

5.8 Peluang Meningkatkan Efisiensi Boiler

Kinerja boiler dipengaruhi beberapa hal, antara lain mutu udara pembakaran, mutu bahan

bakar, perpindahan panas yang baik antara panas hasil pembakaran dengan air dalam tube-

tube dan temperatur flue gas/ gas buang.Untuk mengoptimalkan secara kontinu effisiensi

boiler diperlukan variasi dalam load, fuel dan kondisi boiler itu sendiri.

Universitas Diponegoro Semarang

128

Page 118: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

1. Temperatur flue gas/ gas buang

Besarnya temperatur flue gas/ gas buang menyebabkan kehilangan panas menjadi

besar pula. Temperatur flue gas/ gas buang ini berhubungan dengan jumlah udara yang

masuk, reaksi pembakaran yang terjadi dan proses perpindahan panas yang

berlangsung didalam boiler. Temperatur flue gas/ gas buang yang tinggi menunjukan

bahwa panas hasil pembakaran yang tidak terserap oleh air dan terbawa oleh flue gas/

gas buang cukup besar. Kondisi ini dikarenakan perpindahan panas dari gas ke ketel

uap tidak berlangsung dengan sempurna. Hal ini mungkin disebabkan oleh berbagai

faktor seperti terbentuknya endapan kerak akibat endapan-endapan pengotor air boiler

pada steam generating tube dan water wall tube yang merupakan tempat terjadinya

perpindahan panas .

Temperatur yang tinggi dapat dimanfaatkan untuk memanaskan udara

pembakaran (air preheater) atau untuk memanaskan air umpan ketel uap. Pemanasan

udara pembakaran dengan memanfaatkan temperatur flue gas/ gas buang dapat

menurunkan resiko kerugian kalor, karena dengan tingginya udara pembakaran berarti

fuel gas yang diperlukan untuk pemanasan udara supaya tercapai titik nyala tidak

begitu banyak. Sehingga kebutuhan akan fuel gas untuk memanaskan udara relatif

lebih rendah. Dengan demikian penggunaan bahan bakar dapat ditekan.

2. O2 Berlebih

Jumlah udara pembakaran yang disuplai untuk bercampur dengan bahan bakar

haruslah menghasilkan flameable mixture. Untuk menjamin bahwa semua bahan bakar

terbakar sempurna, oksigen harus disuplai cukup atau berlebih dari kebutuhannya.

Akan tetapi bila oksigen disuplai terlalu banyak, hal ini juga kurang effektif karena

dapat menyebabkan kehilangan panas sebab sebagian panas digunakan untuk

pemanasan udara. Sedangkan bila disuplai kurang akan terjadi pembakaran yang tidak

sempurna. Dalam pembakaran ini flue gas/ gas buang yang terbentuk adalah CO2.

Universitas Diponegoro Semarang

129

Page 119: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

3. Mutu bahan bakar

Didalam pembakaran, bereaksinya fuel dengan oksigen akan menghasilkan panas.

Komposisi fuel ini akan mempengaruhi besarnya panas yang dihasilkan. Spesifikasi

fuel dapat mempengaruhi nilai panas dari pembakaran tersebut. Nilai panas per satuan

berat untuk natural gas, propana dan butana mempunyai nilai panas yang lebih tinggi

daripada fuel cair atau padat. Tetapi pada fuel tersebut banyak mengandung hidrogen

yang pada waktu terjadinya pembakaran akan banyak terbentuk uap air dalam

pembakaran. Uap air ini akan berubah fasanya dengan mengambil energi waktu

terjadinya proses pembakaran. Sehingga kadar uap air tersebut menjadi rendah,

akibatnya fuel ini mempunyai effisiensi pembakaran yang kecil. Hal ini yang

menyebabkan dalam volume yang sama pada saat pembakaran, fuel liquid/solid

mempunyai panas lebih tinggi disebabkan kandungan hidrokarbon yang tinggi (higher

specific gravity) dari pada fuel gas.

Bab VI

Penutup

6.1 Kesimpulan

Dari hasil penulisan laporan kerja praktek ini dapat disimpulkan beberapa hal

sebagai berikut:

Universitas Diponegoro Semarang

130

Page 120: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

1. Dari hasil perhitungan effisiensi boiler PT. KIMIA FARMA MANUFAKTUR

Semarang menunjukkan bahwa boiler tersebut memiliki effisiensi sebesar

82,794%. Padahal berdasarkan performance test awal, boiler tersebut memiliki

effisiensi sekitar 87%. Hal ini menunjukkan bahwa boiler tersebut telah

mengalami penurunan performance, tetapi masih dalam keadaan yang baik

untuk tetap digunakan.

2. Faktor yang menyebabkan turunnya effisiensi boiler tersebut adalah karena

adanya Heat Losses (Kerugian kalor).

3. Faktor terbesar yang menurunkan efisiensi boiler tersebut adalah Kerugian kalor

untuk menguapkan moisture hasil pembakaran H2O dalam bahan bakar

(5,956%) dan rugi cerobong (6,97). Disamping itu, Penyebab lain turunnya

effisiensi boiler tersebut bila dibandingkan dengan performance test awal

disebabkan oleh: kerugian karena isolasi yang sudah tua (Rugi Isolasi), Seal

Plate Air Heater sudah over size, Perpindahan panas pada pipa tidak sempurna

karena kerak bagian luar / dalam.

6.2 Saran

Untuk mengurangi penurunan efisiensi operasional maka hal-hal yang harus

diperhatikan adalah sebagai berikut:

1. Melakukan pengontrolan yang ketat terhadap kandungan air pada feed water

sebelum masuk ke ketel uap.

2. Pengecekan secara berkala terhadap isolasi pipa penyalur uap dan langsung

mengganti isolasi pipa yang rusak.

3. Pengecekan berbagai macam katup yang ada pada ketel uap, harus diperhatikan

bahwa semua katup dapat berfungsi dengan baik.

4. Menggunakan air sisa kondensasi untuk menghemat kebutuhan air untuk feed water

yang terbuang percuma.

Universitas Diponegoro Semarang

131

Page 121: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

Daftar Pustaka

1 Djokosetyardjo, IR. M. J, 2003, Ketel Uap, Cetakan Kelima, Pradnya Paramita. Jakarta.2 El-Wakil,M.M.,Jasjfi, MSc, Ir. E., 1992, Instalasi Pembangkit Daya, Erlangga, Jilid I,

Jakarta.3 Holman, JP, 1981, Heat Transfer, Mc Graw Hill Book Inc., Edisi ke 5, Jakarta.4 Muin, Syamsir A, 1988, Pesawat-Pesawat Konversi Energi, Rajawali Pers, edisi ke 1,

Jakarta.5 Reynold, William C., Perkins, Henry C., 1994, Termodinamika Teknik, Erlangga, Edisi

Kedua, Jakarta.

Universitas Diponegoro Semarang

132

Page 122: pengetahuan dan perhitungan boiler

Laporan Kerja PraktekPT. Kimia Manufaktur Semarang

6 Stultz, S,C and Kitto.,1992, STEAM its Generation and Use, Babcock & Wilcox, edisi 40.

7 Tambunan., 1984, Ketel Uap, Karya Agung, Jakarta.8 www.energyefficiencyasia.org ., Pedoman Efisiensi Energi Untuk Industri di Asia, (18

November 2009)

Universitas Diponegoro Semarang

133