pengoperasian boiler

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG

PEMBEKALAN PRA UJI KOMPETENSILEVEL II

PENGOPERASIAN BOILER


1. Fungsi Dan Klasifikasi Boiler

Boiler berfungsi untuk merubah air menjadi uap superheat yang bertemperatur dan bertekanan tinggi. Proses memproduksi uap ini disebut ‘Steam Raising” (Pembuat Uap). Unit/alat yang digunakan untuk membuat uap disebut “Boiler” (Boiler) atau lebih tepat “steam Generator” (Pembangkit Uap).

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

1.1. Boiler Pipa Api

Pada jenis Boiler pipa api, gas panas hasil pembakaran (flue gas) mengalir melalui pipa-pipa yang dibagian luarnya diselimuti air sehingga terjadi perpindahan panas dari gas panas ke air dan air berubah menjadi uap. Gambar Boiler pipa api dapat dilihat pada gambar

Gambar 1 : Boiler Pipa Api

Boiler seperti ini banyak digunakan dipabrik-pabrik gula karena tidak memerlukan tekanan uap yang tinggi.

TP/E/05 1

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



1.2. Boiler Pipa Air

Pada boiler (Boiler) jenis ini, air berada didalam pipa sedangkan gas panas berada diluar pipa. Boiler pipa air dapat beroperasi dengan tekanan sangat tinggi (lebih dari 100 Bar). Gambar Boiler pipa air dapat dilihat pada gambar

Gambar 2 : Boiler Pipa Air

TP/E/05 2

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



2. Bagian-Bagian Boiler

2.1. Tata Letak dan Bagian-bagian Boiler

Tata letak boiler berbahan bakar minyak dapat dilihat pada gambar

Gambar 3 : Tata Letak dan Bagian-bagian Boiler

TP/E/05 3

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



2.2. Boiler Drum

Boiler Drum adalah bejana tempat menampung air yang datang dari Economizer dan uap hasil penguapan dari Tube Wall ( Riser). Kira-kira separoh dari drum berisi air dan separohnya lagi berisi uap. Boiler Drum terbuat dari plat baja dilas dan dilengkapi diantaranya :o Man hole.

o Saluran menuju Superheater.

o Saluran menuju Feedwater Inlet.

o Saluran menuju Blow Down.

o Saluran menuju Down Comer.

o Saluran menuju Safety Valve.

o Pipa injeksi bahan Kimia.

o Pipa Sampling.

o Pipa menuju alat ukur dan alat kontrol.

Level air didalam boiler drum dapat dimonitor dengan menggunakan perlatan level gauge/level indikator yang terdapat didekat boiler drum (lokal), atau dengan cara remote (jarak jauh) di control room, juga dicatat pada level recorder.

Uap yang dihasilkan dari dalam tube wall (riser), terkumpul didalam boiler drum. Uap akan mengalir ke arah puncak boiler drum melewati steam separator dan screen dryer lalu keluar dari dalam drum dalam keadaan kering menuju separator dan akhirnya ke S H.

TP/E/05 4

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



Gambar 4 : Boiler Drum

2.3. Ruang Bakar

Ruang bakar adalah bagian dari Boiler yang berfungsi untuk tempat berlangsungnya proses pembakaran antara bahan bakar dan udara.

Tekanan gas panas yang berada didalam ruang bakar (Furnance) dapat lebih besar dari pada tekanan udara luar (Tekanan ruang bakar positip) dan dapat juga bertekanan lebih kecil dari tekanan udara luar (Tekanan ruang bakar negatif) atau bertekanan seimbang (Balance Draught).

2.3.1. Tekanan Positif

Pada boiler dengan tekanan ruang bakar positif, udara luar dihembuskan masuk kedalam ruang bakar dengan menggunakan forced draught fan (Kipas tekan paksa), yang sekaligus mendorong gas panas hasil pembakaran ke arah cerobong.

Boiler/Boiler dengan tekanan ruang bakar positif banyak digunakan oleh Boiler dengan bahan bakar minyak.

2.3.2. Tekanan Negatif

Pada boiler dengan tekanan ruang bakar negatif, gas panas hasil pembakaran dihisap oleh induced draught fan sekaligus menghisap udara luar masuk kedalam ruang bakar.

Gabungan dari kedua cara tersebut diatas diterapkan pada balanced draught yang memiliki baik forced draught fan untuk mendorong udara luar masuk kedalam boiler, maupun induced draught fan untuk menghisap gas panas hasil pembakaran.

Pada sistem balanced draught, tekanan ruang bakar dibuat sedikit negatif yaitu sekitar - 10 mmWg (0,001 bar) .

Boiler dengan tekanan ruang bakar negatif, jarang digunakan/kurang ekonomis. Sedangkan boiler dengan tekanan balanced draught (seimbang) banyak digunakan oleh Boiler dengan bahan bakar Batubara.

2.4. Sootblower (Pembersih Jelaga)

Fungsi

Boiler-boiler modern dilengkapi dengan pembersih jelaga (sootblower) yang dapat dioperasikan dari jarak jauh (remotely operated) dan dikendalikan secara bergantian dan berurutan.

TP/E/05 5

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



Fungsi dari sootblower adalah untuk membersihkan abu, debu atau jelaga yang menempel pada pipa-pipa Boiler, superheater, Economizer dan pada elemen air heater. Tujuan dari pembersihan tersebut adalah untuk menaikkan efisiensi dari boiler dan menghindari kerusakan pipa-pipa pada bolier/superheater. Biasanya sootblower menggunakan uap untuk membersihkan pipa-pipa boiler/superheater.

Uap yang digunakan untuk pembersihan abu biasanya diambil langsung dari boiler, dari sisi keluar pemanas lanjut primer atau dari sisi masuk cold reheater, namun uap dari boiler bantu (auxilary boiler) pun dapat digunakan. Tekanan uap yang menuju kemasing-masing blower diturunkan seperlunya oleh plat-plat orifis (orifice plate). Pada pusat pembangkit lain, udara bertekanan juga digunakan sebagai media pembersih. Sistem sootblowing dengan udara bertekanan ini memerlukan tambahan modal dan biaya untuk kompressor yang berkapasitas besar.

Jenis dan Konstruksi

Jenis penempatan, ukuran dan tekanan serta frekuensi penggunaan sootblower sangat bervariasi sesuai dengan disain boiler dan karakter deposit/endapannya . Oleh karena itu adalah tidak mungkin untuk menguraikan semua pemakaian-pemakainnya , tetapi secara umum , jenis-jenis utama dari sootblower yang digunakan adalah seperti diperlihatkan pada gambar , yaitu :

a. Blower-blower yang dapat ditarik (retractable gun blowers) dengan nozle jet yang berlawanan untuk membersihkan pipa-pipa air ruang bakar.

b. Blower-blower yang dapat ditarik (retractable gun blowers) yang mempunyai nozle jet tunggal untuk diarahkan pada susunan pipa-pipa boiler dan superheater.

c. Blower-blower panjang yang dapat ditarik (long retractable lance blowers) yang bergerak/bergeser diantara susunan pipa-pipa, dengan nozle berputar dan mempunyai jet yang berlawanan untuk mengimbangkan gaya dorong. Jenis inilah yang paling efektif, untuk pemanas lanjut pada boiler modern sehingga memungkinkan mencapai sasaran yang lebar dengan merata/sebanding.

d. Blower dengan nozzle jet banyak (multi jet tube blowers), digunakan untuk zone temperatur yang lebih rendah seperti economizer dan air heater. Blower tersebut tidak dapat ditarik (non-retractring) tetapi dapat berputar dan/atau bergeser.

e. Sama dengan multi jet blower dengan nozzle jet yang dapat digunakan pada posisi tetap untuk membersihkan lorong-lorong diantara pipa-pipa. Blower ini hanya cocok untuk zone temperatur yang lebih rendah dan pada zone yang deposit/endapannya ringan, oleh karena itu tidak perlu daya yang besar untuk beberapa nozle kecil .

TP/E/05 6

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



Gambar 5 : Jenis-jenis Sootblower

2.5. Burner

FungsiBurner adalah alat yang dipakai untuk memasukkan bahan bakar kedalam ruang bakar dan menghasilkan pengabutan yang memudahkan reaksi pembakaran

Jenis dan KonstruksiPada dasarnya ada tiga jenis pembakaran (burner) minyak dan ketiganya menggunakan cara yang berbeda untuk mengatomisasikan minyak :

1. Mekanikal (atau tekanan)

2. Diatomisasikan dengan Uap

3. Diatomisasikan dengan udara

Pembakaran minyak dengan diatomosasikan secara mekanikal

Didalam pembakaran ini minyak diatomisasikan oleh tekanan yang didapat dari pompa minyak. Minyak dengan tekanan yang sesuai melewati piringan penyemprotan yang berisikan sejumlah jalur-jalur laluan tangensial untuk selanjutnya minyak menuju ruang dipusat piringan. Disini minyak bergerak memutar dengan kecepatan tinggi yang selanjutnya keluar melalui orifer dalam bentuk kabut kerucut.

TP/E/05 7

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



Dapat dilihat bahwa adanya perubahan tekanan minyak atau keausan orifice dan jalur tangensial akan menyebabkan atomisasi minyak menjadi terganggu dan titik-titik minyak akan banyak terpancar lewat burner. Gambar burner dengan atomisasi mekanik dapat dilihat pada gambar, dibawah ini.

Gambar 6 : Burner minyak dengan Atomisasi Mekanik

Pembakaran minyak dengan diatomisasikan uap

Perubahan dengan atomisasi mekanikal akan mempunyai kerugian dimana beban tidak dapat diubah-ubah karena perubahan tekanan minyak ini akan mempengaruhi atomisasi. Pada pembakar minyak atomisasi uap perbandingan mengecilkan (turn down ration) 10 : 1 dapat dicapai.

Pada pembakaran ini atomisasi dilakukan dengan tekanan uap. Uap diisikan kepusat tabung burner pada tekanan 1,5 bar sampai 9 bar menuju piringan yang dilubangi dimana uap ini bertemu minyak yang telah melewati ruang antara tabung uap dan tabung diluarnya yang sepusat.

Pada pembakaran jenis ini suhu minyak sebelum memasuki tabung tidak perlu setinggi suhu minyak pada jenis atomisasi mekanikal, karena minyak akan mendapat tambahan panas dalam perjalanannya ketengah tabung. Kerugian jenis atomisasi ini adalah jumlah uap yang diperlukan dapat mencapai ½ % dari seluruh penguapan total. Gambar burner dengan atomisasi uap dapat dilihat pada gambar , dibawah ini.

TP/E/05 8

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



Gambar 7 : Burner Minyak dengan Atomisasi Uap

Pembakaran dengan atomisasi udara

Pada pembakar ini, atomisasi dilakukan dengan udara tekanan tinggi dengan cara yang sama seperti halnya dengan uap. Pembakaran jenis ini tidak banyak digunakan oleh perancang boiler sebab memerlukan penambahan compressor udara yang mahal baik pemasangannya ataupun pemeliharaannya.

2.6. FAN-FAN

Penggunaan fan pada PLTU batubara lebih dari satu jenis, yaitu ID fan, FD fan, PA fan dan ada pula yang dilengkapi dengan GR fan. •FD Fan berfungsi sebagai pemasok udara pembakaran kedalam ruang bakar

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

tekanan ruang bakar)•GR Fan berfungsi menarik kembali sisa gas panas yang dikembalikan ke ruang bakar,

yang bertujuan meningkatkan efisiensi boiler

TP/E/05 9

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



Gambar 8 : Fan

Gambar 9 : Fan 2.7. Katup Pengaman

Katup Pengaman berfungsi sebagai pengaman terhadap tekanan lebih. Semua bejana atau header bertekanan harus dilengkapi dengan katup pengaman. Pada Boiler, katup

TP/E/05 10

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



pengaman dipasang pada header superheater reheater, drum, auxiliary, steam, dan sebagainya.Katup pengaman superheater diset lebih rendah dari katup pengaman drum. Hal ini bertujuan untuk mencegah pipa superheater overheat sebab bila katup pengaman drum diset lebih rendah, pada saat ia kerja (membuka), maka aliran uap menjadi berkurang padahal aliran uap ke superheater berfungsi sebagai pendingin pipa, sementara pembakaran tetap tidak berubah.Pada sisi reheater katup pengaman diset lebih rendah dari pada sisi masuknya dengan tujuan yang sama, yaitu mencegah pipa reheater overheat Banyaknya katup pengaman dengan ukuran yang sesuai dipasang untuk menjamin bahwa pada saat semua katup membuka penuh, penguapan maksimum dari Boiler dapat dikeluarkan tanpa melebihi tekanan. Konstruksi katup pengaman yang umum digunakan adalah tipe pegas(spring type) seperti diperlihatkan pada gambar

Gambar 10 : Katup Pengaman Jenis Pegas

TP/E/05 11

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



TP/E/05 12

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



Gambar 11 : Penempatan Katup Pengaman Pada Boiler

2.8. Air Heater

Adalah pemanas udara sehingga temperatur udara pembakaran dapat mencapai + 300oC menghasilkan pembakaran yang lebih sempurna. Air heater terpasang dari jenis elemen-elemen plat yang berfungsi mengambil panas dari gas bekas dan kemudian ditransfer ke udara pembakaran (discharge FD Fan) dengan mekanisme perpindahan panas konveksi. Lihat gambar

TP/E/05 13

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



Gambar 12 : Air Heater

3. Sirkulasi Air dan Uap di Boiler

3.1. Sirkulasi AirAir dipompakan kedalam boiler dengan menggunakan pompa air pengisi (Boiler Feed Pump/BFP), melalui katup pengatur. Sebelum masuk kedalam boiler drum, air dipanaskan terlebih dahulu di Low Pressure Heater juga dipanasi di High Pressure Heater dan terakhir dipanasi di Economizer sehingga temperatur air mendekati titik didihnya.

Sirkulasi alami pada Boiler dapat dilihat pada Gambar

3.2. Sirkulasi Air dan Uap

Gambar sirkulasi air dan uap di boiler dapat dilihat pada gambar 3.2.

TP/E/05 14

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



Gambar 13 : Sirkulasi Air dan Uap di Boiler

4. Sistem Udara dan Gas

• Sistem Udara Udara atmosfir dihisap oleh FD fan dan dialirkan ke air heater. Udara panas dari air heater

kemudian masuk kedalam windbox dan selanjutnya mengalir ke tiap-tiap burner untuk proses pembakaran.

• Sistem Gas Gas panas hasil pembakaran dialirkan ke pipa-pipa superheater I dan II, pipa-pipa reheater

I dan II, ke economiser, dan ke air heater. Dari air heater gas masuk ke alat penangkap abu (EP). Keluar dari EP gas dihisap oleh ID fan dan dibuang ke atmosfir melalui cerobong.

Peralatan Dalam Sirkit Udara

• Forced draft fan (FDF) berfungsi sebagai pemasok udara pembakaran, dimana udara ini diambil dari atmosfir.

• Air heater berfungsi untu memanaskan udara pembakaran dengan menggunakan gas buang

• Wind box berfungsi untuk mendistribusikan udara pembakaran ke masing-masing burner agar terjadi proses pembakaran yang sempurna.

Peralatan Dalam Sirkit Gas

• Induced draft fan (IDF) berfungsi untuk menghisap gas dan membuang ke atmosfir melalui cerobong. IDF juga berfungsi mengontrol tekanan ruang bakar agar selalu sedikit vakum.

• Electrostatic Precipitator (EP) berfungsi untuk menangkap abu dalam gas sebelum dibuang ke atmosfir.

• Air heater berfungsi sebagai pemanas udara pembakaran dengan memanfaatkan panas gas buang.

Sistem Tarikan (Draft)

Terdapat 3 macam sistem tarikan udara dan gas pada boiler, yaitu • Tarikan positif (pressurised), ruang bakar bertekanan karena mendapat hembusan dari FDF

dan gas buang keluar ke atmosfir karena tekanan tersebut.

• Tarikan negatif (vacuum), ruang bakar bertekanan negatif karena mendapat hisapan dari IDF dan gas buang keluar ke atmosfir karena hembusan IDF.

TP/E/05 15

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



• Tarikan seimbang (balanced draft), ruang bakar sedikit vakum karena udara dihembuskan oleh FDF dan gas buang keluar dihisap oleh IDF untuk dibuang ke atmosfir.

TP/E/05 16

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



Gambar 14: Sistem Udara dan Gas

TP/E/05 17

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



Gambar 15: Gas Recirculstion dan Gas Tempering

TP/E/05 18

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



Gambar 16 : Sistem Aliran Udara dan Gas

5. Sistem Bahan Bakar

5.1. Sistem Bahan Bakar Minyak

Bahan bakar minyak yang digunakan di PLTU terdiri dari

• Minyak HSD (solar)

• Minyak MFO (residu)

• Fungsi minyak HSD adalah sebagai bahan bakar penyala awal

• Fungsi minyak MFOadalah sebagai bahan bakar utama atau cadangan

• Persediaan minyak HSD untuk keperluan PLTU ditampung dalam tangki.

• Untuk menyalurkan minyak HSD ke alat penyala (ignitor) digunakan pompa dengan melalui filter, katup penutup cepat, katup pengatur dan flow meter.

• Untuk kesempurnaan proses pembakaran, maka HSD disemprotkan dan diatomisasi (dikabutkan) dengan menggunakan uap atau udara.

• Untuk pengaturan jumlah panas yang masuk boiler dapat dilakukan dengan mengatur aliran atau menambah/ mengurangi ignitor yang operasi.

• Persediaan minyak MFO di PLTU ditampung dalam tangki persediaan (storage tank) dan untuk penggunaan sehari-hari dilayani dengan tangki harian (day tank).

• Untuk mengalirkan MFO dari day tank ke burner digunakan pompa dengan melalui filter, katup penutup cepat, pemanas (oil heater), katup pengatur dan flow meter. Pemanas berfungsi untuk menurunkan kekentalan MFO agar dapat disemprotkan melalui burner MFO dengan atomisasi uap atau udara.

• Pengaturan aliran MFO ke burner dengan katup pengatur dapat dilakukan sebelum atau sesudah burner

5.2. Sistem Bahan Bakar Batubara

• Persediaan batubara di PLTU ditampung dilapangan terbuka (coal stock area) dan untuk melayani kebutuhan pembakaran di boiler, batubara ditampung di bunker.

• Batubara dari bunker dialirkan ke burner melalui coal feeder, mill pulveriser, dan coal pipe.

• Pengaturan dan pencatatan jumlah aliran batubara dilakukan dengan coal feeder.• Mill pulveriser berfungsi untuk menggerus batubara sehingga menjadi bubuk. Sedang

untuk membawa bubuk batubara ke burner, dihembuskan udara primer ke mill.

TP/E/05 19

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



TP/E/05 20

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



Gambar 17 : Sistem Bahan Bakar Batu Bara

TP/E/05 21

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



Gambar 18 : Sistem Piping Bahan Bakar Batu Bara

TP/E/05 22

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



Gambar 19 : Sistem Piping Bahan Bakar Minyak

6. Pengoperasian Ketel

Sebelum melakukan penyalaan pertama pada ketel, ruang bakar dan saluran gas harus di purging (dibilas). Tujuan dari purge ini adalah untuk membuang gas yang dapat terbakar (combustible gas) dari dalam ketel. Gas yang dapat terbakar yang terdapat didalam ketel berasal dari bahan bakar yang tidak terbakar. Ketika ketel beroperasi selalu ada resiko masuknya bahan bakar yang tidak terbakar kedalam ketel. Untuk memastikan bahwa ketel sudah bersih dari combustible gas, maka purging dilakukan selama sekitar 3 - 5 menit. 6.1. Start

Persiapan purge

Untuk dapat melakukan purging diperlukan beberapa persyaratan yang harus dipenuhi. Persyaratan untuk melakukan purge antara ketel yang satu dengan yang lain dapat saja berbeda, tetapi persyaratan utama pada prinsipnya sama. Persyaratan tersebut antara lain adalah : • Aliran udara lebih besar dari 30 % aliran beban penuh

• Katup penutup cepat (trip valve) bahan bakar penyala tertutup

• Tekanan ruang bakar sudah sesuai

• Katup penutup cepat bahan bakar utama tertutup

• Semua damper dan vane udara dan gas terbuka

• Level air di drum ketel diatas batas minimum.

• Tidak ada nyala api di ruang bakar

• Tidak sedang menjalankan pembakaran

• Ketel tidak sedang trip

Untuk memperoleh aliran udara lebih besar dari 30 %, dilakukan dengan mengatur inlet vane dari FD fan. Sementara untuk mengisi air ke drum boiler dapat dilakukan dengan menggunakan pompa kondensat dan pompa BFP. Bila semua persyaratan tersebut terpenuhi, maka lampu penunjuk tanda persyaratan purging terpenuhi menyala.

Prosedur purging

TP/E/05 23

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



Apabila persiapan dan persyaratan purging telah terpenuhi, maka purging dapat dilakukan . Prosedur purging dilakukan dengan cara mengalirkan udara ke ruang bakar dan semua saluran gas dengan aliran lebih minimal 30 % aliran beban penuh selama waktu sekitar 5 menit.

Selama proses purging berlangsung kondisi ketel dijaga stabil seperti sesat sebelum purging. Jadi semua parameter dari alat yang beroperasi dijaga untuk tidak berubah dan tidak melakukan start atau stop suatu alat.

Pada dasarnya purging sudah mulai berlangsung pada saat FD fan mulai beroperasi dengan adanya aliran udara ke ruang bakar. Tetapi untuk memastikan bahwa purging telah dilakukan dengan yang benar, maka dibuat prosedur seperti tersebut diatas. Apabila pada saat proses purging sedang berlangsung salah satu parameter yang merupakan persyaratan purging berubah harganya, maka purging batal dan alarm gangguan muncul di panel.

Jika proses purging gagal, artinya belum selesai sesuai dengan set waktu yang telah ditentukan salah satu parameter berubah, maka purging harus diulang dari awal.

Ketika purging telah selesai (komplit) akan muncul pemberitahuan yang menyatakan bahwa purging telah selesai.

Pengoperasian ignitor yang pertama pada saat start boiler dilakukan setelah purging ruang bakar (ketel) selesai.

Penyalaan dan Penaikan temperatur Sebelum melakukan penyalaan awal, maka komponen berikut ini harus disiapkan :

• Bahan bakar untuk penyala (minyak HSD atau gas LPG) cukup tersedia

• Damper udara dalam posisi untuk penyalaan

• Tekanan uap atau udara untuk penyalaan cukup

• Elektrode busi dalam keadaan bersih

• Flame detector (sensor) dalam keadaan baik dan telah terpasang

• Tekanan ruang bakar normal,

• Tekanan bahan bakar penyala cukup

Penyalaan dapat dilakukan apabila purging telah selesai. Untuk melakukan penyalaan, maka katup bahan bakar penyala dibuka sehingga bahan bakar siap hingga didepan igniter tinggal menunggu sumber api dan udara. Begitu tombol start igniter ditekan, maka urutan penyalaannya adalah sebagai berikut : • Igniter gun masuk keruang bakar.

• Katup uap atau udara atomisasi terbuka

• Busi mengeluarkan bunga api (igniter on)

• Katup bahan bakar penyala terbuka

Jika nyala api yang ditangkap oleh flame detector memuaskan, artinya terjadi pembakaran yang baik, maka penyalaan berlangsung terus dan busi akan mati setelah memberi penyalaan. Tetapi jika nyala api yang ditangkap flame detector tidak memuaskan, maka igniter trip (katup bahan bakar penyala dan uap atau udara atomisasi tertutup, dan busi mati).

TP/E/05 24

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



Pada saat pembakaran awal pastikan bahwa pembakaran terjadi dengan baik, tidak ada bahan bakar yang tidak terbakar masuk ke ruang bakar. Bentuk nyala api harus diperhatikan melalui kaca intip, yaitu tidak terlalu panjang tetapi juga tidak terlalu lebar sehingga menyentuh dinding ruang bakar.

Proses pemanasan pada ketel harus dilakukan bertahap dengan kenaikan temperatur uap yang terkontrol. Temperatur metal ketel (superheater) harus dipantau dan dijaga pada batas yang diijinkan. Temperatur metal reheater juga harus diamati terus menerus karena belum ada aliran uap masuk turbin.

Buka katup resirkulasi ekonomiser agar air dapat bersirkulasi dari drum ke pipa pipa ke ekonomiser dan kembali ke drum. Pada saat ini belum ada penguapan dan belum terjadi sirkulasi sehingga kenaikan temperatur harus diatur dengan hati-hati agar tidak terjadi overheating pada pipa-pipa ketel.

Atur laju kenaikan temperatur dan tekanan uap dengan mengatur banyaknya igniter yang beroperasi. Periksa temperatur gas keluar ruang bakar dengan menggunakan thermoprobe, jaga agar temperatur ini tidak melebihi batas yang telah ditentukan.

Apabila telah terjadi pemanasan yang cukup dan timbul tekanan yang cukup, pembakaran dapat dilanjutkan dengan menggunakan bahan bakar minyak residu. Laju kenaikan temperatur tetap harus dibatasi demikian pula temperatur pipa-pipa ketel juga harus terus dipantau. Pengaturan kenaikan temperatur dapat dilakukan dengan mengatur aliran bahan bakar dan udara pembakaran, serta drain dan katup blow down.

Fenomena pengoperasian ketel tersebut diatas yang terdiri dari :• Pengisian air ke ketel

• Pengoperasian sistem udara dan gas

• Purging

• Penyalaan dan (pembakaran) penaikan temperatur.

Dapat dilihat (diperagakan) atau dipraktekkan di simulator PLTU sesuai dengan prosedur

operasi.

6.2. Stop

Penyetopan boiler membalik apa yang dilakukan dalam menstart boiler dengan memperhatikan hal-hal yang dapat mempengaruhi life time boiler antara lain :- Menjaga perbedaan temperatur metal drum- Menjaga level steam drum- Menjaga penurunan temperatur riser tube- Langkah-langkah penyetopan sesuaikan dengan SOP stop Boiler.

6.3. Efisiensi Boiler

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Efisiensi Ketel

TP/E/05 25

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



Nilai Kalor Bahan Bakar.Ketel konvensional mendapatkan Heat Input dari hasil pembakaran bahan bakar, baik bahan bakar padat, cair atau gas Bahan bakar padat yang banyak digunakan diantaranya adalah kayu, peat, lignate (brown coal), bitiminous coal dan antracite. Bahan bakar cair yang banyak digunakan untuk proses pembakaran didalam ketel adalah HSD dan Heavy Oil, sedangkan bahan bakar gas umumnya menggunakan gas alam.

Contoh komposisi bahan bakar dapat dilihat pada Tabel dibawah.

Pada rekasi pembakaran bahan bakar dengan oksigen dilepaskan sejumlah panas yang besarnya tergantung dari nilai kalor bahan bakar dan faktor-faktor lain yang mempengaruhinya.Nilai kalor bahan bakar dapat dinyatakan dalam Nilai Kalor Terendah atau Lower Calarific Value (LCV) dan dapat pula dinyatakan dalam Nilai Kalor Teratas atau Higher Calorific Value (HCV) atau Gross Calorific Value (GVC).HCV adalah panas total yang dihasilkan dari proses pembakaran. Bahan bakar mengandung Gas Hydrogen yang apabila bereaksi akan membentuk air. Air yang terbentuk akan menyerap sebagian panas sehingga air tersebut berubah menjadi uap. Panas yang diserap ini tidak dapat dimanfaatkan.LCV adalah panas yang bermanfaat atau HCV dikurangi panas yang digunakan untuk menerapkan air yang terbentuk.

Apabila diasumsikan penguapan air tersebut pada temperatur jenuh, maka panas laten penguapan adalah 588,76 kcal/kg uap air (Catatan : 1 kcal ≈ 4,187 Kj)Apabila prosesntasi uap air dalam Flue Gas sebesar X%, maka :

XLCV = ( HCV - 588,76 kcal/kg Flue Gas.

100

Dalam menghitung efisiensi ketel, perlu dijelaskan apabila menggunakan LCV atau HCV.

TABEL : Contoh Komposisi Bahan Bakar.

U N S U R BAHAN BAKARBATUBARA

BAHAN BAKARMINYAK

BAHAN BAKARGAS ALAM

Carbon ( C ) % by wtHydrogen ( H2 ) “Sulphur ( S ) “Nitrogen ( N2 ) “Oxigen (O2) “

75,0 5,0 2,3 1,5 6,7 7,0

86,5 11,5 2,0 - - -

TP/E/05 26

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



Ash “Moisture “

2,5 -

Hydrogen ( H2 ) % by volRuthane ( CH4 ) “Ethylene ( C2 H4 ) “Ethane ( C2 H6 ) “Nitrogen ( N2 ) “

0,00 83,40 0,00 15,80 0,80

Unsur-unsur bahan bakar yang dapat menghasilkan panas adalah C,S dan H .

1 kg C Menghasilkan 8.100 kcal / kg1 kg S Menghasilkan 2.220 kcal / kg1 kg H2 Menghasilkan 34.400 kcal / kg

Harga HCV dan LCV dapat dihitung apabila komposisi bahan bakar diketahui .Contoh perhitungan :

Suatu bahan bakar mempunyai komposisi berat sebagai berikut :

C = 75,0% atau 0,75 kg / kg bahan bakar H2 = 5,0% atau 0,05 kg / kg bahan bakar S = 2,0% atau 0,02 kg / kg bahan bakar O2 = 7,0% atau 0,07 kg / kg bahan bakar

O HCV = 8100.C + 34 400 ( H - —— ) + 2220 S kcal / kg bahan bakar 8 0,07 = 8100 x 0,75 + 34400 ( 0,05 - - ) + 2220 x 0,02 kcal/kg bahan bakar

8 = 7534,8 kcal/kg bahan bakar

ODengan asumsi bahwa (H - —— ) adalah berat hydrogen untuk proses

8pembakaran dan seluruh Oxygen dalam bahan bakar bereaksi dengan hydrogen. Selanjutnya delapan (8) bagian berat oxygen bereaksi dengan 1 bagian berat hydrogen membentuk air sebanyak 9 H, maka :

TP/E/05 27

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



Panas penguapan air = 9 x 588,76 x H kcal/kg bahan bakar LCV = HCV - Panas penguapan air = 7534,8 - 9 x 588,76 x 0,05 kcal/kg bahan bakar

= 7269,8 kcal/kg bahan bakar

Panas Yang Diserap Oleh Ketel.

Idealnya, semua panas yang dihasilkan dari proses pembakaran diserap oleh ketel untuk pemanasan dan penguapan air, akan tetapi dalam kenyataannya tidak semua panas dapat diserap oleh ketel, karena sebagian kecil terbuang sebagai losses, diantaranya ;

1. Kerugian karena kandungan air dalam bahan bakar 2. Kerugian karena kandungan hydrogen dalam bahan bakar 3. Kerugian karena panas terbuang oleh flue gas ke cerobong 4. Kerugian akibat pembakaran tidak sempurna 5. Kerugian karena masih adanya unsur-unsur bahan bakar belum terbakar didalam

abu/debu 6. Kerugian karena radiasi.

Agar supaya panas yang diserap oleh Ketel maksimal, maka kerugian-kerugian tersebut diatas harus dibuat minimal.

Kerugian Karena Kandungan Air Dalam Bahan Bakar.

Kandungan air dalam bahan bakar, terutama pada bahan bakar batubara biasanya diakibatkan oleh penimbunan batubara yang kurang baik, misalnya terkena hujan Kerugian yang diakibatkan oleh adanya air dalam bahan bakar adalah sebanyak :Berat air dalam bahan bakar x 558,76 kcal/kg bahan bakar

Kerugian Karena Kandungan Hydrogen Dalam Bahan Bakar.

Seperti yang sudah dijelaskan terdahulu, hydrogen dalam bahan bakar akan membentuk air, dan air ini menyerap panas untuk penguapan

Kerugian Panas Terbuang Oleh Flue Gas Ke Cerobong.

Gas asap yang keluar ke Cerobong terutama terdiri dari CO2 , Nitrogen, Udara lebih dan Uap air. Banyaknya panas yang terbuang ke cerobong tergantung dari temperatur dan volume flue gas.Prosentase CO2 tidak dapat dikurangi karena gas tersebut merupakan unsur utama produk pembakaran.

TP/E/05 28

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



Udara lebih masih memungkinkan untuk dikurangi dengan catatan tidak menyebabkan pembakaran menjadi tidak sempurna, karena udara lebih ini diperlukan untuk sempurnanya pembakaran. Sebagian besar dari Udara adalah Nitrogen, jadi dengan mengurangi udara lebih berarti mengurangi volume hydrogen. Uap air yang terbentuk dari proses pembakaran hydrogen sulit untuk dikurangi, sedangkan yang masih memungkinkan adalah mengurangi kadar air dalam bahan bakar.

Kondisi lain yang mempengaruhi besarnya panas terbuang ke cerobong adalah temperatur flue gas, oleh karena itu temperatur flue gas harus dibuat serendah mungkin dalam batas amannya agar tidak terjadi pengembangan sulphur yang akan menyebabkan korosi.

Kerugian Akibat Pembakaran Tidak Sempurna.

Pembakaran yang tidak sempurna dapat diakibatkan oleh pengabutan bahan bakar tidak baik, butir batubara serbuk terlalu besar, percampuran bahan bakar dengan udara tidak homogen, kekurangan udara lebih dan lain sebagainya. Akibat dari pembakaran tidak sempurna mungkin terjadi adanya serbuk atau butir-butir cairan bahan bakar terbawa ke cerobong, atau jatuh ke bagian bawah ruang bakar (furnance).

Pembakaran tidak sempurna juga dapat menghasilkan gas CO yaitu gas yang masih dapat terbakar. Gas CO ini akan terbuang ke cerobong. Baik adanya bahan bakar yang belum terbakar maupun gas CO akan mengurangi jumlah panas yang dihasilkan oleh proses pembakaran.

Kerugian Karena Masih ada Unsur-unsur Bahan Bakar Belum Terbakar dalam Abu/Debu.

Walaupun proses pembakaran diusahakan sempurna, ternyata masih sering dijumpai adanya unsur Carbon (C) didalam abu/debu. Carbon adalah unsur yang menghasilkan panas, sehingga dengan tertinggalnya carbon dalam abu/debu akan mengurangi panas dari proses pembakaran.

Kerugian Karena Radiasi.Kerugian ini diakibatkan oleh radiasi (pancaran panas) dari ketel. Perhitungan panas radiasi sulit dilakukan dan umumnya mempunyai nilai kecil apabila boiler di isolasi dengan baik.

Efisiensi Boiler.

Perhitungan Metoda Langsung (Direct Method) :

Energy ketel dapat dihitung dengan rumus dasar :

OUTPUTEFISIENSI = ————

INPUT

TP/E/05 29

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



Input ketel merupakan jumlah panas yang diberikan oleh bahan bakar.

INPUT = (Massa Bahan Bakar yang terbakar) x (Nilai Kalor)

Output ketel adalah jumlah panas yang diberikan kepada air pengisi yang masuk ke ketel untuk memproduksi uap pada kondisi keluar dari superheater (Ditambah jumlah panas yang diberikan ke Reheater apabila ketel tersebut dilengkapi Reheater).

Jumlah panas Output ini dapat dihitung dengan menggunakan tabel uap yaitu dengan cara menghitung selisih entalphy antara uap keluar superheater dengan entalphy air masuk ketel.

Output = (Berat uap) x (Selisih ntalphy)

Dengan demikian maka,

(Berat Uap) x (Selisih Entalphy)Efisiensi ketel = ———————————————

(Berat Bahan Bakar) x (Nilai Kalor)

TP/E/05 30

1. DASAR-DASAR PLTG

……………….…………………BANDUNG



Gambar 20 : Efisiensi Ketel.

TP/E/05 31

pengoperasian boiler

Documents