1. Energi kalor yang dibangkitkan dalam sistem boiler memiliki nilai tekanan,
temperatur, dan laju aliran yang menentukan pemanfaatan steam yang
akan digunakan. Berdasarkan ketiga hal tersebut sistem boiler mengenal keadaan
tekanan-temperatur rendah (low pressure/LP), dan tekanan-temperatur tinggi (high
pressure/HP), dengan perbedaan itu pemanfaatan steam yang keluar dari sistem boiler
dimanfaatkan dalam suatu proses untuk memanasakan cairan dan menjalankan suatu
mesin (commercial and industrial boilers), atau membangkitkan energi listrik dengan
merubah energi kalor menjadi energi mekanik kemudian memutar generator sehingga
menghasilkan energi listrik (power boilers). Namun, ada juga yang menggabungkan
kedua sistem boiler tersebut, yang memanfaatkan tekanan-temperatur tinggi untuk
membangkitkan energi listrik, kemudian sisa steam dari turbin dengan keadaan
tekanan-temperatur rendah dapat dimanfaatkan ke dalam proses industri dengan
bantuan heat recovery boiler.
Pada dasarnya Boiler adalah suatu wadah yang berfungsi sebagai pemanas air, panas
pembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk air panas atau steam. 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 1600 kali, menghasilkan tenaga yang menyerupai bubuk
mesiu yang mudah meledak, sehingga boiler merupakan peralatan yang harus dikelola dengan
baik. Bahan bakar yang digunakan untuk memanaskan boiler bisa berupa gas, minyak dan batu
bara. Di Indonesia bahan bakar yang umum digunakan adalah solar.
Sistem Pada Boiler
Sistem boiler terdiri dari sistem umpan, sistem steam, dan sistem bahan bakar. Sisitem air umpan
menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhan steam. Sistem steam
mengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler. Steam dialirkan melalui sistem
pemipan 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 digunakan dalam sistem bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang
digunakan sistem.
Air yang disuplai ke boiler untuk diubah menjadi steam disebut air umpan. Ada dua sumber air
umpan: 1. Kondensat atau steam yang mengembun yang mengembun ke proses. 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.
Jenis-Jenis Boiler
Berdasarkan type pipa:
Fire Tube Boiler
Terdiri dari tanki air yang dilubangi dan dilalui pipa-pipa, dimana gas panas yang mengalir pada
tanki tersebut digunakan untuk memanaskan air di tanki. Air yang dipanaskan menhasilkan uap
panas yang dapat digunakan untuk memanaskan air di kamar mandi ataupun laundry. Fire tube
boilers biasanya digunakan untuk kapasitas steam yang relative kecil dengan tekanan steam
rendah sampai sedang. Sebagai pedoman, fire tube boilers kompetitif untuk kecepatan steam
2. sampai 12.000 kg/jam dengan tekanan sampai 18 kg/cm2. Fire tube boilers dapat menggunakan
bahan bakar minyak bakar, gas dalam operasinya.
Water tube Boiler
Air mengalir melalui susunan pipa yang terletak di dalam gas panas yang dihasilkan dari
pembakaran. Pada boiler watertube, air panas tidak berubah menjadi uap, sehingga bisa langsung
digunakan untuk keperluan seperti air panas di kamar mandi, laundry. Ketika air dalam pipa-pipa
didih mendapat pemanasan., air dalam pipa mendidih sehingga air mengandung uap dan berat
jenis air berkurang., air dan uap mengalir ke atas. Air yang berat jenisnya lebih besar akan turun
dan menggantikan posisi air yang menuju ke atas. Pada drum atas air dan uap berpisah menjadi
uap jenuh, kemudian uap jenuh disalurkan ke superheater untuk diubah menjadi uap panas lanjut.
Uap panas lanjut yang keluar dari superheater inilah yang akan dimanfaatkan sebagai penggerak
mesin uap.
Berdasarkan bahan bakar yang digunakan:
Solid Fuel. Pemanasan yang terjadi akibat pembakaran antara pencampuran bahan bakar padat
(batu bara, sampah kota, kayu) dengan oksigen dan sumber panas.
Oil fuel. Pemanasan yang terjadi akibat pembakaran antara pencampuran bahan bakar cair (solar,
residu, kerosin) dengan oksigen dan sumber panas.
Gaseous Fuel. Pemanasan yang terjadi antara pembakaran antara LNG (Liquid Natural Gas)
dengan oksigen dan sumber panas. Harga bahan baku pembakarannya lebih murah diantara
semua boiler yang lain.
Electric. Pemanasan yang terjadi akibat sumber listrik yang menyuplai sumber panas.
Berdasarkan kegunaan boiler
Power boiler. Steam yang dihasilkan boiler ini menggunakan tipe watertube boiler, hasil steam
yang dihasilkan memiliki tekanan dan kapasitas yang besar, sehingga mampu memutar steam
turbin dan menghsilkan listrik dari generator. Kegunaan utamanya sebagai penghasil steam untuk
menghasilkan listrik dari generator.
Industrial Boiler. Steam yang dihasilkan boiler ini menggunakan watertube boiler atau firetube
boiler.Kegunaannya untuk menjalankan proses industri dan sebagai tambahn panas. Steam
memiliki tekanan yang sedang dan kapasitas yang besar.
Komersial Boiler. Steam yang dihasilkan boiler ini menggunakan watertube boiler atau firetube
boiler. Kegunaannya untuk menjalankan proses operasi komersial. Tekanan yang dimiliki
rendah.
Residential Boiler. Steam yang dihasilkan boiler ini menggunakan boiler tipe firetube boiler.
Boiler ini memiliki tekanan dan kapasitas yang rendah, biasanya digunakan pada perumahan.
Heat Recovery Boiler. Steam yang dihasilkan boiler ini menggunakan boiler tipe watertube
boiler atau firetube boiler. Steam yang dihasilkan memiliki kapasitas dan tekanan yang besar,
kegunaan utamanya sebagai penghasil steam dari uap panas yang tidak terpakai. Hasil steam ini
diguanakn untuk menjalankan proses industri.
Berdasarkan konstruksi boiler
Packcage Boiler. Disebut packcage boiler karena sudah tersedia sebagai paket yang lengkap pada
saat dikirim ke pabrik, hanya memerlukan pipa steam
Berdasarkan Tekanan Kerja Boiler
Low pressure boilers. Tipe ini memiliki steam operasi kurang dari 15 psi, menghasilkan air
3. dengan tekanan dibawah 160 psi dan temperature dibawah 250 F.
High Pressure boilers. Tipe ini memiliki steam operasi lebih dari 15 psi, menghasilkan air
dengan tekanan di atas 160 psi dan temperature di atas 250 F.
Komponen Utama Boiler
Furnace. Komponen ini merupakan tempat pembakaran bahan bakar.
Steam Drum. Komponen ini merupakan tempat penampungan air panas dan pembangkitan
steam.
Superheater Komponen ini merupakan tempat pengeringan steam dan siap dikirim melalui main
steam pipe dan siap untuk menggerakkan turbin uap atau menjalankan proses industri.
Air Heater. Komponen ini merupakan ruangan pemanas yang digunakan untuk memanaskan
udara luar yang diserap untuk meminimalisasi udara yang lembab yang akan masuk ke dalam
tungku pembakaran.
Economizer. Komponen ini merupakan ruangan pemanas yang digunakan untuk memanaskan air
dari air yang terkondensasi dari sistem sebelumnya.
Safety valve. Komponen ini merupakan saluran buang steam jika terjadi keadaan dimana tekanan
steam melebihi kemampuan boiler menahan tekanan steam.
Blowdown valve. Komponen ini merupakan saluran yang berfungsi membuang endapan yang
berada di dalam pipa steam.
Pemanfaatan Boiler
a.Pada kapal. Fungsi utama ketel uap di kapal adalah untuk menghasilkan uap. Uap yang
dihasilkan oleh boiler selain sebagai pemanas bahan bakar seperti yang telah disebutkan, juga
bisa digunakan untuk menggerakkan turbin uap yang juga digunakan sebagai motor penggerak
utama kapal, untuk peralatan pemanas ( pemanas ruangan, bahan bakar). Pada kapal tanker
digunakan sebagai pembersih tangki minyak ( Tank Cleaning).
b.Pemasok konsumsi energi listrik pada system proses produksi di Pabrik
c.PDAM, menyediakan keran air panas
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
4. dari sistem air umpan, penanganan air umpan diperlukan sebagai bentuk pemeliharaan
untuk mencegah terjadi kerusakan dari sistem steam. 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 perlatan
yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar untuk menghasilkan panas yang
dibutuhkan. Peralatan yang diperlukan pada sistem bahan bakar tergantung pada jenis
bahan bakar yang digunakan pada sistem.
