Slide Transformasi dan Load Data Menggunakan Talend Open Studio
DOC-20231212-WA0009..docx
1. MAKALAH TERMODINAMIKA 1
“BOILER”
Disusun Oleh :
1. Amri Rohman Akbar (221031036)
2. Dwi Galeh Santoso (221031016)
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND
YOGYAKARTA
2023
2. KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, atas limpahan rahmat dan
hidayahnya penulis dapat menyelesaikan laporan persentasi tentang “Boiler” Laporan ini
disusun sebagai salah satu tugas mata kuliah Utilitas
Dalam kesempatan ini kami mengucapkan terimakasih yang sedalam-dalamnya kepada Yth :
1. Allah SWT karena atas berkat dan rahmatnya kami dapat menyelesaikan tugas
Termodinamika yang diberikan.
2. Prof. Dr. Anak Agung Putu Susastriawan, S.T., M.Tech. selaku dosen pembina mata
kuliah Termodinamika 1
3. Orang tua kami yang telah membantu baik dukungan moriil mupun motivasi
4. Rekan-rekan satu kelompok yang telah membantu dalam penyusunan laporan ini
Kami menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini jauh dari sempurna, baik dari segi
penyusunan, bahasan, ataupun penulisannya. Oleh karena itu kami mengharapkan kritik dan
saran yang sifatnya membangun, khususnya dari guru mata pelajaran guna menjadi acuan
dalam bekal pengalaman bagi kami untuk lebih baik di masa yang akan datang.
Yogyakarta, 11Desember 2023
Tim Penulis
3. DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI
BAB 1: PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Tujuan
BAB II: ISI
2.1 Pengertian Boiler
2.2 Jenis-jenis Boiler
2.3 Komponen Boiler
2.4 Jenis Steam yang dihasilkan Boiler
2.5 Safety pada Boiler
BAB III: SIMPULAN DAN SARAN
3.1 SIMPULAN
3.2 SARAN
BAB IV: DAFTAR PUSTAKA
4. BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Ketel Uap (bahasa Inggris:boiler) adalah alat untuk menghasilkan uap air, yang akan
digunakan untuk pemanasan atau tenaga gerak. Bahan bakar pendidih bermacam-macam dari
yang populer batubara dan minyak bakar, sampai listrik, gas, biomasa, nuklir dan lain-lain.
Pendidih merupakan bagian terpenting dari penemuan mesin uap yang merupakan pemicu
lahirnya revolusi industri.
Bejana pada suatu ketel uap biasanya terbuat dari baja (steel /alloy steel), atau awalnya
dari besi tempa. Baja stainless sebenarnya tidak disarankan (oleh ASME Boiler Code) untuk
digunakan pada bagian-bagian yang basah dari ketel uap modern, tapi seringkali digunakan
pada bagian super heater yang tidak akan terpapar ke cairan ketel uap.Tembaga atau
kuningan sering digunakan karena lebih muddah di-pabrikasi untuk ketel uap ukuran kecil.
Sejarahnya, tembaga sering digunakan untuk peti api (firebox)(terutama untuk lokomotif uap
air, karena kemudahannya dibentuk dan pengantar panas yang tinggi; namun, saat ini, harga
tembaga yang tinggi menjadi pilihan yang tidak ekonomis dan lebih murah menggunakan
material pengganti (seperti baja)
Untuk kebanyakan ketel uap Victorian, hanya menggukaan besi tempa kualitas paling
tinggi, yang dirakit menggunakan keling (rivet). Kualitas yang tinggi dari lembaran dan
kecocokan untuk kehandalan yang tinggi digunakan pada aplikasi yang kritikal, seperti ketel
uap tekanan tinggi. Pada abad 20, untuk praktisnya disain bergerak kearah penggunaan baja,
dimana lebih kuat dan lebih murah, dengan konstruksi las, yang lebih cepat dan sedikit
pekerja.
Besi tuang (cast iron)digunakan untuk bejana pemanas untuk pemanas air. Walaupun
suatu pemanas biasanya disebut "pendidih" (boiler), karena tujuannya adalah untuk membuat
air panas, bukan uap air, karena dioperasikan pada tekanan rendah dan menghindari
pendidihan sebenarnya. Kerapuhan dari besi tuang menjadikannya tidak cocok untuk ketel
uap tekanan tinggi
Boiler berfungsi untuk merubah air menjadi uap superheat yang bertemperatur dan
bertekanan tinggi. Proses memproduksi uap ini disebut ‘Steam Raising” (Pembuat Uap).
5. Unit/alat yang digunakan untuk membuat uap disebut “Boiler” (Boiler) atau lebih tepat
“steam Generator” (Pembangkit Uap).
Klasifikasi Boiler secara umum dibagi menjadi dua yaitu, Boiler pipa api dan Boiler pipa
air. Jenis Boiler pipa api banyak digunakan oleh industri yang memerlukan tekanan uap yang
relatif rendah, misalnya pabrik-pabrik gula. Sedangkan jenis pipa air digunakan oleh
industri/pembangkit listrik yang memerlukan tekanan uap yang tinggi, misalnya pada pusat-
pusat listrik tenaga uap.
1.2 Rumusan Masalah
1. Apa yang disebut dengan Boiler ? bagaimana fungsinya ?
2. Apa saja komponen dalam boiler tersebut ?
3. Apa saja jenis jenis boiler ?
4. Apa saja jenis steam yang dihasilkan oleh boiler ?
5. Bagaimanakah safety pada boiler ?
1.3 Tujuan
1. Mengetahui apa itu boiler , serta fungsinya.
2. Dapat menyebutkan dan menjelaskan komponen boiler.
3. Dapat menyebutkan dan menjelaskan jenis-jenis boiler.
4. Mengetahui jenis-jenis steam yang dihasilkan oleh boiler
5. Mengetahui safety pada boiler.
6. BAB II
ISI
2.1 Pengertian Boiler
Boiler atau ketel uap adalah suatu bejana/wadah yang di dalamnya berisi air atau
fluida lain untuk dipanaskan. Energi panas dari fluida tersebut selanjutnya digunakan
untuk berbagai macam keperluan, seperti untuk turbin uap, pemanas ruangan, mesin uap,
dan lain sebagainya. Secara proses konversi energi, boiler memiliki fungsi untuk
mengkonversi energi kimia yang tersimpan di dalam bahan bakar menjadi energi panas
yang tertransfer ke fluida kerja.
Air panas atau tekan panas uap dapat digunakan untuk mentransfer panas ke dalam
suatu process. Air sangat berguna dan merupakan media yang murah untuk mentransfer
panas ke suatu proses/sistem. Ketika air diuapkan volumenya akan meningkat sebesar
1600 kali, dan memproduksi gaya yang hampir sama dengan ledakan bubuk mesiu. Maka
dari itu boiler adalah salah satu alat yang membutuhkan perawatan ekstra.
Bejana bertekanan pada boiler umumnya menggunakan bahan baja dengan spesifikasi
tertentu yang telah ditentukan dalam standard ASME (The ASME Code Boilers ),
terutama untuk penggunaan boiler pada industri-industri besar. Dalam sejarah tercatat
berbagai macam jenis material digunakan sebagai bahan pembuatan boiler seperti
tembaga, kuningan, dan besi cor. Namun bahan-bahan tersebut sudah lama ditinggalkan
7. karena alasan ekonomis dan juga ketahanan material yang sudah tidak sesuai dengan
kebutuhan industri.
Panas yang diberikan kepada fluida di dalam boiler berasal dari proses pembakaran
dengan berbagai macam jenis bahan bakar yang dapat digunakan, seperti kayu, batubara,
solar/minyak bumi, dan gas. Dengan adanya kemajuan teknologi, energi nuklir pun juga
digunakan sebagai sumber panas pada boiler.
2.2 Jenis-jenis Boiler
a. Fire Tube Boiler
Pada fire tube boiler, gas panas melewati pipa-pipa dan air umpan boiler ada didalam
shell untuk dirubah menjadi steam. Fire tube boilers biasanya digunakan untuk kapasitas
steam yang relative kecil dengan tekanan steam rendah sampai sedang. Sebagai pedoman,
fire tube boilers kompetitif untuk kecepatan steam sampai 12.000 kg/jam dengan tekanan
sampai 18 kg/cm2. Fire tube boilers dapat menggunakan bahan bakar minyak bakar, gas atau
bahan bakar padat dalam operasinya. Untuk alasan ekonomis, sebagian besar fire tube boilers
dikonstruksi sebagai “ paket” boiler (dirakit oleh pabrik) untuk semua bahan bakar.
b. Water Tube Boiler
Pada water tube boiler, air umpan boiler mengalir melalui pipa-pipa masuk kedalam
drum. Air yang tersirkulasi dipanaskan oleh gas pembakar membentuk steam pada daerah
uap dalam drum. Boiler ini dipilih jika kebutuhan steam dan tekanan steam sangat tinggi
seperti pada kasus boiler untuk pembangkit tenaga. Water tube boiler yang sangat modern
dirancang dengan kapasitas steam antara 4.500 – 12.000 kg/jam, dengan tekanan sangat
tinggi. Banyak water tube boilers yang dikonstruksi secara paket jika digunakan bahan bakar
minyak bakar dan gas. Untuk water tube yang menggunakan bahan bakar padat, tidak umum
dirancang secara paket.
8. Karakteristik water tube boilers sebagai berikut:
Forced, induced dan balanced draft membantu untuk meningkatkan efisiensi
pembakaran.
Kurang toleran terhadap kualitas air yang dihasilkan dari plant pengolahan air.
Memungkinkan untuk tingkat efisiensi panas yang lebih tinggi.
c. Paket Boiler
Disebut boiler paket sebab 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 shell and tube dengan
rancangan fire tube dengan transfer panas baik radiasi maupun konveksi yang tinggi.
Ciri -ciri dari packaged boilers adalah:
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.
Sistim forced atau induced draft menghasilkan efisiensi pembakaran yang baik.
Sejumlah lintasan/pass menghasilkan perpindahan panas keseluruhan yang lebih 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
9. setelah itu kemudian satu, dua, atau tiga set pipa api. Boiler yang paling umum dalam kelas
ini adalah unit tiga pass/ lintasan dengan dua set fire-tube/ pipa api dan gas buangnya keluar
dari belakang boiler.
d. Boiler Pembakaran dengan Fluidized Bed (FBC)
Pembakaran dengan fluidized bed (FBC) muncul sebagai alternatif yang memungkinkan
dan memiliki kelebihan yang cukup berarti dibanding sistim pembakaran yang konvensional
dan memberikan banyak keuntungan – rancangan boileryang kompak, fleksibel terhadap
bahan bakar, efisiensi pembakaran yang tinggi dan berkurangnya emisi polutan yang
merugikan seperti SOx dan NOx. Bahan bakar yang dapat dibakar dalam boiler ini adalah
batubara, barang tolakan dari tempat pencucian pakaian, sekam padi, bagas & limbah
pertanian lainnya. Boiler fluidized bed memiliki kisaran kapasitas yang luas yaitu antara 0.5
T/jam sampai lebih dari 100 T/jam.
Bila udara atau gas yang terdistribusi secara merata dilewatkan keatas melalui bed
partikel padat seperti pasir yang disangga oleh saringan halus, partikel tidak akan terganggu
pada kecepatan yang rendah. Begitu kecepatan udaranya berangsur-angsur naik, terbentuklah
suatu keadaan dimana partikel tersuspensi dalam aliran udara – bed tersebut disebut “
terfluidisasikan”.Dengan kenaikan kecepatan udara selanjutnya, terjadi pembentukan
gelembung, turbulensi yang kuat, pencampuran cepat dan pembentukan permukaan bed
yang rapat. Bed partikel padat menampilkan sifat cairan mendidih dan terlihat seperti fluida
- “ bed gelembung fluida/ bubbling fluidized bed”.
10. Jika partikel pasir dalam keadaan terfluidi sasikan dipanaskan hingga ke suhu nyala
batubara, dan batubara diinjeksikan secara terus menerus ke bed, batubara akan terbakar
dengan cepat dan bed mencapai suhu yang seragam. Pembakaran dengan fluidized bed
(FBC) berlangsung pada suhu sekitar 840OC hingga 950OC. Karena suhu ini jauh berada
dibawah suhu fusi abu, maka pelelehan abu dan permasalahan yang terkait didalamnya
dapat dihindari.
Suhu pembakaran yang lebih rendah tercapai disebabkan tingginya koefisien perpindahan
panas sebagai akibat pencampuran cepat dalam fluidized bed dan ekstraksi panas yang efektif
dari bed melalui perpindahan panas pada pipa dan dinding bed. Kecepatan gas dicapai
diantara kecepatan fluidisasi minimum dan kecepatan masuk partikel. Hal ini menjamin
operasi bed yang stabil dan menghindari terbawanya partikel dalam jalur gas.
e. Atmospheric Fluidized Bed Combustion (AFBC) Boiler
Kebanyakan boiler yang beroperasi untuk jenis ini adalah Atmospheric Fluidized Bed
Combustion (AFBC) Boiler. Alat ini hanya berupa shell boiler konvensional biasa yang
ditambah dengan sebuah fluidized bed combustor. Sistim seperti telah dipasang
digabungkan dengan water tube boiler/boiler pipa air konvensional.
Batubara dihancurkan menjadi ukuran 1 – 10 mm tergantung pada tingkatan batubara
dan jenis pengumpan udara ke ruang pembakaran. Udara atmosfir, yang bertindak sebagai
udara fluidisasi dan pembakaran, dimasukkan dengan tekanan, setelah diberi pemanasan awal
olehgas buang bahan bakar. Pipa dalam bed yang membawa air pada umumnya bertindak
sebagai evaporator. Produk gas hasil pembakaran melewati bagian super heater dari boiler
11. lalu mengalir ke economizer, ke pengumpul debu dan pemanas awal udara sebelum dibuang
keatmosfir.
f. Pressurized Fluidized Bed Combustion (PFBC) Boiler
Pada tipe Pressurized Fluidized bed Combustion (PFBC), sebuah kompresor memasok
udara Forced Draft (FD), dan pembakarnya merupakan tangki bertekanan. Laju panas yang
dilepas dalam bed sebanding dengan tekanan bed sehingga bed yang dalam digunakan untuk
mengekstraksi sejumlah besar panas. Hal ini akan meningkatkan efisiensi pembakaran dan
peyerapan sulfur dioksida dalam bed. Steam dihasilkan didalam dua ikatan pipa, satu di bed
dan satunya lagi berada diatasnya. Gas panas dari cerobong menggerakan turbin gas
pembangkit tenaga. Sistim PFBC dapat digunakan untuk pembangkitan kogenerasi (steam
dan listrik) atau pembangkit tenaga dengan siklus gabungan/combined cycle. Operasi
combined cycle (turbin gas & turbin uap) meningkatkan efisiensi konversi keseluruhan
sebesar 5 hingga 8 persen.
12. g. Atmospheric Circulating Fluidized Bed Combustion Boilers (CFBC)
Dalam sistim sirkulasi, parameter bed dijaga untuk membentuk padatan melayang dari
bed. Padatan diangkat pada fase yang relatif terlarut dalam pengangkat padatan, dan sebuah
down-comer dengan sebuah siklon merupakan aliran sirkulasi padatan. Tidak terdapat pipa
pembangkit steam yang terletak dalam bed. Pembangkitandan pemanasan berlebih steam
berlangsung di bagian konveksi, dinding air, pada keluaran pengangkat/ riser.
Boiler CFBC pada umumnya lebih ekonomis daripada boiler AFBC, untuk penerapannya
di industri memerlukan lebih dari 75 – 100 T/jam steam. Untuk unit yang besar, semakin
tinggi karakteristik tungku boiler CFBC akan memberikan penggunaan ruang yang semakin
baik, partikel bahan bakar lebih besar, waktu tinggal bahan penyerap untuk pembakaran
yang efisien dan penangkapan SO2 yang semakin besar pula, dan semakin mudah penerapan
teknik pembakaran untuk pengendalian NOx daripada pembangkit steam AFBC.
h. Stoker Fired Boilers
Stokers diklasifikasikan menurut metode pengumpanan bahan bakar ke tungku dan oleh
jenis gratenya. Klasifikasi utamanya adalah spreader stoker dan chain-gate atau traveling-gate
stoker.
1) Spreader stokers : Spreader stokers memanfaatkan kombinasi pembakaran suspensi
dan pembakaran grate. Batubara diumpankan secara kontinyu ke tungku diatas bed
pembakaran batubara. Batubara yang halus dibakar dalam suspensi; partikel yang
lebih besar akan jatuh ke grate, dimana batubara ini akan dibakar dalam bed batubara
yang tipis dan pembakaran cepat. Metode pembakaran ini memberikan fleksibilitas
13. yang baik terhadap fluktuasi beban, dikarenakan penyalaan hampir terjadi secara
cepat bila laju pembakaran meningkat. Karena hal ini, spreader stoker lebih disukai
dibanding jenis stoker lainnya dalam berbagai penerapan di industri.
2) Chain-grate atau traveling-grate stoker : Batubara diumpankan ke ujung grate baja
yang bergerak.Ketika gratebergerak sepanjang tungku, batubara terbakar sebelum
jatuh pada ujungsebagai abu. Diperlukan tingkat keterampilan tertentu, terutama bila
menyetel grate, damper udara dan baffles, untuk menjamin pembakaranyang bersih
serta menghasilkan seminimal mungkin jumlah karbon yang tidak terbakar dalam
abu.
Hopper umpan batubara memanjang di sepanjang seluruh ujung umpan batubara pada
tungku. Sebuah grate batubara digunakan untuk mengendalikan kecepatan batubara yang
diumpankan ke tungku dengan mengendalikan ketebalan bed bahan bakar. Ukuran batubara
harus seragam sebab bongkahan yang besar tidak akan terbakar sempurna pada waktu
mencapai ujung grate.
i. Pulverized Fuel Boiler
Kebanyakan boiler stasiun pembangkit tenaga yang berbahan bakar batubara
menggunakan batubara halus, dan banyak boiler pipa air di industri yang lebih besar juga
menggunakan batubara yang halus. Teknologi ini berkembangdengan baik dan diseluruh
dunia terdapat ribuan unit dan lebih dari 90 persen kapasitas pembakaran batubara merupakan
jenis ini.
14. Untuk batubara jenis bituminous, batubara digiling sampai menjadi bubuk halus, yang
berukuran +300 micrometer (µm) kurang dari 2 persen dan yang berukuran dibawah 75
microns sebesar 70-75 persen. Harus diperhatikan bahwa bubuk yang terlalu halus akan
memboroskan energi penggilingan.
Sebaliknya, bubuk yang terlalu kasar tidak akan terbakar sempurna pada ruang
pembakaran dan menyebabkan kerugian yang lebih besar karena bahan yang tidak terbakar.
Batubara bubuk dihembuskan dengansebagian udara pembakaran masuk menuju plant boiler
melalui serangkaian nosel burner. Udara sekunder dan tersier dapat juga ditambahkan.
Pembakaran berlangsung pada suhu dari 1300 - 1700°C, tergantung pada kualitas
batubara. Waktu tinggal partikel dalam boiler biasanya 2 hingga 5 detik, dan partikel harus
cukup kecil untuk pembakaran yang sempurna. Sistim ini memiliki banyak keuntungan
seperti kemampuan membakar berbagai kualitas batubara, respon yang cepat terhadap
perubahan beban muatan, penggunaan suhu udara pemanas awal yang tinggi dll.
Salah satu sistim yang paling populer untuk pembakaran batubara halus adalah
pembakaran tangensial dengan menggunakan empat buah burner dari keempat sudut untuk
menciptakan bola api pada pusat tungku.
j. Boiler Limbah Panas
Dimanapun tersedia limbah panas pada suhu sedang atau tinggi, boiler limbah panas
dapat dipasang secara ekonomis. Jika kebutuhan steam lebih dari steam yang dihasilkan
15. menggunakan gas buang panas, dapat digunakan burner tambahan yang menggunakan
bahan bakar.
Jika steam tidak langsung dapat digunakan, steam dapat dipakai untuk memproduksi
daya listrik menggunakan generator turbin uap. Hal ini banyak digunakan dalam
pemanfaatan kembali panas dari gas buang dari turbin gas dan mesin diesel.
k. Pemanas Fluida Termis
Saat ini, pemanas fluida termis telah digunakan secara luas dalam berbagai penerapan
untuk pemanasan proses tidak langsung. Dengan menggunakan fluida petroleum sebagai
media perpindahan panas, pemanas tersebut memberikan suhu yang konstan. Sistim
pembakaran terdiri dari sebuah fixed grate dengan susunan draft mekanis.
Pemanas fluida thermis modern berbahan bakar minyak terdiri dari sebuah kumparan
ganda, konstruksi tiga pass dan dipasang dengan sistim jet tekanan. Fluida termis, yang
bertindak sebagai pembawa panas, dipanaskan dalam pemanas dan disirkulasikan melalui
peralatan pengguna. Disini fluida memindahkn panas untuk proses melalui penukar panas,
kemudian fluidanya dikembalikan ke pemanas. Aliran fluida termis pada ujung pemakai
dikendalikan oleh katup pengendali yang dioperasikan secara pneumatis, berdasarkan suhu
operasi. Pemanasberoperasi pada api yang tinggi atau rendah tergantung pada suhu minyak
yang kembali yang bervariasi tergantung beban sistim.
Keuntungan pemanas tersebut adalah:
Operasi sistim tertutup dengan kehilangan minimum dibanding dengan boiler steam.
Operasi sistim tidak bertekanan bahkan untuk suhu sekitar 2500C dibandingkan
kebutuhan tekanan steam 40kg/cm2dalam sistim steam yang sejenis.
16. Penyetelan kendali otomatis, yang memberikan fleksibilitas operasi.
Efisiensi termis yang baik karena tidak adanya kehilangan panas yang diakibatkan
oleh blowdown, pembuangan kondensat dan flash steam.
Faktor ekonomi keseluruhan dari pemanas fluida termis tergantung pada penerapan spesifik
dan dasar acuannya. Pemanas fluida thermis berbahan bakar batubara dengan kisaranefisiensi
panas 55-65 persen merupakan yang paling nyaman digunakan dibandingkan denganhampir
kebanyakan boiler. Penggabungan peralatan pemanfaatan kembali panas dalam gabuang
akan mempertinggi tingkat efisiensi termis selanjutnya.
2.3 Komponen Boiler
A. Komponen-komponen Boiler Sisi Water-Steam
1. Steam Drum adalah salah satu komponen pada boiler pipa air yang berfungsi sebagai
reservoir campuran air dan uap air, dan juga berfungsi untuk memisahkan uap air
dengan air pada proses pembentukan uap superheater. Steam Drum pada boiler
berfungsi sebagai reservoir campuran air dan uap air, dan juga berfungsi untuk
memisahkan uap air dengan air pada proses pembentukan uap superheater.
Steam drum memiliki beberapa saluran masuk dan dua saluran keluar. Air yang
masuk ke dalam steam drum memiliki fase campuran antara uap air dan cair. Di
dalam steam drum terdapat cyclone separator, bagian ini berfungsi untuk memisahkan
17. antara uap air saturated dengan air. Uap air akan keluar melalui pipa sebelah atas
steam drum dan menuju ke boiler untuk dipanaskan lebih lanjut menjadi uap kering.
Sedangkan yang masih berfase cair akan menuju ke raiser tube untuk dipanaskan
sehingga berubah fase menjadi uap.
Cyclone separator menjadi bagian paling utama di dalam steam drum. Di dalam
cyclone separator terdapat semacam cakram miring yang dapat berputar terhadap
porosnya. Campuran uap air dan air bertekanan terdorong masuk ke dalam sehingga
menyebabkan cakram ini berputar. Efek putaran dan benturan antara fluida dengan
cakram tersebut secara alami akan memisahkan air dengan uap saturated, sehingga air
akan jatuh ke bawah sedangkan uap air akan naik ke atas. Di bagian atas keluaran
steam drum, terdapat plat-plat miring yang disebut eliminator / scrubber. Plat ini juga
berfungsi untuk memisahkan air dengan uap sehingga hanya uap saja yang dapat
melewati scrubber tersebut.
2. Boiler Water Circulating Pump : Mensupply air feedwater dari steam drum ke
water wall / raiser tube. Pada boiler sub-kritikal sebenarnya air dapat secara natural
mengalir sesuai dengan desain boiler, asalkan saluran perpipaan didesain dengan
hambatan yang sangat rendah. Keberadaan BWCP akan memastikan air mengisi
seluruh bagian pipa boiler, yang hal ini tidak dijamin dapat dilakukan oleh boiler
dengan sistem sirkulasi natural. Sirkulasi air pada boiler sangat penting untuk
diperhatikan, karena selain sebagai fluida kerja air juga berfungsi sebagai media
pendingin pipa-pipa boiler. Sedikit saja bagian dari pipa boiler tidak terisi air akibat
turunnya head keluaran BWCP, akan sangat fatal akibatnya.
18. Sebagai contoh mari kita perhatikan salah satu desain BWCP pada sebuah boiler
PLTU di atas. Pompa tersebut berjenis sentrifugal berposisi vertikal dengan satu inlet
dan dua outlet. BWCP ini menggunakan sebuah motor listrik khusus yang seporos
dengan pompa. Di antara pompa dengan motor tidak dipergunakan sistem sealing
semacam gland packing atau mechanical seal, karena temperatur kerja air yang
dipompa sudah terlalu tinggi. Untuk mengatasi hal ini, rotor dari motor pompa
didesain dapat terendam air dan digunakan pula heat exchanger untuk mendinginkan
air di dalam motor.
3. Desuperheater Spray
Uap air superheater yang masuk turbin uap pada sebuah PLTU harus memiliki
spesifikasi yang sesuai dengan ketentuan. Temperatur uap air harus dijaga pada angka
tertentu sehingga sesuai dengan persyaratan untuk menggerakkan turbin uap.
Desuperheater spray adalah sebuah bagian pada boiler yang berfungsi untuk
mengontrol temperatur uap superheater maupun reheater keluaran boiler dengan jalan
menyemprotkan air padanya. Jumlah air yang disemprotkan ke uap air tersebut
dikontrol oleh control valve. Komponen inilah yang berfungsi untuk menjaga agar
spesifikasi uap air selalu dalam parameter terbaik.
19. Sistem desuperheater mendapatkan input sinyal berupa temperatur uap air keluaran
sistem. Sinyal ini diproses sehingga sistem kontrol dapat mengatur besar bukaan
control valve yang mensupply air ke sistem. Air yang digunakan haruslah memiliki
tekanan yang lebih besar daripada tekanan uap air. Maka digunakanlah air feedwater
yang berasal dari outlet Boiler Feedwater Pump.
4. Pipa Boiler (Tube)
Boiler berskala besar dibentuk oleh pipa-pipa (tubing) berukuran antara 25 mm
hingga 100 mm. Pipa-pipa ini memiliki desain material dan bentuk khusus yang harus
tahan terhadap perbedaan temperatur ekstrim antara ruang bakar dengan air / uap air
yang mengalir di dalamnya. Selain itu material pipa haruslah bersifat konduktor panas
yang baik, sehingga perpindahan panas (heat transfer) dari proses pembakaran ke air /
uap air bisa efektif.
Ada desain khusus pada pipa-pipa boiler besar yang cukup unik. Pipa-pipa tersebut
berkontur ulir di dalamnya, sehingga menciptakan aliran turbulen pada saat air atau
uap air mengalir di dalam pipa-pipa tersebut. Tujuan diciptakannya aliran turbulen
adalah untuk mengurangi efek gesekan antara air atau uap air dengan permukaan pipa,
sehingga mengurangi resiko kemungkinan adanya aliran yang mengganggu
(turbulensi) pada lekukan pipa. Pada akhirnya hal ini akan meningkatkan efisiensi
perpindahan energi panas dari proses pembakaran ke air.
5. Boiler Relief Valve
Boiler relief valve adalah sebuah safety valve yang berfungsi untuk membuang uap
boiler pada saat tekanan terlalu berlebihan di atas ketentuan produksi boiler. Hal ini
untuk mencegah terjadinya ledakan yang lebih besar yang mungkin diakibatkan oleh
tekanan uap superheater yang besar. Boiler relief valve memiliki tekanan kerja
20. tertentu yang sesuai dengan setting yang telah ditentukan sebelum boiler beroperasi.
Jika tekanan uap boiler lebih besar daripada tekanan kerja relief valve ini, maka ia
akan membuka dan membuang uap air ke atmosfer.
B. Komponen-komponen Proses Pembakaran Pada Boiler
1. Coal Feeder
Berfungsi untuk mengatur jumlah batubara yang akan masuk ke dalam pulverizer.
Jumlah batubara diatur sesuai dengan kebutuhan pembakaran pada furnace. Sistem
pengaturan jumlah batubara pada coal feeder dapat dilakukan dengan dua cara
berdasarkan jenisnya, yaitu secara fraksi berat atau secara fraksi volume batubara.
Pengaturan jumlah batubara berdasarkan fraksi berat, menggunakan sensor
gravimetric yang dapat mendeteksi berat dari batubara yang melewati konveyornya.
Coal feeder jenis ini biasa disebut dengan Gravimetric Feeder. Sedangkan coal feeder
fraksi volume memiliki luas penampang jalur konveyor yang tetap untuk mengatur
jumlah batubara yang melewati konveyornya. Kedua sistem di atas sama-sama
menggunakan konveyor yang kecepatannya dapat diatur secara fleksibel.
Gravimatic feeder lebih banyak dipilih untuk digunakan karena kemampuannya
dalam merespon perubahan berat jenis batubara
yang digunakan. Kandungan energi pada batubara
cenderung bergantung pada berat jenis daripada
volume batubara, sehingga gravimetric feeder akan
lebih baik dalam mengontrol supply energi yang
21. masuk ke boiler. Disamping itu gravimetric feeder memerlukan kalibrasi sensor
gravimetric-nya secara berkala agar sistem kontrol supply batubara dapat selalu
berjalan dengan baik.
2. Pulverizer
Batubara hasil tambang memiliki ukuran fisik yang sangat beragam, dari yang hanya
berukuran butiran pasir hingga seperti bongkahan kerikil berdiameter 20cm. Ukuran
batubara yang terlalu besar dapat mengurangi efisiensi proses pembakaran, karena
semakin kecil ukuran partikel batubara maka akan semakin cepat pula batubara
tersebut terbakar. Untuk mendapatkan ukuran batubara yang cukup kecil maka
sebelum masuk ke furnace boiler, batubara akan mengalami proses grinding pada
sebuah alat bernama pulverizer. Silahkan Anda bayangkan bahwa batubara keluaran
pulverizer akan berukuran selembut tepung, yang dinamakan pulverized fuel.
Batubara yang diatur jumlahnya oleh coal feeder masuk ke pulverizer melalui sisi
inlet pada bagian atasnya. Batubara jatuh pada sebuah table yang berputar. Pada
bagian lain terdapat beberapa buah grinding yang dapat berputar bebas karena
permukaan grinding tersebut bersentuhan dengan table yang berputar tadi. Pada
grinding terdapat sistem pegas untuk memudahkan dalam menghancurkan batubara.
Udara panas dengan tekanan dan temperatur yang terjaga dimasukkan ke dalam
pulverizer sebagai media untuk membawa batubara yang telah halus keluar
pulverizer. Pada sisi outlet (bagian atas) terdapat sudu-sudu classifier yang berfungsi
untuk memfilter agar hanya batubara yang telah halus saja yang dapat melewati sudu-
sudu tersebut. Batubara yang tidak dapat melewati classifier akan jatuh kembali ke
table untuk digrinding agar lebih halus.
22. 3. Burner
Menjadi alat untuk mencampur batubara dengan udara dan sebagai nozzle untuk
mendorong campuran bahan bakar tersebut ke dalam furnace boiler. Pulverized fuel
yang keluar dari pulverizer dibawa oleh udara bertekanan menuju ke burner malalui
pipa-pipa, di sisi lain ada pula udara tambahan (biasa disebut secondary air) yang
disupply untuk memenuhi kebutuhan pembakaran. Secondary air dalam debit tertentu
tersebut bertemu dengan pulverized fuel pada burner. Keduanya bercampur dan
terdorong menuju ke tengah-tengah furnace untuk dibakar. Pada proses penyalaan
boiler diperlukan proses penyalaan awal untuk campuran bahan bakar tersebut, dan
umumnya boiler-boiler besar menggunakan bahan bakar bantuan seperti solar (HSD)
untuk membantu proses penyalaan awal.
Komponen-komponen dari coal burner umumnya adalah sebagai berikut:
a. Oil Gun. Bagian ini berfungsi untuk mensupply bahan bakar (biasanya HSD) ke
dalam boiler sebagai proses penyalaan awal boiler dan juga proses pematian
boiler. Pada oil gun terdapat dua saluran utama yakni saluran fuel oil dan saluran
atomizing air. Atomizing air berfungsi untuk membentuk kabut bahan bakar HSD
tadi sehingga lebih mudah terbakar. Pada oil gun juga terdapat ignitor yang
berfungsi sebagai pemantik untuk menyalakan bahan bakar tadi.
b. Damper udara termasuk di dalam bagian burner. Damper ini mengatur supply
udara pembakaran yang masuk ke boiler.
c. Coal Nozzle. Bagian ini sebagai ujung masuknya pulverized fuel ke dalam furnace
boiler.
d. Flame Scanner. Adalah alat sensor api yang berfungsi untuk membaca apakah
terjadi proses pembakaran pada burner.Pada proses penyalaan awal, boiler akan
menggunakan bahan bakar HSD. Dengan bantuan ignitor sebagai pemantik
apinya, HSD akan terbakar di dalam furnace dengan jarak aman tertentu. Jika
proses pembakaran dengan menggunakan HSD dirasa telah stabil (biasanya
ditandai dengan jumlah tertentu uap air yang dihasilkan boiler) maka pulverized
fuel dapat dimasukkan ke dalam proses pembakaran dengan tanpa menghentikan
23. supply HSD. Supply HSD akan dihentikan jika flame scanner telah membaca
pulverized fuel terbakar di ujung burner. Jarak api yang terbentuk pada ujung
burner harus dijaga pada jarak aman tertentu, hal ini berhubungan dengan
keselamatan kerja agar api tidak menjalar ke pipa-pipa supply pulverized fuel.
4. Fan System
Untuk men-supply udara yang digunakan pada proses pembakaran, boiler
membutuhkan kerja beberapa jenis kipas dengan fungsi masing-masing. Dan berikut
adalah sistem-sistem yang berhubungan dengan supply udara untuk proses
pembakaran pada boiler
a. Primary Air Fan. Kipas ini berfungsi untuk men-supply udara bertekanan yang
akan digunakan untuk membawa pulverized fuel dari pulverizer menuju ke boiler.
Parameter terkontrol pada primary air adalah besar tekanan kerjanya, sehingga
kipas yang digunakan adalah yang bertipe kipas sentrifugal. Kipas sentrifugal
dikenal dapat menghasilkan tekanan udara keluaran yang lebih tinggi daripada
kipas aksial namun dengan debit aliran yang cukup tinggi pula.
b. Centrifugal Primary Air Fan . Pada sisi inlet primary air fan terdapat sudu-sudu
(inlet vane) yang dapat bergerak ke arah menutup ataupun membuka 100%.
Sudu-sudu ini berfungsi untuk mengatur debit udara yang masuk ke kipas dan di-
supply ke pulverizer.
24. c. Secondary Air Fan. Kipas inilah yang menjadi penyupply utama udara ke dalam
furnace boiler untuk memenuhi kebutuhan proses pembakaran. Berbeda dengan
primary air yang menitik beratkan kepada tekanan kerjanya, secondary air lebih
diutamakan kontrol terhadap debit volume-nya. Oleh karena itulah secondary air
umumnya menggunakan kipas dengan tipe aksial yang dapat menghasilkan
volume debit aliran yang tinggi. Untuk mengatur jumlah udara yang di-supply ke
boiler, sudu-sudu pada secondary air fan dapat bergerak-gerak fleksibel membuka
dan menutup. Semakin besar bukaan sudu maka akan semakin banyak pula udara
yang dialirkan oleh kipas ini ke boiler untuk mencukupi kebutuhan proses
pembakaran.
d. Air Pre-Heater. Komponen ini berfungsi untuk memanaskan awal primary dan
secondary air dengan menggunakan panas yang dihasilkan oleh gas buang boiler.
25. Air Pre-Heater tersusun atas plat-plat yang berfungsi untuk menyerap panas dari
gas buang boiler. Plat-plat tersebut tersusun melingkar dan dapat berputar
sehingga aliran udara ataupun gas buang adalah sejajar dengan poros putaran air
pre-heater ini. Putaran yang teratur namun tidak terlalu cepat akan memindahkan
panas dari gas buang boiler ke plat-plat air pre-heater dan berlanjut pindah ke
udara-udara primary dan secondary.
Temperatur panas pada primary air berfungsi untuk mengeringkan pulverized fuel
yang dihasilkan oleh pulverizer. Karena jika pulverized fuel dalam keadaan basah
(akibat hujan mungkin) akan memperlambat proses pembakaran di dalam
furnace. Selain itu, kondisi basah dari pulverized fuel yang selembut tepung dapat
menempel dan menyebabkan penimbunan pada pipa-pipa saluran menuju
furnace. Hal ini sangat berbahaya karena jika terus dibiarkan dapat menyumbat
pipa-pipa tersebut.
5. Soot Blower
Salah satu produk sampingan dari proses pembakaran barubara pada boiler adalah
kerak. Kerak ini didapati banyak menempel pada pipa-pipa boiler, sehingga akan
sangat mengganggu proses perpindahan panas jika hal ini terus dibiarkan. Maka
dipergunakanlah satu alat bernama soot blower. Alat ini berfungsi untuk
menyemprotkan uap panas ke dinding-dinding pipa boiler sehingga kotoran-kotoran
yang menempel padanya dapat lepas. Soot blower menggunakan uap air kering yang
dihasilkan oleh boiler.
26. 2.4 Jenis Steam pada Boiler
2.5 Keamanan (safety) pada boiler
Orang yang pertama kali menemukan kebakaran :
a. Orang yang pertama kali menemukan kebakaran harus segera berteriak untuk
meminta bantuan dan untuk memberikan peringatan kepada orang lain yang berada di
sekitar lokai yang masih dapat mendengar suaranya.
b. Segera menghubungi Control Room Engineer dengan nomor 4444 dan nyalakan
alarm kebakaran terdekat [9].
c. Memberikan informasi dengan detail mengenai lokasi kebakaran, banyaknya orang
yang terlibat serta akibat yang ditimbulkan.
d. Memberikan perhatian kepada orang yang menjadi korban. Pegawai yang tidak
terlatih atau belum pernah mengikuti training PPPK tidak diperbolehkan untuk
memindahkan korban yang terluka. Jika korban dapat berjalan sendiri, maka harus
segera menuju assembly point yang telah ditentukan.
e. Untuk pegawai yang telah terlatih menggunakan alat pemadam kebakaran dan telah
mengikuti training penanganan kebakaran, harus mencoba mamadamkan api
menggunakan alat pemadam yang tersedia di sekitar lokasi, hingga fire team datang.
27. Hal tersebut hanya dilakukan jika pegawai benar-benar terlatih dan dalam keadaan
yang aman.
• The Emergency Incident Controller (EIC):
a. Berinisiatif untuk menyalakan Emergency Alarm, dan menggunakan alamat umum di
luar lokasi YTL untuk memanggil pemadam kebakaran dan petugas kesehatan jika
diperlukan
b. Mengatur akses mobil pemadam keakaran dan first aid team sesuai kebutuhan
c. Memastikan semua personel yang terlibat dalam insiden diketahui jumlahnya.
d. Memastikan semua pelayanan emergency aman dalam melakukan penanganan e.
Melengkapi laporan Emergency Incident.
e. Memastikan semua data yang ada tertulis pada Accident (Injuries) Record Book
f. Untuk kejadian yang fatal, EIC harus menjaga agar area di sekitar lokasi kebakaran
dikosongkan, diusahakan tidak menyebar, dan aman. Area tersebut dijaga hingga
polisi datang untuk melakukan penyidikan
• Shift Core Team dan Shift Fire Team
a. Setelah mendengar alarm kebakaran, segera berkumpul di tempat berkumpul atau di
tempat yang ditunjukkan lewat radio pager
b. Harus menggunakan PPE dan Fire Protective Clothing
c. Memakai breathing apparatus hanya jika diperlukan atau diinstruksikan oleh
Pemimpin Tim
d. Berusaha memadamkan api hanya jika aman untuk dilakukan dan harus
memperhitungkan keselamatan diri sendiri.
• Fire Warden :
a. Fire Warden akan memandu dan mengkoordinasi evakuasi dari pegawai di
lokasinya.
b. Memastikan bahwa tamu telah berada ke assembly point
c. Tetap berkomunikasi dengan pegawai dan kontraktor
d. Evakuasi diarahkan melalui tempat/ rute yang aman, kemudian tetap berada di
assembly point hingga ada instruksi berikutnya.
e. Stand by pada radio kanal – 1 untuk instruksi dari shift manager
28. BAB III
SIMPULAN dan SARAN
3.1 Simpulan
Boiler atau ketel uap adalah suatu bejana/wadah yang di dalamnya berisi air atau fluida
lain untuk dipanaskan. Boiler terdiri dari berbagai macam komponen dan jenis. komponennya
antara lain adalah steam drum, air-fan, coal freeder, dan lainnya.
Jenis boiler ada fire tube dan water tube serta lainnya. Dan safety pada boiler merupakan
oenangan yang sangat serius. Jika ada kerusakan yang menyebabkan insiden harus segera
ditangani dengan serius sesuai dengan penanganannya.
3.2 Saran
Dalam penggunaan boiler harus sesuai agar tidak merusak komponen pada boiler.
Jangan lupa untuk selalu merawat boiler dengan perawatan yang sesuai.
