1. BAGIAN-BAGIAN BOILER
Dapur pembakar (furnance)
Furnance adalah suatu ruangan dapur sebagai penerima bahan bakar untuk
pembakaran, yang dilengkapi dengan fire grate pada bagian bawah diletakan
rangka bakar sebagai alas bahan bakar, dan pada sekelilingnya adalah pipa-pipa air
ketel yang menempel pada dinding tembok dapur yang mendapat atau menerima
panas dari bahan bakar. Adapun pemindahan panas yang terjadi pada ketel uap ada
3 proses, yaitu:
1. Pemindahan panas dengan pancaran atau radiasi dari nyala api dan gas panas
kepada dinding ketel dan pipa-pipa air.
2. Panas ini mengalir memalui hantaran atau konduksi dari sisi dinding yang
menerima panas ke sisi dinding yang memberi panas.
3. Selanjutnya panas ini dengan cara singgungan atau konveksi diserahkan kepada
air yang mengalir.
Ruang bakar terbagi 2 (dua) bagian, yaitu :
1. Ruang pertama berfungsi sebagai ruang pembakaran, sebagai pemanas yg
dihasilkan dan diterima langsung oleh pipa-pipa air yg berada di dlm ruangan
dapur tersebut (pipa-pipa air) dari drum ke header samping kanan/kiri.
2. Ruang kedua merupakan ruang gas panas yg diterima dari hasil pembakaran
dalam ruang pertama. Di dalam ruang kedua ini sebagian besar panas dari gas
diterima oleh pipa-pipa air drum atas ke drum bawah. Dalam ruang
pembakaran pertama udara pembakaran ditiupkan oleh Blower Forced Draft
Fan (FDF) melalui lubang-lubang kecil disekeliling dinding ruang pembakaran
dan melalui kisi-kisi bagian bawah dapur (Fire grates).
Jumlah udara yang diperlukan diatur melalui klep (Air Draft Controller) yang
dikendalikan dari panel saklar ketel. Sedangkan dalam ruang kedua, gas panas
dihisap Blower (Induced Draft Fan) sehingga terjadi aliran panas dari ruangan
pertama ke ruang kedua dapur. Pembakaran Di dalam ruang kedua dipasang sekat-sekat
sedemikian rupa yang dapat memperpanjang permukaan yang dilalui gas
panas, supaya gas panas tersebut dapat memanasi seluruh pipa air, sebagian
permukaan luar drum atas dan seluruh bagian luar drum bawah.
2. Steam drum
Drum atas berfungsi sebagai tempat pembentukan uap yang dilengkapi dengan
sekat-sekat penahan butir-butir air untuk memperkecil kemungkinan air terbawa
uap. Steam drum terletak di bagian atas, adalah suatu tabung atau bejana yang
berisi air dan sebagian uap dengan perbadingan 50%: 50%. Pada steam drum itulah
pembuatan uap pada ketel terjadi. Disamping sebagai tempat pembuatan uap, juga
digunakan sebagai tempat penerima air pengisi ketel. Karena perbedaan suhu pada
air pengisisan dan air yang berada di dalam steam drum dan air yang berada di
dalam pipa-pipa, maka terjadilah sirkulasi air didalam ketel, sehingga air yang
bersuhu rendah akan mengalir kebawah melalui pipa-pipa dan down corner.
Demikian pula sebaliknya pada air yang bersuhu tinggi akan mengalir keatas
melalui pipa-pipa disekeliling dapur, akhirnya menguap pada permukaan air dalam
steam drum.
Gambar 3.2 ilustrasi steam drum
Water drum
Drum bawah berfungsi sebagai tempat pemanasan air ketel yang didalamnya di
3. pasang plat-plat pengumpul endapan lumpur untuk memudahkan pembuangan
keluar (Blow Down). Water drum terletak dibagian bawah, adalah suatu tabung
atau bejana yang berisi air sebagai penguhubung pipa-pipa ketel dari pisteam
drum. Disamping itu, Water drum juga berfungsi sebagai tempat pengendapan
kotoran-kotoran air dalam ketel, yang tidak menempel pada dinding-dinding ketel,
melainkan terlarut dan mengendap. Dengan jalan atau perlakuan Blow Down maka
kotoran-kotoran tersebut akan dapat dibuang dan dikeluarkan dari dalam ketel.
Kotoran-kotoran tersebut misalnya : SiO2 , Fe, dsb.
Gambar 3.3 ilustrasi steam drum & Water drum
Pemanas Lanjut (Super Heater)
Uap yang berasal dari penguapan di dalam drum atas belum dapat dipergunakan
oleh turbin uap, oleh karenanya harus dilakukan pemanasan uap lanjut melalui pipa
uap pemanas lanjut (Superheater Pipe), hingga uap benar-benar kering dengan
temperatur 260 oC – 340 oC. Pipa-pipa pemanas uap lanjut dipasang di dalam
ruang pembakaran kedua, hal ini mengakibatkan uap basah yang dialirkan melalui
pipa tersebut akan mengalami pemanasan lebih lanjut.
Perinsip Kerja pemanas lanjut (Super Heater)
4. Prinsip kerja Super Heater yaitu pada saat pemanasan, api harus diatur sehingga
suhu dari pipa Super Heater tidak melebihi batas keamanan yang diizinkan. Suhu
dari logam pipa pada waktu pemanasan ketel biasanya dijaga supaya berada di
bawah suhu pipa pada saat ketel berada pada kapasitas penuh. Hal ini dapat
dilaksanakan dengan mengatur waktu dari saat pemanasan sampai saat tekanan
kerja tercapai, dengan maksud untuk membatasi suhu gas masuk ke superheater
pada ±5000C untuk superheater dengan pipa baja biasa.
Superheater yang tdak dilengkapi dengan pembuangan atau drain akan selalu
menympan air condensate apda saat pembakaran dihentikan. Makin banyak
condensate yang terkulmpul disitu, makin banyak pula panas yang dibutuhkan
untuk mendidihkan air dalam pipa superheater, supaya pipa superheater bebar dari
air. Pada saat pemanasan pertama, biasanya membutuhkan waktu yang lama untuk
membersihkan pipa superheater dari air, karena banyak air yang terjebak di pipa
superheater sesudah diadakan hydrostatis test.
Cara termudah untuk membuang air tersebut adalah dengan menguapkannya. Cara
ini mengkibatkan kontrol dari suhu gas selama penaikan tekana menjadi sangat
penting, untuk mencegah panas berlebihan pada pipa yang tidak dilalui oleh uap
karena terhambat oleh air. Hal tersebut juga mengharuskan pembukaan penuh
katup pelepas (air vent) pada superheater sebelum pemanasan ketel dumulai, dan
katub haruslah tatap terbuka sampai dicapai aliran uap dari ketel pada pipa utama
±10% dari kapasitas ketel.
Yang menjadi catatan penting adalah bahwa ada uap mengalir memalui vent
tidaklah berarti bahwa semua pipa superheater telah dilalui uap, beberapa
kemungkinan masih mengandung air yang terjebak di dalamnya dan bila
pemanasan berlangsung cepat, pada saat itu pipa dapat mengalami panas
berlebihan (pada bagian permukaan air yang terjebak) karena tidak ada aliran uap
didalamnya.
Pada saat penghentian operasi dai ketel katub pelepas superheater harus dibuka
sebelum menutup katub uap utama dan juga pada setiap saat dimana dimana uap
yang melewati katub utama lebih kecil dari 10% dari kapasitas ketel, seperti yang
sudah tersebut diatas.
5. Kemungkinan pipa superheater mengalami panas berlebihan pada saat katub uap
ditutub bila :
1. Ketel masih sangat panas, yaitu pada saat baru berhenti.
2. Ketel masih mengandung banyak bagasse atau abu panas diatas fire grate yang
masih dapat terbakar.
Gambar 3.4 ilustrasi Super Heater
Pipa air (Header)
Pipa-pipa air berfungsi sebagai tempat pemanasan air ketel yg dibuat sebanyak
mungkin hingga penyerapan panas lebih merata dengan efisiensi tinggi, pipa-pipa
ini terbagi dalam:
1. Pipa air yang menghubungkan drum atas dengan header muka atau belakang.
2. Pipa air yang menghubungkan drum dengan header samping kanan atau
samping kiri.
3. Pipa air yang menghubungkan drum atas dengan drum bawah.
4. Pipa air yang menghubungkan drum bawah dengan header belakang.
6. Air heater
Air heater adalah alat pemanas udara penghembus bahan bakar. Prinsip kerja Air
heater yaitu memanaskan udara yang lewat disela-sela pipa dialirkan udara
hembusan dari F.D.F yang lewat di sekitar pipa-pipa yang di dalamnya mengalir
gas bekas dari pembakaran bahan bakar.
Udara hembus sebelum melalui Air heater mempunyai suhu yang sama dengan
udara luar yakni sekitar 380C, dan setelah melalui Air heater dapat mencapai suhu
antara 2000C-2300C. Keuntungan penggunaan Air heater adalah :
1. Pemanfaatan kalor gas buang.
2. Pembuatan uap lebih cepat.
Gambar 3.5 ilustrasi Air heater
Dust collector
Dust collector adalah alat pengumpul abu atau penangkap abu pada sepanjang
aliran gas pembakaran bahan bakar sampai kepada gas buang. Keuntungan
penggunaan dust colector adalah :
1. Gas buang akan menjadi bersih, sehingga tidak mengganggu pencemaran
udara.
7. 2. Tidak menjadikan kerusakan alat-alat bantu lainnya, misalnya : pipa-pipa Air
heater, cashing I.D.F yang aus karena gesekan abu, pasir, dsb.
3. Tidak mengganggu jalannya operasi.
Pembuangan gas bekas
Gas bekas setelah ruang pembakaran kedua dihisap oleh Blower isap (Induced
Draft Fan) melalui saringan abu (Dast Colector) kemudian dibuang ke udara bebas
melalui cerobong asap (Chimney) Pengaturan tekanan didalam dapur dilakukan
pada corong keluar Blower (Exhaust) dengan katup yang diatur secara otomatis
oleh alat hidrolis (Furnace Draft Control).
Air seal damper
Air seal damper adalah alat yang terdiri dari dua buah damper atas dan bawah yang
bekerja membuka dan menutup secara bergantian yang berfungsi ganda, yaitu
untuk mengeluarkan abu pada Dust collector, juga menjaga agar udara luar tidak
masuk akibat tarikan I.D.F.
8. Ash rotary valve
Ash rotary valve adalah alat bantu yang berfungsi sama dengan Air seal damper,
yaitu untuk mengeluarkan abu pada Dust collector,juga menjaga agar udara luar
tidak masuk akibat tarikan I.D.F yang membedakan yaitu Ash rotary valve bekerja
berputar. Alat-alat pengaman boiler Mengingat bahwa tekanan kerja dan
temperatur ketel yang sangat tinggi, maka ketel harus dilengkapi dengan alat-alat
pengaman sebagai berikut :
1. Katup Pengaman (Safety Valve) Alat ini bekerja membuang uap apabila
tekanan melebihi dari tekanan yang telah ditentukan sesuai dengan penyetelan
katup alat ini. Umumnya pada katup pengaman tekanan uap basah (Saturated
Steam) diatur pada tekanan 21 kg/cm2, sedang pada katup pengaman uap
kering tekanannya 20,5 kg/cm2. Penyetelan dilakukan bersama dengan petugas
IPNKK setelah adanya pemeriksaan berkala.
2. Gelas Penduga (Sight Glass) Gelas penduga adalah alat untuk melihat tinggi air
di dalam drum atas, untuk memudahkan pengontrolan air dalam ketel selama
operasi. Agar tidak terjadi penyumbatan-penyumbatan pada kran-kran uap dan
air pada alat ini, maka perlu diadakan penyepuan air dan uap secara periodik
pada semua kran minimal setiap 3 (tiga) jam. Gelas penduga ini dilengkapi
dengan alat pengontrolan air otomatis yang akan membunyikan bell dan
menalakan lampu merah pada waktu kekurangan air. Pada waktu kelebihan air
bell juga akan berbunyi dan lampu hijau yang akan menyala.
3. Kran Spei air (Blow Down Valve) Kran spei air ini dipasang 2 (dua) tingkat,
satu buah kran buka cepat (Quick Action Valve) dan satu buah lagi kran ulir.
Bahan dari kedua kran ini dibuat dari bahan yang tahan tekanan dan temperatur
tinggi.
4. Pengukur Tekanan (Manometer) Manometer adalah alat pengukur tekanan uap
di dalam ketel yang dipasang satu buah untuk tekanan uap panas lanjut dan satu
buah untuk tekanan uap basah. Untuk menguji kebenaran penunjukan alat ini,
pada setiap manometer dipasang kran cabang tiga yang digunakan untuk
memasang manometer penara (Manometer Tera).
5. Kran Uap Induk Kran uap induk berfungsi sebagai alat untuk membuka dan
menutup aliran uap ketel yang terpasang pada pipa uap induk terbuat dari bahan
tahan panas dan tekanan tinggi.
9. 6. Kran Pemasukan Air Kran pemasukan air 2 (dua) buah yaitu satu kran ulir dan
lainnya kran satu arah (Non Return Valve). Kedua alat ini terbuat dari bahan
yang tahan panas dan tekanan tinggi.
Peralatan Lain Perlengkapan lain yang diperlukan untuk ketel uap adalah : Alat
penghembus debu pada pipa air ketel (Mechanical Soot Blower).
Pemasukan air ketel otomatis (Automatic Feed Regulator).
Panel-panel listrik komplit dengan alat-alat ukur.
Meter pencatat tekanan dan temperature (manometer & Temperatur Recorder).
Kran-kran buangan udara, air kondensat, dan header.
Soot Blower
Soot Blower adalah alat yang berfungsi sebagai pembersih jelaga atau abu yang
menempel pada pipa-pipa. Alat ini berada pada dinding-dinding samping kanan
kiri ketel. Media pembersihnya adalah uap yang diambilkan dari steam drum yang
bertekanan 11-13 kg/cm2 setelah melalui steam reducer.
Soot Blower bekerja secara manual bekerja secara manual yang biasannya
dilakukan pada setiap 4 jam sekali atau pada saat setelah dilakukan damping
stocker (pembuangan abu dapur). Cara pelaksanaan Soot blowing adalah berurutan
dimulai dari depan atau mengikuti jalannya gas asap. Hal tersebut dimaksudkan
agar mendapatkan hasil penyemprotan yang bersih dan sempurna.
Gambar 3.7 ilustrasi Soot Blower
Burner
Burner adalah alat yang berfungsi sebagai penyemprot bahan bakar cair misalnya
10. solar, residu, dll. Pada pabrik gula penggunaan Burner sangat ditekan karena
dengan penggunaan Burner berarti menggunakan bahan bakar yang beli,
sedangkan pabrik gula adalah produsen bahan bakar padat yaitu bagasse. Oleh
karena itu harus diupayakan agar mois atau kandungan air pada bagasse sekecil
mungkin. Namun demikian peralatan Burner harus tetap dipasang, karena pada
sebelum tersedia bahan bakar bagasse maka Burner harus digunakan. Selain itu
mungkin terjadi gangguan pada pada peralatan bahan bakar bagasse pada saat
operasi.
Blow Down continue
Blow Down continue adalah pembuangan air ketel yang dilakukan secara terus
menerus. Adapun air ketel yang dibuang tersebut diambilkan dari steam drum yaitu
pada permukaan air. Hal tersebut dilakukan karena menyangkut beberapa hal :
1. Menghilangkan seandainya terjadi buih atau busa pada permukaan air ketel,
karena hal tersebut dapat mengganggu pandangan pada gelas penduga yang
memuliki peranan sangat penting pada ketel.
2. Menurunkan electric conductivity yang terkandung pada air ketel.
Aturan seberapa bukaan valve Blow Down continue adalah bergantung pada
bagaimana keadaan atau kondisi air ketel. Dalam kondisi normal, flow rate Blow
Down continue adalah sekitar 3% - 5% dari kapasitas operasi ketel.
http://d-p-y.blogspot.com/2013/05/bagian-bagian-boiler.html
