Post on 10-Dec-2015
description
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang Masalah
Sebuah pabrik mempunyai dua sistem proses utama, yaitu sistem pereaksian dan
sistem proses pemisahan & pemurnian. Kedua sistem tersebut membutuhkan kondisi operasi
pada suhu dan tekanan tertentu.Dalam pabrik, panas biasanya ‘disimpan’ dalam fluida yang
dijaga pada suhu dan tekanan tertentu.Fluida yang paling umum digunakan adalah air panas
dan uap air karena alasan murah dan memiliki kapasitas panas tinggi. Fluida lain biasanya
digunakan untuk kondisi pertukaran panas pada suhu di atas 100 oC pada tekanan atmosfer.
Air atau uap air bertekanan (dinamakan kukus atau steam) mendapatkan panas dari ketel uap
(boiler).
Sistem pemindahan panas bertugas memberikan panas dan menyerap panas.
Misalnya, menyerap panas dari sistem proses yang menghasilkan energi seperti sistem proses
yang melibatkan reaksi eksotermik atau menyerap panas agar kondisi sistem di bawah suhu
ruang atau suhu sekitar. Untuk penyerap panas agar suhu di bawah suhu ruang biasanya
pabrik menggunakan refrigerant, bahan yang sama dengan yang bekerja pada lemari es.
Penggunaan air sebagai media pendingin juga dibatasi sifat fisiknya, yaitu titik didih dan titik
beku.Suhu air pendingin perlu dikembalikan ke suhu sekitar atau suhu ruang agar bisa
difungsikan kembali sebagi pendingin.Sistem pemroses yang melakukan ini adalah cooling
tower.
Cooling tower, boiler dan tungku pembakaran merupakan sistem-sistem pemroses
untuk sistem penyedia panas dan sistem pembuang panas. Kedua sistem proses ini bersama-
sama dengan sistem penyedia udara bertekanan, sistem penyedia listrik dan air bersih untuk
kebutuhan produksi merupakan sistem penunjang berlangsungnya sistem proses utama yang
dinamakan sistem utilitas. Kebutuhan sistem utilitas dan kinerjanya tergantung pada seberapa
baik sistem utilitas tersebut mampu ‘melayani’ kebutuhan sistem proses utama dan
tergantung pada efisiensi penggunaan bahan baku dan bahan bakar.
Pabrik tidak harus mempunyai sistem pemroses utilitas sendiri.Listrik misalnya,
pabrik bisa membelinya dari PLN jika kapasitas PLN setempat mencukupi atau membeli dari
1
pabrik tetangga.Demikian pula untuk unit pengolahan limbah, unit penyedia uap air & air
pendingin dan unit penyedia udara bertekanan.
Penggunaan/ konsumsi energi pada suatu pabrik sangat mempengaruhi
keberlangsungan pabrik itu baik menyangkut total cost yang dikeluarkan hingga harga
produk yang akan dijual. Oleh karena itu dalam suatu sistem industri di pabrik harus
diupayakan untuk menggunakan energi seminimal dan seefisien mungkin. Dari semua alat di
industri, akan dihitung secara cermat berapa energi minimum yang diperlukan dan berapa
energy lost yang diijinkan supaya alat itu bisa bekerja secara maksimal.
Boiler merupakan salah satu komponen vital dalam suatu pabrik. Boiler digunakan
untuk mengubah fase working fluid menjadi steam yang selanjutnya panas yang disimpan
pada steam itu dimanfaatkan untuk memanaskan sistem yang lain yang ada di pabrik. Sistem
boiler terdiri atas bejana tekan, furnace dengan burner, blower fan dan pompa bahan bakar.
Selanjutnya sistem ini akan terhubung dengan sistem pemipaan saluran bahan bakar, sistem
pemipaan steam atau air panas dan cerobong (stack).
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dalam makalah ini adalah :
1. Apa itu boiler?
2. Apa saja komponen-komponen yang terdapat dalam boiler?
3. Bagaimana prinsip kerja pada boiler?
4. Bagaimana klasifikasi boiler?
1.3 Tujuan dan Manfaat
Tujuan dari penulisan makalah ini adalah :
1. Dapat mengetahui tentang boiler.
2. Dapat mengetahui apa saja komponen-komponen yang terdapat dalam boiler.
3. Dapat mengetahui prinsip kerja dari boiler.
4. Dapat mengetahui klasifikasi boiler.
2
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Definisi 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 untukmengalirkan panas ke suatu proses. Jika air dididihkan
sampai menjadi steam, volumnya akan meningkat sekitar 1.600 kali, menghasilkan
tenaga yang menyerupai bubuk mesiu yang mudah meledak, sehingga boiler
merupakan peralatan yang harus dikelola dan dijaga dengansangat 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 menggunakankran dan dipantau dengan alat pemantau
tekanan.Sistem bahan bakar adalah semua peralatan yang digunakan untuk
menyediakan bahan bakar untuk menghasilkan panas yangdibutuhkan. Peralatan yang
diperlukan pada sistem bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang
digunakan pada sistem.
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 dari proses dan
(2) Air makeup (air baku yang sudah diolah) yang harus diumpankan dari luar ruang
boiler dan plant proses. Untuk mendapatkan efisiensi boiler yang lebih tinggi,
digunakan economizer untuk memanaskan awal air umpan menggunakan limbah
panas pada gas buang.
2.2 Proses Kerja Boiler
Energi kalor yang dibangkitkan dalam sistem boiler memiliki nilai tekanan,
temperatur, dan laju aliran yang menentukan pemanfaatan steam yang akan
3
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 pemanfaatansteam 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.
Sebelum menjelaskan keanekaragaman boiler, perlu diketahui komponen dari
boiler yang mendukung teciptanya steam, berikut komponen-komponen boiler:
- Furnace
Komponen ini merupakan tempat pembakaran bahan bakar. Beberapa bagian dari
furnace siantaranya : refractory, ruang perapian, burner, exhaust for flue gas, charge
and discharge door.
- Steam Drum
Komponen ini merupakan tempat penampungan air panas dan pembangkitan steam.
Steam masih bersifat jenuh (saturated 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
4
Komponen ini merupakan ruangan pemanas yang digunakan untuk memanaskan air
dari air yang terkondensasi dari sistem sebelumnya maupun air umpan baru.
- 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.
2.3 Klasifikasi Boiler
Setelah mengetahui proses singkat, sistem boiler, dan komponen pembentuk
sistem boiler, perlu diketahui keanekaragaman boiler. Berbagai bentuk boiler telah
berkembang mengikuti kemajuan teknologi dan evaluasi dari produk-produk boiler
sebelumnya yang dipengaruhi oleh gas buang boiler yang mempengaruhi lingkungan
dan produk steamseperti apa yang akan dihasilkan. Berikut klasifikasi boiler yang
telah dikembangkan:
1. Berdasarkan tipe pipa :
- Fire Tube
Tipe boiler pipa api memiliki karakteristik : menghasilkan kapasitas
dan tekanan steam yang rendah.
Cara kerja : proses pengapian terjadi didalam pipa, kemudian panas
yang dihasilkan dihantarkan langsung kedalam boiler yang berisi air. Besar
dan konstruksi boiler mempengaruhi kapasitas dan tekanan yang dihasilkan
boiler tersebut.
5
- Water Tube
Tipe boiler pipa air memiliki karakteristik : menghasilkan kapasitas
dan tekanan steam yang tinggi.
Cara Kerja : proses pengapian terjadi diluar pipa, kemudian panas yang
dihasilkan memanaskan pipa yang berisi air dan sebelumnya air tersebut
dikondisikan terlebih dahulu melalui economizer, kemudiansteam yang
dihasilkan terlebih dahulu dikumpulkan di dalam sebuahsteam-drum. Sampai
tekanan dan temperatur sesuai, melalui tahap secondary superheater dan
primary superheater baru steamdilepaskan ke pipa utama distribusi. Didalam
pipa air, air yang mengalir harus dikondisikan terhadap mineral atau
kandungan lainnya yang larut di dalam air tesebut.Hal ini merupakan faktor
utama yang harus diperhatikan terhadap tipe ini.
Karakteristik water tube boiler yaitu :
o Forced, induced dan balanced draft membantu untuk meningkatkan
efisiensi pembakaran.
o Kurang toleran terhadap kualitas air yang dihasilkan dari plant pengolahan
air.
o Memungkinkan untuk tingkat efisiensi panas yang lebih tinggi.
6
Gambar1. Diagram Sederhana Water Tube Boiler
Tabel 1. Keuntungan dan Kerugian boiler berdasarkan tipe pipa
No. Tipe
Boil
er
Keuntungan Kerugian
1Fire
Tube
Proses pemasangan mudah dan
cepat, Tidak membutuhkan
setting khusus
Tekanan operasi steam terbatas untuk tekanan
rendah 18 bar
Investasi awal boiler ini murah Kapasitas steam relatif kecil (13.5 TPH) jika
diabndingkan dengan water tube
Bentuknya lebih compact dan
portable
Tempat pembakarannya sulit dijangkau untuk
dibersihkan, diperbaiki, dan diperiksa kondisinya.
Tidak membutuhkan area yang
besar untuk 1 HP boiler
Nilai effisiensinya rendah, karena banyak energi
kalor yang terbuang langsung menuju stack
2
Wat
er
Tube
Kapasitas steam besar sampai
450 TPH
Proses konstruksi lebih detail
Tekanan operasi mencapai 100
bar
Investasi awal relatif lebih mahal
Nilai effisiensinya 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
tekanan steam yang lebih besar, maka
konstruksinya dibutuhkan area yang luas
7
2. Berdasarkan bahan bakar yang digunakan
- Solid Fuel
Tipe boiler bahan bakar padat memiliki karakteristik : harga bahan
baku pembakaran relatif lebih murah dibandingkan dengan boiler yang
menggunakan bahan bakar cair dan listrik. Nilai effisiensi dari tipe ini lebih
baik jika dibandingkan dengan boiler tipe listrik.
Cara kerja : pemanasan yang terjadi akibat pembakaran antara
percampuran bahan bakar padat (batu bara, baggase, rejected product, sampah
kota, kayu) dengan oksigen dan sumber panas.
- Oil Fuel
Tipe boiler bahan bakar cair memiliki karakteristik : harga bahan baku
pembakaran paling mahal dibandingkan dengan semua tipe. Nilai effisiensi
dari tipe ini lebih baik jika dbandingkan dengan boiler bahan bakar padat dan
listrik.
Cara kerja : pemanasan yang terjadi akibat pembakaran antara
percampuran bahan bakar cair (solar, IDO, residu, kerosin) dengan oksigen
dan sumber panas.
- Gaseous Fuel
Tipe boiler bahan bakar gas memiliki karakteristik : harga bahan baku
pembakaran paling murah dibandingkan dengan semua tipe boiler. Nilai
effisiensi dari tipe ini lebih baik jika dibandingkan dengan semua tipe boiler
berdasarkan bahan bakar.
Cara kerja : pembakaran yang terjadi akibat percampuran bahan bakar
gas (LNG) dengan oksigen dan sumber panas.
- Electric
Tipe boiler listrik memiliki karakteristik : harga bahan baku
pemanasan relatif lebih murah dibandingkan dengan boiler yang menggunakan
bahan bakar cair. Nilai effisiensi dari tipe ini paling rendah jika dbandingkan
dengan semua tipe boiler berdasarkan bahan bakarnya.
8
Cara kerja : pemanasan yang terjadi akibat sumber listrik yang
menyuplai sumber panas.
Tabel 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
didapatkan.Mahal konstruksinya.
3 Gaseous Fuel
Harga bahan bakar
paling murah.Mahal konstruksinya.
Paling baik nilai
effisiensinya.
Sulit didapatkan bahan
bakunya, harus ada jalur
distribusi.
4 Electric
Paling mudah
perawatannya.
Paling buruk nilai
effisiensinya.
Mudah konstruksinya
dan mudah didapatkan
sumbernya.
Temperatur pembakaran paling
rendah.
3. Berdasarkan kegunaan boiler :
- Power Boiler
Tipe power boiler memiliki karakteristik : kegunaan utamanya sebagai
penghasil steam sebagai pembangkit listrik, dan sisa steamdigunakan untuk
menjalankan proses industri.
9
Cara kerja : 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.
- Industrial Boiler
Tipe industrial boiler memiliki karakteristik : kegunaan utamanya
sebagai penghasil steam atau air panas untuk menjalankan proses industri dan
sebagai tambahan pemanas.
Cara kerja : steam yang dihasilkan boiler ini dapat menggunakan tipe
water tube atau fire tube boiler, hasil steam yang dihasilkan memiliki kapasitas
yang besar dan tekanan yang sedang.
- Commercial Boiler
Tipe commercial boiler memiliki karakteristik : kegunaan utamanya
sebagai penghasil steam atau air panas sebagai pemanas dan sebagai tambahan
untuk menjalankan proses operasi komersial.
10
Cara kerja : steam yang dihasilkan boiler ini dapat menggunakan tipe
water tube atau fire tube boiler, hasil steam yang dihasilkan memiliki kapasitas
yang besar dan tekanan yang rendah.
- Residential Boiler
Tipe residential boiler memiliki karakteristik : kegunaan utamanya
sebagai penghasil steam atau air panas tekanan rendah yang digunakan untuk
perumahan.
Cara kerja : steam yang dihasilkan boiler ini menggunakan tipe fire
tube boiler, hasil steam yang dihasilkan memiliki tekanan dan kapasitas yang
rendah.
- Heat Recovery Boiler
Tipe heat recovery boiler memiliki karakteristik : kegunaan utamanya
sebagai penghasil steam dari uap panas yang tidak terpakai. Hasilsteam ini
digunakan untuk menjalankan proses industri.
11
Cara kerja : steam yang dihasilkan boiler ini menggunakan tipe water
tube boiler atau fire tube boiler, hasil steam yang dihasilkan memiliki tekanan
dan kapasitas yang besar.
Tabel 3.Keuntungan dan kerugian boiler berdasarkan kegunaan.
No.Tipe
BoilerKeuntungan Kerugian
1Power
Boiler
Dapat menghasilkan listrik dan
sisa steam dapat menjalankan
proses industri.
Konstruksi awal relatif mahal.
Steam yang dihasilkan memiliki
tekanan tinggiPerlu diperhatikan faktor safety.
2Industrial
Boiler
Penanganan boiler lebih mudah.Steam yang dihasilkan memiliki tekanan
rendah.
Konstruksi awal relatif murah.
3Commerci
al Boiler
Penanganan boiler lebih mudah.Steam yang dihasilkan memiliki tekanan
rendah.
Konstruksi awal relatif murah.
4Residentia
l Boiler
Penanganan boiler lebih mudah.Steam yang dihasilkan memiliki tekanan
rendah.
Konstruksi awal relatif murah.
5
Heat
Recovery
Boiler
Penanganan boiler lebih mudah.Steam yang dihasilkan memiliki tekanan
rendah.
Konstruksi awal relatif murah.
12
4. Berdasarkan konstruksi boiler :
- Package Boiler
Tipe package boiler memiliki karakteristik : perakitan boiler dilakukan
di pabrik pembuat, pengiriman langsung dalam bentuk boiler.
- Site Erected Boiler
Tipe site erected boiler memiliki karakteristik : perakitan boiler
dilakukan di tempat akan berdirinya boiler tersebut, pengiriman dilakukan per
komponen.
Tabel 4.Keuntungan dan kerugian boiler berdasarkan konstruksi.
No. Tipe Boiler Keuntungan Kerugian
1Package
Boiler
Mudah pengirimannya.Terbatas tekanan dan kapasitas
kerjanya.
Dibutuhkan waktu
yang singkat untuk
mengoprasikan 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.
5. Berdasarkan tekanan kerja boiler :
- Low Pressure Boilers
13
Tipe low pressure boiler memiliki karakteristik : tipe ini memiliki
tekanan steam operasi kurang dari 15 psig atau menghasilkan air panas dengan
tekanan dibawah 160 psig atau temperatur dibawah 250 0F
- High Pressure Boilers
Tipe high pressure boiler memiliki karakteristik : tipe ini memiliki
tekanan steam operasi diatas 15 psig atau menghasilkan air panas dengan
tekanan diatas 160 psig atau temperatur diatas 250 0F
Tabel 5.Keuntungan dan kerugian boiler berdasarkan tekanan kerja.
No.Tipe
BoilerKeuntungan Kerugian
1Low
Pressure
Tekanan rendah sehingga
penanganannya tidak terlalu
rumit
Tekanan yang dihasilkan rendah,
tidak dapat membangkitkan listrik.
Area yang dibutuhkan tidak
terlalu besar, dan biaya
konstruksi tidak lebih mahal dari
high pressure boiler
2High
Pressure
Tekanan yang dihasilkan tinggi
sehingga dapat membangkitkan
listrik dan sisanya dapat didaur
ulang untuk mengoprasikan
proses industri
Tekanan tinggi sehingga
penanganannya perlu diperhatikan
aspek keselamatannya.
Area yang dibutuhkan besar dan
biaya konstruksi lebih mahal dari
low pressure boiler
6. Berdasarkan cara pembakaran bahan bakar :
- Stoker Combustion
Tipe stoker combustion memiliki karakteristik : tipe ini memanfaatkan
bahan bakar padat untuk melakukan pembakaran, bahan bakar padat
dimasukkan kedalam ruang pembakaran melalui conveyor ataupun manual.
14
Tipe ini memiliki sisa pembakaran yang harus diatangani berupa bottom ash
atau fly ash yang dapat mencemari lingkungan.
- Pulverized Coal
Cara kerja : proses ini menghancurkan batu bara dengan ball mill atau
roller mill sehingga batu bara memiliki ukuran kurang dari 1 mm. kemudian
batu bara berupa bubuk ini disemprotkan ke dalam ruang pembakaran.
- Fluidized Coal
Cara kerja : proses ini menghancurkan batu bara dengan crusher,
sehingga batu bara memiliki ukuran kurang dari 2 mm. Pada proses ini
pembakaran dilakukan dalam lapisan pasir, batu bara akan langsung membara
jika mengenai pasir.
- Firing Combustion
Tipe firing memiliki karakteristik : tipe ini memanfaatkan bahan bakar
cair, padat, dan gas untuk melakukan pembakaran, pemanasan yang terjadi
lebih merata.
Cara kerja : bahan bakar cair digunakan sebagai preliminary firing
fueldimasukkan kedalam ruang pembakaran melalui oil gun. Setelah tercapai
temperatur yang sesuai, pembakaran diambil alih oleh coal nozzle atau gas
nozzle.
Tabel 6.Keuntungan dan kerugian boiler berdasarkan pembakaran.
15
7. Berdasarkan material penyusun boiler :
- Steel
16
No. Tipe Boiler Keuntungan Kerugian
1 Stoker
Combustion
Konstruksinya relatif
sederhana.
Limbah yang diproduksi pembakaran
lebih banyak
Panas yang dihasilkan kurang merata
jika tidak ada komponen pendukung.
Effisiensi relatif rendah
2 Pulverized Efisiensi relatif tinggi Konstruksinya rumit dan
membutuhkan dana investasi yang
mahal.
Proses pembakaran
lebih merata pada
tungku pembakaran.
3 Fluidized Bed Efisiensi relatif tinggi Konstruksinya rumit dan
membutuhkan dana investasi yang
mahal.
Suhu pembakaran tidak
mencapai suhu 1000 0C
sehingga tidak
menimbulkan NOX
4 Firing Limbah yang
diproduksi pembakaran
lebih sedikit
Konstruksi relatif rumit, perlu nozzle.
Panas yang dihasilkan
lebih merata
Effisiensi relatif lebih
baik
Tipe boiler dari bahan steel memiliki karakteristik : bahan baku utama
boiler terbuat menggunakan steel pada daerah steam.
- Cast Iron
Tipe boiler dari bahan cast iron memiliki karakteristik : bahan baku
utama boiler terbuat menggunakan besi cor pada daerah steam.
Tabel 7.Keuntungan dan kerugian boiler berdasarkan material.
No. Tipe Boiler Keuntungan Kerugian
1 Steel Kuat dan tahan lama. Biaya relatif mahal.
Dapat dialiri steam
untuk tekanan tinggi.Konstruksi lebih rumit.
2 Cast Iron Biaya relatif murah. Rentan dan mudah rusak.
Konstruksi lebih
sederhana.
Dapat dialiri steam untuk
tekanan yang terbatas.
8. Berdasarkan pemakaiannnya :
- Ketel stasioner (stasioner boiler) atau boiler tetap
Yang termasuk boiler stasionner ialah boiler-boiler yang didudukan pada
pondasi tetap seperti boiler untuk pembangkit tenaga listrik, untuk industri
dan sabagainya. Adapun keuntungan dan kerugian dari jenis boiler ini
adalah :
No Keuntungan Kerugian
1 Memiliki efisiensi yang tinggi Desain pipa yang bertingkat
akan menimbulkan masalah
abu, terutama bila batubara
17
yang digunakan kadar
abunya tinggi.
2 Dapat mengubah air menjadi uap
melalui serangkaian proses yang
kompleks dimana didalamnya
terjadi perpindahan panas dan
konversi energi dari kimia ke
panas
Memerlukan daya listrik
yang besar
3 Biaya operasi lebih ekonomis
karena jumlah bahan bakar untuk
pemanasan pada Superheater
menjadi lebih sedikit
Sulit dipindaahkan dan
dipasang
4 Maintenance Cost dapat dihemat
karena dengan adanya
Econimizer, thermal shock pada
pipa boiler dapat dihindari
Kapasitas penguapannya
lebih rendah
Contoh dari boiler stasioner yaitu Lancashire boiler :
Boiler ini adalah type tidak dapat bergerak (stasionary), model fire tube,
pembakaran dalam, mendatar dan menggunakan sirkulasi alami. Boiler ini
dipakai dimana tekanan kerja dan power/ tenaga yang dibutuhkan sedang.
Boiler ini memiliki shell/ selongsong silindris dengan diameter 1,75-2,75
meter. Panjangnya bervariasi dari 7,25-9 meter. Boiler ini memiliki 2 cerobong
dalam dengan diameter sekitar 0,4 kali diameter selonsong. Boiler tipe ini
disusun dengan batu tahan api yang membentuk cerobong luar, maka bagian
dari permukaan pemanasan berada di luar selongsong.
18
- Boiler mobile atau disebut juga boiler portable
Yang termasuk boiler mobile ialah boiler yang dipasang pada pondasi yang dapat
berpindah-pindah, seperti boiler lokomotif , boiler panjang dan sebagainya termasuk
juga boiler pada kapal.
Adapun keuntungan dan kerugian boiler portable :
No Keuntungan Kerugian
.1 Mudah untuk dipindah-pindahkan Panas yang dihasilkan ruang
pembakaaran tidak seluruhnya dapat
untuk megubah air pengisi menjadi uap,
oleh karena terjadi kerugian-kerugian
yang ditimbulkan oleh :
Pembuangan gas yang panas,
pembuangan yang tidak sempurna,
pencaaran gas pada ketel uap
2 Biaya permulaan dari boiler ini
rendah karena tidak ada drum air
dan uap
Memiliki efisiensi yang rendah
19
3 Jika tidak ada tekanan batas, maka
tekanan super kritis dapat dicapai
4 Tekana tinggi mencegah
pembentukkan gelembung-
gelembung pada tube yang dapat
mengurangi kecepatan perpindahan
panas
5 Boiler ini bersifat ringan
9. Berdasarkan Tekanan kerjanya, boiler dibagi menjadi 2 yaitu:
1. Low Pressure Boiler
Tipe ini memiliki steam operasi kurang dari 15 psi, menghasilkan air dengan
tekanan dibawah 160 psi dan temperature dibawah 250 F.
2. High Pressure Boiler
Tipe ini memiliki steam operasi lebih dari 15 psi, menghasilkan air dengan
tekanan di atas 160 psi dan temperature di atas 250 F.
20
2.4 Pengkajian Boiler
1. Evaluasi Kinerja Boiler
Parameter kinerja boiler, seperti efisiensi dan rasio penguapan, berkurang
terhadap waktu disebabkan buruknya pembakaran, kotornya permukaan penukarpanas
dan buruknya operasi dan pemeliharaan.Bahkan untuk boiler yang barusekalipun,
alasan seperti buruknya kualitas bahan bakar dan kualitas air dapatmengakibatkan
buruknya kinerja boiler.Neraca panas dapat membantu dalammengidentifikasi
kehilangan panas yang dapat atau tidak dapat dihindari. Ujiefisiensi boiler dapat
membantu dalam menemukan penyimpangan efisiensi boilerdari efisiensi terbaik dan
target area permasalahan untuk tindakan perbaikan.
a) Neraca panas
Proses pembakaran dalam boiler dapat digambarkan dalam bentukdiagram alir
energi. Diagram ini menggambarkan secara grafis tentangbagaimana energi masuk
dari bahan bakar diubah menjadi aliran energi dengan berbagai kegunaan dan menjadi
aliran kehilangan panas danenergi.Panah tebal menunjukan jumlah energi yang
dikandung dalamaliran masing-masing.
21
Gambar 10.Diagram neraca energi boiler
Neraca panas merupakan keseimbangan energi total yang masuk boilerterhadap
yang meninggalkan boiler dalam bentuk yang berbeda. Berikut memberikan
gambaran berbagai kehilangan yang terjadi untukpembangkitan steam.
Gambar 11.Kehilangan pada Boiler yang Berbahan Bakar Batubara
Kehilangan energi dapat dibagi kedalam kehilangan yang tidak atau
dapatdihindarkan.Tujuan dari Produksi Bersih dan/atau pengkajian energi
harusmengurangi kehilangan yang dapat dihindari, dengan meningkatkanefisiensi
energi. Kehilangan berikut dapat dihindari atau dikurangi:
1. Kehilangan gas cerobong:
- Udara berlebih (diturunkan hingga ke nilai minimum yangtergantung dari teknologi
burner, operasi (kontrol), danpemeliharaan)
- Suhu gas cerobong (diturunkan dengan mengoptimalkanperawatan (pembersihan),
beban; burner yang lebih baikdan teknologi boiler)
2. Kehilangan karena bahan bakar yang tidak terbakar dalam cerobong dan
22
abu (mengoptimalkan operasi dan pemeliharaan; teknologi burner yanglebih baik)
3. Kehilangan dari blowdown (pengolahan air umpan segar, daur ulangkondensat)
4. Kehilangan kondensat (manfaatkan sebanyak mungkin kondensat)
5. Kehilangan konveksi dan radiasi (dikurangi dengan isolasi boiler yanglebih baik)
b) Efisiensi Boiler
Efisiensi termis boiler didefinisikan sebagai persen energi (panas) masukyang
digunakan secara efektif pada steam yang dihasilkan.
Terdapat dua metode pengkajian efisiensi boiler:
Metode Langsung: energi yang didapat dari fluida kerja (air dan
steam)dibandingkan dengan energi yang terkandung dalam bahan bakarboiler.
Metode Tidak Langsung: efisiensi merupakan perbedaan antarakehilangan dan
energi yang masuk.
-Metode langsung dalam menentukan efisiensi boiler
Dikenal juga sebagai ‘metode input-output’ karena kenyataan bahwa metode
inihanya memerlukan keluaran/output (steam) dan panas masuk/input (bahan
bakar)untuk evaluasi efisiensi. Efisiensi ini dapat dievaluasi dengan
menggunakanrumus:
Efisiensi Boiler (h) = Panas Keluar x 100
Panas Masuk
Efisiensi Boiler (h) = Q x (hg – hf) x 100
q x GCV
Parameter yang dipantau untuk perhitungan efisiensi boiler dengan
metodelangsung 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 (oC), jika ada
Suhu air umpan (oC)
Jenis bahan bakar dan nilai panas kotor bahan bakar (GCV) dalam kkal/kg
bahan Bakar
23
Dimana :
hg –Entalpi steam jenuh dalam kkal/kg steam
hf –Entalpi air umpan dalam kkal/kg air
Keuntungan metode langsung
Pekerja pabrik dapat dengan cepat mengevaluasi efisiensi boiler
Memerlukan sedikit parameter untuk perhitungan
Memerlukan sedikit instrumen untuk pemantauan
Mudah membandingkan rasio penguapan dengan data benchmark
Kerugian metode langsung
Tidak memberikan petunjuk kepada operator tentang penyebab dari
efisiensisistem yang lebih rendah
Tidak menghitung berbagai kehilangan yang berpengaruh pada berbagai
tingkatefisiensi
-Metode tidak langsung dalam menentukan efisiensi boiler
Standar acuan untuk Uji Boiler di Tempat dengan menggunakan metode
tidaklangsung adalah British Standard, BS 845:1987 dan USA Standard ASME PTC-
4-1 Power Test CodeSteam Generating Units.
Metode tidak langsung juga dikenal dengan metode kehilangan panas.
Efisiensidapat dihitung dengan mengurangkan bagian kehilangan panas dari 100
sebagaiberikut:
Efisiensi boiler (n) = 100 - (i + ii + iii + iv + v + vi + vii)
Dimana kehilangan yang terjadi dalam boiler adalah kehilangan panas
yangdiakibatkan oleh:
i. Gas cerobong yang kering
ii. Penguapan air yang terbentuk karena H2 dalam bahan bakar
24
iii. Penguapan kadar air dalam bahan bakar
iv. Adanya kadar air dalam udara pembakaran
v. Bahan bakar yang tidak terbakar dalam abu terbang/ fly ash
vi. Bahan bakar yang tidak terbakar dalam abu bawah/ bottom ash
vii. Radiasi dan kehilangan lain yang tidak terhitung
Kehilangan yang diakibatkan oleh kadar air dalam bahan bakar dan
yangdisebabkan oleh pembakaran hidrogen tergantung pada bahan bakar, dan
tidakdapat dikendalikan oleh perancangan.Data yang diperlukan untuk perhitungan
efisiensi boiler dengan menggunakanmetode tidak langsung adalah:
Analisis ultimate bahan bakar (H2, O2, S, C, kadar air, kadar abu)
Persentase oksigen atau CO2 dalam gas buang
Suhu gas buang dalam oC (Tf)
Suhu ambien dalam oC (Ta) dan kelembaban udara dalam kg/kg udara kering
GCV bahan bakar dalam kkal/kg
Persentase bahan yang dapat terbakar dalam abu (untuk bahan bakar padat)
GCV abu dalam kkal/kg (untuk bahan bakar padat)
Keuntungan metode tidak langsung
Dapat diketahui neraca bahan dan energi yang lengkap untuk setiap aliran,yang
dapat memudahkan dalam mengidentifikasi opsi-opsi untukmeningkatkan
efisiensi boiler.
Kerugian metode tidak langsung
Perlu waktu lama
Memerlukan fasilitas laboratorium untuk analisis
2.5 Blowdown Boiler
Jika air dididihkan dan dihasilkan steam, padatan terlarut yang terdapat dalam
airakan tinggal di boiler. Jika banyak padatan terdapat dalam air umpan,
25
padatantersebut akan terpekatkan dan akhirnya akan mencapai suatu tingkat
dimanakelarutannya dalam air akan terlampaui dan akan mengendap dari larutan.
Diatastingkat konsenrasi tertentu, padatan tersebut mendorong terbentuknya busa
danmenyebabkan terbawanya air ke steam.Endapan juga mengakibatkanterbentuknya
kerak di bagian dalam boiler, mengakibatan pemanasan setempatmenjadi berlebih dan
akhirnya menyebabkan kegagalan pada pipa boiler.Oleh karena itu penting untuk
mengendalikan tingkat konsentrasi padatan dalamsuspensi dan yang terlarut dalam air
yang dididihkan. Hal ini dicapai oleh prosesyang disebut blowing down, dimana
sejumlah tertentu volume air dikeluarkan dansecara otomatis diganti dengan air
umpan. Dengan demikian akan tercapai tingkatoptimum total padatan terlarut (TDS)
dalam air boiler dan membuang padatanyang sudah rata keluar dari larutan dan yang
cenderung tinggal pada permukaan boiler.
Blowdown penting untuk melindungi permukaan penukar panas pada
boiler.Walau demikian, blowdown dapat menjadi sumber kehilangan panas yang
cukupberarti, jika dilakukan secara tidak benar. Pengendalian blowdown boiler
yangbaik dapat secara signifikan menurunkan biaya perlakuan dan operasional
yangmeliput:
Biaya perlakuan awal lebih rendah
Konsumsi air make-up lebih sedikit
Waktu penghentian untuk perawatan menjadi berkurang
Umur pakai boiler meningkat
Pemakaian bahan kimia untuk pengolahan air umpan menjadi lebih rendah
2.6 Pengolahan Air Umpan Boiler
Memproduksi steam yang berkualitas tergantung pada pengolahan air yang
benaruntuk mengendalikan kemurnian steam, endapan dan korosi. Sebuah
boilermerupakan bagian dari sistem boiler, yang menerima semua bahan pencemar
darisistem didepannya.Kinerja boiler, efisiensi, dan umur layanan merupakan
hasillangsung dari pemilihan dan pengendalian air umpan yang digunakan
dalamboiler.
Jika air umpan masuk ke boiler, kenaikan suhu dan tekanan
menyebabkankomponen air memiliki sifat yang berbeda.Hampir semua komponen
26
dalam airumpan dalam keadaan terlarut. Walau demikian, dibawah kondisi panas
dantekanan hampir seluruh komponen terlarut keluar dari larutan sebagai
padatanpartikulat, kadang-kadang dalam bentuk kristal dan pada waktu yang lain
sebagaibentuk amorph. Jika kelarutan komponen spesifik dalam air terlewati, maka
akanterjadi pembentukan kerak dan endapan. Air boiler harus cukup bebas
daripembentukan endapan padat supaya terjadi perpindahan panas yang cepat
danefisien dan harus tidak korosif terhadap logam boiler.
a) Pengendalian endapan
Endapan dalam boiler dapat diakibatkan dari kesadahan air umpan danhasil
korosi dari sistem kondensat dan air umpan.Kesadahan air umpandapat terjadi
karena kurangnya sistem pelunakan.Endapan dan korosimenyebabkan kehilangan
efisiensi yang dapat menyebabkan kegagalandalam pipa boiler dan
ketidakmampuan memproduksi steam.Endapanbertindak sebagai isolator dan
memperlambat perpindahan panas.Sejumlah besar endapan diseluruh boiler dapat
mengurangi perpindahanpanas yang secara signifikan dapat menurunkan efisiensi
boiler. Berbagaijenis endapan akan mempengaruhi efisiensi boiler secara berbeda-
beda,sehingga sangat penting untuk menganalisis karakteristik endapan.
Efekpengisolasian terhadap endapan menyebabkan naiknya suhu logam boilerdan
mungkin dapat menyebabkan kegagalan pipa karena pemanasanberlebih.
b) Kotoran yang mengakibatkan pengendapan
Bahan kimia yang paling penting dalam air yang mempengaruhipembentukan
endapan dalam boiler adalah garam kalsium dan magnesiumyang dikenal dengan
garam sadah.Kalsium dan magnesium bikarbonat larut dalam air membentuk
larutanbasa/alkali dan garam-garam tersebut dikenal dengan kesadahan
alkali.Garam-garam tersebut terurai dengan pemanasan, melepaskan
karbondioksida dan membentuk lumpur lunak, yang kemudian mengendap.Halini
disebut dengan kesadahan sementara (kesadahan yang dapat dibuangdengan
pendidihan).
Kalsium dan magnesium sulfat, klorida dan nitrat, jika dilarutkan dalamair
secara kimiawi akan menjadi netral dan dikenal dengan kesadahan
nonalkali.Bahan tersebut disebut bahan kimia sadah permanen danmembentuk
27
kerak yang keras pada permukaan boiler yang sulitdihilangkan.Bahan kimia sadah
non-alkali terlepas dari larutannya karenapenurunan daya larut dengan
meningkatnya suhu, dengan pemekatankarena penguapan yang berlangsung dalam
boiler, atau dengan perubahanbahan kimia menjadi senyawa yang kurang larut.
c) Silika
Keberadaan silika dalam air boiler dapat meningkatkan pembentukankerak
silika yang keras.Silika dapat juga berinteraksi dengan garamkalsium dan
magnesium, membentuk silikat kalsium dan magnesiumdengan daya
konduktivitas panas yang rendah.Silika dapat meningkatkanendapan pada sirip
turbin, setelah terbawa dalam bentuk tetesan air dalamsteam, atau dalam bentuk
yang mudah menguap dalam steam pada tekanan tinggi.
d) Pengolahan air internal
Pengolahan internal adalah penambahan bahan kimia ke boiler
untukmencegah pembentukan kerak.Senyawa pembentuk kerak diubah
menjadilumpur yang mengalir bebas, yang dapat dibuang dengan
blowdown.Metode ini terbatas pada boiler dimana air umpan mengandung
garamsadah yang rendah, dengan tekanan rendah, kandungan TDS tinggi
dalamboiler dapat ditoleransi, dan jika jumlah airnya kecil.Jika kondisi
tersebuttidak terpenuhi maka laju blowdown yang tinggi diperlukan
untukmembuang lumpur.Hal tersebut menjadi tidak ekonomis sehubungandengan
kehilangan air dan panas.
Jenis sumber air yang berbeda memerlukan bahan kimia yang
berbedapula.Senyawa seperti sodium karbonat, sodium aluminat, sodium
fosfat,sodium sulfit dan komponen sayuran atau senyawa inorganik
seluruhnyadapat digunakan untuk maksud ini.Untuk setiap kondisi air
diperlukanbahan kimia tertentu.Harus dikonsultasikan dengan seorang
spesialisdalam menentukan bahan kimia yang paling cocok untuk digunakan
padasetiap kasus.Pengolahan air hanya dengan pengolahan internal
tidakdirekomendasikan.
e) Pengolahan Air Eksternal
28
Pengolahan eksternal digunakan untuk membuang padatan tersuspensi,padatan
telarut (terutama ion kalsium dan magnesium yang merupakanpenyebab utama
pembentukan kerak) dan gas-gas terlarut (oksigen dankarbon dioksida).
Proses perlakuan eksternal yang ada adalah:
Pertukaran ion
Deaerasi (mekanis dan kimia)
Osmosis balik (reverse osmosis)
Penghilangan mineral/demineralisasi
Sebelum digunakan cara diatas, perlu untuk membuang padatan dan warnadari
bahan baku air, sebab bahan tersebut dapat mengotori resin yangdigunakan pada
bagian pengolahan berikutnya.Metode pengolahan awal adalah sedimentasi sederhana
dalam tangkipengendapan atau pengendapan dalam clarifiersdengan bantuan
koagulandan flokulan. Penyaring pasir bertekanan, dengan aerasi
untukmenghilangkan karbon dioksida dan besi, dapat digunakan untukmenghilangkan
garam-garam logam dari air sumur.Tahap pertama pengolahan adalah menghilangkan
garam sadah dan garamnon-sadah. Penghilangan hanya garam sadah disebut
pelunakan,sedangkan penghilangan total garam dari larutan disebut
penghilanganmineral atau demineralisasi.
f) Rekomendasi untuk boiler dan kualitas air umpan
Kotoran yang ditemukan dalam boiler tergantung pada kualitas air umpanyang
tidak diolah, proses pengolahan yang digunakan dan prosedurpengoperasian boiler.
Sebagai aturan umum, semakin tinggi tekananoperasi boilerakan semakin besar
sensitifitas terhadap kotoran.
2.7 Fungsi Ketel Uap
Boiler atau ketel uap berfungsi sebagai pesawat konversi energy yang
mengkonversikan energy kimia (potensial) dari bahan bakar menjadi energy panas.
Boiler terdiri dari dua komponen utama yaitu :
29
1. Dapur (furnace), sebagai alat untuk mengubah energy kimia menjadi energy
panas.
2. Alat penguap (evaporator) yang mengubah energy pembakaran (energy panas)
menjadi energy potensial uap.
Kedua komponen tersebut di atas telah dapat untuk memungkinkan sebuah boiler
untuk berfungsi. Sedangkan komponen lainnya adalah :
1. Corong asap dengan system tarikan gas asapnya, memungkinkan dapur berfungsi
secara efektif.
2. System perpipaan, seperti pipa api pada boiler pipa api, pipa air pada boiler pipa
air memungkinkan system penghantaran kalor yang efektif antara nyala api atau
gas panas dengan air boiler.
3. System pemanas uap lanjut, system pemanas udara pembakaran serta sistm
pemanas air pengisi boiler berfungsi sebagai alat untuk menaikkan efisiensi boiler.
2.8 Bidang Pemanas
Bagian penghantar panas sebuah ketel terdiri dari alat penguap, pemanas
lanjut, pemanas ulang dan penguap yang disebut bidang pemanas primer.Sedangkan
bidang pemanas udara dan ekonomiser disebut bidang pemanas sekunder.
2.8.1 Bidang Pemanas Primer
Bidang pemanas primer pada ketel terdiri dari bagian evaporator (penguap),
bidang pemanas lanjut (super heater) dan bagian pemanas ulang (reheater) bila system
memakai sebuah turbin pemanas ulang (reheater turbine).Permukaan evaporator
biasanya diletakkan pada bagian terpanas dari zona pembakar.Air yang mendidih di
dalam pipa water wall melindungi pipa dari pemanasan lanjut (over heating).
2.8.2 Bidang Pemanas Sekunder
Bidang pemanas sekunder memperoleh panas dari gas asap setelah gas
tersebut menyerahkan sebagian panasnya ke bidang pemanas primer. Untuk
memperoleh efisiensi ketel yang tinggi, suhu gas asap harus serendah mungkin. Ada 2
jenis bidang bidang pemanas sekunder, yaitu ekonomiser memindahkan panas dari
30
gas asap ke air pengisi ketel, sementara pemanas udara memindahkan energy gas asap
ke udara pembakaran.
2.9 Perpindahan Panas dalam Dapur
Dalam dapur terjadi hantaran kalor dari sumber panas (hasil pembakaran
bahan bakar) terhadap bidang pemanas secara pancaran dan rambatan (radiasi dan
konduksi).
Bidang pemanasan menghantar panas air ketel secara konveksi. Perhitungan
hantaran kalor dalam dapur ketel secara rambatan biasanya diabaikan.Ada 2 type
hantaran kalor secara pancaran yaitu hantaran kalor secara langsung dan tidak
langsung. Hantaran langsung terjadi dari nyala yang bercahaya, panggangan (kisi)
bahan bakar yang sedang terbakar, hasil pembakaran yang tidak bersinar. Hantaran
tidak langsung terjadi dari lapisan dinding dapur.
2.10 Permasalahan Pada Boiler
Bahaya yang sering timbul dalam pembuatan uap (steam) menggunakan air
yang tidak memenuhi persyaratan adalah :
Pembentukan kerak dan endapan di dalamnya termasuk akibat sampingnya.
Terjadinya macam-macam korosi pada dinding-dinding/ pipa-pipa ketel uap.
Timbulnya proses-proses pembusaan (foaming), priming dan carry over.
Terjadinya caustic embrittlement.
2.10.1 Pembentukan Kerak dan Endapan
Terbentuknya kerak dan endapan pada dinding-dinding atau pipa-pipa boiler
merupakan hal yang serius dalam produksi uap.Sebab utama terjadi kerak adalah
menurunnya daya larut garam-garam yang membentuk kerak-kerak pada suhu tinggi.
Mekanisme pembentukan kerak pada dinding boiler adalah sebagai berikut : Lapisan
air yang berada dekat dinding boiler ( berupa fil tipis) menjadi lebig pekat
dibandingkan dengan air yang berada disebelah dalamnya, sehingga kelamaan akan
menebal, mengeras dan terjadilah kerak yang menempel pada dinding boiler.
Kerak merupakan lapisan isolasi yang mempunyai daya hantar yang rendah,
sehingga mengurangi efisiensi pembentukan uap. Sebagai contoh kerak dengan
31
ketebalan 2 mm dapat menurunkan efisiensi sampai 10 %, yang berarti pemborosan
bahan bakar, tetapi yang lebih berbahaya bagi terjadinya pemanasan berlebih
(overheating) dinding boiler yang dapat merusak uap secara keseluruhan.
Jenis- jenis kerak yang timbul akibat air pengisi boiler yang tidak baik adalah :
Kerak Karbonat (CaCO3)
Kerak Gips (CaSO4)
Kerak Silikat (CaSiO3)
Kerak Analciet (Na2O, Al2O3 dan SiO2.4H2O)
Endapan atau kerak lumpur
Ciri-ciri Kerak yang terjadi pada boiler :
Kerak kalsium karbonat : keras dan padat, kristalnya halus, rapuh dan larut
asam.
Kerak silikat : keras seperti poselen dan tidak larut dalam asam.
Kerak analciet : keras seperti porselen, kristalnya lebih halus, sangat padat,
melekat sangat kuat pada logam (dinding/pipa ketel), mempunyai daya hantar
yang sangat rendah dan tidak larut dalam asam.
Kerak / endapan besi : warna coklat kehitam-hitaman dan larut dalam asam.
Usaha pencegahan terhadap akibat buruk pemakaian air pengisi boiler yang tidak baik
adalah :
Melakukan pengolahan air secara baik dan teliti sesuai petunjuk yang telah
diberikan oleh laboratorium.
Hindari pemakaian air pengisi boiler tanpa mengetahui komposisi kimia yang
dikandungnya
Hindari pemakaian air tanpa pengolahan terlebih dahulu
Melakukan pengurasan secara kontinyu
Hindari adanya garam yang berbahaya dalam air pengisi boiler
2.10.2 Korosi
Penyebab korosi pada boiler adalah :pH yang terkandung di dalam air terlalu
rendah, gas-gas yang masih ada di dalam air seperti oksigen, karbon dioksida dan
lain-lain, garam-garam seperti magnesium klorida dan besi sulfat yang tinggi
32
kadarnya, aliran listrik lokal, reaksi antara basa/bahan dan uap yang terjadi karena
sirkulasi uap dan air kurang sempurna, tegangan-tegangan pada bagian yang di las,
keeling-keling dan sambungan-sambungan.
Usaha pencegahan terhadap korosi adalah :
pH air tidak terlalu rendah
pH air harus disesuaikan dengan tekanan kerja yang dibutuhkan (pH
berkisar 7-10)
Mengurangi garam-garam magnesium klorida dan besi sulfat yang
disesuaikan dengan syarat kualitas pengisi boiler
Menghindari /mengurangi gas-gas yang larut dalam air pengisi boiler,
seperti oksigen, karbon dioksida, dan lain-lain
Menghindari terjadinya sirkulasi uap dan air yang kurang sempurna di
dalam boiler karena kesalahan desain
Pemeliharaan boiler terutama jika boiler sedang tidak digunakan.
2.10.3 Pembusaan (Foaming) – Primming – Carry Over
Pembusaan kadang-kadang disertai loncatan-loncatan air boiler bersama-sama
dengan uap, maka kejadian itu disebut Primming. Jika proses tadi dilanjutkan dengan
loncatan-loncatan kecil air boiler dengan uap disebut “carry over”. Ketiga proses
tersebut sebenarnya dapat diistilahkan dengan “carry over” saja, yang diawali dengan
foaming yang selanjutnya terjadi priming dan carry over. Usaha-usaha pencegahan
terhadap timbulnya “carry over” yaitu :
Membatasi /menghilangkan minyak dalam air
Mengurangi zat-zat padat yang terlarut dalam air
Melaksanakan pengurasan
2.10.4 Caustic Embrittlement
Caustic Embrittlement adalah akibat rusaknya pelat boiler karena :
Adanya rongga-rongga halus pada tempat-tempat las atau kelingan-kelingan
Adanya tegangan pada bahan boiler
Konsentrasi larutan alkali hidroksida yang tinggi yaitu 75.000 – 500.000 ppm
33
Usaha-usaha pencegahan timbulnya Caustic Embrittlement :
Hindari adanya rongga-rongga halus pada tempat las/kelingan
Hindari terjaidinya tegangan pada bahan boiler
Hindari konsentrasi larutan alkali yang tinggi
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Boiler atau ketel uap berfungsi sebagai pesawat konversi energy yang
mengkonversikan energy kimia (potensial) dari bahan bakar menjadi energy 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
dari sistem air umpan, penanganan air umpan diperlukan sebagai bentuk pemeliharaan
34
untuk mencegah terjadi kerusakan dari sistem steam. Sistem steam mengumpulkan
dan mengontrol produksi steam dalam boiler.
Komponen-komponen boiler yaitu :
- Furnace
- Steam Drum
- Superheater
- Air Heater
- Economizer
- Safety valve
- Blowdown valve
DAFTAR PUSTAKA
Zulkarnain, dkk. 2012. Modul Utilitas. Palembang : POLSRI.
Febrianta. 2008. Klasifikasi Boiler. (http://febriantara.wordpress.com/2008/10/24/klasifikasi-
boiler, di akses pada tanggal 15 Oktober 2012).
Poernomoe.2009. Utilitas Energi Sistem Boiler di Industri.
(http://poernomoe.wordpress.com/2009/04/02/utilitas-energi-sistem-boiler-di-industri,
diakses pada tanggal 15 Oktober 2012).
35
36