1. Prinsip kerja boilerJika diperhatikan orang memasak air didalam bejana terbuka, maka air akan mendidih pada suhu +- 100 C pada tekanan 1 atm , suhu air akan tetap 100 C walaupun diberikan panas yang sebesar-besarnya. Hal ini dikarenakan , tekanan didalam bejana dan di lingkungan adalah sama, yaitu 1 atm . prinsip kerja boiler sebenarnya sama persis seperti orang memasak air, yang membedakan adalah bejana boiler tertutup , sehingga pada saat boiler dipanaskan, akan menghasilkan uap di dalam boiler pada tekanan yang lebih tinggi dari tekanan atmosfir. Oleh karena itu , bahan untuk membuat boiler tidak bleh sembarangan karena bahan tersebut harus mampu menahan tekanan tinggi dari uap tadi, biasanya dipilih bhan baja , karena konsentrasi yg kuatGAMBAR ( bejana terbuka, bejana tertutup)

adanya dorongan dari dalam bejana, yg dpt mendesak bejana dan akhirnya meledak. Oleh karena itu, bahan dasar bejana tertutup haruslah yg kuat (baja) yg dpt menahan tekanan yg besar.

2. Package boilera. Perakitan boiler dilakukan di pabrik pembuatb. Pengiriman langsung dalam bentuk boilerc. ruang bakar lebih kecil dan tingginya panas yang dihasilkan menyebabkan

penguapan lebih cepatd. banyak pipa yg digunakan berdiameter kecil, sehingga membuatnya memiliki

perpindahan panas yg konferensife. system forced atau induced draft f. tingkat efisiensi thermal tinggig. sejumlah lintasan / pass menghasilkan panas yg baik

3. system boiler1) system air umpan = system ini menyediakan air untuk boiler secara otomatis

sesuai kebutuhan steam. Banyak kran disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan dari system air umpan. Penanganan system ini diperlukan untuk mencegah terjadinya kerusakan pada system steam

2) system steam= system ini mengumplkan serta mengontrol produksi steam dlm boiler. System tsb kmudian dialirkan melalui system perpipaan Ke titik pengguna. Tekanan steam dpt diatur dgn menggunakan valve dan tekanan tsb dipantau dgn alat pemantau tekanan

3) sistem bahan bakar= system ini menyediakan bahan bakar untuk menghasilkan panas yg dibutuhkan. Peralatan yg dgunakan pada system ini,tergantung pada jenis bahan bakar yg digunakan

4. klasifikasi boilero B erdasarkan jenisnya : Boiler lorong api= api mengalir disepanjang silinder api dan memanasi air yg ada

disekelilingnya(diluarnya) secara radiasi. Setelah keluar dari silinder, gas panas masuk fire box pd ujung belakang lalu mengalir kebagian drum dan memanasi drum , kemudian di belokkan ke kiri kanan lorong api dan memanaskan dinding kanan kiri drum boiler, kemudian masuk ke smoke box dan dibuang ke cerobong.

Boiler pipa api= proses pengapian terjadi didalam pipa, kmudian di luarnya dikeliling air. Kemudian panas yg dihasilkan dihantarkan lgsg ke air . agar perpindahan panas lbh efisien/efektif, maka susunan pipa didlm boiler dibuat pass per pass. Menghasilkan kapasitas tekanan yg rendah.

3. Boiler pipa air=peredaran air terjadi didlm pipa dan proses pengapiannya terjadi diluar pipa. Jadi peredaran air pd boiler ini terjadi didlm tube dan dikelilingi oleh nyala api dan gas panas dari luuar susunan pipa. Menghasilkan kapasitas dan tekanan steam yg besar.

4. Boiler kombinasi= mengkombinasikan boiler pipa api dan pipa air. Jadi pertama panas gas dan api dialirkan ke tube tube yg berisi air, kemudian panas gas tadi masuk ke tube untuk memanaskan air yg diluar pipa

o Berdasarkan jumlah tube Tube tunggal: hanya trdpat 1 pipa api atau pipa air Tube banyak: terdapat 2 atau lebih pipa api atau air

5. Natural CirculationNatural Circulation : Pada boiler dengan metode natural circulation, peredaran air atau uapnya didalam boiler terjadi dengan sendirinya tanpa menggunakan alat bantu misalnya: pompa sirkuklasi. Peredaran air terjadi karena perbedaan berat jenis (density) antara cairan yang panas dan cairan yang dingin.

6. Faktor – faktor efisiensi pada boiler : disain awal ketel uap kualitas air pengisi dan instalasi air pengisi ketel, kualitas udara bakar dan instalasi udara bakar, bahan bakar dan instalasi bahan bakar, komponen-komponen utama dan penunjang ketel uap, sistem pengaturan dan kontrol ketel uap.

7. Perpindahan panas yang terjadi pada boiler: Radiasi = perpindahan panas antara suatu benda ke benda lain dengan

melalui gelombang – gelombang elektromagnetik, tanpa tergantung pada ada

atau tidaknya media perantara. Konversi energi didalam proses perpindahan panas secara radiasi yaitu: Energi panas dikonversi menjadi gelombang elektromagnetik Gerakan gelombang elektromagnetik tersebut memancar keruang bebas Pancaran gelombang elektromagnet dikonversi kembali menjadi panas

setelah mengenai bidang sasaran.Perpindahan panas radiasi ini terjadi diruang pembakaran, pancaran panas diterima oleh pipa – pipa air didalam boiler

Konduksi = terjadi pada ketebalan dinding dan tube boiler. Konduksi adalah perpindahan panas dari satu bagian benda padat kebagian lain dari benda padat maupun bukan benda padat, terjadi kontak fisik tanpa terjadi perpindahan molekul- molekul dari benda padat itu sendiri . Laju perpindahan paling konduksi berbanding lurus dengan gradien suhunya.

Konveksi = Perpindahan panas yang dilakukan oleh molekul – molekul suatu fluida (cair atau gas), dimana molekul fluida tersebut dalam gerakannya melayang-layang kesana kemari membawa sejumlah panas. Dilakukan dengan memperbesar kecepatan fluida dengan cara pengadukan. Didalam ruang konveksi dari sebuah boiler dipasang baffle, agar turbulensi gas panas lebih besar, sehingga jumlah perpindahan panas juga lebih besar.

8. Keuntungan metode Langsung : Pekerja dapat langsung evaluasi efisiensi boiler Parameter yg dibutuhkan sedikit Instrumen pemantauan yg dibutuhkan sedikit

Kerugian metode Langsung : Tidak memberikan petunjuk pada operator Tidak memberikan secara jelas data kenaikan energi

9. Air Umpan Boiler

Air Umpan Boiler adalah pengolahan air boiler yang dilakukan diluar boiler dilakukan di luar, yang merupakan rangkaian proses perlakuan sejak dari pengambilan air baku sampai menjadi BFW. Ada 3 proses pengolahan BFW secara eksternal .

Filtrasi : Pengendapan atau disaring dengan dilewatkan melalui pasir. Tujuan nya untuk menghilngkan bakteri warna, rasa, bau, dan membuat air lebih jernih

Softening : Untuk menurunkan kesadahan air, karena air sudah dapat menimbulkan kerak.

Degassing : Penghilangan gas-gas yang terlarut dalam air, missal O2 dan CO2. Menggunakan deaerator untuk menghilangkan gas.

10. Blowdown Blowdown adalah bahan- bahan yang tidak dikehendaki dan dibuang lewat bagian bawah boiler. Bahan yang di blowdown berupa, Ca, Mg, Silika, dan gas-gas yang berbahaya jika tak

dibuang. Kemudian , dibagian bawah boiler ada blowdown valve yang berfungsi tempat membuang blowdown. Pembuang blowdown dilakukan berkala. Karen apabila terlalu sering, maka akan banyak kehilangan panas yang terbuang terikut blowdown

11. Dryness fraction of steam (Fraksi Kekeringan)Dryness fraction of steam (Fraksi Kekeringan) adalah suatu angka yang menunjukkan ukuran kekeringan pada suatu benda atau unsur dengan rumus : x = ws/ws + wKet : ws = berat uap kering yang sebenarnya w = berat partikel air dalam bentuk suspense

12. Panas sensible dan panas laten Panas sensible adalah panas yang menyebabkan terjadinya kenaikan

suhu/temperature, tapi tidak merubah wujud/fase. Panas laten adalah panas yang diperlukan untuk merubah wujud(fase) benda, tetapi

temperaturnya tetap.

13. Bagian utama boiler :a. Bejana (shell)

Untuk menampung air dan sekaligus untuk memisahkan air dan uap jenuh. Digunakan juga untuk mengurangi kandungan unsur - unsur didalam uap yang merugikan. Pada boiler pipa api, bejana berfungsi sebagai tempat instalasi pipa api

b. Dapur (furnace)Suatu ruangan sebagai tempat pembakaran. Dilengkapi burner dan stoker. Pada boiler besar, dindingnya dilindungi dengan air yang berada didalam pipa (water wall)

c. Air preheaterKomponen ini merupakan ruangan pemanas yan digunakan untuk memanaskan udara luar yang diserap untuk meminimalisasi udara yang lembab yang akan masuk ke dalam tungku pembakaran

d. BlowerUntuk mengambil udara luar untuk dimasukkan ke ruang bakar, baerguna untuk memperlancar sirkulasi dari gas panas sejak dari dapur pembakaran sampai cerobong

e. BurnerMerupakan kompor pembakar yang terdapat pada furnace

f. Baffle Untuk mengarahkan aliran air atau gas diboiler

g. Stack Saluran pembuangan gas sisa pembakaran dari furnace

h. Pompa air umpanUntuk memompakan air umpan kedalam boiler

i. EconomizerMerupakan ruangan pemanas yang digunakan untuk memanaskan air dari air yang terkondensasi dari sistem sebelumnya maupun air umpan baru

j. Steam purificationAlat untuk memisahkan air dengan uap, pada cyclone separator

k. SuperheaterUntuk menaikkan suhu uap, tingkat kekeringan, ataupun kandungan kalori uap

l. Steam headerSebagai kolektor uap dari rangkaian pipa penguapan

m. Blowdown valveMerupakan saluran yang berfungsi membuang endapan yang berada di dalam pipa steam

n. Safety valveMerupakan saluran buang steam jika terjadi keadaan dimana tekanan steam melebihi kemampuan boiler menahan tekanan steam

14. Keunggulan boiler pipa air dibandingkan boiler pipa api

Fire tube Water tube

Proses pemasangan mudah Proses konstruksi lebih detail

Investasi awal murah Investasi awal relatif mahal

Bentuk lebih compact dan portable Penanganan feed masuk harus dijaga

Tidak butuh area luas untuk 1 boiler Butuh area bedar, karena kapasitas dan

tekanan besar

Tekanan operasi steam rendah, 18 bar Tekanan operasi mencapai 100 bar

Kapasitas kecil (13,5 ton/bar) Kapasitas besar (450 TPH)

Efisiensi rendah, kalor banyak yang

terbuang ke stack

Nilai efisiensi tinggi

Tempat pembakar sulit diperbaiki kalau

ada masalah

Tungku mudah untuk perawatan