Fungsi Dan Klasifikasi Boiler

FUNGSI DAN KLASIFIKASI BOILER

1. FUNGSI DAN KLASIFIKASI BOILER

Boiler berfungsi untuk merubah air menjadi uap superheat yang bertemperatur dan

bertekanan tinggi. Proses memproduksi uap ini disebut ‘Steam Raising” (Pembuat

Uap). 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.

1.1. Boiler Pipa Api

Pada jenis Boiler pipa api, gas panas hasil pembakaran (flue gas) mengalir melalui

pipa-pipa yang dibagian luarnya diselimuti air sehingga terjadi perpindahan panas dari

gas panas ke air dan air berubah menjadi uap.

Gambar Boiler pipa api dapat dilihat pada gambar 1.

Gambar 1. Boiler Pipa Api

Keterbatasan dari boiler pipa api adalah tekanan uap tidak dapat dibuat terlampau

tinggi karena ketebalan drum akan sedemikian tebalnya sehingga tidak

menguntungkan. Boiler seperti ini banyak digunakan dipabrik-pabrik gula karena tidak

memerlukan tekanan uap yang tinggi.

1.2. Boiler Pipa Air

Pada boiler (Boiler) jenis ini, air berada didalam pipa sedangkan gas panas berada

diluar pipa. Boiler pipa air dapat beroperasi dengan tekanan sangat tinggi (lebih dari

100 Bar).

Gambar Boiler pipa air dapat dilihat pada gambar 2.

Gambar 2. Boiler Pipa Air

1.3. Tata Letak Boiler

Tata letak Boiler berbahan bakar minyak dan Boiler berbahan bakar batubara dapat

dilihat pada gambar 4 dan gambar 5.

Gambar 4. Tata Letak Ketal Minyak

Gambar 5. Tata Letak Boiler Batubara

2. RUANG BAKAR

Ruang bakar adalah bagian dari Boiler yang berfungsi untuk tempat berlangsungnya

proses pembakaran antara bahan bakar dan udara.

Tekanan gas panas yang berada didalam ruang bakar (Furnance) dapat lebih besar

dari pada tekanan udara luar (Tekanan ruang bakar positip) dan dapat juga bertekanan

lebih kecil dari tekanan udara luar (Tekanan ruang bakar negatif) atau bertekanan

seimbang (Balance Draught).

2.1. Tekanan Positif

Pada boiler dengan tekanan ruang bakar positif, udara luar dihembuskan masuk

kedalam ruang bakar dengan menggunakan forced draught fan (Kipas tekan paksa),

yang sekaligus mendorong gas panas hasil pembakaran ke arah cerobong.

Boiler/Boiler dengan tekanan ruang bakar positif banyak digunakan oleh Boiler dengan

bahan bakar minyak.

2.2. Tekanan Negatif

Pada boiler dengan tekanan ruang bakar negatif, gas panas hasil pembakaran dihisap

oleh induced draught fan sekaligus menghisap udara luar masuk kedalam ruang bakar.

Gabungan dari kedua cara tersebut diatas diterapkan pada balanced draught yang

memiliki baik forced draught fan untuk mendorong udara luar masuk kedalam boiler,

maupun induced draught fan untuk menghisap gas panas hasil pembakaran.

Pada sistem balanced draught, tekanan ruang bakar dibuat sedikit negatif yaitu sekitar -

10 mmWg (0,001 bar) .

Boiler dengan tekanan ruang bakar negatif, jarang digunakan/kurang ekonomis.

Sedangkan boiler dengan tekanan balanced draught (seimbang) banyak digunakan

oleh Boiler dengan bahan bakar Batubara.

3. SIRKULASI AIR

Air dipompakan kedalam boiler dengan menggunakan pompa air pengisi (Boiler Feed

Pump/BFP), melalui katup pengatur. Sebelum masuk kedalam boiler drum, air

dipanaskan terlebih dahulu di Low Pressure Heater juga dipanasi di High Pressure

Heater dan terakhir dipanasi di Economizer sehingga temperatur air mendekati titik

didihnya.

Dari dalam boiler drum air bersirkulasi melalui down comer dan riser sehingga dengan

adanya pemanasan dari ruang bakar terbentuklah uap air.

Sirkulasi ini dapat terjadi secara alami (natural circulation) ataupun sirkulasi yang

dibantu (assited circulation) dengan menggunakan pompa sirkulasi.

Gambar sirkulasi alami pada Boiler dapat dilihat pada Gambar 6.

Gambar 6.

Prinsip Sirkulasi

Alami pada Boiler

Gambar sirkulasi air dan uap di boiler dapat dilihat pada gambar 7.

Gambar 7. Sirkulasi Air dan Uap di Boiler

Salah satu bagian dari boiler adalah down comer. Down comer ini berada diluar ruang

bakar, menghubungkan antara boiler drum dengan bagian bawah tube wall (Riser).

Down comer tidak mendapat pemanasan dari ruang bakar boiler. Karena air didalam

riser mendapat pemanasan dari ruang bakar maka akan timbul uap air. Campuran air

dan uap yang berada didalam riser berat jenisnya akan lebih kecil dari pada air yang

ada didalam down comer, karena air didalam down comer tidak menerima pemanasan.

Selanjutnya air dan uap yang ada didalam riser akan naik sedangkan air yang ada

didalam down comer akan turun.

Dengan demikian terjadilah sirkulasi air didalam boiler secara alami. Uap yang

dihasilkan ditampung didalam boiler drum kemudian dialirkan menuju turbin melewati

superheater. Komponen utama boiler dalam sirkulasi air adalah Ekonomiser, drum

boiler, heater, riser dan down comer.

3.1. Economizer

Economizer adalah Heat Exchanger (penukar kalor) yang dipasang pada saluran air

pengisi sebelum air masuk ke Boiler Drum (lihat Gambar .7)

Konstruksi Economizer berupa sekelompok pipa-pipa kecil yang disusun berlapis-lapis.

Di bagian dalam pipa mengalir air pengisi yang dipompakan oleh Boiler Feed Pump dan

dibagian luar pipa mengalir gas panas hasil pembakaran yang terjadi di ruang bakar.

Karena temperatur gas panas lebih tinggi dari temperatur air pengisi maka gas panas

menyerahkan panas kepada air pengisi sehingga temperatur air pengisi menjadi naik

dan diharapkan mendekati titik didihnya, tapi jangan melampaui titik didih karena akan

menyebabkan terbentuknya uap di dalam pipa Economizer dengan akibat lebih lanjut

terjadi overheating pada pipa tersebut.

3.2. Boiler Drum

Boiler Drum adalah bejana tempat menampung air yang datang dari Economizer dan

uap hasil penguapan dari Tube Wall ( Riser). Kira-kira separuh dari drum berisi air dan

separuhnya lagi berisi uap.

Boiler Drum terbuat dari plat baja dilas dan dilengkapi diantaranya :

Man hole.

Saluran menuju Superheater.

Saluran menuju Feedwater Inlet.

Saluran menuju Blow Down.

Saluran menuju Down Comer

Saluran menuju Safety Valve.

Pipa injeksi bahan Kimia.

Pipa Sampling.

Pipa menuju alat ukur dan alat kontrol.

Seperti terlihat pada Gambar 8 di bagian dalam Boiler Drum terdapat peralatan-

peralatan Screen dryer (pengering uap) dan Steam separator (pemisah uap).

Level air didalam drum harus dijaga agar selalu tetap kira-kira separuh dari tinggi drum.

Banyaknya air pengisi yang masuk ke dalam drum harus sebanding dengan banyaknya

uap yang meninggalkan drum, sehingga level air terjaga konstan.

Pengaturan level didalam Boiler Drum dilakukan dengan mengatur besarnya

pembukaan Flow Control Valve. Apabila level didalam air drum terlalu rendah/tidak

terkontrol akan menyebabkan terjadinya Overheating pada pipa-pipa Boiler, sedangkan

bila level drum terlalu tinggi, kemungkinan butir-butir air terbawa uap ke turbin dan

mengakibatkan kerusakan pada turbin. Untuk mengamankannya pada boiler drum

dipasang alarm untuk level high dan level low serta trip untuk level very low dan very

high.

Level air didalam boiler drum dapat dimonitor dengan menggunakan perlatan level

gauge/level indikator yang terdapat didekat boiler drum (lokal), atau dengan cara

remote (jarak jauh) di control room, juga dicatat pada level recorder.

Uap yang dihasilkan dari dalam tube wall (riser), terkumpul didalam boiler drum. Uap

akan mengalir ke arah puncak boiler drum melewati steam separator dan screen dryer

lalu keluar dari dalam drum dalam keadaan kering menuju separator dan akhirnya ke

turbin.

Butir-butir air yang terpisah dari uap akan jatuh dan bersirkulasi kembali bersama air

yang baru masuk.

Gambar 8. Boiler Drum

3.3 Header

Dari header air akan masuk ke tube wall (riser) untuk diubah menjadi uap dan kembali

ke Boiler. Header (low header) merupakan tempat penampungan air yang berasal dari

down comer.

3.4 Riser (Tube Wall) dan Down Comer

Didalam tube wall terdapat air yang bersirkulasi dari boiler drum melalui down comer

dan low header. Panas yang dihasilkan dari proses pembakaran didalam furnance

sebagian diberikan kepada air yang ada didalam tube wall sehingga air berubah

menjadi uap.

Selain berfungsi untuk membuat air menjadi uap, tube wall juga mencegah penyebaran

panas dari dalam furnance ke udara luar dan untuk lebih menjamin agar panas tersebut

tidak terbuang ke udara luar melewati tube wall, maka dibalik tube wall (arah udara luar)

dipasang dinding isolasi yang terbuat dari mineral fiber.

Sedangkan pada down comer merupakan pipa yang berukuran besar,

menghubungkan bagian bawah boiler drum dengan lower header. Down comer (pipa

turun) tidak terkena panas secara langsung dari ruang bakar. Dan untuk menghindari

kerugian panas yang terbuang pada down comer, maka down comer diberi isolasi.

4. SIRKULASI UAP

4.1. Superheater

Sirkulasi

uap yang menuju ke superheater dapat dilihat pada gambar 9.

Gambar 9. Sirkulasi Uap Menuju Superheater

Aliran sirkulasi uap yang terjadi adalah sebagai berikut : Uap jenuh dari setam drum dialirkan ke primary superheater. Primary superheater

terletak dibagian belakang dari Boiler dan menerima gas relatif dingin. Pipa-pipa biasanya diatur dengan konfigurasi horizontal.

Uap yang dipanaskan ini selanjutnya mengalir ke secondary superheater yang terletak pada bagian gas sangat panas. Sebagian dari superheater terletak tepat diatas ruang bakar dan menerima panas radiasi langsung dari ruang bakar. Kemudian dari secondary superheater, uap mengalir ke turbin tekanan tinggi.

4.2.Reheater

Sirkulasi uap yang menuju ke reheater dapat dilihat pada gambar 10.

Gambar

10.

Sirkulasi Uap Reheater

Aliran uap reheat yang terjadi adalah sebagai berikut :

Uap superheat yang berasal dari turbin tekanan tinggi, kembali ke steam generator

(boiler), untuk mendapatkan panas dalam reheat, kemudian setelah dipanaskan di

reheat, uap tersebut mengalir ke turbin tekanan sedang.

5. SIRKULASI AIR PENGISI BOILER

5.1. Terjadinya Sirkulasi Air Pengisi Boiler

Sirkulasi air pengisi Boiler dapat dilihat pada gambar 11.

Gambar 11. Sirkulasi Air Pengisi Boiler

Dari gambar 11, dapat dilihat bahwa sirkulasi air pengisi Boiler adalah sebagai berikut :

Air kondensat dari hotwell kondensor dipompakan dengan pompa kondensat menuju ke

pemanas tekanan rendah, kemudian menuju ke daerator. Dari daerator, air pengisi

Boiler dipompakan oleh pompa air pengisi (boiler feed pump) menuju ke pemanas

tekanan tinggi dan selanjutnya menuju ke boiler.

5.2 Sistem Air Pengisi Boiler

Dalam suatu pusat pembangkit, sirkit air dan uap didalam boiler/turbin berada dalam

sistem loop tertutup (air dan uap tersebut digunakan secara berulang-ulang).

Begitu uap meningglkan turbin, uap tersebut dikondensasikan kembali menjadi air

didalam kondensor dan disebut kondensat.

Sistem air pengisi Boiler adalah bagian dari loop, dimana air kondensat dikeluarkan dari

kondensor dan kemurnian temperatur dan tekanannya dinaikkan agar

sesuai/memenuhi syarat kembali ke boiler.

Tujuan menaikkan suhu air pengisi Boiler adalah :

Menghindarkan thermal stress

Mengurangi kerja Boiler

Mendinginkan alat bantu

Menaikkan effisiensi Boiler.

Tujuan menaikkan kemurnian air pengisi adalah mencegah deposit, kerak dan korosi

pada pipa pemanas, pipa boiler, suhu turbin.

Tujuan menaikkan tekanan air pengisi Boiler adalah :

Agar tidak menjadi uap

Agar dapat masuk ke boiler drum.

Pada sistem air pengisi Boiler. Jenis pemanas yang digunakan adalah pemanas air

pengisi tekanan rendah (LP. Feed Water Heater). Deaerator dan pemanas air pengisi

tekanan tinggi (HP. Feed Water Heater).

5.2.1. Pemanas Air Pengisi Tekanan Rendah (L.P. Feed Water Heater)

Fungsi :

Untuk menaikkan suhu air pengisi keluar kondenseor dengan media pemanas :

Uap pengambilan (bled steam) dari turbin

Uap bantu (Auxilliary steam).

Pemanas ini terdiri dari dua jenis yaitu :

1. Tipe “tube/pipa” (sering juga disebut tipe permukaan)

2. Tipe “hubung langsung” (direct contact)

1. Pemanas tipe “tube/pipa” :

Pemanas tipe ini terdiri dari 2 jenis yaitu :

a. Pemanas air pengisi aliran tunggal

b. Pemanas air pengisi aliran ganda.

Cara pemanasan adalah dengan mengalirkan air pengisi didalam pipa dan uap

pemanas diluar pipa-pipa.

a. Pemanas air pengisi aliran tunggal.

Tipe pemanas ini seperti terlihat pada gambar 12 , air mengalir dari pompa kondensat

dan masuk ke pemanas pada sisi masuk kotak air (water box) mengalir didalam pipa U

dan meninggalkan pemanas melalui sisi keluar kotak air.

Uap pemanas dialirkan diluar pipa-pipa dan diarahkan oleh baffle-baffle dan dikeluarkan

sudah berbentuk air (kondensasi).

Gambar 12. Konstruksi Pemanas Tekanan Rendah

b. Pemanas air pengisi aliran ganda

Pemanas ini ditunjukkan pada gambar 13, dimana ikatan pipa (tube nest) dipisahkan

kedalam 2 bagian dan kotak air kedalam tiga bagian.

Air pengisi mengalir melalui satu setengah dari ikatan pipa kemudian melalui begian

tengah dari kotak air dan melalui setengah bagian yang kedua dari ikatan pipa seperti

terlihat pada gambar. Penyekat ini juga berperan sebagai penyangga pipa-pipa.

Satu atau lebih ventilasi dipasang untuk mengeluarkan gas yang tidak dapat

mengembun dari rumah (shell) pemanas, ventilasi ini dikembalikan kekondensor utama

dan dikeluarkan dari sistem oleh pompa vakum(ejector). Uap yang terkondensasi

dikeluarkan dari sisi bawah rumah pemanas melalui sistem “pengeluaran pemanas”

(heater drains).

Gambar 13. Two-pass Low Pressure Heater

Gambar 14. Pemanas Tipe Kontak Langsung

(Direct Contact Heat)

2. Pemanas Kontak Langsung (Direct Contact Heater)

Pada tipe ini uap dan air pengisi bercampur bersama-sama dengan baik. Air pengisi

yang masuk ke heater dikabutkan dengan perantaraan nozzle-nozzle dan bled steam

yang masuk akan langsung bercampur dengan air yang dikabutkan tadi dan jatuh ke

“tray” yang dibuat bertingkat-tingkat.

Dengan bercampurnya uap dan air tadi berarti berarti panas yang dikandung oleh uap

akan dipindahkan secara langsung ke air pengisi, karenanya uap tadi menjadi air

kondensasi dan bersama air pengisi keluar dari heater sebagai air pengisi, sehingga di

heater tipe ini tidak diperlukan sistem drain.

Bila ada gas-gas atau uap yang tidak dapat terkondensasi dibuang dengan pipa ke

condensor dan akan dapat dibuang dengan sistem ejector yang terpasang di

condensor. Pemanas tipe ini dapat dilihat pada gambar 14.

5.2.2. Deaerator

Fungsi :

Untuk membuang gas/udara yang larut dalam air pengisi

Pemanas air pengisi

Tangki air persediaan untuk pompa air pengisi (BFP)

Memberi tekanan pada sisi hisap BFP

Deaerator modern terdiri dari 2 bagian, yaitu bagian de-aerating dan tangki penyimpan

air besar. Suatu tipikal deaerator terlihat dalam gambar 15.

Konstruksi dan operasi bagian de-aerating adalah sama dengan pemanas hubung

langsung, dimana air dikabutkan dengan perantaraan nozzle-nozzle menjadi bentuk

butir yang halus dan kemudian bercampur secara langsung dengan uap. Gas-gas yang

tidak terkondensasi dikeluarkan dari sisi atas unit deaerating dan setelah melalui suatu

kondensor ventilasi (vent kondensor), kemudian dialirkan kembali kekondensor utama

untuk dikeluarkan dari sistem oleh pompa (udara) vakum.

Tangki penyimpan adalah cadangan untuk kebutuhan seluruh sistem dan memasok

untuk perubahan kebutuhan air dan menyediakan cadangan untuk keadaan darurat

(sebagai contoh turbin trip).

Untuk mempertahankan temperatur air tangki penyimpan selama periode off-load,

maka dipasang uap bantu dan atau pemanas listrik celup.

Gambar 15. Deaerator

5.2.3. Pemanas Air Pengisi Tekanan Tinggi (HP. Feed Heater)

Konstruksi pemanas air pengisi tekanan tinggi adalah tipe pipa, dimana air pengisi

mengalir didalam pipa dan dipanaskan oleh uap yang mengalir diluar pipa. Pada unit

modern yang besar pemanas air pengisi berbentuk pipa U terbalik sehingga kotak air

berada dibagian bawah.

Contoh tipikal terlihat dalam Gambar 16.

Pemanas dapat dipisahkan kedalam beberapa bagian dasar :

a. Bagian de-superheating dimana uap superheat pertamakali mengalir pada saat

memasuki pemanas.

b. Bagian pemanas utama

Ini merupakan bagian terbesar dari pemanas air pengisi, disini uap mengembun setelah

memberikan panasnya pada pipa-pipa yang berisi air pengisi.

c. Bagian pendinginan pembuangan (drain cooling)

Air kondensasi dari uap mengalir sekeliling pipa-pipa pada sisi masuk (inlet) ke

pemanas yaitu sisi air pengisi yang terdingin, sehingga memanfaatkan uap dengan

lebih baik.

d. Casing (shell) dari baja tuang.

Gambar 16. Typical High Pressure Feedheater

6. SIRKULASI UDARA DAN GAS

Udara untuk proses pembakaran didalam furnance (ruang bakar) diambil dari udara luar

menggunakan forced draught fan dan dialirkan didalam air duet (saluran udara) melalui

air heater dan berakhir di wind box sebelum masuk ke furnance.

Gambar sirkulasi udara untuk Boiler berbahan bakar batubara dapat dilihat pada gambar

17.

Gambar 17. Sirkulasi Udara

6.1. G a s

Pencampuran udara dan bahan bakar bereaksi dalam proses pembakaran

menghasilkan panas dan produk lain seperti gas buang (gas hasil pembakaran, flue

gas) dan produk lainnya seperti abu (Bottom Ash) dan debu (Fly Ash). Gas buang ini

mengalir dari furnace didalam saluran gas buang (flue gas duct) menuju cerobong

(stack melalui superheater, economizer, air heater, electrostatic presipitator dan

induced draft fan (IDF).

Gambar sirkulasi gas dapat dilihat pada gambar 18.

Gambar 18. Sirkulasi Gas

6.2. Air Heater

Adalah pemanas udara sehingga temperatur udara pembakaran dapat mencapai +

300o C menhasilkan pembakaran yang lebih sempurna. Air heater terpasang dari jenis

tubular air heater terdiri sekumpulan pipa baja., dipasang didalam saluran gas panas.

Gas panas mengalir didalam pipa sedangkan udara yang dipanasi mengalir diluar pipa.

6.3. Wind Box

Wind Box adalah kotak udara sebelum udara masuk ke dalam ruang bakar. Udara dari

wind box berfungsi sebagai udara sekunder.

6.4. Precipitator (Electro Static Precipitator)

Abu (Bottom Ash) yang diproduksi saat prosds pembakaran akan jatuh ke bagian

bawah boiler dan dikeluarkan dari boiler menggunakan bottom ash extractor.

Debu (fly ash) sangat halus sehingga dapat terbawa oleh gas buang menuju cerobong

ke udara luar. Debu ini merupakan material yang dapat menimbulkan polusi udara, oleh

karenanya debu keluar harus diusahakan sekecil mungkin jumlahnya.

Salah satu jenis peralatan yang bertugas untuk menangkap debu menuju cerobong

tersebut dikenal dengan nama Electrostatic Precipitator (Gambar. 19) yang dapat

menangkap debu dari dalam gas buang sebanyak lebih dari 99% atau kadar debu

dalam gas buang hanya tinggal 0,4 g/Nm3.

Gas buang mengalir melalui medan Electrostatic yang dihasilkan oleh pasangan

Electroda arus DC bertegangan tinggi (50 KV - 70 KV). Discharge Electrodes atau

Emitter Electrodes biasanya berupa kawat-kawat logam yang dipasang tegak,

digantung pada insulator, dipasang dicelah-celah plat yang berfungsi sebagai Collecting

Electrodes.

Gambar 19. Electrostatic Precipitator

Pada waktu melalui medan Electrostatik butir-butir debu akan terionisasi akibat effek

korona sehingga dapat ditarik/ditangkapo oleh collecting electrode. Debu yang

menempel pada collecting electrode secara berkala dirontokkan dengan cara

menggetarkan atau mengetuk (rapping) collecting electrode. Debu yang jatuh akan

terkumpul didalam ash hopper dan selanjutnya dibuang melalui fly ash system.

Disetiap unit boiler terpasang dua electrostatic precipitator.

7. PENGENDALIAN ALIRAN UDARA

Pengendalian aliran udara dalam Boiler dilakukan menggunakan FD Fan (Kipas Tekan

Paksa) dan ID Fan (Kipas Hisap Paksa). Tujuan dari pengendalian aliran udara adalah

untuk mengatur tekanan ruang bakar, mengimbangi beban Boiler, pengotoran Boiler

dsb.

Ada dua cara dasar pengaturan kipas yaitu :

a. Pengaturan aliran dengan damper atau sudu atur (vane)

b. Pengaturan kecepatan yang bervariasi dengan kontrol elektris dari kecepatan motor

atau dengan penggunaan slip coupling (kopling gelincir).

Dalam Gambar 20 dapat dilihat hubungan antara konsumsi daya dan keluaran fan

untuk berbagai metoda dari pengaturan fan.

7.1. D a m p e r

Pengaturan ini sederhana, handal dan murah pemasangannya, tetapi karena

efisiensinya yang rendah maka jarang digunakan untuk fan-fan yang besar pada pusat

pembangkit yang modern. Sebaliknya, pengaturan dengan damper mempunyai biaya

pemasangan yang rendah dan kerugian daya tidak berarti atau bila daerah pengaturan

yang cukup kecil, cara pengaturan fan ini mungkin sesuai sebagai contoh, digunakan

untuk pengaturan aliran udara/gas pada fan untuk burner minyak penyalaan Boiler pada

beberapa unit 500 MW.

Damper juga digunakan untuk mengisolasi fan untuk tujuan operasi dan pemeliharaan.

Gambar 20. Konsumsi Daya Untuk Berbagai macam Pengendalian Fan

7.2 Sudu Atur (Vane)

Sebagian besar dari fan hisap paksa dan tekan paksa mempunyai pengatur vane (lihat

gambar 21). Lustrasi menunjukan satu set vane pada saluran masuk ke fan, disusun

sedemikian sehingga mereka memberikan suatu dorongan ke udara atau gas yang

masuk ke fan. Keluaran fan diatur dengan mengubah sudut vane, hal ini memberikan

suatu cara pengaturan yang efisien sampai paling rendah 15% dari kapasitas

penuhnya.

Jika sebuah fan harus dioperasikan untuk periode yang lebih lama pada beban tak

penuh, maka pengaturan dengan vane dan motor dengan dua macam kecepatan akan

lebih ekonomis dan menarik. Oleh karena itu kita sering menemukan pengaturan

dengan vane pada fan hisap paksa yang jarang beroperasi dengan keluaran

maksimumnya.

Damper isolasi yang berdiri sendiri juga dipasang untuk memungkinkan pekerjaan

pemeliharaan dilakukan secara aman pada pengaturan dengan vane.

Gambar 21. Sistem Pengaturan Dengan Sudu Atur Pada Sisi Masuk Fan

7.3 Putaran Variabel

Pengaturan putaran variable ada dua yaitu :

Motor dengan kecepatan bervariasi

Kopling gelincir (slip coupling)

7.3.1. Motor dengan kecepatan bervariasi

Ada dua tipe pengaturan kecepatan motor yang biasa digunakan, motor arus bolak

balik (A.C) slip ring dengan belitan pada rotor dan motor komutator arus bolak balik.

Motor komutator A.C dengan menggunakan sebuah regulator induksi, lebih banyak

digunakan dan dimanfaatkan pada pengatur fan tekan paksa dan dari unit 500 MW

untuk mampu mengatur kecepatan motor yang menghasilkan 1,70 MW (2280 Hp), ntuk

fan tekan paksa dan 2,34 MW (3140 Hp) untuk fan hisap paksa.

Regulator induksi dapat merubah tegangan dari rantai magnetis antara medan putar

stator dan rotor dan mengatur derajat “slip” dari motor.

Sebagai tambahan pada motor kecepatan bervariasi, motor dengan kecepatan ganda

juga banyak digunakan., terutama untuk fan hisap paksa dan tekan paksa, dimana

dipasang pengaturan pada vane saluran masuk.

Motor kecepatan ganda aslinya adalah kumparan ganda, tetapi yang terahir

dikembangkan adalah motor pole modulated “Rawcliffe”, sekarang banyak digunakan

pada unit 500 MW, adalah motor dengan kecepatan ganda kumparan tunggal.

7.3.2. Kopling Gelincir (Slip Kopling)

Dua tipe kopling gelincir yang digunakan, kopling hidraulis (fluida) dan kopling

magnetis. Kopling-kopling ini memungkinkan daerah pengaturan yang tidak terbatas,

dari keluaran nol, sampai maksimum, tanpa penggunaan damper-damper pengatur.

Meskipun dari kopling gelincir adalah tinggi pada keluaran maksimum (sebaliknya pada

gelincir/slip minimum) efisiensi akan cepat turun jika slipnya makin besar.

8. PENGOPERASIAN KIPAS

8.1. Persiapan

1. Periksa secara umum untuk menjamin bahwa bagian bagian unit telah lengkap.

2. Permukaan minyak pelumas benar/sesuai.

3. Sisi masuk pipa tertutup secara penuh.

4. Tingkat sisi tekan tertutup secara penuh.

5. Sakelar pemilih pada posisi remote dan alat bantu kipas seperti :

a. Remote/Auto pada pompa minyak pelumas bantu.

b. Pengerem kipas (dipasang hanya pada IDF) untuk mencegah “Wind Milling”

c. Remote/Auto saklar pemilih kipas pada kecepatan rendah.

d. Pemanas-pemanas yang dibenamkan pada tangki minyak pelumas (suhu minyak

pelumas seringkali di interlock).

e. Remote/Auto sakelar pemindah untuk merubah kecepatan.

f. Remote/Auto saklar pemanas anti kondensasi.

Sistem pendinginan minyak pelumas juga harus diperiksa. Pada FD dan PA fan yang

terletak didalam gedung, air seringkali dipakai sebagai media pendinginan.

Pemeriksaan diatas hanya sebagai contoh. Untuk prosedur menjalankan unit, jelas

berbeda-beda pada setiap pembangkit dan ini dilakukan daftar pemeriksaan pre start

unit atau “spesifikasi pekerjaan”. Pemeriksaan awal ini dilakukan sebelum unit

dioperasikan untuk mencegah terjadinya penundaan. Dengan selesainya pemeriksaan

kita dapat menjalankan kipas (fan) kapan diperlukan.

8.2. Prosedur Operasi

Hampir semua instalasi pembangkit listrik yang besar menggunakan 2 (dua) buah

forced draught fan dan 2 (dua) buah induced draught fan. Fungsi dari forced draught

fan atau FD fan tel;ah diuraikan pada halaman dimuka. Induced draught fan atau ID fan

digunakan untuk menarik gas-gas dari boiler dan mendorong gas-gas tersebut ke

cerobong asap.

Agar supaya boiler dapat dikontrol secara baik dan benar, keseimbangan yang tepat

antara udara yang dimasukkan kedalam boiler dan gas yang dibuang harus dijaga.

Keseimbangan ini dipertahankan dengan mengontrol tekanan ruang bakar. Tekanan

ruang bakar sedikit dibawah tekanan atmosfir (0,50 mb).

Proses ini disebut sebagai balance draught. Alasan utama untuk mengatur tekanan

didalam ruang bakar sedikit lebih rendah dari atmosfir (negatif) adalah untuk menjamin

bahwa ada aliran gas dalam boiler. Jika boiler (ruang bakar) dioperasikan dengan

tekanan lebih tinggi dari tekanan atmosfir (positif), maka akan ada bahaya api dari

partikel-partikel panas yang terhembus keluar.

Disamping bahaya api, rumah boiler juga menjadi lebih kotor. Jumlah udara yang

digunakan pada boiler adalah berbanding langsung dengan jumlah batubara yang

dibakar untuk mendapatkan pembakaran yang sempurna. Besar kerja yang dilakukan

oleh ID fan tergantung dari jumlah batubara yang dibakar. Gambar 22 dan 23

menunjukan diagram urutan start dan stop untuk ID fan.

Gambar 22. Starting Interlock Pada ID Fan

FAN MOTOR CIRCUIT BREAKER OPEN

Gambar 23. Tripping Interlock Pada ID Fan

9. PURGING (PEMBILASAN) BOILER

9.1. Fungsi Purging

Seperti dimaklumi bahwa ruang bakar adalah tempat dimana bahan bakar bercampur

dengan udara untuk membentuk reaksi pembakaran. Karenanya kemungkinan

erdapatnya sisa bahan bakar sangat besar. Sisa-sisa bahan bakar ini dapat bersifat

sangat eksplosif dan cukup membahayakan. Untuk mengurangi resiko ledakan

(explosion), maka ruang bakar senantiasa harus dibilas (purging) terlebih dahulu

sebelum boiler dinyalakan dan juga pada saat shut down.

9.2. Prosedur Operasi

Pembilasan dilakukan dengan cara mengalirkan udara dengan kuantitas yang memadai

kedalam ruang bakar untuk mendorong dan mambuang sisa-sisa bahan bakar yang

mungkin masih terdapat diruang bakar. Pembilasan ruang bakar pada Boiler umunya

dilaksanakan berbasis waktu (timer) yang biasanya berkisar 5 menit. Jadi dengan

mengalirkan udara pada laju aliran tertentu selama + 5 menit, maka dianggap bahwa

ruang bakar (combustible).

Sebagai tambahan perlu diingat bahwa meskipun fokus utama yang harus dibilas

adalah ruang bakar, tetapi pada prinsipnya pembilasan harus meliputi seluruh

laluan/saluran beserta semua pembakaran. Untuk melakukan pembilasan boiler (Boiler

Purging) umumnya ada beberapa persyaratan yang harus dipenuhi sebelum

pembilasan dapat dimulai. Jumlah dan jenis persyaratan sangat bervariasi antara boiler

yang satu dengan boiler lainnya yang umumnya tergantung pada desain, jenis

komponen dan jenis alat bantu yang digunakan. Untuk detilnya persyaratan purging

bagi setiap boiler dapat dilihat pada operation manual yang dikeluarkan oleh pabrik

pembuat. Hal yang perlu diingat adalah bahwa seluruh persyaratan harus dipenuhi

sebelum pembilasan dapat dimulai.

Pada Boiler-Boiler yang pengoperasiannya berbasis panel (panel base), biasanya

dilengkapi dengan panel pembilas (purge panel) dimana pada panel tersebut terdapat

lampu-lampu indikator bai seluruh item persyaratan purging. Bila jondisi item yang

disyaratkan sudah terpenuhi, maka lampu tanda untuk item tersebut pada panel purging

akan menyala. Untuk boiler yang pengoperasiannya berbasis layar display (CRT base),

item-item persyaratan purging dapat dilihat dilayar monitor.

Pada boiler yang dilengkapi dengan penangkap abu elektrik (Electrostatic Precipitator),

pastikan bahwa electrostatic precipitator ini baru boleh dioperasikan setelah proses

pembilasan selesai. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari kemungkinan terjadinya

ledakan didalam electrostatic precipitator ketika proses pembilasan tengah

berlangsung.

Sambil menunggu pembilasan, sistem bahan bakar mulai disiapkan. Jalankan pompa

bahan bakar solar dan biarkan bersirkulasi. Isi bunker-bunker batubara secukupnya.

10. SISTEM BAHAN BAKAR

10.1. Sistem bahan bakar Minyak

Pada PLTU berbahan bakar minyak , bahan bakar utama yang di gunakan adalah

minyak Residu/Heavy Fuel Oil (HFO) , dan sebagai penyala awal digunakan minyak

solar/HSD.

Pada sistem bahan bakar minyak ada dua sistem utama yaitu :

Sistem Supplay Minyak Residu ke Boiler

Sistem penyalaan awal

10.1.1 Sistem Supply Minyak Residu ke Boiler

Pada sistem ini di gunakan sistem saluran sirkulasi melingkar .

Minyak untuk boiler mengalir pada satu pipa , yang di kenal sebagai saluran utama

masing - masing unit pemompaan dan pemanasan. Minyak di pasok dari tangki

penyimpanan ke saluran hisap melalui penyaring ke pompa pemindahan minyak.

Pompa-pompa tersebut selalu memasok minyak lebih banyak dari pada yang di

butuhkan boiler, sisanya dikembalikan ke tangki penyimpanan melalui pipa minyak yang

kedua yang disebut sebagai saluran kembali (return oil). Kedua saluran tersebut

dihubungkan bersama pada ujung yang jauh dari tangki penyimpanan dengan katup

pengukur tekanan diletakkan antara dua pipa tersebut, untuk mempertahankan tekanan

yang konstan pada saluran utama dan memberi kesempatan pada minyak lebihnya

untuk mengalir kembali ke tangki penyimpanan melalui saluran kembali.

Saluran kembali yang mempunyai lubang lebih kecil dari pada saluran utama,

mempunyai cabang kegiatan atas dari tiap-tiap tangki sehingga dengan membuka

katup yang sesuai maka minyak kembali ke tangki. Ini menghindari aliran lebih pada

tangki yang mungkin telah penuh.

Gambar 24. Sistem Bahan Bakar Minyak Residu Dengan Pengaturan Pada Sisi Kembali

(Return)

10.1.2 Sistem Penyalaan Awal

Sebelum mengoperasikan burner utama (normal operasi) terlebih dahulu dioperasikan ignitor (burner HSD) yang berfungsi sebagai penyala burner utama /penyalaan awal .

Gambar . 25.

Gambar . 26.

10.2. Sistem bahan bakar batubara .

Pada sistem bahan bakar batubara, ada dua (2) Sistem Milling Plant (Penggiling

Batubara) yaitu dengan suction mill (Mill Tekanan Negatif) dan Pressure mill (Mill

Tekanan Positif). Gambar 27 :

menunjukkan blok diagram dari sebuah suction mill (penggiling hisap). Dalam desain

ini udara ditarik melewati mill untuk mengambil bubuk batubara .

Udara dan bahan bakar bubuk batubara (pf) ditarik dari mill menggunakan exhauster,

yaitu sejenis fan. Exhauster kemudian menghembuskan campuran udara/pf keruang

bakar boiler .

Gambar 27. Mill Tekanan Negatif.

Sitem mill tekanan positif dapat dilihat pada gambar 28. Dalam pressure mill udara

dihembuskan kedalam mill yang kemudian membawa batubara ke burner .

Udara dihembuskan kedalam mill oleh Primary Air Fan (PA FAN) .

Sistem ini lebih menguntungkan dari pada jenis suction mill, karena PA FAN hanya

menangani udara-udara, sedangkan pada sistem suction mill, exhauster menangani

campuran udara/pf sangat abrasive dan menyebabkan biaya pemeliharaan yang tinggi

pada exhauster (penghisap).

Akibat dari PA FAN menghembuskan udara ke mill menyebabkan mill bertekanan ,

sehingga bila campuran udara/pf bocor ke udara luar akan mencemari motor, gearbox,

bantalan dan sebagainya. Oleh karena itu di pasang sistem perapat udara untuk

mencegah pencemaran kebocoran tersebut .

Gambar 28. Mill Tekanan Positif.

Dalam prakteknya sistem mill tekanan positif banyak di gunakan dari pada sistem mill

tekanan negatif. Karena sistem mill tekanan positif lebih mudah pemeliharaannya

dibandingkan sistem mill tekanan negatif.

Gambar sistem bahan bakar batu bara dapat di lihat pada gambar 29, dibawah ini :

Gambar 29. Sistem Bahan Bakar Batubara

10.3. Sistem Bahan Bakar Gas

Bahan bakar gas, termasuk gas alam, adalah bahan bakar yang paling mudah

terbakar .Gas hanya memerlukan sedikit atau bahkan tanpa persiapan sama sekali

sebelum pembakaran, yang diperlukan hanyalah, ia harus sebanding (proportioned),

bercampur dengan udara dan dinyalakan. Hal ini dapat dilaksanakan dengan beberapa

cara .

Pembakar gas atmosfer (atmosfirc gas burner) adalah salah satu pembakar gas yang

sangat umum dipakai. Pada sitem ini, momentum gas yang masuk digunakan untuk

menarik udara primer kedalam pembakar dengan suatu proses yang disebut aspirasi

(aspiration). Operasi sistem ini biasanya memuaskan untuk campuran mula udara

primer dengan prosentasi 30 hingga 70 persen. Udara sekunder ditarik sekelililng

pembakaran untuk menyempurnakan proses pembakaran. Dua buah pembakar tipikal

ditunjukkan pada gambar 30.

Gambar 30. Pembakaran Gas Atmosfir.

(a) Pembakaran gas atmosfir menarik kedalam udara primernya untuk pembakaran akibat

pengaruh arus gas bertekanan rendah yang berekspansi melalui sebuah orifis .

(b) Pembakaran bertingkat dua bekerja pada gas bertekanan tinggi ; melakukannya

melalui dua bagian venturi yang berhubungan secara seri.

Pembakar - pembakar gas tahan api (reftractory gas burners) biasanya dipakai untuk

unit pembangkit. Udara pembakaran di tarik ke sekelililng sebuah pembakar yang

mempunyai jet-jet gas yang banyak (multiple gas jet) yang mengeluarkan gas kedalam

aliran udara (air stream) dengan cara tertentu sehingga adukan yang keras itu

menghasilkan pencampuran yang baik. Campuran gas udara kemudian dikeluarkan ke

sebuah tabung atau terowongan pencampur yang pendek dengan bahan tahan api .

Tabung tahan api tersebut melindungi logam pembakaran dari temperatur tinggi .

Jenis pembakar gas tahan api ditunjukkan pada gambara 31.

Gambar 31 . Pembakar Gas Tahan Api .

11. MILL PULVERISER

11.1. Fungsi

Fungsi mill (pulverizer) pada sistem bahan bakar batubara adalah

menggiling/menghaluskan bongkahan-bongkahan batubara sehingga menjadi bubuk

batubara. Bubuk batubara (Pulverizered Fuel) mempunyai ukuran sekitar 200 Mesh.

Tujuan menggiling batubara adalah membuat luas permukaan bubuk batubara menjadi

besar, sehingga dalam proses pembakaran antara batubara dan udara lebih homogen

dan pembakaran menjadi lebih sempurna .

11.2. Jenis dan Konstruksi

Tiga jenis Unit penggilingan yang akan dibicarakan adalah :

1. Roller Mill

2. Penggilingan jenis “E” (E type mill)

3. Tube Ball Mill

1. Roller Mill (Penggilingan Jenis Roller)

Penggiling dari jenis ini terdiri dari penggulung (roller) yang berputar pada saat meja

berputar mengambil batubara antara meja roller lihat gambar 32. Jenis yang lama

mempunyai dua roller (menggulung), tetapi karena perlu keluarannya meningkat,

jumlah roller ditambah menjadi 3.

Keluaran penggilingan ini dapat mencapai 50 ton/jam. Prinsip kerja dari penggilingan

jenis ini adalah , bahwa batubara dari coal feeder jatuh kemeja penggilas dan dibawa

kebawah roller yang dapat berputar bebas dan ditekan oleh per sehingga merubah

batubara menjadi bahan bakar bubuk dengan kehalusan yang diperlukan .

Udara primer panas dialirkan kedalam “mill air scroll” yang mengisi “shovel port

ring” . Lintasan ini mengelilingi bagian bawah penggilingan, udara diisikan dari sana

kebadan penggilingan melalui sejumlah ujung kerucut yang mengontrol arah aliran

udara. Kecepatan udara yang tinggi membawa batubara yang sudah tergilas keatas

melalui penggilingan menuju classifier. Classifier ini menjamin bahwa hanya partikel-

partikel yang halus saja yang diijinkan melewati burner .

Partikel yang lebih besar dikembalikan kemeja untuk digilas ulang. Jenis penggilingan

ini sering menggunakan classifier putar atau “whizzer”. Sudu-sudu putar dengan

variable speed memisahkan partikel-partikel yang lebih berat.

Jenis classifier ini dimaksudkan untuk saringan yang sangat berat karena aksi dari debu

batu bara, dan kebanyakan pusat pembangkit menggunakan sudu-sudu yang tetap

sehingga tidak lagi berputar .

Gambar 32. Roller Mill , Kapasitas Tinggi

Jenis penggilingan ini disebut berkecepatan medium dan berkecepatan meja kira-kira

50 rpm .

Sebagaimana telah dikatakan diatas, roller adalah ditahan per dan diatur sedemikian,

sehingga roller dan meja tidak pernah kontak langsung logam dengan logam .

Setiap pembuangan, pyrite dan sebagainya didalam batubara dikeluarkan dari meja

penggilas melalui bagian sekop dan jatuh kedasar penggilingan. Dua buah bajak

dikaitkan dibagian luar dari meja penggililngan dan bajak ini menyapu dasar

penggilingan dari bahan-bahan yang tidak terpakai dan dikeluarkan ke ruang

pengeluaran .

Ruang pengeluaran mempunyai pintu bagian dalam dan pintu bagian luar. Pintu ini

harus dioperasikan sehingga pintu pengeluaran harus selalu tertutup ketika pintu

pemasukkan dibuka dan sebaliknya.

Pada mill bertekanan dimana bahan bakar bubuk dapat keluar keatmosfir , dilengkapi

dengan udara perapat atau bila disainnya tidak memungkinkan maka dipasang perapat

mekanik .

2. Pengilingan Jenis “E”

Penggilingan jenis “E” dari Babcock and Wilcox telah menaikkan ukuran yang terakhir

E10 . Angka sesudah huruf “E” menunjukkan ukuran meja dalam inchi . Dalam hal ini

E10 kehilangan nol yang satu dari “E100” .

Batubara dari coal feeder jatuh ke pusat meja putar dan kemudian melewati elemen

penggilas (lihat gambar 33). Elemen-elemen penggilas terdiri dari sejumlah bola-bola

baja antara dua cincin penggilas. Cincin yang atas stasioner (diam) dan menekan bola-

bola dari pegas penekan. Cincin yang bagian bawah diikatkan kemeja penggilingan dan

berputar dengannya.

Dengan memutar cincin bagian bawah berarti memutar bola-bola dan batu bara

dihancur lumatkan bila melewati elemen penggilas ini. Bahan bakar bubuk ini kemudian

melewati ujung luar dari cincin bawah dan dibawa oleh aliran udara primer yang

berkecepatan tinggi. Udara ini masuk kepenggilingan melalui lubang saluran udara

sebelum menghembuskan keatas antara cincin atas dan cincin penggilas bawah .

Campuran batubara/udara dibawa keatas menuju classifier statis dimana partikel-

partikel yang lebih berat dipisahkan oleh gerakan sentrifugal dan dikembalikan kemeja

untuk penggilasan lebih lanjut. Benda-benda asing dalam batubara yang dikenal

sebagai mill reject dari penggilingan yang mungkin terdiri dari pyrites, batu, besi-besi

bekas atau sejenis bahan tak berguna biasanya terlalu berat untuk dibawa oleh aliran

udara dan jatuh melewati kerongkongan dan dibawa kelubang pembuangan dengan

penggaruk yang terpasang pada meja penggilingan (yoke). Bila pintu bagian dalam

terbuka , maka benda-benda asing jatuh keruang pembuangan untuk menunggu.

Pada operasi normal pintu-pintu ruang pembuangan bagian luar ditutup dan yang

bagaian dalam dibuka , yang memungkinkan ruangan ini diisi dengan benda-benda

afkir tadi. Untuk membersihkan ruangan ini pintu bagian dalam harus ditutup lebih dulu

sebelum membuka pintu bagian luar untuk mencegah bahan bakar/udara keluar dari

ruang penggilingan .

Gambar 33 . Penggilingan Type “ E “

3. Tube Ball Mill

Jenis penggilingan ini dikenal sebagai berkecepatan rendah dan dioperasikan pada 17-

20 rpm.

Penggilingan ini ditunjukkan pada gambar 34, dan terdidri dari drum dengan diameter

yang besar kira-kira 9 feet, yang diisi dengan bola-bola baja sejumlah 40 ton sampai

kira-kira ½ nya (½ dari isi drum). Bola-bola ini diameternya bervariasi dari ½ inchi

sampai dengan 2 ½ inchi. Pada saat drum berputar bola-bola akan berpencaran dan

menghantam serta memecahkan batubara yang masuk menjadi bahan bakar bubuk.

Untuk mencegah drum menjadi aus, lapisan bagian dalam dari drum ini dikeraskan .

Batubara dari feeder (biasanya jumlahnya dua) jatuh kedalam tiap ujung-ujung

penggilingan dan diputar kedalam penggilingan dengan pita conveyor. Udara primer

masuk lagi dari masing-masing ujung penggilingan dan mengambil bubuk bahan bakar

ini dari dalam drum. Campuran bubuk bahan bakar/udara melewati classifier statis

menuju pita conveyor sebelum menuju ke burner .

Partikel-partikel besar-besar yang ditolak oleh classifier jatuh ke pita conveyor untuk

dikembalikan kepenggililingan, setiap benda-benda asing dalam batubara tetap tinggal

didalam penggilingan. Penggilingan dalam selang waktu 1 sampai 2 tahun harus

dikosongkan untuk mengeluarkan benda asing dan juga mengeluarkan bola-bola yang

telah berkurang ukurannya (lebih kecil dari ½ inchi) karena aus. Pengeluran bola-bola

yang aus dalam operasi normal dan pengisian kembali bola-bola dilaksanakan pada

saat penggilingan dalam keada`n operasi dengan menggunakan alat berupa corong

bola khusus yang masuk pada satu ujung penggilingan dekat conveyor pita .

Gambar 34. Penggilingan Bola Tabung

11.3. Pengoperasian

Pengoperasian mill (penggiling batu bara) yang akan dijelaskan ini adalah penggiling

(mill) batubara tipe bertekanan, dan pemanas udara tipe rotary, karena peralatan ini

secara luas digunakan pada unit-unit dengan bahan bakar batubara tetapi penjelasan

pemakaian pada peralatan yang lain (pemakaian penggiling batubara tipe hisap

misalnya) tidak banyak bebeda. Selama periode penyalaan awal dihidupkan, unit

penggiling bahan bakar batubara agar disiapkan. Udara panas adalah salah satu

kebutuhan utama, demikian pula gas asap agar dialirkan kepemanas udara penggiling

dengan suhu gas masuk mininum : 175 0 C. Pada tahap ini agar dijalankan kipas udara

primer dan penggiling nomor 1 .

Pemilihan penggiling batu bara sedapat mungkin mempunyai pengaruh terhadap

keadaan boiler. Pengiling untuk burner yang tertinggi diruang bakar akan menghasilkan

suhu uap superheat yang tinggi dan mungkin suhu metal superheater yang tinggi pula.

Penggiling batubara untuk burner terendah tidak dapat dilihat hasilnya seperti diatas,

kecuali kalau daerah-daerah radiasi superheater dekat dengan burner. Penggiling

dengan burner ynag berdekatan dengan pipa air boiler kemungkinan besar dapat

menaikkan tekanan tetapi masih belum menimbulkan masalah suhu metal dan suhu

uap yang tinggi .\

Udara perapat agar digunajan pada penggiling bahan bakar yang dipilih dan lakukan

pemanasan awal. Tingkap udara masuk pemanas udara penggiling, agar sedikit demi

sedikit dibuka untuk menjaga suhu campuran (yang mungkin ditunjukkan dikontrol

room) sekurang-kurangnya 150 0 C, tet`pi hal ini mungkin perlu membuka tingkap gas

panas untuk mencapainya . Untuk penggiling tipe spinddle vertikal, pertama perlu

melewatkan udara panas kepenggiling, sampai suhu normalnya kira-kira 75 0 C. Bila

suhu ini telah tercapai , penggilingan dapat dijalankan, tingkap udara primer dan tingkap

pulverized fuel dapat dibuka juga suplai udara sekunder burner pf. Batubara dapat

dimasukkan penggiling dengan jumlah yang tepat, dan beban penggiling batu bara

dapat dinaikkan sedikit demi sedikit .

Udara tempering tingkat-tingkat awal dapat dipakai untuk mengatur suhu masuk

penggiling sebelum suplly batubara yang cukup memadai dicapai. Segera setelah nyata

bahwa batubara telah gerus (perbedaan tekanan melintasi penggiling , yang dikenal

sebagai “mill differential” naik dan suhu udara/batubara turun). Ruang bakar harus

diperiksa untuk memastikan bahwa semua pembakar telah menyala dengan baik dan

kondisi pembakarannya stabil. Harus kita sadari bahwa menurut petunjuk praktis,

pembakaran batubara yang disebut keadaan baik adalah bahwa penyalaan harus dari

burner penyala awalnya sendiri tidak dari nyala api pembakar minyak yang berdekatan .

Begitu jumlah batubara kepenggiling bertambah (dengan menambah kecepatan

pengisian) aliran udara primer yang lewat penggiling untuk membawa beban yang lebih

besar. Disini juga perlu untuk terus mempertahankan. Suhu udara batubara keluar

penggiling diantara 60o ~ 65oC.

12. METODE ATOMISASI MINYAK

12.1. Fungsi

Fungsi atomisasi minyak adalah memecah partikel-partikel minyak sehingga luas

permukaaan dari minyak menjadi besar, metode atomisasi minyak degan cara

mengabutkan minyak menggunakan pembakar minyak (burner).

Tujuan atomisasi minyak adalah agar supaya proses pembakaran antara minyak dan

udara menjadi sempurna, sehingga efisiensi pembakaran lebih menjadi baik .


Pada dasarnya ada tiga jenis pembakaran (burner) minyak dan ketiganya

menggunakan cara yang berbeda untuk mengatomisasikan minyak :

1. Mekanikal (atau tekanan)

2. Diatomisasikan dengan Uap

3. Diatomisasikan dengan udara

1. Pembakaran minyak dengan diatomosasikan secara mekanikal

Didalam pembakaran ini minyak diatomisasikan oleh tekanan yang didapat dari pompa

minyak. Minyak dengan tekanan yang sesuai melewati piringan penyemprotan yang

berisikan sejumlah jalur-jalur laluan tangensial untuk selanjutnya minyak menuju ruang

dipusat piringan. Disini minyak bergerak memutar dengan kecepatan tinggi yang

selanjutnya keluar melalui orifer dalam bentuk kabut kerucut.

Dapat dilihat bahwa adanya perubahan tekanan minyak atau keausan orifice dan jalur

tangensial akan menyebabkan atomisasi minyak menjadi terganggu dan titik-titik

minyak akan banyak terpancar lewat burner.

Gambar burner dengan atomisasi mekanik dapat dilihat pada gambar 35 dibawah ini.

Gambar 35 . Burner minyak dengan Atomisasi Mekanik

2. Pembakaran minyak dengan diatomisasikan uap

Perubahan dengan atomisasi mekanikal akan mempunyai kerugian dimana beban tidak

dapat diubah-ubah karena perubahan tekanan minyak ini akan mempengaruhi

atomisasi. Pada pembakar minyak atomisasi uap perbandingan mengecilkan (turn

down ration) 10 : 1 dapat dicapai .

Pada pembakaran ini atomisasi dilakukan dengan tekanan uap. Uap diisikan kepusat

tabung burner pada tekanan 1,5 bar sampai 9 bar menuju piringan yang dilubangi

dimana uap ini bertemu minyak yang telah melewati ruang antara tabung uap dan

tabung diluarnya yang sepusat .

Pada pembakaran jenis ini suhu minyak sebelum memasuki tabung tidak perlu setinggi

suhu minyak pada jenis atomisasi mekanikal, karena minyak akan mendapat tambahan

panas dalam perjalanannya ketengah tabung. Kerugian jenis atomisasi ini adalah

jumlah uap yang diperlukan dapat mencapai ½ % dari seluruh penguapan total .

Gambar burner dengan atomisasi uap dapat dilihat pada gambar 36 dibawah ini,

Gambar 36 . Burner Minyak dengan Atomisasi Uap

3. Pembakaran dengan atomisasi udara

Pada pembakar ini, atomisasi dilakukan dengan udara tekanan tinggi dengan cara yang

sama seperti halnya dengan uap. Pembakaran jenis ini tidak banyak digunakan oleh

perancang boiler sebab memerlukan penambahan compressor udara yang mahal baik

pemasangannya ataupun pemeliharaannya.

13. PEMBERSIH JELAGA (SOOTBLOWER)

13.1. Fungsi

Boiler-boiler modern dilengkapi dengan pembersih jelaga (sootblower) yang dapat

dioperasikan dari jarak jauh (remotely operated) dan dikendalikan secara bergantian

dan berurutan .

Fungsi dari sootblower adalah untuk membersihkan abu, debu atau jelaga yang

menempel pada pipa-pipa Boiler, superheater, Economizer dan pada elemen air heater.

Tujuan dari pembersihan tersebut adalah untuk menaikkan efisiensi dari boiler dan

menghindari kerusakan pipa-pipa pada bolier/superheater. Biasanya sootblower

menggunakan uap untuk membersihkan pipa-pipa boiler/superheater .

Uap yang digunakan untuk pembersihan abu biasanya diambil langsung dari boiler, dari

sisi keluar pemanas lanjut primer atau dari sisi masuk cold reheater, namun uap dari

boiler bantu (auxilary boiler) pun dapat digunakan. Tekanan uap yang menuju

kemasing-masing blower diturunkan seperlunya oleh plat-plat orifis (orifice plate). Pada

pusat pembangkit lain, udara bertekanan juga digunakan sebagai media pembersih.

Sistem sootblowing dengan udara bertekanan ini memerlukan tambahan modal dan

biaya untuk kompressor yang berkapasitas besar .


Jenis penempatan , ukuran dan tekanan serta frekuensi penggunaan sootblower sangat

bervariasi sesuai dengan disain boiler dan karakter deposit/endapannya . Oleh karena

itu adalah tidak mungkin untuk menguraikan semua pemakaian-pemakainnya , tetapi

secara umum , jenis-jenis utama dari sootblower yang digunakan adalah seperti

diperlihatkan pada gambar 19, yaitu :

a. Blower-blower yang dapat ditarik (retractable gun blowers) dengan nozle jet yang

berlawanan untuk membersihkan pipa-pipa air ruang bakar.

b. Blower-blower yang dapat ditarik (retractable gun blowers) yang mempunyai nozle jet

tunggal untuk diarahkan pada susunan pipa-pipa boiler dan superheater.

c. Blower-blower panjang yang dapat ditarik (long retractable lance blowers) yang

bergerak/bergeser diantara susunan pipa-pipa, dengan nozle berputar dan mempunyai

jet yang berlawanan untuk mengimbangkan gaya dorong. Jenis inilah yang paling

efektif, untuk pemanas lanjut pada boiler modern sehingga memungkinkan mencapai

sasaran yang lebar dengan merata/sebanding.

d. Blower dengan nozzle jet banyak (multi jet tube blowers), digunakan untuk zone

temperatur yang lebih rendah seperti economizer dan air heater. Blower tersebut tidak

dapat ditarik (non-retractring) tetapi dapat berputar dan/atau bergeser.

e. Sama dengan multi jet blower dengan nozzle jet yang dapat digunakan pada posisi

tetap untuk membersihkan lorong-lorong diantara pipa-pipa. Blower ini hanya cocok

untuk zone temperatur yang lebih rendah dan pada zone yang deposit/endapannya

ringan, oleh karena itu tidak perlu daya yang besar untuk beberapa nozle kecil .

Gambar 37. Jenis-jenis Sootblower

13.3. Pengoperasian

Frekuensi sootblowing ditentukan oleh pengalaman pada masing-masing boiler, dan

tidak boleh terlalu sering karena menurunkan effisiensi dan mahalnya harga uap yang

digunakan. Secara umum, saat diperlukannya sootblowing diperlihatkan dengan

turunnya temperatur superheater, naiknya temperatur gas asap bagian belakang atau

indikasai bahwa tarikan turun, namun pada bagian tertentu naik .

Pada waktu mengoperasikan sootblower (sootblowing), harus dilaksanakan tindakan

pengamanan sebagai berikut :

1. Vakum boiler harus dinaikkan untuk melindungi operator dari hembusan keluar gas-gas

panas.

2. Diperlukan drain yang cukup pada pipa-pipa supply uap dan biasanya dipasang katup-

katup drain otomatis.

3. Blower tidak boleh dibiarkan terus pada posisi kerja dengan uap didalamnya, karena

menyebabkan erosi pipa setempat.

4. Bila blower tertinggal dalam ruang bakar tanpa uap ia akan rusak. Bila supply Listrik

terganggu atau blower macet , ia harus dikeluarkan dengan tangan.

5. Boiler pf harus beroperasi dengan beban tinggi ketika sootblowing, agar pembakaran

stabil.

6. Suhu logam air heater harus di jaga setinggi mungkin ketika soot blowing dengan

mem-by-pass udara atau resirkulasi udara panas .

Fungsi Dan Klasifikasi Boiler

Documents

Transcript of Fungsi Dan Klasifikasi Boiler