Keselamatan Industri pada Boiler

MakalahSeptiadhi Wirawan07/250925/TK/3247210/22/2009

Keselamatan Industri

Daftar isi

Boiler : Sebuah Ketel Uap.......................................................................................................2

Proses Kerja Boiler...............................................................................................................2

Klasifikasi Boiler...................................................................................................................4

Berdasarkan tipe pipa :.....................................................................................................4

Berdasarkan bahan bakar yang digunakan :....................................................................6

Berdasarkan kegunaan boiler :.........................................................................................8

Berdasarkan konstruksi boiler :......................................................................................10

Berdasarkan tekanan kerja boiler :.................................................................................10

Berdasarkan cara pembakaran bahan bakar :................................................................11

Berdasarkan material penyusun boiler :.........................................................................13

Boiler safety..........................................................................................................................14

Fungsi Proteksi/Pengaman Boiler.......................................................................................14

Prinsip Dasar......................................................................................................................14

Proteksi..............................................................................................................................15

Economizer.....................................................................................................................15

Furnace..........................................................................................................................16

Steam Drum...................................................................................................................16

Superheater....................................................................................................................16

Mode Operasi Pengaman Boiler.........................................................................................17

Pengaman Secara Langsung...........................................................................................17

Pengaman Secara Tidak Langsung.................................................................................18

Contoh Batasan Operasi...................................................................................................21

Water Quality.....................................................................................................................21

Efisiensi:............................................................................................................................22

Handal...............................................................................................................................22

Boiler and Problems..............................................................................................................24

Tubes Failure ( bocor)........................................................................................................24

Slagging dan Fouling.........................................................................................................24

Mill Failure.........................................................................................................................25

Boiler dan Kecelakaan..........................................................................................................26

Hazard Resiko dan Pencegahannya................................................................................26

Maintenance......................................................................................................................29

Kontrol resiko.................................................................................................................29

Inspeksi luar...................................................................................................................30

Inspeksi dalam................................................................................................................30

Boiler Tests.....................................................................................................................31

Daftar Pustaka......................................................................................................................32

Daftar Pustaka

Boiler : Sebuah Ketel Uap

Boiler merupakan bejana tertutup dimana panas pembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk air panas atau steam berupa energi kerja. Air adalah media yang berguna dan murah untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Air panas atau steam pada tekanan dan suhu tertentu mempunyai nilai energi yang kemudian digunakan untuk mengalirkan panas dalam bentuk energi kalor ke suatu proses. Jika air didihkan sampai menjadisteam, maka volumenya akan meningkat sekitar 1600 kali, menghasilkan tenaga yang menyerupai bubuk mesiu yang mudah meledak, sehingga sistem boiler merupakan peralatan yang harus dikelola dan dijaga dengan sangat baik.

Proses Kerja Boiler

Energi kalor yang dibangkitkan dalam sistem boiler memiliki nilai tekanan, temperatur, dan laju aliran yang menentukan pemanfaatan steam yang akan 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. 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 untuk mencegah terjadi kerusakan dari sistem steam. Sistem steammengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler. Steamdialirkan melalui sistem pemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanan steam diatur menggunakan kran dan dipantau dengan alat pemantau tekanan. Sistem bahan bakar adalah semua perlatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan. Peralatan yang diperlukan pada sistem bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan pada sistem.

Sebelum menjelaskan keanekaragaman boiler, perlu diketahui komponen dari boiler yang mendukung teciptanya steam, berikut komponen-komponen boiler:

1. 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 .

2. Steam DrumKomponen ini merupakan tempat penampungan air panas dan pembangkitan steam. Steam masih bersifat jenuh (saturated steam).

3. SuperheaterKomponen ini merupakan tempat pengeringan steam dan siap dikirim melalui main steam pipe dan siap untuk menggerakkan turbin uap atau menjalankan proses industri.

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

5. EconomizerKomponen ini merupakan ruangan pemanas yang digunakan untuk memanaskan air dari air yang terkondensasi dari sistem sebelumnya maupun air umpan baru.

6. Safety valveKomponen ini merupakan saluran buang steam jika terjadi keadaan dimana tekanan steam melebihi kemampuan boiler menahan tekanan steam.

7. Blowdown valveKomponen ini merupakan saluran yang berfungsi membuang endapan yang berada di dalam pipa steam.

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:

Berdasarkan tipe pipa :1. 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.

2. Water TubeTipe 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.

Tabel 1.1. Keuntungan dan kerugian boiler berdasarkan tipe pipa.No. Tipe Boiler Keuntungan Kerugian

1 Fire Tube Proses pemasangan mudah dan cepat, Tidak membutuhkan settingkhusus

Tekanan operasi steamterbatas untuk tekanan rendah 18 bar

Investasi awal boiler ini murah

Kapasitas steam relatif kecil (13.5 TPH) jika diabndingkan dengan water tube

Bentuknya lebihcompact 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 Water 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

Berdasarkan bahan bakar yang digunakan :1. 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.

2. Oil FuelTipe 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.

3. Gaseous FuelTipe 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.

4. 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.Cara kerja : pemanasan yang terjadi akibat sumber listrik yang menyuplai sumber panas.

Tabel 1.2. 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.

Berdasarkan kegunaan boiler :1. Power Boiler

Tipe power boiler memiliki karakteristik : kegunaan utamanya sebagai penghasil steam sebagai pembangkit listrik, dan sisa steam digunakan untuk menjalankan proses industri.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.

2. Industrial BoilerTipe 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.

3. Commercial BoilerTipe commercial boiler memiliki karakteristik : kegunaan utamanya sebagai penghasil steam atau air panas sebagai pemanas dan sebagai tambahan untuk menjalankan proses operasi komersial.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.

4. Residential BoilerTipe 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

5. 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.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 1.3. Keuntungan dan kerugian boiler berdasarkan kegunaan.

No. Tipe Boiler Keuntungan Kerugian

1 Power Boiler Dapat menghasilkan listrik dan sisa steamdapat menjalankan proses industri.

Konstruksi awal relatif mahal.

Steam yang dihasilkan memiliki tekanan tinggi

Perlu diperhatikan faktor safety.

2 Industrial Boiler

Penanganan boiler lebih mudah.

Steam yang dihasilkan memiliki tekanan rendah.

Konstruksi awal relatif murah.

3 Commercial Boiler




4 Residential Boiler




5 Heat Recovery Boiler



Konstruksi awal relatif

murah.

Berdasarkan konstruksi boiler :1. Package Boiler

Tipe package boiler memiliki karakteristik : perakitan boiler dilakukan di pabrik pembuat, pengiriman langsung dalam bentuk boiler.

2. Site Erected BoilerTipe site erected boiler memiliki karakteristik : perakitan boiler dilakukan di tempat akan berdirinya boiler tersebut, pengiriman dilakukan per komponen.

Tabel 1.4. Keuntungan dan kerugian boiler berdasarkan konstruksi.


1 Package Boiler

Mudah pengirimannya. Terbatas tekanan dan kapasitas kerjanya.

Dibutuhkan waktu yang singkat untuk mengoprasikan setelah pengiriman.

Komponen-komponen boiler tergantung pada produsen boiler.

2 Site 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.

Berdasarkan tekanan kerja boiler :1. Low Pressure Boilers

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

2. High Pressure BoilersTipe 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 1.5. Keuntungan dan kerugian boiler berdasarkan tekanan kerja.


1 Low 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

2 High 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

Berdasarkan cara pembakaran bahan bakar :1. 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. Tipe ini memiliki sisa pembakaran yang harus diatangani berupa bottom ash atau fly ash yang dapat mencemari lingkungan.

2. Pulverized CoalCara 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.

3. Fluidized CoalCara 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.

4. Firing CombustionTipe 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 1.6. Keuntungan dan kerugian boiler berdasarkan pembakaran.


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

Berdasarkan material penyusun boiler :1. Steel

Tipe boiler dari bahan steel memiliki karakteristik : bahan baku utama boiler terbuat menggunakan steel pada daerah steam.

2. Cast IronTipe boiler dari bahan cast iron memiliki karakteristik : bahan baku utama boiler terbuat menggunakan besi cor pada daerah steam.

Tabel 1.7. Keuntungan dan kerugian boiler berdasarkan material.


1 Steel Kuat dan tahan lama. Biaya relatif mahal.

Dapat dialiri steamuntuk 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.

Boiler safety

Fungsi Proteksi/Pengaman BoilerPengaman boiler dimaksudkan untuk menjaga dan menghindari gangguan yang lebih serius pada boiler dan alat bantunya, yang mengakibatkan menurunnya kemampuan boiler, ataupun kerusakan pada peralatan.

Prinsip DasarDasar dari pengaman boiler dan alat bantunya adalah bahwa alat pengaman harus dapat menjamin kontinuitas pelayanan produksi uap suatu boiler.

Boiler yang digunakan pada percontohan ini

adalah boiler pada PLTU suralaya

Berkapasitas Daya 600MW

ProteksiSuatu boiler memerlukan pengaman untuk menjaga keandalan operasi dalam masa periode panjang. Sistem pengaman boiler ini secara umum akan menggambarkan keamanan boiler dari korosi, overheating dan thermal stress yang ditimbulkan pada saat proses startup, normal operasi dan shutdown.

Boiler vent harus dibuka selama proses pengisian berlangsung agar udara pada boiler tube dapat dikeluarkan, tujuannya untuk mengurangi kemungkinan terjadinya korosi akibat oksidasi udara yang terjebak dalam boiler tube selain udara. Selain itu juga dapat menimbulkan kavitasi dan water hammer. Sebelum dioperasikan boiler harus dibilas (purge) dari gas bekas yang berakumulasi dalam ruang bakar ini penting karena gas bekas sisa pembakaran yang tidak terbuang akan membentuk suatu gas panas yang dapat menimbulkan ledakan dalam ruang pada saat boiler ignitor startup karena selama periode ini banyak kemungkinan terjadi combustible dan explosive akibat seringnya terjadi kegagalan penyalaan ignitor dan kondisi pembakatan yang tidak stabil.

Daerah boiler yang memerlukan perhatian khusus diantaranya:

Economizer

Feedwater tidak selalu ditambah pada saat menaikkan tekanaan boiler karena air dalam boiler selalu sirkulasi secara alami. Tetapi tanpa adanya feedwater dalam air pengisi tidak akan mengalir ke economizer. Economizer diamankan dari terbentuknya penguapan feedwater di dalam tube, karena uap yang terjebak didalamnya dapat menimbulkan water hammer, thermal shock dan dapat menimbulkan fluktuasi control drum level. Untuk mengamankan masalah ini perlu adanya aliran sirkulasi yang dibuka terus dari sisi economizer inlet header ke salah satu downcomer. Valve ini harus dibuka pada saat boiler sedang mengalami gangguan pada feedwater flow control, tujuannya untuk menghindari proses penguapan pada economizer tube akibat terhentinya sirkulasi alami. Economizer menjadi subjek korosi baik internal maupun eksternal. Korosi internal dapat dicegah dengan

menjaga PH feedwater antara 8 dan 9 dengan cara injeksi kimia. Eksternal korosi dapat disebabkan oleh terjadinya kondensasi antara rendahnya suhu feedwater dengan tingginya suhu gas sisa pembakaran yang melewati economizer. Penanggulangan masalah ini dengan cara menjaga economizer berada di daerah yang jauh dari titik pengembunan, kasus ini harus dihindari pada saat proses startup maupun setelah unit berbeban.

FurnaceFurnace merupakan bagian yang memerlukan perhatian yang serius. Karena berhubungan dengan masalah tekanan uap dan temperatur uap serta temperatur ruang bakar yang sangat tinggi. Faktor-faktor yang menjadi perhatian adalah:

- Tekanan operasi boilerBoiler tidak boleh beroperasi diatas tekanan kerjanya dan tidak pernah melebihi tekanan desainnya.- Operasi boiler balance firingHal ini berkaitan dengan panas yang dihasilkan pembakaran terhadap ruang bakar apabila terjadi imbalance firing maka akan mengakibatkan terganggunya proses sirkulasi alam dan gangguan pada tube akibat overheating.

Steam DrumSelama kondisi normal operasi tekanan di drum dan level drum serta kualitas air harus selalu terkontrol. Permukaan steam drum sangat tinggi maka saat startup dan shutdown perbedaan temperatur di daerah ini harus sangat diperhatikan yaitu perbedaan antara top dan bottom harus sekecil mungkin dalam hal ini penting untuk menjaga terjadinya thermal stress pada steam drum.

Batasan-batasan yang harus diperhatikan antara lain:- Pada saat terjadi perubahan fase air dan uap pada steam drum.

- Perbedaan antara top dan bottom tidak melebihi setpoint maksimal 50 0C untuk startup dan 100 0C untuk shutdown.

SuperheaterSuperheater berlokasi di daerah yang perpindahan panasnya secara convection induction mengundang perhatian yang cukup serius karena berkaitan bersangkutan dengan kondisi temperatur uap dan pengaman temperatur metal tube superheater pengaman terhadapnya terjadi overheating pada tube superheater sangat penting terjadinya gangguan sistem sirkulasi alam pada wall tube di ruang bakar merupakan efek terjadinya overheating karena produksi dan aliran uap terganggu sementara aliran gas pembakaran yang melewati daerah konveksi induksi tinggi.

Batasan-batasan pengaman superheater diantaranya:- Main steam temperature harus selalu dikontrol- Kondisi pembakaran harus balance firing/diatur sesuai formasinya- Thermocouple keluar superheater harus dimonitor- Gas temperatur masuk daerah superheater harus dibatasi selam startup sampai kondisi unit normal operasi.

Mode Operasi Pengaman Boiler

Pengaman Secara Langsung

1. Safety Valve

Sebelum boiler dinyatakan siap operasi, safety valve harus diperiksa dan bila perlu diset ulang sesuai dengan daerah kerjanya. Prosedur ini sangat penting mengingat setelah boiler firing akan menghasilkan tekanan. Tekanan uap ini dapat menentukan bahwa safety valve berfungsi sebagai pengaman terhadap terjadinya tekanan uap lebih yang diproduksi boiler.

2. Relief Valve

Relief valve dapat digolongkan sebagai pengaman seperti halnya safety valve tapi relief valve ini berfungsi sebagai pembatas atau pengaman tekanan maksimal pada daerah kerja zat cair/liquid. Penggunaan pengaman relief valve ini ditempatkan pada daerah sebagai berikut:- Header reheat/HP bypass spray water- Header auxiliary steam spray- Ignitor oil level header- Heavy fuel oil level header

Pengaman Secara Tidak Langsung

1. Pneumatic Valve

Pneumatic valve sebagaimana juga safety valve berfungsi sebagai pengaman tekanan uap lebih pada boiler hanya dilengkapi dengan alat sensor tekanan yang disampaikan melalui signal elektronik ke elektro mekanik untuk membuka pilot valve.

2. Pengaman Boiler Drum Level

Berfungsi untuk mengontrol tinggi rendahnya permukaan air pada boiler drum sebagai pengaman terjadinya boiler drum level high trip dan boiler drum level low trip.Adapun alasan pengamanan terjadinya boiler drum level high trip adalah mengamankan boiler drum dari terjadinya carry over di drum yang akan mengakibatkan deposit pada area superheater dan sudu turbine. Deposit akan menghambat heat transfer pada superheater yang mengakibatkan overheating pada tube superheater dan pada sudu turbine akan

mengakibatkan terjadinya unbalance dan vibrasi pada turbine.Sedangkan kondisi boiler drum level low trip dapat mengakibatkan terganggunya sirkulasi alami yang akan berakibat overheating di steam drum dan produksi uap terhambat.

3. Pengaman Boiler Furnace

Berfungsi untuk mengontrol tekanan ruang bakar/boiler sebagai pengaman terjadinya:- Furnace pressure > max- Furnace draft > maxSehubungan dengan tipe boiler dengan desain balance draft dimana desain pressure yang diizinkan -10mmWg, hal ini untuk menjamin kestabilan proses pembakaran. Transportasi bahan bakar batubara ke ruang bakar dan proses pengeluaran abu batubara dari dalam ruang bakar menuju alat penangkap debu dll. Bila batasan pengamanan terlampaui dan menyimpang maka proses diatas akan terganggu. Hal-hal yang harus dijaga untuk menghindari kondisi diatas adalah dengan cara:1) Periksa level water seal through pada bottom hopper boiler harus berada pada posisi diatas normal level. Periksa LCV an bypass valve water supplynya.2) Periksa kondisi manhole boiler sebelum startup boiler harus pada kondisi tertutup termasuk desorvation door.3) Level air pada SDCC boiler bottom kondisi normal.

4. Pengaman Boiler Main Steam Temperature

Fungsinya adalah mengontrol tinggi temperature uap utama keluar superheater tingkat ke 2 sebagai pengaman terjadinya temperature uap utama melebihi batas desain yang diijinkan.Pengamanan ini dimaksudkan untuk menghindari terjadinya thermal stress

pada suatu turbin tingkat pertama akibat perbedaan temperatur terlalu tinggi antara temperatur uap utama yang masuk dengan temperatur metal pada sudu turbin. Selain itu untuk menghindari terjadinya kelelahan bahan pada tube superheater akibat temperatur uap yang melebihi kemampuan maksimum tube-tube superheater.

5. Pengaman Total Air Flow

Berfungsi untuk mengamankan jumlah total udara yang masuk ke windbox/ruang bakar pada saat proses pembilasan (purge) boiler. Pada saat startup boiler dan normal operasi harus memenuhi jumlah total flow lebih besar daripada minimal (>30% saat purge boiler).Pada saat pembilasan boiler kita mengharapkan seluruh gas-gas sisa pembakaran yang terakumulasi dalam ruang bakar dan saluran-saluran gas buang dapat didorong/dikeluarkan oleh udara sejumlah >30% atau kira-kira 600 ton/jam dibuang ke udara luar minimal gas-gas sisa pembakaran bersih dalam waktu 3 menit (desain) kemudian pengamanan pada saat startup dan normal operasi toral udara ini memegang peranan sebagai udara pembakaran (combustion air) jadi pabila total udara pembakaran minimal

Keselamatan Industri pada Boiler

Documents

Transcript of Keselamatan Industri pada Boiler