I

I. TUJUAN PERCOBAAN

1.1 Mengidentifikasi jenis jenis boiler yang digunakan.

1.2 Menentukan efisiensi boiler yang digunakan yaitu ketel pipa air (water tube boiler).

II. PRINSIP PERCOBAAN

2.1 Berdasarkan perpindahan panas dengan cara pancaran atau radiasi.

2.2 Berdasarkan perpindahan panas dengan cara aliran atau konveksi.

2.3 Berdasarkan perpindahan panas dengan cara perambatan atau konduksi.

III. TEORI

Ketel uap merupakan alat yang berfungsi untuk menghasilkan uap dengan mengubah air menjadi uap melalui pemanasan. Ketel uap ini dibagi menjadi tiga golongan utama, yaitu :

1. Ketel uap pipa api

Ketel uap pipa api merupakan ketel uap yang digunakan untuk memanaskan air dimana air yang dialirkan akan melalui tabung-tabung atau silinder yang didalamnya memancar api. Ketel uap pipa api merupakan jenis ketel uap yang sederhana dengan kapasitas produksi maksimum uap sebanyak 10 ton per jam, dengan tekanan maksimum 24 kg/cm2. Dengan demikian ketel uap pipa api tergolong kepada ketel uap bertekanan rendah.

Ketel uap pipa api merupakan ketel yang menjadi awal pembuatan untuk ketel uap jenis yang lainnya. Ketel jenis ini umumnya mempunyai kapasitas isi air yang cukup besar, sehingga merupakan suatu tangki dan karena hal ini pula sering disebut ketek tangki. Umumnya ketel ini masih dapat dioperasikan secara manual dengan tangan.

Beberapa jenis ketel uap yang termasuk pipa api, yaitu :

a) Ketel Cornwall dan ketel Lancashire:

b) Ketel Schots dan ketel Schots kembar;

c) Ketel Kombinasi antara silinder api, lorong api, lorong api dan pipa-pipa api, serta pipa uap, beserta beberapa variannya;

d) Ketel Lokomotip dan Lokomobil;

e) Ketel-ketel Tegak, ketel Cochran dan variannya.2. Ketel uap pipa air

Ketel uap pipa air merupakan ketel uap yang digunakan untuk memanaskan air menjadi uap, dimana air yang akan diuapkan berada di dalam tabung atau silinder yang diluarnya dipanaskan oleh api. Ketel-ketel pipa air pada umumnya merupakan ketel uap yang memiliki tekanan sedang, yaitu antara 45 kg/cm2 sampai dengan 140 kg/cm2. Ketel uap jenis ini memiliki kemampuan produksi uap mencapai 1000 ton/jam uap, selain itu pula ketel uap pipa air ini memilki efisiensi total yang lebih besar dibanding dengan ketel uap pipa api. Secara umum peralatan-peralatan yang ada pada ketel uap ini sudah susah untuk dioperasikan secara manual dengan tangan.

Beberapa jenis ketel uap yang termasuk golongan pipa air, yaitu :

a) Ketel seksi ( section bolier) dan beberapa variannya,

b) Ketel Yarrow dan ketel-ketel berpipa terjal serta beberapa variannya,

c) Ketel-D (D-boiler) atau ketel dengan dua drum,

d) Ketel pancaran dan beberapa variannya.

3. Ketel uap pipa air dengan perencanaan khusus

Ketel-ketel uap pipa air jenis ini direncanakan dengan berbagai tujuan, yaitu :

a) digunakan untuk tekanan-tekanan tinggi dan tekanan superkritis,melebihi 225 kg/cm2;

b) untuk dapat menggunakan bahan bakar nuklir;

c) untuk dapat menggunakan air dengan kualitas agak rendah;

d) untuk memperbesar beban tungku ketel atau untuk memperbesar angka perpindahan panasnya.

Yang termasuk dalam golongan ketel-ketel pipa air dengan perencanaan khusus ialah :

a) Ketel Siklus Ganda atau Binaire cycle boiler, dengan variannya berupa ketel/reactor nuklir;

b) Ketel-ketel untuk tekanan superkritis, yaitu ketel Benson, ketel Sulzer dan ketel Universal pressure boiler;

c) Ketel Loffler atau ketel siklus uap (circulating steam boiler) yang memungkinkan penggunaan air dengan kualitas agak rendah;

d) Ketel Velox dan ketel-ketel dengan tungku bertekanan dengan maksud memperbesar beban tungku serta memperbesar angka perpindahan panas;

e) Ketel Merkuri, yang menggunakan air raksa dan uapnya. Bagian-bagian dari ketel uap

a) Pemanas Lanjut Uap atau Steam Super Heater

Pemanas lanjut uap adalah alat yang digunakan untuk memanaskan uap jenuh menjadi uap yang dipanaskan lebih lanjut. Uap yang dipanaskan lanjut bila digunakan untuk melakukan kerja dengan jalan ekspansi di dalam turbin atau mesin uap tidak akan segera mengembun, sehingga mengurangi kemungkinan timbulnya bahaya yang disebabkan terjadinya pukulan balik atau Back Stroke yang diakibatkan mengembunnya uap belum pada waktunya sehingga menimbulkan vakum ditempat yang tidak semestinya di daerah ekspansi. Kemungkinan terjadinya pukulan balik atau back stroke di tempat yang belum semestinya tersebut lebih mudah terjadi bila yang digunakan aialah uap kenyang sebagai penggerak mesin uap ataupun turbin uap.

b) Ekonomiser

Gas asap setelah meninggalkan superheater konveksi ataupun pemanas lanjut ulang atau steam reheater, temperaturnya masih cukup tinggi sekitar 500C hingga 800C,sehingga akan merupakan kerugian panas yang besar bila gas asap tersebut dibuang lewat cerobong. Gas asap yang masih panas ini dapat dimanfaatkan untuk memanasi air terlebih dahulu sebelum dimasukkan ke dalam drum ketel, sehingga air telah dalam keadaan panas, sekitar 30C sampai 50C di bawah temperatur mendidihnya.

Air yang telah dalam keadaan panas pada saat masuk ke dalam drum ketel membawa keuntungan karena di tempat air masuk ke dalam drum, dinding ketel tidak mengerut sehingga drum ketel dapat lebih awet dengan demikian biaya perawatan atau biaya maintenance-nya menjadi lebih murah. Lain halnya bila air dalam keadaan dingin masuk ke dalam drum tersebut, dinding drum akan mengerut dan mudah pecah atau bocor, sehingga biaya perawatannya mahal.

c) Pemanas Udara atau Air-Preheater

Gas asap setelah keluar dari memanasi ekonomiser masih bertemperatur sekitar 400C hingga 700C sehingga sayang bila dibuang langsung lewat cerobong, karena panas yang terkandung di dalam gas asap tersebut masih dapat dimanfaatkan lagi untuk memanaskan udara sebelum dimasukkan ke dalam tungku, sehingga efisiensi thermos ketel uap dapat dinaikkan lagi. Memanaskan udara pembakaran sebelum dimasukkan kedalam tungku berarti mengurangi kebutuhan panas untuk menaikkan temperatur udara di dalam tungku, sehingga api di dalam tungku tidak banyak mengalami penurunan temperatur, sehingga mengurangi kemungkinan api di dalam tungku tiba-tiba padam sendiri.

d) Peralatan untuk Pembersihan ketel Uap

Pada ketel uap terjadi pengotoran-pengotoran yang disebabkan oleh :

a. kerak ketel pada aliran air;

b. abu pada aliran api atau gas asap.

Kerak ketel yang terbentuk pada pipa-pipa penguap, untuk waktu-waktu tertentu harus dibersihkan, agar tidak mengerak pada dinding-dinding pipa sehingga dapat menggangu perpindahan panas dari api di luar pipa kepada air yang di dalam pipa. Untuk membersihkan kerak ketel dari dalam pipa-pipa, digunakan pelocok pipa umtuk pipa-pipa yang lurus, seperti halnya pipa-pipa pada ketel seksi. Ujung pelocok pipa diberi kawat baja spiral yang dapat mengorek endapan-endapan kerak pada pipa.

Abu yang terbentuk di dalam ketel hasil pembakaran bahan bakar padat, dapat dibagi menjadi:

a. abu padat yang terkumpul dalam sumuran-sumuran abu;

b. abu yang menjadi cair yang terbawa melayang-layang di dalam api atau gas asap;

c. abu padat yang terbawa terbang bersama api atau gas asap yang padat mencapai daerah konveksi.

Untuk menghilangkan abu padat yang terdapat pada sumuran abu,dapat digunakan cara membuka klep abu yang terdapat di dasar sumuran abu pada waktu-waktu tertentu sehingga abu tumpahdi atas ban berjalan atau konveyor, dan dengan menggunakan konveyor tersebut abu dibuang dari sumuran abu dan diterima oleh alat-alat transport.

e) Penangkap debu atau Dust Collector atau Praecipitator

Gas asap sebelum dibuang ke luar melalui cerobong asap harus dibersihkandahulu dari debu atau abu terbang, yang turut terbawa oleh gas asap, agar tidak menimbulkan pengotoran atau polusi terhadap lingkungan sekitarnya.

Ada beberapa macam alat yang digunakan untuk menangkap debu terbang sebelum gas asap dibuang ke luar melalui cerobong yaitu:

a. Sistem mekanis kering, terdiri dari:

siklon (cyclone) dan

multisiklon (multi-cyclone)

b. Sistem mekanis basah, terdiri dari:

sistem hujan buatan, dan

sistem adhesi

c. Sistem elektro-statis.

Bahan bakar yang digunakan di dalam ketel uap pada umunya diklasifikasikan sebagai berikut:a. Bahan bakar padat

Bahan bakar padat yang terdapat di bumi berasal dari zat-zat organik. Bahan bakar padat mengandung unsur-unsur seperti zat arang atau Karbon (C), Hidrogin (H), zat asam atau Oksigen (O), Nitrogen (N), belerang (S), abu dan air, yang kesemuanya terikat dalam satu persenyawaan kimia.

b. Bahan bakar cair

Bahan bakar cair berasal dari minyak bumi. Minyak bumi didapatkan dari dalam tanah dengan jalan mengebornya di lading-ladang minyak, dan memompanya sampai ke atas permukaan bumi, untuk selanjutnya diolah lebih lanjut menjadi berbagai jenis bahan bakar.

c. Bahan bakar gas

Di dalam tanah banyak terkandung gas bumi (petrol gas) atau sering pula disebut gas alam, yang timbul pada saat proses pembentukan minyak bumi, gas tambang dan gas rawa (CH4 atau methan).

d. Bahan bakar nuklir atau sumber energi nuklir:

Energi nuklir disebut juga energi panas yang merupakan proses terjadinya pembelahan inti dari atom dan menimbulkan panas. Inti dari atom berat, terbelah menjadi inti-inti dari atom-atom yang lebih ringan yang didalam proses ini akan menimbulkan panas yang sangat tinggi. Bahan pokok dari energi nuklir di antaranya adalah uranium, yang merupakan salah satu unsur kimia yang berat dengan bilangan atom 92 dan mengandung sedikit radioaktif.III. ALAT DAN BAHAN

3.1 Alat yang digunakan:

-

-

-

3.2 Bahan yang diginakan:

- Air

-

-VI. PROSEDUR

1. Diukur gelas penduga pada bahan bakar pertama kali sebelum percobaan dimulai.

2. Diukur volume umpan.

3. Boiler dinyalakan selama 10 menit.

4. Ditampung kondensat setiap 10 menit dari evaporator dan destilasi dan dihitung masing masing volumenya.

5. Dihitung selisih bahan bakar yang terpakai dan volume umpan yang terpakai selam proses berlangsung.

6. Dihitung efisiensi dari bolier.

Rachmasari Sontani

140503060020

IX. PEMBASAHAN

Pada percobaan ini tujuan yang pertama yaitu untuk mengidentifikasi jenis jenis boiler yang digunakan. Boiler adalah .Tujuan yang kedua untuk menentukan efisiensi boiler yang digunakan yaitu ketel pipa air (water tube boiler). Ketel uap pipa air merupakan ketel uap yang digunakan untuk memanaskan air menjadi uap, dimana air yang akan diuapkan berada di dalam tabung atau silinder yang diluarnya dipanaskan oleh api. Ketel-ketel pipa air pada umumnya merupakan ketel uap yang memiliki tekanan sedang, yaitu antara 45 kg/cm2 sampai dengan 140 kg/cm2. Ketel uap jenis ini memiliki kemampuan produksi uap mencapai 1000 ton/jam uap, selain itu pula ketel uap pipa air ini memilki efisiensi total yang lebih besar dibanding dengan ketel uap pipa api. Percobaan ini berdasarkan pada perpindahan panas dengan cara pancaran atau radiasi,Berdasarkan perpindahan panas dengan cara aliran atau konveksi.

Berdasarkan perpindahan panas dengan cara perambatan atau konduksi

X. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil percobaan boiler yang digunakan yaitu ketel pipa air dengan efisiensi sebesar 85,09%.DAFTAR PUSTAKA

Djokosetyardjo. 1999. Ketel Uap. Jakarta:PT Pradnya Paramita.