4.1. Unit Cooling Water
Sistem unit cooling water dapat dikatagorikan menjadi dua bagian sebagai berikut :
1. Soft Water
Pada umumnya Soft Water khusus digunakan untuk air umpan boiler (Feed Water Boiler).Saat water mengalami treatment lagi yaitu didalam suatu tangki yang disebut softener Tank. Didalam softener Tank dilengkapi Resin Na+ yang bertujuan untuk mengikat Ca ( Calcium ) dan Mg ( Magnesium ) yang merupakan komponen pembentuk kerak mineral
CaCoᴈ yang akan menempel pada dinding Boiler sehingga menghamabat terbentuknya panas.
Bila konsentrasi Cad an Mg sudah terlalu banyak yang diikat oleh resin Na+ maka akan terjadi kejenuhan atau tidak trace ( total hardness CaCoᴈ ) di atas 4 ppm. Harus dilakukan regenerasi denagan garam dapur NaCI larutan garam ± 700 kg/regenerasi, begitu seterusnya. Disamping Boiler yang menggunakan Soft Water untuk kepentingan proses A – 500expantion Tank Diesel, Compresor, Cooling Tower dari mikro lab untuk aquades
2. ServiseWater.
Servise water tidak mengalami treatment lagi tetapi langsung dipompa dari water pit dengan Pompa P – 709.1 dan P – 709.2 ke tangki Fc. 702 yang kemudian didistribusikan keseluruh pabrik secara grafitasi. Servise water merupakan air servise untuk cleaning, cleaning MCK, masak dll.
4.2. Unit Boiler
Boiler merk : LOOS Spesifikasi
• Buatan : Gunzenhousen (German)
• Type : Universal
• Kapasitas : 14 ton steam / jam
• Tekanan Kerja uap : 10 – 11 bar
• Temperature : 350 ᴼC /160 ᴼC
• Luas Bidang panas : 380 m²
• Efisiensi : 89%
• Bahan Bakar : Residu ( R 1 )
• Konsumsi Bahan Bakar maksimal : 876 kg/jam.
4.3. Bagian
–
bagian Utama Boiler 1. Dapur PembakaranGambar 1.4. Dapur Pembakaran.
Bagian ini merupakan tempat terjadinya pembakaran dimana udara yang ditiupkan blower bercampur dengan bahan bakar sudah dikabutkan oleh burner , bagian ini dikenal dengan lorong apipipa api.
Gambar 1.5.Lorong Api.
Bagian ini berupa pipa – pipa yangtersusun sejajar dimana gas panas yang dihasilkan pembakaran dilorong
apiakan keluar lewat pipa – pipa api yang secara langsung memanaskan air dalam boiler.
2. Deaerator
Gambar 1.6. Daerator.
Alat ini berfungsi untuk pemanas awal air boiler dan untuk membuang sisa – sisa oksigen yang ikut terbawa dari feed water boiler untuk mencegah terjadi korosif dalam
boiler, pemanas dalam deaerator diambil dari steam header (kepala uap).
Gambar 1.7. Feed Water Tank.
Alat ini merupakan perlakuan pemanasan lanjutan dari deaerator dan juga untuk menampung air isian boiler ( feed water boiler ).
4. Heat Exchanger
b ol 5. E ai p su ce 4.4.Spesifikasi Boile 1. Berdasar a. Ketel b. Ketel c. Ketel d. Ketel
Fungsi alat ini juga sebagai pemanas iler dengan menggunakan pans condensate eh steam header.
onomizer
Gambar 1.9. Economizer. Merupakan bagian terakhir system p r umpan ( feed water ) masuk ke ruang manasnya berasal dari sisa gas bekas / dah tidak digunakan lagi yang nantinya robong ( cymney ).
r
an tekanan bejananya, ketel uap dibedakan uap tekan kerja rendah : < 2 uap tekanan kerja sedang : 20 – uap tekanan kerja tinggi : 50 – uap tekan kerja sangat tinggi : > 14
awal feed water yang dihasilkan
manas sebelum boiler. Dimana gas buang yang terbuang lewat atas : atm 50 atm 140 atm atm
2. Berdasarkan kapasitasnya, ketel uap dibedakan atas :
a. Ketel uap kapasitas rendah : < 10 ton/jam b. Ketel uap kapasitas sedang : 10 – 100 ton/jam c. Ketel uap kapasitas tinggi : 100 – 500 ton/jam d. Ketel uap kapasitas sangat tinggi : > 500 ton/jam 3. Berdasarkan kedudukan, ketel uap dibeddakan atas :
a. Ketel uap horizontal . b. Ketel uap vertical.
c. Ketel miring ( inclined ).
4. Berdasarkan kontruksinya, ketel uap dibedakan atas : a. Ketel uap lorong api ( shell tubes boiler )
b. Ketel uap pipa – api ( fire tubes boiler )
c. Ketel uap pipa – pipa air ( water tubes boiler )
5. Berdasarkan tempat pemakaiannya, ketel uap dibedakan atas : a. Ketel uap darat.
b. Ketel uap laut.
6. Berdasarkan bahan bakar yang digunakan, dibedakan atas :
a. Ketel uap bahan bakar padat ( batu bara, ampas, tebu , kayu ). b. Ketel uap bahan bakar cair ( Minyak residu, solar ).
c. Ketel uap bahan bakar gas ( Minyak bumi, gas dapur tinggi ). d. Ketel uap bahan bakar nukir.
4.5. Parameter dalam Pengoperasian Boiler 4.5.1. Aliran uap (Steam Flow )
Yaitu banyaknya uap yang harus dihasilkan boiler pada tingkat pengoperasian tertentu.Pengoperasian pada MCR(Maximum Continous Rating) merupakan pengoperasian boiler pada tingkat aliran uap maksimum yang bisa dijalankan secara berkelanjutan.Jika melebihi tingkat ini bisa merusak peralatan ataupun meningkatkan biaya perawatan.
Control Load untuk beban penuh aliran uap sekitar 48% dan sekitar 47 % untuk aliran uap pada tingkat MCR. Control load merupakan titik dimana suhu uap utama maupun uap pemanasan ulang telah mencapai titik desain kerjanya ( kondisi stabil ).
4.5.2. Tekanan Boiler
Untuk mendapatkan energi yang sesuai dengan kebutuhan turbin agar dapt menggerakkan generator,maka tekanan uap panas kering yang dihasilkan harus sesuai dengan kebutuhan beban.Dalam hal ini,tekanan uap dapat diatur melalui reheater dan superheater. 4.5.3. Temperatur Uap
Dalam proses konversi wujud dari cair menjadi uap,air perlu dipanaskan dalam furnace.Panas yang dihasilkan dari proses pembakaran dalam furnace tersebut juga harus diperhatikan agar suhu uap yang dihasilkan memenuhi standar yang ditentukan.Karena jika suhu uap kurang maka efisiensi akan turun tapi jika terlalu t inggi akan berpengaruh pada gas buangnya.
4.5.4. Efisiensi Boiler
kegunaan unit boiler itu sendiri yaitu apakah uap yang harus dihasilkan konstan atau bervariasi sesuai kebutuhan generator pembangkit listrik. Selanjutnya yang menentukan juga adalah jenis dan kualitas bahan bakar yang akan dibakar : apakah padat,cair atau gas.Seberapa banyak uap harus dihasilkan tiap jamnya apakah ratusan atau bahkan jutaan pon tiap jamnya juga perlu dipertimbangkan dalam desain.
Pembentukan uap yang dipengaruhi penyerapan panas harus memenuhi setidaknya komponen berikut ini :
a. Tekanan kerja tiap bagian dari boiler,hal ini penting untuk distribusi dan pemenuhan kebutuhan sistem dalam proses pengubahan air menjadi uap.
b. Struktur power plant yang tepat untuk tipe proses pembakaran yang dipilih.
c. Ukuran yang tepat dan pengaturan permukaan perpindahan panas untuk penyerapan panas saat proses pembakaran.
d. Perlengkapan yang dibutuhkan selama proses.Alat untuk memasukkan udara,bahan bakar dan mengalirkan air. Piranti untuk memindahkan hasil pembakaran dan sistem pengendalian proses.
4.5.5. Fuel analysis
Analisa ini dilakukan untuk mengatuhi kandungan oksigen, hidrogen dan karbon yang terdapat dalam bahan bakar yang digunakan.Karena kualitas bahan bakar dulu dengan sekarang bisa sangat berbeda.Perbedaan ini berpengaruh terhadap kebutuhan udara dan panas yang dilepaskan di ruang bakar,begitu juga dengan massa aliran gas buang yang meninggalkan ruang bakar.
4.5.6. Feedwater temperature
Perubahan suhu air yang masuk ke boiler menentukan tingkat pembakaran yang diperlukan di furnace, lebih lanjut akan mempengaruhi panas yang dihasilkan dan banyaknya massa aliran. 4.5.7. Excess Air
Banyaknya udara yang masuk ruang bakar berpengaruh terhadap jumlah panas yang dibawa dari furnace ( dry gas loss ) , banyaknya udara yang keluar merupakan faktor penting untuk menghitung efisiensi boiler.
4.6. Keuntungan dan Kerugian Boiler 4.6.1. Ketel uap Lorong api
Kontruksi ketel uap lorong api terdiri dari suatu tangki yang terdapat silinder berisiair, dimana dalam tangki tersebut terdapat silinder yang lebih kecil yang berfungsi sebagai ruang bakar dan saluran gas asap hasil reaksi pembakaran bahan bakar. Silinder kecil ini disebut lorong api dengan posisi terbenam dalam tangki air sehingga kalor yang diterima dari proses pembakaran bahan bakar dapat diserap oleh air disekelilingnya.
Penyarapan oleh air yang terjadi didalam tangki adalah secara konduksi dan konveksi lewat dinding lorong api dan dinding dari tangki air yang dilewati gas asap hasil reaksi pembakaran bahan bakar.
Contoh – contoh ketel uap lorong api antara lain : a. Ketel uap cornwall
Gambar 1.10. Ketel Uap Cornwall. b. Ketel uap Lancashire
c. Ketel uap lorong tegak
Gambar 1.12. Ketel Uap Lorong Tegak.
Ketel Cornwall mempunyai suatu lorong apai sedangkan ketel Lancasshire mempunyai dua lorong api. Penggunaan dua lorong api pada ketel Lancasshire bertujuan dengan kapasitas yang sama akan diperoleh luas bidang pemanas yang lebih besar sehingga panas yang diperoleh lebih besar pula. Keuntungan – keuntungan ketel uap lorong api secara garis besar adalah sebagai berikut.
a. Kontruksinya sederhana, maka perawatan, perbaikan dan pembersihan mudah dilakukan.
b. Ketel tidak begitu peka terhadap ayarat kualitas air.
c. Karena isi air didalam tangki ketel cukup banyak, maka dapat melayani variasi perubahan kapasitas yang agak besar.
Kerugian - kerugian atau kelemahan ketel uap lorong api adalah sebagai berikut.
a. Oleh karena volume air didalam ketel sangat besar dibandingkan denagn luas permukaan yang dipanasi gas asap, maka pemanasan awalnya lama.
b. Kapasitas rendah ( < 6 ton/jam ), karena luas bidang pemanasannya kecil.
c. Efisiensi rendah.
d. Tekanan kerja ketel rendah, masih dibawah 20 ton. 4.6.2 Ketel Uap Pipa
–
pipa ApiKetel uap pipa – pipa api merupakan pengembanagan dari ketel uap lorong api dengan cara memperbesar luas bidang pemanasannya. Kontruksi ketel uap pipa – pipa api terdiri tangki air yang berbentuk silinder didalam pipa – pipa kecil ini mengalir gas asap hasil pembakaran memanasi air disekitar pipa – pipa kecil tersebut.Kecuali pipa – pipa api, didalam terdapt juga lorong api yang berfungsi sebagai ruang bakar. Dibanding denagan ketel uap lorong api, ketel uap pipa – pipa api mempunyai beberapa keuntungan antara lain :
a. Luas bidang yang dipanaskan oleh gas asap lebih besar.
b. Volume air ketel lebih kecil sehingga pemanasan awalnya lebih cepat.
c. Kapasitas lebih besar, tetapi masih jarang melampaui kapasitas 9 ton/jam dan tekanan 20 atm.
Kerugian – kerugian atau kelemahannya dibandingkan dengan ketel lorong api adalah sebagai berikut :
a. Kontruksinya lebih rumit, sehingga perawatan juga lebih rumit.
b. Banyak bagian yang terbentuk bidang datar dimana bentuk inikurang kuat terhadap, tekanan sehingga memerlukan penahanan yang cukup kuat.
Contoh-contoh ketel uap pipa – pipa anatara lain : a. Ketel uap De Shelde.
b. Ketel uap Schot.
c. Ketel uap pipa – pipa api tegak. d. Ketel uap Lokomotif.
e. Ketel uap howder Johson( ketel uap Schot yang dilengkapi dengan superheater ).
4.6.3. Ketel Uap Pipa
–
pipa AirKontruksi ketel uap ini terdiri dari susunan pipa – pipa yang melapisi dinding ruang bakar dimana didalam pipa – pipa tersebut menaglir air yang akan dipanasi yang akan diubah menjadi uap, sedang gas asap menagalir memanasi dari ruang pipa. Ketel uap pipa – pipa air, kecuali ketel uap sirkulasi paksa berpompa langsung “ once through boiler “ mempunyai tangki air yang berfungsi untuk memisahkan uap dengan air.
Keuntungan – keuntungan ketel uap pipa air dibandingkan dengan ketel uap pipa – pipa adalah sebagai berikut :
a. Untuk kapasitas yang sama volume air atau isian didalam ketel jauh lebih sedikit, maka pemanasan awalnya jauh lebih cepat.
b. Luas permukaan yang dipanaskan jauh lebih cepat. c. Kapasitas, tekanan, dan temperature dapt direncanakan
lebih tinggi.
d. Efisiensi ketel uap dapat lebih baik.
Kerugian – kerugian atau kelemahan ketel uap pipa – pipa air dibandingkan ketel uap pipa – pipa api adalah sebagai berikut :
a. Kontruksi tidak sederhana, sehingga perawatan dan pembersihan sulit dilaksanakan.
b. Kualitas air isian harus lebih baik. c. Perencanaan lebih sulit.
d. Harga lebih mahal.
Semakin tinggi tekanan kerja suatu ketel uap, semakin tinggi kualitas air isian yang diperlukan karena kontruksinya makin peka/ sensitive terhadap larutan – larutan didalam air ketel.