4216106026_Moh Faisal Rois_Tugas 2 Boiler

(1)

Tugas 2

Klasifikasi Boiler

Moh. Faisal Rois 4216106026

Jurusan Teknik Sistem Perkapalan

Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Kampus ITS Keputih, Sukolilo, Surabaya 60111

1. Klasifikasi Boiler Dibidang Perkapalan 1. Klasifikasi Boiler Dibidang Perkapalan

1.1 Sejarah

1.1 Sejarah KeKetel Uap (tel Uap (Boiler Boiler ₎₎

Boiler pertama kali ditemukan di kota Alexandria pada tahun 1975 oleh seseorang ahli matematika ang !ernama "ero# ang $uga le!ih dikenal dengan nama %"eros& atau %"eron& ang menulis tiga !uku tentang mekanik dan si'at(si'at udara serta memperkenalkan ran)angan dari mesin uap sederhana. Mesin ini dikenal dengan nama Aeolipile atau Aeolpile# atau $uga dise!ut *olipile.

Gambar 1.1

Gambar 1.1 Mesin +ap Aeolipile

,e!elum "ero# ada !e!erapa se$arah-an seperti io/anni attista della orta 153  1615 ang !erasal dari apoli# 8talia. eliau adalah seorang ilmuan ang pertama kali menemukan peranan uap dalam men)iptakan ruang hampa. an $uga terdapat seseorang !ernama enis apin 1647  1712 ang merupakan seorang 'isika-an dan ahli matematika ang !erasal dari eran)is. eliau menemukan alat ang men$adi a-al ditemukanna mesin uap atau presser cooker pan)i masak !ertekanan ang !ernama steam igester . enemuan terse!ut tidak diker$akanna sendiri melainkan diker$akan !ersama oleh !e!erapa rekanna

(2)

Boiler Turbin Uap dan Turbin !as Boiler Turbin Uap dan Turbin !as

ang !ernama Ro!ert ole# seorang 'ilusu'# 'isika-an# kimia-an# penemu# dan ilmuan !erke!angsaan 8rlandia.

ada !idang perkapalan# orang(orang !anak men)ari keuntungan dari kapal ang menggunakan tenaga uap. :leh karena itu# para desainer dan insinur menalurkan ide(ide mereka untuk mendesain perlatan propuls i uap. amun# untuk mem!angun peralatan terse!ut mereka masih kekurangan materi dan perlatan mesin untuk mem!uatna. enemuan ketel uap boiler  ang akan digunakan dalam perkem!angan kapal uap dimulai dari Amerika ,erikat oleh ;ames Rumse 174(1792 di otoma) dan ;ohn Fit)h 174(179 di ela-are.

a.

a. _{Cerobong Ketel Uap}_{Cerobong Ketel Uap}_{. ada tahun 135 terdapat sekitar 700 kapal tenaga uap ang}

digunakan di Amerika ,erikat. <ekanan uap pada ketel uap ang rendah(!e!erapa kilogram diatas atmos'er( dan !er!entuk kotak persegi pan$ang dengan tungku persegi dan )ero!ong !erliku ang )ukup !esar untuk dimasuki manusia untuk mem!ersihkan )ero!ong terse!ut. =ero!ong terse!ut ter!uat dari tem!aga atau lempengan !esi. Monitor kapal ang terkenal pada tahun 161 dilengkapi dengan dua !ire"tube ketel uap ang khas pada >aman itu# dan pada saat itu $uga dunia mulai tertarik oleh nilai kapal !ertenaga uap untuk melaani angkatan laut setelah pertemuanna dengan =, ?irgini) e#"$errimac. @e depanna# peran)angan ketel uap semakin !aik untuk meningkatkan daa dan ke)epatan ang le!ih tinggi. ada tahun 161# kapal pesiar Amerika ,erikat Na%y# &ampanoag me-akili pun)ak prestasi teknik kelautan di era perang saudara. @apal pesiar terse!ut dapat !eroperasi dengan !aik dan dapat menghasilkan ke)epatan maksimum hingga 19#5 knot. ,irkulasi mesin kapal terse!ut diperoleh dari empat ketel uap ang dipanaskan dan delapan ta!ung air ketel uap /ertikal.

b.

b. _{Ketel Uap}_{Ketel Uap} _Scotch_.. _{,etelah perang saudara# kelan$utan kema$uan dalam metalurgi dan}

rekaasa menghasilkan ta!ung api ketel uap !er!entuk silindris atau ketel uap % Scotch&# seperti pada gam!ar 1.2# men$adi palling populer. ada akhir tahun 100(an dan a-al 1900( an !atu !ara ketel uapScotch digunakan untuk tekanan hingga 250 psig dan temperatur uap hingga 650 F. i!eri toleransi untuk air ang !uruk# minak pelumas# dan kesalahan umum ang mem!uatna ideal untuk digunakan mesin uap ang men)apai pun)ak popularitasna diperiode ang sama. @etel uap ini dapat memiliki e'isiensi sekitar 0 saat dilengkapi dengansuperheater dan pemanas udara# dan minak penem!ak.

Gambar 1.2

Gambar 1.2<ampak depan dan !agian mem!u$ur dari !oiler s)ot)h pem!akaran oleh

minak ang dilengkapi dengan pemanas udara

2 2

(3)

Klasifikasi Boiler Klasifikasi Boiler

c.

c. _{Sectional Header Boiler}_.. _{erkem!angan tur!in uap men)iptakan se!uah ke!utuhan}

untuk ang !ertekanan tinggi dan !ersuhu tinggi# dan ketel uap $enisscotch diganti men$adi ketel uap ta!ung air. A-alna# !anak usaha untuk mem!angun se!uah ketel uap ta!ung air terse!ut namun gagal. "al ini dise!a!kan oleh kurangna sirkulasi# pengolahan air ang kurang memadai# dan pengaturan ta!ung ang !uruk sehingga kesulitan untuk melakukan per!aikan. ada pem!uatan pertama kalina ketel uap ta!ung air di!uat dari drum ang !erliku(liku. "ingga pada akhirna dikem!angkan men$adi drum ang lurus. engem!angan ini dilakukan untuk mempermudah proses per!aikan atau pem!ersihan. ari studi ang dilakukan eorge B. Mel/ille# !eliau menimpulkan !ah-a ta!ung air ketel uap se)ara meneluruh harus memiliki karakteristik seperti !erikutC

 <empat penimpanan harus )ukup

 Air harus men)ukupi# agar tidak kekurangan pasokan suplai air  Akse!ilitas untuk pem!ersihan dan perapian

 <a!ung !er!entuk lurus dan tanpa sam!ungan# sehingga kuat saat diu$i

 <idak ada logam )or# !aik !esi ataupun !a$a# sehingga dapat mengalami tekanan  @emampuan untuk menghasilkan uap dengan )epat

 *konomi ruang ang tinggi

@iner$a desain tipe heaer ditingkatkan selama !ertahun(tahun dengan penggunaan 2(in untuk ta!ung dengan 3 gas passes# dan kemudian 1 D (in# atau 1(in untuk ta!ung di single gas pass# seperti digam!ar 1.3# untuk meningkatkan e'isiensi dan menam!ah kapasitas. ada

dasarna# !oiler $enis ini masih dalam pelaanan untuk tu$uan propulsi.

Gambar 1.3

Gambar 1.3 Sectional 'eaer Boiler

d.

d. _{Bent-Tube Boiler}_.._{oiler $enis ini mun)ul pada tahun 190(an dengan kondisi ang le!ih}

praktis di!andingkan !oiler $enis se!elumna. <u$uan men$adikanna !oiler terse!ut men$adi le!ih praktis aitu karena untuk mengem!angkan kapal !erke)epatan tinggi. +ntuk menghasilkan tekanan ang tinggi# output uap ang dihasilkan sekitar 250 psig#

" "

(4)

ang mengaki!atkan sirkulasi pada kedua ketel uap ta!ung air men$adi tidak alami. engan sekali melalui sirkulasi paksa !oiler dapat mengaki!atkan masalah pada kontrol# pengolahan air umpan# masalah pada manu/er#start"up# dan kurangna pompa ang dapat diandalkan menim!ulkan ham!atan ang !erat. "al ini mem!uat para desainer diharapkan mampu mengem!angkan sirkulasi ketel uap ta!ung air se)ara alami dan sederhana dalam pengoperasian dan pemeliharaan. ada a-alna# desain ketel terse!ut dari tungku tunggal dengan tiga $enis drum serapan ganda dengansuperheater di satu sisi. an metode ekonomis digunakan untuk meningkatkan suhu uap agar dapat mengendalikan suhu uap saat !ermanu/er dan terutama selama kenaikan operasi. en)apaian terse!ut !era-al dari penggunaanboiler superheater terpisah dimana tingkat penem!akan !erkurang saat ter$adi kenaikan. @emudian# !oiler dengan dua tungku dimana suhu uap dikendalikan dengan tingkat penem!akan ang !er!eda dikedua tungkuna. ,etelah itu dilakukan pengem!angan se)ara !erkala agar dapat le!ih menghemat ruang dan !eratna. ada a-alna ketel uap terse!ut menggunakan ke)epatan ganda ang !agian pemanasna terletak disalah satu $alan gas. ,elan$utna# pengem!angan ketel uap dengan dua pem!akaran dan serapan tunggal ditun$ukkan pada gam!ar 1.4. ,ementara itu# terdapat !anak /ariasi !oiler ang telah digunakan diseluruh dunia# dengan $enis !oiler ang di!ahas )ukup representati' dan em!erikan latar !elakang ang memadai untuk pemahaman tentang tipe dan karakteristik generator uap.

Gambar 1.4

Gambar 1.4T(o")urnace, Single"*ptake +ontrolle Superheater Boiler

1.2 Berdasarkan Tipe Pedagang dan

1.2 Berdasarkan Tipe Pedagang dan Naval Boilers

# #

(5)

alam 100 tahun terakhir tekanan uap dan suhu mengalami kenaikan dari 30 psig $enuh sampai 70 psig(950 F dise!agian !esar kapal pedagang# dan sampai 1200 psig(1000 F maksimum 950 F nominal dise!agian !esar kapal pe$uang angkatan laut setelah perang dunia 88. ,e!agian !esar# instalasi uap !erdaa tinggi pada 1500 psig(950 F# dan dalam !e!erapa kasus dipanaskan kem!ali sampai 950 F# tampak laak. ,e!agian !esar# pendingin air ang digunakan di tungku untuk mengurangi pera-atan terkena panas api sudah semakin meluas.conomi-er dan pemanas udara tunggal atau kom!inasi# dapat digunakan untuk mendapatkan e'isiensi keseluruhan pem!angkit uap ang diinginkan. engamat ang dipeker$akan untuk mengontrol suhu uap di tangki !oiler atas $angkauan operasional ang luas dan dapat meningkatkan kiner$a tur!in..esuperheater dipasang untuk mem!antu menghasilkan uap suhu rendah ang !ertu$uan untuk seluruh kapal. unker = minak residu adalah ang !anak digunakan se!agai !ahan !akar dalam aplikasi komersial# sementara itu kapal diesel dan minak !ahan !akar lain na digun akan untuk kapal angkatan laut.

a. _{Two-Drum Boiler.}_{Boiler $enis ini !iasa dise!ut se!agai steam rum# t(o"rum boiler terdiri}

dari drum uap dan drum air ang dihu!ungkan oleh laar air dan ta!ung penimpanan !oiler. ,ementara itu superheater dipasang di antara laar air dan ta!ung penimpanan !oiler dan posisi ta!ung dapat diatur se)ara /ertikal dan hori>ontal. amun# pengaturan posisina tergantung pengaturan mesin ang paling sesuai. ;ika suhu uap diperlukan# dapat dikontrol melalui esuperheater control atau attemperator ang terletak pada tangki air. @e!anakan !e!erapa !entuk instalasi dari pemanas udara digunakan dengan economi-er . ;enis dan proporsi dari penukar pemanas !antu tergantung pada pengaturan siklus. ;ika dua tahap dari pemanas ang dipilih# pemanas uap udara daneconomi-er sering digunakan. emanas uap udara memiliki tekanan ang rendah 40(65 psia kondensasi memanaskan udara ang masuk. Ada tiga atau empat tahap pemanas ang digunakan# pada umumna tahap terse!ut menguntungkan dalam proses penem!uhan atau regenerati'.

,irkulasi alami ang digunakan se)ara eksklusi' dalam $enis !oiler dua drum dan tergantung padao(ncomers# ang mungkin internal dipanaskan dalam unit rating rendah atau eksternal pemanas di!er!agai pedagang dan unit angkatan laut. +ntuk mem!ersihkan permukaan eksternal ang terkena !ahan !akar minak a!u $elaga semut dapat dilakukan dengan )ara scootblo(er uap. Eetakna terdapat di area superheater ang digunakan untuk mem!erikan daa pem!ersih ang )ukup untuk menghilangkan terak. ,e!uahesuperheater tam!ahan dipasang dalam uap atau air drum untuk memasok uap dengan suhu rendah untuk tu$uan selain propulsi utama. elindung ang mengelilingi !agian !ertekanan !ertu$uan untuk mem!entuk ruang kedap gas ang mengandung produk sampingan dari pem!akaran. +ntuk !entuk konstruksina !er/ariasi# namun pelindung ganda umumna digunakan untuk menghindari kemungkinan ke!o)oran gas !uang ke ruang mesin. imana se!uah pelindung tunggal digunakan# sam!ungan ekspansi# pem!ukaan akses# dll# disediakan dengan segel !ertekanan udara untuk men)egah ke!o)oran.

b. _{Reheat Boilers}_.._{alam siklus ini dihasilkan uap pada tekanan tinggi# dipanaskan dalam}

!oiler kon/ensional dan elemen superheater # dan diperluas melalui elemen tekanan tinggi dari tur!in ketekanan inlet alat pemanas. roses pemanasan ulang ini !ertu$uan untuk mengurangi tekanan dan diperluas melalui elemen tekanan rendah tur!in. +ntuk pengoperasian ang le!ih optimal# alat pemanas harus dilindungi dario%erheating selama manu/er dan operasi !agian !elakang ketika aliran alat pemanas !erkurang atau tidak ada. emanasan uap akan !eker$a le!ih !aik $ika meningkatkan horse po(er ang terpasang. enimpanan !ahan !akar ang !isa diperoleh dengan memanaskan ang kemudian )ukup

$ $

(6)

untuk mem!enarkan mesin le!ih rumit. +ntuk se!agian !esar# generator uap untuk memasok memanaskan tanaman telah adaptasi dari dua(drum terpisahkan(tungku !oiler. ,atu atau dua 'urna)es dapat digunakan. @onsep single(tungku diman'aatkan $alur aliran gas di!agi luar tungku dengan superheater dan alat pemanas ditempatkan di !agian terpisah. Aliran gas di !agian ini diatur oleh damper# sehingga mengendalikan superheater dan panaskan suhu uap. @emudian mengga!ungkan mengalir ke penukar panas tam!ahan. engan mem!akar semua !ahan !akar di tungku tunggal# kontrol pem!akar minak dan paksa(ran)angan sistem suplai udara disederhanakan. alam !oiler di!agi(tungku# !entuk dua tungku !oiler# satu tungku memasok panas ke alat pemanas dan perlengkapan lainna tungku panas superheater. e!erapa desain mengga!ungkan !agian dari superheater dise!ut superheater primer  di >ona alat pemanas untuk mem!erikan perlindungan tam!ahan untuk alat pemanas dan untuk memperoleh karakteristik suhu uap ang diinginkan. as ang mengalir dari kedua alat pemanas dan superheater terga!ung dalam penghasil utama penimpanan ta!ung dan $alur aliran gas tunggal dipertahankan melalui mesin !antu penukar panas seperti dalam satu tungku desain.

c. _{Forced-Circulation Boiler}_{. ,e$ak}_{boiler pertama kali digunakan di kapal# desainer marine}

!oiler telah menelidiki dan !ereksperimen dengan !er!agai )ara untuk mengurangi ukuran dan !erat dari !oiler terse!ut. ,e!uah !oiler diatur untuk sirkulasi alami dari air dan uap memerlukan penurunan tekanan# ang hana dapat diperoleh dengan menginstal do-n)omer ang )ukup. amun hal ini merugikan karena !erpengaruh pada ukuran dan !erat !oiler. engan mem!erikan pompa untuk menam!ah atau menggantikan sirkulasi alami# !oiler ke)il dan ringan dapat diran)ang untuk mem!erikan keluaran uap. @eunggulan utama !oiler $enis ini aitu ta!ungna !erdiameter sangat ke)il dengan tahanan ang tinggi untuk mengalirkan dan dapat digunakan dalam pengaturan pemanasan permukaan# dan lokasisteam rum ang tidak sesuai dengan sirkulasi alamiah. amun# !oiler $enis ini $uga memiliki kelemahan aitu pompa sirkulasi itu sendiri ang men$adi kelemahanna# ang !erpotensi men$adi sum!er maasalah dan pera-atan. oiler EaMont# diperlihatkan se)ara skematik pada am!ar 1.5# merupakan )ontoh khas dari $enis sirkulasi paksa . ,ementara digunakan di luar# !elum ditemukan aplikasi se)ara luas di !idang kelautan di +.,. oiler EaMont menggunakan drum tunggal ang mana pem!uangan pemanasan permukaan )ampuran uap dan air . ,irkulasi pompa hisap dipasok oleh gra/itasi dari drum ini dan gaa air melalui permukaan ta!ung ang terus menghasilkan# ang terdiri dari se$umlah rangkaian ta!ung disusun antara distri!uting header dan drum uap. 8nlet ta!ung masing(masing dilengkapi dengan se!uah lu!ang untuk meneim!angkan ham!atan aliran dalam !er!agai sirkuit. ini diperlukan untuk memperoleh aliran air ang memadai di setiap ta!ung# tergantung pada input panas ang diharapkan. <ungku# oil !urners# superheater # e)onomi>er serupa dengan !oiler sirkulasi alami.

% %

(7)

Gambar 1.5

Gambar 1.5 oiler EaMont# diperlihatkan se)ara skematik

d. _{Once-Through Boiler.} _{,eperti pada gam!ar 1.6 # merupakan )ontoh !oiler $enis on)e(}

through ang digunakan untuk uap !antu. rosesna aitu air dile-atkan melalui pemanasan permukaan dalam satu rangkaian ang terus menerus oleh 'eed pump. oiler pada dasarna adalah salah satu spiral penataan ta!ung ang pan$ang terdiri dari ,teaming e)onomi>er dan >ona transisi# di mana penguapan selesai# ang mengelilingi tungku. <ekanan 'eed pump menentukan tekanan steam pada saluran keluar# ang mungkin 1200( 100 psig# meskipun untuk instalasi di laut !iasana tekanan kisaran 150(300 psig. oilers $enis ini !iasana di!angun hana dalam ukuran ke)il dan memasok sampai 7500 l! uap $enuh per $am. @arena kesulitan dalam men$aga kimia dari 'eed-ater# aliran air ang )ukup melalui rangkaian ta!ung paralel# ang akan diperlukan untuk !oiler kapasitas ang le!ih tinggi dari $enis ini# dan )ontrol suhu uap superheated# on)e(through !oiler tidak )o)ok untuk tu$uan propulsi kelautan.

Gambar 1.6

Gambar 1.6/nce"Through Boiler

& &

(8)

e. _{Suercharger Boiler.} _{,uper)harged !oiler memiliki karakteristik ang menggunakan}

tekanan pem!akaran ang le!ih tinggi dari satu atmos'ir dalam tungku untuk mengam!il keuntungan dari kepadatan gas ang le!ih tinggi dan ke)epatan gas ang le!ih tinggi daripada ang tersedia dalam !oiler laut !iasa. am!ar 1.7 adalah !oiler super)harged ang khas. +nit ini merupakan perkem!angan dari !oiler ?elox ang telah digunakan dalam pem!angkit listrik stasioner untuk !e!erapa tahun. alam $enis !oiler ini# gas !uang !erada pada tekanan ang )ukup tinggi untuk menggerakkan tur!in gas# ang kemudian mengu!ah menggerakan aliran axial pada kompresor ang memasok udara pem!akaran. <ekanan pem!akaran hingga lima atmos'er ang mudah diperoleh dan memungkinkan ukuran !oiler akan !erkurang $auh !ila di!andingkan dengan unit kon/ensional. ;arak ta!ung pem!angkit dapaat dikurangi karena kerugian ran)angan men$adi pertim!angan sekunder. ada ke)epatan gas ang le!ih tinggi# akan menghasilkan dari $arak ta!unng ang ketat# menghasilkan $auh le!ih tinggi la$u perpindahan panas kon/eksi sehingg a pemasangan permukaan untuk per'orma ang di!erikan dapat dikurangi men$adi sekitar sepertiga sampai seperempat dari !oiler !iasana.

@er$a dari kompresi !ermun)ulan# dalam ukuran ang !agus# seperti peningkatan suhu udara pem!akaran. @onsekuensina# kompresor !ertindak se!agai pemanas udara regenerati'# :leh karena itu# memungkinkan untuk mendapatkan e'isiensi !oiler ang tinggi tanpa menggunakan pemanas udara atau e)onomi>er# erat keseluruhan !oiler dapat dikurangi dengan penggunaan siklus ini# dan telah ditemukan aplikasi dalam !erat ang sensiti' pada kapal angkatan laut. erasal ?elox !oiler# dari mana !oiler superharged !erkem!ang# adalah !oiler $enis sirkulasi paksa. amun# unit super)harged selan$utna telah menerapkan sirkulasi alami untuk menghindari komplikasi tam!ahan dari pompa sirkulasi

Gambar 1.7

Gambar 1.7Supercharger Boiler

' '

(9)

f. _{!aste-Heat and "u#iliar$ Boiler .} _{@apal ang tenaga penggerakna menggunakan}

diesel# gas tur!in# atau penggerak nuklir !iasana mem!utuhkan uap untuk mem!antu !e!errapa tu$uan diantarana aitu pelaanan ruang a!kpenumpang# muatan atau pemanas penimpanan minak# )argo pump# e/aporators# dan mesin geladak. as !uang dari diesel atau mesin gas tur!in mengandung panas ang terpendam. oiler itu sendiri diletakkan pada tumpukan untuk mengumpulkan panas ang hilang. imana kapasitas ang diperlukan mele!ihi daripada (aste"heat panas ang ter!uang ang tersedia atau dimana panas ang ter!uang terse!ut tidak digunakan# !oiler !antu !er!ahan !akar minak hendakna terpasang. +nit ini menediakan uap ketika mesin utama mati dan dapat menam!ah dari -aste(heat unit ang tersedia ketika pada daa rendah. @apal !er!ahan !akar nuklir dapat menggunakan !oiler tam!ahan !er!ahan !akar minak ketika reaktor diamankan.Boiler $enis ini !iasana terdiri dari tempat penimpanan ta!ung# serupa dengan economi-er # terhu!ung padda steam drum. -aste(heat !oiler dilengkapi dengan kontrol# !ee pump# sa!ety %al%es# dll# and selip pemasangan untuk memudahkan pemasangan.Steam rum dan modul uap pem!angkit dipasang di +.,. a/Gs =(47 klas kapal !ertenaga gas tur!in. ,irkulasi paksa digunakan pada unit unit ini.

Boiler !antu ang !er!ahan !akar minak !iasana !ertipe dua drum dan menghasilkan uap $enuh. oiler ini disertakan dari pa!rikan dan %ki"mounte& dengan pem!akar# kipas# )ontrol# pompa# dll. ,iap untuk api dalam kapasitas hingga sekitar 15.000 l!$am. +ntuk kapasitas uap ang le!ih !iasana diperlukan perakitan. ,irkulasi alami umumna digunakan untuk semua kapasitas. ,irkulasi paksa umumna ter!at as pada boiler ke)il denganoutput uap rendah.

Gambar 1.

Gambar 1.&aste"'eat Boiler

1.3

1.3 "u#iliar$ Heat %#changer

,elain generator uap# !e!erapa !entuk dari penukar panas !antu diga!ungkan dalam !oiler untuk meningkatkan e'isiensi dan keseluruhan operasional instalasi. *konomi>er dari salah satu $enisbare"tube atau tipe permukaan ang diperpan$ang digunakan untuk meningkatkan suhu dari !ee(ater ang masuk dengan pendinginan gas !uang ang meninggalkan !oiler. emanas udara digunakan untuk meningkatkan temperatur udara pem!akaran sehingga dapat memper)epat pem!akaran !ahan !akar ang le!ih !aik. alam hal penukaran gas( ke(udara# pemanas udara $uga meningkatkan e'isiensi boiler dengan mengurungai

 

(10)

temperatur dari gas !uang. engan menggunakan tekanan rendah# tekanan rendah gas !uang sampai udara panas pem!akaran seperti pada kasus pada pemanas udara uap# se)ara keseluruhan e'isiensi pada siklus meningkat. e!erapa tipe dari penukar panas ini !isa digunakan sendiri(sendiri maupun dikom!inasikan dengan ang lain.

a. _%conomi&er._{conomi-er adalah penukar panas ang sederhana terdiri dari penimpanan}

ta!ung ang dihu!ungkan inlet dan outlet# terletak di >ona suhu gas dingin relati/e di luar !ank pem!angkit !oiler utama.conomi-er disuplai dengan air dengan suhu ang mendekti air ang meninggalkan last 'eed-ater# ekonomi>er menuplai penam!ahan panas ke !ee(ater dengan mendinginkan gas !uang. ada !anak instalasi# economi-er adalah penukar panas akhir di $alur gas !uang. 8ni mungkin dilakukan# !agaimanapun# diikuti oleh pemanas udara di mana e'isiensi ang le!ih tinggi diinginkan.

conomi-ers dapat di!agi men$adi 2 kategori umum C Bare tube dan $enis #tene sur!ace. kedua $enis disirkulasikan oleh pompa !ee utama. ada umumna# dua $enis ini diran)ang untuk memanaskan air umpan ang masuk ke dalam dengan suhu sekitar 35 dera$at 'ahrenheit. conomi-er ini diatur untuk mela-an aliran air dan hasil pem!akaran ketika diperoleh per!edaan suhu ang !esar dan penerapan panas ang le!ih !esar. ini !er'ungsi untuk mem!erikan e'isiensi !oiler tertinggi dengan ukuran economi-er # suhu gas ang keluar )enderung mendekati air umpan ang masuk.

engaturanconomi-er sederhana adalah $enis Bare"tube ang merupakan !entuk economi-er pertama ang ada. amun # diakui !ah-a penggunaan #tene sur!ace meningkatkan perpindahan panas total pada permukaan sepan$ang ta!ung ang akan mem!erikan peningkatan signi'ikan dalam kiner$a tanpa kehilangan !erat dan ruang ang ditentukan. am!ar 1.9 menun$ukkan !entuk darie#tene sur!ace economi-er di mana stud datar di!eri $arak pada sudut 45 ( dera$at di sekitar lingkar dan pada 1 2 in. inter/al sepan$ang ta!ung.

b. _{"ir Heater.}_{endinginan gas !uang dengan udara pem!akaran masuk adalah salah satu}

ang konsep terlama untuk meningkatkan e'isiensi !oiler. ,elain itu# udara panas mem!erikan e'ek tam!ahan ang menguntungkan dengan mem!erikan pem!akaran )epat dan )omplete pada !ahan !akar. "al ini dapat men$adi sangat penting dalam penggunaan 'urnan)es ang relati' ke)il dalam marine !oiler. emanas udara terdiri dari dua klasi'ikasi luas re)uperati/e dan regenerati'. ada tipe re)uperati/e# panas dari hasil pem!akaran mele-ati partisi ang memisahkan hasil pem!akaran dari udara. <u!ular dan $enis pelat pemanas udara adalah )ontoh dari pemanas udara re)uperati/e. alam pemanas tu!ular dinding ta!ung mentrans'er panas dari gas ke udara. alam pemanas dari $enis plat# udara dan gas dipisahkan oleh lempengan plat ang mengalirkan panas. amun# pemanas re)uperati/e telah !anak digantikan oleh $enis regenerti/e.

alam pemanas udara regenerati'# panas pertama disimpan dalam struktur pemanas itu sendiri saat mele-ati aliran gas panas. panas ini kemudian di!erikan ke udara se!agai struktur ang !eru!ah melalui aliran udara terse!ut. pemanas a-al udara ang ditun$ukkan seperti pada gam!ar 1. adalah )ontoh dari $enis ini. terdiri dari elemen pemanas ang !erdekatan dikemas dalam 'rame !erputar. ke)epatan 'rame konstan dan dikendalikan oleh motor listrik ang ke)il. @e)epatan 'rame dipilih sedemikian rupa sehingga elemen akan menerap panas dari gas dengan per!edaan suhu ang !aik dan# pada saat ang sama# elemen akan memanaskan udara pem!akaran ang masuk setinggi mungkin. emilihan pemanas udara adalah di >ona udara dingin dan $uga HmelihatH gas paling dingin. iasana diatur sedemikian rupa sehingga permukaan perpindahan panas dapat dengan mudah dikem!alikan dan dengan mudah ditangani oleh !agian ang dise !ut %!asket&( ketika ter$adi korosi dan 'ouling ang mungkin !isa ter$adi di sana.

1 1

(11)

emanas udara uap digunak an di mana didapati tekanan rendah ang )ukup# uap suhu rendah ang tersedia# dan diinginkan untuk memanaskan udara pem!akaran. $ika gas !uang atau tur!in uap ang digunakan# maka ada sedikit per!aikan dalam e'isiensi siklus se)ara keseluruhan. emanas terdiri dari kumparan ta!ung dilengkapi dengan permukaan ang diperpan$ang# !iasana terdiri dari strip spiral di!ungkus !ahan# dilas atau di!ra>ing ke ta!ung nikel tem!aga. <a!ung di!entuk dan diatur antara inlet dan outlet. uap dipasok dan dikondensasikan oleh udara dingin ang masuk dan kondensat dihapus oleh steam traps. anas laten aliran ini# ang tidak akan ditolak di kondensor# dikem!alikan ke !oiler melalui udara panas.

1.4

1.4 Boiler Term and De'inition

Eokasi !e!er apa elemen !oiler sema kin penting ditun$ukkan pada gam!ar. 1. untuk memahami teknologi marine !oiler# re/ie- istilah dan de'inisi dari !er!agai !agian !oiler penting dimengerti istilah dan de'inisi !erikut ini !erdasarkan standar dari Asosiasi !oiler maker di Amerika dan penggunaan sehari(hari C

 Airpreheater

aparat perpindahan panas melalui udara dile-atkan dan dipanaskan oleh media suhu ang le!ih tinggi# seperti produk pem!akaran atau uap.

 Attemperator

Aparatus untuk mengurangi dan mengontrol temperatur dari uap pemanasan super.

 ri)kpan

iring dan peker$aan struktur !a$a ang mendukung lantai 'urnan)e.

 ri)k-ork

Eapisan(lapisan re'raktori dari 'urnan)e.

 =asing

enutup dari struktur dan plate metal digunakan menutupi semua atau se!agian unit dari generator uap.

 =hemi)al 'eed pipe

ipa didalam !oiler drum ang dilalui >at kimia untuk perlakuan pada !oiled -ater.

 =ir)ulation ratio

Rasio air ang masuk sirkuit ke !oiler sampai pada sirkuit.

 o-n)omer

<a!ung ta!ung dalam sistem !oiler atau -ater-all melalui mana )airan mengalir ke !a-ah.

 rpipe

ipa !erlu!ang atau slotted atau kotak di dalam uap drum ang -hish dihu!ungkan ke stopkontak steam.

 *)onomi>er

erangkat pemulihan panas diran)ang untuk mentrans'er panas dari produk pem!akaran )airan# !iasana air umpan.

 Feed pipe

ipa digunakan untuk mendistri!usikan air umpan di dalam drum ketel uap.

 Firetu!e.

,e!uah pipa didalam se!uah !oiler ang memiliki air pada sisi luarna dan mem!a-a produk hasil dari pem!akaran pada sisi dalamna

 Floor <u!es.

11 11

(12)

ipa(pipa ini !erada pada !agian dasar tungku pem!akaran dimana $ika ter!uka ke produk hasil pem!akaran !erupa pipa tetapi $ika diletakkan pada !a-ah dari re'rastor adalah digunakan se!agai pipa penuplai untuk menuplai air dari menu$u drum atau header.

 For)e =ir)ulation.

,irkulasi pada se!uah !oiler dengan menggunakan alat mekanis eksternal menu$u !oiler.

 Furna)e ,)reen.

,atu atau le!ih dari $a$aran pipa ang diran)ang mele-ati gas hasil pem!uangan pem!akaran.

 Furna)e ?olume.

?olume dari tempat pem!akaran atau )om!ustion )ham!er.

 enerating <u!es.

,e!uah pipa dimana uap panas dihasilkan.

 "eader.

,e!uah drum dimana ukuranna terlalu ke)il untuk digunakan se!agai manhole.

 "eat Release.

;umlah total dari energi thermal !erada diatas 'ixed datum menu$u tungku pem!akaran dan minak. apat dianggap se!agai hasil dari penghantaran minak per $am dan minak le!ih tinggi dari nilai kalor# ang dinatakan dalam tu per $am per )u!i) 'oot dari /olume tungku pem!akaran.

 "eated o-n)omer.

ipa mana sa$a di dalam !oiler ang menghasilkan tumpukan dimana padana air mengalir dari drum uap menu$u drum air atau header.

 "eating ,ur'a)e.

ermukaan ang terpapar pada heating medium untuk penerapan dan pemindahan panas menu$u medium ang dipanaskan# termasuk sirip(sirip# insang# papan# dll. Melekat pada sisi luar dari pipa untuk tu$uan meningkatkan panas permukaan per unit pan$ang dari pipa.

 Eigament tu!e.

;arak minimum dari dua pipa ang saling !erdekatan.

 Moisture in(steam.

artikel dari air ang ter!a-a pada uap# !iasana ditun$ukkan dalam persentase !erat.

 Mud# lo-er atau -ater drum.

Ruang !ertekanan pada drum atau tipe header ang diletakkan pada !agian lo-er extremit dari pipa air !oiler )on/e)tion !ank dimana se)ara normal disediakan !ersama !lo-o'' /al/e untuk se)ara periodik untuk mem!uang endapan ang tertumpuk pada !agian !a-ah dari drum.

 atural =ir)ulation.

,irkulasi air pada !oiler dise!a!kan karena per!edaan densitas antara air pada do-n)omer dan )ampuran uap air pada generating tu!e.

 Radiant "eat A!sor!ing ,ur'a)e R"A,

ro$e)ted area dari pipa ang terpampang pada permukaan logam se!agaimana terlihat dari tungku pem!akaran. <ermasuk diantarana adalah dinding# lantai# atap dan dinding partisi pada !idang 'urna)e exit s)reen.

 Reheater.

eralatan pemindah panas untuk peman as uap setelah se!elumna ter$adi pemanasan srcinal didalamna

1.5

1.5Boiler!ang Berdasarkan "l#ida !ang $engalir %alam Pipa!ang Berdasarkan "l#ida !ang $engalir %alam Pipa

12 12

(13)

a. Boiler Tab#ng &pi '

a. Boiler Tab#ng &pi ' Fire Tube Boiler (.(.)ire"tube Boiler adalah $enis ketel uap dimana gas

panas dari api mele-ati satu atau le!ih ta!ung ang melintasi -adah air ang tertutup rapat. anas gas ang dihasilkan dikirim melalui dinding ta!ung dengan konduksi termal# sehingga suhu air !eru!ah men$adi panas dan menghasilkan uap.

Fire(tu!e !oiler memiliki keuntungan se!agai !erikutC

 @onstruksi ang relati' le!ih kuat  iaa pera-atanna murah

 engoperasian dan pera-atanna murah

 Flexi!ilitas dalam pengaturan dan peru!ahan !e!an pada saat pemgoperasian.

amun# 'ire(tu!e !oiler $uga memiliki kerugian# diantaranaC

 @apasitas ke)il  *'isiensi termal rendah

 Eam!at men)apai tekanan ker$a maksimum.

oiler $enis ini memiliki duaburner dengan pola aliran 3( pass ryback di dalamna. Adapun spesi'ikasi !ire"tube !oiler se!agai !erikutC

 ama +"IC

 <pe C Fire(tu!e# 3 gas passes  *le)tri) o-er C 144 @B

 ?oltage 30 C /olt

 Max ampere 250 C A

 _{esign ressure} _{C 10 kg)m} 2  Max ,er/i)e ressure C 9 kg)m 2  Borking ressure C  kg)m 2  ,team Flo- Rate C 2200 kgh  "eating ,ur/a)e C 494 m 2  8nput Bater <emperature C 1070=  Max ,team <emperature C 179 0=  Bater ?olume ormal C 27#66 m 3

b.

b. _{Boiler Tab#ng &ir '}_{Boiler Tab#ng &ir '}_{!ater Tube Boiler}_(._(. _{oiler $enis} _{(ater"tube ini !anak digunakan}

untuk ke!utuhan uap ang !esar. rinsip ker$a dari !oiler ini !er!anding ter!alik dengan !ire"tube# gas pem!akaran dari !urnace disalurkan ke pipa(pipa ang !erisi air ang akan

diru!ah men$adi uap. &ater tube boil er ang sangat modern diran)ang dengan kapasitas steam antara 4.500  12.000 kg$am# dengan tekanan sangat tinggi. anak(ater tube boilers ang dikonstruksi se)ara paket $ika digunakan !ahan !akar minak !akar dan gas. +ntuk -ater tube ang menggunakan !ahan !akar padat# tidak umum diran)ang se)ara paket. @arakteristik -ater tu!e !oilers se!agai !erikutC

 )orce, inuce dan balance dra't mem!antu untuk meningkatkan e'isiensi

pem!akaran

 @urang toleran terhadap kualitas air ang dihasilkan dari plant pengolahan air.  Memungkinkan untuk tingkat e'isiensi panas ang le!ih tinggi.

1" 1"

(14)

Gambar 1.)

Gambar 1.)oiler <a!ung Air

1.6 Boiler Berdasarkan Pemakaiann!a 1.6 Boiler Berdasarkan Pemakaiann!a

a. Boiler stasioner stasioner boiler atau boiler tetap. Boiler stasioner ialah boiler ang didudukkan diatas 'undasi ang tetap# seperti boiler untuk pem!angkit tenaga# untuk industri dan lain(lain ang sepertina.

!.Boiler mo!il mobile boiler, boiler pindah atau portable boiler2

Boiler mo!il# ialah boiler ang dipasang pad 'undasi ang !erpindah(pindah mobile# seperti boiler lokomoti'# loko mo!il dan boiler pan$ang serta lain ang sepertina termasuk boiler kapalmarine boiler2

1.7 Berdasarkan letak dap#r

1.7 Berdasarkan letak dap#r('urnace osition)

a.

a.Boiler dengan pem!akaran didalam internally !ire steam boiler

b.

b.Boiler dengan pem!akaran di luar outernally !ire steam boiler

1. Bedasarkan pada poros t#t#p dr#m 's*ell( 1. Bedasarkan pada poros t#t#p dr#m 's*ell( a. Boiler Tegak

a. Boiler Tegak

oiler <egak seperti tampak pada am!ar 1.10 /erti)al steam !oiler adapun )ontoh !oiler tegak adalah !oiler =o)harn# !oiler =larkson dan lain(lainna.

Gambar 1.1+

Gambar 1.1+ oiler <egak

1# 1#

(15)

b.

b. BoBoililer er $e$endndatatarar

Adapun ang termasuk $enis !oiler ini adalah !oiler =ornish# Ean)ashire tampak pada am!ar 1.11 # ,)ot)h dan lain(lain.

Gambar 1.11

Gambar 1.11oiler Mendatar

1.) Boiler Berdasarkan Tekanan Ker,an!a 1.) Boiler Berdasarkan Tekanan Ker,an!a

a. oiler dengan peredaran alami natural circulation steam boiler 

Merupakan !oiler dengan peredaran air didalam ketel ter$adi se)ara alami aitu air ang ringan naik# sedangkan air ang !erat turun# sehingga ter$adi aliran )on/eksi alami. +mumna ketel !eroperasi se)ara aliran alami# seperti ketel Ean)ashire# a!)o)k J Bil)ox dan lain(lain.

!. @etel dengan peredaran paksa  'or)e )ir)ulation steam !oiler

Merupakan oiler dengan aliran paksa# aliran paksa diperoleh dari pompa sentri'ugal ang digerakan se)ara ele)tri) motor# misalna sstem aliran paksa pada ketel(ketel !ertekanan tinggi misalna Ea(mont oiler# enson oiler# Eoe''er oiler dan ?el)an oiler

1.1+ Boiler Berdasarkan -#mber Panas 1.1+ Boiler Berdasarkan -#mber Panas

a. oiler dengan !ahan !akar alami. !. oiler dengan !ahan !akar !uatan. ). oiler dengan dapur listrik. d. oiler dengan energi nuklir.

alam peran)angan boiler ada !e!erapa 'aktor penting ang harus dipertim!angkan agar boiler ang diren)anakan dapat !eker$a dengan !aik sesuai dengan ang ke!utuhan. Faktor ang mendasari pemilihan $enisboiler adalah se!agai !erikutC

a. @apasitas ang digunakan !. @ondisi uap ang di!utuhkan ). ahan !akar ang di!utuhkan d. @onstruksi ang sederhana

2. Daftar *eferensi 2. Daftar *eferensi

1$ 1$

(16)

roup o' Autorities. 1992. $arine ngineering, "arrington Ro E. *d# 14(195# <he ,o)iet o' a/al Ar)hite)ts and Marine *ngineering# 0(939773(10(4# ;erse.

Muin# ,amsir A. 19.Pesa(at"Pesa(at Kon%ersi nergi I Ketel *ap2 ;akartaC Ra$a-ali ers. Rahar$o B.  dan @arno-o. 200. $esin Kon%ersi nergi. ,emarang C +ni/ersitas egeri

,emarang ress

1% 1%