Definisi Boiler
Definisi Boiler
Definisi Boiler
Definisi Boiler
Boiler adalah suatu alat yang menghasilkan uap (steam) dari air dengan jalan
pemanasan. Steam yang dihasilkan pada tekanan tertentu kemudian digunakan
untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Dengan adanya perubahan air menjadi steam. maka
ada 3 hal yang perlu diperhatikan:
1. Container adalah tempat untuk memanaskan air menjadi uap air.
2. Air adalah bahan untuk membuat steam sesudah dipanaskan.
3. Panas adalah energi yang digunakan untuk merubah air menjadi steam.
Dengan memperhatikan ketiga hal tersebut diharapkan akan dihasilkan steam yang
cukup, serta segala permasalahan misalnya masalah air yang akan merusak tempat karena
korosi atau mengurangi effisiensi penyerapan panas akibat timbulnya kerak dapat diatasi
dengan baik. Bahan bakar boiler bermacam-macam dari yang populer seperti batu bara,
bahan bakar minyak, gas, nuklir dan lain-lain. Boiler merupakan bagian terpenting dari
penemuan mesin uap yang merupakan pemicu lahirnya revolusi industri.
Boiler merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk menghasilkan steam (uap)
dalam berbagai keperluan. Air di dalam boiler dipanaskan oleh panas dari hasil pembakaran
bahan bakar (sumber panas lainnya) sehingga terjadi perpindahan panas dari sumber panas
tersebut ke air yang mengakibatkan air tersebut menjadi panas atau berubah wujud menjadi
uap. Air yang lebih panas memiliki berat jenis yang lebih rendah dibanding dengan air yang
lebih dingin, sehingga terjadi perubahan berat jenis air di dalam boiler. Air yang memiliki
berat jenis yang lebih kecil akan naik, dan sebaliknya air yang memiliki berat jenis yang lebih
tinggi akan turun ke dasar.
B. Fungsi Boiler
Boiler berfungsi sebagai pesawat konversi energi yang mengkonversikan energi
kimia (potensial) dari bahan bakar menjadi energi panas. Boiler terdiri dari dua komponen
utama yaitu :
1. Dapur (furnace), sebagai alat untuk mengubah energi kimia menjad energi panas.
2. Alat penguap (eveporator) yang mengubah energi pembakaran (energi panas) menjadi
energi potensial uap.
Kedua komponen tersebut di atas telah dapat untuk memungkinkan sebuah boiler
untuk berfungsi. Sedangkan komponen lainnya adalah :
1. Corong asap dengan sistem tarikan gas asapnya, memungkinkan dapur berfungsi secara
efektif.
2. Sistem perpipaan, seperti pipa api pada boiler pipa api, pipa air pad boiler pipa air
memungkinkan sistem penghantaran kalor yang efektif antara nyala api atau gas panas
dengan air boiler.
3. Sistem pemanas uap lanjut, sistem pemanas udara pembakaran serta sistem pemanas air
pengisi boiler berfungsi sebagai alat untuk menaikan efisiensi boiler.
Agar sebuah boiler dapat beropersi dengan aman, maka perlu adanya sistem
pengamanan yang disebut apendasi.
E. Jenis-Jenis Boiler
Berdasarkan Tipe Pipa Boiler dibagi menjadi 2, yaitu:
1. Fire Tube Boiler
Fire tube boiler adalah jenis boiler dimana gas panas melewati pipa-pipa dan air
umpan boiler ada didalam shell untuk dirubah menjadi steam. Terdiri dari tangki air yang
dilubangi dan dilalui pipa-pipa, dimana gas panas yang mengalir pada tanki tersebut
digunakan untuk memanaskan air di tanki. Air yang dipanaskan menghasilkan uap panas
yang dapat digunakan untuk memanaskan air dikamar mandi ataupun laundry. Fire tube
boilers biasanya digunakan untuk kapasitas steam yang relative kecil dengan tekanan steam
rendah sampai sedang. Sebagai pedoman, fire tube boilers kompetitif untuk kecepatan steam
sampai 12.000 kg/jam dengan tekanan sampai 18 kg/cm2. Fire tube boilers dapat
menggunakan bahan bakar minyak bakar, gas atau bahan bakar padat dalam operasinya.
Untuk alasan ekonomis, sebagian besar fire tube boilers dikonstruksi sebagai “paket” boiler
(dirakit oleh pabrik) untuk semua bahan bakar.
2. Water Tube Boiler
Water tube boiler adalah jenis boiler dimana air umpan boiler mengalir melalui pipa-
pipa masuk kedalam drum. Air yang tersirkulasi dipanaskan oleh gas pembakar membentuk
steam pada daerah uap dalam drum. Boiler ini dipilih jika kebutuhan steam dan tekanan
steam sangat tinggi seperti pada kasus boiler untuk pembangkit tenaga. Water tube boiler
yang sangat modern dirancang dengan kapasitas steam antara 4.500 – 12.000 kg/jam, dengan
tekanan sangat tinggi. Banyak water tube boilers yang dikonstruksi secara paket jika
digunakan bahan bakar minyak bakar dan gas. Untuk water tube yang menggunakan bahan
bakar padat, tidak umum dirancang secara paket.
Air mengalir melalui susunan pipa yang terletak di dalam gas panas yang dihasilkan
dari pembakaran. Pada boiler water tube, air panas tidak berubah menjadi uap,sehingga bisa
langsung digunakan untuk keperluan seperti air panas di kamar mandi,laundry. Ketika air
dalam pipa-pipa yang didih mendapat pemanasan, air dalam pipa menjadi mendidih sehingga
air mengandung uap dan berat jenis air berkurang, air dan uap mengalir ke atas. Air yang
berat jenisnya lebih besar akan turun dan menggantikan posisi air yang menuju ke atas. Pada
drum atas air dan uap berpisah menjadi uap jenuh, kemudian uap jenuh disalurkan ke
superheater untuk diubah menjadi uap panas lanjut. Uap panas lanjut yang keluar dari
superheater inilah yang akan dimanfaatkan sebagai penggerak mesin uap.
Karakteristik water tube boilers sebagai berikut:
- Forced, induced dan balanced draft membantu untuk meningkatkan efisiensi pembakaran.
- Kurang toleran terhadap kualitas air yang dihasilkan dari plant pengolahan air.
- Memungkinkan untuk tingkat efisiensi panas yang lebih tinggi.
Berdasarkan bahan bakar yang digunakan boiler dibagi menjadi 4, yaitu:
1. Solid Fuel
Tipe boiler yang bahan bakarnya 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. 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 Fuel
Tipe boiler yang bahan bakarnya cair memiliki karakteristik: harga bahan baku
pembakaran paling mahal dibandingkan dengan semua tipe. Nilai effisiensi dari tipe ini
lebih baik jika dibandingkan dengan boiler bahan bakar padat dan listrik. Pemanasan yang
terjadi akibat pembakaran antara percampuran bahan bakar cair (solar, IDO, residu,
kerosin) dengan oksigen dan sumber panas.
3. Gaseous Fuel
Tipe boiler yang bahan bakarnya 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.
Pemanasan yang terjadi antara pembakaran antara LNG (Liquid Natural Gas) dengan
oksigen dan sumber panas. Harga bahan baku pembakarannya lebih murah diantara semua
boiler yang lain.
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 dibandingkan dengan semua tipe boiler berdasarkan bahan
bakarnya. Pemanasan yang terjadi akibat sumber listrik yang menyuplai sumber panas.
Memproduksi steam yang berkualitas tergantung pada pengolahan air yang benar
untuk mengendalikan kemurnian steam, endapan dan korosi. Sebuah boiler merupakan
bagian dari sistim boiler, yang menerima semua bahan pencemar dari sistim didepannya.
Kinerja boiler, efisiensi, dan umur layanan merupakan hasil langsung dari pemilihan dan
pengendalian air umpan yang digunakan dalam boiler.
Jika air umpan masuk ke boiler, kenaikan suhu dan tekanan menyebabkan
komponen air memiliki sifat yang berbeda. Hampir semua komponen dalam air umpan dalam
keadaan terlarut. Walau demikian, dibawah kondisi panas dan tekanan hampir seluruh
komponen terlarut keluar dari larutan sebagai padatan partikuat, kadang-kadang dalam
bentuk Kristal dan pada waktu yang lain sebagai bentuk amorph. Jika kelarutan komponen
spesifik dalam air terlewati, maka akan terjadi pembentukan kerak dan endapan. Air boiler
harus cukup bebas dari pembentukan endapan padat supaya terjadi perpindahan panas yang
cepat dan efisien dan harus tidak korosif terhadap logam boiler.
Secara umum permasalahan pada boiler adalah korosi dan pengendapan silika atau kotoran.
Korosi sendiri disebabkan bermacam-macam hal seperti terdapat kandungan garam dan
oksigen pada air umpan. Sedangkan silika terbentuk karena adanya air umpan yang tidak
bersih.
3. Silika
Keberadaan silika dalam air boiler dapat meningkatkan pembentukan kerak silika
yang keras. Silika dapat juga berinteraksi dengan garam kalsium dan magnesium, membentuk
silikat bkalsium dan magnesium dengan daya konduktivitas panas yang rendah. Silika dapat
meningkatkan endapan pada sirip turbin, setelah terbawa dalam bentuk tetesan air dalam
steam, atau dalam bentuk yang mudah menguap dalam steam pada tekanan tinggi. Dua jenis
utama pengolahan air boiler adalah pengolahan air internal dan eksternal.