BAB I PENDAHULUAN
PENGUJIAN BOILER
A. Tuju ujuan an Perc Percoba obaan an
1. Agar mahasisw mahasiswaa dapat mengerti mengerti fungsi fungsi suatu suatu boiler boiler dan prinsip prinsip kerjanya. kerjanya. 2. Agar Agar mahasisw mahasiswaa dapat mengo mengoper perasik asikan an boiler boiler.. 3. Agar Agar maha mahasi sisw swaa dapa dapatt meng mengen enal al bagi bagian an-b -bag agia ian n meka mekani nika kal, l, elek elektr trik ikal al,, dan dan instrumentasi dari boiler. boiler. 4. Agar mahasisw mahasiswaa dapat membuat membuat urutan/pr urutan/prosedur osedur pelaksanaan pelaksanaan peroba perobaan. an. !. Agar mahasisw mahasiswaa dapat mengetahui mengetahui ara ara membaa membaa alat alat ukur boiler. boiler. ". Agar Agar maha mahasi sisw swaa dapa dapatt memb membua uatt daft daftar ar simb simbol ol seti setiap ap para parame mete terr dan dan satu satuan an-satuannya. #. Agar mahasisw mahasiswaa dapat mengukur mengukur kebutuh kebutuhan an bahan bahan bakar bakar boiler boiler.. $. Agar Agar maha mahasis siswa wa dapa dapatt meng menguk ukur ur laju laju air air peng pengisi isian an dan dan meng menghi hitu tung ng kapa kapasi sitas tas produksi uap. %. Agar mahasisw mahasiswaa dapat dapat menguku mengukurr tekanan tekanan dan temperatur temperatur.. 1&. Agar mahasiswa dapat menghitung efisiensi boiler. boiler.
1
BAB II DASAR TEORI
A. Defenisi dan un!si un!si Boi"er #$e%e" Ua&'
'oiler atau (etel )ap atau Steam Generator adalah suatu alat kon*ersi energi yang dapat mengubah energi panas hasil pembakaran bahan bakar menjadi energi potensial uap. +al ini terjadi dikarenakan adanya perpindahan panas dari bahan bakar dan air yang terjadi didalam tabung yang tertutup rapat. ungsi ketel uap (Boiler) adalah (Boiler) adalah untuk mengkon*ersikan energi pembakaran bahan bakar menjadi energi potensial uap. team yang dihasilkan dari ketel ini dapat digunakan untuk berbagai keperluan seperti berikut 1. )ntuk eternal ombustion engine 0ontoh untuk mesin uap reiproating dan turbin air 2. )ntuk keperluan proses di dalam boiler 0ontoh untuk steam injeksi pada kolom fraksinasi 3. )ntuk pemanas 0ontoh untuk pemanas produk minyak dalam penyimpanan
'. Ba!ian U%a(a $e%e" Ua& 'agaian-bagaian utama yang terdapat dari pada sebuah ketel antara lain ). Da&u Da&urr * Rua Ruan! n! Ba+a Ba+arr
'agi 'agian an kete ketell yang yang sang sangat at pent pentin ing g untu untuk k meni menimb mbul ulka kan n pana panass adal adalah ah dapu dapur r furnane. isini terjadi proses perubahan energi kimia bahan bakar menjadi energi panas. )ntuk prose pembakaran ini membutuhkan udara dan bahan bakar yang penampurannya langsung dalam bahan bakar. ,. Dru( Ua&
)ap yang dihasilkan mempunyai tekanan yang sangat tinggi, maka bagian yang tak kalah pentingnya adalah bejana-bejana yang mempunyai kekuatan terhadap tekanan tinggi, yang umumnya bagian ini disebut dram ketel. 'agian 'agian-bag -bagian ian ketel ketel yang yang ada didala didalam m ketel ketel itu sendir sendirii juga juga ikut ikut menent menentuka ukan n kelanaran operasi dan performansinya, seperti susunan pipa, superheater, heater, kotak lumpur lumpur,, ekonom ekonomie ierr dan lain lain sebaga sebagainy inya. a. 5eralat 5eralatan an pengam pengaman an dan penunj penunjang ang selalu selalu diikutsertakan untuk dipasang pada sebuah ketel dengan maksud agar ketel dapat bekerja 2
BAB II DASAR TEORI
A. Defenisi dan un!si un!si Boi"er #$e%e" Ua&'
'oiler atau (etel )ap atau Steam Generator adalah suatu alat kon*ersi energi yang dapat mengubah energi panas hasil pembakaran bahan bakar menjadi energi potensial uap. +al ini terjadi dikarenakan adanya perpindahan panas dari bahan bakar dan air yang terjadi didalam tabung yang tertutup rapat. ungsi ketel uap (Boiler) adalah (Boiler) adalah untuk mengkon*ersikan energi pembakaran bahan bakar menjadi energi potensial uap. team yang dihasilkan dari ketel ini dapat digunakan untuk berbagai keperluan seperti berikut 1. )ntuk eternal ombustion engine 0ontoh untuk mesin uap reiproating dan turbin air 2. )ntuk keperluan proses di dalam boiler 0ontoh untuk steam injeksi pada kolom fraksinasi 3. )ntuk pemanas 0ontoh untuk pemanas produk minyak dalam penyimpanan
'. Ba!ian U%a(a $e%e" Ua& 'agaian-bagaian utama yang terdapat dari pada sebuah ketel antara lain ). Da&u Da&urr * Rua Ruan! n! Ba+a Ba+arr
'agi 'agian an kete ketell yang yang sang sangat at pent pentin ing g untu untuk k meni menimb mbul ulka kan n pana panass adal adalah ah dapu dapur r furnane. isini terjadi proses perubahan energi kimia bahan bakar menjadi energi panas. )ntuk prose pembakaran ini membutuhkan udara dan bahan bakar yang penampurannya langsung dalam bahan bakar. ,. Dru( Ua&
)ap yang dihasilkan mempunyai tekanan yang sangat tinggi, maka bagian yang tak kalah pentingnya adalah bejana-bejana yang mempunyai kekuatan terhadap tekanan tinggi, yang umumnya bagian ini disebut dram ketel. 'agian 'agian-bag -bagian ian ketel ketel yang yang ada didala didalam m ketel ketel itu sendir sendirii juga juga ikut ikut menent menentuka ukan n kelanaran operasi dan performansinya, seperti susunan pipa, superheater, heater, kotak lumpur lumpur,, ekonom ekonomie ierr dan lain lain sebaga sebagainy inya. a. 5eralat 5eralatan an pengam pengaman an dan penunj penunjang ang selalu selalu diikutsertakan untuk dipasang pada sebuah ketel dengan maksud agar ketel dapat bekerja 2
dengan aman dan sesuai dengan opersi yang dikehendaki. 'ahkan peralatan yang terpisah dari ketel ini sendiri seperti peralatan pemurnian air umpan ketel juga sangat diperlukan dan besar sekali pengaruhnya terhadap kerja ketel. -. eed eed a%er a%er Tan+ an+
eed water tank berfungsi sebagai penampungan air yang berasal dari water, yang selanjutnya disiapkan untuk air umpan ketel. /. Po(&a Po(&a Air Pen!i Pen!isia sian n Boi"e Boi"err
5ompa air pengisian boiler berfungsi memompakan air dari feed water tank ke ekonomier yang selanjutnya masuk ke ketel uap. 5ompa ini digerakkan oleh uap yang dihasilkan dari ketel uap. 0. Pi&a i&a 1 &i& &i&a a A&i A&i
6ni berfungsi sebagai tempat laluan gas asap dan dipasang di darat drum ketel. 5ipa pipa ini merupakan permukaan perpindahan panas yang utama, dimana perpindahan panas ini menyebabkan pembentukan uap di dalam drum ketel. 2. 3er 3erobon obon! ! Asa Asa&
0erobo 0erobong ng asap asap berfun berfungsi gsi sebaga sebagaii saluran saluran untuk untuk membua membuang ng gas asap, asap, ini juga juga berfungsi untuk menjaga polusi udara, karena gas mengambang di dekat permukaan tanah tempat instalasi dan pemukiman. 4. 5ano(e%er
7anometer dapat digunakan untuk mengetahui besar tekanan uap yang berada di dalam ketel.
3. $"asifi+a $"asifi+asi si $e%e" Ua& ). 5enur 5enuru% u% Isi Isi Pi&a Pi&a a%au a%au Tabu Tabun! n!
7enurut isi pipa, pada dasarnya ketel uap dibagi menjadi a. $e%e" %e" Pi& Pi&a a A&i
(etel uap pipa api gas panas dilewatkan melalui pipa yang disekitar dinding luarnya dikelilingi oleh air atau uap yang telah terbentuk. Agar perpindahan panas dari api atau gas panas ke air lebih effektif maka susunan pipa didalam ketel ini dapat dibuat pass per pass, yang artinya gas panas yang melewati pipa pipa dalam ketel arahnya dapat bolak balik terhadap burnernya.
3
)ntuk sebuah ketel satu pass yang mempunyai kapasitas dan kondisi uap yang sama dengan ketel dua atau tiga pass, maka untuk ketel satu pass mempunyai panjang yang lebih besar dibanding dengan dua atau tiga pass. 8amun ketel satu pass mempunyai diameter silinder yang lebih keil. 0ontoh ketel pipa api
(etel edehana 9ertikal
(etel 0ohran
(etel :anashire
(etel 0ornish
(etel :okomotif
(etel (apal
(etel 9elon
b. $e%e" Pi&a Air
(etel pipa air, air disirkulasikan didalam pipa yang dikelilingi oleh gas panas dari luar pipa. (onstruksi pipa yang dipasang didalam ketel dapat lurus dan juga dapat berbentuk melengkung, tergantung dari jenis ketelnya. 5ipa ; pipa yang lurus yang dipasang seara paralel didalam ketel dihubungkan dengan dua buah header. an header tersebut juga dihubungkan dengan drum uap yang dipasang seara horiontal diatas susunan pipa.
4
usunan diantara kedua header mempunyai keondongan tertentu, hal ini dimaksudkan agar dapat mrngatur sirkulasi uap didalam ketel. 0ontoh ketel pipa air
(etel 'abok dan
(etel :amont
(etel 'enson
(etel =arrow
(etel :oeffler
,. 5enuru% Posisi Da&ur # urnance '
7enurut posisi dapur, ketel digolongkan menjadi a. Pe(ba+aran Dida"a( # In%erna" ired '
5ada ketel ini pembakarannya ditempatkan di dalam shell ketel. (etel pipa api termasuk jenis pembakaran di dalam, dimana pembakaran bahan bakar dilakukan di dalam shell itu sendiri dan langsung pembakarannya diterima oleh shell. b. Pe(ba+aran Di"uar # E6%erna" ired '
5ada ketel pembakaran di luar, dapur ditempatkan di bawah ketel di dalam ruangan yang dikelilingi dinding bata api. (etel pipa air adalah termasuk pembakaran diluar. apur dapat dikatakan terpisah dari ketel ini mempunyai !
ruang
pembakaran
yang
ukup
besar,
sehingga
kemampuan
untuk
memanarkan panas lebih besar
-. 5enuru% Ju("a7 Pi&a
7enurut jumlah pipa, ketel digolongkan a. Pi&a Tun!!a" # Sin!"e Pi&e '
(etel pipa tunggal, hanya terdap satu pipa air atau pipa api. =ang termasuk ketel jenis ini adalah ketel *ertikal sederhana dan ketel 0ornish. b. Pi&a 5aje(u+ # 5u"%i Pi&e '
5ada ketel ini terdapat dua atau lebih pipa api atau pipa air. =ang termasuk ketel jenis ini adalah ketel :amont, ketel :okomotif, dan lain sebagainya.
/. 5enuru% 5e%ode Sir+u"asi Air dan Ua&
7enurut metode sirkulasi air dan uap, ketel ini digolongkan a. Sir+u"asi A"a(
irkulasi air dan uapnya dilakukan dengan oleh gerakan gelembung-gelembung air di dalam pipa akibat transfer panas dari airan panas ke airan dingin yang dilakukan sepanjang pemanasan. (ebanyakan ketel ini menggunakan sirkulasi alam. b. Sir+u"asi Pa+sa
irkulasi air dan uapnya dilakukan dengan menggunakan pompa sirkulasi yang digerakkan oleh tenaga dari luar. 5enggunaan metode sirkulasi paksa ini kebanyakan digunakan pada ketel yang tekanannya tinggi seperi ketel :amont, ketel 'enon, ketel :oeffler dan ketel 9elon.
0. 5enuru% Pen!unaann8a
7enurut penggunaanya ketel di golongkan a. S%a%ioner
(etel stationer atau ketel tetap yang banyak digunakan untuk power plant dan dalam proses industri. (etel ini disebut stationer karena tidak bergerak dari satu tempat ketempat lain.
"
b. 5obi"e
(etel mobile atau ketel bergerak adalah ketel yang dalam penggunaannya dapat bergerak dari satu tempat ketempat lain. >enis ketel ini adalah (etel :okomotif dan (etel (apal :aut.
2. 5enuru% Su(ber Panas
(etel ini juga dapat digolongakan menurut sumber panas yang digunakan untuk menghasilkan uap. umber panas ini berupa hasil pembakaran terdiri dari a. 'ahan bakar padat b. 'ahan bakar air . 'ahan bakar gas d. ?as buang e. 'ahan bakar nuklir
.
Ha"9Ha" 8an! Harus Di(i"i+i O"e7 $e%e" 8an! Bai+
(etel yang baik harus memiliki beberapa faktor, yaitu 1.
(etel harus dapat menghasilkan jumlah dan mutu uap seara maksimum pada pemakaian bahan bakar yang minimum. Artinya ketel tersebut dapat bekerja dengan efisiensi semaksimum mungkin.
2.
(etel harus dapat seara epat menyesuaikan fluktuasi beban naik turunnya beban.
3.
(etel harus dapat di start dalam waktu yang singkat tanpa menimbulkan kerusakan pada bagian ketel tersebut, artinya sesuai dengan waktu telah ditetapkan dalam instruksi manual dari ketel tersebut.
4.
(etel harus ringan, sehingga tidak menyulitkan pada saat pemasangannya.
!.
(etel harus seringan mungkin sehingga dapat ditempatkan didalam ruangan yang keil.
".
ambungan-sambungannya harus sedikit mungkin dan dapat dijangkau pada saat dilakukan inspeksi.
#.
:umpur dan deposit-deposit lain mudah dikeluarkan dari dalam ketel dan tidak menggumpal pada plat-plat yang dipanasi.
$.
'ahan refraktori harus dikurangi seminimum mungkin. @etapi harus ukup untuk menjamin perpindahan panas seara radiasi.
#
%.
5ipa harus tidak terakumulasi lumpur atau endapan dan tidak mudah rusak karena kena korosi.
1&.
emua peralatan dan perlengkapan keselamatan kerja harus dapat bekerja dengan baik dan mudah di kontrol.
11.
(ehilangan panas karena radiasi harus sekeil mungkin, oleh karenanya isolasi yang digunakan harus mempunyai daya hantar panas yang rendah.
E.
Dasar Pe(i"i7an $e%e" Ua&
5rinsip pokok untuk merenanakan atau memesan ketel ada lima parameter yang harus dipenuhi yaitu 1. fisiensinya tinggi yang di tunjukkan oleh transfer panas yang diperluakan dengan rugi-rugi minimum. +al ini meliputi permuakaan heat transfer, isolasi yang baik, baffle efektif dan lain-lain. 2. 5ower, beban dan tekanan kerja yang dikehendaki. 3. 5osisi geografis dari pada power house. 4. 'ahan bakar dan air yang dapat disediakan. !. apat menghasilkan uap yang bersih.
. Jenis9jenis $e%e" Ua&
>enis-jenis ketel yang sering digunakan di undustri adalah 1. Ketel Vertikal Sederhana uatu ketel *ertikal sederhana menghasilkan uap pada tekanan rendah dan dalam jumlah yang keil. Bleh karenanya ketel ini digunakan untuk membangkitkan tenaga yang lebih rendah atau pada tempat-tempat yang ruangannya terbatas. (onstuksi jenis ini ditunjukkan pada gambar di bawah ini
$
Ga(bar : $e%e" ;er%i+a" Seder7ana
(etel ini terdiri dari silindrikal shell yang mengelilingi sebuah ruang api yang bentuknya silinder. Cuang api sedikit dibujurkan keatas untuk mengijinkan lewatnya uap kepermukaan. 5ada bagian bawah ruang api terdapat kisi- kisi. 5ada ruang api dilengkapi dengan dua atau lebih pipa yang melintang dan ondong. (eondongan ini dimaksudkan untuk menambah luas permukaan yang dipanaskan sebaik mungkin untuk sirkulasi air. 5ada plate punak ruang api yang melengkung dihubungkan dengan sebuah erobong asap yang mana gas asap dilapas keluar. 5ada tempat yang mana erobong melalui ruang uap, erobong asap ini mendapat pendinginan dari uap. Agar erobong asap dibagian dalam tidak terlalu panas, maka didalam erobong asap diberi batu tahan api agar erobong asap ini tidak langsung bersinggungan dengan api. 'erdasarkan dengan tiap-tiap ujung pipa air ada sebuah lubang tangan pada shell dilengkapi lubang lumpur yang dimaksudkan untuk mengeluarkan lumpur atau endapan. >uga ada lubang untuk dapat dimasuki orang pada saat diadakan pembersihan atau pemeriksaan / perawatan.
%
2. Ketel Cochran atau Ketel Multitubular (etel ini terdiri dari shell silinder dan peti api sebagaimana yang ditunjukkan pada gambaran dibawah ini
Ga(bar : $e%e" 3oc7ran
(etel ini termaksud ketel *ertikal yang paling banyak digunakan karena hemat bahan bakar, pembentukan uapnya epat dan konstruksinya kuat. idalam dinding-dinding ketel ditempatkan pipa-pipa fire tube. 'agian punak dari shell di tutup yang embung, pada tutup ini memberikan ruangan yang besar yang mana dapat memberi kesempatan uap basah jatuh kembali sehingga yang dihasilkan benar benar kering. 5ipa-pipa api yang tersusun mendatar membagi bagain dalam dalam shell diatas peti api. Cuangan-ruangan yang terbagi dinamakan ruang nyala dan yang satu disebut ruang asap. 5ada dinding ruang nyala dipasang batu api yang dimaksudkan agar nyala api tidak mengenai plat shell yang dapat merusaknya. 5ada peti asap ini biasanya dilengkapi dengan pintu yang biasanya digunakan untuk lewat orang yang akan melakukan pembersihan pada pipa-pipa api. 1&
3. Ketel Kapal (etel jenis ini sangat banyak digunakan pada kapal, oleh karena itu dianggap sebagai ketel kapal. (etel ini adalah ketel pipa api mendatar berbentuk silinder dengan garis tengah yang besar bila dibandingkan dengan panjangnya. ?ambar dibawah ini memperlihatkan ketel kapal.
Ga(bar : $e%e" Sco%c7 5arine #$e%e" $a&a"'
ari gambar diatas dapat dilihat bahwa didalam shell silinder terdapat sebuah lorong api, yang bertempat diruang nyala. edangkan disebelah depan diletakkan peti asap. ari ruang pembakaran, gas panas mengalir ke lorong api menuju keruang nyala, selanjutnya melalui pipa api kemudian ke peti asap baru keluar melalui erobong asap. @emperatur gas asap yang keluar dari erobong asap seperti juga pada ketel uap yang lain, masih ukup tinggi. (erugian erobong asap ini kira-kira 2& D dari jumlah panas seluruhnya dari hasil pembakaran. 11
4. Ketel anca!hire dan Corn "all >enis ketel ini adalah jenis ketel darat pipa api, pembakarannya ada didalam, horiontal dan sirkulasi alamiah. (etel ini digunakan untuk tekanan kerja dan daya sedang. ebuah ketel :anashire dengan dudukan bata api ditunjukan pada gambar di bawah ini
Ga(bar : $e%e" Lancas7ir
#. Ketel Corni!h >enis ketel ini sama dengan ketel :anashire didalam semua hal, keualinya adalah bahwa pada ketel ornish hanya ada satu lorong asap seperti terlihat pada gambar di bawah ini. (apsitas dan tekanan kerja rendah
Ga(bar : +e%e" 3ornis7
$. Ketel okomoti% (etel lokomotif adalah ketel jenis multi tubulair, horiontal, pembakaran didalam dan dapat bergerak. 5rinsip utama dari ketel ini adalah untuk menghasilkan uap dengan keepatan yang sangat tinggi. (etel ini terdiri dari sebuah shell yang mempunyai sebuah shell yang mempunyai diameter 1,! m dan panjang 4 m. hell terisi air yang mengilingi pipa-pipa api yang mana mendapat panas dari gas panas dan berubah menjadi uap. ebuah katup pengatur dipasang didalam sebuah drum 12
yang berbentuk silinder. (atup pengatur dioperasikan dengan sebuah poros regulator yang diatur. 5embagi dibagi menjadi 2 bagian, satu adalah ruang uap panas lanjut dan satu lagi untuk ruang uap jenuh. ebagai pengganti udara pembakaran digunakan uap bekas yang dimasukkan lewat pipa buang. 5intu depan dapat dibuka untuk keperluan pembersihan dan reperasi. Abu dari kisi-kisi pembakaran dikumpulkan dengan bantuan damper.
Ga(bar : $e%e" Lo+o(o%if
&. Ketel Babcock dan "ilco' ( B " ) (etel ini termaksuk ketel pipa air seperti yang ditunjukkan dalam gambar dibawah ini terdiri dari drum air dan uap yang dihubungkan oleh pipa pendek dengan header atau riser pada ujung belakang. 5ipa-pipa air diondongkan kearah horiontal dan bersambung dengan kedua header. @iap-tiap deret pipa disambung dengan dua buah header dan terdapat deretanderetan yang begitu banyak. amper dioperasikan dengan rantai untuk mengatur aliran udara pembakaran yang memasuki ruang pembakaran. Air disirkulasikan dari drum kedalam header dan melalui pipa-pipa dan kembali lagi ke header dan drum. Air terus menerus disirkulasikan sampai mengauap. ebuah uap superheater terdiri dari pipa baja yang jumlah banyak dan terdapat dua bo, satu adalah untuk superheated steam bo dan satu lagi untuk uap jenuh. )ap selama melewati pipa pipa superheater mendapatkan panas lebih lanjut.
13
Ga(bar : +e%e" Babcoc+ and
Ga(bar : +e%e" Babcoc+ and
. Ketel amont (etel ini termasuk ketel jenis ketel pipa air tekanan tinggi yang bekerja dengan suatu sirkulasi paksa. irkulasi dilakukan oleh sebuah pompa sentrifugal yang digerakkan oleh turbin uap dengan uap menggunakan uap dari ketel itu sendiri.
14
Ga(bar : $e%e" La(on%
*. Ketel oe%%eler (etel ini termasuk ketel pipa air dengan menggunakan sirkulasi paksa. 5rinsip kerjanya adalah menguapkan air umpan dengan maksud memperoleh uap superhaet dari superheater. ?as panas dari dapur digunakan untuk pemanasan lanjut.
G. Des+ri&si
'oiler atau ketel uap adalah merupakan suatu peralatan penghasil uap meliputi untuk pemanasan/pembentukan uap dari fluida air, pemanasan lanjut superheating, dan pemanasan ulang reheating terhadap uap tersebut sehingga disebut juga ES%ea( Genera%or=
luida kerja boiler seara umum adalah air + 2B karena harganya yang murah. Air dalam ketel memperoleh energi panas dari hasil pembakaran suatu bahan bakar dengan oksigen udara melalui proses 7ea% %ransfer.
2
-team out
feedwater 6n 1
Fs heat in
1!
?ambar team ?enerator
H. Pen!o&erasian Boi"er #$e%e" Ua&' ). Prinsi& $erja Boi"er
alam boiler air diubah menjadi uap. 5anas diserap air di dalam boiler dan uap yang dihasilkan seara kontiniu. Air umpan boiler disedot ke boiler untuk menggantikan kehilangan air didalam boiler yang berubah menjadi uap.
)ap
Air umpan 'oiler
'oiler
'oiler 'lowdown
5anas
(etika uap meninggalkan air yang mendidih, padatan terlarut yang bersal dari umpan boiler tertinggal di air boiler. 5adatan-padatan yang tertinggal menjadi bertambah kepekatannya, dan bahkan dapat menapai kesuatu tingkat dimana pemekatan lebih lanjut bisa menyebabkan terbentuknya kerak atau diposit didalam boiler. ,. Su&"ai Ener!i
uplai energi terhadap boiler diperoleh dari bahan bakar. Canangan bahan bakar boiler jenis +,ired Steam Boiler -pe ,ulton 3/ 0 pada alat pengujian ini adalah solar. (andungan energi bahan bakar (>/(g dapat diperoleh melalui perobaan +Bomb Calorimeter, atau bisa dihitung dengan rumus ulog jika bahan diketahui hasil analisis lab. alam pengujian ini, kandungan energi solar dapat diperoleh dari buku referensi eat 0ninerin . 'esarnya energi panas pembakaran adalah suplai panas terhadap boiler
4 !
m 0
dimana 1"
m
G laju aliran massa bahan bakar (g/ jam
G kandungan energi bahan bakar (>/(g
-. Ener!i E>a&orasi
nergi untuk perubahan air pengisian (%eed 5ater) menjadi uap (!team) dalam proses e*aporasi adalah besarnya kandungan entalphi uap kurang kandungan entalphi air pengisian 4
u m
hu
ha
dimana mu
G laju aliran massa uap (g/ jam
hu
G entalphi uap (>/(g
ha
G entalphi air (>/(g
imana m s adalah laju aliran massa uap dari boiler pada kondisi keadaan tunak/steadi !tead6!tate adalah juga sama dengan laju aliran massa air masuk ke boiler.
/. Efisiensi Boi"er
fisiensi boiler atau ketel uap adalah perbandingan antara energi e*aporasi penguapan terhadap energi suplai bahan bakar, maka B
4 4 !
u m
hu
ha
0 m
'esar efisiensi dari pengoperasian sebuah boiler modern dengan minyak atau gas adalah kira-kira $&D. +arga ini agak lebih rendah pada sebuah ketel pembakaran berbahan bakar padat. 0. Te+anan abso"u% ua&
@ekanan absolut uap adalah tekanan pengukuran gauge ditambahkan tekanan atmosfer. 7 ab!
7 3au3e
7 atm
alam mengoperasikan boiler, setelah mendapatkan tekanan 2 bar. 7aka, boiler di jaga pada tekanan tersebut selang beberapa waktu baru boiler boleh diaktifkan sampai tekanan yang telah diinginkan agar bopiler tidak epat rusak.
1#
BAB III PELA$SANAAN PER3OBAAN
A. Pera"a%an Percobaan
5eralatan yang digunakan adalah sebagai berikut ). Bil fired boiler 8o. 5#"&& ,. Additional boiler instrumentation 8o. 5#"&2 -. separating and throttling ealorimeter 8o. 5#"#2 /. uplai energi listrik
1$
0. uplai air utilitas laboratorium
B. Prosedur Percobaan
Adapun langkah yang harus dilakukan dalam praktikum operasi sistem energi boiler adalah sebagai berikut 1. Bn-kan 70'. 2. Bn-kan 0old
alankan pompa. !. 0ek air di dalam boiler apakah sudah ukup. ". :ihat posisi katup-katup minyak, katup air dan kemudian sesuaikan pada posisi masing-masing. #. >alankan boiler sampai tekanan 2 bar dan jaga tekanan tersebut. elang beberapa waktu hidupkan kembali boiler sampai pada tekanan ! bar guna mendapatkan uap yang diinginkan, tunggu hingga kondisi operasi stabil. $. jalankan pompa ondenser. %. 0atat semua jumlah keseluruhan bahan bakar dan jumlah eed angan meninggalkan boiler selama pengoperasian karena dapat mengakibatkan kebakaran dan ledakan jika terjadi suatu kelalaian.
BAB I; DATA PER3OBAAN
ari perobaan yang dilakukan, maka diperoleh data-data dibawah ini
a+%u 1&.1& 11.1!
eed a%er #(-' 14#,###$ 14#,%$##
ue" #ba7an ba+ar' @ G 4,$ m : G #!,$ m ' G #3,2 m
1%
@ekanan uap barg
",&
raft draught
24
@ekanan rata-rata G ",& bar
Te(&era%ur Air u(&an Udara Ba7an ba+ar S%ea(*Ua& #%e+anan' "ue !as #!as asa&' Draf% #drau!7%'? 7
2$ H0 2$ H0 2$ H0 13& H0 " 'ar 2%$ H0 24 5a
Da%a9da%a &endu+un! :
1. 'ahan bakar ensity
olar &,$2 (g/:
(andungan nergi 4!.#&& (>/(g 2. (ualitas uap
%3,!# D iperoleh dari perobaan (ualitas )ap
BAB ; ANALISA DATA
ata-data pendukung a. :ama perobaan
1 jam
b. >umlah bahan bakar yang dipakai
3&,&2$4 (g/ jam
. >umlah air umpan yang masuk boiler
14#,%$## ; 14#,###$ G &,2&%% m 3/ jam
d. ensity
8 G &,$2
e. (andungan energi
G 4!.#&&
f.
8 G 1 (g/:iter G 1&&&
Air umpan density
(g
/:iter (>
/(g (g
/m3
2&
B
4 4 !
u m
hu
ha
0 m
imana mu
G laju aliran massa uap (g/ jam
hu
G entalphi uap keluar boiler (>/(g
ha
G entalphi air umpan boiler (>/(g
m
G laju aliran massa bahan bakar (g/ jam
G kandungan energi bahan bakar (>/(g
I'
G fisiensi boiler
).
Ju("a7 air u(&an #;
9fw G 14#,%$## ; 14#,###$ m 3/ jam @ ?, (-* ja(
ensity air umpan Jfw G 1&&& kg/m3 7aka laju aliran massa air umpan mfw mfw G 9fw Jfw G &,2&%% m 3/ jam 1&&& kg/m3 G 2&%,% (g/ jam 7aka (u @ (a @ ,? $!* ja( #s%ead89s%a%e' ,. $onsu(si ba7an ba+ar #;f '
9f G B 6 L 6 T G &,#32 &,#!$ &,&4$ @ ?,22-- (-* ja( @ ,2?2-- "%r* ja(
ensity solar 8G &,$2 kg/ltr 7aka (f @ ;f 6 ρf
G 2","33 ltr/ jam &,$2 kg/ ltr G ,)?C/ +!* ja(
21
-.
$ondisi ua& 8an! di7asi"+an boi"er :
@ekanan ".& bar gauge #.& bar abs
/.
$ua"i%as ua& 8an! di7asi"+an boi"er :
K G %3,!# D diperoleh dari perobaan kualitas uap
0.
Te(&era%ur air u(&an :
@a G 2$ &0
2.
Ba7an ba+ar 8an! di!una+an ada"a7 so"ar #diese"' :
(andungan energi :+9 G 4!.#&& k>/kg ensity 8 solar G &,$2 kg/ltr
Ener!i &en!ua&an :
6alah energi panas untuk merubah air menjadi uap, dengan kata lain jumlah energi yang diserap fluida + 2B dari sumber panas pembakaran yang menjadikan air menjadi uap. @ (u # 7ua& 1 7air '
imana mu G 2&%,% kg/ jam hu G hf L 9 h %3 ha G hf pada 2$ &0 5ada 5 G #.& bar abs, maka dari tabel uap hf G "%#.&& (>/(g hfg G 2&"!.$ (>/(g
hu
h %
'.h %3
G "%#,&& L &,%3!# . 2&"!,$
2"2%,%" # 7ua& '
)ntuk @a G 2$ &0 7enggunakan interpolasi 22
@ G 3& H0M
hf
G 12!,#4 (>/(g
@ G 2! H0M
hf
G 1&4,$3
- 2$ C
- 2! C
- 3& C
- 2! C
2$ 2! 3& 2!
h % 2$ C
h % 2! C
h % 3& C
h % 2! C
h % 2$C
/(g
1&4.$3
12!.#4 1&4.$3
h % 2$C
1&4,$3
h % 2$ C
(>
ha
3 !
12!,#4 1&4,$3 11#.3# K: K3
11#.3# K: K3
# 7air '
(ebutuhan bahan bakar 9 bb G 3",&"
:iter
/>am
; % m G 2","33 ltr/ jam &,$2 G 21,$4 (g/ jam
4.
Effisiensi Boi"er : 4
u hu - ha m
B
@
B
G 0ner3i Bahan bakar 1&&D
4 !
A m
0ner3i 7en3uapan
G
G
u huap m
0 m
hair
1&&D
2&%,% k3 /
k3
/
k:
/ k3
1&&D
23
G
!2#.3%2,"41 k: /
%%$&$$ /
1&&D
@ 0,.C/
B
BAB ;I PENJELASAN TA5BAHAN
$o(&onen U%a(a
(omponen utama disini terdiri dari A.
Boi"er
24
'oiler berfungsi untuk menghasilkan uap pada tekanan dan temperatur yang tinggi dimana uap tersebut untuk barbagai keperluan seperti untuk 5:@), pabrik kelapa sawit dan lain-lain.
A"a% U+ur dan Ins%ru(en%asi
topwath topwath disini berfungsi untuk mengukur waktu yang dilalui selama melakukan
perobaan.
low gauge low gauge/meter berfungsi untuk mengukur aliran air yang masuk ke boiler. 5ada
perobaan ini alat seperti berikut
2!
5anel listrik 5anel listrik berfungsi untuk mensuplai listrik pada instrumentasi boiler seperti
untuk menggerakkan pompa serta api pembakaran pada boiler.
:e*el 0ontrol :ebel ontrol berfungsi untuk mengatur air umpan yang masuk kedalam boiler.
0ara kerjanya dimana apabila air didalam boiler sudah menapai le*el terendah maka otomatisasi untuk pompa akan hidup sehingga air dengan tekanan yang lebih besar dari tekanan boiler akan masuk kedalam ruang air umpan. 5ada perobaan ini seperti gambar berikut
Penunju+ "e>e" air
2"
B. B"o< Do
5ada mud drum terletak dibawah steam drum yang dilengkapi dengan dua kerangan blow down. 'low down terdiri dari pipa dan double *al*e untuk membuang solid ke flash drum yang terus keluar ke atmosfer. olid ini dikeluarkan atau dibuang seara manual dari mud drum disebut intermetten blow down.
3. 3on%inous B"o< Do
0ontinous blow down berada di steam drum yang letaknya sedikit dibawah le*el water normal dan berupa pipa dan *al*e. @ugas dari ontinous blow down adalah untuk membuang kotoran, solid sale seara terus menerus.
D. Su&er Hea%er
uper heater terdiri dari pipa-pipa berbentuk ) yang menempel langsung pada steam drum dan ujungnya tergabung jadi satu pada outlet heater. :etak super heater pada bagian yang terpanas di ruang pembakaran ruang radiasi. ungsi super heater adalah memanaskan saturated steam, sehingga moisture yang terkandung dalam saturated steam jadi steam sehingga akan didapat super heated steam yang bertekanan dan temperatur tinggi.
E. Econo(iFer
2#
'erupa tube yang berbentuk spiral yang ditempatkan dalam stak. ungsinya untuk pemanas pendahuluan dari feed water boiler yang akan dimasukkan kedalam main steam drum. 5emanasnya adalah flue gas hasil pembakaran dari furnane.
. 3erobon! Asa&
0erobong asap pada boiler berbentuk seperti erobong asap pada umumnya, semakin keatas semakin keil diameter lubangnya. ungsinya untuk jalan pembuangan dari pada flue gases dan untuk penarikan gas-gas asap keatas natural draft .
G. 37e(ica" Injec%ion
@erdiri dari dua tangki penampur yang terbuat dari bahan plastik atau stainless steel. 'iasanya bahan kimia di injeksikan kedalam main !team drum atau kedalam aliran pipa yang keluar dari economi=er atau yang menuju ke daerator .
H. Daera%or
ungsi utamanya adalah menghilangkan gas-gas B 2 dan 0B 2 yang terlarut di dalam air, karena gas-gas ini akan menyebabkan korosi pada temperatur tinggi dalam boiler. 0ara menghilangkan yaitu dengan menghembuskan steam uap kedalam daerator lewat bawah. eed water di E spray E kan dari atas. ungsi kedua juga sebagai pemanas feed water yang akan masuk ke boiler. aerator ini adalah suatu tangki yang di dalamnya terdapat spray dan pipa :.5 steam. @inggi air dalam daerator dijaga tidak boleh melebihi batasan yang telah di tentukan.
BAB ;II PENUTUP
A. $esi(&u"an
1. ungsi suatu boiler adalah untuk merubah air menjadi uap. an prinsip kerjanya adalah memanaskan suatu fluida air pada suatu tempat dengan menggunakan bahan bakar. 2. 0ara pengoperasian boiler ini terdapat pada prosedur perobaan.
2$
3. 5ada bagian mekanikal boiler adalah sistem pemipaannya, yaitu nyala api dan gas panas yang dihasilkan pembakaran dilewatkan melalui pipa-pipa yang disekitar dinding dalamnya di kelilingi oleh air dan lain-lain. edangkan pada bagian eletrial boiler yaitu energi yang dibutuhkan untuk pembakaran awal diambil dari sumber lain atau dari 5:8. 'agian instrumental boiler adalah alat ukur temperatur tekanan yang digunakan untuk mengukur temperatur air masuk dan temperatur uap keluar dan tekanan uap. 4. atuan yang digunkan dalam tekanan adalah bar gauge dan dalam analisa datanya menjadi bar absolute. !. (ebutuhan bahan bakar yang digunakan dalam pengoperasian boiler adalah solar, dan selama perobaan menghabiskan 3&,&2$4 kg/liter selama satu jam. ". @ekanan uap keluar boiler adalah # barg serta temperature air masuk 2$ H0. #. fisiensi boiler setelah dilakukan analisa data adalah !2,$4 D
B. Saran
1. ebaiknya perawatan boiler lebih diperhatikan lagi dan dilakukan seara berkala, bila perlu disertifikasi kembali. 2. ebaiknya instalasi pipa-pipa pada boiler diganti, sebab pada saat melakukan perobaan atau pengambilan data selalu terjadi kebooran pada instalasi perpipaan boiler yang mengakibatkan gedung laboratorium digenangi air, sehingga kegiatan praktikum menjadi terhambat.. 3. 7ahasiswa/i yang mengikuti praktikum sebaiknya lebih serius dalam mengikuti kegiatan praktikum dan seharusnya lebih menaati peraturan selama berada di laboratorium teknik energi.
DATAR PUSTA$A
0usson. >n!truction Manual 5 #"#4
(insky, Coger. 1%%$. eat 0nineerin . rlangga 'andung
+olman. >. 5. 1%%4. -hermodnamic!. rlangga 'andung
7unson and =oung., ,undamental! o% %luid Mechanic!? ed!.4.>akarta, rlangga, 2&&4 2%
