Buku 3 Boiler

BUKU III BOILER

TUJUAN PELAJARAN

: Setelah

mengikuti

pelajaran

ini

peserta

mampu

memahami bagian-bagian boiler dan fungsi dari bagian boier. DURASI

: 8 JP

PENYUSUN

: 1. EFRI YENDRI

Simple Inspiring Performing Phenomenal

i

DAFTAR ISI

TUJUAN PELAJARAN................................................................................................................. i DAFTAR ISI ................................................................................................................................ ii DAFTAR GAMBAR .................................................................................................................... iv 1.

Fungsi boiler .................................................................................................................... 5

2.

Jenis-jenis boiler ............................................................................................................. 5

3.

4.

2.1.

Boiler Pipa Api ..................................................................................................... 5

2.2.

Boiler Pipa Air ...................................................................................................... 6

2.3.

Boiler jenis Stoker ................................................................................................ 6

2.4.

Boiler Jenis Pulverizer.......................................................................................... 7

2.5.

Boiler Jenis CFB .................................................................................................. 8

BAGIAN-BAGIAN BOILER DAN ALAT BANTUNYA ...................................................... 10 3.1

Ruang Bakar ...................................................................................................... 11

3.2

SOOT BLOWER (PEMBERSIH JELAGA).......................................................... 11

3.3

BURNER............................................................................................................ 13

3.4

FAN-FAN ........................................................................................................... 15

3.5

Air Heater........................................................................................................... 17

SIRKULASI AIR DAN UAP............................................................................................. 18 4.1.

Economizer ........................................................................................................ 20

4.2.

Boiler Drum ........................................................................................................ 21

4.3.

STANDAR AIR PENGISI DAN AIR KETEL ....................................................... 23

4.4.

Standar Air Kondensat ....................................................................................... 24

4.5.

Standar Air Penambah ....................................................................................... 24

4.6.

Standar Air Pengisi Ketel ................................................................................... 25

4.7.

Standar Air Ketel ................................................................................................ 25

4.8.

Header ............................................................................................................... 26

4.9.

Riser (Tube Wall) dan Down Comer................................................................... 26

4.10. Down Comer ...................................................................................................... 26 Simple Inspiring Performing Phenomenal

ii

4.11. Superheater ....................................................................................................... 27 4.12. Reheater ............................................................................................................ 28 5.

6.

7.

SISTEM BAHAN BAKAR ............................................................................................... 29 5.1.

Bahan Bakar Minyak .......................................................................................... 29

5.2.

Bahan-Bakar Gas .............................................................................................. 31

5.3.

Bahan Bakar Batubara ....................................................................................... 31

SISTEM UDARA PEMBAKARAN DAN GAS BUANG .................................................... 34 6.1.

Sirkulasi Udara dan Gas .................................................................................... 34

6.2.

Penanganan Gas Buang ................................................................................... 35

SISTEM PENGAMAN .................................................................................................... 36 7.1.

katup pengaman ................................................................................................ 36

7.2.

Pengaman Boiler ............................................................................................... 37


iii

DAFTAR GAMBAR Gambar 1 Boiler Pipa Api ........................................................................................................... 5 Gambar 2 Boiler Pipa Api ........................................................................................................... 6 Gambar 3 Boiler Jenis Stoker ..................................................................................................... 7 Gambar 4 Boiler Jenis Pulverizer................................................................................................ 8 Gambar 5 Boiler Jenis CFB ........................................................................................................ 9 Gambar 6 Boiler dan Alat Bantunya .......................................................................................... 10 Gambar 7 Jenis-jenis Sootblower ............................................................................................ 13 Gambar 8 Burner minyak dengan Atomisasi Mekanik ............................................................... 14 Gambar 9 Burner Minyak dengan Atomisasi Uap ..................................................................... 15 Gambar 10 Fan ........................................................................................................................ 16 Gambar 11 Air Heater ............................................................................................................... 17 Gambar 12 Element Air Heater ................................................................................................. 18 Gambar 13 Sirkulasi Air dan Uap di Boiler ................................................................................ 19 Gambar 14 Boiler Drum ............................................................................................................ 22 Gambar 15 Sirkulasi Uap Menuju Superheater ......................................................................... 27 Gambar 16 Sirkulasi Uap Reheater .......................................................................................... 28 Gambar 17 Diagram Sistem Bahan Bakar Minyak .................................................................... 30 Gambar 18 Sistem Transfer Bahan Bakar Minyak Residu ........................................................ 31 Gambar 19 Sistem bahan bakar batubara ................................................................................ 32 Gambar 20 Mill Pulveriser......................................................................................................... 33 Gambar 21 Penempatan burner batubara pada ruang bakar .................................................... 33 Gambar 22 Sirkulasi Udara dan Gas ........................................................................................ 35 Gambar 23 Katup Pengaman ................................................................................................... 37


iv

BOILER 1.

Fungsi boiler

Boiler berfungsi untuk merubah air menjadi uap superheat yang bertemperatur dan bertekanan tinggi. Proses memproduksi uap ini disebut ‘Steam Raising” (Pembuat Uap). Unit/alat yang digunakan untuk membuat uap disebut “Boiler” (Boiler) atau lebih tepat “steam Generator” (Pembangkit Uap). Klasifikasi Boiler secara umum dibagi dua yaitu, Boiler pipa api dan Boiler pipa air. Jenis Boiler pipa api banyak digunakan oleh industri yang memerlukan tekanan uap yang relatif rendah, misalnya pabrik-pabrik gula. Sedangkan jenis pipa air digunakan oleh industri/pembangkit listrik yang memerlukan tekanan uap yang tinggi, misalnya pada pusat-pusat listrik tenaga uap.

2.

Jenis-jenis boiler

2.1.

Boiler Pipa Api Pada jenis Boiler pipa api, gas panas hasil pembakaran (flue gas) mengalir melalui pipa-pipa yang dibagian luarnya diselimuti air sehingga terjadi perpindahan panas dari gas panas ke air dan air berubah menjadi uap. Gambar Boiler pipa api dapat dilihat pada gambar.

Gambar 1 Boiler Pipa Api

Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal

Keterbatasan dari boiler pipa api adalah tekanan uap tidak dapat dibuat terlampau tinggi karena ketebalan drum akan sedemikian tebalnya sehingga tidak menguntungkan. Boiler seperti ini banyak digunakan dipabrik-pabrik gula karena tidak memerlukan tekanan uap yang tinggi.

2.2.

Boiler Pipa Air

Pada boiler (Boiler) jenis ini, air berada didalam pipa sedangkan gas panas berada diluar pipa. Boiler pipa air dapat beroperasi dengan tekanan sangat tinggi (lebih dari 100 Bar). Gambar Boiler pipa air dapat dilihat pada gambar .

Gambar 2 Boiler Pipa Api

2.3.

Boiler jenis Stoker

Pada boiler Stocker pembakarannya ditempatkan diatas rantai seperti rantai tank yang berjalan, serta bentuk-bentuk modifikasinya. Boiler jenis ini mempunyai efisiensi antara 80% – 85%.


Gambar 3 Boiler Jenis Stoker

2.4.

Boiler Jenis Pulverizer

Boiler jenis pulverizer, sering disebut PC (Pulverizer Combustion) Boiler. Batu bara ditepungkan terlebih dahulu kemudian disemprotkan ke ruang bakar sehingga mengapung dan terbakar ditengah-tengah ruang bakar. Boiler jenis ini mempunyai efisiensi sekitar 90%.


Gambar 4 Boiler Jenis Pulverizer

2.5.

Boiler Jenis CFB

Boiler jenis Circulating Fludize Bed (CFB), boiler ini ukuran diameter batubaranya sekitar 30 mm dan dilengkapi dengan cyclon diantara ruang bakar dan outlet asapnya. Fungsi Cyclon untuk memisahkan (separator) gas untuk dibuang melalui cerobong asap dan partikel yang tidak terbakar untuk dikembalikan ke ruang bakar. Boiler jenis ini efisiensinya sekitar 92%.


Gambar 5 Boiler Jenis CFB


3.

BAGIAN-BAGIAN BOILER DAN ALAT BANTUNYA

Gambar 6 Boiler dan Alat Bantunya


3.1

Ruang Bakar

Ruang bakar adalah bagian dari Boiler yang berfungsi untuk tempat berlangsungnya proses pembakaran antara bahan bakar dan udara. Tekanan gas panas yang berada didalam ruang bakar (Furnance) dapat lebih besar dari pada tekanan udara luar (Tekanan ruang bakar positip) dan dapat juga bertekanan lebih kecil dari tekanan udara luar (Tekanan ruang bakar negatif) atau bertekanan seimbang (Balance Draught). Tekanan Positif Pada boiler dengan tekanan ruang bakar positif, udara luar dihembuskan masuk kedalam ruang bakar dengan menggunakan forced draught fan (Kipas tekan paksa), yang sekaligus mendorong gas panas hasil pembakaran ke arah cerobong. Boiler dengan tekanan ruang bakar positif banyak digunakan oleh Boiler dengan bahan bakar minyak. Tekanan Negatif Pada boiler dengan tekanan ruang bakar negatif, gas panas hasil pembakaran dihisap oleh induced draught fan sekaligus menghisap udara luar masuk kedalam ruang bakar. Gabungan dari kedua cara tersebut diatas diterapkan pada balanced draught yang memiliki baik forced draught fan untuk mendorong udara luar masuk kedalam boiler, maupun induced draught fan untuk menghisap gas panas hasil pembakaran. Pada sistem balanced draught, tekanan ruang bakar dibuat sedikit negatif yaitu sekitar - 10 mmWg (0,001 bar). Boiler dengan tekanan ruang bakar negatif, jarang digunakan (kurang ekonomis). Sedangkan boiler dengan tekanan balanced draught (seimbang) banyak digunakan oleh Boiler dengan bahan bakar Batubara.

3.2

SOOT BLOWER (PEMBERSIH JELAGA)

Fungsi Boiler-boiler modern dilengkapi dengan pembersih jelaga (sootblower) yang dapat dioperasikan dari jarak jauh (remotely operated) dan dikendalikan secara bergantian dan berurutan. Fungsi dari sootblower adalah untuk membersihkan abu, debu atau jelaga yang menempel pada pipa-pipa Boiler, superheater, Economizer dan pada elemen air heater. Tujuan dari pembersihan tersebut adalah


untuk menaikkan efisiensi dari boiler dan menghindari kerusakan pipa-pipa pada bolier/superheater. Biasanya sootblower menggunakan uap untuk membersihkan pipa-pipa boiler/superheater. Uap yang digunakan untuk pembersihan abu biasanya diambil langsung dari boiler, dari sisi keluar pemanas lanjut primer atau dari sisi masuk cold reheater, namun uap dari boiler bantu (auxilary boiler) pun dapat digunakan. Tekanan uap yang menuju kemasing-masing blower diturunkan seperlunya oleh plat-plat orifis (orifice plate). Pada pusat pembangkit lain, udara bertekanan juga digunakan sebagai media pembersih. Sistem sootblowing dengan udara bertekanan ini memerlukan tambahan modal dan biaya untuk kompressor yang berkapasitas besar. Jenis dan Konstruksi Jenis penempatan, ukuran dan tekanan serta frekuensi penggunaan sootblower sangat bervariasi sesuai dengan disain boiler dan karakter deposit/endapannya . Oleh karena itu adalah tidak mungkin untuk menguraikan semua pemakaianpemakainnya , tetapi secara umum , jenis-jenis utama dari sootblower yang digunakan adalah seperti diperlihatkan pada gambar, yaitu : a. Blower-blower yang dapat ditarik (retractable gun blowers) dengan nozle jet yang berlawanan untuk membersihkan pipa-pipa air ruang bakar. b. Blower-blower yang dapat ditarik (retractable gun blowers) yang mempunyai nozle jet tunggal untuk diarahkan pada susunan pipa-pipa boiler dan superheater. c. Blower-blower panjang yang dapat ditarik (long retractable lance blowers) yang bergerak/bergeser diantara susunan pipa-pipa, dengan nozle berputar dan mempunyai jet yang berlawanan untuk mengimbangkan gaya dorong. Jenis inilah yang paling efektif, untuk pemanas lanjut pada boiler modern sehingga memungkinkan mencapai sasaran yang lebar dengan merata/sebanding. d. Blower dengan nozzle jet banyak (multi jet tube blowers), digunakan untuk zone temperatur yang lebih rendah seperti economizer dan air heater. Blower tersebut tidak dapat ditarik (non-retractring) tetapi dapat berputar dan/atau bergeser. e. Sama dengan multi jet blower dengan nozzle jet yang dapat digunakan pada posisi tetap untuk membersihkan lorong-lorong diantara pipa-pipa. Blower ini hanya cocok untuk zone temperatur yang lebih rendah dan pada zone yang deposit/endapannya ringan, oleh karena itu tidak perlu daya yang besar untuk beberapa nozle kecil .


Gambar 7 Jenis-jenis Sootblower

3.3

BURNER

Fungsi Burner adalah alat yang dipakai untuk memasukkan bahan bakar kedalam ruang bakar dan menghasilkan pengabutan yang memudahkan reaksi pembakaran Jenis dan Konstruksi Pada dasarnya ada tiga jenis pembakaran (burner) minyak dan ketiganya menggunakan cara yang berbeda untuk mengatomisasikan minyak : a. Mekanikal (atau tekanan) b. Diatomisasikan dengan Uap c. Diatomisasikan dengan udara Pembakaran minyak dengan diatomosasikan secara mekanikal Didalam pembakaran ini minyak diatomisasikan oleh tekanan yang didapat dari pompa minyak. Minyak dengan tekanan yang sesuai melewati piringan penyemprotan yang berisikan sejumlah jalur-jalur laluan tangensial untuk selanjutnya minyak menuju ruang dipusat piringan. Disini minyak bergerak memutar dengan kecepatan tinggi yang selanjutnya keluar melalui orifer dalam bentuk kabut kerucut. Dapat dilihat bahwa adanya perubahan tekanan minyak atau keausan orifice dan jalur tangensial akan menyebabkan atomisasi minyak menjadi terganggu dan titik-


titik minyak akan banyak terpancar lewat burner. Gambar burner dengan atomisasi mekanik dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 8 Burner minyak dengan Atomisasi Mekanik

Pembakaran minyak dengan diatomisasikan uap Perubahan dengan atomisasi mekanikal akan mempunyai kerugian dimana beban tidak dapat diubah-ubah karena perubahan tekanan minyak ini akan mempengaruhi atomisasi. Pada pembakar minyak atomisasi uap perbandingan mengecilkan (turn down ration) 10 : 1 dapat dicapai. Pada pembakaran ini atomisasi dilakukan dengan tekanan uap. Uap diisikan kepusat tabung burner pada tekanan 1,5 bar sampai 9 bar menuju piringan yang dilubangi dimana uap ini bertemu minyak yang telah melewati ruang antara tabung uap dan tabung diluarnya yang sepusat. Pada pembakaran jenis ini suhu minyak sebelum memasuki tabung tidak perlu setinggi suhu minyak pada jenis atomisasi mekanikal, karena minyak akan mendapat tambahan panas dalam perjalanannya ketengah tabung. Kerugian jenis atomisasi ini adalah jumlah uap yang diperlukan dapat mencapai ½ % dari seluruh penguapan total. Gambar burner dengan atomisasi uap dapat dilihat pada gambar dibawah ini.


G a m b a r

Gambar 9 Burner Minyak dengan Atomisasi Uap

Pembakaran dengan atomisasi udara Pada pembakar ini, atomisasi dilakukan dengan udara tekanan tinggi dengan cara yang sama seperti halnya dengan uap. Pembakaran jenis ini tidak banyak digunakan oleh perancang boiler sebab memerlukan penambahan compressor udara yang mahal baik pemasangannya ataupun pemeliharaannya.

3.4

FAN-FAN

Penggunaan fan pada PLTU batubara lebih dari satu jenis, yaitu ID fan, FD fan, PA fan dan ada pula yang dilengkapi dengan GR fan. FD Fan berfungsi sebagai pemasok udara pembakaran kedalam ruang bakar ID Fan berfungai menarik/mempertahankan tekanan di ruang bakar (Pengendali tekanan ruang bakar) GR Fan berfungsi menarik kembali sisa gas panas yang dikembalikan ke ruang bakar, yang bertujuan meningkatkan efisiensi boiler.


Gambar 10 Fan


3.5

Air Heater Adalah pemanas udara sehingga temperatur udara pembakaran dapat mencapai + 300oC menghasilkan pembakaran yang lebih sempurna. Air heater terpasang dari jenis elemen-elemen plat yang berfungsi mengambil panas dari gas bekas dan kemudian ditransfer ke udara pembakaran (discharge FD Fan) dengan mekanisme perpindahan panas konveksi. Lihat gambar.

Gambar 11 Air Heater


Gambar 12 Element Air Heater

4.

SIRKULASI AIR DAN UAP Air dipompakan kedalam boiler dengan menggunakan pompa air pengisi (Boiler Feed Pump/BFP), melalui katup pengatur. Sebelum masuk kedalam boiler drum, air dipanaskan terlebih dahulu di Low Pressure Heater juga dipanasi di High Pressure Heater dan terakhir dipanasi di Economizer sehingga temperatur air mendekati titik didihnya.


Dari dalam boiler drum air bersirkulasi melalui down comer dan riser sehingga dengan adanya pemanasan dari ruang bakar terbentuklah uap air. Sirkulasi ini dapat terjadi secara alami (natural circulation) ataupun sirkulasi yang dibantu (assited circulation) dengan menggunakan pompa sirkulasi. Sirkulasi alami pada Boiler dapat dilihat pada Gambar.

Gambar 13 Sirkulasi Air dan Uap di Boiler

Salah satu bagian dari boiler adalah down comer. Down comer ini berada diluar ruang bakar, menghubungkan antara boiler drum dengan bagian bawah tube wall (Riser). Down comer tidak mendapat pemanasan dari ruang bakar boiler. Karena air didalam riser mendapat pemanasan dari ruang bakar maka akan timbul uap air. Campuran air dan uap yang berada didalam riser berat jenisnya akan lebih kecil dari pada air yang ada didalam down comer, karena air didalam down comer tidak


menerima pemanasan. Selanjutnya air dan uap yang ada didalam riser akan naik sedangkan air yang ada didalam down comer akan turun. Dengan demikian terjadilah sirkulasi air didalam boiler secara alami. Uap yang dihasilkan ditampung didalam boiler drum kemudian dialirkan menuju turbin melewati superheater. Komponen utama boiler dalam sirkulasi air adalah Ekonomiser, drum boiler, heater, riser dan down comer.

4.1.

Economizer

Economizer adalah Heat Exchanger (penukar kalor) yang dipasang pada saluran air pengisi sebelum air masuk ke Boiler Drum . Konstruksi Economizer berupa sekelompok pipa-pipa kecil yang disusun berlapis-lapis. Di bagian dalam pipa mengalir air pengisi yang dipompakan oleh Boiler Feed Pump dan dibagian luar pipa mengalir gas panas hasil pembakaran yang terjadi di ruang bakar. Karena temperatur gas panas lebih tinggi dari temperatur air pengisi maka gas panas menyerahkan panas kepada air pengisi sehingga temperatur air pengisi menjadi naik dan diharapkan mendekati titik didihnya, tapi jangan melampaui titik didih karena akan menyebabkan terbentuknya uap di dalam pipa Economizer dengan akibat lebih lanjut terjadi overheating pada pipa tersebut.


4.2.

Boiler Drum

Boiler Drum adalah bejana tempat menampung air yang datang dari Economizer dan uap hasil penguapan dari Tube Wall ( Riser). Kira-kira separoh dari drum berisi air dan separohnya lagi berisi uap. Boiler Drum terbuat dari plat baja dilas dan dilengkapi diantaranya : a. b. c. d. e. f. g. h. i.

Man hole. Saluran menuju Superheater. Saluran menuju Feedwater Inlet. Saluran menuju Blow Down. Saluran menuju Down Comer. Saluran menuju Safety Valve. Pipa injeksi bahan Kimia. Pipa Sampling. Pipa menuju alat ukur dan alat kontrol.

Seperti terlihat pada Gambar di bagian dalam Boiler Drum terdapat peralatanperalatan Screen dryer (pengering uap) dan Steam separator (pemisah uap). Level air didalam drum harus dijaga agar selalu tetap kira-kira separoh dari tinggi drum. Banyaknya air pengisi yang masuk ke dalam drum harus sebanding dengan banyaknya uap yang meninggalkan drum, sehingga level air terjaga konstant. Pengaturan level didalam Boiler Drum dilakukan dengan mengatur besarnya pembukaan Flow Control Valve. Apabila level didalam air drum terlalu rendah/tidak terkontrol akan menyebabkan terjadinya Overheating pada pipa-pipa Boiler, sedangkan bila level drum terlalu tinggi, kemungkinan butir-butir air terbawa ke turbin dan mengakibatkan kerusakan pada turbin. Untuk mengamankannya pada boiler drum dipasang alarm untuk level high dan level low serta trip untuk level very low dan very high. Level air didalam boiler drum dapat dimonitor dengan menggunakan perlatan level gauge/level indikator yang terdapat didekat boiler drum (lokal), atau dengan cara remote (jarak jauh) di control room, juga dicatat pada level recorder. Uap yang dihasilkan dari dalam tube wall (riser), terkumpul didalam boiler drum. Uap akan mengalir ke arah puncak boiler drum melewati steam separator dan screen dryer lalu keluar dari dalam drum dalam keadaan kering menuju separator dan akhirnya ke turbin. Butir-butir air yang terpisah dari uap akan jatuh dan bersirkulasi kembali bersama air yang baru masuk.


STEAM OUTLET FEED WATER INLET

DRYER SECONDARY SEPARATOR

RISER TUBES

BAFFLE PLATES

PRIMARYY SEPARATOR DOWNCOMER Gambar 14 Boiler Drum


4.3.

STANDAR AIR PENGISI DAN AIR KETEL

Kriteria air atau kualitas air yang digunakan pada Pusat Listrik Tenaga Uap, akan mempengaruhi umur unit dan keandalan unit PLTU. Di bawah ini ditunjukkan akibat yang ditimbulkan karena tidak terpenuhinya persyaratan kualitas air : Tabel 1. Butir analisis air akibat tidak memenuhi persayaratan NO 1.

BUTIR ANALISA

DILUAR RENTANG STANDARD TERLALU RENDAH TERLALU TINGGI

Silica- SiO2 dalam air uap

Baik

Cary over pengerakan sudu turbin tekanan menengah dan rendah.

Silica- SiO2 dalam air ketel Silica- SiO2 dalam air mentah

Baik Baik

Pengerakan pipa ketel

2.

Phosphate dalam air kecil

Korosi pH rendah

3.

pH dalam air pengisi, kondensat, ketel

Korosi

Foaming, pengerakan carry over Foaming, pengerakan carry over

4.

Fe dalam air kondensat

Baik

Telah terjadi korosi

5.

Cu dalam air kondensat

Baik

Telah terjadi korosi pada pipa penukar kalor

6.

Oksigen dalam air pengisi

Baik

Korosi oksigen

7.

Carbon Dioksida (CO2)

Baik

Korosi karbon dioksida

8.

Conduktivity kondensat

air

pengisi

Conduktivity air ketel Conduktivity air uap

9.

Kesadahan air ketel

dan

Korosi pH rendah (tidak terdapat sisa hidrasin) -

Pengerakan Foaming Kebocoran condensor

Korosi pH rendah (tidak terdapat sisa phosphate) Baik

Pengerakan Foaming Carry Over

Baik (harus nol)

-

10.

Hydrazin dalam air pengisi


Korosi Oksigen

Carry Over Pengerakan di sisi super Heater Korosi Chlorida Pengerakan Foaming Carry Over

Amonia attack pada pipa yang terbuat dari tembaga

11.

Amoniak dalam air kondensat

pH rendah untuk PLTU – PLTU yang pengaturan pH-nya dengan amoniak

Pemakaian amoniak tinggi

12.

Chlorida

Baik

Korosi chloride Indikasi kebocoran kondensor

Air yang digunakan di PLTU harus memenuhi persyaratan. Adapun sampel air yang diperiksa di labotarium PLTU berupa : o o o o

Air kondensat Air ketel Air pengisi ketel Air penambah

Persyaratan kualitas air tergantung dari tekanan kerja ketel, makin tinggi tekanan kerja ketel makin ketat persyaratan kualitas air.

4.4.

Standar Air Kondensat Untuk ketel bertekanan 170 Kg / cm2 Air Kondensat : pH Conductivity, SC Conductivity, CC Silica (SiO2) Oksigen terlarut Tembaga (Cu) Besi

4.5.

= 9,2 – 9,5 = < 10 μ mho / cm = < 0,3 μ mho / cm = < 0,02 ppm = < 0,015 ppm = < 0,01 = < 0,02

Standar Air Penambah Untuk ketel bertekanan 170 Kg / cm2 Air Penambah : pH Conductivity Silica (SiO2)


=7 = < 0,3 μ mho / cm = < 0,02

4.6.

Standar Air Pengisi Ketel

a. Untuk ketel dengan tekanan 40, 60, dan 80 atm. Air pengisi ketel :

Tekanan Kerja (atm) Oksigen terlarut (ppm) Total besi (ppm) Total tembaga (ppm) 0 pH pada 25 C (ppm) Silika (ppm) Conduktivity ( μ s / cm ) Chlorida (Cl-) ppm Hydrazin (N2H4) ppm

40 atm < 0,02 < 0,05 < 0,01 8–9 < 0,02 < 1,0 0,01 – 0,03

b. Untuk ketel bertekanan 170 Kg / cm2 Air Pengisi ketel : pH Conductivity, S C Silica (SiO2) Oksigen terlarut Hydrazin (N2H4)

4.7.

60 atm < 0,02 < 0,05 < 0,01 8–9 < 0,02 < 0,5 0,01 – 0,03

80 atm < 0,02 < 0,001 < 0,005 8–9 < 0,02 < 0,3 0,01 – 0,03

= 9,2 – 9,5 = < 10 μ mho / cm = < 0,02 ppm = < 0,007 = 0,03 – 0,05

Standar Air Ketel

a. Untuk ketel dengan tekanan 40, 60 dan 80 atm air ketel : Tekanan Kerja (atm) Silika (ppm) Phospat (ppm) Conduktivity ( μ s / cm ) pH

40 atm < 10 9 – 10

60 atm < 10 < 10 < 2500 9 – 10

80 atm <4 <3 < 1150 9 – 10

b. Untuk ketel dengan tekanan 170 Kg / cm2 Air ketel

:


pH Conductivity, S C

= 9,2 – 9,5 = < 20

Main steam

4.8.

:

Silica (SiO2) Phospat (PO4) Chlorida (Cl)

= < 0,185 = < 0,007 = < 0,5

pH Conductivity, S C Silica (SiO2)

= 9,2 – 9,5 = < 10 = < 0,015

Header Dari header air akan masuk ke tube wall (riser) untuk diubah menjadi uap dan kembali ke Boiler. Header (low header) merupakan tempat penampungan air yang berasal dari down comer.

4.9.

Riser (Tube Wall) dan Down Comer Didalam tube wall terdapat air yang bersirkulasi dari boiler drum melalui down comer dan low header. Panas yang dihasilkan dari proses pembakaran didalam furnance sebagian diberikan kepada air yang ada didalam tube wall sehingga air berubah menjadi uap. Selain berfungsi untuk membuat air menjadi uap, tube wall juga mencegah penyebaran panas dari dalam furnance ke udara luar dan untuk lebih menjamin agar panas tersebut tidak terbuang ke udara luar melewati tube wall, maka dibalik tube wall (arah udara luar) dipasang dinding isolasi yang terbuat dari mineral fiber.

4.10.

Down Comer

Sedangkan pada down comer merupakan pipa yang berukuran besar, menghubungkan bagian bawah boiler drum dengan lower header. Down comer (pipa turun) tidak terkena panas secara langsung dari ruang bakar. Dan untuk menghindari kerugian panas yang terbuang pada down comer, maka down comer diberi isolasi.


4.11.

Superheater

Sirkulasi uap yang menuju ke superheater dapat dilihat pada gambar .

Gambar 15 Sirkulasi Uap Menuju Superheater

Aliran sirkulasi uap yang terjadi adalah sebagai berikut : a. Uap jenuh dari steam drum dialirkan ke primary superheater. Primary superheater terletak dibagian belakang dari Boiler dan menerima gas relatif dingin. Pipa-pipa biasanya diatur dengan konfigurasi horizontal. b. Uap yang dipanaskan ini selanjutnya mengalir ke secondary superheater yang terletak pada bagian gas sangat panas. Sebagian dari superheater terletak tepat diatas ruang bakar dan menerima panas radiasi langsung dari ruang bakar. Kemudian dari secondary superheater, uap mengalir ke turbin tekanan tinggi.


4.12.

Reheater

Sirkulasi uap yang menuju ke reheater dapat dilihat pada gambar .

Gambar 16 Sirkulasi Uap Reheater

Aliran uap reheat yang terjadi adalah sebagai berikut: Uap superheat yang berasal dari turbin tekanan tinggi, kembali ke steam generator (boiler), untuk mendapatkan panas dalam reheat, kemudian setelah dipanaskan di reheat, uap tersebut mengalir ke turbin tekanan sedang.


5.

SISTEM BAHAN BAKAR

5.1.

Bahan Bakar Minyak Bahan bakar minyak di PLTU terdiri dari minyak residu dan minyak HSD. Bahan bakar minyak dikirim ke PLTU dengan menggunakan : a. Kapal b. Tongkang c. Kereta atau truk d. Pipa Pembongkaran minyak dari kapal dapat menggunakan pompa di kapal (unloading pump) atau pompa didarat. Jumlah minyak yang dibongkar dapat dilihat pada flow meter atau kenaikan level bunker. Tangki persedian (storage tank) atau bunker adalah tempat menampung minyak dari kapal. Pada dermaga (jetti) yang dapat disandari tanker dilengkapi dengan unloading arm sebagai penghubung antara tanker ke pipa di darat. Tetapi bila dermaga (jetti) tidak dapat disandari tanker karena ke dalaman airnya kurang, maka minyak dialirkan ke bunker melalui pipa dalam laut, dan petugas PLTU harus mengecek ke tanker tersebut. Pengiriman minyak dengan tongkang atau truk biasanya hanya untuk minyak HSD yang jumlahnya lebih kecil dibanding residu. Minyak HSD dari tongkang atau truk ditampung ditanki HSD yang berfungsi sebagai tangki persediaan dan tanki harian sekaligus. Minyak residu (MFO) dari tanki persediaan dipindah ke tanki harian (day tank) apabila akan digunakan untuk bahan bakar PLTU lihat gambar.Tangki harian mempunyai kapasitas yang lebih kecil dibanding tangki persediaan. Dalam kondisi sistem bahan bakar minyak beroperasi sebagaian minyak akan kembali ke tangki harian untuk resirkulasi.


Gambar 17 Diagram Sistem Bahan Bakar Minyak


Gambar 18 Sistem Transfer Bahan Bakar Minyak Residu

5.2.

Bahan-Bakar Gas Bahan-bahan gas dikirim ke PLTU dengan menggunakan pipa. Gas yang digunakan adalah gas alam (natural gas). Gas dipompa langsung dari sumber (sumur) gas setelah melalui header. Didalamn PLTU tidak disediakan tangki penyimpan gas, tetapi dilengkapi dengan regulator pengatur tekanan dan separator serta katup pengaman. Penggunaan gas biasanya secara kontinyu sesuai perjanjian kontrak dengan pihak penyedia. Mesin yang dioperasikan dengan bahan bakar gas pembakarannya tidak menghasilkan abu atau debu sehingga pemeliharaan lebih mudah dan ringan.

5.3.

Bahan Bakar Batubara Bahan bakar batubara pada PLTU batubara adalah sebagai bahan bakar utama. Persediaan batubara ditampung dilapangan terbuka (coal stock area) dan untuk


melayani kebutuhan pembakaran di boiler, batubara ditampung pada bunker (silo) di tiap boiler. Pemasokan batubara dari bunker ke burner ruang bakar dilakukan melalui coal feeder, mill pulveriser, dan coal pipe. Pengaturan dan pencatatan jumlah aliran batubara dilakukan dengan coal feeder. Mill pulveriser berfungsi untuk menggerus batubara sehingga menjadi bubuk. Sedang untuk membawa bubuk batubara ke burner, dihembuskan udara primer ke mill. Udara primer dihasilkan oleh primary air fan (PAF) dan dipanaskan pada pemanas udara primer sehingga cukup untuk mengringkan bubuk batubara.

3.6.

SISTEM UDARA DAN GAS BUANG

Gambar 19 Sistem bahan bakar batubara


Gambar 20 Mill Pulveriser

Gambar 21 Penempatan burner batubara pada ruang bakar


6.

SISTEM UDARA PEMBAKARAN DAN GAS BUANG Bersama sama dengan bahan bakar, udara berfungsi untuk menghasilkan pembakaran. Fungsi lainnya adalah untuk mengatur bentuk nyala api, dan sebagai pendingin. Pada ketel batubara, udara dibedakan menjadi udara primer dan udara sekunder. Udara primer berfungsi untuk mengeringkan dan membawa bubuk batubara ke ruang bakar. Sedangkan udara sekunder sebagai udara pembakaran. Proses pembakaran menghasilkan produk utama berupa panas, hasil lainnya adalah gas dan abu. Sebagian gas yang tidak dapat dimanfaatkan lagi di buang ke udara luar melalui cerobong.

6.1.

Sirkulasi Udara dan Gas Udara pembakaran diambil dari atmosfier dengan menggunakan forced draft fan. Pada ketel yang besar digunakan dua buah fan, masing-masing dengan kapasitas 60% beban penuh. Pada ketel yang lebih kecil hanya menggunakan satu fan dengan kemampuan 100 % beban. Udara dari FD fan dialirkan ke ruang bakar melalui pemanas udara (air heater) dan windbox (Kotak udara), lihat gambar . Pengaturan aliran udara dilakukan dengan putaran bervariasi atau damper yang dipasang pada sisi masuk FD fan. Udara dari FD fan dipanaskan didalam pemanas udara dengan memanfaatkan gas buang. Sebelum memasuki ruang bakar udara pembakaran yang telah panas ini di tampung dan didistribusikan oleh wind box. Gas buang hasil pembakaran keluar dari ruang bakar menuju ke cerobong dengan melalui bangku pipa-pipa superheater, reheater, ekonomiser, air heater dan electrostatic precipitator dan induce draft fan (untuk ketel batubara), lihat gambar. Didalam mempersiapkan pengoperasian sistem udara dan gas maka a. Semua damper pada saluran udara dan gas dalam keadaan terbuka b. Air heater sudah dioperasikan c. Damper ini sisi masuk fan dalam posisi menutup.


6.2.

Penanganan Gas Buang Gas buang mengandung gas atau senyawa kimia yang bersifat menggangu lingkungan dan abu atau debu.Untuk mengurangi pencemaran terhadap lingkungan sekitar nya, maka cerobong dibuat tinggi. Gas yang terkandung dalam gas buang antara lain adalah karbon dioksida, asam nitrogen dioksid, dan asam sulfat. Pada ketel batubara dilengkapi dengan electrostatic precipitator untuk menangkap abu dalam gas buang, dan pada ketel minyak dipasang dust collector.

\ Gambar 22 Sirkulasi Udara dan Gas


7.

SISTEM PENGAMAN

7.1.

KATUP PENGAMAN Katup Pengaman berfungsi sebagai pengaman terhadap tekanan lebih. Semua bejana atau header bertekanan harus dilengkapi dengan katup pengaman. Pada Boiler, katup pengaman dipasang pada header superheater reheater, drum, auxiliary, steam, dan sebagainya. Katup pengaman superheater diset lebih rendah dari katup pengaman drum. Hal ini bertujuan untuk mencegah pipa superheater overheat sebab bila katup pengaman drum diset lebih rendah, pada saat ia kerja (membuka), maka aliran uap menjadi berkurang padahal aliran uap ke superheater berfungsi sebagai pendingin pipa, sementara pembakaran tetap tidak berubah. Pada sisi reheater katup pengaman diset lebih rendah dari pada sisi masuknya dengan tujuan yang sama, yaitu mencegah pipa reheater overheat. Banyaknya katup pengaman dengan ukuran yang sesuai dipasang untuk menjamin bahwa pada saat semua katup membuka penuh, penguapan maksimum dari Boiler dapat dikeluarkan tanpa melebihi tekanan. Konstruksi katup pengaman yang umum digunakan adalah tipe pegas(spring type) seperti diperlihatkan pada gambar.


Gambar 23 Katup Pengaman

7.2.

PENGAMAN BOILER 1. Suhu superheater atau reheater tinggi 2. Level air drum tinggi atau rendah 3. Tekanan ruang bakar tinggi atau rendah 4. FD fan ( kipas tekan paksa ) trip 5. Nyala api ( pembakaran ) hilang 6. Aliran udara pembakaran rendah 7. Katup pengaman


Buku 3 Boiler

Recommend Documents