Tugas Khusus Boiler 1. Peng Penger erti tian an boil boiler er
Menuru Menurutt UNEP UNEP (2006) (2006),, Boiler Boiler adalah adalah bejana bejana tertutu tertutup p dimana dimana panas panas pembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk air panas atau steam. Air panas atau
steam pada tekanan tertentu kemudian digunakan untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Air adalah media yang berguna dan murah untuk mengalirkan panas ke suatu suatu proses proses.. Jika Jika air dididi dididihka hkan n sampai sampai menjad menjadii steam , volumn volumnya ya akan akan meningkat sekitar 1.600 kali, menghasilkan tenaga yang menyerupai bubuk mesiu yang mudah meledak, sehingga boiler merupakan peralatan yang harus dikelola dan dijaga dengan sangat baik. Sistem boiler terdiri dari: sistem air umpan, sistem steam dan sistem bahan bakar bakar.. Sistem Sistem air umpan umpan menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhan steam . Berbagai kran disediakan untuk keperluan perawatan dan perbai perbaikan kan.. Sistem Sistem steam mengumpulk mengumpulkan an dan mengontrol mengontrol produksi produksi steam dalam boiler. Steam dialirkan melalui sistem pemip pemipaan aan ke titik titik penggu pengguna. na. Pada Pada keselur keseluruha uhan n sistem, sistem, tekana tekanan n steam diatur menggunakan menggunakan kran dan dipantau dengan alat pemantau pemantau tekanan. tekanan. Sistem bahan bakar adalah semua peralatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar untuk untuk mengha menghasil silkan kan panas panas yang yang dibutu dibutuhka hkan. n. Peralat Peralatan an yang yang diperl diperluka ukan n pada pada sistem bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan pada sistem. Air yang disuplai ke boiler untuk diubah menjadi steam disebut air umpan. Dua sumber air umpan adalah: (1) Kondensat Kondensat atau steam yang mengembun yang kembali kembali dari proses proses dan (2) Air makeup (air baku yang sudah diolah) yang harus diumpankan dari luar ruang boiler dan plant proses. proses. Untuk mendapatkan efisiensi boiler boiler yang yang lebih lebih tinggi tinggi,, diguna digunakan kan economizer untuk untuk memana memanaska skan n awal awal air umpan menggunakan limbah panas pada gas buang. 2.
Tipe-tipe boiler
Boiler terdiri dari bermacam-macam tipe yaitu :
1. Fire Tube Boiler Pada fire tube boiler , gas panas melewati pipa – pipa dan air umpan boiler ada didalam shell untuk dirubah menjadi steam . Fire tube boiler biasanya digunakan untuk kapasitas steam yang relatif kecil dengan tekanan steam rendah sampai sedang. sedang. Sebagai Sebagai pedoman, pedoman, fir kompetitif untuk untuk kecepatan kecepatan steam fire tube tube boiler boiler kompetitif sampai 12.000 12.000 kg/jam dengan tekanan sampai 18 kg/cm2. Fire tube boiler dapat menggu menggunak nakan an bahan bahan bakar bakar minya minyak k bakar bakar,, gas atau bahan bakar bakar padat padat dalam dalam operasinya. Untuk alasan ekonomis, sebagian besar fire tube boiler dikonstruksi sebagai “paket” boiler (dirakit oleh pabrik) untuk semua bahan bakar.
Gambar 1. Fire Tube Boiler
2. Water Tube Boiler Pada water tube boiler , air umpan boiler mengalir melalui pipa – pipa masuk ke dalam drum. Air yang tersikulasi 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 boiler yang dikonstruksi secara paket jika digunakan bahan bakar minyak bakar dan gas. Untuk water tube boiler yang yang menggu menggunak nakan an bahan bahan bakar bakar padat, padat, tidak tidak umum umum dirancang secara paket. Karakteristik water tube boiler sebagai berikut :
Forced , induced dan balanced draft membantu untuk meningkatkan efisiensi
•
pembakaran •
Kurang toleran terhadap kualitas air yang dihasilkan dari plant pengolahan pengolahan air
•
Memungkinkan untuk tingkat efisiensi panas yang lebih ti nggi
Gambar 2. Water Tube Boiler
3. Paket Boiler Disebut Disebut boiler paket sebab sudah tersedia sebagai paket yang lengkap. lengkap. Pada saat dikirim ke pabrik, hanya memerlukan pipa steam, pipa air, suplai bahan bakar dan sambungan listrik untuk dapat beroperasi. Paket boiler biasanya merupakan tipe shell and tube dengan rancangan fire fire tube dengan transfer panas baik radiasi maupun konveksi yang tinggi. Ciri-ciri dari packaged boilers adalah: Kecilnya ruang pembakaran dan tingginya panas yang dilepas menghasilkan
penguapan yang lebih cepat. Bany Banyak akny nyaa juml jumlah ah pipa pipa yang yang berd berdia iame meter ter keci kecill memb membua uatn tnya ya memi memilik likii
perpindahan panas konvektif yang baik. Sistem forced atau induced draft menghasilkan efisiensi pembakaran yang baik.
Sejumlah Sejumlah lintasan/ lintasan/ pass menghasilkan n perpindahan perpindahan panas keseluruhan keseluruhan yang pass menghasilka
lebih baik.
Tingkat Tingkat efisiensi thermisnya thermisnya yang lebih tinggi dibanding dibandingkan kan dengan dengan boiler
lainnya. Boiler tersebut tersebut dikelompok dikelompokkan kan berdasarkan berdasarkan jumlah pass/lintasanny /lintasannyaa yaitu berapa berapa kali gas pembakaran melintasi boiler. boiler. Ruang Ruang pembakaran pembakaran ditempatkan ditempatkan sebagai lintasan pertama setelah itu kemudian satu, dua, atau tiga set pipa api. Boiler yang paling umum dalam kelas ini adalah unit tiga pass/ lintasan lintasan dengan dua set fire-tube /pipa api dan gas buangnya keluar dari belakang boiler.
Gambar 3. Jenis Paket Boiler 3 Pass, bahan bakar Minyak
4. Boiler Pembakaran dengan Fluidized Bed (FBC) Pembakaran Pembakaran dengan dengan fluidiz (FBC) muncul muncul sebaga sebagaii alterna alternatif tif yang yang fluidized ed bed (FBC) memung memungkin kinkan kan dan memili memiliki ki kelebih kelebihan an yang yang cukup cukup berarti berarti diband dibanding ing sistem sistem pembakaran pembakaran yang konvensio konvensional nal dan memberikan memberikan banyak keuntungan keuntungan antara lain ranca rancang ngan an boil boiler er yang yang komp kompak ak,, flek fleksi sibe bell terha terhada dap p baha bahan n baka bakarr, efisi efisien ensi si pembakaran yang tinggi dan berkurangnya emisi polutan yang merugikan seperti SOx dan NOx. Bahan bakar yang dapat dibakar dalam boiler ini adalah batubara, baran barang g tolaka tolakan n dari dari tempat tempat pencuci pencucian an pakaian pakaian,, sekam sekam padi, padi, bagas bagas & limbah limbah pertanian lainnya. Boiler fluidized fluidized bed memiliki kisaran kapasitas yang luas yaitu antara 0.5 T/jam sampai lebih dari 100 T/jam. Bila udara atau gas yang terdistribusi secara merata dilewatkan keatas melalui partikel padat seperti seperti pasir yang disangga oleh saringan saringan halus, partikel partikel tidak bed partikel akan akan terg tergan angg ggu u pada pada kecep kecepata atan n yang yang rend rendah ah.. Begi Begitu tu kecep kecepata atan n udara udarany nyaa
berangsur-angsur naik, terbentuklah suatu keadaan dimana partikel tersuspensi dalam dalam aliran aliran udara udara sehing sehingga ga bed tersebut tersebut disebut disebut “terfluidis “terfluidisasikan asikan”. ”. Dengan Dengan kenaikan kecepatan udara selanjutnya, terjadi pembentukan gelembung, turbulensi yang kuat, pencampuran cepat dan pembentukan permukaan bed yang rapat. Bed partikel padat menampilkan sifat cairan mendidih dan terlihat seperti fluida yang disebu disebutt
“bed “bed gelembu gelembung ng fluid fluidaa ( bubbling fluidized bed )”. )”. Jika partikel pasir
dalam keadaan terfluidisasikan dipanaskan hingga ke suhu nyala batubara, dan batubara diinjeksikan secara terus menerus ke bed , batubara akan terbakar dengan cepat dan bed mencapai suhu yang seragam. Pembakaran dengan fluidized bed (FBC) berlangsung pada suhu sekitar 840 °C hingga 950°C. Karena suhu ini jauh berada dibawah suhu fusi abu, maka pelelehan abu dan permasalahan yang terkait didal didalam amny nyaa dapa dapatt dihi dihind ndari ari.. Suhu Suhu pemb pembak akara aran n yang yang lebih lebih renda rendah h tercap tercapai ai disebabkan tingginya koefisien perpindahan panas sebagai akibat pencampuran cepat dalam fluidiz ekstraksi si panas panas yang yang efektif efektif dari bed melalui fluidized ed bed dan ekstrak perpindahan panas pada pipa dan dinding bed. Kecepatan gas dicapai diantara kecepatan fluidisasi minimum dan kecepatan masuk partikel. Hal ini menjamin operasi bed yang stabil dan menghindari terbawanya partikel dalam jalur gas. 5. Atmospheric Fluidized Bed Combustion (AFBC) Boiler Kebany Kebanyaka akan n boiler boiler yang yang berope beroperas rasii untuk untuk jenis jenis ini adalah adalah Atmospheric
Fluidized Bed Combustion (AFBC) Boiler . Alat ini hanya berupa shell boiler konven konvensio sional nal biasa biasa yang yang ditamb ditambah ah dengan dengan sebuah sebuah fluidi fluidized zed bed combus combustor tor.. Sistem seperti telah dipasang digabungkan dengan water tube boiler / boiler pipa air konvensional. Batubara dihancurkan menj menjad adii ukur ukuran an 1 – 10 mm terga tergant ntun ung g pada pada ting tingka katan tan batu batuba bara ra dan dan jenis jenis pengumpan udara ke ruang pembakaran. Udara atmosfir yang bertindak sebagai udara udara fluidi fluidisas sasii dan pembak pembakaran aran,, dimasu dimasukka kkan n dengan dengan tekana tekanan, n, setelah setelah diberi diberi pemanasan awal oleh gas buang bahan bakar. Pipa dalam bed yang membawa air pada pada umumny umumnyaa bertin bertindak dak sebagai sebagai evaporator . Produk Produk gas hasil hasil pembak pembakara aran n melewati melewati bagian super dari boile boilerr lalu lalu meng mengal alir ir ke economizer , ke super heater heater dari pengumpul debu dan pemanas awal udara sebelum dibuang ke atmosfir. 6. Pressurized Fluidized Bed Combustion (PFBC) Boiler
Pada tipe Pressurized Pressurized Fluidized bed Combustio Combustion n (PFBC), (PFBC), sebuah sebuah kompresor kompresor mema memaso sok k udara udara Forc Forced ed Draft Draft (FD) (FD),, dan dan pemb pembak akarn arnya ya meru merupa pakan kan tang tangki ki bertekanan. Laju panas yang dilepas dalam bed sebanding dengan tekanan bed sehingga bed yang dalam digunakan untuk mengekstraksi sejumlah besar panas. Hal ini akan meningkatkan efisiensi pembakaran dan peyerapan sulfur dioksida dalam bed . Steam dihasilkan didalam dua ikatan pipa, satu di bed dan satunya lagi berada diatasnya. Gas panas dari cerobong menggerakan turbin gas pembangkit tenaga. Sistem PFBC dapat digunakan untuk pembangkitan kogenerasi ( steam dan listrik) atau pembangkit tenaga dengan siklus gabungan (combined cycle ). Operasi (turbin n gas & turbin turbin uap) uap) mening meningkat katkan kan efisien efisiensi si konver konversi si combined combined cycle cycle (turbi keseluruhan sebesar 5 hingga 8 persen. 7. Atmospheric Circulating Fluidized Bed Combustion Boilers (CFBC) Dalam sistem sirkulasi, parameter bed dijaga untuk membentuk padatan melayang dari bed . Padatan Padatan diangk diangkat at pada pada fase fase yang yang relatif relatif terlaru terlarutt dalam dalam pengan pengangka gkatt padatan, dan sebuah down-comer dengan sebuah siklon merupakan aliran sirkulasi padat padatan. an. Tidak idak terdapat terdapat pipa pipa pemban pembangki gkitt steam yang yang terle terletak tak dalam dalam bed . Pembangkitan dan pemanasan berlebih steam berlangsung di bagian konveksi, dinding air, pada keluaran pengangkat / riser . Boiler CFBC pada umumnya lebih ekonomis daripada boiler AFBC, untuk penerapannya di industri memerlukan lebi lebih h dari dari 75 – 100 100 T/ja T/jam m steam. Untu Untuk k unit unit yang yang besa besarr, sema semaki kin n tingg tinggii karakt karakteris eristik tik tungk tungku u boiler boiler CFBC CFBC akan akan memberi memberikan kan penggu penggunaan naan ruang ruang yang yang semakin baik, partikel bahan bakar lebih besar, waktu tinggal bahan penyerap untuk pembakaran yang efisien dan penangkapan SO 2 yang semakin besar pula, dan semaki semakin n mudah mudah penerap penerapan an teknik teknik pembak pembakaran aran untuk untuk pengen pengendal dalian ian NO x daripada pembangkit steam AFBC.
Gambar 4. CFBC Boiler
8. Stoker Fired Boilers
Stokers diklasifikasikan menurut metode pengumpanan bahan bakar ke tungku dan oleh jenis grate nya. Klasifikasi utamanya adalah spreader stoker dan chain-
gate atau traveling-gate stoker. •
Spreader stokers
memanfaatk aatkan an kombin kombinasi asi pembak pembakaran aran suspen suspensi si dan Spreader Spreader stokers memanf pembakaran grate . Batubara diumpankan secara kontinyu ke tungku diatas
bed pembakaran batubara. Batubara yang halus dibakar dalam suspensi; partikel yang lebih besar akan jatuh ke grate , dimana batubara ini akan dibakar dalam bed batubara yang tipis dan pembakaran cepat. Metode pemba pembakar karan an ini member memberikan ikan fleksib fleksibilit ilitas as yang yang baik baik terhada terhadap p fluktu fluktuasi asi beb beban an,, dika dikaren renak akan an peny penyala alaan an hamp hampir ir terjad terjadii seca secara ra cepa cepatt bila bila laju laju pemba pembakar karan an mening meningkat kat.. Karena Karena hal ini, ini, spreader disukai spreader stoker lebih disukai dibanding jenis stoker lainnya dalam berbagai penerapan di industri.
Gambar 5. Spreader Stoker Boiler •
Chain-grate atau traveling-grate stoker
Batubara diumpankan ke ujung grate baja yang bergerak. Ketika grate bergerak sepanjang tungku, batubara terbakar sebelum jatuh pada ujung sebagai sebagai abu. abu. Diperlu Diperlukan kan tingka tingkatt keteramp keterampilan ilan tertent tertentu, u, terutam terutamaa bila bila menyetel grate, damper udara dan baffles , untuk menjamin pembakaran yang bersih serta menghasilk menghasilkan an seminimal seminimal mungkin mungkin jumlah karbon yang tida tidak k terb terbak akar ar dalam dalam abu. abu. Hopper umpa umpan n batu batuba bara ra mema memanj njan ang g di sepanj sepanjang ang seluru seluruh h ujung ujung umpan umpan batuba batubara ra pada pada tungku tungku.. Sebuah Sebuah grate batub batubara ara diguna digunakan kan untuk untuk mengen mengendali dalikan kan kecepat kecepatan an batuba batubara ra yang yang diumpankan ke tungku dengan mengendalikan ketebalan bed bahan bahan bakar. bakar. Ukuran batubara harus seragam sebab bongkahan yang besar tidak akan terbakar sempurna pada waktu mencapai ujung grate .
Gambar 6. Traveling Grate Boiler
9. Pulverized Fuel Boiler Kebanyakan Kebanyakan boiler stasiun stasiun pembangkit pembangkit tenaga yang berbahan bakar batubara batubara menggunakan batubara halus, dan banyak boiler pipa air di industri yang lebih besar juga menggunakan batubara yang halus. Teknologi ini berkembang dengan baik dan diseluruh dunia terdapat ribuan unit dan lebih dari 90 persen kapasitas pembakaran batubara merupakan jenis ini. Untuk batubara jenis bituminous, batubara digiling sampai menjadi bubuk halus, yang berukuran +300 micrometer (μm) kurang dari 2 persen dan yang berukuran berukuran dibawah 75 microns microns sebesar sebesar 70-75 persen. Harus diperhatikan diperhatikan bahwa bubuk yang terlalu halus akan memboroskan energi penggilingan. Sebaliknya, bubuk yang terlalu kasar tidak akan terbakar sempurna pada ruang pembakaran dan menyebabkan kerugian yang lebih besar karena bahan yang tidak terbakar. Batubara bubuk dihembuskan dengan sebagian udara pembakaran masuk menuju plant boiler melalui serangkaian nosel burner . Udara sekunder dan tersier dapat juga juga ditamb ditambahk ahkan. an. Pembak Pembakara aran n berlan berlangs gsung ung pada pada suhu suhu dari 1300 1300 - 1700 1700 °C, tergantung pada kualitas batubara. Waktu tinggal partikel dalam boiler biasanya biasanya 2 hingga 5 detik, dan partikel harus cukup kecil untuk pembakaran yang sempurna. Sistem ini memiliki banyak keuntungan seperti seperti kemamp kemampuan uan membak membakar ar berbag berbagai ai kualita kualitass batuba batubara, ra, respon respon yang yang cepat cepat terhadap perubahan beban muatan, penggunaan suhu udara pemanas awal yang
tinggi dll. Salah satu sistem yang paling populer untuk pembakaran batubara halus adalah pembakaran tangensial dengan menggunak menggunakan an empat buah burner dari keempat sudut untuk menciptakan bola api pada pusat tungku.
Gambar 7. Pembakaran tangensial untuk bahan bakar halus
10. Boiler Limbah Panas Dimanapun tersedia limbah panas pada suhu sedang atau tinggi, boiler limbah panas dapat dipasang secara ekonomis. Jika kebutuhan steam lebih dari steam yang yang diha dihasi silk lkan an meng menggu guna naka kan n gas gas buan buang g pana panas, s, dapa dapatt digu diguna naka kan n burner tambah tambahan an yang yang menggu menggunak nakan an bahan bahan bakar bakar.. Jika Jika steam tidak tidak langs langsung ung dapat dapat digunakan, steam dapat dipakai untuk memproduksi daya listrik menggunakan generator turbin uap. Hal ini banyak digunakan dalam pemanfaatan kembali panas dari gas buang dari turbin gas dan mesin diesel.
Gambar 8. Skema sederhana Boiler Limbah Panas
11. Pemanas Fluida Termis Saat ini, pemanas fluida termis telah digunakan secara luas dalam berbagai penerapan untuk pemanasan proses tidak langsung. Dengan menggunakan fluida petroleum sebagai media perpindahan panas, pemanas tersebut memberikan suhu yang konstan. Sistem pembakaran terdiri dari sebuah fixed grate dengan susunan
draft mekanis. Pemanas fluida termis modern berbahan bakar minyak terdiri dari sebuah kumparan ganda, konstruksi tiga pass dan dipasang dengan sistem jet tekanan. Fluida termis, yang bertindak sebagai pembawa panas, dipanaskan dalam pemanas dan disirkulasikan melalui peralatan pengguna. Disini Disini fluida memindahkn memindahkn panas untuk proses melalui melalui penukar penukar panas, panas, kemudian kemudian fluidanya dikembalikan ke pemanas. Aliran fluida termis pada ujung pemakai dike dikend ndal alik ikan an oleh oleh katu katup p peng pengen endal dalii yang yang diop dioper eras asik ikan an seca secara ra pneu pneuma matis tis,, berdasarkan suhu operasi. Pemanas beroperasi pada api yang tinggi atau rendah tergantung pada suhu minyak yang kembali yang bervariasi tergantung beban sistem. Keuntungan pemanas tersebut adalah: Operasi Operasi sistem tertutup dengan kehilangan kehilangan minimum dibanding dengan boiler
steam.
Oper Operas asii sist sistem em tida tidak k bert bertek ekan anan an bahk bahkan an untu untuk k suhu suhu seki sekita tarr 250 250
0C
dibandingkan kebutuhan tekanan steam 40 kg/cm2 dalam sistem steam yang sejenis. Penyetelan kendali otomatis, yang memberikan fleksibilitas operasi.
Efis Efisien iensi si termi termiss yang yang baik baik karen karenaa tidak tidak adany adanyaa kehi kehilan langa gan n pana panass yang yang
diakibatkan oleh blowdown, pembuangan kondensat dan flash steam . Faktor Faktor ekonom ekonomii keselur keseluruha uhan n dari dari pemana pemanass fluida fluida termis termis tergan tergantun tung g pada pada penerapan spesifik dan dasar acuannya. Pemanas fluida thermis berbahan bakar batubara dengan kisaran efisiensi panas 55-65 persen merupakan yang paling nyam nyaman an
digu diguna naka kan n
diba diband ndin ingk gkan an
deng dengan an
hamp hampir ir
keba kebany nyak akan an
boil boiler er..
Pengga Penggabun bungan gan peralat peralatan an pemanf pemanfaata aatan n kembal kembalii panas panas dalam dalam gas buang buang akan akan mempertinggi tingkat efisiensi termis selanjutnya.
Gambar 9. Konfigurasi Pemanas Fluida Termis 3. Peng Pengka kaji jian an boil boiler er
Bagia Bagian n ini ini menj menjela elask skan an evalu evaluas asii kine kinerja rja boile boilerr, blowdown boiler boiler,, dan pengolahan air boiler.
3.1 Evaluasi Evaluasi kinerja kinerja boiler boiler Paramet Parameter er kinerj kinerjaa boiler boiler,, sepert sepertii efisien efisiensi si dan rasio rasio pengua penguapan pan,, berkur berkurang ang terhadap waktu disebabkan buruknya pembakaran, kotornya permukaan penukar panas panas dan buruknya operasi dan pemeliharaan. pemeliharaan. Bahkan untuk boiler boiler yang baru sekalipun, alasan seperti buruknya kualitas bahan bakar dan kualitas air dapat mengakibatkan buruknya kinerja boiler. Neraca panas dapat membantu dalam mengid mengident entifik ifikasi asi kehilan kehilangan gan panas panas yang yang dapat dapat atau tidak tidak dapat dapat dihind dihindari. ari. Uji efisiensi boiler dapat membantu dalam menemukan penyimpangan efisiensi boiler dari efisiensi terbaik dan target area permasalahan untuk tindakan perbaikan. a) Nera eraca panas Pros Proses es pemba pembaka karan ran dalam dalam boil boiler er dapa dapatt diga digamb mbark arkan an dalam dalam bent bentuk uk diagram alir energi. Diagram ini menggambarkan secara grafis tentang bagaimana energi masuk dari bahan bakar diubah menjadi aliran energi dengan dengan berbag berbagai ai keguna kegunaan an dan menjad menjadii aliran aliran kehila kehilanga ngan n panas panas dan energ energi. i. Panah Panah tebal tebal menunj menunjuka ukan n jumlah jumlah energ energii yang yang dikand dikandun ung g dalam dalam aliran masing-masing.
Gambar 10. Diagram neraca energi boiler
Neraca panas merupakan keseimbangan energi total yang masuk boiler terhadap yang meninggalkan boiler dalam bentuk yang berbeda. Gambar berikut memberikan gambaran berbagai kehilangan yang terjadi untuk pembangkitan steam .
Gambar 11. Kehilangan pada Boiler yang Berbahan Bakar Batubara
Kehilangan energi dapat dibagi kedalam kehilangan yang tidak atau dapat dihindarkan. Tujuan Tujuan dari Produksi Bersih dan/atau pengkajian energi harus mengur mengurang angii kehilan kehilangan gan yang yang dapat dapat dihind dihindari, ari, dengan dengan mening meningkatk katkan an efisiensi energi. Kehilangan berikut dapat dihindari atau dikurangi: Kehilangan gas cerobong:
-Udar Udaraa berl berleb ebih ih (dit (ditur urun unka kan n hing hingga ga ke nila nilaii mini minimu mum m yang ang ter tergant gantun ung g
dari dari
tekn teknol olog ogii
burner,
oper operas asii
(kon (kontr trol ol), ),
dan dan
pemeliharaan)
-Suhu gas cerobong (diturunkan dengan mengoptimalkan perawatan (pembersihan), beban; burner yang lebih baik dan teknologi boiler) Kehilangan karena bahan bakar yang tidak terbakar dalam cerobong dan
abu (mengoptim (mengoptimalkan alkan operasi operasi dan pemeliharaan; pemeliharaan; teknologi burner yang lebih baik) Kehilangan dari blowdown (pengolahan air umpan segar, daur ulang
kondensat) Kehilangan kondensat (manfaatkan sebanyak mungkin kondensat)
Kehilangan Kehilangan konveksi konveksi dan radiasi (dikurangi (dikurangi dengan isolasi isolasi boiler yang
lebih baik)
b) Efisiensi Boiler Efisiensi Efisiensi termis boiler didefinisik didefinisikan an sebagai sebagai persen energi (panas) masuk yang digunakan secara efektif pada steam yang dihasilkan. Terdapat dua metode pengkajian efisiensi boiler:
Metode Langsung: energi yang didapat dari fluida kerja (air dan steam )
diband dibanding ingkan kan dengan dengan energ energii yang yang terkand terkandung ung dalam dalam bahan bahan bakar bakar boiler. Meto Metode de Tidak idak Lang Langsu sung ng:: efisi efisien ensi si meru merupa paka kan n perb perbed edaan aan anta antara ra
kehilangan dan energi yang masuk.
3.2 Blowdown Boiler Jika air dididihkan dan dihasilkan steam, padatan terlarut yang terdapat dalam air akan tinggal di boiler. Jika banyak padatan terdapat dalam air umpan, padatan tersebu tersebutt akan akan terpek terpekatk atkan an dan akhirny akhirnyaa akan akan mencap mencapai ai suatu suatu tingka tingkatt dimana dimana kelarutannya dalam air akan terlampaui dan akan mengendap dari larutan. Diatas tingkat konsenrasi tertentu, padatan tersebut mendorong terbentuknya busa dan meny menyeb ebab abka kan n
terb terbaw awan any ya
air air
ke steam .
Enda Endapa pan n
juga juga
meng mengak akib ibat atka kan n
terbentuknya kerak di bagian dalam boiler, mengakibatan pemanasan setempat menjadi berlebih dan akhirnya menyebabkan men yebabkan kegagalan pada pipa boiler. Oleh karena itu penting untuk mengendalikan tingkat konsentrasi padatan dalam suspensi suspensi dan yang terlarut terlarut dalam air yang dididihkan dididihkan.. Hal ini dicapai oleh pros proses es yang yang disebu disebutt blowing down, dima dimana na seju sejuml mlah ah terte tertent ntu u volu volume me air dikeluarkan dan secara otomatis diganti dengan air umpan. Dengan demikian akan tercapa tercapaii tingk tingkat at optimu optimum m total total padatan padatan terlarut terlarut (TDS) (TDS) dalam dalam air boiler boiler dan membua membuang ng padatan padatan yang sudah sudah rata keluar keluar dari dari larutan larutan dan yang yang cender cenderung ung tinggal pada permukaan boiler. Blowdown penting untuk melindungi permukaan penukar panas pada boiler. Walau demikian, blowdown dapat menjadi sumber kehilangan panas yang cukup berarti, jika ji ka dilakukan secara tidak benar. Pengendalian blowdown boiler yang baik dapat secara signifikan menurunkan biaya perlakuan dan operasional yang meliputi: Biaya perlakuan awal lebih rendah
Konsumsi air make-up lebih sedikit
Waktu penghentian untuk perawatan perawata n menjadi berkurang
Umur pakai boiler meningkat
Pemakaian bahan kimia untuk pengolahan air umpan menjadi lebih rendah
3.3 Pengolahan Air Umpan Boiler Memproduksi steam yang berkualitas tergantung pada pengolahan air yang benar untuk mengendalikan kemurnian steam, endapan dan korosi. Sebuah boiler merupakan bagian dari sistem boiler, yang menerima semua bahan pencemar dari sistem didepannya. Kinerja boiler, efisiensi, dan umur layanan merupakan hasil langsu langsung ng dari dari pemili pemilihan han dan pengen pengendali dalian an air umpan umpan yang yang diguna digunakan kan dalam 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 umpan dalam dalam keadaa keadaan n terlaru terlarut. t. Walau demiki demikian, an, dibawa dibawah h kondis kondisii panas panas dan tekanan hampir seluruh komponen terlarut keluar dari larutan sebagai padatan partikulat, kadang-kadang dalam bentuk kristal dan pada waktu yang lain sebagai bentuk amorph. Jika kelarutan komponen spesifik dalam air terlewati, maka akan terjadi terjadi pemben pembentuk tukan an kerak kerak dan endapa endapan. n. Air boiler boiler harus harus cukup cukup bebas bebas dari dari pembentukan endapan padat supaya terjadi perpindahan panas yang cepat dan efisien dan harus tidak korosif terhadap logam boiler. a) Peng Pengen endal dalia ian n enda endapa pan n Endapan dalam boiler dapat diakibatkan dari kesadahan air umpan dan hasil korosi dari sistem kondensat dan air umpan. Kesadahan air umpan dapat terjadi karena kurangnya sistem pelunakan. Enda Endapa pan n dan dan koro korosi si meny menyeb ebab abka kan n kehi kehila lang ngan an efis efisie iens nsii yang yang dapat dapat meny menyeb ebab abka kan n
kega kegaga gala lan n
memproduksi
steam .
dala dalam m
Endapan
pipa pipa boil boiler er dan dan berti rtindak
keti ketida dakm kmam ampu puan an
sebagai
isolato ator
dan
memperl memperlamb ambat at perpin perpindah dahan an panas. panas. Sejumla Sejumlah h besar besar endapa endapan n diselu diseluruh ruh boiler dapat mengurangi perpindahan panas yang secara signifikan dapat menurunkan efisiensi boiler. Berbagai jenis endapan akan mempengaruhi efisien efisiensi si boiler boiler secara secara berbeda berbeda-be -beda, da, sehing sehingga ga sangat sangat pentin penting g untuk untuk menganalisis karakteristik endapan. Efek pengisolasian terhadap endapan meny menyeb ebab abka kan n
naik naikny nyaa
suhu
loga logam m
boile oilerr
dan dan
menyebabkan kegagalan pipa karena pemanasan berlebih.
mun mungkin gkin
dapat apat
b) Kotora Kotoran n yang mengaki mengakibat batkan kan pengen pengendap dapan an Baha Bahan n kimi kimiaa yang yang pali paling ng pent pentin ing g dala dalam m air air yang ang memp mempen enga garu ruhi hi pembentukan endapan dalam boiler adalah garam kalsium dan magnesium yang dikenal dengan garam sadah. Kalsium dan magnesium bikarbonat larut dalam air membentuk larutan basa/alkali dan garam-garam tersebut dikenal dengan kesadahan alkali. GaramGaram-gar garam am tersebu tersebutt terurai terurai dengan dengan pemana pemanasan san,, melepas melepaskan kan karbon karbon dioksida dan membentuk lumpur lunak, yang kemudian mengendap. Hal ini disebut dengan kesadahan sementara (kesadahan yang dapat dibuang dengan pendidihan). Kalsium Kalsium dan magnesium sulfat, sulfat, klorida klorida dan nitrat, jika dilarutkan dilarutkan dalam air secara kimiawi akan menjadi netral dan dikenal dengan kesadahan nonalka alkali li.. Baha Bahan n ters terseb ebut ut dise disebu butt baha bahan n kimi kimiaa sada sadah h perm perman anen en dan dan memb memben entu tuk k kera kerak k yang ang kera kerass pada pada perm permuk ukaa aan n boil boiler er yang yang suli sulitt dihilangkan. Bahan kimia sadah non-alkali terlepas dari larutannya karena penur penuruna unan n daya daya larut larut dengan dengan mening meningkat katny nyaa suhu, suhu, dengan dengan pemeka pemekatan tan karena penguapan yang berlangsung dalam boiler, atau dengan perubahan bahan kimia menjadi senyawa yang kurang larut. c) Silika Keberad Keberadaan aan silika silika dalam dalam air boiler boiler dapat dapat mening meningkatk katkan an pemben pembentuk tukan an kerak kerak silika silika yang yang keras. keras. Silika Silika dapat dapat juga juga berint berinterak eraksi si dengan dengan garam garam kalsiu kalsium m dan magnes magnesium ium,, memben membentuk tuk silika silikatt kalsiu kalsium m dan magnes magnesium ium 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. d) Peng Pengol olaha ahan n air air inte intern rnal al Pengol Pengolahan ahan intern internal al adalah adalah penamb penambaha ahan n bahan bahan kimia kimia ke boiler boiler untuk untuk mencegah pembentukan kerak. Senyawa pembentuk kerak diubah menjadi lumpur lumpur yang yang mengali mengalirr bebas, bebas, yang yang dapat dapat dibuan dibuang g dengan dengan blowdown . Metode ini terbatas pada boiler dimana air umpan mengandung garam sadah yang rendah, dengan tekanan rendah, kandungan TDS tinggi dalam
boiler dapat ditoleransi, dan jika jumlah airnya kecil. Jika kondisi tersebut tida tidak k terpe terpenu nuhi hi maka maka laju laju blowdown yang yang tinggi tinggi diperl diperluka ukan n untuk untuk membua membuang ng lumpur lumpur.. Hal tersebu tersebutt menjad menjadii tidak tidak ekonom ekonomis is sehubu sehubunga ngan n dengan kehilangan air dan panas. Jenis sumber air yang berbeda memerlukan bahan kimia yang berbeda pula. Senyawa seperti sodium karbonat, sodium aluminat, sodium fosfat, sodium sulfit dan komponen sayuran atau senyawa inorganik seluruhnya dapat digunakan untuk maksud ini. Untuk setiap kondisi air diperlukan bahan bahan kimia kimia tertentu tertentu.. Harus Harus dikons dikonsult ultasi asikan kan dengan dengan seoran seorang g spesia spesialis lis dalam menentukan bahan kimia yang paling cocok untuk digunakan pada setiap setiap kasus kasus.. Pengol Pengolahan ahan air hanya hanya dengan dengan pengol pengolaha ahan n intern internal al tidak tidak direkomendasikan. e) Peng Pengol olaha ahan n Air Air Ekst Ekster erna nall Pengolahan Pengolahan eksternal eksternal digunakan digunakan untuk membuang padatan padatan tersuspen tersuspensi, si, padatan telarut (terutama ion kalsium dan magnesium yang merupakan penyebab utama pembentukan kerak) dan gas-gas terlarut (oksigen dan karbon dioksida). Proses perlakuan eksternal yang ada adalah: Pertukaran ion
Deaerasi (mekanis dan kimia)
Osmosis balik ( reverse osmosis )
Penghilangan mineral/demineralisasi
Sebelum digunakan cara diatas, perlu untuk membuang padatan dan warna dari bahan baku air, sebab bahan tersebut dapat mengotori resin yang digunakan pada bagian pengolahan berikutnya. Metode Metode pengol pengolaha ahan n awal awal adalah adalah sedimen sedimentas tasii sederh sederhana ana dalam dalam tangki tangki pengendapan atau pengendapan dalam clarifiers dengan bantuan koagulan dan dan
flok flokul ulan an..
Peny Penyar arin ing g
pasi pasirr
bert bertek ekan anan an,,
deng dengan an
aera aerasi si
untu untuk k
meng menghi hila lang ngka kan n karb karbon on diok dioksi sida da dan dan besi besi,, dapa dapatt digu diguna naka kan n untu untuk k menghilangkan garam-garam logam dari air a ir sumur. Tahap pertama pengolahan adalah menghilangkan garam sadah dan garam nonnon-sa sada dah. h.
Peng Penghi hila lang ngan an
hany hanyaa
gara garam m
sada sadah h
dise disebu butt
pelu peluna naka kan, n,
sedangkan sedangkan penghilangan penghilangan total garam dari larutan disebut penghilangan penghilangan mineral atau demineralisasi. f) Rekome Rekomenda ndasi si untuk untuk boil boiler er dan kual kualitas itas air air umpan umpan Kotoran yang ditemukan dalam boiler tergantung pada kualitas air umpan yang yang tidak tidak diolah diolah,, proses proses pengol pengolaha ahan n yang yang diguna digunakan kan dan prosed prosedur ur pengo pengopera perasia sian n boiler boiler.. Sebaga Sebagaii aturan aturan umum, umum, semaki semakin n tinggi tinggi tekana tekanan n operasi boiler akan semakin besar sensitifitas terhadap kotoran.
4. Peluan Peluang g efisi efisiens ensii ene energi rgi
Bagian ini berisikan berisikan tentang tentang peluang peluang efisiensi efisiensi energi hubungan hubungannya nya dengan dengan pembakaran, perpindahan panas, kehilangan yang dapat dihindarkan, konsumsi energi untuk alat pembantu, kualitas air dan blowdown. Kehi Kehila lang ngan an ener energi gi dan dan
pelu peluan ang g
efis efisie iens nsii
ener energi gi dala dalam m
boil boiler er dapa dapatt
dihubung dihubungkan kan dengan dengan pembakaran, pembakaran, perpindahan perpindahan panas, panas, kehilangan kehilangan yang dapat dihindarkan, konsumsi energi yang tinggi untuk alat-alat pembantu, kualitas air dan blowdown. Berb Berbag agai ai maca macam m pelu peluan ang g efis efisie iens nsii ener energi gi dala dalam m sist sistem em boil boiler er dapa dapatt dihubungkan dengan: 4.1 Pengendalian Pengendalian suhu suhu cerobong Suhu cerobong harus serendah mungkin. Walau Walau demikian, suhu tersebut tidak bol boleh eh terla terlalu lu renda rendah h sehi sehing ngga ga uap uap air akan akan meng mengem embu bun n pada pada dind dindin ing g cerobong. Hal ini penting bagi bahan bakar yang mengandung sulfur dimana pada pada suhu suhu rendah rendah akan akan mengak mengakiba ibatka tkan n korosi korosi titik titik embun embun sulfu sulfurr. Suhu Suhu cerobong yang lebih besar dari 200°C menandakan adanya potensi untuk pemanfaatan kembali limbah panasnya. Hal ini juga menandakan telah terjadi pemben pembentuk tukan an kerak kerak pada pada peralat peralatan an perpin perpindah dahan/ an/pem pemanf anfaata aatan n panas panas dan sebaiknya sebaiknya dilakukan dilakukan shut lebih awal awal untuk untuk pember pembersih sihan an air/sis air/sisii shut down down lebih cerobong. 4.2 Pemanasan awal air umpan menggunakan economizers Biasanya, gas buang yang meninggalkan shell boiler boiler modern 3 pass bersuhu 200 hingga 300 °C. Jadi, terdapat potensi untuk memanfaatkan kembali panas dari gas-gas tersebut. Gas buang yang keluar dari sebuah boiler biasanya
dijaga minimal pada 200°C, sehingga sulfur oksida dalam gas buang tidak mengembun dan menyebabkan korosi pada permukaan perpindahan panas. Jika digunakan bahan bakar yang bersih seperti gas alam, LPG atau minyak gas, ekonomi pemanfaatan kembali panasnya harus ditentukan sebagaimana suhu gas buangnya mungkin dibawah 200°C. Potensi penghematan energinya tergantung pada jenis boiler terpasang dan bahan bakar yang digunakan. Untuk shell boiler dengan model lebih tua, dengan suhu gas cerobong keluar 260°C, harus digunakan sebuah economizer untuk menurukan suhunya hingga 200°C, yang akan meningkatkan suhu air umpan sebesar 15°C. Kenaikan dalam efisiensi termis akan mencapai 3 %. Untuk shell boiler modern dengan 3 pass yang berbahan bakar gas alam deng dengan an suhu suhu gas gas cero cerobo bong ng yang ang kelu keluar ar 140° 140°C, C, sebu sebuah ah economizer pengembun akan menurunkan suhu hingga 65°C serta meningkatkan efisiensi termis sebesar 5 %. 4.3 Pemanasan awal udara pembakaran Pemanasan Pemanasan awal udara pembakaran pembakaran merupakan sebuah alternatif terhadap pemanasan air umpan. Dalam rangka untuk meningkatkan efisiensi termis sebesa sebesarr 1 persen persen,, suhu suhu udara udara pembak pembakaran aran harus harus dinaik dinaikkan kan 20°C. 20°C. Hampir Hampir kebanyakan burner minyak bakar dan gas yang digunakan dalam sebuah boiler tidak dirancang untuk suhu pemanas awal udara yang tinggi. plant boiler
Burner yang modern dapat tahan terhadap pemanas awal udara pembakaran yang lebih tinggi, sehingga memungkinkan untuk mempertimbangkan unit seperti seperti itu sebaga sebagaii penuka penukarr panas panas pada pada gas buang buang keluar keluar,, sebagai sebagai suatu suatu alternatif terhadap economizer , jika ruang atau suhu air umpan kembali yang tinggi memungkinkan. 4.4 Minimalisasi pembakaran yang tidak sempurna Pembakaran yang tidak sempurna dapat timbul dari kekurangan udara atau kelebihan bahan bakar atau buruknya pendistribusian bahan bakar. Hal ini nyata terlihat dari warna atau asap, dan harus segera diperbaiki. Dalam sistem pembakaran minyak dan gas, adanya CO atau asap (hanya untuk sistem pembakaran minyak) dengan udara normal atau sangat berlebih menandakan adanya masala pada sistem burner. Terjadinya pembakaran yang
tidak sempurna disebabkan jeleknya pencampuran udara dan bahan bakar pada burner . Jeleknya pembakaran minyak dapat diakibatkan dari viskositas yang tidak tepat, ujung burner yang rusak, karbonisasi pada ujung burner dan kerusakan pada diffusers atau pelat spinner. Pada Pada pembak pembakaran aran batub batubara, ara, karbon karbon yang yang tidak tidak terbaka terbakarr dapat dapat merupak merupakan an kehilangan yang besar. Hal ini terjadi pada saat dibawa oleh grit atau adanya karbon dalam abu dan dapat mencapai lebih dari 2 persen dari panas yang dipa dipaso sok k ke boil boiler er.. Ukur Ukuran an baha bahan n baka bakarr yang yang tidak tidak sera seragam gam dapa dapatt juga juga menjadi penyebab tidak sempurnanya pembakaran. Pada chain grate chain grate stokers , bongkahan besar tidak akan terbakar sempurna, sementara potongan yang kecil kecil dan halus halus apat mengha menghamba mbatt aliran aliran udara, udara, sehing sehingga ga menyeb menyebabk abkan an buruk buruknya nya distri distribus busii udara. udara. Pada Pada sprinkler kondisii grate sprinkler stokers, kondis grate stoker stoker , distributor bahan bakar, pengaturan udara dan sistem pembakaran berlebihan dapat mempengaruhi kehilangan karbon. Meningkatnya partikel halus pada batubara juga meningkatkan kehilangan karbon. 4.5 Pengendalian udara berlebih Udara berlebih diperlukan pada seluruh praktek pembakaran untuk menjamin pembak pembakaran aran yang yang sempur sempurna, na, untuk untuk memper memperoleh oleh varias variasii pembak pembakaran aran dan untuk menjamin kondisi cerobong yang memuaskan untuk beberapa bahan bakar. Tingkat optimal udara berlebih untuk efisiensi boiler yang maksimum terjadi terjadi bila jumlah jumlah kehilan kehilangan gan yang yang diakib diakibatka atkan n pembak pembakaran aran yang yang tidak tidak sempur sempurna na dan kehilan kehilangan gan yang yang diseba disebabka bkan n oleh oleh panas panas dalam dalam gas buang buang diminimalkan. Tingkatan ini berbeda-beda tergantung rancangan tungku, jenis
burner , bahan bakar dan variabel proses. Pengendalian udara berlebih pada tingkat yang optimal selalu mengakibatkan penurunan dalam kehilangan gas buang, untuk setiap penurunan 1 persen udara berlebih terdapat kenaikan efisiensi kurang lebih 0,6 persen. Berbagai macam metode yang tersedia untuk mengendalikan udara berlebih: Alat analisis oksigen portable dan draft gauges dapat digunakan untuk
membuat pembacaan berkala untuk menuntun operator menyetel secara manual manual aliran aliran udara udara untuk untuk operas operasii yang yang optimu optimum. m. Penuru Penurunan nan udara udara berlebih hingga 20 persen adalah memungkinkan.
Metode yang paling umum adalah penganalisis oksigen secara sinambung
dengan pembacaan langsung ditempat, dimana operator dapat menyetel aliran aliran udara. udara. Penuru Penurunan nan lebih lebih lanjut lanjut 10–15% 10–15% dapat dapat dicapa dicapaii melebih melebihii sistem sebelumnya. Alat Alat analis analisis is oksige oksigen n sinamb sinambung ung yang yang sama sama dapat dapat memilik memilikii pneumatic
damper positioner yang dikedalikan dengan alat pengendali jarak jauh, dimana dimana pembac pembacaan aan data data tersedi tersediaa di ruang ruang kendal kendali. i. Hal ini membua membuatt operator mampu mengendalikan sejumlah sistem pengapian dari jarak jauh secara serentak. Sistem yang paling canggih adalah pengendalian damper cerobong otomatis, yang karena harganya hanya diperuntukkan bagi sistem yang besar. besar. 4.6 Penghindaran kehilangan panas radiasi dan konveksi Permukaan luar shell boiler lebih panas daripada sekitarnya. Jadi, permukaan shell boiler melepas melepaskan kan panas panas ke lingku lingkunga ngan n tergan tergantun tung g pada pada luas permuka permukaan an dan perbedaan suhu antara permukaan dan lingkungan sekitarnya. Panas yang hilang dari shell boiler biasanya merupakan kehilangan energi yang sudah tertentu, terlepas dari keluaran boiler . Dengan rancangan boiler yang modern, kehilangan ini hanya 1,5 persen dari nilai kalor kotor pada kecepat kecepatan an penuh, penuh, namun namun akan akan mening meningkat kat ke sekitar sekitar 6 persen persen jika boiler boiler beroperasi hanya pada keluaran 25 persen. Perbaikan Perbaikan atau pembesaran isolasi dapat mengurangi mengurangi kehilangan panas pada dinding boiler dan pemipaan. 4.7 Pengendalian blowdown secara otomatis kontinyu yu yang yang tidak tidak terkend terkendali ali sangat sangatlah lah sia-si sia-sia. a. Pengen Pengendal dalii Blowdown kontin
blowdown otomatis dapat dipasang yang merupakan sensor dan merespon pada konduktivitas air boiler dan pH. Blowdown 10 persen dalam boiler 15 kg/cm2 menghasilkan kehilangan efisiensi 3 persen. 4.8 Pengurangan pembentukan pembentukan kerak dan kehilangan jelaga Pada boiler yang berbahan bakar minyak dan batubara, jelaga yang terbentuk pada pada pipa-pi pipa-pipa pa bertin bertindak dak sebaga sebagaii isolato isolatorr terhad terhadap ap perpin perpindah dahan an panas, panas, sehingga endapan tersebut harus dihilangkan secara teratur. teratur. Suhu cerobong yang meningkat dapat menandakan menandakan pembentukan pembentukan jelaga yang berlebihan. berlebihan.
Hasil yang sama juga akan terjadi karena pembentukan kerak pada sisi air. Suhu gas keluar yang tinggi pada udara berlebih yang normal menandakan buruk buruknya nya kinerj kinerjaa perpin perpindah dahan an panas. panas. Kondis Kondisii ini dapat dapat diakib diakibatk atkan an dari dari pem pembe bent ntuk ukan an enda endapa pan n seca secara ra bert bertah ahap ap pada pada sisi sisi gas gas atau atau sisi sisi air air. Pembentukan endapan pada sisi air memerlukan sebuah tinjauan pada cara pen pengo golah lahan an air dan dan pemb pembers ersih ihan an pipa pipa untu untuk k meng menghi hilan langk gkan an enda endapa pan. n. Diperkirakan kehilangan efisiensi 1 persen terjadi pada setiap kenaikan suhu cerobong 22 °C. Suhu cerobong harus diperiksa dan dicatat secara teratur sebagai indikator pengendapan jelaga. Bila suhu gas meningkat ke sekitar 20°C diatas suhu boiler boiler yang yang baru baru dibers dibersihk ihkan, an, maka maka waktuny waktunyaa untuk untuk membua membuang ng endapan endapan jelaga. Oleh karena itu direkomendasikan untuk memasang termometer jenis pada dasar cerobong untuk memantau suhu gas keluar cerobong. dial pada Diperkirakan bahwa 3 mm jelaga dapat mengakibatkan kenaikan pemakaian bah bahan an baka bakarr sebe sebesa sarr 2,5 2,5 pers persen en dise diseba babk bkan an suhu suhu gas gas cerob cerobon ong g yang yang meningkat. meningkat. Pembersihan Pembersihan berkala pada permukaan permukaan tungku tungku radiant , pipa-pipa pipa-pipa boiler , economizers economizers dan pemanas udara mungkin perlu untuk menghilangkan endapan yang sulit dihilangkan tersebut. 4.9 Pengurangan tekanan steam pada boiler Hal ini merupakan cara yang efektif dalam mengurangi pemakaian bahan bakar, jika diperbolehkan, sebesar 1 hingga 2 persen. Tekanan steam yang lebih rendah memberikan suhu steam jenuh yang lebih rendah dan tanpa pemanfaatan pemanfaatan kembali panas cerobong, cerobong, dimana dimana dihasilkan dihasilkan penurunan suhu pada gas buang.
Steam dihasilkan pada tekanan yang sesuai permintaan suhu/tekanan tertinggi untu untuk k pros proses es terte tertent ntu. u. Dalam Dalam bebe bebera rapa pa kasu kasus, s, pros proses es tida tidak k bero berope peras rasii sepanjang waktu dan terdapat jangka waktu dimana tekanan boiler harus dituru diturunka nkan. n. Namun Namun harus harus diinga diingatt bahwa bahwa penuru penurunan nan tekanan tekanan boiler boiler akan akan menurunkan volum spesifik steam dalam boiler,dan secara efektif mendeaerasi aerasi keluar keluaran an boiler boiler.. Jika Jika beban beban steam melebi melebihi hi keluar keluaran an boiler boiler yang yang terdeaerasi, pemindahan air akan terjadi. Oleh karena itu, manajer energi harus memikirkan akibat yang mungkin timbul dari penurunan tekanan secara
hatihati- hati, hati, sebelum sebelum merekom merekomend endasi asikan kan hal itu. itu. Tekanan ekanan harus harus dikura dikurangi ngi secara bertahap, dan harus dipertimbang dipertimbangkan kan tidak boleh lebih dari 20 persen penurunan. 4.10 Pengendalian kecepatan variabel untuk fan, blower dan pompa Pengendali kecepatan variabel merupakan cara penting dalam mendapatkan pen pengh ghem emat atan an
ener energi gi..
Umum Umumny nya, a,
peng pengen enda dali lian an
udar udaraa
pemb pembak akar aran an
dipengaruhi oleh klep penutup damper yang dipasang pada fan forced dan kendali yang sederhana, sederhana, induced draft . Dampers tipe terdahulu berupa alat kendali kurang teliti, memberikan karakteristik kendali yang buruk pada kisaran opera operasi si atas atas dan dan bawa bawah. h. Umumn Umumnya ya,, jika jika karak karakter teris isti tik k beba beban n boile boiler r bervariasi, harus dievaluasi kemungkinan mengganti damper dengan VSD. 4.11 Pengendalian beban boiler Efisiensi maksimum boiler tidak terjadi pada beban penuh akan tetapi pada sekitar dua pertiga dari beban penuh. Jika beban pada boiler berkurang terus maka maka efisien efisiensi si juga juga cenderu cenderung ng berkur berkurang ang.. Pada Pada keluar keluaran an nol, nol, efisien efisiensi si boilernya nol, dan berapapun banyaknya bahan bakar yang digunakan hanya untuk memasok kehilangan-kehilangan. Faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi boiler adalah: Ketika beban jatuh, begitu juga halnya dengan nilai laju aliran massa gas
buang yang melalui pipa-pipa. Penurunan dalam laju alir untuk area perpi perpinda ndahan han panas panas yang yang sama sama mengur mengurang angii suhu suhu gas buang buang keluar keluar cerobo cerobong ng dengan dengan jumlah jumlah yang yang kecil, kecil, mengur mengurang angii kehila kehilanga ngan n panas panas
sensible. Beban dibawah separuhnya, hampir kebanyakan peralatan pembakaran
memerlukan udara berlebih yang lebih banyak untuk membakar bahan bak bakar ar secar secaraa semp sempur urna na.. Hal Hal ini ini meni mening ngka katk tkan an kehil kehilan anga gan n pana panass
sensible . Umumnya, efisiensi boiler berkurang dibawah 25 persen laju beban dan operasi boiler dibawah tingkatan ini harus dihindarkan sejauh mungkin. 4.12 Penjadwalan boiler boiler yang tepat Karena efisiensi optimum boiler terjadi pada 65-85 persen dari beban penuh, biasa biasany nyaa akan akan lebih lebih efisien efisien,, secara secara keselu keseluruh ruhan, an, untuk untuk mengop mengoperas erasika ikan n
lebih sedikit boiler pada beban yang lebih tinggi daripada mengoperasikan dalam jumlah banyak pada beban yang rendah. 4.13 Penggantian boiler Potens Potensii penghe penghemat matan an dari dari pengga penggantia ntian n sebuah sebuah boiler boiler tergan tergantun tung g pada pada perub perubaha ahan n yang yang sudah sudah dianti diantisip sipasi asi pada pada efisien efisiensi si keselu keseluruh ruhan. an. Suatu Suatu perubahan dalam boiler dapat menarik secara finansial jika boiler yang ada: Tua dan tidak efisien
Tidak idak mamp mampu u meng mengga gant ntii baha bahan n baka bakarr yang yang lebi lebih h mura murah h dala dalam m
pembakarannya Ukurannya melampaui atau dibawah persyaratan yang ada
Tidak dirancang untuk kondisi pembebanan yang ideal
Studi Studi kelaya kelayakan kan harus harus menguj mengujii seluru seluruh h implik implikasi asi bahan bahan bakar bakar jangka jangka panja panjang ng dan rencana rencana pertum pertumbuh buhan an perusa perusahaa haan. n. Harus Harus diperti dipertimba mbang ngkan kan seluruh faktor keuangan dan rekayasa. Karena plant boiler boiler secara tradisional memilik memilikii umur umur pakai pakai lebih lebih dari dari 25 tahun, tahun, pengga pengganti ntian an harus harus dipela dipelajari jari secara hati-hati.
5. Pera Peranc ncan anga gan n boil boiler er
Boiler yang kami gunakan dalam perancangan pabrik metanol dari gas alam alam yaitu yaitu tipe tipe fir Alasan an pemil pemilih ihan an boile boilerr ini ini yaitu aitu teka tekana nan n fire tube tube boiler boiler . Alas operasinya kecil dan bahan bakar yang digunakan adalah fuel gas. Perancangan
fire tube boiler dapat dilihat dibawah ini.
UNEP,
2006, http://www.energyefficiencyasia.org/docs/ee_modules/indo/Chapter%2 0%20Boilers%20and%20thermic%20fluid%20heaters%20(Bahasa%20In donesi.pdf
