Docstoc

Rekayasa Thermal

Document Sample
Rekayasa Thermal Powered By Docstoc
					TUGAS REKAYASA TERMAL


       BOILER




             Disusun oleh

YUSUF AFFANDI               2408100060

ANUGRAH ASWIN A.                2408100062

LUSTYYAH ULFA               2408100064




        JURUSAN TEKNIK FISIKA

     FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

 INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

             SURABAYA
A. Boiler
   Pada dasarnya Boiler adalah suatu wadah yang berfungsi sebagai pemanas air, panas
   pembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk air panas atau steam. Steam pada tekanan
   tertentu kemudian digunakan untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Air adalah media
   yang berguna dan murah untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Jika air didihkan
   sampai menjadi steam, volumenya akan meningkat sekitar 1600 kali, menghasilkan
   tenaga yang menyerupai bubuk mesiu yang mudah meledak, sehingga boiler merupakan
   peralatan yang harus dikelola dengan baik. Bahan bakar yang digunakan untuk
   memanaskan boiler bisa berupa gas, minyak dan batu bara. Di Indonesia bahan bakar
   yang umum digunakan adalah solar.
B. Sistem Pada Boiler
   Sistem boiler terdiri dari sistem umpan, sistem steam, dan sistem bahan bakar. Sisitem air
   umpan menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhan steam.
   Sistem steam mengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler. Steam
   dialirkan melalui sistem pemipan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanan
   steam diatur menggunakan kran dan dipantau dengan alat pemantau tekanan. Sistem
   bahan bakar adalah semua peralatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar
   untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan. Peralatan yang digunakan dalam sistem
   bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan sistem.
          Air yang disuplai ke boiler untuk diubah menjadi steam disebut air umpan. Ada
   dua sumber air umpan: 1. Kondensat atau steam yang mengembun yang mengembun ke
   proses. 2. Air make up (air baku yang sudah diolah) yang harus diumpankan dari luar
   ruang boiler ke plant proses. Untuk mendapatkan efisiensi boiler yang lebih tinggi,
   digunakan economizer untuk memanaskan awal air umpan menggunakan limbah panas
   pada gas buang.


C. Jenis-Jenis Boiler
   Berdasarkan type pipa:
   Fire Tube Boiler
   Terdiri dari tanki air yang dilubangi dan dilalui pipa-pipa, dimana gas panas yang
   mengalir pada tanki tersebut digunakan untuk memanaskan air di tanki. Air yang
dipanaskan menhasilkan uap panas yang dapat digunakan untuk memanaskan air di
kamar mandi ataupun laundry. Fire tube boilers biasanya digunakan untuk kapasitas
steam yang relative kecil dengan tekanan steam rendah sampai sedang. Sebagai pedoman,
fire tube boilers kompetitif untuk kecepatan steam sampai 12.000 kg/jam dengan tekanan
sampai 18 kg/cm2. Fire tube boilers dapat menggunakan bahan bakar minyak bakar, gas
dalam operasinya.




   Water tube Boiler




Air mengalir melalui susunan pipa yang terletak di dalam gas panas yang dihasilkan dari
pembakaran. Pada boiler watertube, air panas tidak berubah menjadi uap, sehingga bisa
langsung digunakan untuk keperluan seperti air panas di kamar mandi, laundry. Ketika
air dalam pipa-pipa didih mendapat pemanasan., air dalam pipa mendidih sehingga air
mengandung uap dan berat jenis air berkurang., air dan uap mengalir ke atas. Air yang
berat jenisnya lebih besar akan turun dan menggantikan posisi air yang menuju ke atas.
Pada drum atas air dan uap berpisah menjadi uap jenuh, kemudian uap jenuh disalurkan
ke superheater untuk diubah menjadi uap panas lanjut. Uap panas lanjut yang keluar dari
superheater inilah yang akan dimanfaatkan sebagai penggerak mesin uap.

Berdasarkan bahan bakar yang digunakan:
Solid Fuel. Pemanasan yang terjadi akibat pembakaran antara pencampuran bahan bakar
padat (batu bara, sampah kota, kayu) dengan oksigen dan sumber panas.
Oil fuel. Pemanasan yang terjadi akibat pembakaran antara pencampuran bahan bakar
cair (solar, residu, kerosin) dengan oksigen dan sumber panas.
Gaseous Fuel. Pemanasan yang terjadi antara pembakaran antara LNG (Liquid Natural
Gas) dengan oksigen dan sumber panas. Harga bahan baku pembakarannya lebih murah
diantara semua boiler yang lain.
Electric. Pemanasan yang terjadi akibat sumber listrik yang menyuplai sumber panas.


Berdasarkan kegunaan boiler
Power boiler. Steam yang dihasilkan boiler ini menggunakan tipe watertube boiler, hasil
steam yang dihasilkan memiliki tekanan dan kapasitas yang besar, sehingga mampu
memutar steam turbin dan menghsilkan listrik dari generator. Kegunaan utamanya
sebagai penghasil steam untuk menghasilkan listrik dari generator.
Industrial Boiler. Steam yang dihasilkan boiler ini menggunakan watertube boiler atau
firetube boiler.Kegunaannya untuk menjalankan proses industri dan sebagai tambahn
panas. Steam memiliki tekanan yang sedang dan kapasitas yang besar.
Komersial Boiler. Steam yang dihasilkan boiler ini menggunakan watertube boiler atau
firetube boiler. Kegunaannya untuk menjalankan proses operasi komersial. Tekanan yang
dimiliki rendah.
Residential Boiler. Steam yang dihasilkan boiler ini menggunakan boiler tipe firetube
boiler. Boiler ini memiliki tekanan dan kapasitas yang rendah, biasanya digunakan pada
perumahan.
Heat Recovery Boiler. Steam yang dihasilkan boiler ini menggunakan boiler tipe
watertube boiler atau firetube boiler. Steam yang dihasilkan memiliki kapasitas dan
tekanan yang besar, kegunaan utamanya sebagai penghasil steam dari uap panas yang
tidak terpakai. Hasil steam ini diguanakn untuk menjalankan proses industri.
Berdasarkan konstruksi boiler
Packcage Boiler. Disebut packcage boiler karena sudah tersedia sebagai paket yang
lengkap pada saat dikirim ke pabrik, hanya memerlukan pipa steam, pipa air, suplai
bahan bakar dan sambungan listrik untuk dapat beroperasi. Biasanya memakai firetube
boiler dengan transfer panas yang tinggi baik radiasi maupun konveksi.




Site Erected Boiler. Tipe site erected boiler, biasanya
perakitan dilakukan di tempat akan berdirinya boiler
tersebut.


Berdasarkan Tekanan Kerja Boiler
Low pressure boilers. Tipe ini memiliki steam operasi kurang dari 15 psi, menghasilkan
   air dengan tekanan dibawah 160 psi dan temperature dibawah 250 F.
High Pressure boilers. Tipe ini memiliki steam operasi lebih dari 15 psi, menghasilkan
   air dengan tekanan di atas 160 psi dan temperature di atas 250 F.

Jenis Boiler yang lainnya:


Fluidized Bed Combustion (FBC) Boiler

   Bahan bakar yang dapat dibakar dalam boiler ini adalah batubara, sekam padi, dan
   limbah pertanian. Bila udara atau gas yang terdistribusi secara merata dilewatkan
   keatas melalui bed partikel padat seperti pasir yang disangga oleh saringan halus,
   partikel tidak akan terganggu pada kecepatan yang rendah. Begitu kecepatan
   udaranya berangsur-angsur naik, terbentuklah suatu keadaan dimana partikel
   tersuspensi dalam aliran udara selanjutnya, terjadi pembentukan gelembung,
   turbulensi yang kuat, pencampuran cepat dan pembentukan permukaan bed yang
   rapat. Bed tersebut memiliki sifat cairan mendidih dan terlihat seperti fluida - “bed
   gelembung fluida/bubbling fluidized bed”. Pembakaran dengan fluidized bed (FBC)
   berlangsung pada suhu sekitar 840 OC hingga 950 oC.

Atmospheric Fluidized Bed Combustion (AFBC) Boiler
   Alat ini hanya berupa shell boiler konvensional biasa yang ditambah dengan sebuah
   fluidized bed combustor. Sistem seperti telah dipasang digabungkan dengan water
   tube boiler/ boiler pipa air konvensional.
Pressurized Fluidized Bed Combustion (PFBC) Boiler
   Pada tipe Pressurized Fluidized bed Combustion (PFBC), sebuah kompresor
   memasok udara Forced Draft (FD), dan pembakarnya merupakan tangki bertekanan.
   Steam dihasilkan didalam dua ikatan pipa, satu di bed dan satunya lagi berada
   diatasnya. Gas panas dari cerobong menggerakan turbin gas pembangkit tenaga.
   Sistim PFBC dapat digunakan untuk pembangkitan kogenerasi (steam dan listrik)
   atau pembangkit tenaga dengan siklus gabungan/ combined cycle.
Atmospheric Circulating Fluidized Bed Combustion Boilers (CFBC)
   Boiler CFBC pada umumnya lebih ekonomis daripada boiler AFBC.
Stoker Fired Boilers
   Boiler ini dibedakan menurut penyuplai bahan bakar ke tungku, yaitu:
   Spread Stokers, memanfaatkan kombinasi pembakaran suspensi dan 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. Chain-grate atau traveling-grate stoker. Batubara diumpankan ke ujung grate
   baja yang bergerak. Ketika grate bergerak sepanjang tungku, batubara terbakar
   sebelum menjadi abu. Sebuah grate batubara digunakan untuk mengendalikan
   kecepatan batubara yang diumpankan ke tungku dengan mengendalikan ketebalan.
   bed bahan bakar. Ukuran batubara harus seragam sebab bongkahan yang besar tidak
   akan terbakar sempurna pada waktu mencapai ujung grate.
  Pulverized Fuel Boiler
     Boiler ini menggunakan batubara yang halus. Batubara yang digunakan jenis
     bituminous, batubara digiling sampai menjadi bubuk halus, yang berukuran +300
     micrometer (μm) kurang dari 2 persen dan yang berukuran dibawah 75 microns
     sebesar 70-75 persen. Harus 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.
   Waste Heat Boiler
     Boiler ini memanfaatkan gas buang panas dari turbin gas dan mesin diesel, sehingga
     boiler ini lebih ekonomis daripada yang lainnya.
D. Komponen Utama Boiler
  Furnace. Komponen ini merupakan tempat pembakaran bahan bakar.
  Steam Drum. Komponen ini merupakan tempat penampungan air panas dan
  pembangkitan steam.
   Superheater Komponen ini merupakan tempat pengeringan steam dan siap dikirim
  melalui main steam pipe dan siap untuk menggerakkan turbin uap atau menjalankan
  proses industri.
  Air Heater. Komponen ini merupakan ruangan pemanas yang digunakan untuk
  memanaskan udara luar yang diserap untuk meminimalisasi udara yang lembab yang
  akan masuk ke dalam tungku pembakaran.
  Economizer. Komponen ini merupakan ruangan pemanas yang digunakan untuk
  memanaskan air dari air yang terkondensasi dari sistem sebelumnya.
  Safety valve. Komponen ini merupakan saluran buang steam jika terjadi keadaan dimana
  tekanan steam melebihi kemampuan boiler menahan tekanan steam.
  Blowdown valve. Komponen ini merupakan saluran yang berfungsi membuang endapan
  yang berada di dalam pipa steam.
E. Pemanfaatan Boiler
      a. Pada kapal. Fungsi utama ketel uap di kapal adalah untuk menghasilkan uap. Uap
      yang dihasilkan oleh boiler selain sebagai pemanas bahan bakar seperti yang telah
      disebutkan, juga bisa digunakan untuk menggerakkan turbin uap yang juga digunakan
      sebagai motor penggerak utama kapal, untuk peralatan pemanas ( pemanas ruangan,
      bahan bakar). Pada kapal tanker digunakan sebagai pembersih tangki minyak ( Tank
      Cleaning).
      b. Pemasok konsumsi energi listrik pada system proses produksi di Pabrik
      c. PDAM, menyediakan keran air panas

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Stats:
views:240
posted:7/6/2011
language:Indonesian
pages:8
Description: semoga berguna