BAB II LANDASAN TEORI 2.1.1 Boiler. Pada bab ini dijelaskan mengenai gambaran tentang boiler secara umum serta fungsi komponen - komponen utama dan fungsi komponen - komponen pendukung bahan boiler.boiler adalah bejana tertutup dimana 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 proses.jika air dididihkan sampai menjadi steam,menghasilkan tenaga yang menyerupai bubuk mesium yang mudah meledak, sehingga boiler merupakan peralatan yang harus dikelola dan dijaga dengan sangat baik. Sistem boiler terdiri dari: A. Sistem air umpan. Sistem air umpan menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhan steam.berbagai kran di sediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan. B. Sistem steam. Sistem steam mengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler.steam dialirkan melalui sistem pemipaan ke titik penggunaan.pada keseluruhan sistem,tekanan steam diatur menggunakan kran dan dipantau dengan alat pemantau tekanan. C. Sistem bahan bakar. Sistem bahan bakar adalah semua peralatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan.peralatan yang diperlukan pada sistem bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan pada sistem. 5
Air yang disuplai ke boiler untuk dirubah menjadi steam disebut air umpan.dua sumber air umpan adalah : (1) Kondensat atau steam yang mengembun yang kembali dari proses. (2) Air makeup (air baku yang sudah diolah) yang harus diumpankan dari luar ruang boiler dan plant proses.untuk mendapatkan efisiensi boiler yang lebih tinggi,digunakan economizer untuk memanaskan awal air umpan menggunakan limbah panas pada gas buang. 2.1.2 Gambaran Boiler Secara Umum. Merupakan bejana tertutup yang terdiri dari beberapa komponen yang mempunyai fungsi yang berbeda namun berkaitan antara satu dengan yang lainnya yang digunakan untuk membangkitkan steam. Dalam menghasilkan uap yang digunakan untuk memanaskan peralatan - peralatan perpindahan panas yang lainnya.steam yang dihasilkan merupakan media hantar panas dan energi yang sangat baik.penggunaan steam sebagai penghantar kalor yang baik antara lain pada reboiler,drier dan lainlain.penggunaan steam sebagai penghantar energi misalnya pada steam turbin,ejector dan lain-lain. 6
Gambar 1. Boiler Unit. 2.1.3 Komponen - Komponen Utama Pada Boiler. 2.2.1 Furnance Dan Burner. Adalah ruang tempat pembakaran yang didesain dengan dinding baja yang dilengkapi dengan dinding batu tahan api yang dapat melokalisir gas panas hasil pembakaran dari burner.dalam furnance ini bahan bakar terbakar dengan sempurna dan mengasilkan gas panas yang nantinya akan digunakan untuk memanaskan pipa - pipa pemanas. Burner adalah komponen yang berfungsi untuk melakukan aksi pembakaran di dalam Furnace.Bahan bakar yang dicampur dengan udara dari force draft fan dibakar bersama didalam furnance.alat yang berfungsi sebagai pembakar disebut oil gun burner. Pada oli gun burner bahan bakar dikabutkan dengan menggunakan steam dengan otomiser sehingga menjadi atom - atom yang sangat kecil seperti kabut sehingga bahan bakar tersebut dapat terbakar dengan sempurna.kesempurnaan pembakaran pada bahan bakar sangat menentukan efisiensi boiler. 7
2.2.2 Water Drum. Pada boiler water drum berfungsi untuk menampung air pada boiler.letak water drum ini adalah pada bagian bawah boiler.water drum ini merupakan penampung air tersebut teruapkan.dalam water drum ini biasanya terdapat endapan lumpur yang terbawa oleh boiler feed water atau air umpan boiler. Maka dari itu kualitas air umpan boiler harus selalu dijaga agar tidak terjadi pengendapan dan penggerakan didalam water drum dan pipa - pipa boiler.pengendapan lumpur dan penggerakan pada water drum dan pipa - pipa bisa mengakibatkan terjadinya korosi.air boiler yang digunakan tidak memenuhi persyaratan atau standar yang ditentukan.endapan lumpur dan penggerakan juga akan menyebabkan pemborosan bahan bakar dan terjadinya penurunan efisiensi pada boiler yang lebih cepat.yang mempunyai efek jangka panjang akan terjadi kerusakan pada dinding boiler seperti terjadinya korosi yang desebabkan adanya proses oksidasi pada dinding - dindingnya. 2.2.3 Steam Drum. Steam drum adalah tempat terkumpulnya steam.uap jenuh yang tebentuk dari hasil penguapan air setelah dipanaskan berat jenisnya lebih rendah dari pada air sehingga ia akan selalu berada di atas.dalam steam drum ini dipasang berbagai alat penuunjang lainnya seperti,gelas penduga,pressure safety valve dan lain - lain. 2.2.4 Economizer. Economizer adalah komponen yang berfungsi untuk memanaskan air umpan boiler dengan memanfaatkan sisa panas dari gas buang boiler sebelum gas buang tersebut dibuang ke udara bebas.economizer ini terdiri dari beberapa pipa bersirip (Fin Tube) yang dipasang secara melintang pada saluran gas buang.pipa bersirip ini di maksudkan untuk mengahasilkan proses perpindahan panas yang lebih baik karena dengan pipa bersirip tersebut berarti area perpindahan panas lebih luas. Keuntungan dari economizer ini adalah : Dapat Menghemat bahan bakar,karena hanya menggunakan sisa panas pembakaran. Memperpendek waktu pengoperasian,khususnya dalam proses pembentukan uap. Mengurangi konsentrasi udara dalam air sehingga dapat megurangi terbentuknya kerak dalam ketel maupun saluran uap. Steam drum dapat lebih awet,karena tidak adanya perbedaan temperature air umpan dengan boiler semakin kecil sehingga kesempatan untuk mengerut pada steam drum yang dapat menyebabkan kerusakan mekanis dinding dapat dicegah. Dapat mempeebesar efisiensi thermos. Alat untuk memanasi economizer digunakan untuk memanfaatkan limbah panas yang dihasilkan dari proses pembakaran untuk meningkatkan efisiensi secara keseluruhan dalam boiler.gas buang keluar dari pembakaran ruang masih sangat panas dan dapat digunakan sebagai pemanas awal suatu untuk pakan air.para economizer digunakan untuk boiler ini adalah arus kontra horisontal shell dan tube 8
penukar panas.air umpan masuk tabung bersirip sementara gas buang panas lewat luar. 2.2.5 Force Draft Fan. Adalah suatu alat yang berfungsi untuk menyuplai kebutuhan udara yang digunakan untuk proses pembakaran pada boiler,merupakan sebuah Fan yang menghasilkan udara dengan tekanan rendah. Gambar 2. Force Draft Fan. 2.2.6 Blow Down Unit. Blow down diharapkan dapat mengurangi konsentrasi zat - zat kimia,kotoran lumpur dan mencegah terjadinya busa dan priming karena terikatnya padatan kimia kedalam evaporator. Terdapat dua macam blow down yaitu : a. Continous Blow Down. Berfungsi menjaga konsentrasi garam (dissolve solid) pada air boiler,membuang busa dan lapisan minyak diatas permukaan air boiler.blow down ini terletak bagian permukaan level air. b. Intermitten Blow Down. Berfungsi untuk mengurangi kepekatan garam - garam dan padatan lainnya (suspended solid) yang tergantung pada air boiler. 9
Alat terpasang dibagian terendah pada boiler yaitu water drum.blow down dilakukan beberapa jam sekali secara berkala untuk memastikan kondisi air yang digunakan dalam proses penguapan. 2.2.7 Wind Box. Untuk pengatur laju udara.lokasi wind box berada didepan furnance.perbandingan antara bahan bakar dan udara di atur oleh wind box tersebut secara perbandingan,secara mekanis digerakan oleh sirip-sirip yang disebut air damper. 2.2.8 Stack (Cerobong). Stack berfungsi sebagai saluran untuk membuang gas buang sisa pembakaran (flue gas) keluar dari boiler.selain itu stack dibuat dengan ketinggian tertentu agar memperoleh stack draft yang cukup serta mencegah terbentuknya asam sulfat dari hasil reaksi sulfur yang terdapat pada gas sisa pembakaran dengan H2O yang terdapat pada udara.terbentuknya asam sulfat harus dicegah seminimal mungkin karena sangat bersifat korosif. 10
Gambar 3. Stack. 2.2.9 Gelas Penduga ( Level Glass ). Gelas penduga ini sangat penting fungsinya untuk mengetahui tinggi permukaan air dalam boiler.sebagai alat keselamatan kerja boiler sangat tergantung pada alat ini. Jika alat ini rusak,maka akan membahayakan boiler itu sendiri yaitu akan sangat besar kemungkinan terjadi peledakan yang diakibatkan oleh pipa - pipa boiler yang kemungkinan meleleh akibat kosongnya pipa - pipa boiler.tentu saja hal ini akan mengganggu proses keseluruhan. Gelas penduga pada boiler PT.X dilengkapi dengan level yang jelas dan mudah terbaca,cara kerjanya ialah dengan prinsip bejana berhubungan. 11
2.2.10 Presure Safety Valve (PSV). Gambar. 4 Gelas Penduga. Katup pengaman (Safety Valve) dipasang pada evaporator dan digunakan untuk mencegah ledakan yang tibul akibat tekanan yang berlebihan didalam boiler. Pressure safety valve ini diadakan pengetesan secara berkala yang disaksikan oleh departemen tenaga kerja untuk menjamin keamanan boiler pada saat beroperasi. Keadaan pressure safety valve yang bisa bekerja dengan baik adalah merupakan persyaratan pemerintah untuk mengeluarkan ijin mengoperasikan boiler melalui departemen tenaga kerja. Cara kerjanya adalah dengan membuang uap ke udara luar dengan membuka katupnya secara otomatis bila tekanannya melebihi tekanan kerjanya. 12
Gambar 5. Pressure Safety Valve. Gambar 6. Bagian - Bagian Pressure Safety Valve. 13
2.2.11 Shoot Blower. Alat ini berfungsi untuk membersihkan jelaga yang menempel pada bagian luar dan kerak dalam dari tube-tube economizer dan rizer tubes. Masing - masing digerakan secara manual dan manual dan menggunakan media penyemprotan steam dari boiler itu sendiri.penyemprotan hatus dilakukan secara berkala,biasanya pershift untuk tetap menjaga agar jangan sampai terjadi penggerakan pada permukaan luar boiler yang akan mengakibatkan menurunnya angka dinding serta pipa - pipa penguap. Gambar 7. Shoot Blower. 14