Jenis-jenis boiler beserta kelebihan dan kekurangannya

Jenis-jenis Boiler

Katel uap atau boiler adalah bejana tertutup yang dapat menghasilkan uap panas bertekanan (Steam) melalui air di dalam pipa yang dipanaskan oleh api di dalam tungku pengapian. Pemanasan air yang ada di dalam pipa dilakukan dengan tiga acara, yaitu secara radiasi, konduksi, dan konveksi. Energi panas dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar dalam furnace (ruang pengapian) akan sebagian terpancar (radiasi) ke pipa-pipa yang menempel pada dinding furnace sehingga panas pada pipa akan berpindah (konduksi) ke air dan energi panas ini akan menyebar antar molekul air (konveksi).

Katel uap mengalami perkembangan dari bentuk yang sederhana hingga ke bentuk modern, namun pada dasarnya ketel uap merupakan bejana/drum tertutup ujung pangkalnya yang dalam perkembangannya terdapat pipa-pipa api, ataupun pipa-pipa air. Katel uap diklasifikasikan menurut berbagai sudut pandang, yaitu;

1. Berdasarkan fluida yang mengalir di dalam pipa

a. Katel uap pipa api (Fire Tube Boiler) adalah ketel dengan fluida berupa gas panas hasil pembakaran yang mengalir di dalam pipa dan kalor tersebut dialirkan ke bidang pemanas untuk memanaskan air di dalam ketel.

Gambar 1. Boiler Pipa Api

b. Ketel uap pipa air (water tube boiler) adalah ketel dengan fluida berupa air yang mengalir didalam pipa. Pipa tersebut dipanaskan secara langsung di dalam tungku dan panas akan merambat ke air sehingga menghasilkan steam.

Gambar 2. Boiler Pipa Air

2. Berdasarkan pemakaiannya

a. Ketel stasioner atau ketel tetap (stationery boiler) adalah ketel yang pemasangannya berada di atas pondasi yang tetap seperti ketel uap pada pembangkit listrik atau ketel uap di industri

b. Ketel mobil (mobile boiler) adalah ketel dipasang pada pondasi yang dapat dipindah-pindah seperti ketel lokomotif, lokomobil, dan ketel kapal (marine boiler)

3. Berdasarkan letak dapur (furnace position) 

a. Ketel uap pembakaran didalam (internal fired steam boiler) merupakan ketel uap dengan pembakaran yang terjadi di dalam ketel. Sistem ini biasanya digunakan pada ketel pipa api.

b. Ketel dengan pembakaran di luar (outemally fired ssteam boiler) merupakan ketel uap yang pembakarannya terjadi di luar ketel. Sistem ini digunakan pada ketel pipa air (boiler water tube)

4. Menurut jumlah Lorong (boiler tube)

a. Ketel uap dengan Lorong tunggal (single tube steam boiler) 

b. Ketel uap dengan Lorong gganda (multi tube steam boiler) 

5. Tergantung pada poros tutup drum (shell)

a. Ketel uap tegak (vertical steam boiler) contoh: ketel cohran, ketel Clarkson

b. Ketel uap mendatar (horizontal steam boiler) contoh: ketel Cornish, ketel Lancashire, ketel Scotch.

6. Menurut bentuk dan letak pipa

a. Ketel uap dengann pipa lurus, bengkok, dan belekak-lekuk 

b. Ketel uap dengan pipa miring-datar dan miring-tegak

7. Menurut sistem peredaran air ( water circulation)

a. Ketel dengan pperedaran alam (natural circulation steam boiler) adalah ketel uap dengan sirkulasi air terjadi secara alami, yaitu dengan air yang ringan nai keatas permukaan dan air yang berat turun. Contoh: ketel lancarshire, ketel babcock dan ketel wilcox 

b. Ketel dengan peredaran paksa (forced circulation steam boiler) adalah ketel uap dengan sirkulasi terjadi secara paksa dan dibantu dengan pompa sentrifugal yang digerakan oleh electric motor. Sistem ini digunakan pada ketel dengan tekanan tinggi seperti contohnya: ketel benson, ketel la mont, ketel loffer dan ketel velcan.

8. Ketel tergantung pada sumber panasnya (heat source)

a. Ketel uap dengan bahan bakar alami

b. Ketel uap dengan bahan bakar buatan

c. Ketel uap dengan dapur listrik

d. Ketel uap dengan energi listrik

Jenis-jenis boiler dibedakan menjadi dua macam, yaitu boiler pipa api dan boiler pipa air. Kedua jenis ini memiliki kerja yang sama untuk memproduksi steam, namun penerapannya kedua boiler berbeda. Boiler digunakan harus sesuai kebutuhan agar mendapatkan efektifitas dan efisiensi pada pengoperasiannya. Kelebihan dann kekurangan boiler, yaitu;

Kelebihan;

Boiler pipa api:  

- Tidak membutuhkan air isian ketel dengan kualitas yang tinggi 

- Konstruksi yang sederhana sehingga mempermudah perawatan 

- Endapan lumpur mudah dibersihkan 

Boiler pipa air 

- Digunakan pada tekanan tinggi 

- Berat ketel yang relative ringan 

- Kapasitas uap yang dihasilkan besar 

- Pemanasan awal yang cepat, sehingga waktu untuk memproduksi uap lebih singkat

Kekurangan;

Boiler pipa api 

- Pemanasan awal membutuhkan waktu yang lama

- Tekanan uap yang dihasilkan rendah 

- Kapasitas uap yang dihasilkan kecil 

Boiler pipa air

- Konstruksi boiler yang tidak sederhana sehingga perawatan lebih sulit 

- Memerlukan air isian yang sangat bersih (make-up water) dan air tidak menimbulkan kerak (feedwater) 

- Harganya lebih mahal

Pengaplikasian boiler harus melihat bahan baku yang ada di sekitarnya agar dapat meminimalisir dana yang dikeluarkan untuk pengadaan bahan baku. Boiler sangat efisien penggunaannya pada industri minyak kelapa sawit, yang mana fungsi atau kegunaan boiler dapat mencakup berbagai sektor. Pada industri ini, steam boiler dapat digunakan untuk mensuplai turbin generator yang menghasilkan listrik cukup besar untuk mensuplai semua kelistrikan proses industry dan juga steam dapat digunakan pada proses perebusan buah dan biji kelapa sawit. Selain itu, bahan bakar untuk pengoperasian boiler dapat memanfaatkan limbah hasil proses pengolahan buah kelapa sawit yang berupa fiber (serabut) dan cangkang.

Boiler yang ada pada Pabrik kelapa Sawit PT Kencana Persada Nusantara (KPN) menggunakan Takuma Water Tube Boiler N900R yang dapat menghasilkan maksimal kerja tekanan 29,8 kg/cm2 dengan temperature steam mencapai 270oC-280OC dan steam yang dihasilkan mencapai 30 ton/h. boiler di KPN dioperasikan untuk mensuplai turbin generator pada tekanan kerja steam 20 kg/cm2 dengan steam temperature 230oC-240OC (Steam kering) untuk menghasilkan listrik 900KVA. Steam buangan dari turbin dikumpulkan dan selanjutnya digunakan untuk proses perebusan buah dan perebusan biji kelapa sawit.

 

Referensi:

Raharjo, Y.C. 2013. “Perencanaan Ketel Uap Pipa Api Dengan Kapasitas 25 Ton/Jam Dengan Bahan Bakar Batubara”. Universitas Muhamadiyah Surakarta. Solo: 2013



Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Komponen-komponen boiler

Gambar
Boiler merupakan suatu sistem yang sangat kompleks dan terdiri dari berbagai macam komponen yang bekerja saling berhubungan atau memiliki keterkaitan. Penggunaan komponen boiler tidak semua sama tergantung jenis dan bahan bakar yang digunakan untuk pengoperasian boiler. Komponen-komponen yang terdapat pada boiler, yaitu: 1. Furnace (Ruang Pembakaran) Gambar Ruang Pengapian (Furnace) Furnace adalah peralatan yang digunakan untuk menghasilkan energi panas untuk memanaskan air melalui bahan-bahan yang dibakar. Pada dinding furnace terdiri dari pipa-pipa air yang menghubungkan upper drum dengan lower drum. Pipa air tersebut menerima energi panas dari pembakaran yang terjadi dan kemudian energi panas dihantarkan ke air yang ada di dalamnya. Furnace beroperasi dalam kondisi baik apabila tekanan di dalam negative (-10). Kontrol tekanan agar proses pembakaran yang sempurna dilakukan dengan menggunakan draft system. Draft system merupakan sistem yang mengatur aliran udara pada sisi inlet
Baca selengkapnya