4_Boiler.pdf

DAFTAR ISI

Halaman Judul

BAB I : PENDAHULUAN .................................................................................................. 1

1.1 SEJARAH DAN PERKEMBANGAN BOILER ............................................................ 1

1.2 PENGERTIAN .............................................................................................................. 3

1.3 JENIS BOILER .............................................................................................................. 4

1.3.1 Fire Tube Boiler ................................................................................................. 4

1.3.2 Water Tube Boiler ............................................................................................... 5

1.3.3 Package Boiler (Boiler mini) .............................................................................. 6

1.3.4 Circulated Fluidized Bed (CFB) .......................................................................... 7

1.3.5 Atmospheric Fluidized Bed Combustion (AFBC) Boiler ...................................... 9

1.3.6 Stoker Fired Boilers ............................................................................................ 10

1.3.7 Pulverize Fuel Boiler .......................................................................................... 12

1.3.8 Boiler Limbah Panas HRSG (Heat Recovery Steam Generator) .......................... 15

BAB II : BAGIAN-BAGIAN UTAMA BOILER ............................................................... 16

2.1 WATER & STEAM SYSTEM ............................................................................................ 19

2.1.1 Steam Drum ........................................................................................................ 19

2.1.2 Superheater ........................................................................................................ 22

2.1.3 Reheater ........................................................................................................ 26

2.1.4 Economizer ........................................................................................................ 28

2.1.5 Downcomer ........................................................................................................ 29

2.1.6 Wall Tube/Riser (Pipa-Pipa Air)........................................................................... 30

2.1.7 Boiler Circulating Pump .................................................................................... 30

2.2 AIR & GAS SYSTEM ...................................................................................................... 32

2.2.1 FD Fan ............................................................................................................... 32

2.2.2 ID Fan ................................................................................................................ 34

2.2.3 PA Fan .............................................................................................................. 34

2.2.4 Air Heater ........................................................................................................ 34

2.2.5 Steam Coil Air Preheater .................................................................................... 37

2.2.6 Gas Recirculation Fan ........................................................................................ 37

2.3 FUEL & FIRING SYSTEM ............................................................................................. 38

2.3.1 Silo (Bunker) ....................................................................................................... 38

2.3.2 Coal Feeder (Pengumpan) ................................................................................... 39

2.3.3 Pulveriser/Mill .................................................................................................... 40

2.3.4 Burner ............................................................................................................ 42

2.4 FURNACE CLEANING SYSTEM ................................................................................... 43

2.5 ALAT BANTU LAINNYA ............................................................................................ 47

2.5.1 Safety Valve ........................................................................................................ 47

2.5.2 Valve ................................................................................................................. 48

2.5.3 Blowdown System (Steam Drum) ......................................................................... 53

2.5.4 Chemical Injection System (Steam Drum : Phospat Injection) ............................. 56

BAB III : SISTEM KERJA BOILER ................................................................................ 59

3.1 BOILER SYSTEM ............................................................................................................ 59

3.2 WATER & STEAM SYSTEM …. .................................................................................... 60

3.2.1 Water Steam ................................................................................................... 60

3.2.2 Steam System ................................................................................................... 65

3.3 AIR & GAS SYSTEM ................................................................................................... 66

3.3.1 Proses Pembakaran ............................................................................................. 66

3.3.2 Sirkulasi ............................................................................................................ 67

3.4 FUEL & FIRING SYSTEM ............................................................................................. 69

3.4.1 Coal ................................................................................................................... 69

3.4.2 Oil ................................................................................................................... 70

BAB IV : PEMELIHARAAN BOILER ............................................................................. 77

4.1 BOILER CLEANING ................................................................................................... 77

4.2 PEMBERSIHAN OUTSIDE BOILER (BOILER MINYAK) ........................................... 77

4.3 PEMBERSIHAN HP HEATER ...................................................................................... 82

4.4 EFISIENSI BOILER ....................................................................................................... 85

4.4.1 Metode Langsung ............................................................................................... 87

4.4.2 Metode Tidak Langsung ..................................................................................... 87

BAB V : PROTEKSI PADA SISTEM BOILER ................................................................. 91

5.1 PROTEKSI METAL BOILER ........................................................................................ 91

5.1.1 Pembentukan Kerak ............................................................................................ 91

5.1.2 Korosi ............................................................................................................... 93

5.1.3 Pembentukan Deposit ......................................................................................... 94

5.1.4 Priming and Carry Over ..................................................................................... 94

5.1.5 Slagging & Fouling ............................................................................................ 96

5.2 PROTEKSI BOILER ...................................................................................................... 98

5.2.1 Drum Level Very Low ......................................................................................... 98

5.2.2 Drum Level High ................................................................................................ 98

5.2.3 Critical Flame Out .............................................................................................. 98

5.2.4 All Flame Loss ................................................................................................... 98

5.2.5 Hand Trip ................................................................................................... 99

5.2.6 Furnacew Pressure High .................................................................................... 99

5.2.7 Furnace Pressure Low ........................................................................................ 99

5.2.8 Reheat Protection ............................................................................................... 99

5.2.9 Both Force Draught Fan Stop ............................................................................. 99

5.2.10 Both Induce Draught Fan Stop ............................................................................. 100

5.2.11 Both Primary Air Fan Stop .................................................................................. 100

Boiler

1.1. SEJARAH DAN PERKEMBANGAN

(a)

Gambar 1.1

Boiler modern yang digunakan saat ini sudah berkembang dari

1800an. Boiler pada masa lalu pada umumnya sebuah

menambah luas permukaan pemansan, maka diperkenalkan dan dikembangkan s

BAB I

PENDAHULUAN

DAN PERKEMBANGAN BOILER

(b)

(c)

Gambar 1.1 Perkembangan Boiler

modern yang digunakan saat ini sudah berkembang dari boiler-boiler

pada masa lalu pada umumnya sebuah bejana yang di isi air (Gambar 1.1 a)

menambah luas permukaan pemansan, maka diperkenalkan dan dikembangkan s

1

boiler di awal tahun

(Gambar 1.1 a). Untuk

menambah luas permukaan pemansan, maka diperkenalkan dan dikembangkan sistem dengan

Boiler

menggunakan pipa-pipa. Pada tahun 1825

lebih nyata dengan pipa penghubung luar (Gambar 1.1 b)

perusahaan Babcox and Wilcox telah membuat

(sloped tubes) antara ruang-ruang air di atas api

Gambar 1.2

pipa. Pada tahun 1825 boiler-boiler uap didesain agar memiliki sirkulasi yang

ata dengan pipa penghubung luar (Gambar 1.1 b) dan pada 1856 Steven Wilcox dari

perusahaan Babcox and Wilcox telah membuat boiler uap yang mempunyai pipa

ruang air di atas api (Gambar 1.1 c).

Gambar 1.2 Konstruksi Boiler (PLTU Gresik)

2

uap didesain agar memiliki sirkulasi yang

teven Wilcox dari

mpunyai pipa-pipa miring

Boiler

Saat ini, boiler merupakan suatu bangunan kompleks yang memiliki banyak bagian dalam

langkah-langkah prosesnya untuk tujuan efisiensi.

dikembangkan selama bertahun-tahun, maka peraturan praktis berkembang pula. Hal ini meng

kepada keperluan dan kebutuhan akan undang

kelengkapan boiler. Antara lain sebagai berikut :

a) Indikator tekanan drum

b) Indikator permukaan air

c) Safety valve

d) Boiler stop valve

e) Test gauge connection

f) Indikator drum level low

1.2. PENGERTIAN

Gambar 1.3

merupakan suatu bangunan kompleks yang memiliki banyak bagian dalam

langkah prosesnya untuk tujuan efisiensi. Sebagaimana desain-desain dari boiler

tahun, maka peraturan praktis berkembang pula. Hal ini meng

kepada keperluan dan kebutuhan akan undang-undang dan peraturan yang jelas untuk peralatan dan

. Antara lain sebagai berikut :

drum (drum pressure gauge)

Indikator permukaan air untuk steam drum

Test gauge connection (sambungan/fasilitas untuk tujuan tes)

level low untuk steam drum

Gambar 1.3 Posisi Boiler Dalam Siklus PLTU

3

merupakan suatu bangunan kompleks yang memiliki banyak bagian dalam

boiler yang telah

tahun, maka peraturan praktis berkembang pula. Hal ini mengarah

undang dan peraturan yang jelas untuk peralatan dan

Boiler

Boiler adalah alat untuk menghasilkan uap/

kemudian digunakan untuk mentransfer energi

dan murah untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Jika air dididihkan sampai menjadi

volumenya akan meningkat sekitar 1.600 kali, menghasi

yang mudah meledak, sehingga boiler

sangat baik karena ada resiko terjadinya tekanan berlebih. Dalam siklus PLTU, posisi

diperlihatkan dalam gambar 1.3 :

1.3. JENIS BOILER

Secara prinsip kerja, macam-macam

1. Fire Tube Boiler

2. Water Tube Boiler

3. Package Boiler (Boiler M

4. Circulated Fluidized Bed

5. Atmospheric Fluidized Bed

6. Stoker Fired Boilers

7. Pulverized Fuel Boiler

8. Boiler Limbah Panas (Heat

1.3.1. Fire Tube Boiler

alat untuk menghasilkan uap/steam. Steam pada suhu dan

mentransfer energi ke suatu proses. Steam adalah media yang

dan murah untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Jika air dididihkan sampai menjadi

nya akan meningkat sekitar 1.600 kali, menghasilkan tenaga yang menyerupai bubuk mesiu

boiler merupakan peralatan yang harus dikelola dan dijaga dengan

sangat baik karena ada resiko terjadinya tekanan berlebih. Dalam siklus PLTU, posisi

macam boiler antara lain :

Mini)

Bed (CFB)

Bed Combustion (AFBC) Boiler

Heat Recovery Steam Generator/HRSG)

Gambar 1.4 Fire Tube Boiler

4

suhu dan tekanan tertentu

adalah media yang efektif

dan murah untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Jika air dididihkan sampai menjadi steam,

lkan tenaga yang menyerupai bubuk mesiu

a dan dijaga dengan

sangat baik karena ada resiko terjadinya tekanan berlebih. Dalam siklus PLTU, posisi boiler

Boiler

Pada fire tube boiler, gas panas melewati pipa

untuk dirubah menjadi steam. Fire Tube boiler

relatif kecil dengan tekanan steam

kompetitif untuk kecepatan steam sampai 12.000 kg/jam dengan tekanan sampai 18 kg/cm

Tube boilers dapat menggunakan bahan bakar minyak bakar, gas atau bahan bakar padat dalam

operasinya. Untuk alasan ekonomis, sebagian besar

boiler (dirakit oleh pabrik) untuk semua bahan bakar.

1.3.2. Water Tube Boiler

Gambar 1.5

Pada water tube boiler, air umpan

Air yang tersirkulasi dipanaskan oleh gas pembakar membentuk

drum. Boiler ini dipilih jika kebutuhan

boiler untuk pembangkit tenaga. Water

steam antara 4.500 – 12.000 kg/jam, dengan tekanan sangat tinggi. Banyak

, gas panas melewati pipa-pipa dan air umpan boiler ada didalam

Fire Tube boilers biasanya digunakan untuk kapasitas

steam rendah sampai sedang. Sebagai pedoman, f

sampai 12.000 kg/jam dengan tekanan sampai 18 kg/cm

unakan bahan bakar minyak bakar, gas atau bahan bakar padat dalam

operasinya. Untuk alasan ekonomis, sebagian besar fire tube boilers dikonstruksi sebagai “paket”

(dirakit oleh pabrik) untuk semua bahan bakar.

Gambar 1.5 Diagram Sederhana Water Tube Boiler

, air umpan boiler mengalir melalui pipa-pipa masuk ke

Air yang tersirkulasi dipanaskan oleh gas pembakar membentuk steam pada daerah uap dalam

ini dipilih jika kebutuhan steam dan tekanan steam sangat tinggi seperti pada kasus

Water tube boiler yang sangat modern dirancang dengan kapasitas

12.000 kg/jam, dengan tekanan sangat tinggi. Banyak water t

5

ada didalam shell

s biasanya digunakan untuk kapasitas steam yang

fire tube boilers

sampai 12.000 kg/jam dengan tekanan sampai 18 kg/cm2. Fire

unakan bahan bakar minyak bakar, gas atau bahan bakar padat dalam

s dikonstruksi sebagai “paket”

pipa masuk ke dalam drum.

pada daerah uap dalam

sangat tinggi seperti pada kasus

yang sangat modern dirancang dengan kapasitas

tube boilers yang

Boiler

dikonstruksi secara paket jika digunakan bahan bakar minyak bakar dan gas. Untuk

menggunakan bahan bakar padat, tidak umum dirancang secara paket. Karakteristik

boilers sebagai berikut:

� Forced, induced dan balanced draught

� Kurang toleran terhadap kualitas air yang dihasilkan dari

� Memungkinkan untuk tingkat efisiensi panas yang lebih tinggi.

1.3.3. Package Boiler (Boiler Mini)

Gambar 1.6

Disebut boiler paket sebab sudah tersedia sebagai paket yang lengkap. Pada saat dikirim ke

pabrik, hanya memerlukan pipa steam

dapat beroperasi. Package boiler biasanya merupakan tip

tube dengan transfer panas baik radiasi maupun konveksi yang tinggi. Ciri

adalah :

� Kecilnya ruang pembakaran dan tingginya panas yang dilepas menghasilkan penguapan

yang lebih cepat.

� Banyaknya jumlah pipa yang berdiameter kecil membuatnya memiliki perpindahan panas

konvektif yang baik.

dikonstruksi secara paket jika digunakan bahan bakar minyak bakar dan gas. Untuk

menggunakan bahan bakar padat, tidak umum dirancang secara paket. Karakteristik

balanced draught membantu untuk meningkatkan efisiensi pembakaran

Kurang toleran terhadap kualitas air yang dihasilkan dari plant pengolahan air.

Memungkinkan untuk tingkat efisiensi panas yang lebih tinggi.

ini)

Gambar 1.6 Paket Boiler 3 Pass, Bahan Bakar Minyak

paket sebab sudah tersedia sebagai paket yang lengkap. Pada saat dikirim ke

steam, pipa air, suplai bahan bakar dan sambungan listrik untuk

biasanya merupakan tipe shell and tube dengan rancangan

dengan transfer panas baik radiasi maupun konveksi yang tinggi. Ciri-ciri dari

Kecilnya ruang pembakaran dan tingginya panas yang dilepas menghasilkan penguapan

a jumlah pipa yang berdiameter kecil membuatnya memiliki perpindahan panas

6

dikonstruksi secara paket jika digunakan bahan bakar minyak bakar dan gas. Untuk water tube yang

menggunakan bahan bakar padat, tidak umum dirancang secara paket. Karakteristik water tube

efisiensi pembakaran.

pengolahan air.

akar Minyak

paket sebab sudah tersedia sebagai paket yang lengkap. Pada saat dikirim ke

, pipa air, suplai bahan bakar dan sambungan listrik untuk

dengan rancangan fire

ciri dari package boilers

Kecilnya ruang pembakaran dan tingginya panas yang dilepas menghasilkan penguapan

a jumlah pipa yang berdiameter kecil membuatnya memiliki perpindahan panas

Boiler

� Sistim forced atau induced dr

� Sejumlah lintasan/pass menghasilkan perpindahan panas keseluruhan yang lebih

� Tingkat efisiensi thermisnya lebih tinggi dibandingkan dengan

Boiler tersebut dikelompokk

pembakaran melintasi boiler. Ruang pembakaran ditempatkan sebagai lintasan pertama setelah itu

kemudian satu, dua, atau tiga set pipa api.

pass/ lintasan dengan dua set fire-tube

Dilingkungan PJB/PLN, boiler tipe ini hampir selalu ada di unit PLTU, yang dipergunakan sebagai

penghasil steam untuk tujuan start-up

1.3.4. Circulated Fluidized Bed (CFB

induced draught menghasilkan efisiensi pembakaran yang baik.

menghasilkan perpindahan panas keseluruhan yang lebih

ingkat efisiensi thermisnya lebih tinggi dibandingkan dengan boiler lainnya.

tersebut dikelompokkan berdasarkan jumlah pass nya. Yaitu berapa kali gas

. Ruang pembakaran ditempatkan sebagai lintasan pertama setelah itu

kemudian satu, dua, atau tiga set pipa api. Boiler yang paling umum dalam kelas ini adalah unit tiga

tube/pipa api dan gas buangnya keluar dari belakang

tipe ini hampir selalu ada di unit PLTU, yang dipergunakan sebagai

up PLTU utama dan juga untuk uap ke desalination plant

CFB)

Gambar 1.7 Circulated Fluidized Bed

7

menghasilkan efisiensi pembakaran yang baik.

menghasilkan perpindahan panas keseluruhan yang lebih baik.

lainnya.

aitu berapa kali gas

. Ruang pembakaran ditempatkan sebagai lintasan pertama setelah itu

yang paling umum dalam kelas ini adalah unit tiga

pipa api dan gas buangnya keluar dari belakang boiler.

tipe ini hampir selalu ada di unit PLTU, yang dipergunakan sebagai

desalination plant.

Boiler

Pembakaran dengan circulated

memungkinkan dan memiliki kelebihan yang cukup berarti dibanding sistim pembakaran yang

konvensional dan memberikan banyak keuntungan. Yaitu

terhadap bahan bakar, efisiensi pembakaran yang tinggi dan berkurangnya emisi polutan yang

merugikan seperti SOx dan NOx. Bahan bakar yang dapat dibakar dalam

barang tolakan dari tempat pencucian pakaian,

fluidized bed memiliki kisaran kapasitas antara 0.5 T/jam sampai lebih dari 100 T/jam.

Bila udara atau gas yang terdistribusi secara merata dilewatkan ke

padat seperti pasir yang disangga oleh saringan halus, partikel tidak akan terganggu pada kecepatan

yang rendah. Begitu kecepatan udaranya berangsur

partikel tersuspensi dalam aliran udara

Dengan kenaikan kecepatan udara selanjutnya, terjadi pembentukan gelembung, turbulensi yang

kuat, pencampuran cepat dan pembentukan permukaan

menampilkan sifat cairan mendidih dan terlihat seperti fluida

fluidized bed”.

Pasir silica digunakan sebagai media pentransfer panas untuk mempertahankan ruang bakar.

Jika partikel pasir dalam keadaan terfluidisasikan dipanaskan hingga ke suhu nyala batubara, dan

batubara diinjeksikan secara terus menerus ke

mencapai suhu yang seragam. Pembakaran dengan

sekitar 840OC hingga 950OC. Karena suhu ini jauh berada dibawah suhu

abu dan permasalahan yang terkait didalamnya dapat dihindari.

Suhu pembakaran yang lebih rendah tercapai disebabkan tingginya koefisien

panas sebagai akibat pencampuran cepat dalam

bed melalui perpindahan panas pada pipa dan dinding

kecepatan fluidisasi minimum dan kecepatan masuk partikel.

stabil dan menghindari terbawanya partikel dalam jalur gas.

Sedangkan lime stone (batu kapur) CaCO

mereduksi SOx. sesuai dengan reaksi kimia :

CaCo3 + O

CaO + SO

CaSO3 + ½ O

circulated fluidized bed (CFB) muncul sebagai alternatif yang


n memberikan banyak keuntungan. Yaitu rancangan boiler yang kompak, fleksibel


. Bahan bakar yang dapat dibakar dalam boiler ini adalah batubara,

ucian pakaian, sekam padi & limbah pertanian lainnya.

memiliki kisaran kapasitas antara 0.5 T/jam sampai lebih dari 100 T/jam.

Bila udara atau gas yang terdistribusi secara merata dilewatkan ke atas melalui

sangga 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 – bed tersebut disebut “terfluidisasikan”.

gan kenaikan kecepatan udara selanjutnya, terjadi pembentukan gelembung, turbulensi yang

kuat, pencampuran cepat dan pembentukan permukaan bed yang rapat. Bed

ih dan terlihat seperti fluida “bed gelembung



batubara diinjeksikan secara terus menerus ke bed, batubara akan terbakar dengan cepat dan

mencapai suhu yang seragam. Pembakaran dengan fluidized bed (CFB) berlangsung pada suhu

C. Karena suhu ini jauh berada dibawah suhu fusi abu, maka pelelehan

abu dan permasalahan yang terkait didalamnya dapat dihindari.

Suhu pembakaran yang lebih rendah tercapai disebabkan tingginya koefisien

panas sebagai akibat pencampuran cepat dalam fluidized bed dan ekstraksi panas yang efektif dari

melalui perpindahan panas pada pipa dan dinding bed. Kecepatan gas dicapai diantara

kecepatan fluidisasi minimum dan kecepatan masuk partikel. Hal ini menjamin operasi

awanya partikel dalam jalur gas.

(batu kapur) CaCO3 ditambahkan pada boiler CFB dengan tujuan

. sesuai dengan reaksi kimia :

+ O2 � CaO + CO2

CaO + SO2 � CaSO3

+ ½ O2 �CaSO4 (Gypsum)

8

) muncul sebagai alternatif yang


yang kompak, fleksibel


ini adalah batubara,

& limbah pertanian lainnya. Boiler

memiliki kisaran kapasitas antara 0.5 T/jam sampai lebih dari 100 T/jam.

atas melalui bed partikel

sangga oleh saringan halus, partikel tidak akan terganggu pada kecepatan

angsur naik, terbentuklah suatu keadaan dimana

gan kenaikan kecepatan udara selanjutnya, terjadi pembentukan gelembung, turbulensi yang

Bed partikel padat

gelembung fluida/bubbling



, batubara akan terbakar dengan cepat dan bed

) berlangsung pada suhu

abu, maka pelelehan

Suhu pembakaran yang lebih rendah tercapai disebabkan tingginya koefisien perpindahan

dan ekstraksi panas yang efektif dari

. Kecepatan gas dicapai diantara

Hal ini menjamin operasi bed yang

ditambahkan pada boiler CFB dengan tujuan

Boiler

Emisi NOx juga diminimalisir dengan menggunakan anti NOx

dengan cara mengendalikan temperatur ruang bakar

terbentuk pada temperatur tinggi. Jadi kalau

tidak akan terbentuk.

Boiler CFB memiliki keunggulan sebagai berikut :

a. Mampu membakar batubara dengan kualitas yang beragam.

b. Mempunyai emisi NOx dan S

c. Tidak memerlukan FGD (Flue Gas Desulfurization

Namun demikian, boiler CFB mempunyai kekurangan sebagai berikut :

a. Erosi pada pipa boiler, karena abrasi dari butiran abu atau butiran batubara.

b. Memerlukan pasir silica dan CaCO

c. Pengoperasian lebih rumit dibandingkan dengan

PLN memiliki 2 PLTU tipe CFB, yaitu :

1. PLTU Tarahan, Sumatera Selatan. Menghasilkan daya sebesar 2 x 100 MW yang dibangun

pada tahun 2007.

2. PLTU Labuhan Angin, Sumatera Utara. Menghasilkan daya

dibangun pada tahun 2009.

1.3.5. Atmospheric Fluidized Bed

Emisi NOx juga diminimalisir dengan menggunakan anti NOx combustion system

dengan cara mengendalikan temperatur ruang bakar boiler relatif rendah. NOx hanya akan

terbentuk pada temperatur tinggi. Jadi kalau temperatur ruang bakar bisa dibuat rendah, maka NOx

CFB memiliki keunggulan sebagai berikut :

Mampu membakar batubara dengan kualitas yang beragam.

dan SOx yang rendah dibandingkan dengan pulverized

Flue Gas Desulfurization)

CFB mempunyai kekurangan sebagai berikut :

, karena abrasi dari butiran abu atau butiran batubara.

Memerlukan pasir silica dan CaCO3 untuk operasional.

Pengoperasian lebih rumit dibandingkan dengan pulverized boiler.

, yaitu :

PLTU Tarahan, Sumatera Selatan. Menghasilkan daya sebesar 2 x 100 MW yang dibangun

PLTU Labuhan Angin, Sumatera Utara. Menghasilkan daya sebesar 2 x 125 MW yang

Combustion (AFBC) Boiler

9

combustion system yaitu

relatif rendah. NOx hanya akan

temperatur ruang bakar bisa dibuat rendah, maka NOx

ulverized coal.

PLTU Tarahan, Sumatera Selatan. Menghasilkan daya sebesar 2 x 100 MW yang dibangun

sebesar 2 x 125 MW yang

Boiler

Gambar 1.8

AFBC hanya berupa shell boiler

bed combustor. Sistim seperti telah dipasang digabungkan dengan

konvensional.

Batubara dihancurkan menjadi ukuran 1

jenis pengumpan udara ke ruang pembakaran. Udara atmosfir, y

fluidisasi dan pembakaran, dimasukkan dengan tekanan, setelah diberi pemanasan awal oleh gas

buang bahan bakar. Pipa dalam

evaporator. Produk gas hasil pembakaran melewati bagian

economizer, ke pengumpul debu dan pemanas awal udara sebelum dibuang ke atmosfir.

1.3.6. Stoker Fired Boilers

Stokers diklasifikasikan menurut metode pengumpanan bahan bakar k

nya. Klasifikasi utamanya adalah spreader

a. Spreader Stokers

Gambar 1.8 Prinsip Kerja AFBC Boiler

oiler konvensional biasa yang ditambah dengan sebuah

combustor. Sistim seperti telah dipasang digabungkan dengan water tube boiler

Batubara dihancurkan menjadi ukuran 1 – 10 mm tergantung pada tingkatan batubara dan

jenis pengumpan udara ke ruang pembakaran. Udara atmosfir, yang bertindak sebagai udara


buang bahan bakar. Pipa dalam bed yang membawa air pada umumnya bertindak sebagai

. Produk gas hasil pembakaran melewati bagian superheater dari boiler

, ke pengumpul debu dan pemanas awal udara sebelum dibuang ke atmosfir.

s diklasifikasikan menurut metode pengumpanan bahan bakar ke tungku dan oleh jenis

spreader Stoker dan chain-gate atau traveling-gate

Gambar 1.9 Spreader Stokers boiler

10

konvensional biasa yang ditambah dengan sebuah fluidized

ube boiler/boiler pipa air

10 mm tergantung pada tingkatan batubara dan

ang bertindak sebagai udara


yang membawa air pada umumnya bertindak sebagai

lalu mengalir ke

, ke pengumpul debu dan pemanas awal udara sebelum dibuang ke atmosfir.

e tungku dan oleh jenis grate

gate Stoker.

Boiler

Spreader Stokers memanfaatkan

Batubara diumpankan secara kontinyu ke tungku diatas

yang halus dibakar dalam suspensi; partikel yang lebih

batubara ini akan dibakar dalam

pembakaran ini memberikan fleksibilitas yang

penyalaan hampir terjadi secara cepat bila laju

spreader Stoker lebih disukai dibanding jenis

industri.

b. Chain-Grate atau Traveling-Grate

Gambar 1.10

Batubara diumpankan ke ujung

sepanjang tungku, batubara terbakar sebelum jatuh pada ujung sebagai abu. Diperlukan tingkat

keterampilan tertentu, terutama bila menyetel

pembakaran yang bersih serta menghasilkan seminimal mungkin jumlah karbon yang tidak

terbakar dalam abu. Hopper umpan batubara memanjang di sepanjang seluruh ujung umpan

batubara pada tungku. Sebuah

s memanfaatkan kombinasi pembakaran suspensi dan pembakaran

kontinyu ke tungku diatas bed pembakaran batubara. Batubara

suspensi; partikel yang lebih besar akan jatuh ke

dibakar dalam bed batubara yang tipis dan pembakaran

memberikan fleksibilitas yang baik terhadap fluktuasi beban,

terjadi secara cepat bila laju pembakaran meningkat. Karena

disukai dibanding jenis stoker lainnya dalam berbagai penerapan di

Grate Stoker

Gambar 1.10 Traveling-grate Stoker boiler

Batubara diumpankan ke ujung grate baja yang bergerak. Ketika


keterampilan tertentu, terutama bila menyetel grate, damper udara dan baffles, untuk menjamin


umpan batubara memanjang di sepanjang seluruh ujung umpan

batubara pada tungku. Sebuah grate batubara digunakan untuk mengendal

11

dan pembakaran grate.

pembakaran batubara. Batubara

besar akan jatuh ke grate, dimana

yang tipis dan pembakaran cepat. Metode

baik terhadap fluktuasi beban, dikarenakan

pembakaran meningkat. Karena hal ini,

lainnya dalam berbagai penerapan di

baja yang bergerak. Ketika grate bergerak


, untuk menjamin


umpan batubara memanjang di sepanjang seluruh ujung umpan

batubara digunakan untuk mengendalikan kecepatan

Boiler

batubara yang diumpankan ke tungku dengan mengendalikan ketebalan

Ukuran batubara harus seragam sebab bongkahan yang besar tidak akan terbakar sempurna

pada waktu mencapai ujung grate

1.3.7. Pulverize Fuel Boiler

Kebanyakan boiler stasiun pembangkit tenaga yang berbahan bakar 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 (µ

kurang dari 2 persen dan yang berukuran dibawah 75 microns sebesar 70

diperhatikan bahwa bubuk yang terlalu halus akan memboroskan energi penggilinga

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

sekunder dan tersier dapat juga ditambahkan. Pembakaran berlangsung pada suhu dari 1300

°C, tergantung pada kualitas batubara. Waktu tinggal partikel dalam

detik, dan partikel harus cukup kecil untuk pembakaran yang sempurna.

Sistim ini memiliki banyak keuntungan seperti kemampuan membakar berbagai kualitas

batubara, respon yang cepat terhadap perubahan beban muatan, penggunaan suhu udara pemanas

awal yang tinggi dll. Pada pulverize

yaitu :

1. Tangential Burner

2. Front and Rear Burner

batubara yang diumpankan ke tungku dengan mengendalikan ketebalan bed


grate.

stasiun pembangkit tenaga yang berbahan bakar batubara menggunakan

pipa air di industri yang lebih besar juga menggunakan batubara



minous, batubara digiling sampai menjadi bubuk halus, yang berukuran +300 micrometer (µ

kurang dari 2 persen dan yang berukuran dibawah 75 microns sebesar 70-75 persen. Harus

diperhatikan bahwa bubuk yang terlalu halus akan memboroskan energi penggilinga



sebagian udara pembakaran masuk menuju plant boiler melalui serangkaian nozzle

sekunder dan tersier dapat juga ditambahkan. Pembakaran berlangsung pada suhu dari 1300

°C, tergantung pada kualitas batubara. Waktu tinggal partikel dalam boiler biasanya 2 hingga 5

p kecil untuk pembakaran yang sempurna.



ulverize boiler, sistem pembakaran dapat dilakukan dengan dua cara,

12

bed bahan bakar.


stasiun pembangkit tenaga yang berbahan bakar batubara menggunakan

pipa air di industri yang lebih besar juga menggunakan batubara



minous, batubara digiling sampai menjadi bubuk halus, yang berukuran +300 micrometer (µm)

75 persen. Harus

diperhatikan bahwa bubuk yang terlalu halus akan memboroskan energi penggilingan. Sebaliknya,



zzle burner. Udara

sekunder dan tersier dapat juga ditambahkan. Pembakaran berlangsung pada suhu dari 1300-1700

biasanya 2 hingga 5



ran dapat dilakukan dengan dua cara,

Boiler

a. Tangential Burner

Gambar 1.11

Gambar 1.12

Burner

Burner

Gambar 1.11 Pembakaran Tangensial Pada Pulverized Boiler

Gambar 1.12 Bagian-Bagian Pada Burner

Pola pembakaran api membentuk suatu pusaran berputar

(tangensial)

Burner

Burner

13

Boiler

Pola pembakaran api membentuk suatu pusaran berputar

(tangensial)

Boiler

Pembakaran tangensial adalah pembakaran yang menggunakan empat buah titik

pembakaran dari masing-masing sudut

pada masing-masing sudut memiliki titik pembakaran atau

air merupakan saluran pembawa udara pembakaran.

batubara yang dibawa oleh PA

tangential memiliki kelebihan mampu membakar secara cepat, pembakaran lebih sempurna

kaena api yang memusat sehingga efektifitas pembakarannya bagus. Namun memiliki

kekurangan yaitu setting sudut pembakaran yang sulit. Apabila

dapat membentuk konsentris.

b. Front and Rear Burner

Front and rear burner

berhadapan. Dibandingkan tipe tangensial, jenis ini lebih mudah dalam hal

kata lain toleransi sudut pembakarannya lebih besar. Selain itu, lebih mudah di

Namun dari segi kualitas pembakaran, masih dibawah


masing sudut untuk menciptakan bola api pada pusat furnace

masing sudut memiliki titik pembakaran atau burner yang bertingkat.

merupakan saluran pembawa udara pembakaran. Coal nozzle adalah saluran pembawa

batubara yang dibawa oleh PA fan (primary air fan) dari Pulverizer/coal mil



sudut pembakaran yang sulit. Apabila setting tidak tepat, maka tidak

Front and rear burner adalah boiler yang menggunakan 2 sisi pembakaran

Dibandingkan tipe tangensial, jenis ini lebih mudah dalam hal setting

kata lain toleransi sudut pembakarannya lebih besar. Selain itu, lebih mudah di

Namun dari segi kualitas pembakaran, masih dibawah tangential burner.

14


furnace. Dimana

yang bertingkat. Secondary

adalah saluran pembawa

coal mill. Pembakaran



epat, maka tidak

pembakaran yang

setting atau dengan

kata lain toleransi sudut pembakarannya lebih besar. Selain itu, lebih mudah dimaintenance.

Boiler

1.3.8. Boiler Limbah Panas HRSG (

Dimanapun tersedia limbah panas pada suhu sedang atau tinggi,

dipasang secara ekonomis. Jika kebutuhan

gas buang panas, dapat digunakan burner tambahan yang menggunak

tidak langsung dapat digunakan, steam

generator turbin uap. Hal ini banyak digunakan dalam pemanfaatan kembali panas dari gas buang

dari turbin gas dan mesin diesel.

HRSG ini banyak digunakan di PLTGU (Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap) yang

memanfaatkan panas dari sisa gas buang

menggunakan PLTGU antara lain PLTGU Gresik, Muarakarang dan Muaratawar.

Gambar 1.14

Gambar 1.13 Front and Rear Burner

HRSG (Heat Recovery Steam Generator)

Dimanapun tersedia limbah panas pada suhu sedang atau tinggi, boiler limbah panas dapat

dipasang secara ekonomis. Jika kebutuhan steam lebih dari steam yang dihasilkan menggunakan

gas buang panas, dapat digunakan burner tambahan yang menggunakan bahan bakar. Jika

steam dapat dipakai untuk memproduksi daya listrik menggunakan

turbin uap. Hal ini banyak digunakan dalam pemanfaatan kembali panas dari gas buang


memanfaatkan panas dari sisa gas buang gas turbine. Beberapa pembangkit PLN yang

menggunakan PLTGU antara lain PLTGU Gresik, Muarakarang dan Muaratawar.

Gambar 1.14 Sistem Kerja Boiler Limbah Panas

15

limbah panas dapat

yang dihasilkan menggunakan

an bahan bakar. Jika steam

dapat dipakai untuk memproduksi daya listrik menggunakan

turbin uap. Hal ini banyak digunakan dalam pemanfaatan kembali panas dari gas buang


Beberapa pembangkit PLN yang

Boiler

BAGIAN

Gambar 2.1

Secara umum, sistem pada Boiler dapat dibedakan menjadi

• Sistem air umpan dan uap (water

Water system menyediakan air

Berbagai valve disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan.

mengumpulkan dan mengontrol produksi

pemipaan ke titik pengguna. Pada keseluru

valve dan dipantau dengan alat pemantau tekanan.

• Sistem udara dan gas (air and

Air and gas system menyediakan udara sebagai suplai untuk pembakaran serta membuang

hasil pembakaran.

• Sistem bahan bakar pembakaran (

BAB II

BAGIAN-BAGIAN UTAMA BOILER

Gambar 2.1 Layout Unit PLTU

dapat dibedakan menjadi :

water and steam system)

air untuk Boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhan

disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan.

mengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler. Steam dialirkan melalui sistem

pemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanan steam diatur menggunakan

dan dipantau dengan alat pemantau tekanan.

and gas system)

menyediakan udara sebagai suplai untuk pembakaran serta membuang

bakar pembakaran (fuel and firing system)

16

secara otomatis sesuai dengan kebutuhan steam.

disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan. Steam system

dialirkan melalui sistem

diatur menggunakan

menyediakan udara sebagai suplai untuk pembakaran serta membuang gas

Boiler

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.

Bagian-bagian pada Boiler diperlihatkan dalam gambar berikut ini :

Gambar 2.2



bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan pada sistem.

diperlihatkan dalam gambar berikut ini :

Gambar 2.2 Bagian-Bagian Boiler

17



Boiler

Gambar 2.3

Gambar 2.3 Piping System Boiler

18

Boiler

2.1. WATER & STEAM SYSTEM

2.1.1. Steam Drum

Steam drum adalah suatu alat yang digunakan untuk menampung

economizer untuk dipanaskan dengan metode siklus

adanya perbedaan berat jenis (sirkulasi alamiah)

turun dan air yang temperaturnya tinggi akan naik ke

dipisahkan antara uap dan airnya pada peralatan

STEAM SYSTEM

Gambar 2.4 Steam Drum

dalah suatu alat yang digunakan untuk menampung air yang berasal dari

untuk dipanaskan dengan metode siklus air natural yakni air akan bersirkulasi akibat

(sirkulasi alamiah) dimana air yang temperaturnya lebih rendah akan

yang temperaturnya tinggi akan naik ke drum sambil melepaskan uapnya untuk

nya pada peralatan separator dan dryer.

19

yang berasal dari

akan bersirkulasi akibat

yang temperaturnya lebih rendah akan

an uapnya untuk

Boiler

Gambar 2.5

Bagian-bagian dari steam drum adalah sebagai berikut :

a. Feed Inlet Water

Feed inlet water berfungsi sebagai saluran untuk memasukkan

Setiap saluran air pengisi dihubungkan ke suatu pipa pembagi di bagian dalam

mempunyai sederetan lubang

mendistribusikan air pengisi mera

b. Riser Tubes

Riser tubes merupakan saluran untuk memasukkan

wall tube. Terdapat banyak saluran masuk merata sepanjang

c. Baffle Plates

Baffle plates berfungsi untuk memadu campuran

separator. Pada saat yang sama, ia menahan

disebabkan oleh gelembung

RISER TUBES

PRIMARYY SEPARATOR

SECONDARY SEPARATOR

BAFFLE PLATES

PRIMARY

SEPARATOR

Gambar 2.5 Bagian-Bagian Steam Drum

adalah sebagai berikut :

berfungsi sebagai saluran untuk memasukkan air dari

pengisi dihubungkan ke suatu pipa pembagi di bagian dalam

mempunyai sederetan lubang-lubang kecil sepanjang drum, sehingga dapat

pengisi merata sepanjang Drum.

merupakan saluran untuk memasukkan water and steam yang berasal dari

. Terdapat banyak saluran masuk merata sepanjang drum.

erfungsi untuk memadu campuran air dan uap dari pipa

. Pada saat yang sama, ia menahan air dalam drum agar bebas dari gangguan yang

disebabkan oleh gelembung-gelembung uap.

DRYER

STEAM OUTLETFEED WATER

INLET

DOWNCOMER

PRIMARYY SEPARATORPRIMARY

SEPARATOR

20

dari economizer.

pengisi dihubungkan ke suatu pipa pembagi di bagian dalam drum yang

, sehingga dapat

yang berasal dari

dan uap dari pipa-pipa riser ke

bebas dari gangguan yang

FEED WATER INLET

Boiler

d. Primary and Secondary Separator

Laju penguapan persatuan luas permukaan

hanya dilakukan dengan pemisahan secara gravitasi. Oleh karena itu, digunakan

jenis cyclone untuk memenuhi 2 tujuan, yaitu :

• Memasok uap yang bebas

• Memasok air bebas uap ke pipa

Gambar 2.6

Separator jenis cyclone

separator ditunjukkan dalam gambar 2.5.

genangan air dalam drum, sedang uap

bagian atas drum di atas permukaan

kerapatan relatif dari uap dan

campuran melalui separator

Pada tekanan yang lebih rendah, pemisahan

perbedaan kerapatan yang besar. Gaya yang diperlukan untuk melepaskan ikatan vertik

air dari uap perlu dihubungkan dengan ti

Pada ketel uap sirkulasi alamiah, perbedaan tekanan (

perbedaan kerapatan dari fluida yang disirkulasikan dalam sirkuit pipa

Separator

Laju penguapan persatuan luas permukaan air dalam drum saat ini terlalu berat kalau

hanya dilakukan dengan pemisahan secara gravitasi. Oleh karena itu, digunakan

untuk memenuhi 2 tujuan, yaitu :

Memasok uap yang bebas air untuk superheater

bebas uap ke pipa downcomer

Gambar 2.6 Cyclone Separator

cyclone mungkin mempunyai sumbu horizontal atau vertical

ditunjukkan dalam gambar 2.5. Air dilempar keluar dan dikembalikan ke dalam

, sedang uap air diambil dari ujung separator dan dibebaskan ke

di atas permukaan air. Keefektifan dari separator

kerapatan relatif dari uap dan air, penurunan tekanan yang tersedia untuk mendorong

separator, jumlah relatif air dalam campuran dan jumlah total campuran.

Pada tekanan yang lebih rendah, pemisahan air dari uap relatif lebih sederhana karena

perbedaan kerapatan yang besar. Gaya yang diperlukan untuk melepaskan ikatan vertik

dari uap perlu dihubungkan dengan tinggi sirkulasi (Circulating head) yang tersedia.

Pada ketel uap sirkulasi alamiah, perbedaan tekanan (head) yang tersedia diciptakan oleh

perbedaan kerapatan dari fluida yang disirkulasikan dalam sirkuit pipa downcomer

21

saat ini terlalu berat kalau

hanya dilakukan dengan pemisahan secara gravitasi. Oleh karena itu, digunakan separator

vertical. Vertical

dilempar keluar dan dikembalikan ke dalam

dan dibebaskan ke

tergantung pada

, penurunan tekanan yang tersedia untuk mendorong

dalam campuran dan jumlah total campuran.

dari uap relatif lebih sederhana karena

perbedaan kerapatan yang besar. Gaya yang diperlukan untuk melepaskan ikatan vertikal

) yang tersedia.

) yang tersedia diciptakan oleh

downcomer dan pipa

Boiler

riser. Dengan ketel uap sirk

oleh pompa sirkulasi.

e. Dryer

Dryer (pengering) digunakan sebagai pemisah tingkat kedua untuk membebaskan

hampir semua air dari uap sebelum dialirkan ke

Suatu pengering terdiri dari

berapatan, dengan uap mengalir antara lempengan membuat satu atau lebih perubahan arah

yang tejam dan melempar partikel

lempengan tersebut.

Air turun di atas lempengan ke sisi bawah pengering dan dikembalikan ke

Kecepatan dari uap pada pengering tidak boleh terlalu tinggi atau akan terjadi resiko

masuknya kembali air yang telah melekat pada lempengan dan pengering akan melebihi

beban. Tipikal kecepatannya kira

kg/cm2 tekanan drum.

2.1.2. Superheater

Superheater adalah suatu alat yang digunakan untu

jenuh) sampai dihasilkan uap yang benar

dibuatkannya uap kering adalah supaya sudu

FLUE GAS IN

Primary Superheater

. Dengan ketel uap sirkulasi bantu, perbedaan tekanan (head) yang tersedia ditentukan

(pengering) digunakan sebagai pemisah tingkat kedua untuk membebaskan

dari uap sebelum dialirkan ke superheater.

Suatu pengering terdiri dari lempengan baja berbentuk V atau W yang dijajar secara


yang tejam dan melempar partikel air yang lebih berat untuk kontak dengan lempengan

turun di atas lempengan ke sisi bawah pengering dan dikembalikan ke


yang telah melekat pada lempengan dan pengering akan melebihi

ipikal kecepatannya kira-kira 0,105 m/s pada 170 kg/cm2 dan 0,20 m/s pada 62

Gambar 2.7 Superheater

dalah suatu alat yang digunakan untuk memanaskan lanjut uap

uap yang benar – benar kering (steam super heat). Adapun maksud dari

dibuatkannya uap kering adalah supaya sudu – sudu turbin tidak terkikis oleh butiran

FLUE

GAS OUT

heater

Secondary Super

Desuperheater (Spray Attemperator)

22

) yang tersedia ditentukan

(pengering) digunakan sebagai pemisah tingkat kedua untuk membebaskan

lempengan baja berbentuk V atau W yang dijajar secara


yang lebih berat untuk kontak dengan lempengan-

turun di atas lempengan ke sisi bawah pengering dan dikembalikan ke air ketel.


yang telah melekat pada lempengan dan pengering akan melebihi

dan 0,20 m/s pada 62

k memanaskan lanjut uap saturated (uap

). Adapun maksud dari

eh butiran – butiran air

Superheater

Boiler

(sudu turbin rusak). Bentuk dari super

pemanas uap lanjut (steam superheater

superheater dan final superheater

temperatur keluarannya dengan menggu

berasal dari BFP (Boiler Feed Pump

gambar 2.7. Superheater dapat dibedakan menjadi 2 sesuai dengan posisi pada

posisi tersebut akan menentukan tingkat temperatur.

Gambar 2.8

a. Superheater Tipe Platen

Gambar 2.9

STEAM

DRUM

PrimarySuper

Desuper(Spray Attemperator)BFP

Desuper(Spray Attemperator)

BFP

superheater ditunjukkan pada gambar 2.6. Pada umumn

heater) ini dibuat bertingkat yakni Primary superheater

heater adalah dengan maksud untuk memudahkan pengontrolan

temperatur keluarannya dengan menggunakan cara dispray dengan air (Desuper

Pump). Adapun sirkit pemanasan pada superheater

apat dibedakan menjadi 2 sesuai dengan posisi pada furnace

posisi tersebut akan menentukan tingkat temperatur.

Gambar 2.8 Sirkit Superheater

Gambar 2.9 Superheater Platen

FURN

ACE

HP TURBIN

Primary Superheater

Secondary Superheater



23

Pada umumnya susunan

heater, Secondary

an maksud untuk memudahkan pengontrolan

superheater) yang

heater seperti pada

furnace. Dimana

HP TURBIN

Boiler

Superheater ini terdiri dari sejumlah pipa

yang lain sehingga terjadi kontak singgung untuk membentuk “platen” bagian rata. Platen

platen ini digantung pada bagian atas ruang bakar dengan permukaan paralel terhadap aliran

dan jarak elemen-elemen yang berkesebelahan paling sedikit selebar 610 mm. timbul resiko

pengendapan (deposit) kerak (deposited) pada pipa, tetapi dengan jarak 610 mm, tidak mungkin

endapan tersebut akan menghubungkan celah antara deretan elemen.

Superheater tipe platen memanfaatkan komponen panas radiasi

tersebut meninggalkan daerah ruang bakar masuk ke daerah konveksi. Bagaimanapun harus

terjadi pembakaran yang sempurna sebelum bas masuk

lain tidak boleh ada penyalaan api pada titik ini.

energi panas radiasi yang masih cukup tinggi meskipun pancaran (emissivity) sebagian besar

jenis ini tidak bercahaya (non-luminous).

Hal ini merupakan alasan untuk sua

tipis lapisan gas antara elemen makin rendah pancaran (radiasi). Aliran uap yang melalui platen

adalah parallel terhadap aliran gas. Atau dengan kata lain, pipa

yang paling panas dipasok dengan uap paling dingin. Hal ini membantu untuk menjaga

temperature logam pipa turun ke tingkat yang dapat diterima dengan memberikan pengaruh

pendinginan secara maksimum.

b. Superheater Konveksi

Gambar 2.10

ini terdiri dari sejumlah pipa-pipa tersusun rapat yang dilas satu terhadap

yang lain sehingga terjadi kontak singgung untuk membentuk “platen” bagian rata. Platen

platen ini digantung pada bagian atas ruang bakar dengan permukaan paralel terhadap aliran

elemen yang berkesebelahan paling sedikit selebar 610 mm. timbul resiko


endapan tersebut akan menghubungkan celah antara deretan elemen.

tipe platen memanfaatkan komponen panas radiasi gas asap sebelum


terjadi pembakaran yang sempurna sebelum bas masuk superheater platen, atau dengan kata

tidak boleh ada penyalaan api pada titik ini. Gas asap tersebut mempunyai perimbangan


luminous).

Hal ini merupakan alasan untuk suatu jarak-bagi elemen yang lebar mengingat makin

antara elemen makin rendah pancaran (radiasi). Aliran uap yang melalui platen

adalah parallel terhadap aliran gas. Atau dengan kata lain, pipa-pipa yang menghadap ke

pasok dengan uap paling dingin. Hal ini membantu untuk menjaga


Gambar 2.10 Superheater Konveksi

24

pipa tersusun rapat yang dilas satu terhadap

yang lain sehingga terjadi kontak singgung untuk membentuk “platen” bagian rata. Platen-

platen ini digantung pada bagian atas ruang bakar dengan permukaan paralel terhadap aliran gas

elemen yang berkesebelahan paling sedikit selebar 610 mm. timbul resiko


asap sebelum gas


platen, atau dengan kata

asap tersebut mempunyai perimbangan


bagi elemen yang lebar mengingat makin

antara elemen makin rendah pancaran (radiasi). Aliran uap yang melalui platen

pipa yang menghadap ke gas

pasok dengan uap paling dingin. Hal ini membantu untuk menjaga


Boiler

Superheater ini diletakkan dalam lautan

biasanya dibagi menjadi dua bagian,

Secondary/kedua (temperature lebih tinggi). Laju perpindahan panas dalam zona konveksi tidak

lagi secara luas diatur oleh pancaran (emissivity), tetapi tergantung pada :

� Temperature gas atau asap.

Temperature

yang terjadi antara uap panas dan uap dingin dengan logam pipa yang menjadi

perantara kedua fluida tersebut.

� Kecepatan gas

Kecepatan gas

bertambahnya aliran massa dan untuk memberikan perpindahan panas tipe

konveksi yang bagus,

permukaan pipa. Oleh karena itu, diperlukan suatu turbulensi tingkat tinggi dalam

zona konveksi. Harus ditekankan bahwa masih terdapat pancaran tidak bercahaya

untuk tujuan perppindahan panas. Tetapi, perimbangan berkurang begitu

mengalir melalui zona

keluar ruang bakar, tetapi dilindungi terhadap radiasi yang kuat dari zona

pembakaran oleh hidung dinding

(tergantung). Superheat tipe pendant memp

menjadi lebih nyata pada ketel uap yang lebih besar. Penopangnya secara mudah

disusun diluar aliran gas, biasanya dalam ruang mati di atas atap ketel uap.

Elemen-elemennya ditahan pada posisinya karena beratnya sendiri. Teta

tertentu ia bebas untuk berayun dan gerakan ini memberikan suatu derajat kemampuan untuk

membersihkan dirinya sendiri (gerakannya seringkali sangat nyata dalam

yang konstruksinya juga menggantung). Pada waktu yang lalu te

kemungkinan terjadinya kondensasi yang terjadi dalam

(stop), dalam kenyataan, jika hal ini terjadi hanya sedikit kesulitan yang dihadapi karena

mendidih secara cepat-cepat tanpa sisa saat

Kenyataanya, tidak ada masalah besar yang tejadi ; meskipun usai dilakukan tes hidrolis ketel

uap dimana semua elemen gantung penuh dengan

temperature pada keteluap bertamb

terhadap temperature metal. Super

ini diletakkan dalam lautan gas dan memanfaatkan panas konveksi. Ia

biasanya dibagi menjadi dua bagian, Primary/pertama (temperature yang lebih rendah), dan

/kedua (temperature lebih tinggi). Laju perpindahan panas dalam zona konveksi tidak

secara luas diatur oleh pancaran (emissivity), tetapi tergantung pada :

atau asap.

Temperature gas atau asap atau lebih tepatnya, derajat naik turun potensial


perantara kedua fluida tersebut.

gas adalah laju perpindahan panas bertambah dengan


konveksi yang bagus, gas harus secara nyata menumbuk pada, atau menentuy



untuk tujuan perppindahan panas. Tetapi, perimbangan berkurang begitu

mengalir melalui zona konveksi. Superheater kedua biasanya terletak dekat saluran


pembakaran oleh hidung dinding air. Bagian ini biasanya merupakan tipe pendant

(tergantung). Superheat tipe pendant mempunyai beberapa keuntungan dan



elemennya ditahan pada posisinya karena beratnya sendiri. Teta


membersihkan dirinya sendiri (gerakannya seringkali sangat nyata dalam super

yang konstruksinya juga menggantung). Pada waktu yang lalu terasa ada kesulitan terhadap

kemungkinan terjadinya kondensasi yang terjadi dalam superheater gantung selama shutdown

(stop), dalam kenyataan, jika hal ini terjadi hanya sedikit kesulitan yang dihadapi karena

cepat tanpa sisa saat pipa menjadi panas ketika pembakaran dimulai.


uap dimana semua elemen gantung penuh dengan air. Selama laju kenaikan tekanan dan

temperature pada keteluap bertambah secara normal, dan dilakukan observasi yang cermat

Superheater pertama diletakkan jauh di belakang zona konveksi,

25

dan memanfaatkan panas konveksi. Ia

/pertama (temperature yang lebih rendah), dan

/kedua (temperature lebih tinggi). Laju perpindahan panas dalam zona konveksi tidak

atau asap atau lebih tepatnya, derajat naik turun potensial


laju perpindahan panas bertambah dengan


harus secara nyata menumbuk pada, atau menentuy



untuk tujuan perppindahan panas. Tetapi, perimbangan berkurang begitu gas

kedua biasanya terletak dekat saluran


. Bagian ini biasanya merupakan tipe pendant

unyai beberapa keuntungan dan



elemennya ditahan pada posisinya karena beratnya sendiri. Tetapi pada keadaan


superheater platen

rasa ada kesulitan terhadap

gantung selama shutdown

(stop), dalam kenyataan, jika hal ini terjadi hanya sedikit kesulitan yang dihadapi karena air

pipa menjadi panas ketika pembakaran dimulai.


. Selama laju kenaikan tekanan dan

ah secara normal, dan dilakukan observasi yang cermat

pertama diletakkan jauh di belakang zona konveksi,

Boiler

sehingga ia dipasok oleh gas

diletakkan pada bagian laluan gas

digunakan superheater tipe selft draiming yang

terhadap pipa, maka memungkinkan terjadinya turbu

perpindahan panas yang maksimum. Penyangga elemen

persoalan yang berarti karena hanya berhadapan dengan temperature

berikut dari superheater yang kedua

dekat. Hal ini memberikan penukaran pemanasan yang lebih besar dalam suatu volume saluran

gas yang tersedia dan membantu mempertahankan kecepatan

pelan karena volume gas menjadi lebih kecil dengan turunnya temperature. Hal ini

dimungkinkan dilakukannya pengurangan ruangan yang progresif karena temperature dari abu

yang masuk turun dan konsekuensinya resiko untuk melekat pada pipa

sekali dibandingkan dengan yang terjadi dalam zona pendant.

Tingkat pertama dari super

flow) atau tidak ada persoalan metalurgis yang terjadi pada tingkat jalur ini, agar diperoleh

efisiensi perpindahan panas yang maksimum.

2.1.3. Reheater

Reheater adalah suatu alat ya

temperatur uap super heater setelah melakukan kerja memutar sudu turbin sisi tekanan tinggi

(turbin high pressure). Uap super heat yang bertekanan 166 Kg/cm² dan bertemperatur 535°c ini,

gas yang lebih dingin karena superheater pertama seringkali

gas dimana gas mengalir secara vertical ke bawah, maka sering

tipe selft draiming yang horizontal oleh karena gas mengalir tegak lurus

terhadap pipa, maka memungkinkan terjadinya turbulensi yang paling baik dan memberikan laju

perpindahan panas yang maksimum. Penyangga elemen-elemen horizontal tidak akan menjadi

persoalan yang berarti karena hanya berhadapan dengan temperature gas yang rendah. Tingkat

yang kedua dan pertama mempunyai elemen yang berjarak bagi lebih


yang tersedia dan membantu mempertahankan kecepatan gas asap, yang akan menjadi lebih

menjadi lebih kecil dengan turunnya temperature. Hal ini


yang masuk turun dan konsekuensinya resiko untuk melekat pada pipa-pipa menjadi berkurang

an dengan yang terjadi dalam zona pendant.

superheater biasanya adalah rancangan aliran berlawanan (counter


efisiensi perpindahan panas yang maksimum.

Gambar 2.11 Letak reheater

suatu alat yang digunakan untuk memanaskan (menaikan

setelah melakukan kerja memutar sudu turbin sisi tekanan tinggi

). Uap super heat yang bertekanan 166 Kg/cm² dan bertemperatur 535°c ini,

26

pertama seringkali

ke bawah, maka sering

mengalir tegak lurus

lensi yang paling baik dan memberikan laju

tidak akan menjadi

yang rendah. Tingkat

dan pertama mempunyai elemen yang berjarak bagi lebih


asap, yang akan menjadi lebih

menjadi lebih kecil dengan turunnya temperature. Hal ini


pipa menjadi berkurang

biasanya adalah rancangan aliran berlawanan (counter


digunakan untuk memanaskan (menaikan) kembali

setelah melakukan kerja memutar sudu turbin sisi tekanan tinggi

). Uap super heat yang bertekanan 166 Kg/cm² dan bertemperatur 535°c ini,

Boiler

setelah memutar sudu turbin HP maka tekanannya hanya tinggal 31 Kg/cm² dan temperaturnya

314°c. Uap bekas turbin HP tersebut telah kehilangan energi panasnya, untuk memperoleh energi

panasnya kembali maka dilakukan perlakuan re

kembali (temperatur : 536°c dan tekanan : 31 Kg/cm²) untuk memutar sudu turbin IP yang

kemudian diteruskan ke sudu turbin LP.

Rancangan reheater mengikuti prinsip dasar yang sama dengan yang diberikan pada

superheater. Bagian reheater dapat diletakkan di sembarang tempat dalam ketel tetap lokasi yang

tepat tergantung pada bagaimana perancang ketel uap menyusun keseimbangan perpindahan panas

secara keseluruhan. Tetapi harus diingat bahwa dibawah kondisi operasi normal sebuah re

menerima kondisi yang berat seperti

Selama proses penaikan tekanan, kondisi mungkin lebih kritis mengingat pasokan uap

pendingin untuk reheater ditentukan oleh beban turbin. Sedangkan untun

pendingin dapat diberikan dengan mengoperasikan

Karena pertimbangan seperti ini, re

segera setelah superheater kedua. Utnuk mencapai temperature uap keluar yang tinggi yang

dibutuhkan perancang turbin, aliran

Dalam beberapa rancangan ketel uap dengan ruang bakar kembar atau terpisah, re

diletakkan dalam satu ruang bakar, sedangkan

Gambar 2.12

rbin HP maka tekanannya hanya tinggal 31 Kg/cm² dan temperaturnya


panasnya kembali maka dilakukan perlakuan reheater sehingga uap tersebut memperoleh panasnya

temperatur : 536°c dan tekanan : 31 Kg/cm²) untuk memutar sudu turbin IP yang

kemudian diteruskan ke sudu turbin LP.

mengikuti prinsip dasar yang sama dengan yang diberikan pada

dapat diletakkan di sembarang tempat dalam ketel tetap lokasi yang


secara keseluruhan. Tetapi harus diingat bahwa dibawah kondisi operasi normal sebuah re

nerima kondisi yang berat seperti superheater.


ditentukan oleh beban turbin. Sedangkan untun superheater

ngan mengoperasikan drain (saluran buang).

Karena pertimbangan seperti ini, reheater kedua seringkali diletakkan dalam laluan

kedua. Utnuk mencapai temperature uap keluar yang tinggi yang

uap reheater harus benar-benar berlawanan arah (counter flow).

Dalam beberapa rancangan ketel uap dengan ruang bakar kembar atau terpisah, re

diletakkan dalam satu ruang bakar, sedangkan superheater kedua di ruang bakar yang lain.

Gambar 2.12 T-S Diagram Reheater

27

rbin HP maka tekanannya hanya tinggal 31 Kg/cm² dan temperaturnya


t memperoleh panasnya

temperatur : 536°c dan tekanan : 31 Kg/cm²) untuk memutar sudu turbin IP yang

mengikuti prinsip dasar yang sama dengan yang diberikan pada

dapat diletakkan di sembarang tempat dalam ketel tetap lokasi yang


secara keseluruhan. Tetapi harus diingat bahwa dibawah kondisi operasi normal sebuah reheater


heater, pasokan uap

kedua seringkali diletakkan dalam laluan gas

kedua. Utnuk mencapai temperature uap keluar yang tinggi yang

benar berlawanan arah (counter flow).

Dalam beberapa rancangan ketel uap dengan ruang bakar kembar atau terpisah, reheater kedua

kedua di ruang bakar yang lain.

Boiler

a) 1-2 Proses ekspansi steam turbin. Terjadi penurunan temperature dan tekanan.

b) 2-3 Proses reheater. Terjadi kenaikan temperatur dan entropy pada tekanan tetap. Steam

mengalami kenaikan temperature dan entropy yang didapatkan dari panas flue gas.

c) 3-4 Proses ekspansi steam turbine. Terjadi penurunan temperature dan tekanan. Fase steam

berubah menjadi uap basah.

d) 4-5 Proses kondensasi pada kondensor. Terjadi penurunan entropy pada temperature tetap.

Fase uap basah berubah menjadi saturated vapor (cai

e) 5-6 Proses pemompaan dengan condensate

tekanan. Semua saturated vapor berubah menjadi cair.

f) 6-1 Proses pemanasan pada furnace

downcomer, wall tube dan s

steam.

g) Kembali ke proses awal

Oleh karena itu, “ruang bakar panas lanjut” itu digunakan untuk menaikkan tekanan

sehingga mencegah persoalan temperature logam dari re

pertama biasanya diletakkan segera sebelum saluran

membuang air sendiri yang horizontal

2.1.4. Economizer

INLET WATER

OUTLET WATER

INLET GAS FLOW

Proses ekspansi steam turbin. Terjadi penurunan temperature dan tekanan.

. Terjadi kenaikan temperatur dan entropy pada tekanan tetap. Steam


Proses ekspansi steam turbine. Terjadi penurunan temperature dan tekanan. Fase steam

Proses kondensasi pada kondensor. Terjadi penurunan entropy pada temperature tetap.

Fase uap basah berubah menjadi saturated vapor (cair jenuh).

Proses pemompaan dengan condensate Pump. Terjadi kenaikan temperature dan

tekanan. Semua saturated vapor berubah menjadi cair.

Proses pemanasan pada furnace. Air dipanaskan secara bertahap mulai dari steam drum,

downcomer, wall tube dan superheater untuk mengubah fase cair menjadi superheated


sehingga mencegah persoalan temperature logam dari reheater secara keseluruhan. Re

pertama biasanya diletakkan segera sebelum saluran gas masuk economizer. Ia adalah tipe

horizontal, yang disusun untuk pemindah panas aliran counter flow.

Gambar 2.13 Econimizer

GAS

FIN

28

Proses ekspansi steam turbin. Terjadi penurunan temperature dan tekanan.

. Terjadi kenaikan temperatur dan entropy pada tekanan tetap. Steam


Proses ekspansi steam turbine. Terjadi penurunan temperature dan tekanan. Fase steam

Proses kondensasi pada kondensor. Terjadi penurunan entropy pada temperature tetap.

. Terjadi kenaikan temperature dan

. Air dipanaskan secara bertahap mulai dari steam drum,

untuk mengubah fase cair menjadi superheated


secara keseluruhan. Reheater

. Ia adalah tipe

, yang disusun untuk pemindah panas aliran counter flow.

OUTLET GAS FLOW

Boiler

Economizer adalah alat yang b

Pressure Heater.Pemanasan dilakukan dengan memanfaatkan panas dari flue

sisa dari pembakaran dalam furnace

temperatur jenuhnya untuk mencegah terjadinya boiling dalam

panas yang terjadi dalam Economizer

mempermudah perpindahan panas ke

bertingkat .

Keuntungan:

• Meningkatkan efisiensi unit karena dengan memanfaatkan kalor flue

air, dapat mengurangi kebutuhan kalor y

kering pada Superheater.

• Biaya Operasi lebih ekonomis karena jumlah bahan bakar untuk pemanasan pada

menjadi lebih sedikit.

• Maintenance Cost dapat dihemat karena dengan adanya

Boiler dapat dihindari.

Kerugian :

• Desain pipa yang bertingkat akan menimbulkan masalah abu, terutama bila batubara yang

digunakan kadar abunya tinggi..

2.1.5. Downcomer

adalah alat yang berfungsi untuk memanaskan air setelah melewati High

.Pemanasan dilakukan dengan memanfaatkan panas dari flue gas

furnace. Temperatur air yang keluar dari Economizer

temperatur jenuhnya untuk mencegah terjadinya boiling dalam Economizer.Karena perpindahan

Economizer merupakan konveksi, maka menaikkan luas p

mempermudah perpindahan panas ke air.Inilah sebabnya mengapa desain pipa Economizer

Meningkatkan efisiensi unit karena dengan memanfaatkan kalor flue gas untuk memanaskan

, dapat mengurangi kebutuhan kalor yang besar untuk pemanasan air sampai terbentuk uap

Biaya Operasi lebih ekonomis karena jumlah bahan bakar untuk pemanasan pada

Maintenance Cost dapat dihemat karena dengan adanya Economizer, thermal shock pada pipa

Desain pipa yang bertingkat akan menimbulkan masalah abu, terutama bila batubara yang

digunakan kadar abunya tinggi..

Gambar 2.14 Downcomer

Saturated Steam

29

setelah melewati High

gas yang merupakan

Economizer harus dibawah

.Karena perpindahan

merupakan konveksi, maka menaikkan luas permukaan akan

Economizer dibuat

untuk memanaskan

sampai terbentuk uap

Biaya Operasi lebih ekonomis karena jumlah bahan bakar untuk pemanasan pada Superheater

, thermal shock pada pipa

Desain pipa yang bertingkat akan menimbulkan masalah abu, terutama bila batubara yang

Boiler

Merupakan saluran air dari

dimana dari header, butir–butir air

dinding furnace. Aliran tersebut dapat dialirkan secara alami atau paksa(bantuan pompa) tergantung

dari konstruksi boiler.

2.1.6. Wall tube/ Riser (Pipa-Pipa

Wall tube merupakan susunan pipa

Bertujuan agar terjadi perpindahan panas dari ruang bakar ke

sebagian water akan berubah menjadi steam. Pipa

bawah ruang bakar. Pipa-pipa header tersebut diisi oleh

Drum, turun ke bawah melalui bagian luar dari ketel dan mengisi header bawah. Karena itu selama

adanya pembakaran, air dari pipa-pipa naik ke dalam

dingin dari Drum turun ke bawah melalui

terlihat pada gambar 2.3.

2.1.7. Boiler Circulating Pump

Boiler Circulating Pump berfungsi untuk membantu mengalirkan

menuju wall tube. Pompa ini merupakam jenis sentrifugal yang digerakkan oleh motor listrik.

Pompa menggunakan water sebagai media pendingin.

Wall Tube

dari Steam Drum ke Header yang berada di bawah ruang b

air panas akan dipanaskan melalui pipa–pipa yang tersusun di

tersebut dapat dialirkan secara alami atau paksa(bantuan pompa) tergantung

Pipa Air)

merupakan susunan pipa-pipa yang berada pada sisi dinding sepanjang

Bertujuan agar terjadi perpindahan panas dari ruang bakar ke water. Dimana dalam

akan berubah menjadi steam. Pipa-pipa air memperoleh air dari header bagian

pipa header tersebut diisi oleh downcomer yang mengalirkan

, turun ke bawah melalui bagian luar dari ketel dan mengisi header bawah. Karena itu selama

pipa naik ke dalam Drum melalui wall tube dan

turun ke bawah melalui downcomer, mengisi pipa-pipa air. Letak

Gambar 2.15 Wall tube

berfungsi untuk membantu mengalirkan air dari

. Pompa ini merupakam jenis sentrifugal yang digerakkan oleh motor listrik.

sebagai media pendingin.

Wall Tube

30

yang berada di bawah ruang bakar

pipa yang tersusun di

tersebut dapat dialirkan secara alami atau paksa(bantuan pompa) tergantung

pipa yang berada pada sisi dinding sepanjang furnace.

. Dimana dalam wall tube,

dari header bagian

yang mengalirkan air dari

, turun ke bawah melalui bagian luar dari ketel dan mengisi header bawah. Karena itu selama

dan air yang lebih

. Letak wall tube

dari downcomer

. Pompa ini merupakam jenis sentrifugal yang digerakkan oleh motor listrik.

Boiler

Penggunaan pompa sirkulasi bantu memiliki keuntungan sebagai berikut :

a. Dapat menggunakan pipa-pipa yang diameternya lebih kecil den

lebih tipis dibandingkan Boiler

b. Aliran ke kelompok pipa-pipa ataupun masing

pelat berlubang (orifice) dengan ukuran yang tepat. Hal ini memungkinkan desain yang

memiliki aliran lebih tinggi untuk zona

laju aliran yang lebih rendah untuk zona

lebih tinggi.

Namun, memiliki beberapa kerugian antara lain :

a. Biaya untuk penyediaan dan pemeliharaan pompa sirkulasi

b. Perlu ditambah instrumentasi dan pengatur (control) yang teliti untuk perlindungan terhadap

konsekuensi dari kegagalan instalasi pompanya.

c. Memerlukan daya listrik karena pompa beroperasi secara kontinyu.

Gambar 2.16 Boiler Circulating Pump

Penggunaan pompa sirkulasi bantu memiliki keuntungan sebagai berikut :

pipa yang diameternya lebih kecil dengan material yang sedikit

Boiler dengan sirkulasi alamiah.

pipa ataupun masing-masing pipa dapat diatur dengan penggunaan


memiliki aliran lebih tinggi untuk zona-zona dengan laju perpindahan panas yang tinggi dan

laju aliran yang lebih rendah untuk zona-zona perpindahan panas dalam bagian

Namun, memiliki beberapa kerugian antara lain :

penyediaan dan pemeliharaan pompa sirkulasi

Perlu ditambah instrumentasi dan pengatur (control) yang teliti untuk perlindungan terhadap

konsekuensi dari kegagalan instalasi pompanya.

Memerlukan daya listrik karena pompa beroperasi secara kontinyu.

Boiler Circulating Pump dan bagian-bagiannya

31

gan material yang sedikit

masing pipa dapat diatur dengan penggunaan


zona dengan laju perpindahan panas yang tinggi dan

zona perpindahan panas dalam bagian Boiler yang

Perlu ditambah instrumentasi dan pengatur (control) yang teliti untuk perlindungan terhadap

bagiannya

Boiler

2.2. AIR & GAS SYSTEM

Gambar 2.17

2.2.1. FD Fan

Gambar 2.18

FD Fan atau yang disebut juga dengan kipas tekan paksa adalah merupakan suatu alat yang

digunakan untuk memasok atau mensupply udara bakar yang akan digunakan untuk proses

pembakaran pada ruang bakar. Kipas ini terdiri dari sebuah fan dan digerakan oleh motor, dan

Gambar 2.17 Siklus Air and Gas System

Gambar 2.18 FD Fan Tipe Aksial

ang disebut juga dengan kipas tekan paksa adalah merupakan suatu alat yang



32

ang disebut juga dengan kipas tekan paksa adalah merupakan suatu alat yang



Boiler

untuk setiap unit biasanya terdiri dari dua buah fan dan termasuk jenis

50 % kebutuhan udara pembakaran.

Udara untuk pembakaran didorong oleh FD Fan (Force Draught Fan). FD Fan biasanya

terletak di lantai dasar dimana terdapat pond

pembangkit listrik memiliki FD Fan yang ditempatkan pada bagian atas

tidak biasa (desain ICL). Biasanya digunakan 2 buah FD Fan. Jumlah udara yang dikeluakan oleh

Fan tersebut dokendalikan oleh 2 metode dasar (controlled by two basic methods) :

a. Pengendalian sudu (vane control), dimana udara ditarik kedalam melalui masing

fan dan pembukaan/penutupan sudu atur tersebut mengontrol aliran udara yang masuk.

b. Pengendalian kecepatan (speed control). Tipe yang paling umum untuk pengendalian

kecepatan adalah dua kecepatan, kecepatan tinggi untuk keadaan beban penuh normal dan

kecepatan rendah untuk start up dan beban rendah. Tipe lain dari pengendalian kecepatan

adalah merubah-rubah kecepatan (variable speed) fan yang mempunyai control kecepatan

atas daerah kecepatan fan. Metode yang banyak digunakan adalah pengendalian dua tingkat

kecepatan dan pengendalian sudu.

Udara dari FD fan mengalir melalui damper keluaran FD fan dan masuk ke da

udara, yang memanaskan udara dari temperature lingkungan menjadi sekitar 280

dari air heater digunakan dalam dua (2) bentuk yaitu dinamakan udara primer (

dan udara sekunder (Secondary

Udara primer dialirkan melalui mill dan digunakan dan digunakan untuk membawa batubara

bubuk (pulverized fuel) ke boiler

bara di dalam mill. Udara primer diperhitungkan sekitar 30 % dari total jumlah

pembakaran.

Udara sekunder adalah udara yang dicatu ke

yang besarnya sekitar 70 %. Udara masuk ke dalam kotak angin (windbox) pada bagian

depan boiler. Udara sekunder menuju burner dapat dibatasi den

� Dengan sleeve damper tingkap yang mencakup tiap

� Dengan dumper-dumper udara sekunder yang membatasi deretan burner pada

damper udara sekunder untuk satu kelompok burner

dengan satu mill.

k setiap unit biasanya terdiri dari dua buah fan dan termasuk jenis aksial fan. FD fan menyuplai

50 % kebutuhan udara pembakaran.


terletak di lantai dasar dimana terdapat pondasi penyangga yang baik. Beberapa instalasi

pembangkit listrik memiliki FD Fan yang ditempatkan pada bagian atas boiler, akan tetapi hal ini


ikan oleh 2 metode dasar (controlled by two basic methods) :

Pengendalian sudu (vane control), dimana udara ditarik kedalam melalui masing


(speed control). Tipe yang paling umum untuk pengendalian



cepatan (variable speed) fan yang mempunyai control kecepatan


kecepatan dan pengendalian sudu.

Udara dari FD fan mengalir melalui damper keluaran FD fan dan masuk ke da

udara, yang memanaskan udara dari temperature lingkungan menjadi sekitar 280

digunakan dalam dua (2) bentuk yaitu dinamakan udara primer (

Secondary air).


boiler. Selain itu, juga digunakan sebagai media pengering batu

bara di dalam mill. Udara primer diperhitungkan sekitar 30 % dari total jumlah

Udara sekunder adalah udara yang dicatu ke Boiler untuk pembakaran dan untuk yang lain


. Udara sekunder menuju burner dapat dibatasi dengan dua (2) cara, yaitu

Dengan sleeve damper tingkap yang mencakup tiap-tiap vane udara sekunder burner.

dumper udara sekunder yang membatasi deretan burner pada

damper udara sekunder untuk satu kelompok burner-burner yang dihubungkan

33

aksial fan. FD fan menyuplai


asi penyangga yang baik. Beberapa instalasi

, akan tetapi hal ini


Pengendalian sudu (vane control), dimana udara ditarik kedalam melalui masing-masing sisi


(speed control). Tipe yang paling umum untuk pengendalian



cepatan (variable speed) fan yang mempunyai control kecepatan


Udara dari FD fan mengalir melalui damper keluaran FD fan dan masuk ke dalam pemanas

udara, yang memanaskan udara dari temperature lingkungan menjadi sekitar 2800C. udara

digunakan dalam dua (2) bentuk yaitu dinamakan udara primer (Primary air)


. Selain itu, juga digunakan sebagai media pengering batu

bara di dalam mill. Udara primer diperhitungkan sekitar 30 % dari total jumlah udara untuk

untuk pembakaran dan untuk yang lain


gan dua (2) cara, yaitu

tiap vane udara sekunder burner.

dumper udara sekunder yang membatasi deretan burner pada

burner yang dihubungkan

Boiler

2.2.2. ID Fan

ID fan digunakan khusus untuk

Boiler lebih rendah dari pada tekanan udara luar (atmosfir). ID Fan adalah fan yang berguna untuk

membuat vakum pada Boiler sehingga laju aliran flue

menghisap gas pembakaran mulai dari

stack (cerobong). Pengaturan aliran pada ID fan seperti pada FD fan.

2.2.3. PA Fan

PA Fan hanya digunakan pada

sebagai penghasil udara primer (Primary

batubara dari Pulverizer/Mill menuju Burner untuk dibakar di

udara pembakaran. Dimana udara yang dihembuskan oleh PA fan adalah hot

dari udara yang sebelumnya telah dipanaskan di

sehingga lebih mudah terbakar.

2.2.4. Air Heater

Air Heater (Pemanas Udara) adalah alat yang berfungsi sebagai pemanas udara

secondary di boiler. Air heater merupakan tempat perpindahan panas yang besar didalam jalur

udara dan gas buang dari boiler. Media pemanas yang digunakan adalah gas buang (flue ga

pembakaran di Boiler sebelum dibuang ke stack melalui Induced Draft Fan. Gas buang hasil

ID fan digunakan khusus untuk Boiler negative pressure. Yaitu dimana tekanan dalam

lebih rendah dari pada tekanan udara luar (atmosfir). ID Fan adalah fan yang berguna untuk

sehingga laju aliran flue gas pada Boiler menjadi lancar. ID fan

pembakaran mulai dari furnace, melewati air heater dan precipitator hingga menuju

stack (cerobong). Pengaturan aliran pada ID fan seperti pada FD fan.

Gambar 2.19 ID Fan

PA Fan hanya digunakan pada Boiler yang menggunakan bahan bakar batubara. Berfungsi

Primary Air) yang digunakan sebagai udara pengangkut serbuk

batubara dari Pulverizer/Mill menuju Burner untuk dibakar di furnace. PA fan menyuplai 25%

Dimana udara yang dihembuskan oleh PA fan adalah hot air

dari udara yang sebelumnya telah dipanaskan di air heater. Berfungsi untuk mengeringkan batubara

(Pemanas Udara) adalah alat yang berfungsi sebagai pemanas udara

merupakan tempat perpindahan panas yang besar didalam jalur

udara dan gas buang dari boiler. Media pemanas yang digunakan adalah gas buang (flue ga

sebelum dibuang ke stack melalui Induced Draft Fan. Gas buang hasil

34

negative pressure. Yaitu dimana tekanan dalam

lebih rendah dari pada tekanan udara luar (atmosfir). ID Fan adalah fan yang berguna untuk

menjadi lancar. ID fan

dan precipitator hingga menuju

yang menggunakan bahan bakar batubara. Berfungsi

) yang digunakan sebagai udara pengangkut serbuk

PA fan menyuplai 25%

yang didapatkan

. Berfungsi untuk mengeringkan batubara

(Pemanas Udara) adalah alat yang berfungsi sebagai pemanas udara primary dan

merupakan tempat perpindahan panas yang besar didalam jalur

udara dan gas buang dari boiler. Media pemanas yang digunakan adalah gas buang (flue gas) hasil

sebelum dibuang ke stack melalui Induced Draft Fan. Gas buang hasil

Boiler

pembakaran di Boiler masih memiliki panas yang cukup tinggi (sekitar 380

dapat dimanfaatkan sebagai pemanas udara. Dengan digunakannya ga

air heater maka efisiensi unit bertambah baik karena tidak membutuhkan tambahan bahan bakar

untuk memanaskan air heater. Selain itu juga temperatur gas buang yang dikeluarkan oleh

menjadi rendah.

Hampir semua pemanas udara pada unit pembangkit modern adalah jenis regenerative yang

merupakan kebalikan dari recuperative. Karena menggunakan

menghemat tempat. Air heater recuperative adalah jenis

dimana gas atau udara mengalir di dalam pipa.

pada gambar 2.24, terdiri dari susunan element. Element

pemindah panas. Terdapat dua jenis dasar yaitu :

a. Susunan (pack) elemen tetap diam dan sedang tutup/tudungnya yang mengalirkan udara

melalui susunan elemen berputar.

b. Susunan (pack) elemennya yang berputar sedangkan tutupnya tetap diam.

Masalah dalam airheater dapat terjadi apabila gas

relative dingin, yaitu pada start up dengan pembakar minyak (oil burners). Jika penyalaan pada

pembakaran minyak tidak sempurna, maka minyak bisa terkumpul dan menempel pada elemen

heater yang pada akhirnya mengakibatkan kebakaran. Sela

masih memiliki panas yang cukup tinggi (sekitar 380oC) sehingga panasnya

dapat dimanfaatkan sebagai pemanas udara. Dengan digunakannya gas buang sebagai pemanas di

maka efisiensi unit bertambah baik karena tidak membutuhkan tambahan bahan bakar

. Selain itu juga temperatur gas buang yang dikeluarkan oleh

Gambar 2.20 Air Heater


merupakan kebalikan dari recuperative. Karena menggunakan air heater tipe regenerative berarti

recuperative adalah jenis air heater yang terdiri dari pipa

atau udara mengalir di dalam pipa. Air heater regenerative sebagaimana diperlihatkan

pada gambar 2.24, terdiri dari susunan element. Element-element tersebut digunaklan sebagai

pemindah panas. Terdapat dua jenis dasar yaitu :

Susunan (pack) elemen tetap diam dan sedang tutup/tudungnya yang mengalirkan udara

melalui susunan elemen berputar.

Susunan (pack) elemennya yang berputar sedangkan tutupnya tetap diam.

dapat terjadi apabila gas-gas buang memiliki temperature yang


pembakaran minyak tidak sempurna, maka minyak bisa terkumpul dan menempel pada elemen

yang pada akhirnya mengakibatkan kebakaran. Selain itu, permasalahan yang sering timbul

35

C) sehingga panasnya

s buang sebagai pemanas di

maka efisiensi unit bertambah baik karena tidak membutuhkan tambahan bahan bakar

. Selain itu juga temperatur gas buang yang dikeluarkan oleh stack


tipe regenerative berarti

iri dari pipa-pipa

regenerative sebagaimana diperlihatkan

element tersebut digunaklan sebagai

Susunan (pack) elemen tetap diam dan sedang tutup/tudungnya yang mengalirkan udara

emperature yang


pembakaran minyak tidak sempurna, maka minyak bisa terkumpul dan menempel pada elemen air

in itu, permasalahan yang sering timbul

Boiler

yaitu buntunya airheater. Disebabkan karena endapan flue gas yang mengalir. Hal tersebut sangat

berbahaya karena dapat menyebabkan kebakaran

temperatur gas dapat dipertahankan dengan dua cara yaitu :

a. Damper bypass udara (air bypass dampers

Damper-damper bypass udara ini mengalirkan udara sebelum melalui

sedikit udara yang melewati

dipertahankan tetap tinggi.

b. Damper bypass economizer

hot gas taps

Damper ini menyalurkan gas

heater. Sebagian gas mengalir kembali ke

temperature gas. Agar tidak terjadi korosi, maka temperature

diatah 1100C.

Air Heater terdiri dari 3 jenis yaitu

(SAH), dan Steam Coil Air Heater (SCAH).

• Primary Air Heater merupakan pemanas udara yang digunakan sebagai pemanas udara

primer dimana fungsi udara primer adalah membawa batubara yang telah digerus di

Pulverizer ke ruang bakar.

• Secondary Air Heater merupakan pemanas udara sekunder dimana fungsi udara sekund

adalah sebagai udara pembakaran di ruang bakar. Sedangkan Steam Coil Air

pemanas awal (preheat) udara sebelum masuk ke

Heater.

• Berbeda dengan Primary Air

tidak menggunakan gas buang sebagai media pemanasnya akan tetapi menggunakan

Auxiliary Steam.

. Disebabkan karena endapan flue gas yang mengalir. Hal tersebut sangat

berbahaya karena dapat menyebabkan kebakaran air heater.Dalam pengoperasian

n dengan dua cara yaitu :

bypass dampers)

damper bypass udara ini mengalirkan udara sebelum melalui air

sedikit udara yang melewati air heater, dengan demikian temperature

economizer (economizer bypass dumper) atau dalam desain lain disebut

gas panas dari bagian atas economizer dan mengalirkan ke

mengalir kembali ke economizer. Dengan demikian

temperature gas. Agar tidak terjadi korosi, maka temperature gas keluar dipertahankan

terdiri dari 3 jenis yaitu Primary Air Heater (PAH), Secondary Air

(SCAH).

merupakan pemanas udara yang digunakan sebagai pemanas udara


merupakan pemanas udara sekunder dimana fungsi udara sekund

adalah sebagai udara pembakaran di ruang bakar. Sedangkan Steam Coil Air

pemanas awal (preheat) udara sebelum masuk ke Primary Air Heater dan

Air Heater dan Secondary Air Heater, Steam Coil Air


36

. Disebabkan karena endapan flue gas yang mengalir. Hal tersebut sangat

.Dalam pengoperasian air heater

heater sehingga

, dengan demikian temperature gas dapat

) atau dalam desain lain disebut

dan mengalirkan ke air

akan menaikkan

keluar dipertahankan

Air Heater

merupakan pemanas udara yang digunakan sebagai pemanas udara


merupakan pemanas udara sekunder dimana fungsi udara sekunder

adalah sebagai udara pembakaran di ruang bakar. Sedangkan Steam Coil Air Heater adalah

dan Secondary Air

, Steam Coil Air Heater


Boiler

2.2.5. Steam Coil Air Preheater

Gambar 2.21

Steam coil air preheater adalah suatu alat yang digunakan untuk memasok udara perapat ke

suatu peralatan yang membutuhkan pe

(alat pembersih jelaga), pipe hole (lubang pengintai api

supaya gas panas yang ada didalam

panas yang timbul dapat dikurangi.

2.2.6. Gas ReCirculating Fan

Gambar 2.22

Gambar 2.21 Steam coil air preheater

dalah suatu alat yang digunakan untuk memasok udara perapat ke

suatu peralatan yang membutuhkan perapat udara semisalgun burner (alat pembakaran),

jelaga), pipe hole (lubang pengintai api). Hal ini dimaksudkan untuk menjaga

panas yang ada didalam Boiler tidak sampai keluar sehingga kerugian akibat kehilangan

Gambar 2.22 Aliran Gas ReCirculating Fan

Gas Recirculating

Furnace

Reheater

37

dalah suatu alat yang digunakan untuk memasok udara perapat ke

rapat udara semisalgun burner (alat pembakaran), sootblower

). Hal ini dimaksudkan untuk menjaga

a kerugian akibat kehilangan

Boiler

Gas reCirculating fan adalah suatu alat yang digunakan untuk

Dilakukan dengan cara menginjeksikan

gas panas tersebut bercampur. Adapun

Namun dengan penggunaan gas reCirculating

2.3. FUEL & FIRING SYSTEM

Gambar 2.23 Bagian-bagian

2.3.1. Silo (bunker)

Silo/bunker batubara berfungsi untuk menampung sementara batubara yang akan di bakar

pada furnace setelah dibawa conveyor

pulverizer melalui Coal Feeder.

dalah suatu alat yang digunakan untuk mengontrol suhu re

menginjeksikan gas panas kedalam udara bakar sehingga udara bakar dan

panas tersebut bercampur. Adapun dengan pencampuran ini dapat meningkatkan effisiensi

Circulating fan akan menambah biaya pemasangan dan perawatan.

SYSTEM

bagian Fuel and Firing System (Case Coal Fired


conveyor dari stock pile sebelum batubara tersebut diumpankan ke

38

mengontrol suhu reheater.

panas kedalam udara bakar sehingga udara bakar dan

meningkatkan effisiensi.

kan menambah biaya pemasangan dan perawatan.

Fired Boiler)


sebelum batubara tersebut diumpankan ke

Boiler

2.3.2. Coal Feeder (Pengumpan)

Coal Feeder berfungsi untuk menerima batubara dari silo batubara dan mengontrol jumlah

batubara yang dimasukkan ke dalam pulverizer.

yang masuk tergantung dari kebutuhan

kemudian batubara yang telah di tumbuk bersama

burner.

)

er berfungsi untuk menerima batubara dari silo batubara dan mengontrol jumlah

batubara yang dimasukkan ke dalam pulverizer. Proses Feeding akan mengontrol laju bahan bakar

yang masuk tergantung dari kebutuhan Boiler dan kebutuhan Primary air untuk pengerin

kemudian batubara yang telah di tumbuk bersama-sama dengan Primary air akan mengalir menuju

Gambar 2.24 Coal Feeder

39

er berfungsi untuk menerima batubara dari silo batubara dan mengontrol jumlah

akan mengontrol laju bahan bakar

untuk pengeringan, dan

akan mengalir menuju

Boiler

Metode pengukuran laju umpan

Gravimetric dan Volumetric. Gravimetric menggunakan sensor berat pada belt conveyor. Sehingga

berat batubara yang diangkut oleh conveyor akan menentukan kecepatan belt. Metode ini

merupakan metode utama karena lebih akurat untuk mengatur laju aliran batubara. Sedangkan

volumetric mengukur kapasitas conveyor untuk menentukan laju qaliran batubara.

2.3.3. Pulveriser/ Mill

Gambar 2.25

engukuran laju umpan batubara dapat dilakukan dengan dua cara. Yaitu metode



ma karena lebih akurat untuk mengatur laju aliran batubara. Sedangkan

volumetric mengukur kapasitas conveyor untuk menentukan laju qaliran batubara.

Gambar 2.25 Pulveriser dan Bagian-Bagiannya

40

batubara dapat dilakukan dengan dua cara. Yaitu metode



ma karena lebih akurat untuk mengatur laju aliran batubara. Sedangkan

Boiler

Batubara dari Silo melalui Coal

(kehalusan 200 mesh) yang lolos mencapai 70 % dengan jumlah /

beban yang dibangkitkan unit pembangkit.

Gambar 2.26

Pada pulverizers terjadi 3 proses yaitu :

a. Grinding

Merupakan proses penggerusan oleh

b. Drying

Merupakan proses pengeringan batubara. Udara panas didapatkan dari

disalurkan oleh PA fan. Udara tersebut juga berfungsi sebagai pengangkut batubara menuju

burner.

Coal Feeder diisikan ke Pulverizer untuk proses penghalusan

(kehalusan 200 mesh) yang lolos mencapai 70 % dengan jumlah / rate sesuai dengan kebutuhan

dibangkitkan unit pembangkit.

Gambar 2.26 Siklus pada pulveriser

Pada pulverizers terjadi 3 proses yaitu :

Merupakan proses penggerusan oleh mill (roller mill) untuk menghancurkan batubara.

Merupakan proses pengeringan batubara. Udara panas didapatkan dari


41

untuk proses penghalusan

sesuai dengan kebutuhan

) untuk menghancurkan batubara.

Merupakan proses pengeringan batubara. Udara panas didapatkan dari air heater yang


Boiler

c. Classification

Berfungsi untuk menyaring batubara yang telah digrinding. Batubara yang telah mencapai

mesh yang tertentu, akan diloloskan untuk dibaka

akamn jatuh ke fludized bed untuk dihaluskan kembali.

2.3.4. Burner

Burner berfungsi untuk membakar batubara. Selain dari PA fan, udara pembakaran juga

didapatkan dari Secondary air yang berasal dari FD fan. Untuk pembakaran awal, digunakan HSD

(High Speed Diesel) karena lebih mudah terbakar dari pada batubara. Kemudian secara berkala, laju

aliran HSD dikurangi untuk digantikan dengan batubara. Pada akhirnya HSD berhenti dan batubara

digunakan secara penuh.


mesh yang tertentu, akan diloloskan untuk dibakar. Namun, batubara yang masih kasar,

akamn jatuh ke fludized bed untuk dihaluskan kembali.

Gambar 2.27 Coal Burner


yang berasal dari FD fan. Untuk pembakaran awal, digunakan HSD

) karena lebih mudah terbakar dari pada batubara. Kemudian secara berkala, laju


42


r. Namun, batubara yang masih kasar,


yang berasal dari FD fan. Untuk pembakaran awal, digunakan HSD

) karena lebih mudah terbakar dari pada batubara. Kemudian secara berkala, laju


Boiler

2.4. FURNACE CLEANING SYSTEM

Sootblower

Gambar 2.28

Sootblower berfungsi untuk membersihkan deposit, abu atau slag dengan menggunakan

steam. Boiler-Boiler modern dilengkapi dengan pembersih abu (

dioperasikan dari jarak jauh (remotely operated) dan dikendalikan secara bergantian dan berurutan.

Hal ini untuk mencegah adanya kesalahan waktu (timing errors), menghemat tenaga kerja dan

menjamin bahwa blower-blower tersebut dioperasikan dengan ur

abu atau jelaganya dapat terbawa oleh aliran gas.

Uap yang digunakan untuk p

keluar pemanas lanjut primer atau dari sisi masuk cold re

(auxiliary boiler) pun dapat digunakan. Tekanan uap yang menuju ke masing

diturunkan seperlunya oleh plat-plat orifis (orifice plate). Pada pusat pembangkit lain, udara

SYSTEM

Gambar 2.28 Letak sootblower pada boiler.

berfungsi untuk membersihkan deposit, abu atau slag dengan menggunakan

modern dilengkapi dengan pembersih abu (sootblower



blower tersebut dioperasikan dengan urutan yang benar. Sehingga debu,

abu atau jelaganya dapat terbawa oleh aliran gas.

Uap yang digunakan untuk pembersihan abu biasanya diambil langsung dari

keluar pemanas lanjut primer atau dari sisi masuk cold reheater. Namun, uap dari

) pun dapat digunakan. Tekanan uap yang menuju ke masing

plat orifis (orifice plate). Pada pusat pembangkit lain, udara

43

berfungsi untuk membersihkan deposit, abu atau slag dengan menggunakan

sootblower) yang dapat



utan yang benar. Sehingga debu,

langsung dari boiler, dari sisi

. Namun, uap dari Boiler bantu

) pun dapat digunakan. Tekanan uap yang menuju ke masing-masing blower

plat orifis (orifice plate). Pada pusat pembangkit lain, udara

Boiler

bertekanan juga digunakan sebagai media pembersih. Sistem soo

ini memerlukan tambahan modal dan biaya untuk kompressor yang berkapasitas besar.

(b)

Gambar 2.29

bertekanan juga digunakan sebagai media pembersih. Sistem sootblowing dengan udara bertekanan


(a) Sootblower

(b) Bagian-Bagian Sootblower

Gambar 2.29 Sootblower dan Bagian-Bagiannya

44

tblowing dengan udara bertekanan


Boiler

A. Jenis

Jenis penempatan, ukuran dan tekanan serta frekuensi penggunaan

bervariasi sesuai dengan desain

tidak mungkin untuk menguraikan semua pemakaian

jenis utama dari sootblower yang digunakan adalah seperti pada gambar 2.26, yaitu :

Gambar 2.30

, ukuran dan tekanan serta frekuensi penggunaan sootblower

bervariasi sesuai dengan desain Boiler dan karakter deposit/endapannya. Oleh karena itu, adalah

tidak mungkin untuk menguraikan semua pemakaian-pamakaiannya. Tetapi, secara umum jenis

yang digunakan adalah seperti pada gambar 2.26, yaitu :

Gambar 2.30 Jenis-jenis Sootblower

45

sootblower sangat

dan karakter deposit/endapannya. Oleh karena itu, adalah

pamakaiannya. Tetapi, secara umum jenis-

yang digunakan adalah seperti pada gambar 2.26, yaitu :

Boiler

a) Blower-blower yang dapat ditarik (retractable gun blower) dengan nozzle jet yang berlawanan

untuk membersihkan pipa-pipa

b) Blower-blower yang dapat ditarik (retractable gun blower) yang mempunyai nozzle jet tunggal

untuk diarahkan pada susunan pipa

c) Blower-blower panjang yang dapat ditarik (long retractable lance blowers) yang

bergerak/bergeser diantara susunan pipa

berlawanan untuk mengimbangkan gaya dorong. Jenis inilah yang paling efektif untuk

pemanas lanjut pada Boiler modern sehingga memungkinkan mencapai sasaran yang lebar

dengan merata dan sebanding.

d) Blower dengan nozzle jet banyak (multi jet tube blowers) digunakan untuk zone temperature

yang lebih rendah seperti economizer

retracting) 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

yang lebih rendah dan pada zone yang deposit/endapannya ringan. Oleh karena itu, tidak

daya yang besar untuk beberapa nozzle kecil.

B. Pengoperasian

Frekuensi sootblowing ditentukan oleh pengalaman pada masing

boleh terlalu sering karena menurunkan efisiensi dan mahalnya harga uap yang digunakan. Secara

umum, saat diperlukannya sootblowing diperlihatkan dengan turunnya temperatur

naiknya temperatur gas asap bagian belakang atau indikasi ba

tertentu naik.

Pada waktu mengoperasikan sootblower

sebagai berikut :

a) Tekanan di ruang harus dijaga untuk melindungi operator dari hembusan keluar gas

b) Diperlukan drain yang cukup pada pipa

dipasang valve drain otomatis, agar uap yang digunakan benar

c) Sootblower tidak boleh dibiarkan terus menerus pada posisi kerja dengan uap didalamnya,

karena menyebankan erosi pipa setempat.

blower yang dapat ditarik (retractable gun blower) dengan nozzle jet yang berlawanan

pipa air ruang bakar.

blower yang dapat ditarik (retractable gun blower) yang mempunyai nozzle jet tunggal

untuk diarahkan pada susunan pipa-pipa Boiler dan superheater.

blower panjang yang dapat ditarik (long retractable lance blowers) yang

tara susunan pipa-pipa dengan nozzle berputar dan mempunyai jet yang


modern sehingga memungkinkan mencapai sasaran yang lebar

Blower dengan nozzle jet banyak (multi jet tube blowers) digunakan untuk zone temperature

economizer dan air heater. Blower tersebut tidak dapat ditarik (non

retracting) tetapi dapat berputar dan/atau bergeser.

n Multi Jet Blower dengan nozzle jet yang dapat digunakan pada posisi tetap untuk

lorong diantara pipa-pipa. Blower ini hanya cocok untuk temperature

yang lebih rendah dan pada zone yang deposit/endapannya ringan. Oleh karena itu, tidak

daya yang besar untuk beberapa nozzle kecil.

Frekuensi sootblowing ditentukan oleh pengalaman pada masing-masing Boiler


umum, saat diperlukannya sootblowing diperlihatkan dengan turunnya temperatur

asap bagian belakang atau indikasi bahwa tarikan turun, namun pada bagian

sootblower (sootblowing) harus dilaksanakan tindakan pengaman

Tekanan di ruang harus dijaga untuk melindungi operator dari hembusan keluar gas

yang cukup pada pipa-pipa supply uap ke supply sootblower

otomatis, agar uap yang digunakan benar-benar kering.

tidak boleh dibiarkan terus menerus pada posisi kerja dengan uap didalamnya,

ebankan erosi pipa setempat.

46

blower yang dapat ditarik (retractable gun blower) dengan nozzle jet yang berlawanan

blower yang dapat ditarik (retractable gun blower) yang mempunyai nozzle jet tunggal

blower panjang yang dapat ditarik (long retractable lance blowers) yang

pipa dengan nozzle berputar dan mempunyai jet yang


modern sehingga memungkinkan mencapai sasaran yang lebar

Blower dengan nozzle jet banyak (multi jet tube blowers) digunakan untuk zone temperature

. Blower tersebut tidak dapat ditarik (non-

n Multi Jet Blower dengan nozzle jet yang dapat digunakan pada posisi tetap untuk

pipa. Blower ini hanya cocok untuk temperature

yang lebih rendah dan pada zone yang deposit/endapannya ringan. Oleh karena itu, tidak perlu

masing Boiler dan tidak


umum, saat diperlukannya sootblowing diperlihatkan dengan turunnya temperatur superheater,

hwa tarikan turun, namun pada bagian

(sootblowing) harus dilaksanakan tindakan pengaman

Tekanan di ruang harus dijaga untuk melindungi operator dari hembusan keluar gas-gas panas.

sootblower dan biasanya

tidak boleh dibiarkan terus menerus pada posisi kerja dengan uap didalamnya,

Boiler

d) Bila sootblower tertinggal dalam ruang bakar tanpa uap, maka akan terjadi kerusakan. Bila

supply listrik terganggu atau blower macet, maka harus dikeluarkan dengan tangan.

e) Suhu metal air heater harus dijaga setinggi mungkin ketika soot blowing dengan mem

udara atau resirkulasi udara panas.

2.5. ALAT BANTU LAINNYA

2.5.1 Safety Valve

Safety valve berfungsi untuk melindungi dari bahaya tekanan berlebih pada uap

Sebelum Boiler dinyatakan siap operasi,

sesuai dengan daerah kerjanya. Prosedur ini sangat penting mengingat setelah

menghasilkan tekanan.Safety valve

kelebihan tekanan. Penggunaan dan seleksi yang tepat serta lokasi dan pemeliharaan

sangat penting untuk melindungi personel dan equipment dengan mengacu kepada kode

aturan-aturan yang ada.

Gambar 2.31

tertinggal dalam ruang bakar tanpa uap, maka akan terjadi kerusakan. Bila


harus dijaga setinggi mungkin ketika soot blowing dengan mem

udara atau resirkulasi udara panas.

ALAT BANTU LAINNYA

berfungsi untuk melindungi dari bahaya tekanan berlebih pada uap

dinyatakan siap operasi, Safety valve harus diperiksa dan bila perlu diset ulang

sesuai dengan daerah kerjanya. Prosedur ini sangat penting mengingat setelah Boiler

digunakan untuk melindungi perpipaan dan alat

kelebihan tekanan. Penggunaan dan seleksi yang tepat serta lokasi dan pemeliharaan

sangat penting untuk melindungi personel dan equipment dengan mengacu kepada kode

Gambar 2.31 Safety Valve Tipe ASME

47

tertinggal dalam ruang bakar tanpa uap, maka akan terjadi kerusakan. Bila


harus dijaga setinggi mungkin ketika soot blowing dengan mem-by-pass

berfungsi untuk melindungi dari bahaya tekanan berlebih pada uap boiler.

harus diperiksa dan bila perlu diset ulang

Boiler firing akan

digunakan untuk melindungi perpipaan dan alat-alat proses dari

kelebihan tekanan. Penggunaan dan seleksi yang tepat serta lokasi dan pemeliharaan Safety valve

sangat penting untuk melindungi personel dan equipment dengan mengacu kepada kode-kode dan

Boiler

Spring-loaded pressure devices yang didesain untuk terbukanya

opening) dengan kelebihan tekanan (overpressure) yang minimum. Tekanan statik yang ditahan

dalam ruang yang sempit pada valve

melawan tekanan spring pada disk yang selanjutnya akan terbuka dan terangkat, yang menghasilkan

‘pop action’. Closing pressure akan didapat pada nilai dibawah set pressure dari

dicapai setelah tahap Blowdown habis.

yang ditahan oleh Safety valve. Besarnya tekanan tergantung dari desain dan kebutuhan.

2.5.2 Valve

Selain itu, beberapa tipe valve yang

kegunaannya adalah sebagai berikut :

a. Boiler Stop Valve

Gambar 2.32

Boiler stop valve terletak pada sisi keluar uap utama dari

dimana uap utama keluar meninggalkan

dengan konstruksi seperti terlihat pada gambar 2.28 berikut ini :

loaded pressure devices yang didesain untuk terbukanya valve secara penuh (full


valves serta energi kinetik dari gas atau uap digunakan untuk


‘pop action’. Closing pressure akan didapat pada nilai dibawah set pressure dari valve

habis. Kekuatan spring menentukan besarnya tekanan maksimum

valve. Besarnya tekanan tergantung dari desain dan kebutuhan.

yang digunakan dalam sirkulasi sesuai dengan fungsi dan

kegunaannya adalah sebagai berikut :

Gambar 2.32 Boiler Stop Valve Tipe Parallel Slide Valve

terletak pada sisi keluar uap utama dari Boiler ke turbin pada suatu tempat

dimana uap utama keluar meninggalkan boiler. Jenis valve tersebut adalah valve

dengan konstruksi seperti terlihat pada gambar 2.28 berikut ini :

48

secara penuh (full


atau uap digunakan untuk


valve tersebut dan

Kekuatan spring menentukan besarnya tekanan maksimum

valve. Besarnya tekanan tergantung dari desain dan kebutuhan.

sesuai dengan fungsi dan

ke turbin pada suatu tempat

valve parallel slide

Boiler

Valve tersebut digunakan dengan

� Karena Boiler beroperasi pada tekanan yang sangat tinggi,

besar sukar bergerak. Oleh karena itu,

tekanan diseberang valve

� Valve bypass dapat digunakan untuk mengalirkan uap dalam jumlah

saluran uap utama dari

perlahan.

b. Drain Valve

Drain valve (buangan) Boiler

valve digunakan untuk membuang

digunakan untuk :

� Memastikan bahwa pipa uap bebas dari

� Memastikan bahwa ada aliran uap pada pipa

ke turbin.

Gambar 2.33

Saluran drain dari Boiler biasanya mempunyai dua (2)

terbawah dari main pipe dimana pada bagian tersebut terjadi pengendapan.

stream valve dan down stream valve

tertutup dan down stream valve terbuka. Up stream

Drain

tersebut digunakan dengan valve bypass dengan dua alasan :

beroperasi pada tekanan yang sangat tinggi, valve parallel slide yang

besar sukar bergerak. Oleh karena itu, valve bypass digunakan untuk memberi

valve utama.

bypass dapat digunakan untuk mengalirkan uap dalam jumlah

saluran uap utama dari Boiler ke turbine dapat diberi tekanan dan dipanasakan secara

Boiler terdiri dari dua kelompok, drain air dan drain

digunakan untuk membuang air sampai habis atau mengosongkan Boiler

Memastikan bahwa pipa uap bebas dari air pada waktu start up.

Memastikan bahwa ada aliran uap pada pipa superheater, ketika uap tidak mengalir

Gambar 2.33 Posisi Drain Valve

biasanya mempunyai dua (2) valve yang terletak pada posisi

terbawah dari main pipe dimana pada bagian tersebut terjadi pengendapan. Valve tersebut adalah up

valve. Pada kondisi normal operasi, up stream valve

terbuka. Up stream valve berfungsi untuk menutup saluran

Up Stream Drain Valve

Down Stream Drain Valve

Drain

49

parallel slide yang

bypass digunakan untuk memberi

bypass dapat digunakan untuk mengalirkan uap dalam jumlah kecil, sehingga

ke turbine dapat diberi tekanan dan dipanasakan secara

drain uap. Drain

Boiler dan drain uap

, ketika uap tidak mengalir

yang terletak pada posisi

tersebut adalah up

valve dalam kondisi

berfungsi untuk menutup saluran drain

Boiler

dan membukanya pada saat yang diperlukan. Down stream

terjadi kerusakan/kebocoran pada up stream

Kerusakan ini terlihat ketika

mengalir walau kecil. Drain valve biasanya berupa slide gate

Gambar 2.34

c. Venting Valve

Gambar 2.36

Valve udara ditempatkan pada bagian atas

header reheater. Venting valve juga terdiri dari 2 buah

serupa dengan drain valve.

Valve udara mempunyai kegunaan :

� Ketika melakukan tes Boiler

Venting valve tetap dibuka sam

dan membukanya pada saat yang diperlukan. Down stream valve berfungsi sebagai b

terjadi kerusakan/kebocoran pada up stream valve.

Kerusakan ini terlihat ketika valve tersebut pada posisi tertutup, tetapi uap atau

biasanya berupa slide gate valve atau ball valve.

(a) (b)

Gambar 2.34 (a) Gate Valve, (b) Ball Valve

Gambar 2.35

Gambar 2.36 Posisi Venting Valve

udara ditempatkan pada bagian atas Drum Boiler dan bagian atas

juga terdiri dari 2 buah valve dimana prinsip dan cara kerjanya

udara mempunyai kegunaan :

Boiler (hidrostatik), yaitu ketika semua Boiler

tetap dibuka sampai semua udara keluar dari boiler.

Venting Valve

Steam

Drum

50

berfungsi sebagai back up apabila

tersebut pada posisi tertutup, tetapi uap atau air tetap

dan bagian atas superheater dan

dimana prinsip dan cara kerjanya

Boiler diisi dengan air,

Boiler

� Pada beberapa pusat pembangkit digunakan pada saat start dan stop

meyakinkan adanya hembusan uap. Namun pada pembangkit lain mempergunakan

valve drain uap.

d. Valve Resirkulasi Economizer

Ketika sedang berlangsung penaikan tekanan pada

dalam Boiler akan memuai. Karena

pengisian air ke economizer untuk menaikkan level

berlebihan, maka menyebabkan

membawa uap tersebut turun ke dalam

terpengaruh.

Untuk menjamin bahwa economizer

economizer yang berfungsi untuk memotong saluran diantara header dan pipa

bagian bawah (furnace bottom

(economizer inlet header). Dengan demikian, begitu

dan diganti oleh air dingin yang berasal dari

e. Spray Attemperator Valve

Gambar 2.37

Valve Spray attemperator digunakan untuk mengatur temperature uap panas lanjut dengan

menyemprotkan air, untuk menurunkan temperaturnya. Besarnya semprotan (spray) yang

digunakan perlu dikendalikan, karena memiliki dua (2) kerugian yaitu :

� Menyebabkan turunnya efisiensi.

� Jika semprotannya berlebihan,

STEAM

DRUM

PrimarySuperheater

Desuper(Spray Attemperator)BFP

Desuper(Spray Attemperator)

BFP

Pada beberapa pusat pembangkit digunakan pada saat start dan stop


Economizer

Ketika sedang berlangsung penaikan tekanan pada Boiler yang sedang start up,

akan memuai. Karena air di dalam Boiler memuai, berarti tidak diperlukan

untuk menaikkan level Drum. Jika pembakaran pada

rlebihan, maka menyebabkan air di dalam econimiser akan mendidih. Sehingga akan

membawa uap tersebut turun ke dalam downcomers dan dengan demikian sirkulasi

economizer dapat beroperasi, maka digunakan

yang berfungsi untuk memotong saluran diantara header dan pipa

bottom water wall headers) dan header sisi masuk

inlet header). Dengan demikian, begitu economizer menjadi panas,

dingin yang berasal dari downcomer.

Gambar 2.37 Posisi Spray Attemperator Valve

Spray attemperator digunakan untuk mengatur temperature uap panas lanjut dengan

, untuk menurunkan temperaturnya. Besarnya semprotan (spray) yang

dikendalikan, karena memiliki dua (2) kerugian yaitu :

Menyebabkan turunnya efisiensi.

Jika semprotannya berlebihan, air bisa terkumpul di dalam pipa superheater

HP TURBIN

Primary heater

Secondary Superheater



Valve Spray Attemperator

51

Pada beberapa pusat pembangkit digunakan pada saat start dan stop Boiler untuk


yang sedang start up, air di

memuai, berarti tidak diperlukan

. Jika pembakaran pada Boiler

di dalam econimiser akan mendidih. Sehingga akan

s dan dengan demikian sirkulasi Boiler dapat

dapat beroperasi, maka digunakan valve resirkulasi

yang berfungsi untuk memotong saluran diantara header dan pipa air ruang bakar

wall headers) dan header sisi masuk economizer

anas, air akan naik

Spray attemperator digunakan untuk mengatur temperature uap panas lanjut dengan

, untuk menurunkan temperaturnya. Besarnya semprotan (spray) yang

heater

HP TURBIN

Boiler

Oleh karena itu, adalah tidak wajar untuk menyemprot sampai beban melebihi kira

dan lakukan hanya jika temperaturnya tidak turun dibawah temperature jenuh pada tempat

penyemprotan.

Merupakan suatu kebiasaan kerja yang baik untuk menutup

ketika bebannya naik, sehingga ketika

Karena spray attemperator terdapat pada bagian atas

pada bagian bawah, maka perlu selalu diperhatikan ketika mengoperasikan

attemperator untuk meyakinkan bahwa pi

dapat dicek dengan membuka ventilasi pada bagian atas

isolasi spray attemperator.

f. Valve Pengatur Air Pengisi (

Valve pengatur air pengisi berfungsi mengatur jumlah

Saat steam Drum menunjukkan low level, maka sinyal tersebut akan memerintahkan

air pengisi untuk membuka. Apabila level kembali normal, maka katur tersebut menutup dan

dialirkan kembali ke storage tank melalui by pass karena BFP terus berjalan

Gambar 2.38

Steam

Drum

Low Level Signal

Oleh karena itu, adalah tidak wajar untuk menyemprot sampai beban melebihi kira

n lakukan hanya jika temperaturnya tidak turun dibawah temperature jenuh pada tempat

Merupakan suatu kebiasaan kerja yang baik untuk menutup valve isolasi spray attemperator

ketika bebannya naik, sehingga ketika valve ini mengalirkan semprotan, superheater

Karena spray attemperator terdapat pada bagian atas Boiler dan pengeluaran pompa pengisi ada

pada bagian bawah, maka perlu selalu diperhatikan ketika mengoperasikan valve

attemperator untuk meyakinkan bahwa pipa saluran yang panjang tersebut selalu terisi

dapat dicek dengan membuka ventilasi pada bagian atas Boiler dan valve bypass sekitar

(High Feed Regulating Valve)

pengisi berfungsi mengatur jumlah air yang mengalir ke dalam

menunjukkan low level, maka sinyal tersebut akan memerintahkan

pengisi untuk membuka. Apabila level kembali normal, maka katur tersebut menutup dan

dialirkan kembali ke storage tank melalui by pass karena BFP terus berjalan

Gambar 2.38 Posisi Valve Pengatur Air Pengisi

High Pressure Heater

Storage TankDeaerator

Economizer

Low Level Signal

High Feed Regulating Valve

By Pass

(Boiler Feed Pump)

52

Oleh karena itu, adalah tidak wajar untuk menyemprot sampai beban melebihi kira-kira 30 %,

n lakukan hanya jika temperaturnya tidak turun dibawah temperature jenuh pada tempat

isolasi spray attemperator

heater tidak terisi air.

dan pengeluaran pompa pengisi ada

valve isolasi spray

pa saluran yang panjang tersebut selalu terisi air. Hal ini

bypass sekitar valve

yang mengalir ke dalam boiler.

menunjukkan low level, maka sinyal tersebut akan memerintahkan valve pengatur

pengisi untuk membuka. Apabila level kembali normal, maka katur tersebut menutup dan aliran

Storage Tank Deaerator

BFP (Boiler Feed Pump)

Boiler

. Seringkali valve tersebut harus bekerja pada kondisi yang sangat sukar karena ia harus

mengatur air yang bertekanan tinggi dari pompa

rendah ketika Boiler tidak berbeban. Agar supaya tu

tersebut dibuat dua buah. Dengan demikian, apabila diperlukan

Boiler dengan beban rendah, tugas

yang biasa disebut sebagai valve pengaturan pengisian start

Gambar 2.39

2.5.3 Blowdown System (Steam Drum

Fungsi utama Blowdown adalah untuk mengenalikan kualitas

dilakukan dengan membuang keluar sebagian

dihasilkan steam, padatan terlarut yang terdapat dalam

padatan terdapat dalam air umpan, padatan tersebut akan

suatu tingkat dimana kelarutannya dalam

Diatas tingkat konsenrasi tertentu, padatan

menyebabkan terbawanya air ke steam. Endapan

dalam boiler, mengakibatan pemanasan

kegagalan pada pipa boiler.

tersebut harus bekerja pada kondisi yang sangat sukar karena ia harus

yang bertekanan tinggi dari pompa-pompa air pengisi Boiler menjadi tekanan yang

tidak berbeban. Agar supaya tugas pengaturan ini lebih mudah, maka

tersebut dibuat dua buah. Dengan demikian, apabila diperlukan air dalam jumlah yang kecil untuk

gas pengaturan dapat dilaksanakan oleh valve kontrol yang kecil

pengaturan pengisian start-up (start-up Feed regulating

Gambar 2.39 High Feed Regulating Valve

Steam Drum)

adalah untuk mengenalikan kualitas air di dalam

dilakukan dengan membuang keluar sebagian air di dalam Boiler tersebut. Jika air

dihasilkan steam, padatan terlarut yang terdapat dalam air akan tinggal di boiler

umpan, padatan tersebut akan terpekatkan dan akhirnya akan mencapai

suatu tingkat dimana kelarutannya dalam air akan terlampaui dan akan mengendap dari larutan.

Diatas tingkat konsenrasi tertentu, padatan tersebut mendorong terbentuknya busa dan

ke steam. Endapan juga mengakibatkan terbentunya kerak di bagian

, mengakibatan pemanasan setempat menjadi berlebih dan akhirnya menyebabkan

53

tersebut harus bekerja pada kondisi yang sangat sukar karena ia harus

menjadi tekanan yang

pengaturan ini lebih mudah, maka valve

dalam jumlah yang kecil untuk

kontrol yang kecil

regulating valves).

di dalam boiler. Hal ini

air dididihkan dan

boiler. Jika banyak

terpekatkan dan akhirnya akan mencapai

terlampaui dan akan mengendap dari larutan.

tersebut mendorong terbentuknya busa dan

juga mengakibatkan terbentunya kerak di bagian

setempat menjadi berlebih dan akhirnya menyebabkan

Boiler

Oleh karena itu penting untuk mengendalikan tingkat konsentrasi padatan dalam

suspensi dan yang terlarut dalam air

‘blowing down’, dimana sejumlah tertentu volume

(make up). Dengan demikian akan tercapai tingkat optimum total padatan terlarut (TDS

Disolved Solid) dalam air Boiler dan membuang padatan yang sudah rata keluar dari larutan dan

yang cenderung tinggal pada permukaan

penukar panas pada boiler. Walau demikian,

yang cukup berarti, jika dilakukan secara tidak benar.

Dikarenakan pekerjaan mengukur TDS pada sistim

membosankan dan memakan waktu, maka digunakan pengukuran konduktivitas untuk

TDS keseluruhan yang ada dalam boiler

“pencemaran” air boiler. Metode konvensional untuk mem

jenis Blowdown, yaitu sewaktu-waktu dan kontinyu.

a. Blowdown Sewaktu-waktu (Intermittent

Blowdown yang sewaktu-waktu dioperasikan secara manual menggunakan sebuah

yang dipasang pada pipa pembuangan pada titik terendah

atau konduktivitas, pH, konsentasi Silica dan Fosfat) dalam batasan yang sudah

tidak berpengaruh buruk terhadap kualitas steam. Jenis

efektif untuk membuang padatan yang telah

pipa-pipa air boiler. Pada Blowdown

untuk waktu sesaat, yang didasarkan pada aturan umum

waktu 2 menit”.

Blowdown yang sewaktu-waktu menyebabkan harus ditambahkannya

Boiler dalam jumlah besar dan dalam waktu singkat, sehingga membutuhkan pompa

yang lebih besar daripada jika digunakan

sehingga menyebabkan fluktuasi ketinggian

gelembung steam dan distribusinya yang setara dengan perubahan dalam

sejumlah besar energi panas hilang karena

b. Blowdown Kontinyu

Terdapat pemasukan yang tetap dan konstan sejumlah kecil aliran

penggantian aliran masuk air umpan yang tetap dan konstan. Hal ini menjamin TDS yang

karena itu penting untuk mengendalikan tingkat konsentrasi padatan dalam

air yang dididihkan. Hal ini dicapai oleh proses yang disebut

down’, dimana sejumlah tertentu volume air dikeluarkan dan diganti dengan

engan demikian akan tercapai tingkat optimum total padatan terlarut (TDS

dan membuang padatan yang sudah rata keluar dari larutan dan

cenderung tinggal pada permukaan boiler. Blowdown penting untuk melindungi permukaan

. Walau demikian, Blowdown dapat menjadi sumber kehilangan

yang cukup berarti, jika dilakukan secara tidak benar.

Dikarenakan pekerjaan mengukur TDS pada sistim air Boiler merupakan pekerjaan yang

membosankan dan memakan waktu, maka digunakan pengukuran konduktivitas untuk

boiler. Peningkatan dalam konduktivitas menunjukan kenaikan

. Metode konvensional untuk mem-Blowdown Boiler tergantu

waktu dan kontinyu.

ntermittent)

waktu dioperasikan secara manual menggunakan sebuah

dipasang pada pipa pembuangan pada titik terendah Boiler untuk mengurangi parameter

atau konduktivitas, pH, konsentasi Silica dan Fosfat) dalam batasan yang sudah ditentukan sehingga

tidak berpengaruh buruk terhadap kualitas steam. Jenis Blowdown ini juga merupakan metode

efektif untuk membuang padatan yang telah lepas dari larutan dan menempati permukaan dalam

Blowdown yang sewaktu-waktu, jalur yang berdiameter besar dibuka

untuk waktu sesaat, yang didasarkan pada aturan umum misalnya “sekali dalam satu shift untuk

waktu menyebabkan harus ditambahkannya air umpan ke dalam

dalam jumlah besar dan dalam waktu singkat, sehingga membutuhkan pompa

yang lebih besar daripada jika digunakan Blowdown kontinyu. Juga, tingkat TDS akan

sehingga menyebabkan fluktuasi ketinggian air dalam Boiler karena perubahan

dan distribusinya yang setara dengan perubahan dalam konsentrasi padatan. Juga,

sejumlah besar energi panas hilang karena Blowdown yang sewaktu-waktu.

Terdapat pemasukan yang tetap dan konstan sejumlah kecil aliran air Boiler

umpan yang tetap dan konstan. Hal ini menjamin TDS yang

54

karena itu penting untuk mengendalikan tingkat konsentrasi padatan dalam

yang dididihkan. Hal ini dicapai oleh proses yang disebut

dikeluarkan dan diganti dengan air umpan

engan demikian akan tercapai tingkat optimum total padatan terlarut (TDS/Total

dan membuang padatan yang sudah rata keluar dari larutan dan

tuk melindungi permukaan

dapat menjadi sumber kehilangan panas

merupakan pekerjaan yang

membosankan dan memakan waktu, maka digunakan pengukuran konduktivitas untuk memantau

menunjukan kenaikan

gantung pada dua

waktu dioperasikan secara manual menggunakan sebuah valve

rangi parameter (TDS

ditentukan sehingga

juga merupakan metode

menempati permukaan dalam

jalur yang berdiameter besar dibuka

misalnya “sekali dalam satu shift untuk

umpan ke dalam

dalam jumlah besar dan dalam waktu singkat, sehingga membutuhkan pompa air umpan

kontinyu. Juga, tingkat TDS akan bervariasi,

karena perubahan dalam ukuran

konsentrasi padatan. Juga,

Boiler kotor, dengan

umpan yang tetap dan konstan. Hal ini menjamin TDS yang konstan

Boiler

dan kemurnian steam pada beban

kondisi tertentu, dan tidak perlu lagi diatur setiap saat oleh operator.

Adapun fungsi dari Blowdown valve

mengalami pencemaran. Valve Blowdown

� Pada Drum boiler. Kelemahan pemasangan cara ini adalah bahwa proses

hanya efektif ketika Boiler

� Pada dasar bawah economizer

valve Blowdown harus di

kekurangan air.

Walaupun sejumlah besar panas diambil dari

kembali panas ini dengan mengembuskannya ke flash tank dan mengasilkan flash steam. Flash

steam ini dapat digunakan untuk pemanasan awal

digunakan pada Boiler bertekanan tinggi.

Residu Blowdown yang meninggalkan flash vessel masih meng

cukup dan dapat dimanfaatkan kembali dengan me masan

memanaskan air make-up dingin. Sistim pemanfaatan kembali panas

seperti yang digambarkan dibawah dapat memanfaatkan hingga 80% energi yang terk

Blowdown, yang dapat diterapkan pada berbagai uku

modalnya bisa kembali hanya dalam beberapa bulan.

Gambar 2.40 Skema Pemanfaatan Kembali Panas dari

pada beban steam tertentu. Valve Blowdown hanya diatur satu

kondisi tertentu, dan tidak perlu lagi diatur setiap saat oleh operator.

valve adalah untuk membuang air. Hal ini diperlukan jika

Blowdown ini dapat ditempatkan dalam dua posisi :

. Kelemahan pemasangan cara ini adalah bahwa proses

Boiler bertekanan.

economizer. Kelemahan pemasangan cara ini adalah bahwa bukaan

harus diatur untuk meyakinkan bahwa pipa air ruang bakar tidak

sejumlah besar panas diambil dari boiler, tetapi ada peluang pemanfaatan

dengan mengembuskannya ke flash tank dan mengasilkan flash steam. Flash

digunakan untuk pemanasan awal air umpan boiler. Jenis Blowdown

bertekanan tinggi.

yang meninggalkan flash vessel masih mengandung energi panas yang

cukup dan dapat dimanfaatkan kembali dengan me masang sebuah penukar panas untuk

up dingin. Sistim pemanfaatan kembali panas Blowdown

seperti yang digambarkan dibawah dapat memanfaatkan hingga 80% energi yang terk

, yang dapat diterapkan pada berbagai ukuran Boiler steam dengan waktu

modalnya bisa kembali hanya dalam beberapa bulan.

Skema Pemanfaatan Kembali Panas dari Blowdown Boiler

55

hanya diatur satu kali untuk

. Hal ini diperlukan jika air Boiler

. Kelemahan pemasangan cara ini adalah bahwa proses Blowdown

. Kelemahan pemasangan cara ini adalah bahwa bukaan

ruang bakar tidak

, tetapi ada peluang pemanfaatan

dengan mengembuskannya ke flash tank dan mengasilkan flash steam. Flash

Blowdown ini umum

ung energi panas yang

g sebuah penukar panas untuk

Blowdown yang lengkap

seperti yang digambarkan dibawah dapat memanfaatkan hingga 80% energi yang terkandung dalam

dengan waktu pengembalian

Boiler (Spirax Sarco)

Boiler

TDS Air make up x % Air make up

TDS maksimum dalam boiler yang diijinkan

Perhitungan Blowdown :

Besarnya jumlah Blowdown yang diperlukan untuk mengendalikan konsentrasi padatan

dihitung dengan menggunakan rumus berikut

Blowdown (persen) =

Jika batasan maksimum TDS yang diperbolehkan sebagaimana dalam

3000 ppm, persen air make up adalah 10 persen dan TDS dalam

persentase Blowdownnya adalah sebagai berikut:

= 300 x 10 / 3000

= 1 %

Jika laju penguapan Boiler sebesar 3000 kg/ jam maka laju

= 3000 x 1 / 100

= 30 kg/jam

Keuntungan pengendalian Blowdown

Pengendalian Blowdown Boiler yang baik dapat secara signifikan menurunkan biaya

operasional yang meliputi:

• Biaya perlakuan awal lebih rendah

• Konsumsi air make-up lebih sedikit

• Waktu penghentian untuk perawatan menjadi berkurang

• Umur pakai Boiler meningkat

• Pemakaian bahan kimia untuk pengolahan

2.5.4 Chemical Injection System

Fungsi utama dari chemical injection

pengendalian korosi pada metal pipa

kotoran, yang merusak operasi Boiler

memperbaiki masalah yang disebabkan oleh kotoran. Untuk

kemurnian uap, bahan kimia ini bisa disuntikkan langsung ke dalam

• Manfaat Perawatan Kimia

• Meningkatkan efisiensi boiler

TDS Air make up x % Air make up

TDS maksimum dalam boiler yang diijinkan

yang diperlukan untuk mengendalikan konsentrasi padatan

dihitung dengan menggunakan rumus berikut :

Jika batasan maksimum TDS yang diperbolehkan sebagaimana dalam Boiler paket adalah

make up adalah 10 persen dan TDS dalam air make up adalah

nya adalah sebagai berikut:

sebesar 3000 kg/ jam maka laju Blowdown yang diperlukan adalah:

Blowdown

yang baik dapat secara signifikan menurunkan biaya

Biaya perlakuan awal lebih rendah

up lebih sedikit

Waktu penghentian untuk perawatan menjadi berkurang

meningkat

Pemakaian bahan kimia untuk pengolahan air umpan menjadi lebih rendah

System

chemical injection system adalah untuk mengendalikan pH dan

pengendalian korosi pada metal pipa air dan uap boiler. Air umpan Boiler sering meng

Boiler dan efisiensi. Aditif kimia dapat digunakan untuk

memperbaiki masalah yang disebabkan oleh kotoran. Untuk meningkatkan kualitas

kemurnian uap, bahan kimia ini bisa disuntikkan langsung ke dalam air umpan atau uap.

boiler;

56

yang diperlukan untuk mengendalikan konsentrasi padatan air Boiler

paket adalah sebesar

make up adalah 300 ppm, maka

yang diperlukan adalah:

yang baik dapat secara signifikan menurunkan biaya perlakuan dan

adalah untuk mengendalikan pH dan

sering mengandung

ditif kimia dapat digunakan untuk

meningkatkan kualitas air umpan, dan

atau uap.

Boiler

• Mengurangi bahan bakar, operasi dan biaya pemeliharaan;

• Minimalkan pemeliharaan dan

• Melindungi dari korosi dan memperpanjang umur peralatan.

Chemical treatments for waterside of Boiler tubes

Air umpan Boiler terdiri dari

mengandung kotoran, yang dapat menyebabkan deposit

Pada umumnya kotoran dalam air

dan magnesium.

Beberapa pengotoran yang ada pada

Sebuah fakta yang sering

persentase kecil dari keseluruhan biaya operasi

peralatan dapat membuat domino efek kenaikan biaya operasi dan biaya pemeliharaan.

terbaik, semua bahan kimia untuk internal tratment

menerus dan pada titik injeksi yang tepat.

Mengurangi bahan bakar, operasi dan biaya pemeliharaan;

Minimalkan pemeliharaan dan downtime

Melindungi dari korosi dan memperpanjang umur peralatan.

Chemical treatments for waterside of Boiler tubes

terdiri dari air makeup dan kondensat. Air tersebut biasanya

dapat menyebabkan deposit dan masalah terkait lainnya di dalam

termasuk alkalinitas, silika, besi oksigen, terlarut dan kal

gotoran yang ada pada Boiler dan cara pencegahannya ada dalam tabel berikut :

diabaikan adalah bahwa water treatment biasanya merupakan

keseluruhan biaya operasi boiler. Namun, perlakuan buruk atau kinerj

efek kenaikan biaya operasi dan biaya pemeliharaan.

internal tratment fasilitas pembangkit uap harus

menerus dan pada titik injeksi yang tepat.

57

tersebut biasanya

dan masalah terkait lainnya di dalam boiler.

alkalinitas, silika, besi oksigen, terlarut dan kalsium

dan cara pencegahannya ada dalam tabel berikut :

biasanya merupakan

. Namun, perlakuan buruk atau kinerja

efek kenaikan biaya operasi dan biaya pemeliharaan. Untuk hasil

fasilitas pembangkit uap harus dikontrol terus

Boiler

Gambar 2.41

Mono-, di-atau trisodium fosfat dan natrium polifosf

memperbaiki kualitas air umpan

meminimalkan fluktuasi pH. Termasuk

Selain itu, ia memberikan lapisan pelindung pada logam

diinjeksikan langsung ke steam drum

Feedwater pada kondisi tertentu. Perlakuan meng

menghasilkan kalsium fosfat deposit. Oleh karena itu, mereka harus diinjeksikan pada aliran

Feedwater boiler. Poliphospat tidak boleh ditambahkan pada aliran

HE atau pemanas bertingkat pada sistem persiapan

dalam sistem persiapan boiler, poliphospat dapat ditambahkan ke dalam pipa

kandungan tidak leboh dari 2 ppm. Dari semua kasus, penambahan ra

water hardness level phosphate harus ditambahkan atau diencerkan dengan kondensat atau

murni.

Skema Titik injeksi Phosphate Pada Boiler

atau trisodium fosfat dan natrium polifosfat dapat ditambahkan untuk

umpan boiler. Fosfat buffer (penampungan sementara)

Termasuk endapan kalsium atau magnesium yang menjadi

lapisan pelindung pada logam permukaan boiler.

rum boiler, meskipun mereka juga diinjeksikan ke dalam aliran

pada kondisi tertentu. Perlakuan mengandung ortofosfat memungkinkan untuk


. Poliphospat tidak boleh ditambahkan pada aliran Feedwater ketika

HE atau pemanas bertingkat pada sistem persiapan boiler. Jika peralatan tersebut tidak masuk

, poliphospat dapat ditambahkan ke dalam pipa Feed

ungan tidak leboh dari 2 ppm. Dari semua kasus, penambahan rata-rata tergantung dari

hardness level phosphate harus ditambahkan atau diencerkan dengan kondensat atau

58

at dapat ditambahkan untuk

(penampungan sementara) air untuk

menjadi deposit.

. Fosfat biasanya

juga diinjeksikan ke dalam aliran

ung ortofosfat memungkinkan untuk


ketika economizer,

. Jika peralatan tersebut tidak masuk

Feedwater dengan

rata tergantung dari Feed

hardness level phosphate harus ditambahkan atau diencerkan dengan kondensat atau air

Boiler

SISTEM KERJA

3.1 BOILER SYSTEM

Gambar 3.1

Gambar diatas menunjukkan siklus dari

akan mengalami pemanasan lanjut pada

Setelah melewati economizer, air menuju

dari volume steam drum. Kondisi air dalam

steam drum, air akan mengalir turun melalui

pipa pada Boiler membentuk huruf U, maka air akan mengalir ke atas pada

Waterwall, air mengalami pemanasan oleh burner hingga mencapai kondisi uap jenuh. Air yang

telah menjadi uap jenuh, akan kembali ke

BAB III

SISTEM KERJA BOILER

Gambar 3.1 Siklus pada Boiler

Gambar diatas menunjukkan siklus dari Boiler. Air keluaran dari High Pressure Heater

akan mengalami pemanasan lanjut pada economizer dengan memanfaatkan flue gas

, air menuju steam drum. Didalam steam drum, level air dijaga 50%

. Kondisi air dalam steam drum berupa cair jenuh (liquid vapor

, air akan mengalir turun melalui downcomer hingga mencapai bottom header. Karena

membentuk huruf U, maka air akan mengalir ke atas pada Water

, air mengalami pemanasan oleh burner hingga mencapai kondisi uap jenuh. Air yang

telah menjadi uap jenuh, akan kembali ke steam drum untuk mengalami pemanasan lanjut pada

59

High Pressure Heater

flue gas dari Boiler.

, level air dijaga 50%

liquid vapor). Dari

hingga mencapai bottom header. Karena

Waterwall. Pada

, air mengalami pemanasan oleh burner hingga mencapai kondisi uap jenuh. Air yang

untuk mengalami pemanasan lanjut pada

Boiler

superheater. Dari steam drum uap akan di filter oleh mis separator. Uap akan dipa

primary superheater kemudian dilanjutkan dipanaskan kembali oleh secondary

final superheater. Kemudian uap tersebut akan diekspansikan ke turbin.

Exhaust pada IP (intermediet turbin

reheater yang memanfaatkan flue gas

menjadi superheated kembali dan diekspansikan ke IP turbin.

3.2 WATER & STEAM SYSTEM

3.2.1 Water system

uap akan di filter oleh mis separator. Uap akan dipa

kemudian dilanjutkan dipanaskan kembali oleh secondary

. Kemudian uap tersebut akan diekspansikan ke turbin.

intermediet turbin), turbin akan mengalami pemanasan ulang oleh

flue gas (gas buang) dari Boiler. Setelah mengalami pemanasan, uap

kembali dan diekspansikan ke IP turbin.

SYSTEM

Gambar 3.2 Water system

60

uap akan di filter oleh mis separator. Uap akan dipanaskan lagi oleh

kemudian dilanjutkan dipanaskan kembali oleh secondary superheater dan

), turbin akan mengalami pemanasan ulang oleh

. Setelah mengalami pemanasan, uap

Boiler

Water system pada Boiler

dilakukan pada economiser dimana panas sensibel (panas yang hanya digunakan untuk menaikkan

suhu tanpa mengubah wujud) hingga temperature air mendekati temperature

economizer, air dialirkan steam drum

dan mulai berubah menjadi steam karena panas dari furnace.

a. Main Water system (Sistem Air Utama)

Didalam PLTU sistem Air Utama dibedakan

1. Air pengisi

2. Air penambah

1) Air pengisi

Air pengisi yaitu air yang digunakan untuk mengisi

steam. Air pengisi terdiri dari :

• Condensat Water

Condensat Water yaitu air condensasi dari uap

turbine dan ditampung di

Pressure Heater (pemanas awal tekanan rendah) sampai dengan

Gambar 3.3

ditunjukkan pada gambar 2.1. Pemanasan awal dalam


suhu tanpa mengubah wujud) hingga temperature air mendekati temperature

steam drum. Kemudian dari steam drum, air turun melewati furnace well

karena panas dari furnace.

(Sistem Air Utama)

stem Air Utama dibedakan menjadi 2 bagian antara lain :

Air pengisi yaitu air yang digunakan untuk mengisi steam drum yang berasal dari sirkulasi

. Air pengisi terdiri dari :

aitu air condensasi dari uap bekas yang telah dipakai untuk memutar

ditampung di Hot-Well dan dipompa oleh Condensate Pump

(pemanas awal tekanan rendah) sampai dengan Deaerator

Gambar 3.3 Flow Diagram Condensate Water

Keterangan : MUT : Make Up Water TankCP : Condensat PumpSJAE : Steam Jet Air EjectorLPH : Low Pressure HeaterBFP : Boiler Feed Pump

61

Pemanasan awal dalam Boiler


suhu tanpa mengubah wujud) hingga temperature air mendekati temperature jenuhnya. Dari

, air turun melewati furnace well

yang berasal dari sirkulasi

bekas yang telah dipakai untuk memutar

Condensate Pump melewati Low

Deaerator.

: Make Up Water Tank : Condensat Pump : Steam Jet Air Ejector : Low Pressure Heater : Boiler Feed Pump

Boiler

• Feed Water

Feed Water yaitu air pengisi yang dimulai dari

oleh Boiler Feed Pump

Economizer selanjutnya menuju

Gambar 3.4

2) Air Penambah

Air penambah yaitu air yang digunakan untuk mengisi

levelnya kurang. Dimana air tesebut berasal dari

di Water treatment dengan persyaratan

• Conductivity ≤ 1 µ/Cm

• Chlorida (Cl ) ≤ 100 ppb

• Ferro ( Fe ) ≤ 50 ppb

• SiO2 ≤ 20 ppb

aitu air pengisi yang dimulai dari Deaerator Storage Tank

Pump melewati High Pressure Heater (pemanas tekanan tinggi) dan

selanjutnya menuju Steam drum.

Gambar 3.4 Flow Diagram Feed Water

Air penambah yaitu air yang digunakan untuk mengisi steam drum melalui kondensor jika

levelnya kurang. Dimana air tesebut berasal dari Raw Water Tank (RWT) yang dimurnikan

dengan persyaratan sebagai berikut :

≤ 100 ppb

Keterangan : HPH : High Pressure HeaterBFP : Boiler Feed Pump

62

Deaerator Storage Tank dan dipompa

nas tekanan tinggi) dan

melalui kondensor jika

yang dimurnikan

: High Pressure Heater : Boiler Feed Pump

Boiler

Kemudian hasil pemurnian dari

Water Tank (MUT) yang telah memenuhi persyaratan sebagai air penambah pada

Kondensor.

Gambar 3.5

b. Jenis-Jenis Boiler Berdasarkan Sirkulasi Air Di Dalam

Dalam sistem sirkulasi air, aliran air dapat mengalir secara alamiah atau

1) Sirkulasi Alami

Gambar 3.6

Kemudian hasil pemurnian dari Water treatment (demin Water) ditampung pada

(MUT) yang telah memenuhi persyaratan sebagai air penambah pada

Gambar 3.5 Flow Diagram Air Penambah

Berdasarkan Sirkulasi Air Di Dalam Wall Tube

Dalam sistem sirkulasi air, aliran air dapat mengalir secara alamiah atau secara paksa.

Gambar 3.6 Sirkulasi Alamiah

Keterangan : MUTP : Make Up Transfer Pump MUT : Make Up Water Tank CP : Condensat Pump

63

) ditampung pada Make Up

(MUT) yang telah memenuhi persyaratan sebagai air penambah pada Hot-Well

secara paksa.

Boiler

Sirkulasi alami terjadi kaena perbedaan densitas antara sisi

Tube seperti dalam gambar 3.6. G

bawah melalui pipa downcomer

bawah. Ketika air didalam pipa evaporation (penguap) menerap panas, terbentuklah

gelembung-gelembung uap. Gelembung

kerapatan yang lebih rendah dibanding air didalam

air panas dan gelembung uap air masuk ke dalam drum. Dalam drum,uap dipisahkan dari

air. Uap meninggalkan drum untuk dipanaskan lebih lanjut dan air disirkulasikan kembali

turun melalui downcomer.

Dengan kemajuan sirklus uap, yang melibatkan

tinggi, perbedaan volume jenis (

Dengan demikian, perbedaan tekanan (

mempertahankan sirkulasi alamiah juga berkurang.

Bar, perbedaan volume jenis dapat diabaikan. Dalam beberapa rancangan

bahwa dengan bertambahnya tekanan

sehingga harus berpindah ke metode sirkulasi yang lain.

menghasilkan siklus dengan tekanan rendah.

2) Sirkulasi Paksa

Sirkulasi alami terjadi kaena perbedaan densitas antara sisi downcomer

seperti dalam gambar 3.6. Gambar tersebut menunjukkan air dari drum mengalir ke

downcomer (pipa-turun) masuk ke dalam header yang


gelembung uap. Gelembung-gelembung uap dan air panas ini mempunyai

ng lebih rendah dibanding air didalam downcomer dan menyebabkan campuran



Dengan kemajuan sirklus uap, yang melibatkan Boiler dengan tekanan yang lebih

tinggi, perbedaan volume jenis (specific volume) antara uap dan air menjadi lebih kecil.

Dengan demikian, perbedaan tekanan (head) antara downcomer dan pipa p

mempertahankan sirkulasi alamiah juga berkurang. Pada saat tekanan Boiler

Bar, perbedaan volume jenis dapat diabaikan. Dalam beberapa rancangan Boiler

hwa dengan bertambahnya tekanan, maka akan mempunyai sirkulasi yang

sehingga harus berpindah ke metode sirkulasi yang lain. Sirkulai alami digunakan

menghasilkan siklus dengan tekanan rendah.

Gambar 3.7 Sirkulasi Paksa

64

dengan sisi Wall

ambar tersebut menunjukkan air dari drum mengalir ke

terleak dibagian


gelembung uap dan air panas ini mempunyai

dan menyebabkan campuran



dengan tekanan yang lebih

) antara uap dan air menjadi lebih kecil.

dan pipa penguap yang

Boiler mendekati 221

Boiler ditemukan

, maka akan mempunyai sirkulasi yang ridak memadai

Sirkulai alami digunakan

Boiler

Sirkulasi paksa adalah sirkulasi aliran air dari

pompa sirkulasi. Sirkulasi paksa memiliki beberapa kelebihan yaitu :

a. Pengendalian panas lebih efektif karena aliran lebih cepat

b. Ukuran pipa Wall Tube menjadi lebih kecil karena dengan adanya pompa, menghasilkan

tekanan yang lebih tinggi sehingga dapat mengalirkan air melalui pipa yang lebih kecil.

3.2.2 Steam System

Gambar 3.8 Steam

Sirkulasi paksa adalah sirkulasi aliran air dari downcomer ke wall tube yang dibantu dengan

Sirkulasi paksa memiliki beberapa kelebihan yaitu :

Pengendalian panas lebih efektif karena aliran lebih cepat

menjadi lebih kecil karena dengan adanya pompa, menghasilkan


Steam System pada Superheater dan Reheater

65

yang dibantu dengan

menjadi lebih kecil karena dengan adanya pompa, menghasilkan


Boiler

Gambar 3.5 menunjukkan

dipanaskan lagi di dalam superheater

menggerakkan turbin (High Pressure Heater

dalam reheater agar temperatur naik kembali untuk masuk kembali ke dalam

Dimana panas reheater didapatkan dari

Water agar tidak mengalami overheated

3.3 AIR & GAS SYSTEM

3.3.1 Proses Pembakaran

Gambar 3.10

Gambar 3.9 Steam flow

Gambar 3.5 menunjukkan steam yang dihasilkan dari steam drum setelah

superheater agar menjadi superheated steam. Kemudian diekspansi untuk

High Pressure Heater). Keluaran dari HP Heater kemudian dilewatkan

naik kembali untuk masuk kembali ke dalam Intermediet

didapatkan dari flue gas. Selain itu, superheater didinginkan dengan

overheated dengan tujuan menjaga temperatur uap.

Gambar 3.10 Prinsip Pembakaran

66

setelah kemudian

. Kemudian diekspansi untuk

kemudian dilewatkan

Intermediet Turbin.

didinginkan dengan spray

Boiler

Pada proses pembakaran, diperlukan bahan bakar dan udara (sebagai sumber oksigen).

Pembakaran adalah reaksi kimia yang cepat antara oksigen dan bahan

timbulnya cahaya dan menghasilkan kalor. Dalam suatu pembakaran bahan bakar akan terjadi

reaksi kimia antara komponen bahan bakar dengan Oksigen, dimana hasil reaksi ini akan

membentuk gas CO2, H20 dan gas

seluruh panas yang dihasilkan dengan meminimalkan kerugian

pembakaran elemen-elemen yang dapat terbakar dalam bahan bakar sehingga menghasilkan panas

merupakan proses yang kompleks, yang m

tepat, temperatur yang cukup, dan waktu yang cukup untuk reaktan terjadi kontak dan bereaksi.

Pada kondisi yang ideal proses pembakaran akan terjadi proses pencampuran oksigen dan

bahan bakar yang tepat (pembakaran sempurna) dan menghasilkan gas CO

tidak ada lagi bahan yang dapat terbakar (

sangat sulit terjadi dan bahkan tidak akan pernah terjadi pada suatu pembakaran di

tingkat excess oksigen nol persen.

Pada kondisi praktis excess

atmosfer dan jumlah excess udara ini bervariasi tergantung dari bahan bakar,

dari perangkat pembakaran. Kompon

(H). contoh reaksi pembakaran adalah sebagai berikut :

3.3.2 Sirkulasi

Gambar 3.11


Pembakaran adalah reaksi kimia yang cepat antara oksigen dan bahan yang dapat terbakar, disertai



0 dan gas-gas lain. Tujuan dari proses pembakaran adalah melepaskan

seluruh panas yang dihasilkan dengan meminimalkan kerugian-kerugian yang terjadi. Reaksi

elemen yang dapat terbakar dalam bahan bakar sehingga menghasilkan panas

merupakan proses yang kompleks, yang memerlukan turbulensi atau pencampuran reaktan yang



(pembakaran sempurna) dan menghasilkan gas CO2 dan

tidak ada lagi bahan yang dapat terbakar (combustible matter) tersisa. Tetapi kondisi seperti ini

sangat sulit terjadi dan bahkan tidak akan pernah terjadi pada suatu pembakaran di

excess oksigen didapatkan dalam bentuk excess udara dari udara

udara ini bervariasi tergantung dari bahan bakar, Boiler

Komponen utama dalam bahan bakar adalah karbon (C) dan hidrogen

(H). contoh reaksi pembakaran adalah sebagai berikut :

C + O2 � CO2 + Panas

Gambar 3.11 Air and Gas System Coal Burner

67


yang dapat terbakar, disertai



i proses pembakaran adalah melepaskan

kerugian yang terjadi. Reaksi

elemen yang dapat terbakar dalam bahan bakar sehingga menghasilkan panas

emerlukan turbulensi atau pencampuran reaktan yang



dan H20. Sehingga

) tersisa. Tetapi kondisi seperti ini

sangat sulit terjadi dan bahkan tidak akan pernah terjadi pada suatu pembakaran di Boiler dengan

udara dari udara

Boiler load dan tipe

en utama dalam bahan bakar adalah karbon (C) dan hidrogen

Boiler

Hampir semua instalasi pembangkit listrik yang besar

Draught Fan dan dua (2) buah Induced Draught Fan.

and gas system pada Boiler yang tidak menggunakan bahan bakar batu bara. Dimana dalam desain

tersebut tidak ada PA Fan. Udara luar dihisap dan didorong oleh FD fan hingga masuk ke dalam

Boiler melewati steam coils dan air heater untuk pemanasan awal agar udara yang masuk akan lebih

mudah bereaksi dengan bahan bakar hingga terjadi pembakaran.

Gas hasil pembakaran (flue gas

(stack). Namun sebelumnya flue gas

steam pada Water wall dan superheater

reheater dan air heater. Selanjutnya,

terbawa. Setelah disaring, flue gas dikeluarkan melewati stack.

Agar supaya Boiler dapat dikontrol secara baik dan benar, keseimbangan yang tepat antara

udara yang dimasukkan ke dalam

dipertahankan dengan mengontrol tekanan ruang bakar. Dimana tekanan ruang bakar sedi

dibawah tekanan atmosfir (0,50 mb).

Proses ini disebut sebagai balance draught. Alasan utama untuk mengatur tekanan di dalam

ruang bakar sedikit lebih dari atmosfir (negatif) adalah untuk menjamin bahwa ada aliran gas dalam

Boiler. Jika Boiler (ruang bakar) dioperasikan dengan tekanan lebih tinggi dari tekanan atmosfir

(positif), maka aka nada bahaya api dari partikel

bahaya api, rumah Boiler juga menjadi lebih kotor.

Gambar 3.11 menunjukkan air and g

penggunaan PA fan yang berfungsi untuk megalirkan batubara yang telah dihaluskan di pulverizer

menuju burner.

Hampir semua instalasi pembangkit listrik yang besar menggunakan dua (2) buah Forced

ua (2) buah Induced Draught Fan. Gambar 2.15 menunjukkan skema aliran flue

yang tidak menggunakan bahan bakar batu bara. Dimana dalam desain


coils dan air heater untuk pemanasan awal agar udara yang masuk akan lebih

mudah bereaksi dengan bahan bakar hingga terjadi pembakaran.

flue gas) dihisap dan dodorong oleh ID Fan hingga keluar cerobong

flue gas tersebut digunakan untuk memanaskan Water

superheater. Selain itu, setelah superheater, flue gas

dan air heater. Selanjutnya, flue gas melewati precipitator untuk menyaring abu (ash) yang

dikeluarkan melewati stack.

dapat dikontrol secara baik dan benar, keseimbangan yang tepat antara

udara yang dimasukkan ke dalam Boiler dan gas yang dibuang harus dijaga. Keseimbangan ini

dipertahankan dengan mengontrol tekanan ruang bakar. Dimana tekanan ruang bakar sedi

dibawah tekanan atmosfir (0,50 mb).



bakar) dioperasikan dengan tekanan lebih tinggi dari tekanan atmosfir

(positif), maka aka nada bahaya api dari partikel-partikel panas yang berhembus keluar. Disamping

juga menjadi lebih kotor.

Gambar 3.11 menunjukkan air and gas system pada coal burner. Perbedaannya terdapat pada


68

menggunakan dua (2) buah Forced

Gambar 2.15 menunjukkan skema aliran flue

yang tidak menggunakan bahan bakar batu bara. Dimana dalam desain


coils dan air heater untuk pemanasan awal agar udara yang masuk akan lebih

) dihisap dan dodorong oleh ID Fan hingga keluar cerobong

Water hingga menjadi

juga dilewatkan

melewati precipitator untuk menyaring abu (ash) yang

dapat dikontrol secara baik dan benar, keseimbangan yang tepat antara

dan gas yang dibuang harus dijaga. Keseimbangan ini

dipertahankan dengan mengontrol tekanan ruang bakar. Dimana tekanan ruang bakar sedikit



bakar) dioperasikan dengan tekanan lebih tinggi dari tekanan atmosfir

partikel panas yang berhembus keluar. Disamping

. Perbedaannya terdapat pada


Boiler

3.4 FUEL & FIRING SYSTEM

3.4.1 Coal

Gambar 3.12

Dalam fuel and firing system untuk bahan bakar batu bara, komponen utama yang

diperlukan yaitu batubara dan udara pembakaran. Batubara berasal dari coal yard disuplai ke hopper

(silo) sebagai penampungan sementara melalui conveyor. Pada bagian bawah silo,

Feeder yang mengatur jumlah batu bara yang masuk ke dalam pulverizer. Didalam pulverizer,

batubara dihaluskan dengan bantuan

hot air juga berfungsi untuk mengeringkan dan sebagai p

lebih mudah terbakar. Namun suhu tersebut dibatasi tidak boleh melebihi 60

menghindari batubara terbakar dengan sendirinya sebelum masuk burner. Atau bahkan dapat

terbakar di dalam pulverizer.

SILO (COAL)

COAL FEEDER (COAL)

PULVERIZER (COAL + HOT AIR)

Gambar 3.12 Skema Fuel and Firing System



(silo) sebagai penampungan sementara melalui conveyor. Pada bagian bawah silo,

er yang mengatur jumlah batu bara yang masuk ke dalam pulverizer. Didalam pulverizer,

batubara dihaluskan dengan bantuan hot air sebagai media sirkulasinya. Selain sebagai sirkulasi,

hot air juga berfungsi untuk mengeringkan dan sebagai pemanasan awal batubara agar nantinya

lebih mudah terbakar. Namun suhu tersebut dibatasi tidak boleh melebihi 600


AIR HEATER (HOT AIR)

PA FAN (HOT AIR)

BURNER (COAL + HOT AIR)



(COAL + HOT AIR)

69



(silo) sebagai penampungan sementara melalui conveyor. Pada bagian bawah silo, terdapat coal

er yang mengatur jumlah batu bara yang masuk ke dalam pulverizer. Didalam pulverizer,

sebagai media sirkulasinya. Selain sebagai sirkulasi,

emanasan awal batubara agar nantinya 0C karena untuk


FD FAN (AIR)

Boiler

Gambar 3.13

Hot air didapatkan dari PA fan dan air heater. Dimana suplai

Air yang disuplai oleh FD fan masih dingin karena didapatkan dari atmosfir. Kemudian dinaikkan

suhunya dengan cara dilewatkan air heater yang mendapatkan panas dari

fan mengalirkan hot air tersebut ke dalam

burner dengan dorongan PA fan.

Firing system dapat dibedakan menjadi 2, sesuai dengan keadaan tekanan pada furnace :

1. Boiler positif. Yaitu Boiler dimana tekanan pada furnace diatas tekanan atmosfir.

menggunakan bahan bakar minyak.

2. Boiler negative. Yaitu Boiler

(vakum). Boiler ini menggunakan bahan bakar batubara.

3.4.2 Oil (Minyak)

Pada PLTU yang menggunakan bahan bakar minyak, proses starting

(high speed diesel) untuk kemudian menggunakan RO (residual oil) selama normal operasi. Karena

HSD lebih mudah terbakar dari pada RO, sehingga dapat memudahkan proses starting.

Gambar 3.13 Skema Fuel and Firing System

didapatkan dari PA fan dan air heater. Dimana suplai air utama berasal dari FD fan.


suhunya dengan cara dilewatkan air heater yang mendapatkan panas dari flue gas

fan mengalirkan hot air tersebut ke dalam pulverizer. Setelah batubara halus, maka disuplai ke


dimana tekanan pada furnace diatas tekanan atmosfir.

menggunakan bahan bakar minyak.

Boiler dimana tekanan pada furnace dibawah tekanan atmosfir

ini menggunakan bahan bakar batubara.

Pada PLTU yang menggunakan bahan bakar minyak, proses starting menggunakan HSD



SILO

COAL FEEDER

70

utama berasal dari FD fan.


flue gas. Kemudian PA

pulverizer. Setelah batubara halus, maka disuplai ke


dimana tekanan pada furnace diatas tekanan atmosfir. Boiler ini

dimana tekanan pada furnace dibawah tekanan atmosfir

menggunakan HSD



Boiler

Main storage tank

Heater

Heater

Dari unloading arm

Auxiliary steam

Auxiliary steam

Gambar 3.14

• Proses pertama penanganan minyak residu adalah menampung minyak tersebut di

oil storage tank. Pada unit pembangkitan PT. PJB minyak residu ditransportasikan dengan

menggunakan kapal laut, urutan prosesnya adalah :

• Proses kedua adalah mentransfer minyak residu ke

perlakuan untuk proses ini adalah :

1. Minyak residu akan memasuki

2. Penyaringan dengan menggunakan

3. Minyak residu akan dipompakan menggunakan

sebelum memasuki flowmeter

Pompa

pompa

Flowmeterfilter

filter Flowmeter

Service tank

Service tank

Filter

Filter

Filter

Filter

Pompa

Pompa

Heater

Heater

Auxiliary steam

Auxiliary steamP-51

Auxiliary steam

Auxiliary steam

Gambar 3.14 Skema Residual Oil

Proses pertama penanganan minyak residu adalah menampung minyak tersebut di

. Pada unit pembangkitan PT. PJB minyak residu ditransportasikan dengan

menggunakan kapal laut, urutan prosesnya adalah :

Proses kedua adalah mentransfer minyak residu ke residual oil service tank,

perlakuan untuk proses ini adalah :

inyak residu akan memasuki preheater dan dipanaskan sampai temperatur 45

an dengan menggunakan filter.

Minyak residu akan dipompakan menggunakan screw Pump dan kembali disaring

flowmeter.

71

Heater

Heater

Menuju burner

Menuju burner

Auxiliary steam

Auxiliary steam

Proses pertama penanganan minyak residu adalah menampung minyak tersebut di residual

. Pada unit pembangkitan PT. PJB minyak residu ditransportasikan dengan

residual oil service tank, urutan

dan dipanaskan sampai temperatur 45oC

dan kembali disaring

Boiler

Gambar 3.15

4. Pada flowmeter akan terbaca laju aliran dari minyak residu yang ditransfer.

Gambar 3.16

Gambar 3.15 Filter di UP Gresik

akan terbaca laju aliran dari minyak residu yang ditransfer.

Gambar 3.16 Flowmeter di UP Gresik

72

akan terbaca laju aliran dari minyak residu yang ditransfer.

Boiler

5. Minyak residu ditampung pada

Gambar 3.17

• Proses ketiga adalah mentransfer minyak residu ke

untuk proses ini adalah :

1. Dari residual oil service tank

Minyak residu ditampung pada residual oil service tank.

Gambar 3.17 Residual oil srevice tank di UP Gresik

Proses ketiga adalah mentransfer minyak residu ke burner pada furnace, urutan perlakuan

residual oil service tank akan disaring dengan menggunakan filter.

73

, urutan perlakuan

Boiler

Gambar 3.18

2. Setelah memasuki filter, minyak residu akan dipompakan dengan

memasuki heater.

Gambar 3.19

3. Pada heater minyak residu akan dipanaskan sampai

menggunakan auxiliary steam

Gambar 3.18 Filter di UP Gresik

, minyak residu akan dipompakan dengan screw

Gambar 3.19 Pompa di UP Gresik

minyak residu akan dipanaskan sampai temperatur 85

steam.

74

screw Pump untuk

temperatur 85oC. Pemanasan

Boiler

Gambar 3.20

4. Minyak residu akan memasuki

Gambar 3.21

5. Tekanan minyak residu akan dibatasi oleh

rack terdapat tripping valve

Gambar 3.22

Gambar 3.20 Heater di UP Gresik

Minyak residu akan memasuki flowmeter untuk menghitung laju alirannya.

ambar 3.21 Flowmeter di UP Gresik

Tekanan minyak residu akan dibatasi oleh control valve, sebelum memasuki

tripping valve yang digunakan ketika burner trip.

Gambar 3.22 Control Valve di UP Gresik

75

untuk menghitung laju alirannya.

, sebelum memasuki burner valve

Boiler

6. Minyak residu dibakar pada burner

Gambar 3.33

Pada burner terjadi pengkabutan

steam bertekanan tinggi. Pada burner tersebut terdapat 3

steam untuk atomizing.

burner.

Gambar 3.33 Control Valve di UP Gresik

Pada burner terjadi pengkabutan bahan bakar (atomizing) dengan cara menyemprotkan

bertekanan tinggi. Pada burner tersebut terdapat 3 nozzle yaitu saluran udara, bahan bakar dan

76

) dengan cara menyemprotkan

yaitu saluran udara, bahan bakar dan

Boiler

PEMELIHARAAN

4.1 BOILER CLEANING

Ketika mengoperasikan boiler

boiler tidak terbakar dengan sempurna. Ini dapat terjadi karena beberapa hal, tetapi penyebab utama

antara lain :

� Nyala api burner yang tidak stabil, bahan bakar buruk.

� Pembakar-pembakar minyak yang tidak baik (poor oil

� Tidak cukup udara dan distribusi udara yang jelek.

� Penggiling/mill yang tidak baik.

� Pengaruh-pengaruh dari luar pada nyala api, seperti ada pipa

bocor.

Selama operasi boiler, apabi

dimatikan. Hal ini dilakukan untuk mencegah masuknya lebih lanjut bahan bakar ke dalam ruang

bakar yang dapat menyebabkan ledakan.

ruang bakar harus dibilas/dibersihkan dari segala bahan bakar yang tidak terbakar. Jumlah udara

yang diperlukan untuk pembilasan (

tata cara pengusahaan Pembangkit Listrik dengan bahan bakar batubara.

Sebagai rata-rata : 50 % aliran udara total.

� Sebelum starting

� Ketika mematikan

� Sesudah penyalaan mati

Semua bagian dari boiler harus dibilas (purge), yakni damper

lain-lain.

4.2 PEMBERSIHAN OUTSIDE

Chemical cleaning adalah pembersihan yang dilakukan dengan menggunakan bahan kimia

dalam prosesnya. Proses Chemical

BAB IV

PEMELIHARAAN BOILER

boiler selalu ada resiko bahwa bahan bakar yang masuk ke dalam

tidak terbakar dengan sempurna. Ini dapat terjadi karena beberapa hal, tetapi penyebab utama

yang tidak stabil, bahan bakar buruk.

pembakar minyak yang tidak baik (poor oil burner)

Tidak cukup udara dan distribusi udara yang jelek.

Penggiling/mill yang tidak baik.

pengaruh dari luar pada nyala api, seperti ada pipa-pipa

, apabila penyalaan di dalam ruang bakar mati, maka


bakar yang dapat menyebabkan ledakan. Sebelum burner dinyalakan pada setiap ruang bakar, maka

harus dibilas/dibersihkan dari segala bahan bakar yang tidak terbakar. Jumlah udara

yang diperlukan untuk pembilasan (purging) dan waktu yang diperlukan terdapat di dalam uraian

tata cara pengusahaan Pembangkit Listrik dengan bahan bakar batubara.

rata : 50 % aliran udara total.

: minimum 2 menit

: minimum 2 menit

Sesudah penyalaan mati : minimum 5 menit

harus dibilas (purge), yakni damper-damper utama dan bypass dibuka dan

OUTSIDE BOILER (BOILER MINYAK)

adalah pembersihan yang dilakukan dengan menggunakan bahan kimia

Chemical cleaning ini bertujuan untuk menghilangkan kotora

77

selalu ada resiko bahwa bahan bakar yang masuk ke dalam

tidak terbakar dengan sempurna. Ini dapat terjadi karena beberapa hal, tetapi penyebab utama

pipa boiler yang

la penyalaan di dalam ruang bakar mati, maka burner harus


dinyalakan pada setiap ruang bakar, maka

harus dibilas/dibersihkan dari segala bahan bakar yang tidak terbakar. Jumlah udara

) dan waktu yang diperlukan terdapat di dalam uraian

damper utama dan bypass dibuka dan

adalah pembersihan yang dilakukan dengan menggunakan bahan kimia

ini bertujuan untuk menghilangkan kotoran-kotoran

Boiler

yang berupa kerak, deposit, sulfur

karat (Fe203), dan kotoran-kotoran lain dari sisa

Chemical cleaning dilakukan dengan prinsip kerja reaksi asam dan basa. Kotoran

yang bersifat asam dibersihkan dengan

Hal yang perlu diperhatikan di sini adalah bahwa daya reaksi asam dan basa tersebut jangan sampai

menimbulkan kerusakan yang berkelanjutan terhadap peralatan

boiler PLTU dapat dilaksanakan dengan metode

Chemical cleaning pada outside boiler

turun minimal 10% dari kondisi normal.

ketika dilaksanakan Simple Inspection (SI). Waktu pengerjaannya minimal 10 hari.

Gambar 4.1

Pekerjaan Chemical cleaning pada

yaitu:

1. Tahap Persiapan

Persiapan Chemical cleaning

pemasangan Vinyl pada refractory furnace, pemasangan penerangan dan koordinasi dengan

lingkungan dan K3.

2. Pelaksanaan Pekerjaan Cleaning

Pekerjaan cleaning boiler

pembersihan tube boiler dengan

cair.

3. Pekerjaan Finishing

posit, sulfur atau produk korosi, carbon reside atau jelaga, cupilan

kotoran lain dari sisa-sisa pembakaran.

dilakukan dengan prinsip kerja reaksi asam dan basa. Kotoran

yang bersifat asam dibersihkan dengan bahan kimia yang bersifat basa, demikian pula sebaliknya.


erkelanjutan terhadap peralatan yang akan dibersihkan.

dengan metode Chemical cleaning.

boiler PLTU dilaksanakan jika perhitungan efisiensi unit telah

turun minimal 10% dari kondisi normal. Chemical cleaning dilaksanakan pada saat unit

dilaksanakan Simple Inspection (SI). Waktu pengerjaannya minimal 10 hari.

Gambar 4.1 Outside boiler PLTU

pada outside boiler PLTU ini dibagi dalam tiga tahap pekerjaan,

cleaning outside boiler meliputi pemasangan Vinyl pada


Cleaning

atau disebut juga start water jet cleaning boiler

dengan water jet, netralisasi limbah cair, dan pembuangan limbah

78

laga, cupilan-cupilan

dilakukan dengan prinsip kerja reaksi asam dan basa. Kotoran-kotoran

bahan kimia yang bersifat basa, demikian pula sebaliknya.


yang akan dibersihkan. Pada outside

PLTU dilaksanakan jika perhitungan efisiensi unit telah

dilaksanakan pada saat unit shutdown

PLTU ini dibagi dalam tiga tahap pekerjaan,

meliputi pemasangan Vinyl pada burner,


boiler, meliputi:

an pembuangan limbah

Boiler

Sedangkan yang meliputi pekerjaan finishing adalah inspeksi

kerak padat, pembuangan limbah kerak padat, pek

alat.

Uraian pekerjaannya sebagai berikut.

� Seperti pada Chemical cleaning

rendal operasi melakukan inspeksi ke dalam ruang

unit shutdown dan temperatur dalam ruang

sekitar 2 hari setelah shutdown

gambar atau foto, mengambil contoh kotoran beru

sambil membuktikan kebenaran

efisiensinya telah menurun. Kebenaran

dengan banyaknya kotoran yang menutup sisi

� Ketika pembuktian adanya kotoran

sudah dilakukan dan dinyatakan benar, petugas inspeksi dapat membuat berita acara yang

menyatakan bahwa harus dilakukan

laboratorium menganalisa kotoran

test tersebut digunakan untuk menentukan formula kimia yang tepat bagi proses

selanjutnya.

Gambar 4.2 Kotoran

� Petugas laboratorium memanggil pihak ketiga atau pelaksana

simulasi cleaning dan menentukan formula kimia yang tepat.

� Formula kimia yang digunakan untuk

digunakan untuk cleaning di

Sedangkan yang meliputi pekerjaan finishing adalah inspeksi boiler, pembersihan limbah

kerak padat, pembuangan limbah kerak padat, pekerjaan selesai, dan terakhir demobilisasi

Uraian pekerjaannya sebagai berikut.

cleaning di HRSG, petugas laboratorium, rendal pemeliharaan dan

rendal operasi melakukan inspeksi ke dalam ruang boiler. Pelaksanaannya dilakukan setelah

dan temperatur dalam ruang boiler mendekati temperatur lingkungan, yaitu

shutdown. Hal¬hal yang dilakukan saat inspeksi adalah mengambil

gambar atau foto, mengambil contoh kotoran berupa kerak carbon dan sulfur. Selain itu

sambil membuktikan kebenaran-kebenaran perhitungan pada daerah-daerah di

efisiensinya telah menurun. Kebenaran-kebenaran perhitungan tersebut dapat dibuktikan

dengan banyaknya kotoran yang menutup sisi outside tube boiler.

Ketika pembuktian adanya kotoran-kotoran kerak carbon dan sulfur dalam jumlah besar


menyatakan bahwa harus dilakukan Chemical cleaning pada unit. Semen

laboratorium menganalisa kotoran-kotoran tersebut dengan test pH 1%. Hasil analisa dari

test tersebut digunakan untuk menentukan formula kimia yang tepat bagi proses

Kotoran-kotoran pada Sisi Outside Tube Boiler

Petugas laboratorium memanggil pihak ketiga atau pelaksana cleaning untuk melakukan

dan menentukan formula kimia yang tepat.

Formula kimia yang digunakan untuk cleaning boiler berbeda dengan formula kimia yang

di HRSG. Bahan kimia yang digunakan pada boiler

79

, pembersihan limbah

erjaan selesai, dan terakhir demobilisasi

di HRSG, petugas laboratorium, rendal pemeliharaan dan

. Pelaksanaannya dilakukan setelah

mendekati temperatur lingkungan, yaitu

. Hal¬hal yang dilakukan saat inspeksi adalah mengambil

pa kerak carbon dan sulfur. Selain itu

daerah di boiler yang

kebenaran perhitungan tersebut dapat dibuktikan

kotoran kerak carbon dan sulfur dalam jumlah besar


pada unit. Sementara itu, petugas

kotoran tersebut dengan test pH 1%. Hasil analisa dari

test tersebut digunakan untuk menentukan formula kimia yang tepat bagi proses cleaning

Boiler

untuk melakukan

berbeda dengan formula kimia yang

boiler diantaranya

Boiler

adalah campuran TSP atau trisodium phosphate (Na

carbonat (Na2CO3) sebanyak 1%. Kedua unsur tersebut dijaga dengan pH antara 12

� Setelah semua tahapan di atas selesai

melaksanakan Chemical cleaning

boilerdilakukan selama 7 hari. Karena

bersirip, setelah selesai pembi

dengan Chemical cleaning

sebelum unit start. Pada Chemical

dapat langsung dioperasikan.

Gambar 4.3

Pada boiler yang menggunakan bahan bakar minyak resin (MFO) menyebabkan terdapat

banyak sulfur. Berbeda dengan HRSG, karena tidak terdapat bahan bakar yang dekat dengan

pembakaran. Kondisi tersebut menyebabkan kandungan sulfur yang lebih tinggi terjadi di

meskipun keduanya sama-sama bersifat asam. Karena itu pertimbangan pemakaian formula kimia

bahan cleaning yang digunakan juga harus berbeda. Bila di HRSG digunakan TSP, NaOH dan

NaNO, pada boiler digunakan TSP dan sodium carbonate (Na

pemakaian caustic soda (NaOH) juga tidak boleh, karena dikhawatirkan akan terjadi kesulitan pada

saat pembilasannya. Hal itu dapat menyebabkan keretakan basa (caustic embaldement atau cracking

insident). Jadi sebaiknya TSP harus lebih banyak dari

Chemical cleaning pada outside boiler

1. Tahap Awal/Pembasahan

adalah campuran TSP atau trisodium phosphate (Na3PO4) sebanyak 2% dan sodium

) sebanyak 1%. Kedua unsur tersebut dijaga dengan pH antara 12

Setelah semua tahapan di atas selesai dilakukan, pihak ketiga (pelaksana

cleaning pada outside boiler. Pekerjaan Chemical

dilakukan selama 7 hari. Karena tubes water boiler tidak memiliki vime atau tidak

bersirip, setelah selesai pembilasan boiler tubes bisa langsung kering. Kondisi ini berbeda

pada HRSG yang harus selesai dilakukan minimal 11 hari

Chemical cleaning outside boiler, setelah prosesnya selesai, unit

dioperasikan.

Gambar 4.3 Tubes water boiler

yang menggunakan bahan bakar minyak resin (MFO) menyebabkan terdapat


pembakaran. Kondisi tersebut menyebabkan kandungan sulfur yang lebih tinggi terjadi di

sama bersifat asam. Karena itu pertimbangan pemakaian formula kimia

yang digunakan juga harus berbeda. Bila di HRSG digunakan TSP, NaOH dan

TSP dan sodium carbonate (Na2CO3) . Namun perlu diing



insident). Jadi sebaiknya TSP harus lebih banyak daripada sodium carbonate (Na2CO

boiler PLTU dilakukan dengan tahapan sebagai berikut.

80

) sebanyak 2% dan sodium

) sebanyak 1%. Kedua unsur tersebut dijaga dengan pH antara 12 - 13.

dilakukan, pihak ketiga (pelaksana cleaning) mulai

Chemical cleaning pada

tidak memiliki vime atau tidak

s bisa langsung kering. Kondisi ini berbeda

pada HRSG yang harus selesai dilakukan minimal 11 hari

prosesnya selesai, unit

yang menggunakan bahan bakar minyak resin (MFO) menyebabkan terdapat


pembakaran. Kondisi tersebut menyebabkan kandungan sulfur yang lebih tinggi terjadi di boiler,

sama bersifat asam. Karena itu pertimbangan pemakaian formula kimia

yang digunakan juga harus berbeda. Bila di HRSG digunakan TSP, NaOH dan

) . Namun perlu diingat, bahwa



CO3).

PLTU dilakukan dengan tahapan sebagai berikut.

Boiler

� Pekerjaan pembersihan awal dimulai dengan menggunakan bahan kimia I. Tujuannya untuk

menghilangkan kerak karbon dan sulfur yang ada di sisi

dilakukan mulai dari tempat yang paling tinggi, agar kotoran atau kerak yang jatuh tidak

mengotori kembali bidang yang telah dibersihkan. Urutannya mulai dari Primary

SuperHeater, Secondary Super

dilakukan dengan pompa water jet bertekanan sekitar 300 bar, dan menggunakan bahan

kimia I dengan pH yang dijaga tetap sekitar 10

� Selama proses pembersihan, pH dan konsentrasi

diawasi agar pH tetap 10 - 12. Artinya, pH dalam tangki minimum 12

kerak berupa karat dan debu sisa pembakaran, yang melekat pa

larut dan tidak menimbulkan penurunan pH yang besar, sehingga dapat mengakibatkan

korosi terhadap pipa boiler karena lamanya pelaksanaan pekerjaan.

2. Tahap Pembersihan

� Setelah proses pembasahan dengan bahan kimia, sistem dibia

Tujuannya agar terjadi pelunakan kerak yang masih melekat.

� Setelah itu dilakukan pembersihan dengan pompa water jet bertekanan 500

menggunakan service water. Urutannya mulai dari Primary Super

SuperHeater, Economizer, Down Comer, hingga Wall Furnace. Setelah itu dilakukan

pembilasan.

3. Tahap Pembilasan

� Setelah dilakukan pembersihan perlu dilakukan pembilasan dengan menggunakan service

water. Tujuannya adalah agar sisa

hilang. Sehingga dapat diperoleh hasil

dengan sempurna.

� Pembilasan dilakukan dalam waktu yang cukup lama, yakni sekitar 2 hari. Tujuannya, agar

pH pada pipa terjaga pada kondisi pH norm

4. Tahap Pengolahan Limbah

� Air limbah dari hasil pelaksanaan pembersihan ditampung dan diolah agar pH air yang akan

dibuang menjadi pH 6 – 8. Setelah pH air yang diolah tersebut telah mencapai 6

dapat dibuang ke saluran WWTP. Proses ini sama dengan proses pengolahan limbah

Chemical cleaning di HRSG.

� Untuk limbah padat, dikumpulkan dalam karung untuk kemudian dibuang pada lokasi yang

telah ditentukan pihak K3 dan lingkungan hidup.

awal dimulai dengan menggunakan bahan kimia I. Tujuannya untuk

menghilangkan kerak karbon dan sulfur yang ada di sisi outside tube boiler


bali bidang yang telah dibersihkan. Urutannya mulai dari Primary

, Secondary SuperHeater, Economizer, hingga Wall Furnace. Pembersihannya


ijaga tetap sekitar 10-12.

Selama proses pembersihan, pH dan konsentrasi Chemical yang masuk ke dalam pompa

12. Artinya, pH dalam tangki minimum 12 - 13. Tujuannya agar

kerak berupa karat dan debu sisa pembakaran, yang melekat pada outside tube


karena lamanya pelaksanaan pekerjaan.

Setelah proses pembasahan dengan bahan kimia, sistem dibiarkan selama sekitar 1 jam.

Tujuannya agar terjadi pelunakan kerak yang masih melekat.

Setelah itu dilakukan pembersihan dengan pompa water jet bertekanan 500

menggunakan service water. Urutannya mulai dari Primary SuperHeater

, Economizer, Down Comer, hingga Wall Furnace. Setelah itu dilakukan

Setelah dilakukan pembersihan perlu dilakukan pembilasan dengan menggunakan service

water. Tujuannya adalah agar sisa-sisa bahan kimia dan kotoran yang masih ada dapat

hilang. Sehingga dapat diperoleh hasil cleaning seperti yang diharapkan, yakni bersih

Pembilasan dilakukan dalam waktu yang cukup lama, yakni sekitar 2 hari. Tujuannya, agar

pH pada pipa terjaga pada kondisi pH normal yaitu 7.

Air limbah dari hasil pelaksanaan pembersihan ditampung dan diolah agar pH air yang akan

8. Setelah pH air yang diolah tersebut telah mencapai 6

dapat dibuang ke saluran WWTP. Proses ini sama dengan proses pengolahan limbah

di HRSG.

Untuk limbah padat, dikumpulkan dalam karung untuk kemudian dibuang pada lokasi yang

telah ditentukan pihak K3 dan lingkungan hidup.

81

awal dimulai dengan menggunakan bahan kimia I. Tujuannya untuk

boiler. Pekerjaan ini


bali bidang yang telah dibersihkan. Urutannya mulai dari Primary

, Economizer, hingga Wall Furnace. Pembersihannya


yang masuk ke dalam pompa

13. Tujuannya agar

tube boiler dapat


rkan selama sekitar 1 jam.

Setelah itu dilakukan pembersihan dengan pompa water jet bertekanan 500-700 bar dengan

Heater, Secondary

, Economizer, Down Comer, hingga Wall Furnace. Setelah itu dilakukan

Setelah dilakukan pembersihan perlu dilakukan pembilasan dengan menggunakan service

an yang masih ada dapat

seperti yang diharapkan, yakni bersih

Pembilasan dilakukan dalam waktu yang cukup lama, yakni sekitar 2 hari. Tujuannya, agar

Air limbah dari hasil pelaksanaan pembersihan ditampung dan diolah agar pH air yang akan

8. Setelah pH air yang diolah tersebut telah mencapai 6 – 8, air

dapat dibuang ke saluran WWTP. Proses ini sama dengan proses pengolahan limbah pada

Untuk limbah padat, dikumpulkan dalam karung untuk kemudian dibuang pada lokasi yang

Boiler

Selama proses water jet cleaning

oleh pelaksana atau pihak ketiga. Hasil analisa tersebut dicatat pada lampiran log sheet dalam

bentuk buku laporan. Seperti juga pada pekerjaan

sama di boiler, petugas laboratorium juga memiliki wewenang untuk men

dan dapat menyatakan untuk dilakukan

dapat dilakukan jika hasil uji pH tidak sesuai dengan persyaratan yang telah ditetapkan.

4.3 PEMBERSIHAN HP HEATER

Chemical cleaning pada High

menghilangkan atau mengurangi adanya deposit dan kerak yang dihasilkan dari fluida yang bermula

dari seringnya kebocoran tube condenser, sehingga tidak terjadi hambatan perpindahan pangs

disebabkan adanya deposit-deposit yang dihasilkan dari HPH.

Gambar 4.4

Chemical cleaning pada HPH ini dilaksanakan bila perhitungan efisiensi turbin turun

minimal 15% dari normal. Dalam kondisi demikian heat transfer menjadi terganggu. Untuk

membuat heat transfer normal kembali, perlu dilakukan

setahun sekali. Kondisi HPH erat hubungannya dengan kebocoran kondensor, karena semakin

sering terjadi kebocoran kondensor, semakin banyak terdapat kerak di HPH. Apabila temperatur di

HPH terakhir paling tinggi, menyebabkan kerak di HPH enam tersebut jumlahnya paling

Tahap pelaksanaannya sebagai berikut.

1. Persiapan Mekanik dan Elektrikal

cleaning baik pada boiler dan HRSG, analisa pH ter

leh pelaksana atau pihak ketiga. Hasil analisa tersebut dicatat pada lampiran log sheet dalam

Seperti juga pada pekerjaan Chemical cleaning di HRSG, pada proses yang

, petugas laboratorium juga memiliki wewenang untuk menghentikan proses

dan dapat menyatakan untuk dilakukan cleaning, pasivasi, rinsing, dan flushing ulang. Hal tersebut


HEATER

High Pressure Heater (HPH) secara umum bertujuan untuk


condenser, sehingga tidak terjadi hambatan perpindahan pangs

deposit yang dihasilkan dari HPH.

Gambar 4.4 Inside High Pressure Heater (HPH)

pada HPH ini dilaksanakan bila perhitungan efisiensi turbin turun


membuat heat transfer normal kembali, perlu dilakukan cleaning yang dilakukan secara rutin

ali. Kondisi HPH erat hubungannya dengan kebocoran kondensor, karena semakin

ring terjadi kebocoran kondensor, semakin banyak terdapat kerak di HPH. Apabila temperatur di

HPH terakhir paling tinggi, menyebabkan kerak di HPH enam tersebut jumlahnya paling

Tahap pelaksanaannya sebagai berikut.

Persiapan Mekanik dan Elektrikal

82

dan HRSG, analisa pH terus dilakukan

leh pelaksana atau pihak ketiga. Hasil analisa tersebut dicatat pada lampiran log sheet dalam

di HRSG, pada proses yang

ghentikan proses cleaning

pasivasi, rinsing, dan flushing ulang. Hal tersebut


(HPH) secara umum bertujuan untuk


condenser, sehingga tidak terjadi hambatan perpindahan pangs yang

pada HPH ini dilaksanakan bila perhitungan efisiensi turbin turun


yang dilakukan secara rutin

ali. Kondisi HPH erat hubungannya dengan kebocoran kondensor, karena semakin

ring terjadi kebocoran kondensor, semakin banyak terdapat kerak di HPH. Apabila temperatur di

HPH terakhir paling tinggi, menyebabkan kerak di HPH enam tersebut jumlahnya paling besar.

Boiler

Meliputi pekerjaan mobilisasi peralatan, pemasangan sistem line sirkulasi HPH,

pemasangan sistem sirkulasi (pompa, tangki, dan perpipaan), pemasangan line elektrikal,

dan pemasangan jalur pembuangan limbah

2. Pelaksanaan Chemical Cleaning

Meliputi pekerjaan pengecekan line kebocoran pada sistem HPH, sirkulasi dengan formula

kimia, pembilasan, sirkulasi dengan formula kimia pembilasan, netralisasi dan pasivasi

dengan formula kimia, serta netralisasi limbah.

3. Inspeksi Water Box

Meliputi pekerjaan inspeksi HPH dan pengesahan report

Bahan kimia yang digunakan untuk proses

1. Larutan Cleaner

� Citric Acid : 2% - 3%

� Ammonium Bi Flour (A

� Inhibitor Acid : 0.01%

Untuk Ammonium Bi Flour konsentrasinya t

2. Larutan Pasivator

� Sodium Nitrit (NaNO 2) : 0.5%

� Ammonia QUE (NH 1)2CO, : 0.25%

� Ammonia (NH 4 OH) dengan pH 9.5

3. Wet Lay Up (Oxygent Scavenger) Hidrazine (N

Prosedur pelaksanaan Chemical cleaning

1. Persiapan

Tahap persiapan adalah tahapan yang sangat penting dan menjadi penentu berhasil atau

tidaknya pekerjaan ini. Persiapan pekerjaan

� Mengisolasi dan mengamankan semua valve

instrumentasi sistem HPH atau instruments lines, dan lainnya.

� Memasang sistem peralatan

sirkulasi, dan selang pembuangan limbah.

� Memasang dan menyambungkan peralatan

(blowdown line) dan outlet HPH (feed water line).

2. Chemical Cleaning



ngan jalur pembuangan limbah

Cleaning HPH



kimia, serta netralisasi limbah.

Meliputi pekerjaan inspeksi HPH dan pengesahan report Chemical cleaning.

Bahan kimia yang digunakan untuk proses Chemical cleaning di HPH adalah

3%

Ammonium Bi Flour (ABF) : 0.25% - 0.5%

Inhibitor Acid : 0.01% - 0.02%

Untuk Ammonium Bi Flour konsentrasinya tergantung kandungan Silica (SiO

Sodium Nitrit (NaNO 2) : 0.5%

Ammonia QUE (NH 1)2CO, : 0.25%

Ammonia (NH 4 OH) dengan pH 9.5 - 10.0

(Oxygent Scavenger) Hidrazine (N2H4) 100 - 125 ppm

cleaning pada HPH sebagai berikut.


tidaknya pekerjaan ini. Persiapan pekerjaan ini meliputi:

Mengisolasi dan mengamankan semua valve-valve penting seperti valve feed, jalur

instrumentasi sistem HPH atau instruments lines, dan lainnya.

Memasang sistem peralatan Chemical cleaning yang meliputi tangki kimia, pompa

sirkulasi, dan selang pembuangan limbah.

Memasang dan menyambungkan peralatan Chemical cleaning dengan inlet HPH

line) dan outlet HPH (feed water line).

83





cleaning.

ergantung kandungan Silica (SiO2)


valve penting seperti valve feed, jalur

yang meliputi tangki kimia, pompa

dengan inlet HPH

Boiler

Tujuan tahapan ini adalah untuk melepask

yang dari hasil analisa menunjukkan banyak mengandung kerak anorganik yang menempel

pada permukaan pipa line HPH. Pekerjaan

� Melakukan sirkulasi awal untuk mengetahui kebocoran pada

dibersihkan. Pekerjaan ini dilakukan selama 1 jam untuk pembersihan awal.

� Menguras (drain) dan mengisi dengan air dermin

� untuk melakukan rinsing sirkulasi selama 1 jam.

� Memasukkan bahan cleaner dan melakukan sirkulasi selama 8

hasil analisa pH, Cu, dan Fe. Nilai pH dan kandungan logam digunakan sebagai kontrol

analisa karena cenderung stabil. Sedangkan analisa dari kandungan Cu menunjukkan

kandungan yang melonjak naik.

� Menguras (drain) dan melakukan flushing hing

ditambahkan (supply).

� Memasukkan bahan pasivator (NaNO 2 0,5%), sebagai bahan passivasi dan netralisasi

selama 6 jam. Jika terjadi perubahan warna larutan, dapat dilakukan drain dan flushing

ulang hingga kondiktiviti air sama de

� Melakukan Inspeksi.

Untuk mengetahui keberhasilan pelaksanaan

evaluasi dan monitoring. Sistem evaluasi dan monitoring dapat dilakukan melalui analisa air,

analisa sample metal, atau dengan simulasi.

1. Analisa Air

� Chemical Cleaning

Nilai pH dijaga dengan limit 2 hingga 4, dan diharapkan cenderung akan naik. Jika pH

kurang dari satu, harus dilakukan

lebih dari 5, harus ditambahkan inhibited acid cleaner hingga diperoleh nilai pH antara

3-4. Copper (ppm Cu) dan besi (ppm Fe) diharapkan juga cenderung akan naik.

� Passivasi

Nilai pH unit dijaga agar berkisar antara 8

harus dilakukan penambahan larutan passivator, penambahan Acid cleaner secukupnya,

penambahan pasivator, perpanjangan waktu passivasi, dan penambahan dosis

passivator.

2. Analisa Sample Metal

� Chemical Cleaning

Tujuan tahapan ini adalah untuk melepaskan atau membersihkan kerak-kerak pada HPH,


pada permukaan pipa line HPH. Pekerjaan Chemical cleaning ini meliputi:

Melakukan sirkulasi awal untuk mengetahui kebocoran pada sistem yang akan


Menguras (drain) dan mengisi dengan air dermin

untuk melakukan rinsing sirkulasi selama 1 jam.

Memasukkan bahan cleaner dan melakukan sirkulasi selama 8 – 36 jam,



kandungan yang melonjak naik.

Menguras (drain) dan melakukan flushing hingga pH mendekati pH air yang

Memasukkan bahan pasivator (NaNO 2 0,5%), sebagai bahan passivasi dan netralisasi


ulang hingga kondiktiviti air sama dengan atau mendekati kondiktiviti air yang ada.

Untuk mengetahui keberhasilan pelaksanaan Chemical cleaning pada HPH, perlu dilakukan


sample metal, atau dengan simulasi.


kurang dari satu, harus dilakukan blowdown dan penambahan air. Sedangkan jika pH


4. Copper (ppm Cu) dan besi (ppm Fe) diharapkan juga cenderung akan naik.

dijaga agar berkisar antara 8-10. Jika pH kurang dari 7 atau lebih dari 10,



84

kerak pada HPH,


sistem yang akan


36 jam, tergantung dari



ga pH mendekati pH air yang

Memasukkan bahan pasivator (NaNO 2 0,5%), sebagai bahan passivasi dan netralisasi


ngan atau mendekati kondiktiviti air yang ada.

pada HPH, perlu dilakukan



dan penambahan air. Sedangkan jika pH


4. Copper (ppm Cu) dan besi (ppm Fe) diharapkan juga cenderung akan naik.

10. Jika pH kurang dari 7 atau lebih dari 10,



Boiler

Efektifitas acid inhibitor dicek, dianalisa steel ball atau celup metal.

telah selesai atau TDS telah relatif stabil. Efektifitas

(monitor), apakah sample metal telah bersih dari

� Passivasi

Efektifitas passivasi dianalisa, apakah terbentuk warna abu kecoklatan pada sample

metal selama kurang lebih

penambahan dosis passivator dan perpanjangan waktu passiv

Selama proses sirkulasi Chemical

laboratorium. Dari hasil analisa tersebut diperoleh jumlah deposit yang dibersihkan.

4.4 EFISIENSI BOILER

Parameter kinerja boiler, seperti

disebabkan buruknya pembakaran, kotornya permukaan penukar panas dan buruknya operasi

pemeliharaan. Bahkan untuk boiler

bakar dan kualitas air dapat mengakibatkan buruknya kinerja

dalam mengidentifikasi kehilangan panas yang dapat atau tidak dapat

dapat membantu dalam menemukan penyimpangan efisiensi

area permasalahan untuk tindakan perbaikan.

Proses pembakaran dalam

Diagram ini menggambarkan secara grafis tentang bagaimana energi masuk dari bahan bakar

diubah menjadi aliran energi dengan berbagai kegunaan dan menjadi aliran kehilangan panas

energi. Panah tebal menunjukan jumlah energi yang dikandung dalam aliran masing

Gambar 4.5

Efektifitas acid inhibitor dicek, dianalisa steel ball atau celup metal. Chemical

telah selesai atau TDS telah relatif stabil. Efektifitas Chemical cleaning

(monitor), apakah sample metal telah bersih dari kerak atau deposit.


metal selama kurang lebih 4 jam sirkulasi. Jika terjadi hal tersebut, perlu dilakukan

penambahan dosis passivator dan perpanjangan waktu passivasi harus dilakukan.

Chemical cleaning berlangsung, dilakukan analisa kimia oleh pihak


, seperti efisiensi dan rasio penguapan, berkurang terhadap waktu

disebabkan buruknya pembakaran, kotornya permukaan penukar panas dan buruknya operasi

boiler yang baru sekalipun, alasan seperti buruknya kualitas

as air dapat mengakibatkan buruknya kinerja boiler. Neraca panas

dalam mengidentifikasi kehilangan panas yang dapat atau tidak dapat dihindari. Uji efisiensi

dapat membantu dalam menemukan penyimpangan efisiensi boiler dari efisiensi terbaik dan target

area permasalahan untuk tindakan perbaikan.

Proses pembakaran dalam boiler dapat digambarkan dalam bentuk diagram alir energi.


n energi dengan berbagai kegunaan dan menjadi aliran kehilangan panas

energi. Panah tebal menunjukan jumlah energi yang dikandung dalam aliran masing

Gambar 4.5 Diagram Neraca Massa Boiler

85

Chemical cleaning

cleaning juga diawasi


4 jam sirkulasi. Jika terjadi hal tersebut, perlu dilakukan

asi harus dilakukan.

berlangsung, dilakukan analisa kimia oleh pihak


efisiensi dan rasio penguapan, berkurang terhadap waktu

disebabkan buruknya pembakaran, kotornya permukaan penukar panas dan buruknya operasi dan

uknya kualitas bahan

dapat membantu

dihindari. Uji efisiensi boiler

terbaik dan target

dapat digambarkan dalam bentuk diagram alir energi.


n energi dengan berbagai kegunaan dan menjadi aliran kehilangan panas dan

energi. Panah tebal menunjukan jumlah energi yang dikandung dalam aliran masing-masing.

Boiler

Neraca panas merupakan keseimbangan energi total yang masuk

meninggalkan boiler dalam bentuk yang berbeda. Gambar berikut memberikan gambaran

kehilangan yang terjadi untuk pembangkitan steam.

Gambar 4.6 Kehilangan pada

Kehilangan energi dapat dibagi

Tujuan dari Produksi Bersih dan/atau pengkajian energi harus mengurangi kehilangan yang

dihindari, dengan meningkatkan efisiensi energi. Kehilangan berikut dapat dihindari

� Kehilangan gas cerobong:

• Udara berlebih (diturunkan hingga ke nilai minimum yang tergantung dari teknologi

burner, operasi (kontrol), dan pemeliharaan).

• Suhu gas cerobong (diturunkan dengan mengoptimalkan perawatan (pembersihan),

beban; burner yang lebih baik dan teknologi

� Kehilangan karena bahan bakar yang tidak terbakar dalam cerobong dan abu

(mengoptimalkan operasi dan pemeliharaan; teknologi

� Kehilangan dari blowdown (pengolahan air umpan segar, daur ulang kondensat)

� Kehilangan kondensat (manfaatkan sebanyak mungkin kondensat)

� Kehilangan konveksi dan radiasi (dikurangi dengan isolasi

Efisiensi termis boiler didefinisikan sebagai “persen ener

secara efektif pada steam yang dihasilkan.”

Terdapat dua metode pengkajian efisiensi

1. Metode Langsung: energi yang didapat dari fluida kerja (air dan steam) dibandingkan

dengan energi yang terkandung dalam bahan bakar

2. Metode Tidak Langsung: efisiensi merupakan perbedaan antara kehilangan dan energi

masuk.

Neraca panas merupakan keseimbangan energi total yang masuk boiler

dalam bentuk yang berbeda. Gambar berikut memberikan gambaran

kehilangan yang terjadi untuk pembangkitan steam.

Kehilangan pada Boiler yang Berbahan Bakar Batubara

Kehilangan energi dapat dibagi kedalam kehilangan yang tidak atau dapat dihindarkan.

Tujuan dari Produksi Bersih dan/atau pengkajian energi harus mengurangi kehilangan yang

dihindari, dengan meningkatkan efisiensi energi. Kehilangan berikut dapat dihindari

Udara berlebih (diturunkan hingga ke nilai minimum yang tergantung dari teknologi

, operasi (kontrol), dan pemeliharaan).

Suhu gas cerobong (diturunkan dengan mengoptimalkan perawatan (pembersihan),

yang lebih baik dan teknologi boiler).

Kehilangan karena bahan bakar yang tidak terbakar dalam cerobong dan abu

(mengoptimalkan operasi dan pemeliharaan; teknologi burner yang lebih baik).

(pengolahan air umpan segar, daur ulang kondensat)

Kehilangan kondensat (manfaatkan sebanyak mungkin kondensat)

Kehilangan konveksi dan radiasi (dikurangi dengan isolasi boiler yang lebih baik)

didefinisikan 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) dibandingkan

dengan energi yang terkandung dalam bahan bakar boiler.

Metode Tidak Langsung: efisiensi merupakan perbedaan antara kehilangan dan energi

86

boiler terhadap yang

dalam bentuk yang berbeda. Gambar berikut memberikan gambaran berbagai

yang Berbahan Bakar Batubara

kedalam kehilangan yang tidak atau dapat dihindarkan.

Tujuan dari Produksi Bersih dan/atau pengkajian energi harus mengurangi kehilangan yang dapat

dihindari, dengan meningkatkan efisiensi energi. Kehilangan berikut dapat dihindari atau dikurangi:

Udara berlebih (diturunkan hingga ke nilai minimum yang tergantung dari teknologi

Suhu gas cerobong (diturunkan dengan mengoptimalkan perawatan (pembersihan),

Kehilangan karena bahan bakar yang tidak terbakar dalam cerobong dan abu

yang lebih baik).

(pengolahan air umpan segar, daur ulang kondensat)

yang lebih baik)

gi (panas) masuk yang digunakan

Metode Langsung: energi yang didapat dari fluida kerja (air dan steam) dibandingkan

Metode Tidak Langsung: efisiensi merupakan perbedaan antara kehilangan dan energi yang

Boiler

Panas Keluar

Panas Masuk

Q x (hg –

q x GCV

4.4.1 Metode Langsung

Dikenal juga sebagai ‘metode input

memerlukan keluaran/output (steam) dan panas

Efisiensi ini dapat dievaluasi dengan menggunakan rumus:

Efisiensi Boiler (η) =

Efisiensi Boiler (η) =

Dimana :

• hg – Entalpi steam jenuh (kkal/kg steam

• hf – Entalpi air umpan (kkal/kg air

• Q = Jumlah steam yang dihasilkan

• q = Jumlah bahan bakar yang digunakan (

• GCV = Jenis bahan bakar dan nilai panas

• Tekanan kerja (dalam kg/cm

• Suhu air umpan (oC)

Keuntungan metode langsung :

� Pekerja pabrik dapat dengan cepat mengevaluasi efisiensi

� Memerlukan sedikit parameter untuk perhitungan

� Memerlukan sedikit instrumen untuk pemantauan

� Mudah membandingkan rasio penguapan dengan data benchmark

Kerugian metode langsung :

� Tidak memberikan petunjuk kepada operator tentang penyebab dari efisiensi sistim yang

lebih rendah

� Tidak menghitung berbagai kehilangan

4.4.2 Metode Tidak Langsung

Standar acuan untuk Uji Boiler

Standard, BS 845:1987 dan USA Standard ASME PTC

Panas Keluar

Panas Masuk

hf)

q x GCV

Dikenal juga sebagai ‘metode input-output’ karena kenyataan bahwa metode ini hanya

memerlukan keluaran/output (steam) dan panas masuk/input (bahan bakar) untuk evaluasi

Efisiensi ini dapat dievaluasi dengan menggunakan rumus:

x 100

x 100

kkal/kg steam)

kkal/kg air)

h steam yang dihasilkan (kg/jam)

akar yang digunakan (kg/jam)

Jenis bahan bakar dan nilai panas kotor bahan bakar (kkal/kg)

Tekanan kerja (dalam kg/cm2(g)) dan suhu lewat panas (oC)

Pekerja pabrik dapat dengan cepat mengevaluasi efisiensi boiler

Memerlukan sedikit parameter untuk perhitungan

sedikit instrumen untuk pemantauan

Mudah membandingkan rasio penguapan dengan data benchmark

Tidak memberikan petunjuk kepada operator tentang penyebab dari efisiensi sistim yang

Tidak menghitung berbagai kehilangan yang berpengaruh pada berbagai tingkat efisiensi

Boiler dengan menggunakan metode tidak langsung

Standard, BS 845:1987 dan USA Standard ASME PTC-4-1 Power Test Code Steam Generating

87

output’ karena kenyataan bahwa metode ini hanya

masuk/input (bahan bakar) untuk evaluasi efisiensi.

Tidak memberikan petunjuk kepada operator tentang penyebab dari efisiensi sistim yang

yang berpengaruh pada berbagai tingkat efisiensi

dengan menggunakan metode tidak langsung adalah British

Steam Generating

Boiler

Persen O2 x 100

(21 – persen O2)

Units. Metode tidak langsung juga dikenal dengan metode kehilangan panas. Efisiensi dapat

dihitung dengan mengurangkan bagian kehilangan panas dari 100 sebagai berikut

Efisiensi boiler

Dimana kehilangan yang terjadi dalam

1. Gas cerobong yang kering

2. Penguapan air yang terbentuk karena H2 dalam bahan bakar

3. Penguapan kadar air dalam bahan bakar

4. Adanya kadar air dalam udara pembakaran

5. Bahan bakar yang tidak terbakar

6. Bahan bakar yang tidak terbakar dalam abu bawah/ bottom ash

7. Radiasi dan kehilangan lain yang tidak terhitung

Kehilangan yang diakibatkan oleh kadar air dalam bahan bakar dan yang disebabkan oleh

pembakaran hidrogen tergantung pada bahan bakar, dan tidak dapat dikendalikan oleh

Data yang diperlukan untuk perhitungan efisiensi

langsung adalah:

• Analisis ultimate bahan bakar (H

• Persentase oksigen atau CO2

• Suhu gas buang dalam oC (Tf)

• Suhu ambien dalam oC (Ta) dan kelembaban udara dalam kg/kg udara kering

• GCV bahan bakar dalam kkal/kg

• Persentase bahan yang dapat terbakar dalam abu (untuk bahan bakar padat)

• GCV abu dalam kkal/kg (untuk bahan bakar padat)

Prosedur rinci untuk perhitungan efisiensi

dibawah. Biasanya, manager energi di industri lebih menyukai prosedur

sederhana.

Tahap 1: Menghitung kebutuhan udara teoritis

= [(11,43 x C) + {34,5 x (H2

Tahap 2: Menghitung persen kelebihan udara yang dipasok (EA)

Metode tidak langsung juga dikenal dengan metode kehilangan panas. Efisiensi dapat

dihitung dengan mengurangkan bagian kehilangan panas dari 100 sebagai berikut :

boiler (n) = 100 - (i + ii + iii + iv + v + vi + vii)

di dalam boiler adalah kehilangan panas yang diakibatkan oleh:

Penguapan air yang terbentuk karena H2 dalam bahan bakar

Penguapan kadar air dalam bahan bakar

Adanya kadar air dalam udara pembakaran

Bahan bakar yang tidak terbakar dalam abu terbang/ fly ash

Bahan bakar yang tidak terbakar dalam abu bawah/ bottom ash

Radiasi dan kehilangan lain yang tidak terhitung


pada bahan bakar, dan tidak dapat dikendalikan oleh

Data yang diperlukan untuk perhitungan efisiensi boiler dengan menggunakan metode tidak

Analisis ultimate bahan bakar (H2, O2, S, C, kadar air, kadar abu)

2 dalam gas buang

C (Tf)

C (Ta) dan kelembaban udara dalam kg/kg udara kering

GCV bahan bakar dalam kkal/kg

Persentase bahan yang dapat terbakar dalam abu (untuk bahan bakar padat)

(untuk bahan bakar padat)

Prosedur rinci untuk perhitungan efisiensi boiler menggunakan metode tidak langsung

dibawah. Biasanya, manager energi di industri lebih menyukai prosedur perhitungan yang lebih

udara teoritis

= [(11,43 x C) + {34,5 x (H2 – O2/8)} + (4,32 x S)]/100 kg/kg bahan bakar

Tahap 2: Menghitung persen kelebihan udara yang dipasok (EA)

88

Metode tidak langsung juga dikenal dengan metode kehilangan panas. Efisiensi dapat

adalah kehilangan panas yang diakibatkan oleh:


pada bahan bakar, dan tidak dapat dikendalikan oleh perancangan.

dengan menggunakan metode tidak

C (Ta) dan kelembaban udara dalam kg/kg udara kering

menggunakan metode tidak langsung diberikan

perhitungan yang lebih

Boiler

m x Cp x (Tf - Ta) x 100

GCV bahan bakar

9 x H2 {584+Cp (Tf-Ta)} x 100

GCV bahan bakar

M{584+ Cp (Tf-Ta)} x 100

GCV bahan bakar

AAS x faktor kelembaban x C

GCV bahan bakar

=

Tahap 3: Menghitung massa udara sebenarnya yang dipasok/

= {1 + EA/100} x udara teoritis

Tahap 4: Memperkirakan seluruh kehilangan panas

i. Persentase kehilangan panas yang diakibatkan oeh gas buang yang kering

=

Dimana, m = massa gas buang kering dalam kg/kg bahan bakar

m = (massa hasil pembakaran kering / kg bahan bakar) + (massa N2

bakar pada basis 1 k

sebenarnya).

Cp = Panas jenis gas buang (0,23 kkal/kg )

ii. Persen kehilangan panas karena penguapan air yang terbentuk karena adanya H

bakar

=

Dimana, H2 = persen H2 dalam 1 kg bahan bakar

Cp = panas jenis steam lewat jenuh/superheated steam (0,45 kkal/kg)

iii. Persen kehilangan panas karena penguapan kadar air dalam bahan bakar

=

Dimana, M = persen kadar air dalam 1 kg bahan bakar

Cp = panas jenis steam lewat jenuh/superheated steam (0,45 kkal/kg)

iv. Persen kehilangan panas karena kadar air dalam udara

=

Dimana, Cp = panas jenis steam lewat jenuh/superheated steam (0,45

) x 100

)} x 100

)} x 100

AAS x faktor kelembaban x Cp (Tf-Ta)} x 100

GCV bahan bakar

Tahap 3: Menghitung massa udara sebenarnya yang dipasok/ kg bahan bakar (AAS)

= {1 + EA/100} x udara teoritis

Tahap 4: Memperkirakan seluruh kehilangan panas

i. Persentase kehilangan panas yang diakibatkan oeh gas buang yang kering

gas buang kering dalam kg/kg bahan bakar

m = (massa hasil pembakaran kering / kg bahan bakar) + (massa N2

bakar pada basis 1 kg) + (massa N2 dalam massa udara pasokan yang

= Panas jenis gas buang (0,23 kkal/kg )

ii. Persen kehilangan panas karena penguapan air yang terbentuk karena adanya H

dalam 1 kg bahan bakar

panas jenis steam lewat jenuh/superheated steam (0,45 kkal/kg)

iii. Persen kehilangan panas karena penguapan kadar air dalam bahan bakar

persen kadar air dalam 1 kg bahan bakar

= panas jenis steam lewat jenuh/superheated steam (0,45 kkal/kg)

iv. Persen kehilangan panas karena kadar air dalam udara


89

kg bahan bakar (AAS)

m = (massa hasil pembakaran kering / kg bahan bakar) + (massa N2 dalam bahan

pasokan yang

ii. Persen kehilangan panas karena penguapan air yang terbentuk karena adanya H2 dalam bahan

panas jenis steam lewat jenuh/superheated steam (0,45 kkal/kg)


kkal/kg)

Boiler

Total abu terkumpul/kg bahan bakar yg terbakar x GCV abu terbang x 100


Panas yang digunakan untuk pembangkitan steam

panas yang ditambahkan ke steam

v. Persen kehilangan panas karena bahan bakar yang tidak terbakar dalam abu

=

vi. Persen kehilangan panas karena bahan bakar yang tidak terbakar dalam abu

=

vii. Persen kehilangan panas karena radiasi dan

Kehilangan radiasi dan konveksi aktual sulit dikaji sebab daya emisifitas permukaan yang

beraneka ragam, kemiringan, pola aliran udara, dll. Pada

kapasitas 10 MW, kehilangan radiasi dan

persen nilai kalor kotor bahan bakar, sementara pada

persen. Kehilangan dapat diasumsikan secara tepat tergantung pada kondisi permukaan.

Tahap 5: Menghitung efisiensi boiler

Efisiensi boiler (n) = 100 - (i + ii + iii + iv + v + vi + vii)

Rasio Penguapan =

Rasio penguapan yaitu kilogram steam yang dihasil

Contohnya adalah:

� Boiler berbahan bakar batubara: 6 (yaitu 1 kg batubara dapat menghasilkan 6 kg

� Boiler berbahan bakar minyak: 13 (yaitu 1 kg batubara dapat menghasilkan 13 kg

Walau demikian, rasio penguapan akan tergantung pada jenis

efisiensi.

Keuntungan metode tidak langsung

• Dapat diketahui neraca bahan dan energi yang lengkap untuk setiap aliran, yang dapat

memudahkan dalam mengidentifikasi opsi

Kerugian metode tidak langsung :

• Perlu waktu lama


GCV bahan bakar


GCV bahan bakar

Panas yang digunakan untuk pembangkitan steam

panas yang ditambahkan ke steam

v. Persen kehilangan panas karena bahan bakar yang tidak terbakar dalam abu terbang/ fly ash

panas karena bahan bakar yang tidak terbakar dalam abu bawah/

vii. Persen kehilangan panas karena radiasi dan kehilangan lain yang tidak terhitung


beraneka ragam, kemiringan, pola aliran udara, dll. Pada boiler yang relatif kecil, dengan

kapasitas 10 MW, kehilangan radiasi dan yang tidak terhitung dapat mencapai 1 hingga 2

persen nilai kalor kotor bahan bakar, sementara pada boiler 500 MW nilainya 0,2 hingga 1


boiler dan rasio penguapan boiler

(i + ii + iii + iv + v + vi + vii)

Rasio penguapan yaitu kilogram steam yang dihasilkan per kilogram bahan bakar yang digunakan.

berbahan bakar batubara: 6 (yaitu 1 kg batubara dapat menghasilkan 6 kg

berbahan bakar minyak: 13 (yaitu 1 kg batubara dapat menghasilkan 13 kg

Walau demikian, rasio penguapan akan tergantung pada jenis boiler, nilai kalor bahan bakar dan

:

Dapat diketahui neraca bahan dan energi yang lengkap untuk setiap aliran, yang dapat

memudahkan dalam mengidentifikasi opsi-opsi untuk meningkatkan efisiensi

90



erbang/ fly ash

bawah/bottom ash

kehilangan lain yang tidak terhitung


yang relatif kecil, dengan

yang tidak terhitung dapat mencapai 1 hingga 2

500 MW nilainya 0,2 hingga 1


kan per kilogram bahan bakar yang digunakan.

berbahan bakar batubara: 6 (yaitu 1 kg batubara dapat menghasilkan 6 kg steam)

berbahan bakar minyak: 13 (yaitu 1 kg batubara dapat menghasilkan 13 kg steam)

, nilai kalor bahan bakar dan

Dapat diketahui neraca bahan dan energi yang lengkap untuk setiap aliran, yang dapat

opsi untuk meningkatkan efisiensi boiler.

Boiler

• Memerlukan fasilitas laboratorium untuk analisis

.

PROTEKSI

5.1 PROTEKSI METAL BOILER

Suatu boiler atau pembangkit uap yang dioperasikan tanpa kondisi air yang baik , cepat atau

lambat akan menimbulkan masalah-

pembangkit uap. Banyak masalah-masalah yang ditimbulkan akibat dari kurangn

perhatian khusus terhadap penggunaan air umpan

Akibat dari kurangnya penanganan terhadap air umpan

sebagai berikut :

1. Pembentukan kerak (pada pipa sisi air)

2. Korosi

3. Pembentukan deposit (pada permukaan sisi gas)

4. Priming dan Carry over

5.1.1 Pembentukan Kerak (Inner

Gambar 5.1

Terbentuk kerak pada dinding

kerak, misalnya ion-ion kesadahan seperti Ca

Diamping itu pula dapat disebabkan oleh mekanisme pemekatan didalam

pemanasan. Jenis-jenis kerak yang umum dalam

Memerlukan fasilitas laboratorium untuk analisis

BAB V

PROTEKSI PADA SISTEM BOILER

BOILER

atau pembangkit uap yang dioperasikan tanpa kondisi air yang baik , cepat atau

-masalah yang berkaitan dengan kinerja dan kualitas dari sistem

masalah yang ditimbulkan akibat dari kurangnya penanganan dan

perhatian khusus terhadap penggunaan air umpan boiler.

Akibat dari kurangnya penanganan terhadap air umpan boiler akan menimbulkan masalah

(pada pipa sisi air)

(pada permukaan sisi gas)

Inner Tube Surface)

Gambar 5.1 Kerak Pada Boiler

Terbentuk kerak pada dinding boiler terjadi akibat adanya mineral-mineral pembentukan

ion kesadahan seperti Ca2+ dan Mg2+ dan akibat pengaruh gas penguapan.

Diamping itu pula dapat disebabkan oleh mekanisme pemekatan didalam boiler

rak yang umum dalam boiler adalah kalsium sulfat, senyawa silikat dan

Gas Water

Kerak Tube

91

atau pembangkit uap yang dioperasikan tanpa kondisi air yang baik , cepat atau

masalah yang berkaitan dengan kinerja dan kualitas dari sistem

ya penanganan dan

akan menimbulkan masalah-masalah

mineral pembentukan

dan akibat pengaruh gas penguapan.

boiler karena adanya

adalah kalsium sulfat, senyawa silikat dan

Boiler

karbonat. Zat-zat dapat membentuk kerak yang keras dan padat sehingga bila lama penanganannya

akan sulit sekali untuk dihilangkan. Silika diendapkan bersama dengan kalsium dan magnesium

sehingga membuat kerak semakin keras dan semakin sulit untuk dihilangkan.

Kerak yang menyelimuti permukaan

permukaan dan menunjukkan dua akibat utama yaitu berkurangnya panas yang dipindahkan dari

dapur ke air yang mengakibatkan meningkatkan temperatur disekitar dapur, dan menurunnya

efisiensi boiler.

Gambar 5.2

Untuk mengurangi terjadinya pembentukan kerak pada

pencegahan sebagai berikut :

� Mengurangi jumlah mineral dengan unit

� Melakukan blowdown secara teratur jumlahnya

� Memberikan bahan kimia anti kerak

Zat terlarut dan tersuspensi yang terdapat pada semua air alami dapat dihilangkan/dikura

proses pra-treatment (pengolahan awal

ada dapat dilakukan dengan cara :

� On-line cleaning yaitu pelunakan kerak

beroperasi normal.

� Off-line cleaning (acid cleanin

khusus tetapi Boiler harus berhenti beroperasi.

� Mechanical cleaning : dengan sikat, pahat, scrub, dan lain

zat dapat membentuk kerak yang keras dan padat sehingga bila lama penanganannya


sehingga membuat kerak semakin keras dan semakin sulit untuk dihilangkan.

Kerak yang menyelimuti permukaan boiler berpengaruh terhadap perpindahan panas


r yang mengakibatkan meningkatkan temperatur disekitar dapur, dan menurunnya

Gambar 5.2 Kerak pada Boiler

Untuk mengurangi terjadinya pembentukan kerak pada boiler dapat dilakukan pencegahan

Mengurangi jumlah mineral dengan unit softener

secara teratur jumlahnya

Memberikan bahan kimia anti kerak

Zat terlarut dan tersuspensi yang terdapat pada semua air alami dapat dihilangkan/dikura

wal) yang terbukti ekonomis. Penanggulangan kerak yang sudah

yaitu pelunakan kerak-kerak lama dengan bahan kimia selama

cleaning) yaitu melarutkan kerak-kerak lama dengan asam

harus berhenti beroperasi.

: dengan sikat, pahat, scrub, dan lain-lain.

92

zat dapat membentuk kerak yang keras dan padat sehingga bila lama penanganannya


berpengaruh terhadap perpindahan panas


r yang mengakibatkan meningkatkan temperatur disekitar dapur, dan menurunnya

dapat dilakukan pencegahan-

Zat terlarut dan tersuspensi yang terdapat pada semua air alami dapat dihilangkan/dikurangi pada

) yang terbukti ekonomis. Penanggulangan kerak yang sudah

kerak lama dengan bahan kimia selama Boiler

rak lama dengan asam-asam

Boiler

5.1.2 Korosi

Korosi dapat disebabkan oleh oksigen dan karbon dioksida yang terdapat dalam uap yang

terkondensasi. Korosi merupakan peristiwa logam kembali kebentuk asalnya di alam misalnya besi

menjadi oksida besi, alumunium dan lain

� Gas-gas yang bersifat korosif seperti O2, CO2, H2S

� Kerak dan deposit

� Perbedaan logam ( korosi galvanis )

� pH yang terlalu rendah dan lain

Jenis korosi yang dijumpai pada

(terbentuknya lubang) dan embrittlement (peretakan baja

karbon dioksida pada air umpan

corrosion ( tipe oksigen elektro kimia dan diffrensial ). Kelarutan gas

boiler menurun jika suhu naik. Kebanyakan oksigen akan memisah pada ruang

kecil residu akan tertinggal dalam larutan atau terperangkap pada kantong

deposit, hal ini dapat menyebabkan korosi pada logam

melakukan proses deoksigenasi air boiler

Jumlah rata-rata korosi atau serangan elektrokimia akan naik jika nilai pH air menurun. Selain itu

air umpan boiler akan dikondisikan secara kimia mencapai nilai pH yang relatif tinggi. Bentuk

korosi yang tidak umum tetapi berbahaya adalah bentuk korosi embrittle

kristalin pada baja yang terjadi jika berada pada tekanan yang tinggi dan lingkungan kimia yang

tidak sesuai. Caustic embrittlement atau keratakan inter kristalin pada baja yang terjadi jika berada

pada tekanan yang tinggi dan lingkungan kimia yang tida

pada sambungan penyumbat dan meluas pada ujung tabung dimana celah memungkinkan

perkembangan suatu lingkungan caustic yang terkonsentrasi.

lain dari retakan interkristalin yang terjadi pada tabung air

dan kondisi temperatur yang tertentu.

Untuk mengurangi terjadinya peristiwa korosi dapat dilakukan pencegahan sebagai berikut :

� Mengurangi gas-gas yang bersifat korosif

� Mencegah terbentuknya kerak dan deposit dalam


Korosi merupakan peristiwa logam kembali kebentuk asalnya di alam misalnya besi

menjadi oksida besi, alumunium dan lain-lain. Peristiwa korosi dapat terjadi disebabkan oleh :

gas yang bersifat korosif seperti O2, CO2, H2S

logam ( korosi galvanis )

pH yang terlalu rendah dan lain-lain

Jenis korosi yang dijumpai pada boiler dan sistem uap adalah general corrosion, pitting

(terbentuknya lubang) dan embrittlement (peretakan baja). Adanya gas yang terlarut, oksigen dan

dioksida pada air umpan boiler adalah penyebab utama general corrosion dan pitting

corrosion ( tipe oksigen elektro kimia dan diffrensial ). Kelarutan gas-gas ini di dalam air umpan

menurun jika suhu naik. Kebanyakan oksigen akan memisah pada ruang uap, tetapi sejumlah

kecil residu akan tertinggal dalam larutan atau terperangkap pada kantong-kantong atau dibawah

deposit, hal ini dapat menyebabkan korosi pada logam-logam boiler. Karena itu pentinguntuk

boiler.

rata korosi atau serangan elektrokimia akan naik jika nilai pH air menurun. Selain itu

akan dikondisikan secara kimia mencapai nilai pH yang relatif tinggi. Bentuk

korosi yang tidak umum tetapi berbahaya adalah bentuk korosi embrittlement atau keretakan inter



gkungan kimia yang tidak sesuai. Caustic embrittlement


an caustic yang terkonsentrasi. Hidrogen embrittlement adalah bentuk

interkristalin yang terjadi pada tabung air boiler yang disebabkan tekanan tinggi

dan kondisi temperatur yang tertentu.


gas yang bersifat korosif

egah terbentuknya kerak dan deposit dalam boiler

93


Korosi merupakan peristiwa logam kembali kebentuk asalnya di alam misalnya besi

lain. Peristiwa korosi dapat terjadi disebabkan oleh :

ah general corrosion, pitting

). Adanya gas yang terlarut, oksigen dan

adalah penyebab utama general corrosion dan pitting

gas ini di dalam air umpan

uap, tetapi sejumlah

kantong atau dibawah

. Karena itu pentinguntuk

rata korosi atau serangan elektrokimia akan naik jika nilai pH air menurun. Selain itu

akan dikondisikan secara kimia mencapai nilai pH yang relatif tinggi. Bentuk

ment atau keretakan inter



k sesuai. Caustic embrittlement terjadi


Hidrogen embrittlement adalah bentuk

yang disebabkan tekanan tinggi


Boiler

� Mencegah korosi galvanis

� Menggunakan zat yang dapat menghambat peristiwa korosif

� Mengatur pH dan alkalinitas air

Gambar 5.3

5.1.3 Pembentukan Deposit

Deposit merupakan peristiwa penggumpalan pada luar

buang atau abu yang menempel pada

Gambar 5.4

5.1.4 Priming and Carry over

Dimasa lalu proses terjadinya

terpisah. Carry over adalah suatu semburan halus yang dibawa uap dari

superheater.

Menggunakan zat yang dapat menghambat peristiwa korosif

Mengatur pH dan alkalinitas air boiler dan lain-lain

Gambar 5.3 Korosi pada Boiler

erupakan peristiwa penggumpalan pada luar Tube yang disebabkan karena gas

buang atau abu yang menempel pada Tube tersebut.

Gambar 5.4 Deposit pada Boiler

Dimasa lalu proses terjadinya Priming dan carry over dianggap sebagai dua wujud yang

suatu semburan halus yang dibawa uap dari drum

94

yang disebabkan karena gas

dianggap sebagai dua wujud yang

drum boiler kedalam

Boiler

Sebaliknya, Priming adalah

biasanya disebabkan oleh permukaan

menganggap kedua proses adalah satu, mengingat jumlah air yang terbawa mungkin sangat

bervariasi. Tergantung pada penyebab dari gangguan.

Gambar 5.5

Dalam hal ini pemisah sistim

berkurang dan mengakibatkan dryer

karena pH terlalu tinggi atau kadar garam terlalu tinggi. Dimana pH yang diizinkan

(khusus boiler tekanan menengah keatas). Namun, selain itu

bagian dalam drum. Jika uap tidak melewati separator atau dry

air tidak dapat dipisahkan dari uap.

(a) Normal buble (b)

Gambar 5.6

Priming atau carry over dapat juga diciptakan oleh lonjakan berlebihan yang mengakibatkan

kelebihan beban pada bagian dalam dari

yang besar dan mendadak. Pada instalasi

dihasilkan oleh kotoran-kotoran kimiawi dalam air

instalasi tekanan tinggi yang modern, pengontrolan kimiawi yang sangat ketat membuatnya betul

betul tidak mungkin untuk menghasilkan konsentrasi kotoran air

menimbulkan pembuihan.

adalah “lumpur air” yang mengalir dari drum ke

biasanya disebabkan oleh permukaan air (level) drum tinggi. Saat ini ada dua kecenderungan untuk


bervariasi. Tergantung pada penyebab dari gangguan.

Gambar 5.5 Priming pada boiler

Dalam hal ini pemisah sistim cyclone akan benar-benar terendam. Sehingga efisiensinya

dryer menjadi kelebihan bebean. Carry over dapat

karena pH terlalu tinggi atau kadar garam terlalu tinggi. Dimana pH yang diizinkan

tekanan menengah keatas). Namun, selain itu juga disebabkan oleh cacat pada

idak melewati separator atau dryer karena berlubang atau salah letak,

Normal buble (b) Carry over buble

Gambar 5.6 Carry over pada boiler

dapat juga diciptakan oleh lonjakan berlebihan yang mengakibatkan

kelebihan beban pada bagian dalam dari drum. Hal ini dapat terjadi karena kenaikan beban

yang besar dan mendadak. Pada instalasi boiler uap yang sangat tua, buih (fouming) yang

kotoran kimiawi dalam air boiler juga menyebabkan carry over

instalasi tekanan tinggi yang modern, pengontrolan kimiawi yang sangat ketat membuatnya betul

betul tidak mungkin untuk menghasilkan konsentrasi kotoran air boiler mencapai tingkat yang dapat

95

ke superheater dan

Saat ini ada dua kecenderungan untuk


benar terendam. Sehingga efisiensinya

dapat disebabkan

karena pH terlalu tinggi atau kadar garam terlalu tinggi. Dimana pH yang diizinkan antara 9,5-10

juga disebabkan oleh cacat pada

er karena berlubang atau salah letak,

dapat juga diciptakan oleh lonjakan berlebihan yang mengakibatkan

. Hal ini dapat terjadi karena kenaikan beban boiler

uap yang sangat tua, buih (fouming) yang

carry over. Pada

instalasi tekanan tinggi yang modern, pengontrolan kimiawi yang sangat ketat membuatnya betul-

mencapai tingkat yang dapat

Boiler

5.1.5 Slagging & Fouling

Slagging dan Fouling adalah fenomena menempel dan menumpuknya abu batu bara yang

melebur pada pipa penghantar panas (

sangat serius karena dapat memberikan dampak yang besar pada operasional

penghantaran panas, penurunan efisiensi

Fenomena menempelnya abu ini terutama dipengaruhi oleh suhu melebur abu (

temperature, AFT) dan unsur – unsur dalam abu. Selain kedua fakto

masalah ini juga dapat diketahui melalui perhitungan rasio terhadap beberapa unsur tertentu dalam

abu.

a. Slagging

Slagging adalah fenomena menempelnya partikel abu batubara baik yang berbentuk padat

maupun leburan, pada permukaan di

pembakaran suhu tinggi (high temperature combustion gas zone

pembakaran batubara. Terkait hal ini, persoalan penting yang perlu mendapat perhatian

terutama adalah dinding penghan

bila suhu gasnya melebihi temperatur melunak abu (

Gambar 5.7

adalah fenomena menempel dan menumpuknya abu batu bara yang

melebur pada pipa penghantar panas (heat exchanger Tube) ataupun dinding boiler

sangat serius karena dapat memberikan dampak yang besar pada operasional boiler

penghantaran panas, penurunan efisiensi boiler, tersumbatnya pipa, serta kerusakan pipa

Fenomena menempelnya abu ini terutama dipengaruhi oleh suhu melebur abu (

unsur dalam abu. Selain kedua faktor tadi, evaluasi terhadap


adalah fenomena menempelnya partikel abu batubara baik yang berbentuk padat

maupun leburan, pada permukaan dinding penghantar panas yang terletak di zona gas

high temperature combustion gas zone), sebagai akibat dari proses


terutama adalah dinding penghantar panas konveksi pada bagian outlet dari tungku (

bila suhu gasnya melebihi temperatur melunak abu (ash softening temperature

Gambar 5.7 Slagging and Fouling Zone

96

adalah fenomena menempel dan menumpuknya abu batu bara yang

boiler. Kedua hal ini

boiler, seperti masalah

, tersumbatnya pipa, serta kerusakan pipa.

Fenomena menempelnya abu ini terutama dipengaruhi oleh suhu melebur abu (ash fusion

r tadi, evaluasi terhadap


adalah fenomena menempelnya partikel abu batubara baik yang berbentuk padat

nding penghantar panas yang terletak di zona gas

), sebagai akibat dari proses


dari tungku (furnace),

ash softening temperature).

Boiler

Secara umum, mekanisme menempel dan menumpuknya abu pada dinding penghantar panas

boiler dapat dijelaskan sebagai berikut:

• Campuran mineral anorganik yang terdapat dalam abu batubara yang terdiri dari

lempung (clay), pyrite, calcite

yang kuat di dalam tungku sampai akhirnya melebur.

ash) tadi bersentuhan dengan permukaan pipa yang suhunya relatif lebih rendah, abu

akan mengalami pendinginan sehingga akhirnya menempel dan mengeras.

• Ketebalan lapisan abu yang menempel ini biasanya tidak sampai pada tingkat

mengganggu performa dinding penghantar panas. Lagi pula, abu tadi dapat dihilangkan

dengan penempatan soot blower

batubara yang dibakar tersebut memiliki suhu lebur abu (AFT) relatif rendah dan

berkadar lempung tinggi, maka abu yang menempel akan membentuk lapisan dan lama

kelamaan akan berkembang. Jika hal ini berlangsung terus, maka dapat menyebabkan

turunnya kapasitas keluaran

adalah menurunnya penyerapan panas oleh tungku dan tersumbatnya lubang (

pada tungku.

b. Fouling

Fouling adalah fenomena menempel dan menumpuknya abu pada dinding penghantar

panas (super heater maupun re

bagian belakang furnace lebih rendah dibandingkan suhu melunak abu (

temperature). Unsur yang paling berpengaruh pada penempelan abu ini adalah material basa

terutama Na, yang dalam hal ini adalah kadar Na

Bila kadar abu batubara banyak,

ditambah kadar Na2O yang tinggi, maka

Fouling sama dengan untuk Slagging

serta kadar Na2O di dalam abu. Jika nilai

kecenderungan Fouling juga meningkat.

mendorong timbulnya Fouling

persenyawaan dengan unsur basa ataupun besi.

menyebabkan bermacam – macam masalah seperti penurunan suhu uap pada keluaran (

super heater dan re-heater, serta menyempit dan tersumbatnya jalur aliran gas. Untuk

menghilangkan abu ini dapat digunakan

mekanisme menempel dan menumpuknya abu pada dinding penghantar panas

dapat dijelaskan sebagai berikut:

Campuran mineral anorganik yang terdapat dalam abu batubara yang terdiri dari

calcite, dolomite, serta kuarsa (quarts), menerima panas radiasi

yang kuat di dalam tungku sampai akhirnya melebur. Saat abu yang melebur (

) tadi bersentuhan dengan permukaan pipa yang suhunya relatif lebih rendah, abu


Ketebalan lapisan abu yang menempel ini biasanya tidak sampai pada tingkat

performa dinding penghantar panas. Lagi pula, abu tadi dapat dihilangkan

soot blower di dalam tungku secara tepat. Tetapi bila sebagian


dar lempung tinggi, maka abu yang menempel akan membentuk lapisan dan lama


turunnya kapasitas keluaran boiler akibat beberapa masalah yang muncul, diantaranya

menurunnya penyerapan panas oleh tungku dan tersumbatnya lubang (

adalah fenomena menempel dan menumpuknya abu pada dinding penghantar

re-heater) yang dipasang di lingkungan dimana suhu gas pa

lebih rendah dibandingkan suhu melunak abu (

Unsur yang paling berpengaruh pada penempelan abu ini adalah material basa

terutama Na, yang dalam hal ini adalah kadar Na2O.

Bila kadar abu batubara banyak, kemudian unsur basa dalam abu juga banyak,

O yang tinggi, maka Fouling akan mudah terjadi. Evaluasi karakteristik

Slagging, yaitu dinilai berdasarkan rasio unsur basa dan asam,

O di dalam abu. Jika nilai – nilai tadi tinggi, maka secara umum

juga meningkat. Selanjutnya, kadar sulfur yang tinggi juga cenderung

Fouling melalui pembentukan senyawa bersuhu lebur rendah, melalui

engan unsur basa ataupun besi. Fouling yang berkembang akan dapat

macam masalah seperti penurunan suhu uap pada keluaran (

, serta menyempit dan tersumbatnya jalur aliran gas. Untuk

ini dapat digunakan soot blower, sama seperti penanganan pada

97

mekanisme menempel dan menumpuknya abu pada dinding penghantar panas

Campuran mineral anorganik yang terdapat dalam abu batubara yang terdiri dari

), menerima panas radiasi

Saat abu yang melebur (molten

) tadi bersentuhan dengan permukaan pipa yang suhunya relatif lebih rendah, abu


Ketebalan lapisan abu yang menempel ini biasanya tidak sampai pada tingkat yang

performa dinding penghantar panas. Lagi pula, abu tadi dapat dihilangkan

di dalam tungku secara tepat. Tetapi bila sebagian


dar lempung tinggi, maka abu yang menempel akan membentuk lapisan dan lama –


akibat beberapa masalah yang muncul, diantaranya

menurunnya penyerapan panas oleh tungku dan tersumbatnya lubang (orifice)

adalah fenomena menempel dan menumpuknya abu pada dinding penghantar

) yang dipasang di lingkungan dimana suhu gas pada

lebih rendah dibandingkan suhu melunak abu (ash softening

Unsur yang paling berpengaruh pada penempelan abu ini adalah material basa

kemudian unsur basa dalam abu juga banyak,

Evaluasi karakteristik

, yaitu dinilai berdasarkan rasio unsur basa dan asam,

nilai tadi tinggi, maka secara umum

Selanjutnya, kadar sulfur yang tinggi juga cenderung

melalui pembentukan senyawa bersuhu lebur rendah, melalui

yang berkembang akan dapat

macam masalah seperti penurunan suhu uap pada keluaran (outlet)

, serta menyempit dan tersumbatnya jalur aliran gas. Untuk

, sama seperti penanganan pada Slagging.

Boiler

5.2 PROTEKSI BOILER

Boiler juga memiliki beberapa proteksi yang dimaksudkan untuk mengantisipasi apabila

terjadi permasalahan pada boiler. Apaila terjadi kondisi berikut ini, maka signal

Trip) akan diaktifkan untuk menghentikan

kondisi tersebut adalah sebagai berikut :

1. Drum level very low

2. Drum level high

3. Critical flame out

4. All flame loss

5. Hand trip

6. Furnace pressure high

7. Furnace pressure lom

8. Reheat protection

9. Both FD fan stop

10. Both ID fan stop

11. Both PA fan stop (coal power plant)

5.2.1 Drum Level Very Low

Lampu indikator alarm ini akan menyala apabila level air pad

dan proteksi unit trip (mft) akan bekarja. Hal ini dimaksudkan untuk me

kerusakan (keretakan).

5.2.2 Drum Level High

Lampu indikator alarm akan menyala apabila level air pada steam

ini dimaksudkan untuk menghindari air masuk ke

5.2.3 Critical Flame Out

Lampu indikator alarm akan menyala apabila terjadi kehilangan penyalaan (

pair burner pada ruang bakar boiler.

5.2.4 All Flame Loss

Lampu indikator alarm akan menyala apabila terjadi kehilangan s

(all flame loss) pada ruang bakar boiler

juga memiliki beberapa proteksi yang dimaksudkan untuk mengantisipasi apabila

. Apaila terjadi kondisi berikut ini, maka signal MFT (

) akan diaktifkan untuk menghentikan supply bahan bakar ke boiler secara otomatis. Adapun

kondisi tersebut adalah sebagai berikut :

Both PA fan stop (coal power plant)

ator alarm ini akan menyala apabila level air pada drum turun sampai

bekarja. Hal ini dimaksudkan untuk mengamankan

Lampu indikator alarm akan menyala apabila level air pada steam drum terlalu tinggi. Hal

ini dimaksudkan untuk menghindari air masuk ke superheater yang nantinya dapat merusak turbin.

Lampu indikator alarm akan menyala apabila terjadi kehilangan penyalaan (

.

Lampu indikator alarm akan menyala apabila terjadi kehilangan semua penyalaan

boiler tetapi kondisi shut off valve bahan bakar masih pada posisi

98

juga memiliki beberapa proteksi yang dimaksudkan untuk mengantisipasi apabila

MFT (Main Fuel

secara otomatis. Adapun

turun sampai – 250 mm

ngamankan drum dari

terlalu tinggi. Hal

inya dapat merusak turbin.

Lampu indikator alarm akan menyala apabila terjadi kehilangan penyalaan (flame loss) ≥ 5

emua penyalaan burner

bahan bakar masih pada posisi

Boiler

buka. Hal ini dimaksudkan supaya tidak terjadi penumpukan bahan bakar pada ruang bakar yang

nantinya akan mengakibatkan ledakan pada

5.2.5 Hand Trip

Lampu indikator alarm akan menyala apabila tombol hand trip di tombol. Hal ini dilakukan

pada saat terjadi kondisi darurat. Misalkan saat unit beroperasi normal tiba

sangat jelek sekali (ph turun terus).

5.2.6 Furnace Pressure High

Lampu indikator alarm akan menyala apabila tekana

mencapai tekanan 795 mmaq. Hal ini dimaksudkan untuk mengamankan

akibat boiler kelebihan tekanan.

5.2.7 Furnace Pressure Low

Lampu indikator alarm akan menyala apabila tekana

dibawah rendah. Dimana dapat disebabkan apabila FD

5.2.8 Reheat Protection

Lampu indikator alarm akan menyala apabila terjadi:

� Boiler beroperasi dengan

valve dan reheat stop valve close

� Boiler beroperasi dengan

valve close sementara turbinnya trip.

Hal ini dimaksudkan untuk mengamankan

menyebabkan kerusakan (pecahnya pipa) pada

5.2.9 Both Force Draught Fan Stop

Lampu indikator alarm akan menyala apabila terjadi kedua

(trip). Hal ini sudah sangat jelas sekali mengingat tidak akan mungkin terjadi pembakaran yg

sempurna pada boiler tanpa adanya tambahan udara bakar.


nantinya akan mengakibatkan ledakan pada boiler.


pada saat terjadi kondisi darurat. Misalkan saat unit beroperasi normal tiba – tiba kondisi mutu air

Lampu indikator alarm akan menyala apabila tekanan pada daerah ruang bakar (

mencapai tekanan 795 mmaq. Hal ini dimaksudkan untuk mengamankan boiler dari bahaya ledakan

Lampu indikator alarm akan menyala apabila tekanan pada daerah ruang bakar (

dibawah rendah. Dimana dapat disebabkan apabila FD Fan trip sedangkan ID Fan berjalan.

Lampu indikator alarm akan menyala apabila terjadi:

roperasi dengan fuel flow > 15% atau > 25%, posisi low press turbin bypass

reheat stop valve close sementara turbin beroperasi tanpa beban.

beroperasi dengan fuel flow > 15% atau > 25%, posisi high press turbin bypass

sementara turbinnya trip.

Hal ini dimaksudkan untuk mengamankan reheater dari kondisi over heating

menyebabkan kerusakan (pecahnya pipa) pada reheater.

Both Force Draught Fan Stop

Lampu indikator alarm akan menyala apabila terjadi kedua force drught fan


tanpa adanya tambahan udara bakar.

99



tiba kondisi mutu air

pada daerah ruang bakar (furnace)

dari bahaya ledakan

pada daerah ruang bakar (furnace)

berjalan.

low press turbin bypass

sementara turbin beroperasi tanpa beban.

high press turbin bypass

heating yg akan

fan tersebut mati


Boiler

5.2.10 Both Induce Draught Fan Stop


(trip). Dikhawatirkan flue gas tidak dapat keluar/mengalir sehingga tekanan/suhu di dalam

akan meningkat.

5.2.11 Both Primary Air Fan Stop


(trip). Apabila PA fan mati, maka tidak ada batubara yang msauk ke burner sehingga tidak terjadi

pembakaran.

Both Induce Draught Fan Stop

Lampu indikator alarm akan menyala apabila terjadi kedua induce draught fan

tidak dapat keluar/mengalir sehingga tekanan/suhu di dalam

Lampu indikator alarm akan menyala apabila terjadi kedua primary air fan

mati, maka tidak ada batubara yang msauk ke burner sehingga tidak terjadi

100

fan tersebut mati

tidak dapat keluar/mengalir sehingga tekanan/suhu di dalam furnace

fan tersebut mati

mati, maka tidak ada batubara yang msauk ke burner sehingga tidak terjadi

Documents

4_Boiler.pdf