BOILER dan JENIS-JENIS BOILERBAB ITINJAUAN UMUM BOILER

1.1PENGERTIAN BOILERBoiler adalah bejana tertutup dimana panas pembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk air panas atau steam. Air panas atau steam pada tekanan tertentu kemudian digunakan untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Air adalah media yang berguna dan murah untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Jika air dididihkan sampai menjadi steam, volumnya akan meningkat sekitar 1.600 kali, menghasilkan tenaga yang menyerupai bubuk mesiu yang mudah meledak, sehingga boiler merupakan peralatan yang harus dikelola dan dijaga dengan sangat baik.Sistem boiler terdiri dari: sistem air umpan(feed water system), sistem steam(steam system)dan sistem bahan bakar(fuel system).Sistem air umpan(feed water system)menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhan steam.Berbagai kran disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan.Sistem steam(steam sistem)mengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler. Steam dialirkan melalui sistempemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanan steam diatur menggunakankran dan dipantau dengan alat pemantau tekanan.Sistem bahan bakar(fuel sistem)adalah semuaperalatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar untuk menghasilkan panas yangdibutuhkan. Peralatan yang diperlukan pada sistem bahan bakar tergantung pada jenis bahanbakar yang digunakan pada sistem.Air yang disuplai ke boiler untuk dirubah menjadi steam disebutair umpan(feed water). Dua sumber air umpan adalah:Kondensatatau steam yang mengembun yangdikembalikandari proses.Airmakeup(air baku yang sudah diolah) yang harus diumpankan dari luar ruang boiler danplantproses.Sistem yang lainadalahpenggunaaneconomizeruntuk memanaskan awal air umpan menggunakan limbah panas pada gas buang, untuk mendapatkan efisiensi boiler yang lebih tinggi.

1.2MATERIAL PENYUSUN BOILERBejanatekan yang digunakanpada boiler biasanyaterbuatdaribajaataucampuranbaja.Sedangkanuntukstainless steeldilarangpenggunaannyaoleh ASME Boiler Code sebagai material utamabejanaataupunbagiansambunganlasdaribejana, namunmasihbisadigunakanpada area superheater yang tidakakanbersentuhanlangsungdengan air boiler. Sebelumnya, tembagajugadigunakanuntuk material pembuat boiler karenasifatnya yang mudahdibentukdanmemilikinilaikonduktifitastermal yang tinggi, namunkarenaharga material tersebutcenderungmeningkatdanmahal, makasaatinitembagasudahjarangdigunakan.Jamandahulu, jugaseringdigunakan wrought iron sebagai material boiler yang difabrikasidenganmenggunakanprinsippakukeling (rivetting).Terkadang di beberapanegara, boiler hanyadigunakanuntukmemproduksi air panassaja, tanpamenghasilkanuappanas.Untukkondisitersebut, biasanya material yang digunakancukupdenganmenggunakanbesituang (cast iron) karenalebihmurahbiladibandingkandenganbaja.Namun, apabilainginmenggunakan boiler tersebutuntukmenghasilkanuappanas, dianjurkantidakmenggunakanbesituang.Hal inidisebabkankarenasifatgetas yang dimilikiolehbesituangberbahayabiladigunakanuntuk boiler penghasiluap yang beroperasipadatekanan yang sangattinggi.

1.3PROSES KERJA BOILEREnergi kalor yang dibangkitkan dalam sistem boiler memiliki nilai tekanan, temperatur, dan laju aliran yang menentukan pemanfaatansteamyang akan digunakan. Berdasarkan ketiga hal tersebut sistem boiler mengenal keadaan tekanan-temperatur rendah(low pressure/LP), dan tekanan-temperatur tinggi(high pressure/HP), dengan perbedaan itu pemanfaatansteamyang keluar dari sistem boiler dimanfaatkan dalam suatu proses untuk memanasakan cairan dan menjalankan suatu mesin(commercialand industrial boilers),atau membangkitkan energi listrik dengan merubah energi kalor menjadi energi mekanik kemudian memutar generator sehingga menghasilkan energi listrik(power boilers). Namun, ada juga yang menggabungkan kedua sistem boiler tersebut, yang memanfaatkan tekanan-temperatur tinggi untuk membangkitkan energi listrik, kemudian sisasteamdari turbin dengan keadaan tekanan-temperatur rendah dapat dimanfaatkan ke dalam proses industri dengan bantuanheat recovery boiler.Sistem boiler terdiri dari sistem air umpan, sistemsteam, dan sistem bahan bakar. Sistem air umpan menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhansteam. Berbagai kran disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan dari sistem air umpan, penanganan air umpan diperlukan sebagai bentuk pemeliharaan untuk mencegah terjadi kerusakan dari sistemsteam. Sistemsteammengumpulkan dan mengontrol produksisteamdalam boiler.Steamdialirkan melalui sistem pemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanansteamdiatur menggunakan kran dan dipantau dengan alat pemantau tekanan. Sistem bahan bakar adalah semua perlatan 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.Sebelum menjelaskan keanekaragaman boiler, perlu diketahui komponen dari boiler yang mendukung teciptanyasteam, berikut komponen-komponen boiler:FurnaceKomponen ini merupakan tempat pembakaran bahan bakar. Beberapa bagian darifurnacesiantaranya :refractory, ruang perapian,burner,exhaust for flue gas,charge and discharge door.Steam DrumKomponen ini merupakan tempat penampungan air panas danpembangkitansteam. Steammasih bersifat jenuh (saturated steam).SuperheaterKomponen ini merupakan tempat pengeringansteamdan siap dikirim melaluimain steam pipedan siap untuk menggerakkan turbin uap atau menjalankan proses industri.Air HeaterKomponen ini merupakan ruangan pemanas yang digunakan untuk memanaskan udara luar yang diserap untuk meminimalisasi udara yang lembab yang akan masuk ke dalam tungku pembakaran.EconomizerKomponen ini merupakan ruangan pemanas yang digunakan untuk memanaskan air dari air yang terkondensasi dari sistem sebelumnyamaupun air umpan baru.Safety valveKomponen ini merupakan saluran buangsteamjika terjadi keadaan dimana tekanansteammelebihi kemampuan boiler menahan tekanansteam.Blowdown valveKomponen ini merupakan saluran yang berfungsi membuang endapan yang berada di dalam pipasteam.

1.4KONDISI AIR UMPAN BOILERAir yang digunakan pada proses pengolahan dan air umpan boiler diperoleh dari air sungai, air waduk, sumur bor dan sumber mata air lainnya. Kualitas air tersebut tidak sama walaupun menggunakan sumber air sejenis, hal ini dipengaruhi oleh lingkungan asal air tersebut. Sumber mata air sungai umumnya sudah mengalami pencemaran oleh aktivitas penduduk dan kegiatan industri, oleh sebab itu perlu dilakukan pemurnian.Air umpan boiler harus memenuhi spesifikasi yang telah ditentukan agar tidak menimbulkan masalah-masalah pada pengoperasian boiler. Air tersebut harus bebas dari mineral-mineral yang tidak diinginkan serta pengotor-pengotor lainnya yang dapat menurunkan efisiensi kerja dari boiler.Feed water harus memenuhi prasyarat tertentu seperti yang diuraikan dalam tabel di bawah ini :1.5MASALAH-MASALAH PADA BOILERSuatu boiler atau pembangkit uap yang dioperasikan tanpa kondisi air yang baik , cepat atau lambat akan menimbulkan masalah-masalah yang berkaitan dengan kinerja dan kualitas dari sistem pembangkit uap. Banyak masalah-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-masalah sebagai berikut :a)Pembentukan kerakTerbentuk kerak pada dinding boiler terjadi akibat adanya mineral-mineral pembentukan kerak, misalnya ion-ion kesadahan seperti Ca2+dan Mg2+dan akibat pengaruh gas penguapan. Diamping itu pula dapat disebabkan oleh mekanisme pemekatan didalam boiler karena adanya pemanasan. Jenis-jenis kerak yang umum dalam boiler adalah kalsium sulfat, senyawa silikat dan karbonat. Zat-zat dapat membentuk kerak yang keras dan padat sehingga bilalama 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 boiler berpengaruh terhadap perpindahan panas permukaan dan menunjukkan dua akibat utama yaitu berkurangnya panas yang dipindahkandari dapur ke air yang mengakibatkan meningkatkan temperatur disekitardapur, dan menurunnya efisiensi boiler.Untuk mengurangi terjadinya pembentukan kerak pada boiler dapat dilakukan pencegahan-pencegahan sebagai berikut :-Mengurangi jumlah mineral dengan unit softener-Melakukan blowdown secara teratur jumlahnya-Memberikan bahan kimia anti kerak

Zatterlarut dan tersuspensi yang terdapat pada semua air alami dapat dihilangkan/dikurangi pada proses pra-treatment (pengolahan awal) yang terbukti ekonomis. Penanggulangan kerak yang sudah ada dapat dilakukan dengan cara :On-line cleaning yaitu pelunakan kerak-kerak lama dengan bahan kimia selama Boiler beroperasi normal.Off-line cleaning (acid cleaning) yaitu melarutkan kerak-kerak lama dengan asam-asam khusus tetapi Boiler harus berhenti beroperasi.Mechanical cleaning: dengan sikat, pahat, scrub, dan lain-lain.

b)Peristiwa korosiKorosi dapat disebabkan oleh oksigen dan karbon dioksida yang terdapat dalam uap yang terkondensasi. Korosi merupakan peristiwa logam kembali kebentuk asalnya dalam misalnya besi menjadi oksida besi, alumunium dan lain-lain. Peristiwa koros dapat terjadi disebabkan oleh :-Gas-gas yang bersifat korosif seperti O2, CO2, H2S-Kerak dan deposit-Perbedaan logam (korosi galvanis)-pH yang terlalu rendah dan lain-lain

Jenis korosiyang dijumpai pada boiler dan sistem uap adalahgeneral corrosion, pitting(terbentuknya lubang) danembrittlement(peretakan baja). Adanya gas yang terlarut, oksigen dan karbon 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 boiler 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 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 embrittlement atau keretakan inter kristalin pada baja yang terjadi jika berada pada tekanan yang tinggi dan lingkungan kimia yang tidak sesuai. Caustic embrittlementatau keratakan inter kristalin pada baja yang terjadi jika berada pada tekanan yang tinggidan lingkungan kimia yang tidak sesuai. Caustic embrittlement terjadi pada sambungan penyumbat dan meluas pada ujung tabung dimana celah memungkinkan perkembangan suatu lingkungan caustic yang terkonsentrasi. Hidrogen embrittlementadalah bentuk lain dari retakan interkristalin yang terjadi pada tabung air boiler yang disebabkan tekanan tinggi 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 boiler-Mencegah korosi galvanis-Menggunakan zat yang dapat menghambat peristiwa korosif-Mengatur pH dan alkalinitas air boiler dan lain-lain

c)Pembentukan depositDeposit merupakan peristiwa penggumpalan zat dalam air umpan boiler yang disebabkan oleh adanya zat padat tersuspensi misalnya oksida besi, oksida tembaga dan lain-lain. Peristiwa ini dapat juga disebabkan oleh kontaminasi uap dari produk hasil proses produksi. Sumber deposit didalam air seperti garam-garam yang terlarut dan zat-zat yang tersuspensi didalam air umpan boiler. Pemanasan dan dengan adanya zat tersuspensi dalam air pada boiler menyebabkan mengendapnya sejumlah muatan yang menurunkan daya kelarutan, jika temperaturnya dinaikkan. Hal ini menjelaskan mengapa kerak dan sludge (lumpur) terbentuk. Kerak merupakan bentuk deposit-deposit yang tetap berada pada permukaan boiler sedangkan sludge merupakan bentuk deposit-deposit yang tidak menetap atau deposit lunak.Pada ketel bertekanan tinggi, silika muda mengendap dengan uap dan dapat membentuk deposit yang menyulitkan pada daun turbin.Pencegahanpencegahan yang dapat dilakukan untuk mengurangi terjadinya peristiwa deposit dapat dilakukan diantaranya :Meminimalisasi masuknya mineral-mineral yang dapat menyebabkan deposit seperti oksida besi, oksida tembaga dan lain lain.Mencegah korosi pada sistem kondensat dengan proses netralisasi (mengatur pH 8,29,2) dapat juga dilakukan dengan mencegah terjadinya kebocoran udara pada sistem kondensat.Mencegah kontaminasi uap selanjutnya menggunakan bahan kimia untuk mendispersikan mineral-mineral penyebab deposit.Penanggulangan terjadinya deposit yang telah ada dapat dilakukan dengan acid cleaning, online cleaning, dan mechanical cleaning.

d)Kontaminasi Uap (steam carryover)Ketika air boiler mengandung garam terlarut dan zat tersuspensi dengan konsentrasi yang tinggi, ada kecendrungan baginya untuk membentuk busa secara berlebihan sehingga dapat menyebabkansteam carryoverzat-zat padat dan cairan pengotor kedalam uap.Steam carryover terjadi jika mineral-mineral dari boiler ikut keluar bersama dengan uap ke alat-alat seperti superheater, turbin, dan lain-lain. Kontaminasi-kontaminasi ini dapat diendapkan kembali pada sistem uap atau zat-zat itu akan mengontaminasi proses atau material-material yang diperlukan steam.Steam carryover dapat dihindari dengan menahan zat-zat padat terlarut pada air boiler dibawahtingkat tertentu melalui suatu analisa sistematis dan kontrol pada pemberian zat-zat kimia danblowdown. Carryoverkarbon dioksida dapat mengembalikan uap dan asam-asam terkondensasi.BAB IIJENIS - JENIS BOILER

2.1JENIS-JENIS BOILERBagian ini menerangkan tentang berbagi jenis boiler: Fire tube boiler, Water tube boiler, Paket boiler, Fluidized bed combustion boiler, Atmospheric fluidized bed combustion boiler,Pressurized fluidized bed combustion boiler, Circulating fluidized bed combustion boiler, Stoker fired boiler, Pulverized fuel boiler,Boiler pemanas limbah (Waste heat boiler) dan Pemanas fluida termis.

A.Fire Tube BoilerPada fire tube boiler, gas panas melewati pipa-pipadan air umpan boiler ada didalam shell untuk dirubah menjadi steam.Fire tube boilers biasanya digunakan untuk kapasitas steam yang relative kecil dengan tekanan steam rendah sampai sedang. Sebagai pedoman,fire tube boilers kompetitif untuk kecepatan steam sampai 12.000 kg/jam dengan tekanan sampai 18 kg/cm2.Fire tube boilers dapat menggunakan bahan bakar minyak bakar, gas atau bahan bakar padat dalam operasinya. Untuk alasan ekonomis, sebagian besar fire tube boilers dikonstruksi sebagai paket boiler (dirakit oleh pabrik) untuk semua bahan bakar.

B.Water Tube BoilerPadawater tube boiler,air umpan boiler mengalir melalui pipa-pipa masuk kedalam drum. Air yang tersirkulasi dipanaskan oleh gas pembakar membentuk steam pada daerah uap dalam drum.Boiler ini dipilih jika kebutuhan steam dan tekanan steam sangat tinggi seperti pada kasus boiler untuk pembangkit tenaga. Water tube boileryang sangat modern dirancang dengan kapasitas steam antara 4.500 12.000 kg/jam, dengan tekanan sangat tinggi. Banyak water tube boilers yang 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 boilers sebagai berikut:Forced, induced dan balanced draft membantu untuk meningkatkan efisiensi pembakaran.Kurang toleran terhadap kualitas air yang dihasilkan dari plant pengolahan air.Memungkinkan untuk tingkat efisiensi panas yang lebih tinggi.

C.Paket BoilerDisebut boiler paket sebab sudah tersedia sebagai paket yang lengkap. Pada saat dikirim ke pabrik, hanya memerlukan pipa steam, pipa air, suplai bahan bakar dan sambungan listrik untuk dapat beroperasi.Paket boiler biasanya merupakan tipe shell and tube dengan rancanganfire tube dengan transfer panas baikradiasi maupun konveksi yang tinggi.Ciri -ciri dari packaged boilers 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.Sistim forced atau induced draft menghasilkan efisiensi pembakaran yang baik.Sejumlah lintasan/pass menghasilkan perpindahan panas keseluruhan yang lebih baik.Tingkat efisiensi thermisnya yang lebih tinggi dibandingkan dengan boiler lainnya.Boiler tersebutdikelompokkan berdasarkan jumlah passnya yaituberapa kali gas pembakaran melintasi boiler. 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 tigapass/lintasan dengan dua setfire-tube/ pipa api dan gas buangnya keluar dari belakang boiler.

D.Boiler Pembakaran dengan Fluidized Bed (FBC)Pembakaran denganfluidized bed (FBC) muncul sebagaialternatif yang memungkinkan dan memiliki kelebihan yang cukup berarti dibanding sistim pembakaran yang konvensional dan memberikan banyak keuntungan rancangan boileryang kompak, fleksibel terhadap bahan bakar, efisiensi pembakaran yang tinggi dan berkurangnya emisipolutan yang merugikan sepertiSOxdan NOx.Bahan bakar yangdapatdibakar dalam boiler iniadalah batubara, barangtolakan daritempat pencucian pakaian, sekam padi,bagas & limbah pertanian lainnya. Boilerfluidized bed memiliki kisaran kapasitas yang luas yaituantara 0.5 T/jam sampailebih dari 100 T/jam.

Bila udara atau gasyang terdistribusi secara merata dilewatkan keatas melaluibed partikel padat seperti pasir yang disangga oleh saringan halus, partikel tidak akan terganggu pada kecepatan yang rendah. Begitu kecepatan udaranya berangsur-angsur naik, terbentuklah suatu keadaan dimana partikel tersuspensidalam aliran udarabed tersebutdisebut terfluidisasikan.Dengan kenaikan kecepatan udara selanjutnya, terjadi pembentukan gelembung,turbulensi yang kuat, pencampuran cepat dan pembentukan permukaanbed yang rapat.Bed partikel padat menampilkan sifat cairan mendidih danterlihat seperti fluida - bed gelembung fluida/ bubbling fluidized bed.Jika partikel pasir dalam keadaan terfluidi sasikan dipanaskan hingga ke suhunyala batubara, dan batubara diinjeksikan secara terus menerus ke bed, batubara akan terbakar dengan cepat dan bed mencapai suhu yang seragam. Pembakaran denganfluidized bed (FBC) berlangsung pada suhu sekitar 840OC hingga 950OC. Karena suhu ini jauh berada dibawah suhufusiabu, maka pelelehan abu dan permasalahan yang terkait didalamnya dapat dihindari.Suhu pembakaran yang lebih rendah tercapai disebabkan tingginya koefisien perpindahan panas sebagai akibat pencampuran cepat dalam fluidized bed dan ekstraksi panas yang efektif daribed melalui perpindahan panas pada pipa dan dinding bed.Kecepatan gas dicapai diantara kecepatan fluidisasi minimumdan kecepatanmasuk partikel. Hal ini menjamin operasi bed yang stabil dan menghindariterbawanya partikel dalam jalur gas.

E.Atmospheric Fluidized Bed Combustion (AFBC) BoilerKebanyakan boiler yang beroperasi untuk jenis ini adalahAtmospheric Fluidized Bed Combustion (AFBC) Boiler. Alat inihanya berupa shell boiler konvensional biasa yang ditambah dengan sebuah fluidized bed combustor. Sistim sepertitelah dipasangdigabungkan dengan water tube boiler/boiler pipa air konvensional.Batubara dihancurkan menjadi ukuran 1 10 mmtergantung pada tingkatan batubara dan jenis pengumpan udara ke ruang pembakaran. Udara atmosfir, yang bertindak sebagai udara fluidisasi dan pembakaran, dimasukkan dengan tekanan, setelah diberi pemanasan awal olehgas buang bahan bakar. Pipa dalam bed yang membawa air pada umumnya bertindak sebagai evaporator. Produk gas hasil pembakaran melewati bagian super heater dari boiler lalu mengalir ke economizer, ke pengumpul debu dan pemanas awal udara sebelum dibuang keatmosfir.

F.Pressurized Fluidized Bed Combustion (PFBC) BoilerPada tipe Pressurized Fluidized bed Combustion (PFBC), sebuah kompresor memasok udara Forced Draft (FD), dan pembakarnya merupakan tangki bertekanan. Laju panas yang dilepas dalambed sebanding dengan tekanan bed sehingga bed yang dalam digunakan untuk mengekstraksi sejumlah besar panas.Hal ini akan meningkatkan efisiensi pembakaran dan peyerapan sulfur dioksida dalam bed. Steam dihasilkan didalam dua ikatan pipa, satu di bed dan satunya lagi berada diatasnya.Gas panas dari cerobongmenggerakan turbingas pembangkittenaga. Sistim PFBC dapat digunakan untuk pembangkitankogenerasi(steam dan listrik) atau pembangkit tenaga dengan siklus gabungan/combined cycle. Operasi combined cycle (turbin gas & turbin uap) meningkatkan efisiensi konversi keseluruhan sebesar 5 hingga 8 persen.

G.Atmospheric Circulating Fluidized Bed Combustion Boilers (CFBC)Dalam sistim sirkulasi, parameter bed dijaga untuk membentukpadatan melayangdaribed.Padatan diangkat pada fase yang relatif terlarut dalam pengangkat padatan, dan sebuah down-comer dengan sebuahsiklonmerupakan aliransirkulasipadatan. Tidak terdapat pipa pembangkitsteam yang terletak dalam bed. Pembangkitandan pemanasan berlebih steam berlangsung di bagian konveksi, dinding air, pada keluaran pengangkat/ riser.Boiler CFBC pada umumnya lebih ekonomis daripada boilerAFBC, untuk penerapannya di industri memerlukan lebih dari 75 100 T/jam steam.Untuk unit yang besar, semakin tinggi karakteristik tungku boiler CFBC akan memberikan penggunaan ruang yang semakin baik, partikel bahan bakarlebih besar, waktu tinggal bahan penyerap untuk pembakaran yang efisien dan penangkapanSO2yang semakin besar pula, dan semakin mudah penerapan teknik pembakaran untuk pengendalian NOx daripadapembangkitsteam AFBC.H.Stoker Fired BoilersStokers diklasifikasikan menurut metode pengumpanan bahan bakar ke tungku dan oleh jenis gratenya. Klasifikasi utamanya adalah spreader stoker dan chain-gate atau traveling-gate stoker.1)Spreader stokersSpreader stokers memanfaatkan kombinasipembakaran suspensidan pembakarangrate. Batubaradiumpankan secara kontinyu ketungkudiatasbed pembakaran batubara. Batubara yang halus dibakar dalam suspensi; partikel yang lebih besar akan jatuh kegrate, dimana batubara ini akan dibakar dalambed batubara yang tipis dan pembakaran cepat. Metode pembakaran ini memberikan fleksibilitas yang baikterhadap fluktuasi beban, dikarenakan penyalaan hampir terjadisecaracepat bila laju pembakaran meningkat. Karena hal ini,spreader stokerlebih disukai dibanding jenis stoker lainnya dalam berbagai penerapan di industri.2)Chain-grate atau traveling-grate stokerBatubara diumpankan ke ujung grate baja yang bergerak.Ketika gratebergerak sepanjang tungku, batubara terbakar sebelum jatuh padaujungsebagai abu. Diperlukan tingkat keterampilan tertentu, terutama bila menyetel grate, damper udara dan baffles, untuk menjamin pembakaranyang bersih serta menghasilkan seminimal mungkin jumlahkarbon yang tidak terbakar dalam abu.Hopper umpan batubara memanjang di sepanjang seluruh ujung umpan batubara pada tungku. Sebuah grate batubara digunakan untuk mengendalikan kecepatan batubara yang diumpankan ke tungkudengan mengendalikan ketebalan bed bahan bakar. Ukuran batubara harus seragam sebab bongkahan yang besar tidak akan terbakar sempurna pada waktu mencapai ujung grate.

I.Pulverized Fuel BoilerKebanyakan boiler stasiun pembangkit tenaga yang berbahan bakar batubara menggunakan batubarahalus, dan banyak boiler pipa air di industri yang lebih besar juga menggunakan batubara yanghalus. Teknologi iniberkembangdengan baik dan diseluruh dunia terdapat ribuan unit dan lebih dari 90 persen kapasitas pembakaran batubara merupakan jenis ini.

Untuk batubara jenis bituminous, batubaradigilingsampai menjadibubuk halus, yang berukuran +300 micrometer (m) kurang dari 2 persen dan yang berukuran dibawah 75 microns sebesar 70-75 persen. Harus diperhatikan bahwa bubuk yang terlalu halus akan memboroskan energi penggilingan.Sebaliknya, bubuk yang terlalu kasar tidakakan terbakar sempurna pada ruang pembakaran dan menyebabkan kerugian yang lebih besar karena bahan yang tidak terbakar.Batubara bubuk dihembuskan dengansebagian udara pembakaran masuk menuju plant boiler melalui serangkaian noselburner.Udara sekunder dan tersier dapat juga ditambahkan.Pembakaran berlangsung pada suhu dari 1300 - 1700C,tergantung pada kualitas batubara. Waktu tinggal partikel dalam boiler biasanya 2 hingga 5 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.Salah satu sistim yang paling populer untuk pembakaran batubarahalus adalah pembakaran tangensial dengan menggunakan empat buahburnerdari keempat sudut untuk menciptakan bola api pada pusat tungku.J.Boiler Limbah PanasDimanapun tersedia limbah panas pada suhu sedang atau tinggi,boiler limbah panas dapat dipasang secara ekonomis.Jika kebutuhansteam lebih daristeam yang dihasilkanmenggunakan gas buang panas,dapat digunakanburnertambahan yang menggunakanbahan bakar.Jikasteamtidak langsung dapat digunakan, steamdapat dipakai untuk memproduksi daya listrik menggunakan generator turbinuap. Hal ini banyak digunakan dalam pemanfaatan kembali panas dari gas buang dari turbin gas dan mesin diesel.

K.Pemanas Fluida TermisSaat ini, pemanas fluida termis telah digunakan secara luas dalam berbagai penerapan untuk pemanasan proses tidak langsung.Dengan menggunakanfluida petroleum sebagai media perpindahan panas, pemanas tersebut memberikan suhu yang konstan.Sistim pembakaran terdiridari sebuahfixed grate dengan susunandraft mekanis.Pemanas fluida thermis modern berbahan bakar minyak terdiri dari sebuah kumparan ganda, konstruksi tigapass dan dipasang dengan sistim jet tekanan. Fluida termis, yang bertindak sebagai pembawa panas, dipanaskan dalam pemanas dan disirkulasikan melalui peralatan pengguna.Disini fluida memindahkn panas untuk proses melalui penukar panas,kemudianfluidanya dikembalikan ke pemanas. Aliran fluida termis pada ujung pemakai dikendalikan oleh katup pengendali yang dioperasikan secara pneumatis, berdasarkan suhu operasi. Pemanasberoperasi pada api yang tinggi atau rendah tergantung pada suhu minyak yang kembali yang bervariasi tergantung beban sistim.Keuntungan pemanas tersebut adalah:Operasi sistim tertutup dengan kehilangan minimum dibanding dengan boiler steam.Operasi sistim tidak bertekanan bahkan untuk suhu sekitar2500Cdibandingkan kebutuhan tekanan steam 40kg/cm2dalam sistim steam yang sejenis.Penyetelan kendali otomatis, yang memberikan fleksibilitas operasi.Efisiensi termis yang baikkarena tidak adanya kehilanganpanasyang diakibatkan oleh blowdown, pembuangan kondensat dan flash steam.Faktor ekonomi keseluruhan dari pemanas fluida termis tergantung pada penerapan spesifik dan dasar acuannya. Pemanas fluida thermis berbahan bakar batubara dengan kisaranefisiensi panas 55-65 persen merupakan yang paling nyaman digunakan dibandingkan denganhampir kebanyakan boiler.Penggabungan peralatan pemanfaatan kembali panas dalam gabuang akan mempertinggi tingkat efisiensi termis selanjutnya.

2.2JENIS WATER TUBE BOILERPada water tube boiler, air umpan boiler mengalir melalui pipa-pipa masuk kedalam drum. Air yang tersirkulasi dipanaskan oleh gas pembakar membentuk steam pada daerah uap dalam drum. Boiler ini dipilih jika kebutuhan steam dan tekanan steam sangat tinggi seperti pada kasus boiler untuk pembangkit tenaga. Water tube boileryang sangat modern dirancang dengan kapasitas steam antara 4.500 12.000 kg/jam, dengan tekanan sangat tinggi. Banyak water tube boilers yang dikonstruksi secara paket jika digunakan bahan bakar minyak bakar dan gas.Untuk water tube yang menggunakan bahan bakar padat, tidak umum dirancang secara paket.

Tipe fire tube boiler pipa air ini memiliki karakteristik : menghasilkan kapasitas dan tekanan steam yang tinggi.

2.3CARA KERJA TIPE WATER TUBE BOILERCara kerja tipe water tube boiler yaitu: proses pengapian terjadi diluar pipa, kemudian panas yang dihasilkan memanaskan pipa yang berisi air dan sebelumnya air tersebut dikondisikan terlebih dahulu melalui economizer, kemudian steam yang dihasilkan terlebih dahulu dikumpulkan di dalam sebuahsteam-drum. Sampai tekanan dan temperatur sesuai, melalui tahap secondary superheater danprimary superheater baru steamdilepaskan ke pipa utama distribusi. Didalam pipa air, air yang mengalir harus dikondisikan terhadap mineral atau kandungan lainnya yang larut di dalam air tesebut. Hal ini merupakan faktor utama yang harus diperhatikan terhadap tipe ini.

Karakteristik lain mengenai water tube boilers sebagai berikut:Forced, induced dan balanced draft membantu untuk meningkatkan efisiensi pembakaran.Kurang toleran terhadap kualitas air yang dihasilkan dari plant pengolahan air.Memungkinkan untuk tingkat efisiensi panas yang lebih tinggi.

2.4KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN WATER TUBE BOILERKeuntungan:Kapasitas steam besar sampai 450 TPHTekanan operasi mencapai 100 barNilai effisiensinya relatif lebih tinggi dari fire tube boilerTungku mudah dijangkau untuk melakukan pemeriksaan, pembersihan, dan perbaikan.Kerugian:Proses konstruksi lebih detail.Investasi awal relatif lebih mahal.Penanganan air yang masuk ke dalam boiler perlu dijaga, karena lebih sensitif untuk sistem ini, perlu komponen pendukung untuk hal ini.Karena mampu menghasilkan kapasitas dan tekanan steam yang lebih besar, maka konstruksinya dibutuhkan area yang luas.