Ketel Uap Fix

7/28/2019 Ketel Uap Fix

1/15

TUGAS UTILITAS

PENYEDIAAN STEAM

disusun oleh:

KELOMPOK 3

1. Fany Kusuma Wardani 21030110141032

2. Gita Permana Putra 21030110130094

3. Naritha Swasti Yuwono 21030110141123

4. Andre Berichman 21030110151070

5. Maria Elizabeth 21030110151097

6. M. Yogi F. 21030110141067

7. Vitra Wahyu Pradana 21030110130100

8. Mardhasakti 21030110130111

9. Hammada Alfafa Romadhona 21030110141006

10. Muhammad Khazim

11. Risang Prasaji L2C009155

12. Audrey Sabrina L2C009166

13. Hanik Handayani P.L. L2C009097


2/15

14. Lusiana Silalahi L2C008071

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

BAB I

PENDAHULUAN

Unit utilitas merupakan sarana penunjang yang diperlukan untuk operasi suatu proses.

Unit utilitas ini mencakup beberapa bagian, diantaranya adalah unit pengolahan air, unit

pembangkit steam, unit pembangkit listrik, udara tekan dan lain-lain. Pada makalah ini, yang

akan dibahas adalah masalah unit pembangkit steam.

Uap atau steam merupakan gas yang dihasilkan dari proses yang disebut

penguapan. Bahan baku yang digunakan untuk menghasilkan steam adalah air. Secara umum

air yang akan digunakan sebagai air umpan boiler adalah air yang tidak mengandung unsur yang

dapat menyebabkan terjadinya endapan yang dapat membentuk kerak pada boiler, air yang tidak mengandung

unsur yang dapat menyebabkan korosi terhadap boiler . Dengan demikian air ini di treatment

hingga memenuhi standar karakteristik air umpan boiler. Berikut ini merupakan

persyaratan baku mutu air umpan boiler:

Tabel 1.1. Baku Mutu Air Umpan Boiler

Parameter Satuan Ukuran

pH unit 10,5-11,5

Conductivity mhos/cm 5000, max

TDS ppm 3500, max

P-Alkalinity ppm -

M-Alkalinity ppm 800, max

O-Alkalinity ppm 2,5 x SiO2, minT Hardness ppm -

Silika ppm 150, max

Besi ppm 2,max

Phospat residual ppm

Sulfite residual ppm 20-50

pH condensate unit 8,0-9,0


3/15

Shield, C.D. 1951.Boiler Type Characteristic and Function. New York:Mc GrawHill Book

Company.

Di dalam industri kimia, steam merupakan suatu komponen penunjang yang

sangat penting. Penggunaan steam dalam industri kimia misalkan sebagai pembangkit

tenaga, pemanas, fluida pada jet ejector, dan lain sebagainya. Steam ini dihasilkan dari

suatu alat yang dinamakan boiler.


4/15

BAB II

PERMASALAHAN

II.1. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas dapat dirumuskan permasalahan :

a. Pengertian boiler

b. Parameter-parameter apa saja yang mempengaruhi kualitas air umpan boiler

c. Menjelaskan tipe-tipe boiler

d. Menjelaskan bagian-bagian boiler

e. Bagaimana mekanisme pembentukan uap pada boiler

f. Bagaimana menghitung efisiensi boiler

g. Menentukan parameter pengukuran pada pengujian boiler

h. Menentukan kualitas steam

i. Hambatan-hambatan apa saja yang ada dalam penyediaan steam pada boiler

II.2. Tujuan

Tujuan dalam percobaan ini adalah :

a. Mengetahui pengertian boiler

b. Mengetahui parameter-parameter apa saja yang mempengaruhi kualitas air

umpan boiler

c. Mengetahui tipe-tipe boiler

d Dapat menjelaskan bagian-bagian boiler

e. Menjelaskan mekanisme pembentukan uap pada boiler

f. Menghitung efisiensi boiler

g. Menentukan parameter pengukuran pada pengujian boiler

h. Meneuntukan kualitas steam

i. Mengetahui hambatan-hambatan penyediaan steam pada boiler


5/15

BAB III

PEMBAHASAN

III. 1. Boiler

Boiler atau ketel uap merupakan sebuah alat untuk pembangkit uap (uap air), dimana

uap ini berfungsi sebagi zat pemindah tenaga kaloris. Tenaga kalor yang dikandung dalam

uap dinyatakan dengan entalpi panas. Boiler secara umum terdiri dari 2 bagian, yaitu :

1. Dapur pemanasan, yaitu untuk menghasilkan panas yang didapat dari pembakaran

bahan bakar

2. Boiler proper, yaitu sebuah alat yang mengubah air menjadi uap. Fluida panas (uap)

kemudian disirkulasikan dari ketel untuk berbagai proses dalam aplikasi industri,

seperti untuk penggerak, pemanas, dan lain-lain.

Hal-hal yang mempengaruhi effisiensi boiler adalah bahan bakar dan kualitas air umpan

boiler. Parameter-parameter yang mempengaruhi kualitas air umpan boiler antara lain :

1. Oksigen terlarut; Dalam jumlah yang tinggi dapat menyebabkan korosi pada peralatan

boiler.

2. Kekeruhan; Dapat mengendap pada perpipaan dan peralatan proses serta mengganggu

proses.

3. pH; Bila tidak sesuai dengan standart kualitas air umpan boiler dapat menyebabkan

korosi pada peralatan.

4. Kesadahan; Merupakan kandungan ion Ca dan Mg yang dapat menyebabkan kerak

pada peralatan dan perpipaan boiler sehingga menimbulkan local overheating.

5. Fe; Fe dapat menyebabkan air berwarna dan mengendap di saluran air dan boiler bila

teroksidasi oleh oksigen.

6. Asiditas; Kadar asiditas yang tinggi dapat menyebabkan korosi


6/15

Gambar 1.1 Prinsip Dasar Ketel Uap

III. 2. Tipe Boiler

Secara umum, boiler digolongkan menjadi dua tipe :

1. Boiler Pipa Api (Fire Tube Boiler)

Pada boiler pipa api, api dan gas panas yang dihasilkan oleh pembakaran bahan

bakar mengalir melalui pipa-pipa yang dikelilingi oleh air yang berfungsi sebagai

penyerap panas. Panas dihantarkan melalui dinding-dinding pipa dari gas-gas panas ke

air disekelilingnya. Boiler pipa api dapat menggunakan bahan bakar minyak, gas, dan

bahan bakar padat.


7/15

Gambar 1.2. Ketel Pipa Api

2. Boiler Pipa Air (Water Tube Boiler)

Pada boiler pipa air, air berada di dalam pipa-pipa yang dikelilingi oleh api dan

gas-gas panas yang berada di luar pipa, sehingga pembentukan uap terjadi di dalam

pipa-pipa. Pada dinding dapur boiler pipa air, hampir semuanya tertutup oleh pipa-pipa

air. Pipa-pipa air ini berfungsi sebagai permukaan perpindahan panas, dan sebagai

pendingin dinding dapur boiler sehingga akan memperpanjang usia pakainya.


8/15

Gambar 1.3. Ketel Pipa Air

III.3. Bagian-Bagian Boiler

1. Ruang bakar/furnace merupakan tempat berlangsungnya pembakaran.

2. Alat pembakar/burner merupakan tempat bercampurnya bahan bakar dengan udara dan

melakukan pembakaran.

3. Permukaan penguap/steaming surface, berfungsi menangkap energi kalor dari gas dan

meneruskannya ke air sehingga air menjadi uap.

4. Cerobong/stack berfungsi sebagai saluran pembuangan gas asap dan menarik api.

5. Drum uap/steam drum, berfungsi sebagai pengumpul uap, pemisah uap dan tempat

pemasukan air.

Gambar 1.4. Instalasi Ketel Uap

Komponen utama :

1. Pompa air umpan ketel

2. Economiser


9/15

3. Boiler

4. Superheater

5. Alat Pemanas Udara ( APL)

6. Ruang Bakar

7. Cerobong Asap

8. Blower

III.4. Mekanisme Pembentukan Uap

Air umpan ketel dari tangki dipompakan ke economizer untuk dipanaskan awal

sebelum masuk ketel uap. Dari economizer air yang sudah hangat dialirkan ke ketel

selanjutnya dipanaskan sampai menghasilkan uap jenuh (saturated steam). Uap jenuh dari

ketel dipanaskan lanjut di pemanas lanjut (superheater) dan menghasilkan uap panas lanjut

(superheated steam) yang siap untuk digunakan, seperti :

Menggerakkan turbin uap (steam turbine)

Untuk keperluan pemrosesan (merebus, memanaskan, dll.) Steam generation

juga dilengkapi dengan peralatan peralatan keselamatan, seperti :

Pengukur level air di ketel

Pengukur tekanan di ketel, dll.

III.5. Perhitungan Efisiensi Boiler

Perhitungan efisiensi boiler dengan Metode Langsung 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. Efisiensi ini dapat

dievaluasi dengan menggunakan rumus:

Efisiensi Boiler (h) = %


10/15

Efisiensi Boiler (h) = %

Parameter yang dipantau untuk perhitungan efisiensi boiler dengan metode langsung yaitu :

Jumlah steam yang dihasilkan per jam (Q) dalam kg/jam

Jumlah bahan bakar yang digunakan per jam (q) dalam kg/jam

Tekanan kerja (dalam kg/cm2(g)) dan suhu lewat panas (oC), jika ada

Suhu air umpan (oC)

Jenis bahan bakar dan nilai panas kotor bahan bakar (GCV) dalam kkal/kg bahan bakar

Dimana :

hg = Entalpi steam jenuh dalam kkal/kgsteam

hc = Entalpi air umpan dalam kkal/kg air

Contoh :

Cari efisiensi boiler dengan metode langsung dengan data yang diberikan dibawah ini:

Jenis boiler Berbahan bakar batubara

Jumlah steam (kering) yang dihasilkan (Q) : 10 TPJ

Tekanan steam (gauge) / suhu : 10 kg/cm2(g)/ 1800C

Jumlah pemakaian batubara (q) : 2,25 TPJ

Suhu air umpan : 850C

GCV batubara : 3200 kkal/kg

Entalpi steam pada tekanan10 kg/cm2 (hg) : 665 kkal/kg (jenuh)

Entalphi air umpan (hc) : 85 kkal/kg

Efisiensi Boiler (h) =


11/15

Dari perhitungan di atas dapat ditentukan bahwa efisiensi boiler sebesar 80,56 %. Hasil

tersebut dapat dikatakan cukup baik, sebab standar efisiensi boiler berkisar antara 70%

hingga 90% (Asmudi, 2011). Setelah diketahui besar efisiensi boiler, maka hal ini

bermanfaat di masa yang akan datang ketika akan dilakukan pengecekan boiler dalam

rangka maintenance / perawatan alat. Jika setelah dilakukan pengecekan berkala ternyata

diketahui efisiensi boiler menurun maka dapat dilakukan peningkatan efisiensi dengan cara

penanganan secara tepat terhadap bagian boiler yang bermasalah atau penggantian boiler.

Keuntungan metode langsung

Pekerja pabrik dapat dengan cepat mengevaluasi efisiensi boiler

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 yang berpengaruh pada berbagai tingkat efisiensi

III.6. Parameter pengukuran

Di dalam pengujian ini, parameter pengukuran yang diamati yaitu:

- Air pengisi boiler

Laju alir air pengisi boiler

Temperatur

- Bahan bakar

Laju alir bahan bakar

Temperatur

- Udara pembakaran

Laju alir udara

Temperatur udara sekitar

- Uap


12/15

Temperatur

Tekanan

III.7. Kualitas SteamSteam harus tersedia pada titik penggunaan :

Dalam jumlah benar untuk menjamin bahwa aliran panas yang memadai tersedia

untuk perpindahan panas.

Suhu dan tekanan harus dalam kondisi benar, atau akan mempengaruhi kinerja.

Bebas dari udara dan gas yang dapat mengembun yang dapat menghambat

perpindahan panas.

Bersih, karena kerak atau kotoran lainnya dapat meningkatkan lahu erosi padalengkungan pipa dan orifice kecil dari steam traps dan kran.

Kering, dengan adanya tetesan air dalam steam akan menurunkan entalpi penguapan

actual, dan juga akan mengakibatkan pembentukan kerak pada dinding pipa dan

permukaan perpindahan panas.

III.8. Hambatan Penyediaan Steam pada Boiler

Kurangnya isolasi panas, tidak ada pembuan uap yang mengembun, dan tidak

memakai ekspansi

Jaringan pipa lama digunakan untuk tekanan uap yang lebih tinggi

Kebutuhan uap lebih besar daripada kapasitas ketel uap, sehingga tekanannya

menjadi turun

Uapnya basah, disebabkan oleh kebutuhan uap lebih besar dari pada supply dan

kualitas air kurang baik

Seringkali ada kebocoran pada sambungan pipa


13/15

BAB IV

PENUTUP

IV.1. Kesimpulan

Dapat disimpulkan bahwa:

1. Steam merupakan suatu uap bertekanan yang sangat diperlukan untuk keperluan

industri.

2. Kualitas air umpan boiler sangat berpengaruh dalam mempertahankan kinerja boiler

3. Efisiensi boiler dipengaruhi oleh bahan bakar dan kualitas air umpan boiler

IV.2. Saran

Adapun saran yang dapat membantu, yaitu:

1. Parameter kualitas air umpan boiler harus dipertahankan.

2. Pemeriksaan alat secara rutin untuk mengontrol ada atau tidaknya kebocoran steam.


14/15

DAFTAR PUSTAKA

Asmudi, 2011.Analisa Unjuk Kerja Boiler Terhadap Penurunan Daya Pada PLTU PT

INDONESIA POWER UBP Perak. Journal Penelitian Jurusan Teknik Sistem

Perkapalan Fakultas Teknologi Kelautan, Institute Teknologi Sepuluh Nopember.

Surabaya. http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-9765-Paper.pdf

Djokosetyardjo, M.J. 2003.Ketel Uap. Cetakan ke-V. Jakarta:Pradnya Paramitha.

Higgins, LR., PE, and LC. Morrow. 1996.Maintenance Engineering Handbook. Edisi ke-3. New

York:Mc GrawHill Book Company.

Muin, S.A. 1988. Pesawat-pesawat Konversi Energi I (Ketel Uap). Edisi I. Cetakan Ke-

I.Jakarta:CV Rajawali.

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia. Peralatan Energi Panas: Boiler & Pemanas

Fluida Termis. www.energyefficiencyasia.org

Shield, C.D. 1951. Boiler Type Characteristic and Function. New York:Mc GrawHill Book

Company.
http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-9765-Paper.pdfhttp://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-9765-Paper.pdfhttp://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-9765-Paper.pdf


15/15

Documents

Ketel Uap Fix