Sejarah Pembangkitan Uap Di Dunia

Energi uap awal digunakan untuk mendapatkan tenaga mekanik. Lebih dari 2000 tahun peradaban Mesir kuno menemukan penggunaan udara panas untuk membuka dan menutup pintu kuil. Kira-kira pada waktu yang sama, matematikawan Heron dari Alexandria bereksperimen dengan tenaga uap menggunakan mesin uap putar tetapi belum sempurna. Mesin tersebut adalah bola yang berputar yang putarannya didorong oleh semburan uap yang datang dari dua nozel pada bola. Walaupun penemu hanya menganggapnya mainan, mesin ini digunakan untuk mengajar fisika kepada murid-muridnya, Mesin ini adalah perangkat pertama yang dikenal untuk mengubah uap menjadi gerak putar serta turbin reaksi pertama di dunia.

Pembuka pintu gerbang dan mesin uap heron

Boiler Generasi Awal

Furnace dikembangkan awalnya dari kebutuhan untuk membakar tembikar (4000 SM) dan untuk melebur tembaga (3000 SM). Terkait erat dengan tungku adalah boiler, yang pertama kali digunakan untuk memanaskan air dan berasal dari Romawi dan Yunani. Boiler awal ditemukan dari reruntuhan Pompeii. Pada tahun 1698, Thomas Savery mengembangkan pompa air yang digerakkan oleh uap. Saat uap mengembun, vakum diciptakan menyebabkan air untuk ditarik ke dalam silinder. Boiler terus disempurnakan dan dikembangkan untuk digunakan selama Revolusi Industri.

Newcomen Boiler

Era boiler pertama untuk keperluan industri bermula dari Inggris pada tahun 1700 – 1800. Penggunaan pertama boiler untuk memompa air keluar dari tambang. Boiler ini memiliki efisiensi yang sangat rendah, tetapi sejak itu tidak ada kekurangan pasokan bahan bakar, boiler menggantikan pompa yang digerakkan kuda. Boiler dibuat dari tembaga, menggunakan paku keling dan lembar logam bengkok.

Wagon Boiler

Boiler generasi awal biasanya berbentuk bola dan dipanaskan seluruhnya dari luar. James Watt memperkenalkan penggunaan boiler gerobak (berbentuk seperti bagian atas kereta tertutup), yang masih digunakan dengan tekanan rendah.

Cylinder Boiler

Mesin uap Watt dan Newcomen semuanya beroperasi pada tekanan sedikit di atas tekanan atmosfer. Pada tahun 1800 penemu Amerika Oliver Evans membuat mesin uap bertekanan tinggi menggunakan boiler silinder horizontal. Boiler Evans terdiri dari dua cangkang silinder, satu di dalam yang lain dengan air menempati wilayah tersebut diantara mereka. Furnace ditempatkan di dalam silinder bagian dalam, sehingga gas buang mengalir melaluinya silinder yang lebih kecil dan dengan demikian memanaskan air, memungkinkan peningkatan cepat dalam tekanan uap.

Wagon Boiler dan Cylinder Boiler

Boiler Modern

Boiler menjadi semakin penting menjelang akhir abad lalu. Industri dan metode transportasi menjadi sangat bergantung pada tenaga uap. Insinyur bekerja untuk mengembangkan jenis boiler yang semakin modern. Ada ruang untuk perbaikan sebagai efisiensi dan keamanan banyak boiler sering meninggalkan banyak hal yang diinginkan.

Fairbarn Fire Tube Boiler

Peningkatan besar pertama pada boiler Evans dan Trevithick adalah boiler fire tube Lancashire, dipatenkan pada tahun 1845 oleh insinyur Inggris Sir William Fairbairn, di mana panas gas pembakaran dilewatkan melalui tabung yang dimasukkan ke dalam container air, meningkatkan luas permukaan tempat perpindahan anas. Uap jenuh dibawa keluar dari atas. Penggunaan utamanya adalah untuk menjalankan mesin uap untuk tenaga penggerak: Digunakan untuk menggerakkan kapal uap, kereta api mesin dan menjalankan mesin industri melalui penggerak sabuk/belt. Boiler tabung api/fire tube terbatas dalam kapasitas dan tekanan dan juga, kadang-kadang, meledak dengan berbahaya.

Wilcox Water Tube Boiler

Boiler water tube/tabung air dipatenkan pada tahun 1867 oleh penemu Amerika George Herman Babcock dan Stephen Wilcox. Boiler tersebut memiliki permukaan pemanas yang lebih besar, memungkinkan sirkulasi air yang lebih baik, dan yang paling penting, mengurangi risiko ledakan secara drastis. Dalam boiler tabung air, air dialirkan melalui tabung yang dipanaskan secara eksternal oleh gas pembakaran melalui radiasi dan konveksi dan uap dikumpulkan di atas dalam drum. Jumlah tabung yang banyak dan penggunaan aliran gas silang meningkatkan laju perpindahan panas. Boiler jenis ini bisa dibangun dengan ukuran yang lebih besar permukaan perpindahan panas per unit fluida kerja dari desain sebelumnya. Karena tingkat perpindahan panas yang lebih tinggi, gas buang pendingin dapat digunakan. Tabung bisa dibuat murah dan kualitas pelat yang lebih tinggi.

Steam Drum Boiler

Teknologi selanjutnya adalah munculnya drum boiler, yang memperkenalkan steam drum untuk memisahkan uap dari air. Ini bertepatan dengan penyebaran manufaktur tabung baru teknologi, pembentukan. Steam drum memungkinkan sambungan yang andal dan murah antara drum dan tabung. Kecuali karena lebih mudah untuk manufaktur, boiler drum juga bermanfaat dengan memberikan kontrol air yang lebih baik air dengan memiliki drum lumpur. Sebuah ketel dengan dua drum menjadi standar. Keterbatasan cangkang tabung adalah ketebalannya diperlukan untuk menahan tekanan. Jika diperlukan unit yang lebih besar beberapa boiler perlu dioperasikan. Di akhir 1800 sekitar sepuluh boiler pipa air dapat dihubungkan ke satu uap mesin atau turbin. Dengan desain baru boiler yang jauh lebih besar dapat dibangun.

Tube Walled Furnace

Permintaan untuk ukuran unit boiler yang lebih besar menggerakkan turbin uap membutuhkan tungku yang lebih besar volume, yang akhirnya menyebabkan pengembangan tungku berdinding tabung. Tungku berdinding tabung akhirnya terintegrasi pembakaran dan panas yang dipisahkan sebelumnya transfer ke ruang yang sama dengan membangun panas mentransfer tabung ke dalam tungku. Ini berarti penghematan tinggi dan memulai ukuran unit yang cepat meningkatkan. Sekitar tahun 1955 yang pertama dilas sepenuhnya tungku (dinding membran) dikembangkan.

Dalam tungku berdinding tabung modern bagian dalam dinding tungku benar-benar tertutup panas mentransfer tabung air, dilas bersama sisi di samping. Karena tabung air ada di tungku panas dipindahkan terutama oleh radiasi dari proses pembakaran. Boiler utilitas adalah boiler yang merupakan bagian dari proses industri.

Once-through Boiler

Komersial signifikan pertama penerapan sekali melalui boiler adalah tidak dibuat sampai tahun 1923, ketika Penemu Cekoslowakia Mark Benson memberikan 1,3 kg / s kecil sekali melalui boiler untuk English Electric Co. Unit dirancang untuk beroperasi pada uap kritis tekanan, tetapi karena sering tabung kegagalan, tekanan harus dijatuhkan.

Boiler once-through menggunakan lebih kecil diameter dan tabung berdinding lebih tipis dari boiler sirkulasi alami. Tambahan, sekali melalui boiler menghilangkan perlu pelat baja tebal untuk steam drum. Karena ketersediaan bahan yang terbatas di Eropa, sekali melalui filsafat diikuti selama tahun 1930-an dan 1940-an, sementara Amerika Serikat melanjutkan mengandalkan boiler sirkulasi alami desain.

Superficial Boiler

Era setelah Perang Dunia Kedua membawa perkembangan ekonomi yang pesat di Amerika Serikat Serikat dan keinginan untuk operasi pembangkit listrik yang lebih efisien meningkat. Perbaikan di keduanya teknologi metalurgi tabung boiler dan kimia air dalam kombinasi dengan teknologi sekali melalui boiler dibuat pembangkit listrik, beroperasi pada superkritis tekanan air, mungkin.

Macam-macam boiler modern: Fire tube, Water tube, Steam drum, Once-through

>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL SEPUTAR KONVERSI ENERGI LAINNYA!

Kontributor: Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

Sumber:

Tier, Sebastian. 2003. Steam Turbine Technology 2nd Edition. Helsinki: Helsinki University of Technology Department of Mechanical Engineering.

Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments