Ketel Uap (Boiler) dalam industri

Energi kalor sangat penting dalam kehidupan sehari-hari setiap orang. Baik itu kalor untuk menghangatkan lingkungan kita, atau kalor untuk memasak makanan, kita semua menggunakannya sampai batas tertentu dalam aktivitas sehari-hari. Manusia biasa menggunakan peralatan bernama boiler untuk mendapatkan kalor dari air dan uap.

Boiler adalah bejana tertutup yang menjadi sarana pembakaran dan mentransfer kalor ke air hingga menjadi air panas atau uap. Air panas atau uap ini kemudian digunakan untuk mentransfer energi kalor ke suatu proses. Air adalah zat yang tidak berbahaya dan murah untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Selain air mudah didapat, air akan mudah bertambah volumenya jika dipanaskan. Air juga memiliki energi potensial kalor yang cukup besar. Jadi, boiler harus dikelola dan dirawat secara baik.

Skema Kinerja Boiler

Prinsip sederhananya adalah air dari sumber (water source) akan dipanaskan di ruang bakar dan dimanfaatkan uap panasnya untuk menggerakan sistem. Namun, kenyataannya dilapangan terdapat berbagai macam komponen untuk menunjang efisiensi dari boiler. Seperti blowdown yang berguna untuk membuang air sisa yang tidak digunakan proses dari raung boiler, economizer yang berguna untuk memanfaatkan kalor sisa dari hasil proses, dan deaerator berguna menghilangkan kadar gas yang terlarut dalam air dari sisa hasil proses dan disalurkan menuju economizer.

Jenis-jenis Boiler Yang Sering Dijumpai

Water tube boiler

Digunakan untuk kebutuhan uap bersuhu dan bertekanan tinggi
Kisaran kapasitas 4.500 – 120.000 kg / jam
Efisiensi pembakaran ditingkatkan dengan ketentuan draft yang diinduksi
Toleransi yang lebih rendah untuk kualitas air dan kebutuhan instalasi pengolahan air
Sering dijumpai di industri kimia, kertas, dan pembangkit listrik.

Fire tube boiler

Fired tube boiler. Sumber: https://slideplayer.com/slide/10983979/

Kapasitas uap yang relatif kecil (12.000 kg / jam)
Tekanan uap rendah sampai sedang (18 kg / cm2)
Beroperasi dengan bahan bakar minyak, gas, atau bahan bakar padat
Contoh paling terkenal adalah mesin lokomotif kereta api uap.

Stoke fired boiler

Batubara dibakar pada jeruji baja yang bergerak
Gerbang batubara mengontrol laju pengumpanan batubara
Ukuran batubara seragam untuk pembakaran sempurna
Biasa digunakan pada pembangkit listrik

Efisiensi Boiler

Secara umum efisiensi boiler adalah perbandingan antara energi kalor yang keluar dengan energi kalor yang masuk dari sistem.

Efisiensi = (h output/h input)100%

h= entalpi (Kj/Kg)

Efisiensi juga bisa dihitung dari pengurangan energi potensial kalor pada bahan bakar dikurangi dengan energi kalor yang dipakai sistem ditambah dengan kerugiannnya.

Efisiensi = 100% energi pada bahan bakar – (Kalor yang digunakan sistem+kerugian)

Kerugian pada boiler terdapat banyak macam seperti perpindahan panas secara konveksi dan radiasi keluar ruang boiler, residu pembakaran yang tidak sempurna, pressure drop, dan lain-lain.

Cara meningkatkan Efisiensi

Pengecekan blower, fan, dan pompa
Penggantian komponen boiler secara berkala
Pengurangan kerugian konveksi dan radiasi dengan memperbaiki badan (shell) dan sistem penutupan ruang (insulation) dari boiler
Pengecekan kadar udara yang berlebihan yang masuk pada sistem boiler
Mengurangi munculnya pembakaran tidak sempurna seperti menyeragamkan bentuk bahan bakar batu bara menjadi partikel yang lebih kecil.
Pemasangan economizer

PT Tensor memberikan jasa konsultasi Finite Element Analysis (FEA) dan Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk desain engineering. Kami juga memberikan tutorial-tutorial gratis penggunaan software nya di kanal youtube kami. Hubungi kami sekarang juga!

Sumber:

https://www.britannica.com/technology/boiler#ref96434 (diakses pada tanggal 7 Mei 2021)

https://www.quora.com/What-are-fire-tube-boilers-and-its-application (diakses pada tanggal 7 Mei 2021)

http://powerengineers.weebly.com/type-of-boiler.html (diakses pada tanggal 7 Mei 2021)

https://drive.google.com/drive/folders/0Byf6Ve7ElV-Ud3FXYkFxaE1oZzA (diakses pada tanggal 7 Mei 2021)

https://brainly.in/question/4891064 (diakses pada tanggal 7 Mei 2021)

https://slideplayer.com/slide/10983979/ (diakses pada tanggal 7 Mei 2021)

https://www.electrical4u.com/methods-of-firing-steam-boiler/ (diakses pada tanggal 7 Mei 2021)