TEORI BOILER

Boiler merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk menghasilkan steam (uap) dalam berbagai keperluan. Air di dalam boiler dipanaskan oleh panas dari hasil pembakaran bahan bakar (sumber panas lainnya) sehingga terjadi perpindahan panas dari sumber panas tersebut ke air yang mengakibatkan air tersebut menjadi panas atau berubah wujud menjadi uap. Air yang lebih panas memiliki berat jenis yang lebih rendah dibanding dengan air yang lebih dingin, sehingga terjadi perubahan berat jenis air di dalam boiler. Air yang memiliki berat jenis yang lebih kecil akan naik, dan sebaliknya air yang memiliki berat jenis yang lebih tinggi akan turun ke dasar. (Djokosetyardjo,,M.J.1990)

Gambar 1. Boiler (Steam Generator)

2.1.     Boiler dan Peralatan Pendukungnya

Deaerator

Deaerator merupakan alat yang berfungsi untuk menghilangkan kandungan oksigen atau gas-gas terlarut lainnya pada air umpan boiler, karena gas ini akan mengoksidasi material system peralatan boiler, atau pengkaratan (korosi). Untuk menghilangkan gasgas tersebut, demin water dipanaskan dengan steam low pressure 3 bar, dijaga pressure BFW tank 200 mbarg dan temperatur 105°C. Pemanasan air umpan hingga mencapai titik didihnya akan menurunkan daya larut oksigen dan gas-gas lainnya.

Gambar 2. Deaerator

Boiler Feed Water Tank (BFW Tank)
Tangki penampung boiler feed water, sebelum dipompakan ke steam drum. Level ketinggian BFW tank dijaga konstan 70 mm. Untuk menghilangkan kandungan oksigen di BFW tank, maka diinjekkan hydrazine dari sisi bawah BFW tank.

N2H4 + O2 => 2HO2 + N2

Boiler Feed Water Pump (BFWP)

Pompa ini berfungsi sebagai pemompa boiler feed water dari BFW tank ke steam drum, proses produksi, desuperheater, quenching water. Pompa multistage berkapasitas 80m3/h ini disertai minimum flow yang mengembalikan boiler feed water ke BFW tank.

Economizer
Untuk boiler dengan pressure yang tinggi, diperlukan pemanasan awal dengan memanfaatkan panas gas buang Flue Gas dari boiler atau disebut Economizer. Economizer berfungsi untuk efisiensi panas dan bahan bakar, dengan menaikkan suhu boiler feed water sebelum masuk steam drum, sehingga panas yang dibutuhkan air untuk berubah fasa lebih sedikit. Flue gas panas akan dilewatkan melalui pipa pipa yang berisi boiler feed water, hingga panas flue gas akan ditransfer melalui pipa ke air boiler.

Gambar 3. Economizer

           Steam Drum

       Steam drum adalah tangki yang digunakan untuk memisahkan air dan steam pada saat pembakaran. Pada bagian atas dalam steam drum terdapat cyclone separator sebagai pemisah secara kasar steam dan air, juga terdapat scrubber sebagai pemisah halus, dan untuk menjaga kualitas steam ada pipa air dibawah scubber untuk menurunkan kembali air tersebut ke drum. Untuk mencegah feed water yang bersuhu rendah dari kontak langsung dengan dinding drum, pada titik temu antara drum dan pipa dipasang sleeve tube, dan feed water yang memasuki drum didistribusikan di sepanjang busur drum. Drum dilengkapi dengan dua level gauge lokal dan satu electric contact water gauge yang menunjukkan level air di drum pada control board dan memberikan alarm. Drum juga dilengkapi dengan pipa blowdown kontinu dan sebuah pipa dosing untuk meningkatkan kualitas steam dan menurunkan kadar garam drum.

Gambar 4. Steam Drum

         Di dalam steam drum terdapat separator yang berfungsi untuk memisahkan uap dari air. Uap yang sudah dipisahkan tersebut, dari steam drum disalurkan ke roof steam inlet header yang terhubung ke boiler roof panel. Boiler roof panel ini yang membawa uap ke belakang menuju backpass panel.

Dari backpass panel, uap disalurkan ke Low Temperature Superheater (LTS) yang ada di dalam backpass area, di atas economizer elements. dari LTS uap disalurkan ke Intermediate Temperature Superheaters (ITS). Selanjutnya melalui pipa superheater-desuperheater, uap dibawa ke High Temperature Superheater (HTS) elements untuk menjalani proses pemanasan terakhir menjadi superheated steam.

         

           Superheater
Steam yang terkumpul di atas permukaan boiler water selalu berbentuk uap jenuh (saturated steam). Untuk mengubah saturated steam menjadi superheated steam dibutuhkan superheater yang berupa penukar panas (heat exchanger) dimana panas ditambahkan ke saturated steam. Superheater terdiri dari stage tinggi dan rendah, yang ditempatkan pada flue gas yang condong ke belakang cyclone separator. Steam saturated dari steam drum dimasukkan ke inlet header superheater dengan sambungan, kemudian ke superheater temperatur yang lebih rendah, selanjutnya ke desuperheater setelah dipanaskan, dan akhirnya masuk ke outlet header superheater temperatur tinggi dengan pipa, setelah temperaturnya disesuaikan. Steam superheated ini kemudian disalurkan ke main steam header untuk digunakan untuk menggerakkan turbine.

Gambar 5. Superheater

         

          Desuperheater
Untuk mendapatkan keakuratan dalam pengontrolan temperatur superheated steam, maka dibutuhkan desuperheater (attemperator). Alat ini dipasang di antara superheater 1 dan superheater 2, dimana boiler feed water disemprotkan ke steam superheat untuk menurunkan temperatur agar sesuai dengan temperature steam kebutuhan Turbine.

Gambar 6. Desuperheater

red. Syaina