Efisiensi boiler adalah sebuah besaran yang menunjukkan hubungan antara supply energi masuk ke dalam boiler dengan energi keluaran yang dihasilkan oleh boiler. Namun demikian, efisiensi pada boiler dapat didefinisikan ke dalam tiga cara yaitu:

  1. Efisiensi Pembakaran
  2. Efisiensi Termal
  3. Efisiensi Bahan Bakar-Uap Air (Fuel-to-Steam)

Efisiensi Pembakaran Boiler secara umum menjelaskan kemampuan sebuah burner untuk membakar keseluruhan bahan bakar yang masuk ke dalam ruang bakar (furnace) boiler. Efisiensi tipe ini dihitung dari jumlah bahan bakar yang tidak terbakar bersamaan dengan jumlah udara sisa pembakaran (excess air). Pembakaran boiler dapat dikatakan efisien apabila tidak ada bahan bakar yang tersisa di ujung keluaran ruang bakar boiler, begitu pula dengan jumlah udara sisa.
boiler efficiency

Untuk mendapatkan efisiensi pembakaran yang tinggi, burner dan ruang bakar boiler harus didesain seoptimum mungkin. Di sisi lain perbedaan penggunaan jenis bahan bakar juga mempengaruhi efisiensi pembakaran. Diketahui bahwa bahan bakar cair dan gas (seperti LNG dan HSD) menghasilkan efisiensi pembakaran yang lebih tinggi jika dibandingkan bahan bakar padat seperti batubara.

Menghitung efisiensi pembakaran boiler tidaklah sulit, kita hanya perlu mengurangi jumlah total energi panas yang dilepas oleh pembakaran dengan energi panas yang lolos melewati stack (cerobong asap), dibagi dengan total energi panas.
      [latex]\eta_{combustion}=\dfrac {Q_{in}-Q_{losses}}{Q_{in}}\times100\%[/latex]
dimana,
      [latex]\eta_{combustion}[/latex] : Efisiensi pembakaran boiler (%)
      [latex]Q_{in}[/latex] : Energi panas total hasil pembakaran (kalori; Joule)
      [latex]Q_{losses}[/latex] : Energi panas lolos melewati cerobong asap (kalori; Joule)

Satu-satunya yang sulit dari efisiensi pembakaran adalah bagaimana mengejar angka yang paling optimal. Efisiensi pembakaran ditandai dengan terbakarnya keseluruhan bahan bakar di ruang bakar. Sedangkan parameter kontrol yang digunakan untuk memastikan keseluruhan bahan bakar terbakar, adalah jumlah udara sisa pembakaran (excess air) yang keluar melalui stack. Semakin banyak jumlah excess air yang keluar melewati cerobong asap, maka semakin kecil pula kemungkinan jumlah bahan bakar yang belum terbakar bisa melewati cerobong asap. Namun juga, semakin banyak jumlah excess air yang lolos melewati cerobong asap, jumlah energi panas yang lolos terbawa oleh udara sisa tersebut juga semakin banyak. Maka dari itu ada angka optimum dari besaran excess air, sehingga didapatkan efisiensi pembakaran boiler yang paling optimal.

 photo IMG_2264.png

 

Nampak pada ilustrasi grafik di atas bahwa semakin tinggi jumlah udara (oksigen) yang lolos melewati stack, maka akan semakin kecil jumlah bahan bakar termasuk karbon monoksida yang belum terbakar sempurna. Namun juga seperti yang telah kita bahas di atas, semakin tinggi jumlah excess air maka grafik efisiensi pembakaran kembali turun, tidak lain hal ini dikarenakan energi panas yang ikut lolos dengan udara sisa tersebut. Maka dapat dipastikan ada nilai paling optimum dari excess air sehingga didapatkan efisiensi pembakaran paling baik. Sebagai gambaran saja, nilai excess air optimum untuk pembakaran gas alam adalah 5 hingga 10%, bahan bakar cair di angka 5 hingga 20%, dan 15 hingga 60% untuk pembakaran batubara.

Efisiensi Termal Boiler menunjukkan bagaimana performa boiler dalam hal fungsinya sebagai heat exchanger. Perhitungan efisiensi ini akan menunjukkan seefektif apa perpindahan energi panas dari proses pembakaran bahan bakar ke air. Namun perhitungan efisiensi ini tidak terlalu akurat, karena ia tidak memperhitungkan kerugian panas radiasi maupun konveksi yang tidak terserap oleh air. Selain itu, perhitungan efisiensi termal boiler tidak bisa digunakan untuk analisa ekonomis, sebab perhitungan ini tidak memperhatikan secara teliti jumlah bahan bakar yang dikonsumsi. Atas dasar inilah kita tidak akan membahas lebih dalam mengenai perhitungan efisiensi termal boiler.


6 Comments

Atong Suryadi · October 9, 2019 at 10:46 pm

Ketel uap pipa air dapat memproduksi uap sebesar 3kg/kWh, pada tekanan uap 40 bar dengan suhu uap panas sebesar 400 derajat celcius. Dengan suhu ketel sebesar 85%,Nilai opak dari bahan bakar nya 40.200kJ/kg BB, menggunakan turbin uap dari 3400kw.Pemakain udara tiap kilogram bahan bakar=18 kg, panas jenis udara sebesar 1,05 kJ/kg derajat celcius, sedang suhu udara Masuk Dapur 100 derajat celcius dan suhu air masuk sebesar 100 derajat celcius. A) Berapa pemakaian BB tiap detik? B) Jika suhu air masuk di nsikkan menjadi 120 derajat celcius dan rendemen ketel ya menjadi 89%,berapa penghematan Bahan Bakar nya bila produksi uap nya tetap?

HOT WATER BOILER · April 27, 2019 at 2:45 am

apakah setiap pemilihan pemakaian merk burner weishoupt dan Riello burner ada per bedaan perhitungan efisiensi untuk boiler tersebut?
tanks RATMAN #IDMBOILER

Thermal Oil Heater · April 27, 2019 at 2:42 am

Terimakasih artikel perhiyungan steam boiler semoga bermanfaat bagi para pembaca dan pengemar fabrikasi steam boiler
salam sukses selalu buat anda

Ratman · October 5, 2017 at 2:10 am

Salam kenal Berapa % boler mengunakan economizer? Apa ada rumus yang mudah untuk menghitung efisiensi nya

    Suhardi · July 26, 2019 at 7:30 pm

    Bismillah, bagaimana perhitungan efisiensi. Boiler kalau tdk memakai economizer???

Yusuf S · December 12, 2016 at 9:06 am

Artikel ini baik untuk pelajaran teori mengenai boiler. Tetapi dalam aplikasinya diinginkan efisiensi aktual dengan analisis BTU Method. Apa bisa disajikan untuk ketel ultra. Trim

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *