Komponen-komponen Boiler Pipa Air (Part 1)

Memahami bagian-bagian dari boiler, akan memudahkan kita untuk memahami proses kerja dari boiler. Boiler yang menjadi media untuk "memindahkan" kandungan energi panas dari bahan bakar ke air, memiliki dua lingkup besar komponen penyusun yakni komponen-kompoen yang mendukung proses pembakaran, dan komponen-komponen yang berhubungan dengan perubahan fase dari air menjadi uap air. Kedua lingkup komponen tersebut akan kita bahas satu-persatu pada artikel ini.

Sebagai pokok pembahasan, saya akan mengambil acuan berupa sebuah boiler pipa air dengan bahan bakar batubara (kapasitas max. 283 ton/jam batubara) dan mampu memproduksi uap air superheater max. 640 kg/s. Boiler jenis ini sangat umum digunakan pada industri pembangkit listrik tenaga uap dengan kemampuan produksi listrik max. 640 MW.

A. Komponen-komponen Boiler Sisi Water-Steam

Komponen-komponen dari boiler yang akan saya sebutkan berikut menjadi komponen yang berhubungan dengan proses perubahan fase dari air menjadi uap air. Air yang masuk ke boiler berskala besar memiliki temperatur dan tekanan yang tinggi. Temperatur tinggi didapatkan dari proses preheating, dan dibangkitkan tekanannya oleh Boiler Feed Water Pump. Selanjutnya air akan mengalami berbagai proses di boiler sehingga terbentuk uap kering (superheated steam). Dan berikut adalah bagian-bagian dari boiler yang berhubungan dengan proses perubahan fase air tersebut:

  1. Steam Drum
    Seperti yang telah saya jelaskan pada artikel sebelumnya, Steam Drum pada boiler berfungsi sebagai reservoir campuran air dan uap air, dan juga berfungsi untuk memisahkan uap air dengan air pada proses pembentukan uap superheater.

    20121127-025533 PM.jpg

    Prinsip Kerja Steam Drum

    Steam drum memiliki beberapa saluran masuk dan dua saluran keluar. Air yang masuk ke dalam steam drum memiliki fase campuran antara uap air dan cair. Di dalam steam drum terdapat cyclone separator, bagian ini berfungsi untuk memisahkan antara uap air saturated dengan air. Uap air akan keluar melalui pipa sebelah atas steam drum dan menuju ke boiler untuk dipanaskan lebih lanjut menjadi uap kering. Sedangkan yang masih berfase cair akan menuju ke raiser tube untuk dipanaskan sehingga berubah fase menjadi uap.

    20121127-030849 PM.jpg

    Prinsip Kerja Cyclone Separator

    Cyclone separator menjadi bagian paling utama di dalam steam drum. Di dalam cyclone separator terdapat semacam cakram miring yang dapat berputar terhadap porosnya. Campuran uap air dan air bertekanan terdorong masuk ke dalam sehingga menyebabkan cakram ini berputar. Efek putaran dan benturan antara fluida dengan cakram tersebut secara alami akan memisahkan air dengan uap saturated, sehingga air akan jatuh ke bawah sedangkan uap air akan naik ke atas. Di bagian atas keluaran steam drum, terdapat plat-plat miring yang disebut eliminator / scrubber. Plat ini juga berfungsi untuk memisahkan air dengan uap sehingga hanya uap saja yang dapat melewati scrubber tersebut.

    20121127-044737 PM.jpg

    Bagian-bagian Steam Drum

  2. Boiler Water Circulating Pump
    Boiler Water Circulating Pump (BWCP) mensupply air feedwater dari steam drum ke water wall / raiser tube. Pada boiler sub-kritikal sebenarnya air dapat secara natural mengalir sesuai dengan desain boiler, asalkan saluran perpipaan didesain dengan hambatan yang sangat rendah. Keberadaan BWCP akan memastikan air mengisi seluruh bagian pipa boiler, yang hal ini tidak dijamin dapat dilakukan oleh boiler dengan sistem sirkulasi natural. Sirkulasi air pada boiler sangat penting untuk diperhatikan, karena selain sebagai fluida kerja air juga berfungsi sebagai media pendingin pipa-pipa boiler. Sedikit saja bagian dari pipa boiler tidak terisi air akibat turunnya head keluaran BWCP, akan sangat fatal akibatnya.

    20121128-020855 PM.jpg

    Prinsip Kerja BWCP

    Sebagai contoh mari kita perhatikan salah satu desain BWCP pada sebuah boiler PLTU di atas. Pompa tersebut berjenis sentrifugal berposisi vertikal dengan satu inlet dan dua outlet. BWCP ini menggunakan sebuah motor listrik khusus yang seporos dengan pompa. Di antara pompa dengan motor tidak dipergunakan sistem sealing semacam gland packing atau mechanical seal, karena temperatur kerja air yang dipompa sudah terlalu tinggi. Untuk mengatasi hal ini, rotor dari motor pompa didesain dapat terendam air dan digunakan pula heat exchanger untuk mendinginkan air di dalam motor.

    20121128-082124 PM.jpg

    Bagian-bagian BWCP

  3. Desuperheater Spray
    Uap air superheater yang masuk turbin uap pada sebuah PLTU harus memiliki spesifikasi yang sesuai dengan ketentuan. Temperatur uap air harus dijaga pada angka tertentu sehingga sesuai dengan persyaratan untuk menggerakkan turbin uap. Desuperheater spray adalah sebuah bagian pada boiler yang berfungsi untuk mengontrol temperatur uap superheater maupun reheater keluaran boiler dengan jalan menyemprotkan air padanya. Jumlah air yang disemprotkan ke uap air tersebut dikontrol oleh control valve. Komponen inilah yang berfungsi untuk menjaga agar spesifikasi uap air selalu dalam parameter terbaik.

    20121129-072532 AM.jpg

    Konsep Sistem Desuperheater Spray

    Sistem desuperheater mendapatkan input sinyal berupa temperatur uap air keluaran sistem. Sinyal ini diproses sehingga sistem kontrol dapat mengatur besar bukaan control valve yang mensupply air ke sistem. Air yang digunakan haruslah memiliki tekanan yang lebih besar daripada tekanan uap air. Maka digunakanlah air feedwater yang berasal dari outlet Boiler Feedwater Pump.

  4. Pipa Boiler (Tube)
    Boiler berskala besar dibentuk oleh pipa-pipa (tubing) berukuran antara 25 mm hingga 100 mm. Pipa-pipa ini memiliki desain material dan bentuk khusus yang harus tahan terhadap perbedaan temperatur ekstrim antara ruang bakar dengan air / uap air yang mengalir di dalamnya. Selain itu material pipa haruslah bersifat konduktor panas yang baik, sehingga perpindahan panas (heat transfer) dari proses pembakaran ke air / uap air bisa efektif.

    20121129-102125 AM.jpg

    20121129-102049 AM.jpg

    Tubing Boiler dengan Ulir Dalam

    Ada desain khusus pada pipa-pipa boiler besar yang cukup unik. Pipa-pipa tersebut berkontur ulir di dalamnya, sehingga menciptakan aliran turbulen pada saat air atau uap air mengalir di dalam pipa-pipa tersebut. Tujuan diciptakannya aliran turbulen adalah untuk mengurangi efek gesekan antara air atau uap air dengan permukaan pipa, sehingga mengurangi resiko kemungkinan adanya aliran yang mengganggu (turbulensi) pada lekukan pipa. Pada akhirnya hal ini akan meningkatkan efisiensi perpindahan energi panas dari proses pembakaran ke air.

    20121129-121603 PM.jpg

    Macam-macam Ukuran Pipa Boiler

  5. Boiler Relief Valve
    Boiler relief valve adalah sebuah safety valve yang berfungsi untuk membuang uap boiler pada saat tekanan terlalu berlebihan di atas ketentuan produksi boiler. Hal ini untuk mencegah terjadinya ledakan yang lebih besar yang mungkin diakibatkan oleh tekanan uap superheater yang besar. Boiler relief valve memiliki tekanan kerja tertentu yang sesuai dengan setting yang telah ditentukan sebelum boiler beroperasi. Jika tekanan uap boiler lebih besar daripada tekanan kerja relief valve ini, maka ia akan membuka dan membuang uap air ke atmosfer.

    20121130-080823 AM.jpg

    Bagian-bagian Boiler Relief Valve

(Bersambung ke artikel berikut. )

eBook Komponen-komponen Boiler:

  1. Boiler Basics
  2. Boiler Components

2 Replies to “Komponen-komponen Boiler Pipa Air (Part 1)”

  1. Dear All,

    Perkenalkan kami dari PT. Sunwa Technos Indonesia bermaksud menawarkan produk pneumatic dan actuator dengan brand CKD made in jepang. katalog dapat dilihat dibawah ini :https://drive.google.com/file/d/0B0BtSDfEN4seSmQzVW1lbTN4bVk/view?usp=sharing
    https://drive.google.com/file/d/0B0BtSDfEN4seb3J1eDRaclFSZFU/view?usp=sharing

    Best Regards,
    Mr. Erry
    PT. SUNWA TECHNOS INDONESIA
    Chase Plaza 6th floor, Jl. Jend. Sudirman Kav. 21,
    Setiabudi, Jakarta Selatan-12920, Indonesia
    Phone : +62 21-2934-7983
    Mobile : +62 811-9194-111
    Web : http://www.sunwa.co.jp

  2. Dear to All

    Salam kenal, saya Yanto dari PT. Sinarindo Prima Perkasa, maksud saya mau mencoba menawarkan produk kimia untuk general maintenance dan industrial application yaitu sebagai berikut :

    1. Apex Chemical Pte Ltd Singapore
    2. Milton Chemical Indonesia
    3. Youngnam Metal co,. Ltd

    Salah satu Produk Kami adalah Water Tretment
    Pak, tolong dibantu di referensikan pada Maintenance Mechanical & Electrical Engineering, Housekeeping, dan yang lainnya.
    Baik Pak, saya tunggu kabarnya, jika ada kebutuhan atau info lainnya dapat menghubungi saya. Terima kasih atas perhatiannya, Salam Sukses

    Best Regards,

    Yanto Napitupulu
    HP. 081280399235
    WA 08980619447
    PT. Sinarindo Prima Perkasa
    Mutiara Taman Palem Block D1 No.59
    Cengkareng, Jakarta Barat 11730
    Phone : (62-21) 54353004
    Fax : (62-21) 54353004
    Site : http://www.sppchem.com

Leave a Reply

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