Sistem Kerja Boiler

I. PENDAHULUAN

Umum.
Boiler / Ketel uap Adalah suatu bejana tertutup yang terbuat dari baja yang digunakan untuk menghasilkan uap. Didalam dapur ( furnace ) energi kimia dari bahan bakar dirubah menjadi panas dan panas yang dihasikan sebagian besar diberikan kepada air yang berada didalam ketel dan karenanya air berubah menjadi uap. Uap yang dihasilkan dari sebuah ketel dapat digunakan sebagai fluida kerja atau media pemanas untuk berbagai macam keperluan dari keperluan rumah tangga sampai keperluan industri seperti misalnya :
a. Sebagai fluida kerja
Untuk menggerakkan mesin-mesin uap seperti mesin turbin dan torak. Untuk keperluan ini biasanya uap yang mempunyai tekanan tinggi.
b. Sebagai media Pemanas.
Untuk memanaskan cairan yang mudah beku agar tetap dalam keadaan cair, misalnya dalam penampungan minyak berat, dalam pengaliran dan lainnya sebagainya. Untuk keperluan ini biasanya uap yang mempunyai tekanan yang rendah.
c. Sebagai media bantu.
Untuk membantu proses fraksinasi, untuk membantu proses pengeringan, untuk pembersihan dan lain sebagainya. Untuk keperluan ini biasanya menggunakan uap tekanan sedang.

Syarat – Syarat Ketel uap Yang Ideal :
Ketel uap yang baik ( Ideal ) secara umum harus memenuhi persyaratan – persyaratan yang diperlukan dari segi teknis pengoperasian, ekonomis dan keselamatan kerjanya. Beberapa persyaratan umum yang harus dipenuji adalah sebagai berikut :
a. Harus hemat dalam pemakaian bahan bakar. Hal ini dinyatakan dalam rendemen atau daya guna ketel ( Effisiensi ).
b. Ketel harus harus dapat secara cepat menyesuaikan fluktuasi beban ( naik turunnya beban ).
c. Konstruksinya seringkas dan sesederhana mungkin agar supaya tempat yang diperlukan kecil serta mudah pengoperasiannya dan pemeliharaanya.
d. Mempunyai sistem pembuangan lumpur / deposit yang baik.
e. Perbandingan ruang uap dan air, saluran uap serta sirkulasi air yang memadai.
f. Material yang digunakan memenuhi standard yang berlaku.
g. Dilengkapi dengan peralatan pengaman, dan paling sedikit harus memenuhi syarat-syarat dari Dinas Pengawasan Keselamatan Kerja Departemen Tenaga Kerja.
h. Peredaran gas panas dari hasil pembakaran harus baik, sehingga transfer panas dapat dilakukan semaksimum mungkin.
i. Jumlah panas yang hilang karena radiasi harus sekecil kecilnya, oleh karena itu isolasi yang digunakan harus mempunyai daya hantar panas yang rendah.

Prinsip Kerja Ketel Uap
Jika kita perhatikan orang memasak air didalam sebuah bejana terbuka, maka air akan mendidih pada suhu ± 100 0C pada tekanan atmosfir. Suhu yang dicapai akan tetap 100 0C selama perebusan diberikan panas sebesar –besarnya, hal ini disebabkan oleh tekanan didalam bejana dan diluar bejana adalah sama yaitu 1 atm ( 1,033 kg/cm2 ).
Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa ketel uap adalah sebuah bejana besar berisi air yang dipanaskan, tetapi dalam keadaan tertutup rapat ( gambar 1 ), sehingga dengan demikian peberian panas dari dapur yang berasal dari pembakaran bahan bakar menghasilakn uap didalam ketel dibawah tekanan yang lebih tinggi dari pada tekanan atmosfir. Jelas disini bahwa bejana dari ketel uap tidak dapat dibuat dari sembarang bahan seperti halnya untuk bejana tempat memasak air yang tidak dapat menahan tekanan melebihi tekanan atmosfir.

Karakteristik Uap dan Air.
Titik didih (boiling point) : temperatur dimana air akan mulai berubah bentuk dari fase cair menjadi fase gas (proses penguapan).
Selama proses penguapan temperatur akan konstan.
Pada setiap tekanan, air memiliki boiling point tertentu yang disebut saturation temperatur.
Ø Wet Steam :
Steam yang masih mengandung air
Ø Saturated Steam :
Steam jenuh yang sudah tidak mengandung butiran air lagi
Ø Superheated Steam :
Bila pada kondisi saturated steam panas terus ditambahkan, maka temperatur steam akan naik dan steam menjadi steam kering/steam panas lanjut (superheated steam)
Penentuan kondisi steam diperlukan data tekanan, temperatur, analisa kualitas steam/rasio berat dry steam terhadap campuran
Dapat diprediksi dengan menggunakan steam tables