Prinsip Kerja Boiler

Artikel ini ditujukan bagi Anda yang sedang mencari penjelasan tentang boiler atau nama lainnya adalah ketel uap. Mungkin saat ini Anda sedang bertanya-tanya perihal "Apa itu boiler dan bagaimana cara kerjanya?"serta sedang mencari jawaban atas pertanyaan tersebut.

Nah, saat ini Anda telah menemukan artikel yang tepat karena pada tulisan ini akan dibahas khusus mengenai pengertian, komponen, klasifikasi, dan cara kerja boiler. Silakan baca artikel ini dengan saksama agar tidak ada bagian yang terlewatkan sehingga penjelasan lengkap boiler dapat Anda pahami hingga tuntas.

sumber gambar : youtube magic marks

Pengertian Boiler

Boiler atau ketel uap merupakan sebuah kolaborasi yang kompleks dari evaporator, superheater, economizer, dan air heater. Fungsi dari boiler adalah menghasilkan uap air bertekanan yang biasanya digunakan untuk menggerakkan/memutar turbin yang dihubungkan dengan generator.

Boiler adalah alat yang digunakan untuk memanaskan air menjadi uap yang memiliki tekanan dan temperatur tinggi sehingga mampu digunakan untuk menggerakkan turbin yang (biasanya) terhubung dengan generator.

Boiler dapat mengkonversi energi kimia yang terkandung dalam bahan bakar yang kemudian dilakukan proses pembakaran yang menghasilkan energi panas (kalor). Kalor tersebut diserap oleh air dalam boiler untuk berubah fase dari cair ke uap.

Perlu diketahui bahwa kalor/panas dapat digunakan menjadi 2, yaitu menaikkan suhu/temperatur atau mengubah fase. Panas yang digunakan untuk mengubah fase (wujud) zat tanpa mengalami perubahan temperatur disebut panas laten.

Kembali lagi pada boiler.

Seperti yang sudah saya katakan tadi bahwa boiler mampu menghasilkan uap yang bertekanan sehingga mampu menggerakkan turbin yang terhubung dengan generator. Mengapa uap dari boiler dapat menggerakkan turbin? Karena uap yang dihasilkan oleh boiler adalah uap yang bertekanan dan bertemperatur tinggi. Tekanan dari uap yang dihasilkan boiler mampu untuk menggerakkan turbin yang terhubung dengan generator. Fyi : Setidaknya ada jenis-jenis uap yang harus Anda ketahui adalah uap basah, uap kering, dan uap jenuh. Akan dibahas lebih lanjut mengenai jenis-jenis uap pada kali lain.

Boiler juga bisa disebut sebagai steam generator karena ia adalah mesin pembangkit uap, sedangkan kata boiler berarti 'pendidih'.

Komponen-komponen Boiler

Setelah mengerti tentang apa itu boiler, kini saatnya Anda untuk mengetahui apa saja komponen-komponen yang ada pada boiler.

Komponen utama boiler adalah Ruang Pembakaran (furnance), Pemanas Lanjutan (Super Heater), Air Heater, Drum air dan Drum uap, Dust collector, Soot Blower.

Sedangkan, komponen bantu dalam sistem ketel uap/boiler adalah sebagai berikut :

• Deaerator
• Air pengisi ketel (boiler feed water)
• High pressure feed water pump
• Secondary Fan
• Induced Draft Fan (IDF)
• Force Draft Fan (FDF)
• Cerobong asap (Chimney)
• Ash Conveyor

Klasifikasi Boiler

Untuk mengklasifikasikan boiler tentu ada tolak ukur yang akan digunakan. Boiler dapat diklasifikasikan menurut hal-hal berikut ini :

• Berdasarkan fluida yang mengalir dalam pipa
• Berdasarkan pemakaiannya
• Berdasarkan letak dapur (furnace posisition)
• Berdasarkan pada porosnya tutup drum (shell)
• Berdasarkan pada sumber panasnya (heat source)

Klasifikasi Boiler berdasarkan fluida yang mengalir dalam pipa

Ini adalah cara mengklasifikasikan boiler yang paling umum, ada 2, yaitu Boiler Pipa Api dan Boiler Pipa Air. Apa perbedaan antara boiler pipa api dan boiler pipa air?

sumber gambar : youtube RealPars

Boiler pipa api (Fire tube boiler)

Gas panas hasil dari pembakaran atau bisa kita sebut flue gas akan mengalir dalam pipa-pipa yang diselimuti oleh air sehingga terjadi proses perpindahan panas dari flue gas ke air. Air yang menyerap panas tersebut kemudian berubah menjadi uap sebagai hasil dari proses yang terjadi di boiler.

Boiler pipa air (Water tube boiler)

Pada boiler pipa air, air yang mengalir berada dalam pipa yang diselimuti gas panas hasil pembakaran yang berada di luar pipa. Air yang mengalir tersebut menerima transfer kalor dari pembakaran yang mampu mengubah fasenya menjadi uap.

Nah, perbedaan antara boiler pipa air dan boiler pipa api adalah siapakah fluida yang mengalir dalam pipa. Apakah itu airnya atau flue gas-nya.

Klasifikasi Boiler berdasarkan pemakaiannya

Klasifikasi yang kedua ini mengacu pada penggunaan boiler yang terkadang berbeda-beda. Ada boiler yang 'diam saja'. Artinya, boiler ini saat digunakan tidak dipindahkan posisinya melainkan tetap pada posisinya. Boiler jenis ini disebut Stasionary boiler. Contoh boiler jenis ini adalah boiler untuk pembangkit listrik, industri dan sebagainya.

Selanjutnya adalah mobile boiler atau bisa juga disebut sebagai portable boiler. Boiler jenis ini memungkinkan untuk dipindahkan pada proses penggunaannya. Artinya, tidak seperti stasionary boiler yang diam di tempat melainkan bisa dipindah posisinya. Contohny adalah pada lokomotif.

Klasifikasi Boiler berdasarkan letak dapur pembakaran (furnance position)

Ada dua jenis letak dapur sebagai tempat terjadinya pembakaran pada boiler, yaitu di dalam dan di luar. Ketel uap yang pembakarannya terjadi di dalam disebut (internally fired steam boiler) sedangkan ketel uap yang dapur pembakarannya terjadi di luar disebut (outernally fired steam boiler).

Klasifikasi Boiler berdasarkan pada porosnya tutup drum (shell)

Ini adalah klasifikasi yang saya bilang paling mudah untuk dibedakan. Kita hanya tinggal melihat posisi dari boiler. Ada dua jenis boiler pada klasifikasi berdasarkan pada porosnya tutup dram, yaitu boiler tegak dan boiler mendatar. Boiler tegak juga disebut (vertikal steam boiler) sedangkan boiler mendatar disebut (horizontal steam boiler).

Klasifikasi Boiler berdasarkan pada sumber panasnya (heat source)

1. Ketel uap dengan bahan bakar alami
2. Ketel uap dengan bahan bakar buatan
3. Ketel uap dengan dapur listrik
4. Ketel uap dengan energi nuklir

Nah, itu adalah beberapa klasifikasi yang dapat kita terapkan untuk boiler. Sebenarnya masih ada beberapa klaifikasi lain untuk boiler, seperti berdasarkan tekanan kerjanya, kapasitasnya, peredaran airnya, namun artikel ini akan sangat panjang jika saya memasukkan semuanya. Untuk itu, mari kita langsung membahas bagaimana cara kerja boiler pada pemaparan di bawah ini.

Cara Kerja Boiler atau Ketel Uap

Ini adalah bagian yang paling penting tentang boiler, yaitu bagaimana sih prinsip kerja boiler? Pertanyaan serupa seperti, bagaimana sih sistem kerja boiler? mungkin sedang ada di kepala dan menunggu penjelasannya. Oke mari kita bahas cara kerja boiler.

sumber gambar : youtube RealPars

Secara sederhana, prinsip kerja boiler hampir sama seperti saat kita mendidihkan air menggunakan kompor. Air menerima panas/kalor dari kompor yang kemudian mengubah fase air menjadi uap. Lalu, jika kita menutup panci tersebut menggunakan tutupnya (biasanya tutup panci memiliki satu lubang kecil), akan ada uap yang keluar dari lubang kecil pada tutup panci yang memiliki tekanan yang lebih tinggi daripada dibiarkan terbuka. Nah, seperti itulah sistem kerja boiler secara sederhana.

Namun, apakah tekanan dari uap air tersebut sudah mampu menggerakkan turbin yang terhubung dengan generator? Tentu belum. Untuk itulah boiler didesain agar mampu menghasilkan uap superheated, yaitu uap yang memiliki suhu dan tekanan tinggi.

Saya akan mengambil contoh cara kerja boiler pipa air. Air dialirkan menuju boiler menggunakan pompa.

Untuk mengubah air menjadi uap tentu kita butuh kalor. Darimana kita bisa mendapatkan kalor? dari proses pembakaran yang terjadi pada furnance atau dapur bakar. Kemudian panas tersebut terserap oleh pipa-pipa evaporator yang didalamnya ada air yang sedang dialirkan. Air tersebut kemudian menyerap kalor dari pipa tadi sehingga suhunya meningkat secara terus menerus. Lalu, air akan berubah menjadi uap basah. Sudah selesai tahapannya? Belum. Uap basah bukanlah hasil yang diinginkan. Uap basah kemudian menuju ke pemanas lanjut atau juga disebut Super heater. Super heater ini berfungsi untuk memanaskan uap yang tadi hingga menjadi uap kering dengan temperatur yang sangat tinggi. Uap tersebut siap untuk menggerakkan turbin yang biasanya terhubung dengan generator yang digunakan untuk menghasilkan listrik.

Selain air yang mengalir menjadi uap, bahan bakar yang telah dilakukan proses pembakaran memiliki gas buang. Nah, Gas buang ini diteruskan dari dapur bakar mengikuti desain tiap boiler hingga menuju sisi keluaran. Biasanya abu-abunya akan ditangkap oleh komponen bernama dust collector.

Berikut ini adalah video penjelasan boiler yang saya rekomendasikan.

Demikian penjelasan mengenai pengertian, komponen, klasifikasi, dan cara kerja boiler. Kesimpulannya, boiler adalah alat yang digunakan untuk menghasilkan uap bertekanan.

Jika ada yang belum dimengerti atas penjelasan diatas silakan bertanya pada kolom komentar. Terima kasih.

Referensi :

https://slideplayer.info/slide/2293304/
https://www.academia.edu/30970043/Makalah_Boiler

#Boiler #BoilerPLTU