Tipe Boiler (K2513027)

Hazis Muin
k2513027

Tipe Boiler

Boiler memiliki berbagai macam tipe yang diklasifikasikan berdasarkan dari tujuan boiler tersebut, karakteristiknya maupun konstruksinya. Berbagai bentuk boiler telah dikembangkan sesuai kebutuhan di jaman sekarang ini. Berikut ini tipe-tipe boiler yang telah dikembangkan:

a. Fire Tube

Pada tipe ini, gas panas yang dihasilkan dari pipa-pipa dihantarkan menuju umpan boiler yang berisi air. Yang kemudian digunakan untuk mengubahnya menjadi steam. Fire Tube boiler ini biasanya digunakan untuk kapasitas steam yang kecil dengan tekanan yang rendah. Bahan bakar yang digunakan bisa berupa minyak bakar, gas atau bahan bakar padat.

b. Water Tube

Pada tipe ini, pemanasan terjadi di luar pipa dimana pada pipa tersebut berisi air. Air yang dipanaskan di dalam pipa tersebut membentuk steam yang kemudian ditampung pada steam drum. Setelah tekanan dan temperatur mencapai target yang sebelumnya telah melalui proses superheater sekunder dan superheater primer, maka steam tersebut arulah dilepaskan ke pipa utama distribusi. Boiler tipe ini digunakan pada steam dan tekanan yang sangat tinggi. Biasanya sering digunakan pada boiler  untuk pembangkit tenaga.

c. Boiler Pembakaran dengan Fluidized Bed (FBC)

Boiler tipe ini memiliki kelebihan yang cukup berarti dibandingkan dengan tipe boiler yang menggunakan pembakaran konvensional. Mulai dari efisiensi pembakaran yang lebih tinggi dan gas buang yang dihasilkan cukup minim, fleksibel terhadap bahan bakar, dan rancangan boiler yang lebih modern. Bahan bakar yang digunakan pada biler tipe ini antara lain batu bara, barang tolakan dari tempat pencucian pakaian, sekam padi, dan limbah pertanian lainnya.

Proses pembakaran batu bara diawali dengan gas yang terdistribusi secara merata dilewatkan keatas melalui bed partikel padat . Ketika kecepataan gas yang berangsur naik, terbentuklah keadaan partikel yang tersuspensi ke dalam aliran udara sehingga pada kenaikan kecepatan gas selanjutnya terjadi pembentukan gelembung, dan pembentukan permukaan bed yang rapat. Bed partikel padat iniah yang akan menghasilkan sifat cairan mendidih dan terlihat seperti fluida yang disebut dengan bed gelembung fluida (fluidized bed) . Jika partikel pasir dipanaskan hingga suhu nyala batu bara dan batu bara dipasokan terus menerus ke bed, maka baatu bara aka terbakar dengan cepat dan bed mencapai suhu yang sama. Pembakaran fluidizied bed (FBC) berlangsung pada suhu sekitar 840^oC hingga 950^oC.

d. Atmospheric Fluidizied Bed Combustion (AFBC)

Alat ini hanya berupa Shell boiler konvensional biasa yang ditambahkan dengan sebuah fluidizied bed comustor. Alat ini biasanya telah digabungkan dengan boiler tipe water tube.

Cara kerjanya dengan memasukkan atmosfir bertekanan yang bertindak sebagai udara ketika setelah selesai diberi pemanasan oleh ga buang bahan bakar. Pembakaran terjadi ketika batu bara yang dihancurkan dimasukkan ke ruang bakar. Pipa dalam bed yang membawa air pada umumnya bertindak sebagai evaporator. Produk gas hasil pembakaran melewati bagian super heater dari boiler lalu mengalir ke economizer, ke pengumpul debu dan pemanas awal udara sebelum dibuang ke atmosfir.

e. Pressurized Fluidized Bed Combustion (PFBC) Boiler

Pada tipe Pressurized Fluidized bed Combustion (PFBC), sebuah kompresor memasok udara Forced Draft (FD), dan pembakarnya merupakan tangki bertekanan. Laju panas yang dilepas dalam bed sebanding dengan tekanan bed sehingga bed yang dalam digunakan untuk mengekstraksi sejumlah besar panas. Hal ini akan meningkatkan efisiensi pembakaran dan peyerapan sulfur dioksida dalam bed. Steam dihasilkan didalam dua ikatan pipa, satu di bed dan satunya lagi berada diatasnya. Gas panas dari cerobong menggerakan turbin gas pembangkit tenaga. Sistem PFBC dapat digunakan untuk pembangkitan kogenerasi (steam dan listrik) atau pembangkit tenaga dengan siklus gabungan (combined cycle). Operasi combined cycle (turbin gas & turbin uap) meningkatkan efisiensi konversi keseluruhan sebesar 5 hingga 8 persen.

f. Atmospheric Circulating Fluidized Bed Combustion Boilers (CFBC)

Pada tipe ini tidak terdapat pipa pembbangkit steam yang terletak pada bed. Pembangkitan dan pemanasan steam terjadi di bagian konceksi, dinding air, pada keluaran pengangkat. Boiler CFBC pada umumnya lebih ekonomis daripada boiler AFBC . Untuk unit yang besar, semakin tinggi karakteristik tungku boiler CFBC akan memberikan penggunaan ruang yang semakin baik, partikel bahan bakar lebih besar, waktu tinggal bahan penyerap untuk pembakaran yang efisien dan penangkapan SO2 yang semakin besar pula, dan semakin mudah penerapan teknik pembakaran untuk pengendalian NOx daripada pembangkit steam AFBC.

g. Stoker Fired Boiler

Stokers diklasifikasikan menurut metode pengumpanan bahan bakar ke tungku dan oleh jenis grate nya. Klasifikasi utamanya adalah spreader stoker dan chaingate atau traveling-gate stoker.

• Spreader stokers : memanfaatkan kombinasi pembakaran suspensi dan pembakaran grate. Batubara diumpankan secara kontinyu ke tungku diatas bed pembakaran batubara. Batubara yang halus dibakar dalam suspensi; partikel yang lebih besar akan jatuh ke grate, dimana batubara ini akan dibakar dalam bed batubara yang tipis dan pembakaran cepat. Metode pembakaran ini memberikan fleksibilitas yang baik terhadap fluktuasi beban, dikarenakan penyalaan hampir terjadi secara cepat bila laju pembakaran meningkat. Karena hal ini, spreader stoker lebih disukai dibanding jenis stoker lainnya dalam berbagai penerapan di industri.

·         Chain-grate atau traveling-grate stoker : Batubara diumpankan ke ujung grate baja yang bergerak. Ketika grate bergerak sepanjang tungku, batubara terbakar sebelum jatuh pada ujung sebagai abu. Diperlukan tingkat keterampilan tertentu, terutama bila menyetel grate, damper udara dan baffles, untuk menjamin pembakaran yang bersih serta menghasilkan seminimal mungkin jumlah karbon yang tidak terbakar dalam abu. Hopper umpan batubara memanjang di sepanjang seluruh ujung umpan batubara pada tungku. Sebuah grate batubara digunakan untuk mengendalikan kecepatan batubara yang diumpankan ke tungku dengan mengendalikan ketebalan bed bahan bakar. Ukuran batubara harus seragam sebab bongkahan yang besar tidak akan terbakar sempurna pada waktu mencapai ujung grate.

h. Pulverized Fuel Boiler

Pada tipe ini menggunakan bahan bakar batu bara yang dihaluskan menjadi seperti bubuk. Batubara bubuk dihembuskan dengan sebagian udara pembakaran masuk menuju plant boiler melalui serangkaian nosel burner. Udara sekunder dan tersier dapat juga ditambahkan. Pembakaran berlangsung pada suhu dari 1300 - 1700 °C, tergantung pada kualitas batubara. Waktu tinggal partikel dalam boiler biasanya 2 hingga 5 detik, dan partikel harus cukup kecil untuk pembakaran yang sempurna. Sistem ini memiliki banyak keuntungan seperti kemampuan membakar berbagai kualitas batubara, respon yang cepat terhadap perubahan beban muatan, penggunaan suhu udara pemanas awal yang tinggi dll. Salah satu sistem yang paling populer untuk pembakaran batubara halus adalah pembakaran tangensial dengan menggunakan empat buah burner dari keempat sudut untuk menciptakan bola api pada pusat tungku.

i. Boiler Limbah Panas

Pada tipe ini memanfaatkan gas buang yang dihasilkan untuk membuat steam meproduksi daya linstrik menggunakan generator turbin uap. Hal ini banyak digunakan dalam pemanfaatan kembali panas dari gas buang dari turbin gas dan mesin diesel.

j. Pemanas Fluida Termis

Pemanas fluida termis modern berbahan bakar minyak terdiri dari sebuah kumparan ganda, konstruksi tiga pass dan dipasang dengan sistem jet tekanan. Fluida termis, yang bertindak sebagai pembawa panas, dipanaskan dalam pemanas dan disirkulasikan melalui peralatan pengguna. Disini fluida memindahkn panas untuk proses melalui penukar panas, kemudian fluidanya dikembalikan ke pemanas. Aliran fluida termis pada ujung pemakai dikendalikan oleh katup pengendali yang dioperasikan secara pneumatis, berdasarkan suhu operasi.