FUNGSI DAN KLASIFIKASI BOILER

1.    FUNGSI DAN KLASIFIKASI BOILER

Boiler berfungsi untuk merubah air menjadi uap superheat yang bertemperatur dan bertekanan tinggi. Proses memproduksi uap ini disebut ‘Steam Raising” (Pembuat Uap). Unit/alat yang digunakan untuk membuat uap disebut “Boiler” (Boiler) atau lebih tepat “steam Generator” (Pembangkit Uap).

Klasifikasi Boiler secara umum dibagi menjadi dua yaitu, Boiler pipa api dan Boiler pipa air. Jenis Boiler pipa api banyak digunakan oleh industri yang memerlukan tekanan uap yang relatif rendah, misalnya pabrik-pabrik gula. Sedangkan jenis pipa air digunakan oleh industri/pembangkit listrik yang memerlukan tekanan uap yang tinggi, misalnya pada pusat-pusat listrik tenaga uap.

1.1.      Boiler Pipa Api

Pada jenis Boiler pipa api, gas panas hasil pembakaran (flue gas) mengalir melalui pipa-pipa yang dibagian luarnya diselimuti air sehingga terjadi perpindahan panas dari gas panas ke air dan air berubah menjadi uap.

Gambar Boiler pipa api dapat dilihat pada gambar 1.

Gambar 1. Boiler Pipa Api

Keterbatasan dari boiler pipa api adalah tekanan uap tidak dapat dibuat terlampau tinggi karena ketebalan drum akan sedemikian tebalnya sehingga tidak menguntungkan. Boiler seperti ini banyak digunakan dipabrik-pabrik gula karena tidak memerlukan tekanan uap yang tinggi.

 1.2.   Boiler Pipa Air

Pada boiler (Boiler) jenis ini, air berada didalam pipa sedangkan gas panas berada diluar pipa. Boiler pipa air dapat beroperasi dengan tekanan sangat tinggi (lebih dari 100 Bar).

Gambar Boiler pipa air dapat dilihat pada gambar 2.

Gambar 2. Boiler Pipa Air

1.3. Tata Letak Boiler

Tata letak Boiler berbahan bakar minyak dan Boiler berbahan bakar batubara dapat dilihat pada gambar 4 dan gambar 5.

Gambar 4. Tata Letak Ketal Minyak

 

Gambar 5. Tata Letak Boiler Batubara

2.  RUANG BAKAR

Ruang bakar adalah bagian dari Boiler yang berfungsi untuk tempat berlangsungnya proses pembakaran antara bahan bakar dan udara.

Tekanan gas panas yang berada didalam ruang bakar (Furnance) dapat lebih besar dari pada tekanan udara luar (Tekanan ruang bakar positip) dan dapat juga bertekanan lebih kecil dari tekanan udara luar (Tekanan ruang bakar negatif) atau bertekanan seimbang (Balance Draught).

2.1.   Tekanan Positif

Pada boiler dengan tekanan ruang bakar positif, udara luar dihembuskan masuk kedalam ruang bakar dengan menggunakan forced draught fan (Kipas tekan paksa), yang sekaligus mendorong gas panas hasil pembakaran ke arah cerobong.

Boiler/Boiler dengan tekanan ruang bakar positif banyak digunakan oleh Boiler dengan bahan bakar minyak.

2.2.    Tekanan Negatif

Pada boiler dengan tekanan ruang bakar negatif, gas panas hasil pembakaran dihisap oleh induced draught fan sekaligus menghisap udara luar masuk kedalam ruang bakar.

Gabungan dari kedua cara tersebut diatas diterapkan pada balanced draught yang memiliki baik forced draught fan untuk mendorong udara luar masuk kedalam boiler, maupun induced draught fan untuk menghisap gas panas hasil pembakaran.

Pada sistem balanced draught, tekanan ruang bakar dibuat sedikit negatif yaitu sekitar - 10 mmWg (0,001 bar) .

Boiler dengan tekanan ruang bakar negatif, jarang digunakan/kurang ekonomis. Sedangkan boiler dengan tekanan balanced draught (seimbang) banyak digunakan oleh Boiler dengan bahan bakar Batubara.

3.  SIRKULASI AIR

Air dipompakan kedalam boiler dengan menggunakan pompa air pengisi (Boiler Feed Pump/BFP), melalui katup pengatur. Sebelum masuk kedalam boiler drum, air dipanaskan terlebih dahulu di Low Pressure Heater juga dipanasi di High Pressure Heater dan terakhir dipanasi di Economizer sehingga temperatur air mendekati titik didihnya.

Dari dalam boiler drum air bersirkulasi melalui down comer dan riser sehingga dengan adanya pemanasan dari ruang bakar terbentuklah uap air.

Sirkulasi ini dapat terjadi secara alami (natural circulation) ataupun sirkulasi yang dibantu (assited circulation) dengan menggunakan pompa sirkulasi.

Gambar sirkulasi alami pada Boiler dapat dilihat pada Gambar 6.

 

Gambar 6. Prinsip Sirkulasi Alami pada Boiler

Gambar sirkulasi air dan uap di boiler  dapat dilihat pada gambar 7.

 

Gambar 7. Sirkulasi Air dan Uap di Boiler

Salah satu bagian dari boiler adalah down comer. Down comer ini berada diluar ruang bakar, menghubungkan antara boiler drum dengan bagian bawah tube wall (Riser). Down comer tidak mendapat pemanasan dari ruang bakar boiler. Karena air didalam riser mendapat pemanasan dari ruang bakar maka akan timbul uap air. Campuran air dan uap yang berada didalam riser berat jenisnya akan lebih kecil dari pada air yang ada didalam down comer, karena air didalam down comer tidak menerima pemanasan.

Selanjutnya air dan uap yang ada didalam riser akan naik sedangkan air yang ada didalam down comer akan turun.

Dengan demikian terjadilah sirkulasi air didalam boiler secara alami. Uap yang dihasilkan ditampung didalam boiler drum kemudian dialirkan menuju turbin melewati superheater. Komponen utama boiler dalam sirkulasi air adalah Ekonomiser, drum boiler, heater, riser dan down comer.

3.1.   Economizer

Economizer adalah Heat Exchanger (penukar kalor) yang dipasang pada saluran air pengisi sebelum air masuk ke Boiler Drum (lihat Gambar .7)

Konstruksi Economizer berupa sekelompok pipa-pipa kecil yang disusun berlapis-lapis. Di bagian dalam pipa mengalir air pengisi yang dipompakan oleh Boiler Feed Pump dan dibagian luar pipa mengalir gas panas hasil pembakaran yang terjadi di ruang bakar.

Karena temperatur gas panas lebih tinggi dari temperatur air pengisi maka gas panas menyerahkan panas kepada air pengisi sehingga temperatur air pengisi menjadi naik dan diharapkan mendekati titik didihnya, tapi jangan melampaui titik didih karena akan menyebabkan terbentuknya uap di dalam pipa Economizer dengan akibat lebih lanjut terjadi overheating pada pipa tersebut.

3.2.  Boiler Drum

Boiler Drum adalah  bejana tempat menampung air yang datang dari Economizer dan uap hasil  penguapan dari Tube Wall  ( Riser). Kira-kira separuh dari drum berisi air dan separuhnya lagi berisi uap.

Boiler Drum terbuat dari plat baja dilas dan dilengkapi diantaranya :

·         Man hole.

·         Saluran menuju Superheater.

·         Saluran menuju Feedwater Inlet.

·         Saluran menuju Blow Down.

·         Saluran menuju Down Comer

·         Saluran menuju Safety Valve.

·         Pipa  injeksi bahan Kimia.

·         Pipa Sampling.

·         Pipa menuju alat ukur dan alat kontrol.

Seperti terlihat pada Gambar 8 di bagian dalam Boiler Drum terdapat peralatan-peralatan Screen dryer (pengering uap) dan Steam separator (pemisah uap).

Level air didalam drum harus dijaga agar selalu tetap kira-kira  separuh dari tinggi drum. Banyaknya air pengisi yang masuk ke dalam drum harus sebanding dengan banyaknya uap yang meninggalkan drum, sehingga level air terjaga konstan.

Pengaturan level didalam Boiler Drum  dilakukan dengan mengatur besarnya pembukaan Flow  Control Valve. Apabila level didalam air drum terlalu rendah/tidak terkontrol akan menyebabkan terjadinya Overheating pada pipa-pipa Boiler, sedangkan bila level drum terlalu tinggi, kemungkinan butir-butir air terbawa uap ke turbin dan mengakibatkan kerusakan pada turbin. Untuk mengamankannya pada boiler  drum dipasang alarm untuk level high dan level low serta trip untuk level very low dan very high.

Level air didalam boiler drum dapat dimonitor dengan menggunakan perlatan level gauge/level indikator yang terdapat didekat boiler drum (lokal), atau dengan cara remote (jarak jauh) di control room, juga dicatat pada level recorder.

Uap yang dihasilkan dari dalam tube wall (riser), terkumpul didalam boiler drum. Uap akan mengalir ke arah puncak boiler drum melewati steam separator dan screen dryer lalu keluar dari dalam drum dalam keadaan kering menuju separator dan akhirnya ke turbin.

Butir-butir air yang terpisah dari uap akan jatuh dan bersirkulasi kembali bersama air yang baru masuk.

 

       

Gambar 8. Boiler Drum

3.3   Header

Dari header  air akan masuk ke tube wall (riser) untuk diubah menjadi uap dan kembali ke Boiler. Header (low header) merupakan tempat penampungan air yang berasal dari down comer.

3.4     Riser (Tube Wall) dan Down Comer

Didalam tube wall terdapat air yang bersirkulasi dari boiler drum melalui down comer dan low header. Panas yang dihasilkan dari proses pembakaran didalam furnance sebagian diberikan kepada air yang ada didalam tube wall sehingga air berubah menjadi uap.

Selain berfungsi untuk membuat air menjadi uap, tube wall juga mencegah penyebaran panas dari dalam furnance ke udara luar dan untuk lebih menjamin agar panas tersebut tidak terbuang ke udara luar melewati tube wall, maka dibalik tube wall (arah udara luar) dipasang dinding isolasi yang terbuat dari mineral fiber.

Sedangkan  pada down comer merupakan pipa yang berukuran besar, menghubungkan bagian bawah boiler drum dengan lower header. Down comer (pipa turun) tidak terkena panas secara langsung dari ruang bakar. Dan untuk menghindari kerugian panas yang terbuang pada down comer, maka down comer diberi isolasi.

4.  SIRKULASI  UAP

4.1.  Superheater

Sirkulasi uap yang menuju ke superheater dapat dilihat pada gambar 9.

Gambar 9. Sirkulasi Uap Menuju Superheater

Aliran sirkulasi uap yang terjadi adalah sebagai berikut :

·           Uap jenuh dari setam drum dialirkan ke primary superheater. Primary superheater terletak dibagian belakang dari Boiler dan menerima gas relatif dingin. Pipa-pipa biasanya diatur dengan konfigurasi horizontal.

·           Uap yang dipanaskan ini selanjutnya mengalir ke secondary superheater yang terletak pada bagian gas sangat panas. Sebagian dari superheater terletak tepat diatas ruang bakar dan menerima panas radiasi langsung dari ruang bakar. Kemudian dari secondary superheater, uap mengalir ke turbin tekanan tinggi.

4.2. Reheater

Sirkulasi uap yang menuju ke reheater dapat dilihat pada gambar 10.

 

Gambar 10. Sirkulasi Uap Reheater

Aliran uap reheat yang terjadi adalah sebagai berikut :

Uap superheat yang berasal dari turbin tekanan tinggi, kembali ke steam generator (boiler), untuk mendapatkan panas dalam reheat, kemudian setelah dipanaskan di reheat, uap tersebut mengalir ke turbin tekanan sedang.

5.  SIRKULASI AIR PENGISI BOILER

5.1.    Terjadinya Sirkulasi Air Pengisi Boiler

Sirkulasi air pengisi Boiler dapat dilihat pada gambar 11.

 

Gambar 11. Sirkulasi Air Pengisi Boiler

Dari gambar 11, dapat dilihat bahwa sirkulasi air pengisi Boiler adalah sebagai berikut :

Air kondensat dari hotwell kondensor dipompakan dengan pompa kondensat menuju ke pemanas tekanan rendah, kemudian menuju ke daerator. Dari daerator, air pengisi Boiler dipompakan oleh pompa air pengisi (boiler feed pump) menuju ke pemanas tekanan tinggi dan selanjutnya menuju ke boiler.

5.2     Sistem Air Pengisi Boiler

Dalam suatu pusat pembangkit, sirkit air dan uap didalam boiler/turbin berada dalam sistem loop tertutup (air dan uap tersebut digunakan secara berulang-ulang).

Begitu uap meningglkan turbin, uap tersebut dikondensasikan kembali menjadi air didalam kondensor dan disebut kondensat.

Sistem air pengisi Boiler adalah bagian dari loop, dimana air kondensat dikeluarkan dari kondensor  dan kemurnian temperatur dan tekanannya dinaikkan agar sesuai/memenuhi syarat kembali ke boiler.

Tujuan menaikkan suhu air pengisi Boiler adalah :

·         Menghindarkan thermal stress

·         Mengurangi kerja Boiler

·         Mendinginkan alat bantu

·         Menaikkan effisiensi Boiler.

Tujuan menaikkan kemurnian air pengisi adalah mencegah deposit, kerak dan korosi pada pipa pemanas, pipa boiler, suhu turbin.

Tujuan menaikkan tekanan air pengisi Boiler adalah :

·         Agar tidak menjadi uap

·         Agar dapat masuk ke boiler drum.

Pada sistem air pengisi Boiler. Jenis pemanas yang digunakan adalah pemanas air pengisi tekanan rendah (LP. Feed Water Heater). Deaerator dan pemanas air pengisi tekanan tinggi (HP. Feed Water Heater).

5.2.1. Pemanas Air Pengisi Tekanan Rendah (L.P. Feed Water Heater)

Fungsi :

Untuk menaikkan suhu air pengisi keluar kondenseor dengan media pemanas :

·         Uap pengambilan (bled steam) dari turbin

·         Uap bantu (Auxilliary steam).

Pemanas ini terdiri dari dua jenis yaitu :

1.    Tipe “tube/pipa” (sering juga disebut tipe permukaan)

2.    Tipe “hubung langsung” (direct contact)

1.    Pemanas tipe “tube/pipa” :

Pemanas tipe ini terdiri dari 2 jenis yaitu :

a.    Pemanas air pengisi aliran tunggal

b.    Pemanas air pengisi aliran ganda.

Cara pemanasan adalah dengan mengalirkan air pengisi didalam pipa dan uap pemanas diluar pipa-pipa.

a.    Pemanas air pengisi aliran tunggal.

Tipe pemanas ini seperti terlihat pada gambar 12 , air mengalir dari pompa kondensat dan masuk ke pemanas  pada sisi masuk kotak air (water box) mengalir didalam pipa U dan meninggalkan pemanas melalui sisi keluar kotak air.

Uap pemanas dialirkan diluar pipa-pipa dan diarahkan oleh baffle-baffle dan dikeluarkan sudah berbentuk air (kondensasi).

 

Gambar 12. Konstruksi Pemanas Tekanan Rendah

b.    Pemanas air pengisi aliran ganda

Pemanas ini ditunjukkan pada gambar 13, dimana ikatan pipa (tube nest) dipisahkan kedalam 2 bagian dan kotak air kedalam tiga bagian.

Air pengisi mengalir melalui satu setengah dari ikatan pipa kemudian melalui begian tengah dari kotak air dan melalui setengah bagian yang kedua dari ikatan pipa seperti terlihat pada gambar. Penyekat ini juga berperan sebagai penyangga pipa-pipa.

Satu atau lebih ventilasi dipasang untuk mengeluarkan gas yang tidak dapat mengembun dari rumah (shell) pemanas, ventilasi ini dikembalikan kekondensor utama dan dikeluarkan dari sistem oleh pompa vakum(ejector). Uap yang terkondensasi dikeluarkan dari sisi bawah rumah pemanas melalui sistem “pengeluaran pemanas” (heater drains).

Gambar 13. Two-pass Low Pressure Heater

 

Gambar 14. Pemanas Tipe Kontak Langsung

(Direct Contact Heat)

2.    Pemanas Kontak Langsung (Direct Contact Heater)

Pada tipe ini uap dan air pengisi bercampur bersama-sama dengan baik. Air pengisi yang masuk ke heater dikabutkan dengan perantaraan nozzle-nozzle dan bled steam yang masuk akan langsung  bercampur dengan air yang dikabutkan tadi dan jatuh ke “tray” yang dibuat bertingkat-tingkat.

Dengan bercampurnya uap dan air tadi berarti berarti panas yang dikandung oleh uap akan dipindahkan secara langsung ke air pengisi, karenanya uap tadi menjadi air kondensasi dan bersama air pengisi keluar dari heater sebagai air pengisi, sehingga di heater tipe ini tidak diperlukan sistem drain.

Bila ada gas-gas atau uap yang tidak dapat terkondensasi dibuang dengan pipa ke condensor dan akan dapat dibuang dengan sistem ejector yang terpasang di condensor. Pemanas tipe ini dapat dilihat pada gambar 14.

5.2.2.  Deaerator

Fungsi :

·         Untuk membuang gas/udara yang larut dalam air pengisi

·         Pemanas air pengisi

·         Tangki air persediaan untuk pompa air pengisi (BFP)

·         Memberi tekanan pada sisi hisap BFP

Deaerator modern terdiri dari 2 bagian, yaitu bagian de-aerating  dan tangki penyimpan air besar. Suatu tipikal deaerator terlihat dalam gambar 15.

Konstruksi dan operasi bagian de-aerating adalah sama dengan pemanas hubung langsung, dimana air dikabutkan dengan perantaraan nozzle-nozzle menjadi bentuk butir yang halus dan kemudian bercampur secara langsung dengan uap. Gas-gas yang tidak terkondensasi dikeluarkan dari sisi atas unit deaerating dan setelah melalui suatu kondensor ventilasi (vent kondensor), kemudian dialirkan kembali kekondensor utama untuk dikeluarkan dari sistem oleh pompa (udara) vakum.

Tangki penyimpan adalah cadangan untuk kebutuhan seluruh sistem dan memasok untuk perubahan kebutuhan air dan  menyediakan cadangan untuk keadaan darurat (sebagai contoh turbin trip).

Untuk mempertahankan temperatur air tangki penyimpan selama periode off-load, maka dipasang uap bantu dan atau pemanas listrik celup.

 

Gambar 15. Deaerator

5.2.3.  Pemanas Air Pengisi Tekanan Tinggi (HP. Feed Heater)

Konstruksi pemanas air pengisi tekanan tinggi adalah tipe pipa, dimana air pengisi mengalir didalam pipa dan dipanaskan oleh uap yang mengalir diluar pipa. Pada unit modern yang besar pemanas air pengisi berbentuk pipa U terbalik sehingga kotak air berada dibagian bawah.

Contoh tipikal terlihat dalam Gambar 16.

Pemanas dapat dipisahkan kedalam beberapa bagian dasar :

a.     Bagian de-superheating dimana uap superheat pertamakali mengalir pada saat memasuki pemanas.

b.    Bagian pemanas utama

Ini merupakan bagian terbesar dari pemanas air pengisi, disini uap mengembun setelah memberikan panasnya pada pipa-pipa yang berisi air pengisi.

c.    Bagian pendinginan pembuangan (drain cooling)

Air kondensasi dari uap mengalir sekeliling pipa-pipa pada sisi masuk (inlet) ke pemanas yaitu sisi air pengisi yang terdingin, sehingga memanfaatkan uap dengan lebih baik.

d.    Casing (shell) dari baja tuang.

 

Gambar 16. Typical High Pressure Feedheater

6. SIRKULASI UDARA DAN GAS

Udara untuk proses pembakaran didalam furnance (ruang bakar) diambil dari udara luar menggunakan forced draught fan dan dialirkan didalam air duet (saluran udara) melalui air heater dan berakhir di wind box sebelum masuk ke furnance.

Gambar sirkulasi udara untuk Boiler berbahan bakar batubara dapat dilihat pada gambar 17.

 

Gambar 17. Sirkulasi Udara

6.1.  G a s

Pencampuran udara dan bahan bakar bereaksi dalam proses pembakaran menghasilkan panas dan produk lain seperti gas buang (gas hasil pembakaran, flue gas) dan produk lainnya seperti abu (Bottom Ash) dan debu (Fly Ash). Gas buang ini mengalir dari furnace didalam saluran gas buang (flue gas duct) menuju cerobong (stack melalui superheater, economizer, air heater, electrostatic presipitator dan induced draft fan (IDF).

Gambar sirkulasi gas dapat dilihat pada gambar 18.

 

Gambar 18. Sirkulasi Gas

6.2.  Air Heater

Adalah pemanas udara sehingga temperatur udara pembakaran dapat mencapai  +  300^o C menhasilkan pembakaran yang lebih sempurna. Air heater terpasang dari jenis tubular air heater terdiri sekumpulan pipa baja., dipasang didalam saluran gas panas. Gas panas mengalir didalam pipa sedangkan udara yang dipanasi mengalir diluar pipa.

6.3.   Wind Box

Wind Box adalah kotak udara sebelum udara masuk ke dalam ruang bakar. Udara dari wind box berfungsi sebagai udara sekunder.

6.4.    Precipitator (Electro Static Precipitator)

Abu (Bottom Ash) yang diproduksi saat prosds pembakaran akan jatuh ke bagian bawah boiler dan dikeluarkan dari boiler menggunakan bottom  ash extractor.

Debu (fly ash) sangat halus sehingga dapat terbawa oleh gas buang menuju cerobong ke udara luar. Debu ini merupakan material yang dapat menimbulkan polusi udara, oleh karenanya debu keluar harus diusahakan sekecil mungkin jumlahnya.

Salah satu jenis peralatan yang bertugas untuk menangkap debu menuju cerobong tersebut dikenal dengan nama Electrostatic Precipitator (Gambar. 19) yang dapat menangkap debu dari dalam gas buang sebanyak lebih dari  99%  atau kadar debu dalam gas buang hanya tinggal 0,4 g/Nm³.

Gas buang mengalir melalui medan Electrostatic yang dihasilkan oleh pasangan Electroda arus DC bertegangan tinggi (50 KV - 70 KV). Discharge Electrodes atau Emitter Electrodes biasanya berupa kawat-kawat logam yang dipasang tegak, digantung pada insulator, dipasang dicelah-celah plat yang berfungsi sebagai Collecting Electrodes.

 

Gambar 19. Electrostatic Precipitator

Pada waktu melalui medan Electrostatik butir-butir debu akan terionisasi akibat effek korona sehingga dapat ditarik/ditangkapo oleh collecting electrode. Debu yang menempel pada collecting electrode secara berkala dirontokkan dengan cara menggetarkan atau mengetuk (rapping) collecting electrode. Debu yang jatuh akan terkumpul didalam ash hopper dan selanjutnya dibuang melalui fly ash system.

Disetiap unit boiler terpasang dua electrostatic precipitator.

                

7.    PENGENDALIAN ALIRAN UDARA

Pengendalian aliran udara dalam Boiler dilakukan menggunakan FD Fan (Kipas Tekan Paksa) dan ID Fan (Kipas Hisap Paksa). Tujuan dari pengendalian aliran udara adalah untuk mengatur tekanan ruang bakar, mengimbangi beban Boiler, pengotoran Boiler dsb.

Ada dua cara dasar pengaturan kipas yaitu :

a.     Pengaturan aliran dengan damper atau sudu atur (vane)

b.     Pengaturan kecepatan yang bervariasi dengan kontrol elektris dari kecepatan motor atau dengan penggunaan slip coupling (kopling gelincir).

Dalam Gambar 20 dapat dilihat hubungan antara konsumsi daya dan keluaran fan untuk berbagai metoda dari pengaturan fan.

7.1.     D a m p e r

Pengaturan ini sederhana, handal dan murah pemasangannya, tetapi karena efisiensinya yang rendah maka jarang digunakan untuk fan-fan yang besar pada pusat pembangkit yang modern. Sebaliknya, pengaturan dengan damper mempunyai biaya pemasangan yang rendah dan kerugian daya tidak berarti atau bila daerah pengaturan yang cukup kecil, cara pengaturan fan ini mungkin sesuai sebagai contoh, digunakan untuk pengaturan aliran udara/gas pada fan untuk burner minyak penyalaan Boiler pada beberapa unit 500 MW.

Damper juga digunakan untuk mengisolasi fan untuk tujuan operasi dan pemeliharaan.

 

Gambar 20. Konsumsi Daya Untuk Berbagai macam Pengendalian Fan

7.2 Sudu Atur (Vane)

Sebagian besar dari fan hisap paksa dan tekan paksa mempunyai pengatur vane (lihat gambar 21). Lustrasi menunjukan satu set vane pada saluran masuk ke fan, disusun sedemikian sehingga mereka memberikan suatu dorongan ke udara atau gas yang masuk ke fan. Keluaran fan diatur dengan mengubah sudut vane, hal ini memberikan suatu cara pengaturan yang efisien sampai paling rendah 15% dari kapasitas penuhnya.

Jika sebuah fan harus dioperasikan untuk periode yang lebih lama pada beban tak penuh, maka pengaturan dengan vane dan motor dengan dua macam kecepatan akan lebih ekonomis dan menarik. Oleh karena itu kita sering menemukan pengaturan dengan vane pada fan hisap paksa yang jarang beroperasi dengan keluaran maksimumnya.

Damper  isolasi yang berdiri sendiri juga dipasang untuk memungkinkan pekerjaan pemeliharaan dilakukan secara aman pada pengaturan dengan vane.

 

Gambar 21. Sistem Pengaturan Dengan Sudu Atur Pada Sisi Masuk Fan

7.3     Putaran Variabel

Pengaturan putaran variable ada dua yaitu :

·         Motor dengan kecepatan bervariasi

·         Kopling gelincir (slip coupling)

7.3.1.  Motor dengan kecepatan bervariasi

Ada dua tipe pengaturan kecepatan motor yang biasa digunakan, motor arus bolak balik (A.C) slip ring dengan belitan pada rotor dan motor komutator arus bolak balik.

Motor komutator A.C dengan menggunakan sebuah regulator induksi, lebih banyak digunakan dan dimanfaatkan pada pengatur fan tekan paksa dan dari unit 500 MW untuk mampu mengatur kecepatan motor yang menghasilkan 1,70 MW (2280 Hp), ntuk fan tekan paksa dan 2,34 MW (3140 Hp) untuk fan hisap paksa.

Regulator induksi dapat merubah tegangan dari rantai magnetis antara medan putar stator dan rotor dan mengatur derajat “slip” dari motor.

Sebagai tambahan pada motor kecepatan bervariasi, motor dengan kecepatan ganda juga banyak digunakan., terutama untuk fan hisap paksa dan tekan paksa, dimana dipasang pengaturan pada vane saluran masuk.

Motor kecepatan ganda aslinya adalah kumparan ganda, tetapi yang terahir dikembangkan adalah motor pole modulated “Rawcliffe”, sekarang banyak digunakan pada unit 500 MW, adalah motor dengan kecepatan ganda kumparan tunggal.

7.3.2.     Kopling Gelincir (Slip Kopling)

Dua tipe kopling gelincir yang digunakan, kopling hidraulis (fluida) dan kopling magnetis. Kopling-kopling ini memungkinkan daerah pengaturan yang tidak terbatas, dari keluaran nol, sampai maksimum, tanpa penggunaan damper-damper pengatur. Meskipun dari kopling gelincir adalah tinggi pada keluaran maksimum (sebaliknya pada gelincir/slip minimum) efisiensi akan cepat turun jika slipnya makin besar.

8.  PENGOPERASIAN KIPAS

8.1.  Persiapan

1.     Periksa secara umum untuk menjamin bahwa bagian bagian unit telah lengkap.

2.     Permukaan minyak pelumas benar/sesuai.

3.     Sisi masuk pipa tertutup secara penuh.

4.     Tingkat sisi tekan tertutup secara penuh.

5.     Sakelar pemilih pada posisi remote dan alat bantu kipas seperti :

a.    Remote/Auto pada pompa minyak pelumas bantu.

b.    Pengerem kipas (dipasang hanya pada IDF) untuk mencegah “Wind Milling”

c.    Remote/Auto saklar pemilih kipas pada kecepatan rendah.

d.    Pemanas-pemanas yang dibenamkan pada tangki minyak pelumas (suhu minyak pelumas seringkali di interlock).

e.    Remote/Auto sakelar pemindah untuk merubah kecepatan.

f.     Remote/Auto saklar pemanas anti kondensasi.

Sistem pendinginan minyak pelumas juga harus diperiksa. Pada FD dan PA fan yang terletak didalam gedung, air seringkali dipakai sebagai media pendinginan.

Pemeriksaan diatas hanya sebagai contoh. Untuk prosedur menjalankan unit, jelas berbeda-beda pada setiap pembangkit dan ini dilakukan daftar pemeriksaan pre start unit atau “spesifikasi pekerjaan”. Pemeriksaan awal ini dilakukan sebelum unit dioperasikan untuk mencegah terjadinya penundaan. Dengan selesainya pemeriksaan kita dapat menjalankan kipas (fan) kapan diperlukan.

8.2.   Prosedur Operasi

Hampir semua instalasi pembangkit listrik yang besar menggunakan 2 (dua) buah forced draught fan dan 2 (dua) buah induced draught fan. Fungsi dari forced draught fan atau FD fan tel;ah diuraikan pada halaman dimuka. Induced draught fan atau ID fan digunakan untuk menarik gas-gas dari boiler dan mendorong gas-gas tersebut ke cerobong asap.

Agar supaya boiler dapat dikontrol secara baik dan benar, keseimbangan yang tepat antara udara yang dimasukkan kedalam boiler dan gas yang dibuang harus dijaga. Keseimbangan ini dipertahankan dengan mengontrol tekanan ruang bakar. Tekanan ruang bakar sedikit dibawah tekanan atmosfir (0,50 mb).

Proses ini disebut sebagai balance draught. Alasan utama untuk mengatur tekanan didalam ruang bakar sedikit lebih rendah dari atmosfir (negatif) adalah untuk menjamin bahwa ada aliran gas dalam boiler. Jika boiler (ruang bakar) dioperasikan dengan tekanan lebih tinggi dari tekanan atmosfir (positif), maka akan ada bahaya api dari partikel-partikel panas yang terhembus keluar.

Disamping bahaya api, rumah boiler juga menjadi lebih kotor. Jumlah udara yang digunakan pada boiler adalah berbanding langsung dengan jumlah batubara yang dibakar untuk mendapatkan pembakaran yang sempurna. Besar kerja yang dilakukan oleh ID fan tergantung dari jumlah batubara yang dibakar. Gambar 22 dan 23 menunjukan diagram urutan start dan stop untuk ID fan. 

Gambar 22. Starting Interlock Pada ID Fan

FAN MOTOR CIRCUIT BREAKER OPEN

Gambar 23. Tripping Interlock Pada ID Fan

9.  PURGING (PEMBILASAN) BOILER

9.1.      Fungsi Purging

Seperti dimaklumi bahwa ruang bakar adalah tempat dimana bahan bakar bercampur dengan udara untuk membentuk reaksi pembakaran. Karenanya kemungkinan erdapatnya sisa bahan bakar sangat besar. Sisa-sisa bahan bakar ini dapat bersifat sangat eksplosif dan cukup membahayakan. Untuk mengurangi resiko ledakan (explosion), maka ruang bakar senantiasa harus dibilas (purging) terlebih dahulu sebelum boiler dinyalakan dan juga pada saat shut down.

9.2.      Prosedur Operasi

Pembilasan dilakukan dengan cara mengalirkan udara dengan kuantitas yang memadai kedalam ruang bakar untuk mendorong dan mambuang sisa-sisa bahan bakar yang mungkin masih terdapat diruang bakar. Pembilasan ruang bakar pada Boiler umunya dilaksanakan berbasis waktu (timer) yang biasanya berkisar 5 menit. Jadi dengan mengalirkan udara pada laju aliran tertentu selama  +  5 menit, maka dianggap bahwa ruang bakar (combustible).

Sebagai tambahan perlu diingat bahwa meskipun fokus utama yang harus dibilas adalah ruang bakar, tetapi pada prinsipnya pembilasan harus meliputi seluruh laluan/saluran beserta semua pembakaran. Untuk melakukan pembilasan boiler (Boiler Purging) umumnya ada beberapa persyaratan yang harus dipenuhi sebelum pembilasan dapat dimulai. Jumlah dan jenis persyaratan sangat bervariasi antara boiler yang satu dengan boiler lainnya yang umumnya tergantung pada desain, jenis komponen dan jenis alat bantu yang digunakan. Untuk detilnya persyaratan purging bagi setiap boiler dapat dilihat pada operation manual yang dikeluarkan oleh pabrik pembuat. Hal yang perlu diingat adalah bahwa seluruh persyaratan harus dipenuhi sebelum pembilasan dapat dimulai.

Pada Boiler-Boiler yang pengoperasiannya berbasis panel (panel base), biasanya dilengkapi dengan panel pembilas (purge panel) dimana pada panel tersebut terdapat lampu-lampu indikator bai seluruh item persyaratan purging. Bila jondisi item yang disyaratkan sudah terpenuhi, maka lampu tanda untuk item tersebut pada panel purging akan menyala. Untuk boiler yang pengoperasiannya berbasis layar display (CRT base), item-item persyaratan purging dapat dilihat dilayar monitor.

Pada boiler yang dilengkapi dengan penangkap abu elektrik (Electrostatic Precipitator), pastikan bahwa electrostatic precipitator ini baru boleh dioperasikan setelah proses pembilasan selesai. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari kemungkinan terjadinya ledakan didalam electrostatic precipitator ketika proses pembilasan tengah berlangsung.

Sambil menunggu pembilasan, sistem bahan bakar mulai disiapkan. Jalankan pompa bahan bakar solar dan biarkan bersirkulasi. Isi bunker-bunker batubara secukupnya.

10. SISTEM BAHAN BAKAR

10.1.    Sistem bahan bakar Minyak

Pada PLTU berbahan bakar  minyak , bahan bakar utama yang di gunakan adalah minyak Residu/Heavy Fuel Oil  (HFO) , dan sebagai penyala awal digunakan minyak solar/HSD.

Pada sistem bahan bakar minyak ada dua sistem  utama yaitu  :

·         Sistem Supplay Minyak Residu ke Boiler

·         Sistem penyalaan awal

10.1.1 Sistem Supply Minyak Residu ke Boiler

Pada sistem ini di gunakan sistem saluran sirkulasi melingkar .

Minyak untuk boiler mengalir pada satu pipa , yang di kenal sebagai saluran utama masing - masing unit pemompaan dan pemanasan. Minyak di pasok dari tangki penyimpanan ke saluran hisap melalui penyaring ke pompa pemindahan minyak. Pompa-pompa tersebut selalu memasok minyak lebih banyak dari pada yang di butuhkan boiler, sisanya dikembalikan ke tangki penyimpanan melalui pipa minyak yang kedua yang disebut sebagai saluran kembali (return oil). Kedua saluran tersebut dihubungkan bersama pada ujung yang jauh dari tangki penyimpanan dengan katup pengukur tekanan diletakkan antara dua pipa tersebut, untuk mempertahankan tekanan yang konstan pada saluran utama dan memberi kesempatan pada minyak lebihnya untuk mengalir kembali ke tangki penyimpanan melalui saluran kembali.

Saluran kembali yang mempunyai lubang lebih kecil dari pada saluran utama, mempunyai cabang kegiatan atas dari tiap-tiap tangki sehingga dengan membuka katup yang sesuai maka minyak kembali ke tangki. Ini menghindari aliran lebih pada tangki yang mungkin telah penuh.

 

Gambar 24. Sistem Bahan Bakar Minyak Residu Dengan Pengaturan Pada Sisi Kembali (Return)

10.1.2    Sistem Penyalaan Awal

Sebelum mengoperasikan burner  utama (normal operasi) terlebih dahulu dioperasikan ignitor (burner HSD) yang berfungsi sebagai penyala burner utama /penyalaan awal .

 

Gambar . 25.

Gambar . 26.

10.2.    Sistem bahan bakar batubara .

Pada sistem bahan bakar batubara, ada dua (2) Sistem Milling Plant (Penggiling Batubara) yaitu dengan suction mill (Mill Tekanan Negatif)  dan Pressure mill (Mill Tekanan Positif). Gambar  27 :

menunjukkan blok diagram dari sebuah suction  mill (penggiling hisap). Dalam desain ini udara ditarik melewati mill untuk mengambil bubuk batubara .

Udara dan bahan bakar bubuk batubara (pf) ditarik dari mill menggunakan exhauster, yaitu sejenis fan. Exhauster kemudian menghembuskan campuran udara/pf keruang bakar boiler .

 

Gambar 27. Mill Tekanan Negatif.

Sitem mill tekanan positif dapat dilihat pada gambar 28. Dalam pressure mill udara dihembuskan kedalam mill yang kemudian membawa batubara ke burner .

Udara dihembuskan kedalam mill oleh Primary Air Fan (PA FAN) .

Sistem ini lebih menguntungkan dari pada jenis  suction  mill, karena  PA FAN hanya menangani udara-udara, sedangkan pada sistem suction mill, exhauster menangani campuran udara/pf sangat abrasive dan menyebabkan biaya pemeliharaan yang tinggi pada exhauster (penghisap).

Akibat dari PA FAN menghembuskan udara ke mill menyebabkan mill bertekanan , sehingga bila campuran udara/pf bocor ke udara luar akan mencemari motor, gearbox, bantalan dan sebagainya. Oleh karena itu di pasang sistem perapat udara untuk mencegah pencemaran kebocoran tersebut .

 

Gambar 28. Mill Tekanan Positif.

Dalam prakteknya sistem mill tekanan positif banyak di gunakan dari pada sistem mill tekanan negatif. Karena sistem mill tekanan positif lebih mudah pemeliharaannya dibandingkan sistem mill tekanan negatif.

Gambar sistem bahan bakar batu bara dapat di lihat pada gambar  29, dibawah ini :

 

Gambar 29. Sistem Bahan  Bakar  Batubara 

10.3.    Sistem Bahan Bakar Gas

Bahan bakar gas, termasuk gas alam, adalah bahan bakar yang paling mudah terbakar .Gas hanya memerlukan sedikit atau bahkan tanpa persiapan sama sekali sebelum pembakaran, yang diperlukan hanyalah, ia harus sebanding (proportioned), bercampur dengan udara dan dinyalakan. Hal ini dapat dilaksanakan dengan beberapa cara .

Pembakar gas atmosfer (atmosfirc gas burner) adalah salah satu pembakar gas yang sangat umum dipakai. Pada sitem ini, momentum gas yang masuk digunakan untuk menarik udara primer kedalam pembakar dengan suatu proses yang disebut aspirasi (aspiration). Operasi sistem ini biasanya memuaskan untuk campuran mula udara primer dengan prosentasi 30 hingga 70 persen. Udara sekunder ditarik sekelililng pembakaran untuk menyempurnakan proses pembakaran. Dua buah pembakar tipikal ditunjukkan pada gambar 30.

 

Gambar 30. Pembakaran Gas Atmosfir.

(a)  Pembakaran gas atmosfir menarik kedalam udara primernya untuk pembakaran akibat pengaruh arus gas bertekanan  rendah yang berekspansi melalui sebuah orifis .

(b)  Pembakaran bertingkat dua bekerja pada gas bertekanan tinggi ;  melakukannya melalui dua bagian venturi yang berhubungan secara seri.

Pembakar - pembakar gas tahan api (reftractory gas burners) biasanya dipakai untuk unit pembangkit. Udara pembakaran di tarik ke sekelililng sebuah pembakar yang mempunyai jet-jet gas yang banyak (multiple gas jet)  yang mengeluarkan gas kedalam aliran udara (air stream) dengan cara tertentu sehingga adukan yang keras itu menghasilkan pencampuran yang baik. Campuran gas udara kemudian dikeluarkan ke sebuah tabung atau terowongan pencampur yang pendek dengan bahan tahan api . Tabung tahan api tersebut melindungi logam pembakaran dari temperatur tinggi .

Jenis pembakar gas tahan api ditunjukkan pada gambara 31.

 

Gambar 31 .  Pembakar Gas Tahan Api .

11.    MILL PULVERISER

11.1.    Fungsi

 Fungsi mill (pulverizer) pada sistem bahan bakar batubara adalah menggiling/menghaluskan bongkahan-bongkahan batubara sehingga menjadi bubuk batubara. Bubuk batubara (Pulverizered Fuel) mempunyai ukuran sekitar 200 Mesh.

Tujuan menggiling batubara adalah membuat luas permukaan bubuk batubara menjadi besar, sehingga dalam proses pembakaran antara batubara dan udara lebih homogen dan pembakaran menjadi lebih sempurna .

11.2.  Jenis dan Konstruksi

Tiga jenis Unit penggilingan yang akan dibicarakan adalah :

1.    Roller Mill

2.    Penggilingan jenis “E”  (E type mill)

3.    Tube Ball Mill

1.    Roller Mill (Penggilingan Jenis Roller)

Penggiling dari jenis ini terdiri dari penggulung (roller) yang berputar pada saat meja berputar mengambil batubara antara meja roller lihat gambar 32. Jenis yang lama mempunyai dua roller (menggulung), tetapi karena perlu keluarannya meningkat, jumlah roller ditambah menjadi 3.

Keluaran penggilingan ini dapat mencapai 50 ton/jam. Prinsip kerja dari penggilingan jenis ini adalah , bahwa batubara dari coal feeder jatuh kemeja penggilas dan dibawa kebawah roller yang dapat berputar bebas dan ditekan oleh per sehingga merubah batubara menjadi bahan bakar bubuk dengan kehalusan yang  diperlukan .

Udara primer panas dialirkan kedalam “mill air scroll” yang mengisi “shovel port ring” . Lintasan ini mengelilingi bagian bawah penggilingan, udara diisikan dari sana  kebadan penggilingan melalui sejumlah ujung kerucut yang mengontrol arah aliran udara. Kecepatan udara yang tinggi membawa batubara yang sudah tergilas keatas melalui penggilingan menuju classifier. Classifier ini menjamin bahwa hanya partikel-partikel yang halus saja yang diijinkan melewati burner .

Partikel yang lebih besar dikembalikan kemeja untuk digilas ulang. Jenis penggilingan ini sering menggunakan classifier putar atau “whizzer”. Sudu-sudu putar dengan variable speed memisahkan partikel-partikel yang lebih berat.

Jenis classifier ini dimaksudkan untuk saringan yang sangat berat karena aksi dari debu batu bara, dan kebanyakan pusat pembangkit menggunakan sudu-sudu yang tetap sehingga tidak lagi berputar .

 

Gambar 32. Roller  Mill  , Kapasitas  Tinggi

Jenis penggilingan ini disebut berkecepatan medium dan berkecepatan meja kira-kira 50 rpm .

Sebagaimana telah dikatakan diatas, roller adalah ditahan per  dan diatur sedemikian, sehingga roller dan meja tidak pernah kontak langsung logam dengan logam .

Setiap pembuangan, pyrite dan sebagainya didalam batubara dikeluarkan dari meja penggilas melalui bagian sekop dan jatuh kedasar penggilingan. Dua buah bajak dikaitkan dibagian luar dari meja penggililngan dan  bajak ini menyapu dasar penggilingan dari bahan-bahan yang tidak terpakai dan dikeluarkan ke ruang pengeluaran .

Ruang pengeluaran mempunyai pintu bagian dalam dan pintu bagian luar. Pintu ini harus dioperasikan sehingga pintu pengeluaran harus selalu tertutup ketika pintu pemasukkan  dibuka dan sebaliknya.

Pada mill bertekanan dimana bahan bakar bubuk dapat keluar keatmosfir ,  dilengkapi dengan udara perapat atau bila disainnya tidak memungkinkan maka dipasang perapat mekanik .

2.   Pengilingan Jenis “E”

Penggilingan jenis “E” dari Babcock and Wilcox telah menaikkan ukuran yang terakhir E10 . Angka sesudah huruf  “E”  menunjukkan ukuran meja dalam inchi . Dalam hal ini E10 kehilangan nol yang satu dari “E100” .

Batubara dari coal feeder jatuh ke pusat meja putar dan kemudian melewati elemen penggilas (lihat gambar 33). Elemen-elemen penggilas terdiri dari sejumlah bola-bola baja antara dua cincin penggilas. Cincin yang atas stasioner (diam) dan menekan bola-bola dari pegas penekan. Cincin yang bagian bawah diikatkan kemeja penggilingan dan berputar dengannya.

Dengan memutar cincin bagian bawah berarti memutar bola-bola dan batu bara dihancur lumatkan bila melewati elemen penggilas ini. Bahan bakar bubuk ini kemudian melewati ujung luar dari cincin bawah dan dibawa oleh aliran udara primer yang berkecepatan tinggi.  Udara ini masuk kepenggilingan melalui lubang saluran udara sebelum menghembuskan keatas antara cincin atas dan cincin penggilas bawah .

Campuran batubara/udara dibawa keatas menuju classifier statis dimana partikel-partikel yang lebih berat dipisahkan oleh gerakan sentrifugal dan dikembalikan kemeja untuk penggilasan lebih lanjut. Benda-benda asing dalam batubara yang dikenal sebagai mill reject dari penggilingan yang mungkin terdiri dari pyrites, batu, besi-besi bekas atau sejenis bahan tak berguna biasanya terlalu berat untuk dibawa oleh aliran udara dan jatuh melewati kerongkongan dan dibawa kelubang pembuangan dengan penggaruk yang terpasang pada meja penggilingan (yoke). Bila pintu bagian dalam terbuka , maka benda-benda asing jatuh  keruang pembuangan untuk menunggu.

Pada operasi normal pintu-pintu ruang pembuangan bagian luar ditutup dan yang bagaian dalam dibuka , yang memungkinkan ruangan ini diisi dengan benda-benda afkir tadi. Untuk membersihkan ruangan ini pintu bagian dalam harus ditutup lebih dulu sebelum  membuka pintu bagian luar untuk mencegah bahan bakar/udara keluar dari ruang penggilingan  .

 

Gambar  33 .  Penggilingan  Type   “ E “

3.       Tube Ball Mill

Jenis penggilingan ini dikenal sebagai berkecepatan rendah dan dioperasikan pada 17- 20  rpm.

Penggilingan ini ditunjukkan pada gambar  34,  dan terdidri dari drum dengan diameter yang besar kira-kira  9 feet,  yang diisi dengan bola-bola baja sejumlah 40 ton sampai kira-kira  ½  nya  (½  dari isi drum). Bola-bola ini diameternya bervariasi dari ½  inchi sampai dengan  2 ½  inchi. Pada saat drum berputar bola-bola akan berpencaran dan menghantam serta memecahkan batubara yang masuk menjadi bahan bakar bubuk.  Untuk mencegah drum menjadi aus, lapisan bagian dalam dari drum ini dikeraskan .

Batubara dari feeder (biasanya jumlahnya dua) jatuh kedalam tiap ujung-ujung penggilingan dan diputar kedalam penggilingan dengan pita conveyor. Udara primer masuk lagi dari masing-masing ujung penggilingan dan mengambil bubuk bahan bakar ini dari dalam drum.  Campuran bubuk bahan bakar/udara melewati classifier statis menuju pita conveyor sebelum menuju ke burner .

Partikel-partikel besar-besar yang ditolak oleh classifier jatuh ke pita conveyor untuk dikembalikan kepenggililingan, setiap benda-benda asing dalam batubara tetap tinggal didalam penggilingan. Penggilingan dalam selang waktu 1 sampai 2 tahun harus dikosongkan untuk mengeluarkan benda asing dan juga mengeluarkan bola-bola yang telah berkurang ukurannya (lebih kecil dari ½  inchi) karena aus. Pengeluran bola-bola yang aus dalam operasi normal dan pengisian kembali bola-bola dilaksanakan pada saat penggilingan dalam keada`n operasi dengan menggunakan alat berupa corong bola khusus yang masuk pada satu ujung penggilingan dekat conveyor pita .

 

Gambar 34. Penggilingan Bola  Tabung

11.3.   Pengoperasian

Pengoperasian mill (penggiling batu bara) yang akan dijelaskan ini adalah penggiling (mill) batubara tipe bertekanan, dan pemanas udara tipe rotary, karena peralatan ini secara luas digunakan pada unit-unit dengan bahan bakar batubara tetapi penjelasan pemakaian pada peralatan yang lain (pemakaian penggiling batubara tipe hisap misalnya) tidak banyak bebeda. Selama periode penyalaan  awal dihidupkan, unit penggiling bahan bakar batubara agar disiapkan. Udara panas adalah salah satu kebutuhan utama,  demikian pula gas asap agar dialirkan kepemanas udara penggiling dengan suhu gas masuk mininum : 175 ⁰ C. Pada tahap ini agar dijalankan kipas udara primer dan penggiling nomor 1 .

Pemilihan penggiling batu bara sedapat mungkin mempunyai pengaruh terhadap keadaan boiler. Pengiling untuk burner yang tertinggi diruang bakar akan menghasilkan suhu uap superheat yang tinggi dan mungkin suhu metal superheater yang tinggi pula. Penggiling batubara untuk burner terendah  tidak dapat dilihat hasilnya seperti diatas, kecuali kalau daerah-daerah radiasi superheater dekat dengan burner. Penggiling dengan burner ynag berdekatan dengan pipa air boiler kemungkinan besar dapat menaikkan tekanan tetapi masih belum menimbulkan masalah suhu metal dan suhu uap yang tinggi .\

Udara perapat agar digunajan pada penggiling bahan bakar yang dipilih dan lakukan pemanasan awal. Tingkap udara masuk pemanas  udara penggiling, agar sedikit demi sedikit dibuka untuk menjaga suhu campuran (yang mungkin ditunjukkan dikontrol room) sekurang-kurangnya 150 ⁰ C, tet`pi hal ini mungkin perlu membuka tingkap gas panas untuk mencapainya . Untuk penggiling tipe spinddle vertikal, pertama perlu melewatkan udara panas kepenggiling, sampai suhu normalnya kira-kira 75 ⁰ C. Bila suhu ini telah tercapai , penggilingan dapat dijalankan, tingkap udara primer dan tingkap pulverized fuel dapat  dibuka juga suplai udara sekunder burner pf. Batubara dapat dimasukkan penggiling dengan jumlah yang tepat, dan beban penggiling batu bara dapat dinaikkan  sedikit demi sedikit .

Udara tempering tingkat-tingkat awal dapat dipakai untuk mengatur suhu masuk penggiling sebelum suplly batubara yang cukup memadai dicapai. Segera setelah nyata bahwa batubara telah gerus (perbedaan tekanan melintasi penggiling , yang dikenal sebagai   “mill  differential”  naik dan suhu udara/batubara turun). Ruang bakar harus diperiksa untuk memastikan bahwa semua pembakar telah  menyala dengan baik dan kondisi pembakarannya stabil. Harus kita sadari bahwa menurut petunjuk praktis, pembakaran batubara yang disebut keadaan baik adalah bahwa penyalaan harus dari burner penyala awalnya sendiri tidak dari nyala api pembakar minyak yang berdekatan .

Begitu jumlah batubara kepenggiling bertambah (dengan menambah kecepatan pengisian) aliran udara primer yang lewat penggiling untuk membawa beban yang lebih besar. Disini    juga perlu untuk terus mempertahankan. Suhu   udara  batubara  keluar  penggiling  diantara 60^o  ~  65^oC.

12. METODE ATOMISASI MINYAK

12.1. Fungsi

Fungsi atomisasi minyak adalah memecah partikel-partikel minyak sehingga luas  permukaaan dari minyak menjadi besar, metode atomisasi minyak degan cara mengabutkan minyak menggunakan pembakar minyak (burner).

Tujuan atomisasi minyak adalah agar supaya proses pembakaran antara minyak dan udara menjadi sempurna, sehingga efisiensi pembakaran lebih menjadi baik .

12.2.   Jenis dan Konstruksi

Pada dasarnya ada tiga jenis pembakaran (burner) minyak dan ketiganya menggunakan cara yang berbeda untuk mengatomisasikan minyak  :

1.     Mekanikal  (atau tekanan)

2.     Diatomisasikan dengan Uap

3.     Diatomisasikan dengan udara

1.   Pembakaran minyak dengan diatomosasikan secara mekanikal

Didalam pembakaran ini minyak diatomisasikan oleh tekanan yang didapat dari pompa minyak. Minyak dengan tekanan yang sesuai melewati piringan  penyemprotan yang berisikan sejumlah jalur-jalur laluan tangensial untuk selanjutnya minyak menuju ruang dipusat piringan.  Disini minyak bergerak memutar dengan kecepatan tinggi yang selanjutnya keluar melalui orifer dalam bentuk kabut kerucut.

Dapat dilihat bahwa adanya perubahan tekanan  minyak atau keausan orifice dan jalur tangensial akan menyebabkan  atomisasi minyak menjadi terganggu dan titik-titik minyak akan banyak terpancar lewat burner.

Gambar burner dengan atomisasi mekanik dapat dilihat pada gambar  35  dibawah  ini.

 

Gambar 35 . Burner minyak dengan Atomisasi Mekanik

2.   Pembakaran minyak dengan diatomisasikan uap

Perubahan dengan atomisasi mekanikal akan mempunyai kerugian dimana beban tidak dapat diubah-ubah karena perubahan tekanan minyak ini akan mempengaruhi atomisasi. Pada pembakar minyak atomisasi uap perbandingan mengecilkan (turn down ration) 10 : 1 dapat dicapai .

Pada pembakaran ini atomisasi dilakukan dengan tekanan uap. Uap diisikan kepusat tabung burner pada tekanan  1,5 bar sampai 9 bar menuju piringan yang dilubangi dimana uap ini bertemu minyak yang telah melewati ruang antara tabung uap dan tabung diluarnya yang sepusat .

Pada pembakaran jenis ini suhu minyak sebelum memasuki tabung tidak perlu setinggi suhu minyak pada jenis atomisasi mekanikal, karena minyak akan mendapat tambahan panas dalam perjalanannya  ketengah tabung. Kerugian jenis atomisasi ini adalah jumlah uap yang diperlukan dapat mencapai  ½ % dari seluruh penguapan total .

Gambar burner dengan atomisasi uap dapat dilihat pada gambar 36 dibawah ini,

 

Gambar 36 . Burner Minyak dengan Atomisasi Uap

3.  Pembakaran dengan atomisasi udara

Pada pembakar ini, atomisasi dilakukan dengan udara tekanan tinggi dengan cara yang sama seperti halnya dengan uap. Pembakaran jenis ini tidak banyak digunakan oleh perancang boiler sebab memerlukan penambahan compressor udara yang mahal baik pemasangannya ataupun pemeliharaannya.

13. PEMBERSIH JELAGA (SOOTBLOWER)

13.1.    Fungsi

Boiler-boiler modern dilengkapi dengan pembersih jelaga (sootblower) yang dapat dioperasikan dari jarak jauh (remotely operated) dan dikendalikan secara bergantian dan berurutan .

Fungsi dari sootblower adalah untuk membersihkan abu, debu atau jelaga yang menempel pada pipa-pipa Boiler, superheater, Economizer dan pada elemen air heater. Tujuan dari pembersihan tersebut adalah untuk menaikkan efisiensi dari boiler dan menghindari kerusakan pipa-pipa pada bolier/superheater. Biasanya sootblower menggunakan uap untuk membersihkan pipa-pipa boiler/superheater .

Uap yang digunakan untuk pembersihan abu biasanya diambil langsung dari boiler, dari sisi keluar pemanas lanjut primer atau dari sisi masuk cold reheater, namun uap dari boiler bantu (auxilary boiler) pun dapat digunakan. Tekanan uap yang menuju kemasing-masing blower diturunkan seperlunya oleh  plat-plat orifis (orifice plate). Pada pusat pembangkit lain, udara bertekanan juga digunakan sebagai media pembersih. Sistem sootblowing dengan udara bertekanan ini memerlukan tambahan modal dan biaya untuk kompressor  yang berkapasitas besar .

13.2.   Jenis dan Konstruksi

Jenis penempatan , ukuran dan tekanan serta frekuensi penggunaan sootblower sangat bervariasi sesuai dengan disain boiler dan karakter deposit/endapannya . Oleh karena itu adalah tidak mungkin untuk menguraikan semua pemakaian-pemakainnya , tetapi secara umum , jenis-jenis  utama dari sootblower yang digunakan adalah seperti diperlihatkan pada gambar 19,    yaitu :

a.    Blower-blower yang dapat ditarik (retractable gun blowers) dengan nozle jet yang berlawanan untuk membersihkan pipa-pipa air ruang bakar.

b.    Blower-blower yang dapat ditarik (retractable gun blowers) yang mempunyai nozle jet tunggal untuk diarahkan pada susunan pipa-pipa boiler dan superheater.

c.    Blower-blower panjang yang dapat ditarik (long retractable lance blowers) yang bergerak/bergeser diantara susunan pipa-pipa, dengan nozle berputar dan mempunyai jet yang berlawanan untuk mengimbangkan gaya dorong. Jenis inilah yang paling efektif, untuk pemanas lanjut pada boiler modern sehingga memungkinkan mencapai sasaran yang lebar dengan merata/sebanding.

d.    Blower dengan nozzle jet banyak (multi jet tube blowers), digunakan untuk zone temperatur yang lebih rendah seperti economizer dan air heater. Blower tersebut tidak dapat ditarik (non-retractring) tetapi dapat berputar dan/atau bergeser.

e.    Sama dengan multi jet blower dengan nozzle jet yang dapat digunakan pada posisi tetap untuk membersihkan lorong-lorong diantara pipa-pipa. Blower ini hanya cocok untuk zone temperatur yang lebih rendah dan pada zone yang deposit/endapannya ringan, oleh karena itu tidak perlu daya yang besar untuk beberapa nozle kecil .

 

Gambar 37.  Jenis-jenis  Sootblower

13.3.   Pengoperasian

Frekuensi sootblowing ditentukan oleh pengalaman pada masing-masing boiler, dan tidak boleh terlalu sering karena menurunkan effisiensi dan mahalnya harga uap yang digunakan. Secara umum, saat diperlukannya sootblowing diperlihatkan dengan turunnya temperatur superheater, naiknya temperatur gas asap bagian belakang atau indikasai bahwa tarikan turun, namun pada bagian tertentu naik .

Pada waktu mengoperasikan sootblower (sootblowing), harus dilaksanakan tindakan pengamanan sebagai berikut  :

1.       Vakum boiler harus dinaikkan untuk melindungi operator dari hembusan keluar gas-gas panas.

2.       Diperlukan drain yang cukup pada pipa-pipa supply uap dan biasanya dipasang katup-katup drain otomatis.

3.       Blower tidak boleh dibiarkan terus pada posisi kerja dengan uap didalamnya, karena menyebabkan erosi pipa setempat.

4.       Bila blower tertinggal dalam ruang bakar tanpa uap ia akan rusak. Bila supply Listrik terganggu atau blower macet , ia harus dikeluarkan dengan tangan.

5.       Boiler pf harus beroperasi dengan beban tinggi ketika sootblowing, agar pembakaran stabil.

6.       Suhu logam air heater harus di jaga setinggi mungkin ketika soot blowing  dengan mem-by-pass udara atau resirkulasi udara panas .