PRINSIP KERJA BOILER

Boiler adalah alat yang berfungsi untuk merubah energi panas dari pembakaran bahan baker menjadi energi panas yang dikandung oleh uap air. Artinya adalah boiler ini berfungsi untuk memproduksi uap yang nantinya uap tersebut dapat dipergunakan dalam berbagai kebutuhan. Di Industri sawit boiler sebagai pengahsil uap sangat berperan penting karena uap yang dihasilkan digunakan sebagai tenaga penggerak utama turbin sebagai motor penggerak generator dan menghasilkan energi listrik. Sementara uap bekas dari turbine dipergunakan untuk kebutuhan proses produksi TBS, baik itu untuk kebutuhan sterilisasi, pemanasan sludge dan minyak serta pemanasn air.

1. PENGAPIAN

Melalui  dua pemasuk bahan bakar atau feeder, bahan bakar disebarkan pada permukaan kisi pembakaran, dimana bahan bakar itu terbakar.Pembakaran berlangsung di dalam ruang dapur, dan pembakaran sudah harus berakhir sebelum aliran gas panas memasuki lintasan pass II. Dalam lintasan pass II terdapat pipa-pipa pembangkit uap dimana permukaannya dipanasi oleh gas panas. Gas panas yang melintasi pass II akan menyerahkan panas pada permukaan pipa- pipa pemanas uap lanjut yang terdapat pada pass III. Gas panas yang melintasi pass III setelah melalui pipa- pipa  pemanas uap lanjut seterusnya akan melalui pipa- pipa pembangkit uap yang ditempatkan pada bagian akhir lintasan gas panas didalam ketel uap. Selanjutnya kandungan abu yang terbawa oleh gas panas akan dipisahkan pada Dust Collector, gas bersih melalui ID Fan diteruskan ke cerobong asap.

Abu sisa pembakaran dapat dikeluarkan melalui:

• Pintu pengeluaran abu yang terdapat dibawah kisi- kisi.
• Penampung abu (ash hopper) yang terletak dibawah himpunan pipa- pipa pembangkit uap.
• Melalui dust collector atau pengumpul abu.

Agar permukaan pipa-pipa pemanas selalu dalam keadaan bersih boiler ini dilengkapi dengan dua shoot blower (penghembus jelaga). Agar pemeriksaan boiler ini dapat diperiksa maka dibuat pintu inspeksi di segala sisi yang terdapat gas aliran pana.

2. AIR BOILER

Dari tangki air umpan (feed Water), air umpan dipompakan melalui pompa air umpan kedalam ketel. Sebelum air masuk kedalam drum terlebih dahulu air tersebut dikurangi oksigen terlarutnya melalui deaerator tank dan di injeksikan chemical agar air memenuhi standar untuk air pengisi ketel. Katup control air umpan boiler yang dilengkapi dengan system by-pass diperlukan untuk mengetahui jumlah air yang diperlukan oleh boiler (dipasang flow meter). Melalui pipa, air dimasukkan kedalam drum dan memasuki ruang air dari drum melalui nozle- nozzle yang terdapat sepanjang drum, air selanjutnya terdistribusi pada system sirkulasi air didalam ketel.

3. UDARA
Udara untuk pembakaran dimasukkan melaui tiga system, yaitu:

• Udara pembawa/distribusi bahan baker (fuel feeder fan)
• Udara primer yang berhembus dari bawah kisi (Primary air fan)
• Udara sekunder melalui nozzle- nozzle pada dinding belakang dari ruang dapur (secondary air fan)

Kebutuhan udara primer untuk pembakaran dapat diatur oleh suatu tingkap pengatur aliran udara atau damper yang terdapat pada pipa udara primer. Penambahan udara sekunder dengan tekanan mencapai 50 mbar (absolute) masuk melaui pipa udara yang dilengkapi dengan tingkap pengatur (balancing damper) yang ditempatkan sebelum nozzle. Udara secunder masuk kedalam ruang dapur dengan kecepatan tinggi menimbulkan pergolakan arus sehingga terjadi pengadukan bahan baker.

4. PENGATUR PERMUKAAN AIR

Selain dari katup pengaman, ada alat pengatur tinggi permukaan air yang sangat penting untuk tujuan keamanan pada boiler. Ketinggian tertentu  (L minimum) dari permukaan air harus dihindarkan. Adanya tinggi permukaan air dibawah L min harus dihindarkan hal ini penting untuk mencegah terjadinya pemanasan lebih dari permukaan yang dipanaskan  atau heating surface pada boiler. Ini diatur oleh suatu rangkaian electronika yang bekerja secara otomatis sesuai dengan level air di dalam drum. Pada sisi luar drum dipasang satu alat yang dihubungkan dengan drum. Air dalam drum akan masuk kedalan sebuah pipa yang telah dilengkapi dengan beberapa electrode yang berfungsi sebagai penghubung arus listrik. Electrode- electrode tersebut dihubungkan dengan coil yang berfungsi untuk menggerakkan valve. Ada tiga buah valve yang berfungsi sebagai pengatur volume air yang masuk. Jika level air pada posisi Low (L) maka valve akan membuka yang digerakkan oleh coil. Jika posisi air di drum pada level high (H), maka valve akan menutup. Cara kerja dari alat ini adalah pada saat level air pada posisi low, maka electrode akan menghubungkan arus listrik dan terhubung dengan coil. Pada coil listrik dirubah menjadi medan magnet dan akan menggerakkan valve sehingga membuka, begitu pula sebaliknya. Jika posisi air pada low low maka semua aliran listrik akan mati kecuali untuk feed water pump.

5. UAP AIR

Uap basah (saturated steam) yang dihsilkan oleh permukaan panas (evaporator heating surface) terkumpul pada ruang uap dari drum, oleh deflector yang terdapat pada bagian dalam sepanjang drum, uap akan terpisah dari air, uap basah melalui pipa selanjutnya mengalir ke pemanas uap lanjut. Didalan pemanas uap lanjut, uap basah dipanaskan sehingga menjadi superheated steam. Temperatur pemanasan tergantung pada temperature gas asap. Pda beban rendah temperature steam sekitar 235o C, dan pada beban puncak temperature steam bias mencapai 260o C. Batas ruang lingkup dari boiler ini adalah pada sisi uap keluar adalah gate valve yang terdapat pada saluran keluar setelah superheater.

6. KATUP PENGAMAN (safety Valve)

Boiler ini dilengkapi dengan dua buah safety valve type spring loaded yang terpasang pada drum atas. Ini berfungsi untuk pengaman jika terjadi over pressure pada boiler. Safety valve ini dapat diadjust sesuai dengan spek maksimum yang tealh ditentukan. Biasanya safety valve ini diadjust 0,5 kg/cm2  diatas tekanan kerja dan untuk safety valve yang kedua diadjust 0,8 - 1 kg/cm2  diatas tekanan kerja.Pipa blow down disesuaikan ukurannya dengan ukuran lubang pembuangan dari sasfety valve.

7. TINGKAP PENGATUR GAS ASAP

Tingkap (damper) pengatur gas asap dipasang sebelum ID fan dan bias di adjust sesuai kebutuhan udara di dalam dapur. Semakin besar tingkap dibuka maka semakin kuat isapan udara yang terjadi didalam dapur.

8. GELAS PENDUGA (Sighn Glass)

Satu buah gelas penduga dipasang pada drum atas, ini berfungsi untuk mengetahui ketinggian permukaan  air didalam drum. Gelas penduga ini secara berkala harus dilakukan pencucian untuk menghindari terjadinya penyumbatan sehingga level air tidak bias dibaca.

Pencucian dapat dilakukan dengan cara:

• Tutup water cock yang tyerpasang pada bagian bawah.
• Kemudian buka drain cock sehingga air yang ada didalam sighn galas akan keluar.
• Setelah itu buka steam cock sehingga steam dari drum atas masuk kedalam sighn glass dan membersihkan permukaan (sisi) sighn glass.
• Setelah langkah ini dilakukan, kemudian tutup steam cock, dan drain cock lalu buka water cocok dan kemudian buka steam cock.
• Lakukan hal ini berulang kali sehingga permukaan (sisi) sighn galass betul betul bersih dan mudah untuk dibaca.

Sebaiknya hal ini dilakukan sekali dalam satu shift.

9. DRAINASE PEMANAS UAP LANJUT (Super Heater)

Sistem Drainase (pembuangan Condensate) pada pemanas uap lanjut (super heater) dapat dilakukan melalui tiga buah gate valve ukuran 1” yang dihubungkan dengan super heater header.

10. PEMBUANGAN UDARA (Aier Vent)

Untuk membuang udara didalam drum boiler dapat dilakukan dengan membuka dua buah gate valve yang terpasang pada drum atas dan pada pipa outlet steam sebelum super heater. Hal ini dilakukan untuk membuang udara yang terperangkap pada drum.

11. DRAINASE KETEL UAP
Perncucian boiler dapat dilakukan melalui 8 buah kerangan (gate Valve), yang terpasang pada:

• 1 Buah valve ukuran 2” pada drum bawah
• 4 buah valve ukuran 1” terpasang pada header dinding boiler
• 3 buah valve ukuran 1” yang terpasang pada drainase super heater
• Pressure Gauge (manometer)

Dilengkapi denga dua buah pressure gauge berskala bar (g) yang dipasang pada:

• Satu buah pada drum atas untuk mengetahui tekanan boiler.
• Satu buah pada saluran pengeluaran super heater steam.

13. TEKANAN RUANG DAPUR

Boiler ini bekerja pada tekanan rendah yaitu 0,5 – 1 mbar di bawah tekanan atmosfir pada sisi ujung dapur. Dengan menggunakan damper yang terdapat sebelum ID Fan, kondisi tekanan ini dapat dikontrol. Ini berfungsi dalam proses pembakaran bahan bakar. Jika udara terlalu besar maka bahan bakar aklan cendrung melayang dan tidak sempat terbakar dan terbawa bersama abu, jika udara kurang maka bahan bakar akan menumpuk di dalam dapur dan susah untuk terbakar. Jadi disarankan tekakan udara di dalam dapur berkisar antara 0,5 – 1 mbar.

14. PEMBUANGAN AIR BOILER

Sewaktu- waktu air didalam drum atas harus dibuang bila total zat- zat yang tidak terlarut telah mencapai batas tertentu. Untuk mengeluatkan air boiler, dalam hal ini digunakan blowdown valve yang terpasang pada drum atas. Katup ini bekerja bila kadar zat- zat yang tidak terlarut mencapai batas tertinggi yang diizinkan.