Ketel Uap (Boiler)

Ketel Uap (Boiler)

Uap atau steam ialah gas yang dihasilkan dari proses yang disebut penguapan. Bahan baku yang dipakai untuk menghasilkan steam ialah air membersihkan. 

Proses untuk menghasilkan uap yang sederhana sanggup kalian temui pada ketika orang bau tanah kalian memasak air atau pada ketika menanak nasi. Pada proses tersebut sanggup kalian amati, uap akan keluar dari daerah memasak air atau memasak nasi tadi. Pada ketika uap sudah keluar berarti sudah terjadi proes perubahan wujud dari zat cair menjadi uap air jawaban pemanasan. 

Uap yang dihasilkan pada proses tersebut bila kita simpan dalam suatu wadah/tabung, maka akan dihasilkan tenaga yang cukup besar. Sehingga sanggup dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. 

Untuk lebih jelasnya tentang memanfaatkan tenaga uap ini. Dapat kalian pelajari pada uraian tentang boiler.

A. Pengertian Boiler / Ketel Uap 

Boiler ialah ember tertutup dimana gerah pembakaran dialirkan ke air hingga terbentuk air gerah atau steam berupa energi kerja. Air ialah media yang berkhasiat dan murah untuk mengalirkan gerah ke suatu proses. Air gerah atau steam pada tekanan dan suhu tertentu mempunyai nilai energi yang kemudian dipakai untuk mengalirkan gerah dalam bentuk energi kalor ke suatu proses. Jika air di didihkan hingga menjadi steam, maka volumenya akan meningkat sekitar 1600 kali, menghasilkan tenaga yang mirip bubuk mesiu yang praktis meledak, sehingga boiler ialah peralatan yang harus dikelola dan dijaga dengan sangat baik pada komponen-komponennya.

B. Sistem pada Boiler 

Sistem boiler terdiri dari sistem air umpan, sistem steam, dan sistem materi bakar. 

1. Sistem air umpan menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhan steam. Berbagai kran disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan dari sistem air umpan, penanganan air umpan diharapkan sebagai bentuk pemeliharaan untuk mencegah terjadi kerusakan dari sistem steam. 
2. Sistem steam mengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler, steamdialirkan melalui sistem pemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanan steam diatur memakai kran dan dipantau dengan alat pemantau tekanan. 
3. Sistem materi bakar ialah tiruana peralatan yang dipakai untuk menyediakan materi bakar untuk menghasilkan gerah yang dibutuhkan. Peralatan yang diharapkan pada sistem materi bakar tergantung pada jenis materi bakar yang dipakai pada sistem. 

Teknik kerja boiler ialah sebagai diberikut: 

1. Air yang disuplay dari feed water tank ke dalam boiler dengan memakai pompa sehingga air mencapai level yang sudah ditentukan,maka feed pump ini star atau stop secara automatis selama level air didalam boiler masih bergeser turun mencapai batas yang sudah ditentukan. 
2. Selanjutnya untuk proses pembakaran dimana fuel pump burner akan bekerja menekan materi kedalam ruang chamber, sehingga mengubah bentuk mirip kabut dan menyala untuk proses pemanasan air. 

C. Pengolahan Air Umpan Boiler 

Memproduksi steam yang berkarakter tergantung pada pengolahan air yang benar untuk mengendalikan kemurnian steam, endapan dan korosi. Sebuah boiler ialah kepingan dari sistem boiler, yang mendapatkan tiruana materi pencemar dari sistem di depannya. Kinerja boiler, efisiensi dan umur layanan ialah hasil pribadi dari pemilihan dan pengendalian air umpan yang dipakai dalam boiler. 

Jika air umpan masuk boiler, kenaikan suhu dan tekanan menjadikan komponen air mempunyai sifat yang tidak sama. Hampir tiruana komponen dalam air umpan dalam keadaan terlarut. Walau demikian dibawah kondisi gerah dan tekanan hampir seluruh komponen terlarut keluar dari larutan sebagai padatan partikuat, kadang kala dalam bentuk Kristal dan pada waktu yang lain dalam bentuk amorph. Jika kelarutan komponen spesifik dalam air terlewati, maka akan terjadi pembentukan kerak dan endapan. Air boiler harus cukup bebas dari pembentukan endapan padat agar terjadi perpindahan gerah yang cepat dan efisien dan harus tidak korosif terhadap logam boiler. 

 Jenis-jenis pengolahan air boiler : 

1) Pengolahan Air Internal 

Pengolahan air internal ialah penambahan materi kimia ke boiler untuk mencegah pembentukan kerak. Senyawa pembentuk kerak diubah menjadi lumpur yang mengalir bebas, yang sanggup dimembuang dengan blowdown. Metode ini terbatas pada boiler dimana air umpan mengandung garam sadah yang rendah, dengan tekanan rendah, kandungan TDS tinggi dalam boiler sanggup ditoleransi, dan bila jumlah airnya sedikit. Jika kondisi tersebut tidak terpenuhi, maka laju blowdown yang tinggi diharapkan untuk memmembuang lumpur. Hal tersebut menjadi tidak hemat sehubungan dengan kehilangan air dan gerah. Jenis sumber air yang tidak sama memerlukan materi kimia yang tidak sama pula. Senyawa mirip sodium karbonat, sodium aluminat, sodium fosfat, sodium sulfit, dan senyawa organic dan anorganik seluruhnya sanggup dipakai untuk maksud ini. Untuk setiap kondisi air diharapkan materi kimia tertentu. Harus dikonsultasikan dengan seorang seorang andal dalam memilih materi kimia yang paling cocok untuk dipakai pada setiap kasus. Pengolahan air spesialuntuk dengan pengolahan internal tidak direkomendasikan. 

2) Pengolahan Air Eksternal 

Pengolahan eksternal dipakai untuk memmembuang padatan tersuspensi,padatan terlarut (terutama ion kalsium dan magnesium yang ialah penyebab utama pembentukan kerak) dan gas-gas terlarut (oksigen dan karbondioksida). Proses perlakuan eksternal yang ada adalah:

• Pertukaran ion 
• Penghilangan mineral/demineralisasi. 
• De-aerasi 

Sebelum dipakai cara diatas, perlu untuk memmembuang padatan dan warna dari materi baku air, alasannya ialah materi tersebut sanggup mengotori resin yang dipakai pada kepingan pengolahan selanjutnya.Metode pengolahan pertama ialah sedimentasi dalam tangki pengendapan atau pengendapan dalam clarifiers dengan menolongan koagulan dan flokulan. Penyaring pasir bertekanan, dengan aerasi untuk menghilangkan karbondioksida dan besi, sanggup dipakai untuk menghilangkan garam-garam logam dari air sumur. Tahap pertama pengolaha ialah menghilangkan garam sadah garam non sadah. Penghilangan spesialuntuk garam sadah disebut pelunakan, sedangkan penghilangan total garam dari larutan disebut penghilangan mineral atau demineralisasi. 

Proses pengolahan air eksternal antara lain: 

a) Proses Pertukaran Ion (Plant Pelunakan). 

Pada proses pertukaran ion, kesadahan dihilangkan dengan melewatkan air pada bed zeolit alam atau resin sintetik dan tanpa pembentukan endapan. Jenis paling sederhana ialah “pertukaran basa” dimana ion kalsium dan magnesium ditukar dengan ion sodium. Sesudah jenuh, dilakukan regenerasi dengan sodium klorida. Garam sodium praktis larut, tidak membentuk kerak dalam boiler. Dikarenakan penukar basa spesialuntuk menggantikan kalsium dan magnesium dengan sodium, maka Teknik Pengukuran Bemasukan Proses clvii tidak mengurangi kandungan TDS, dan besarnya blowdown. Penukar basa ini juga tidak menurunkan alkalinya. 

b) Demineralisasi (Penghilangan mineral). 

Demineralisasi ialah penghilangan lengkap seluruh garam. Hal ini dicapai dengan memakai resin “kation”, yang menukar kation dalam air baku dengan ion hydrogen menghasilkan asam hidroklorida, asam sulfat dan asam karbonat. Asam karbonat dihilangkan dalam menara degassing dimana udara dihembuskan melalui air asam. Berikutnya, air melewati resin “anion”, yang menukar anion dengan asam mineral (misalnya asam sulfat) dan membentuk air. Regenerasi kation dan anion perlu dilakukan pada jangka waktu tertentu dengan memakai asam mineral dan soda kaustik.Penghilangan lengkap silika sanggup dicapai dengan pemilihan resin anion yang benar. Proses pertukaran ion, bila diperlukan, sanggup dipakai untuk demineralisasi yang hampir total, mirip untuk boiler pembangkit tenaga listrik. 

Reaksi pelunakan: 

• Na2R + Ca(HCO3) → CaR + 2 Na(HCO3) 
• Reaksi regenerasi 
• CaR + 2 NaCl → Na2R + CaCl2 

c) Deaerasi 

Dalam de-aerasi, gas terlarut mirip oksigen dan karbondioksida dimembuang dengan pemanasan pertama air umpan masuk ke boiler. Seluruh air alam mengandung gas terlarut dalam larutannya.Gas-gas tertentu mirip karbon dioksida dan oksigen sangat meningkatkan korosi. Bila digerahkan dalam sistem boiler, karbondioksida (CO2) dan oksigen (O2) dilepaskan 

sebagai gas dan bergabung dengan air (H2O) membentuk asam karbonat (H2CO3). Penghilangan oksigen, karbondioksida dan gas lain yang tidak sanggup terembunkan dari air umpan boiler sangat penting bagi umur peralatan boiler dan juga keamanan operasi. Asam karbonat mengkorosi logam menurunkan umur peralatan dan pemipaan. Asam ini juga melarutkan besi (Fe) yang bila kembali ke boiler akan mengalami pengendapan dan menjadikan terjadinya pembentukan kerak pada boiler dan pipa. Kerak ini tidak spesialuntuk berperan dalam penurunan umur peralatan tapi juga meningkatkan jumlah energi yang diharapkan untuk mencapai perpindahan gerah.