Perancangan Once Through Boiler Dengan Menghasilkan Uap Bertekanan 150 Bar, Suhu 36o Derajat Celcius Dan Debit 17 Ton/Jam Berbahan Bakar Gas Alam

Jenar Resoati, Prof. Dr. Ing. Ir. Harwin Saptoadi, MSE.

2007 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Boiler atau Generador Uap sebagai alat penukar panas penghasil uap dengan temperatur dan tekanan tertentu sesuai kebutuhan mempunyai jenis dan karakteristik bermacam-macam . Once through boiler merupakan salah satu jenis dari boiler pipa air (waters tubes type boiler) yang dapat bekerja pada tekanan uap yang sangat tinggi. Boiler ini mengubah seluruh air menjadi uap dengan sekali jalan atau satu laluan. Dalam perancan gan iru, ^Once Through Boiler menghasilkan uap dengan tekanan 150 bar, temperatur 360'C dan kapasitas aliran l7 ton/jam dengan menggturakan bahan bakar dari gas alam. Untuk mendapatkan spesifikasi uap yang diharapkan, diperlukan rancangan yang baik meliputi rancangan thermal dan rancangan mekanikal. Rancangan thermal mengacu pada luas permukaan kalor pada pipa boiler yang dibutuhkan sedangkan rancangan mekanikal meliputi perhitungan dimensi konstruksi pipa dan kerangka boiler yang aman pada kondisi kerja baik pada beban operasi maupun beban maksimal. Bagian-bagian utama dari generator uap disain adalah/arnace wall tubes, superheater, ekonomiser II, dan ekonomiser L Masing-masing bagian tersebut tersusun atas deretan pipa-pipa dengan dimensi dan susruran tertentu yang didalamnya dilalui oleh feedwater maupun steam dengan temperatur inlet dan outlet sesuai perencanaan yang memperoleh energi panas dari hasil pembakaran dan gas bvng (/lue gas) yang melaluinya. Perpindahan panas dari hasil pembakaran maupun Jlue gas mentjttfeedwater aLaru steam dilakukan dengan tiga cara yaitu secara radiasi, konduksi dan konveksi. Air umpan (feedwater) masuk ke boiler sebelum menuju ekonomiser 11 terlebih dahulu melalui ekonomiser I sebagai pemanas awal. Pada ekonomiser II, feed water dipanaskan lebih la4iut sampai mencapai kondisi cair jenuh. Setelah mencapai temperatur tersebut feedwater dilewatkan ke furtnce wall tubes. Disini, terjadi proses evaporalion (pendidihan) sehingga feedwater mengalami perubahan fase dari cair jenuh (saturated water) menjadi uap jenuh (saturated vapor). Di superheater, uap jenuh dirubah menjadi uap panas lanjfi (superheated vapor). Sementara hasil pembakaran dan gas buang mengalir melewati pipa luar dari furnace wall tubes, superheater, ekonomiser II, ekonomiserl dan kemudian di buang ke udara bebas melalui cerobon g Gtack) . Pada konstruksi ini digunakan penarikan jenis/orc ed draft yang berfungsi untuk menarik udara atmosfer masuk ke dalam ruang bakar, maka dibutuhkan fan sentrifugal sebagai penghembus udara pembakaran. Pompa air yang digunakan adalah pompa sentrifugal yang digerakkan oleh motor listrik untuk mensirkulasikan fe e dw at er.

Boilers, or steam generators, act as heat exchangers that produce steam at specific temperatures and pressures as needed. They come in various types and characteristics. A once-through boiler is a type of water-tube boiler that can operate at very high steam pressures. This boiler converts all water into steam in a single pass. In this design, the once-through boiler produces steam at a pressure of 150 bar, a temperature of 360°C, and a flow capacity of 17 tons/hour using natural gas as fuel. To achieve the desired steam specifications, a sound design is required, encompassing both thermal and mechanical design. The thermal design refers to the required heating surface area of ??the boiler tubes, while the mechanical design includes calculating the dimensions of the tube construction and boiler frame for safe operation under both operating and maximum loads. The main components of a steam generator are the feed wall tubes, superheater, economizer II, and economizer L. Each of these components consists of a series of pipes with specific dimensions and orientations through which feedwater and steam pass at the planned inlet and outlet temperatures. These feedwater obtains heat energy from the combustion products and flue gas passing through them. Heat transfer from the combustion products and flue gas to the feedwater and steam occurs in three ways: radiation, conduction, and convection. Feedwater enters the boiler before going to economizer I, first passing through economizer I as a preheater. In economizer II, the feedwater is further heated until it reaches a saturated liquid state. After reaching this temperature, the feedwater is passed through the feed wall tubes. Here, the evaporation (boiling) process occurs, causing the feedwater to change phase from saturated water to saturated vapor. In the superheater, the saturated vapor is converted to superheated vapor. Meanwhile, the combustion products and exhaust gases flow through the outer pipes of the furnace wall tubes, superheater, economizer II, economizer I, and are then exhausted to the atmosphere through the chimney (Gtack). This construction uses a forced draft type of drawing to draw atmospheric air into the combustion chamber. Therefore, a centrifugal fan is required to blow the combustion air. The water pump used is a centrifugal pump driven by an electric motor to circulate the feedwater.

Kata Kunci : Once through boiler, rar'cutgerr thermal, rancangan mekanikal, furnace wall tubes, superheafer, ekonomiser II, ekonomiser \ staclt radiasi, konduksi, konveksi, feedwater, Jhrc gas, sat rated woter, saturated vapor, superheated vapor.