Macam Macam Boiler.docx

Macam macam boiler 1. Boiler Pipa-Api (Fire-tube boiler)

Gambar boiler pipa api Sesuai dengan namanya, boiler pipa-api mengalirkan gas panas hasil pembakaran ke saluran pipa-pipa yang diselubungi oleh air. Gas panas hasil pembakaran bahan bakar di ruang bakar (furnace) dialirkan ke pipa-pipa khusus tersebut sebelum dibuang ke atmosfer. Boiler pipa-api sendiri masih bisa diklasifikasikan menjadi beberapa tipe: a. Boiler Haystack

Gambar boiler haystack Hanya tersusun atas sebuah tungku raksasa yang ditumpangi sebuah panci besar. Boiler yang berbentuk seperti panci ini memang dahulunya terinspirasi oleh panci memasak. b. Centre-flue Boiler

Gambar centre flue boiler

Pada perkembangan selanjutnya boiler mulai didesain lebih kompleks. karena gas hasil pembakaran dialirkan ke dalam tanki air melalui sebuah pipa besar sebelum dibuang ke udara luar. Pipa gas buang (flue gas) tersebut hanya memiliki satu arah menjauh dari tungku api. c. Return-flue Boiler

Gambar return flue boiler pipa gas buang pada boiler return-flue dibuat memiliki aliran balik berbentuk huruf U. Tujuan dari desain ini adalah untuk lebih meningkatkan efisiensi boiler. d. Boiler Huber

Gambar boiler huber Boiler ini sudah tidak menggunakan satu pipa besar sebagai saluran balik gas buang, namun sudah menggunakan beberapa pipa kecil atau tube dengan tujuan untuk memaksimalkan perpindahan panas dari gas buang ke air di dalam tanki.

e. Boiler Cornish

Gambar boiler cornish Boiler ini merupakan boiler horisontal dengan sistem natural draught(suppy udara) sehingga membutuhkan bentuk cerobong asap yang tinggi untuk menjamin pasokan oksigen cukup. Boiler ini dibuat dari sebuah tanki air besar dengan ruang bakar yang tepat berada di tengah-tengahnya. f.

Boiler Butterley

Gambar boiler butterley Boiler ini mirip dengan desain boiler Cornish namun dengan menghilangkan saluran gas buang di bawah tanki air.

g. Boiler Lancashire

Gambar boiler lancashire Jika boiler Cornish hanya memiliki satu ruang bakar dan sekaligus satu pipa-api besar di tengah-tengah tanki air, maka boiler Lancashire memiliki dua ruang bakar yang sekaligus dua pipa-api di tengah-tengah tanki air. h. Boiler Lokomotif

Gambar boiler lokomotif Boiler yang diberi nama sesuai dengan penggunaannya sebagai mesin penggerak kereta api ini didesain untuk menghasilkan uap air kering (superheater). Uap air tersebut akan langsung digunakan sebagai penggerak piston-torak pada mesin uap yang didesain menyatu dengan sistem boiler Lokomotif. i.

Boiler Scotch Marine

Boiler scotch marine Boiler Scotch Marine memiliki efisiensi tinggi. Hal ini didapat karena desain pipa api di dalam tanki air yang sangat banyak. Gas panas hasil pembakaran keluar dari ruang bakar yang berada di tengah-tengah tanki air, menuju pipa-pipa api yang ada di samping ruang bakar dengan arah aliran berlawanan. Selanjutnya gas buang kembali mengalir ke pipa-pipa api di sisi atas dengan arah aliran yang searah dengan arah pembakaran di ruang bakar. Singkat cerita aliran gas pembakaran di dalam pipa-pipa api tersebut seakan membentuk huruf S. j.

Boiler Pipa-api Vertikal

Gambar boiler pipa api vertikal Boiler pipa-api dengan yang tersusun atas pipa-pipa api vertikal disebut sebagai boiler pipa-api vertikal. Boiler tipe ini memiliki kelebihan desain dan proses pembuatan yang tidak terlalu rumit. Ruang bakar berada di bawah tanki air, dengan pipa-pipa untuk saluran gas buang yang tersusun vertikal di dalam tanki air.

k. Boiler Horizontal Return Tubular

Gambar boiler horizontal return tubular Boiler Horizontal Return Tubular mirip dengan boiler-boiler pipa api lain yang telah kita bahas. Memiliki susunan pipa-pipa api mendatar. Yang sedikit berbeda adalah desain penempatan ruang bakar yang tidak berada di dalam tanki air, namun berada di bawah tanki. Pipa-pipa api yang ada di dalam tanki hanya akan dilewati oleh gas buang panas hasil pembakaran bahan bakar di ruang bakar tersebut. l.

Admiralty-type direct tube boiler

Gambar admiralty direct tube boiler Boiler pipa-api ini tidak populer dan tidak digunakan banyak pihak sejak kemunculannya di era kapal perang Ironclad di pertengahan abad 19. Satu hal yang membuatnya tidak populer adalah desain pipa-api yang terhubung langsung dengan ruang bakar sehingga sering terjadi over-heat pada pipa tersebut.

m. Immersion Fired Boiler

Gambar immersion fired boiler Boiler pipa-api terakhir ini memiliki satu ciri khas yang tidak dimiliki oleh boiler-boiler pipa-api lainnya. Boiler yang dikembangkan oleh pabrikan Sellers Manufacturing ini didesain agar tiap-tiap pipa-api yang ada di dalam tanki air berfungsi sebagai ruang bakar sekaligus juga saluran gas buang panas hasil pembakaran. Sehingga boiler ini memiliki banyak burner (alat pembakar) dengan jumlah yang sama dengan jumlah pipa-api yang ada. Dengan desain boiler yang otomatis hanya cocok menggunakan bahan bakar cair atau gas ini, diklaim memiliki tegangan temperatur yang relatif rendah. Boiler ini masih dipasarkan hingga saat ini oleh pabrikan Sellers Manufacturing selaku pemilik desain patennya. 2. Boiler Pipa-Air (Water-Tube Boiler)

Gambar boiler pipa air Boiler pipa-air sekalipun memiliki desain yang sedikit lebih kompleks daripada boiler pipaapi, namun boiler pipa-air cenderung lebih mampu menghasilkan kualitas uap air yang lebih

tinggi (lebih superheated). Oleh karena itulah boiler pipa-air lebih cocok diaplikasikan pada industri-industri besar yang lebih menuntut kualitas uap air tinggi seperti pembangkit listrik tenaga uap. Berdasarkan desain yang berbeda-beda boiler pipa-air dapat diklasifikasikan sebagai berikut: a. Boiler John Blakey (1766)

Gambar boiler john blankey Boiler ini tersusun atas sebuah tunggu vertikal yang di tengah-tengahnya ditata beberapa pipa terhubung yang dibuat miring membentuk sudut tertentu. Kedua ujung dari susunan pipa-pipa tersebut terhubung dengan pipa yang berdiameter lebih kecil. b. Boiler James Rumsey (1788)

Gambar boiler james rumsey Perahu yang ketika itu dibuat untuk menyeberangi sungai Potomac, dilengkapi dengan sebuah boiler pipa-air. Pipa-pipa air pada boiler tersebut didesain berliku-liku secara horisontal, berada di dalam sebuah tungku api berukuran cukup besar. Uap air yang diproduksi digunakan untuk menggerakkan sebuah piston uap. c. Boiler Julius Griffith (1821)

Gambar boiler griffith Boiler ini didesain oleh Julius Griffith pada tahun 1821, yang tersusun atas beberapa pipa horisontal dalam beberapa tingkat dan diletakkan di atas sumber panas. Pipapipa horisontal tersebut saling terhubung dengan dua pipa vertikal kembar di kanankirinya. Di bagian paling ujung terdapat sebuah pipa horisontal terakhir sebagai tempat berkumpulnya uap air terproduksi, yang kemudian keluar dari boiler. Desain pipa horisontal bagian atas inilah yang selanjutnya menjadi cikal bakal desain steam drum pada boiler-boiler pipa-air modern. d. Boiler Joseph Eve (1825)

Gambar boiler joseph eve Boiler ini termasuk boiler pipa-air vertikal yang tersusun atas pipa-pipa vertikal dengan variasi lengkungan di bagian tengah, dua pipa horisontal berdiameter lebih besar yang berfungsi masing-masing sebagai tandon air dan tandon uap, serta dua pipa besar vertikal eksternal yang berfungsi sebagai penghubung antara tandon uap

di sisi atas dan tandon air di sisi bawah. Dua pipa vertikal ini berfungsi untuk memastikan agar sirkulasi alami air dan uap air pada boiler terjadi dengan baik di antara bagian pipa-pipa air, tandon, dan pipa eksternal. e. Boiler Goldsworthy Gurney (1826)

Gambar boiler goldsworthy gurney Boiler ini tersusun atas beberapa pipa lengkung berbentuk huruf U yang dibaringkan dengan salah satu sisi berada di posisi atas. Masing-masing ujung pipa U saling terhubung dengan pipa horisontal berdiameter lebih besar, baik bagian atas dan bawah. Lalu kedua pipa horisontal ini terhubung dengan pipa-pipa vertikal yang berfungsi untuk memastikan terjadinya sirkulasi air-uap air. Juga terdapat sebuah tabung silinder berdiameter besar, berukuran cukup panjang, berdiri vertikal terhubung dengan pipa horisontal atas dan bawah. Pipa silinder ini berfungsi sebagai tandon air dan uap air. f.

Boiler Stephen Wilcox (1856)

Gambar boiler stephen wilcox Boiler desain Wilcox ini menjadi boiler pipa-air pertama yang menggunakan desain pipa miring. Pipa-pipa miring ini menghubungkan ruang air di bagian depan dan belakang, dengan ruang uap air di bagian atas.

g. Boiler Pipa-Air Spiral

Gambar boiler pipa air spiral Jika boiler pipa-api berkembang bersamaan dengan berkembangnya kereta api, desain boiler pipa-air justru berkembang beriringan dengan teknologi mobil. h. Boiler Tipe-D

Gambar boiler tipe D Tipe boiler ini dinamakan dengan tipe-D karena memang bentuk dari boiler ini mirip dengan huruf D. Boiler ini dilengkapi dengan dua tanki yakni steam drum di sisi atas dan mud drum (tanki air) di sisi bawah. Kedua tanki ini dihubungkan dengan banyak pipa-pipa air yang sebagian tersusun vertikal, dan sebagian lain tersusun membentuk huruf D. Di tengah-tengah pipa-pipa berbentuk huruf D ini berfungsi sebagai ruang bakar.

i.

Boiler Tipe-A

Gambar boiler tipe A Masih karena desain yang mirip dengan bentuk salah satu huruf latin, boiler tipe-A dinamakan demikian memang karena desainnya yang mirip dengan huruf A. Boiler ini memiliki satu steam drum namun dengan dua tanki air di bawah. Tujuan dari digunakannya dua tanki air ini adalah untuk lebih memperpanjang umur boiler karena pipa-air akan berusia lebih panjang daripada desain tipe-D. Boiler ini memiliki desain lebih ramping daripada boiler tipe-D, namun demikian boiler tipe-A tidak bisa menghasilkan uap air berkandungan energi lebih tinggi daripada tipe-D untuk dimensi yang sama. j.

Boiler Tipe-O

Gambar boiler tipe O Boiler tipe-O menjadi tipe boiler pipa-air terakhir yang desainnya mirip dengan salah satu huruf. Boiler yang berbentuk mirip huruf O ini memiliki bentuk simetris dengan posisi steam drum di atas dan tanki air di bawah. Keduanya terhubung dengan pipapipa air berbentuk simetris sehingga di tengah-tengahnya menjadi ruang bakar boiler. Boiler tipe-O ini diklaim mampu menghasilkan uap air lebih cepat ketimbang tipe-D. Rendahnya kebutuhan perawatan juga menjadi keunggulan lain dari boiler ini. k. Boiler Babcock & Wilcox

Gambar boiler badcock & wilcox Boiler ini hanya memiliki satu tanki yakni steam drum yang diposisikan di bagian atas boiler. Steam drumtersebut sebagian berisi air dan sebagian yang lain berisi uap air basah. Desain khas dari boiler ini adalah pipa-pipa air yang didesain berbentuk miring membentuk sudut 15°. Kemiringan ini berfungsi untuk memastikan terjadinya sirkulasi natural dari fluida air-uap air di dalam boiler. Di atas pipa-pipa air tersebut dibuat pula ada pipa uap panas lanjut yang berfungsi untuk memanaskan lebih lanjut uap air yang telah cukup panas dan lolos dari steam drum untuk lebih lanjut dipanaskan hingga mencapai kualitas superheated. Untuk aliran gas pembakaran pada boiler ini dibuat berliku-liku sehingga memaksimalkan penyerapan panas dari gas buang ke fluida air. l.

Boiler Stirling

Gambar boiler stirling Boiler ini memiliki kharakteristik digunakannya dua macam tanki air yakni tanki steam drum di bagian atas dengan jumlah yang selalu lebih banyak daripada tanki

kedua yakni tanki air yang ada di bagian bawah boiler. Kharakteristik desain tersebut membuat Boiler Stirling dapat diklasifikasikan berdasarkan jumlah tanki air, yaitu tiga tanki dengan dua steam drum dan satu tanki air, empat tanki dengan tiga steam drum dan satu tanki air, serta lima tanki berupa tiga steam drum di bagian atas dan dua tanki air di bagian bawah boiler. Semakin banyak jumlah tanki, menandakan kemampuan memproduksi uap air yang semakin tinggi. Namun demikian boiler ini sudah kuno dan tidak digunakan lagi karena memiliki nilai efisiensi yang relatif lebih rendah daripada boiler-boiler modern. m. Boiler Yarrow

Gambar boiler yarrow Desain boiler Yarrow memiliki karakteristik ketel dengan tiga tanki air: dua tabung air lurus disusun dalam barisan segitiga dengan tungku tunggal di antara keduanya. Drum uap tunggal dipasang di bagian atas di antara mereka, dengan drum air yang lebih kecil di dasar masing-masing bank. Sirkulasi, baik ke atas maupun ke bawah, terjadi di dalam tabung bank yang sama ini. Keistimewaan Yarrow adalah penggunaan tabung lurus dan juga sirkulasi di kedua arah yang terjadi seluruhnya di dalam bank tabung, dan tidak menggunakan energi eksternal atau biasa kita kenal dengan sirkulasi natural. Karena karakteristik tiga drumnya, boiler Yarrow memiliki kapasitas air yang lebih besar. Makanya, jenis ini lazim digunakan pada aplikasi boiler kapal perang tua. Ukurannya yang ringkas membuatnya menarik untuk digunakan dalam unit pembangkit listrik yang dapat diangkut selama Perang Dunia II. Agar dapat diangkut pada jamannya, boiler dan peralatan tambahannya (pemanas bahan bakar minyak, unit pemompaan, kipas angin dll), turbin, dan kondensor dipasang pada gerbong tersendiri untuk dibawa melalui jalur rel kereta api.

n. Boiler Thornycrof

Gambar boiler thornycrof Desain khusus boiler ini adalah menggunakan satu saja steam drum di sisi atas, dengan tiga buah downcomer sehingga tersusun mirip dengan boiler formasi M. Namun karena desain beberapa pipanya yang memiliki tekukan tajam, membuatnya beresiko cepat bocor tak hanya karena kemungkinan terjadinya thermal stress, namun juga karena kesulitan tersendiri saat butuh dibersihkan. Oleh karena beberapa kelemahan inilah membuat boiler ini tidak sepopuler Boiler Yarrow. o. Boiler Dinding Pipa (Tube Walled Boiler)

Gambar boiler dinding pipa Di awal-awal perkembangannya, boiler pipa-air memang tidak secepat boiler pipaapi. Hal ini dikarenakan boiler pipa-api membutuhkan desain perhitungan dan teknik pembuatan yang lebih rumit. Namun kelebihan utama dari boiler pipa-api yang nyaris tidak memiliki batas maksimum kapasitas, membuat perkembangan di masa-

masa selanjutnya hanya perlu menunggu lahirnya teknologi-teknologi modern di bidang pengelasan dan material. p. Boiler Satu Kali Alir (Once-Through Boiler)

Gambar boiler satu kali air Once-through boiler adalah sebuah konsep boiler pipa air yang tidak terjadi sirkulasi air non-vaporasi. Artinya, setiap molekul air hanya melewati alur pipa-pipa boiler satu kali saja. Konsep ini tentu sangat meningkatkan efisiensi boiler karena tidak lagi membutuhkan steam drum, sehingga tidak perlu tambahan pompa sirkulasi boiler.