Water Tube Boiler merupakan alat yang dirancang khusus untuk menghasilkan uap panas. Proses produksi uap pada boiler ini terjadi dengan memanaskan air hingga berubah menjadi uap. Uap yang dihasilkan kemudian dipampatkan, meningkatkan tekanan, dan memiliki suhu yang tinggi.
Water tube boiler adalah jenis boiler di mana air dipanaskan di dalam tabung dan gas panas mengelilinginya. Ini adalah definisi dasar boiler tabung air. Sebenarnya boiler ini merupakan kebalikan dari fire tube boiler dimana gas panas dilewatkan melalui pipa-pipa yang dikelilingi oleh air. Water tube boiler diklasifikasikan menurut cara sirkulasi air/uap: sirkulasi alami, sirkulasi paksa atau terbantu, sekali melalui dan tipe sirkulasi gabungan boiler. Semua boiler pembangkit listrik saat ini adalah water tube boiler.
Daftar Isi
Natural Circulation/Sirkulasi Alami
Sirkulasi alami merupakan prinsip lama yang digunakan dalam sirkulasi uap/air di boiler. Meskipun telah mengalami penurunan penggunaan dalam beberapa dekade terakhir karena kemajuan teknologi sirkulasi lainnya, prinsip ini masih diterapkan pada boiler berukuran kecil dan menengah. Penurunan tekanan untuk boiler sirkulasi alami sekitar 5-10% dari tekanan uap di dalam drum uap, dengan suhu uap maksimum bervariasi antara 540 hingga 560 °C.
Proses sirkulasi air/uap dimulai dari tangki feed water, di mana air umpan dipompa untuk meningkatkan tekanan menuju tekanan yang diinginkan dalam boiler. Dalam praktiknya, tekanan uap akhir harus di bawah 170 bar agar sirkulasi alami dapat berfungsi dengan baik.
Air umpan dipanaskan lebih lanjut di economizer pada titik suhu mendekati didih. Untuk mencegah air umpan dari mendidih dalam pipa economizer, suhu air keluar dari economizer disimpan sekitar 10 derajat di bawah suhu didih, yang dikenal sebagai pendekatan suhu 10 K. Dari economizer, air umpan mengalir ke steam drum boiler, di mana airnya mencampur secara merata dengan air yang sudah ada di dalamnya, mengurangi tekanan termal di dalam drum uap.
Jenis sirkulasi ini disebut sirkulasi alami karena tidak melibatkan pompa sirkulasi air di dalam sirkuitnya. Sirkulasi terjadi secara alami karena perbedaan massa jenis air/uap antara downcomer dan riser.
Forced Circulation/Sirkulasi Paksa
Berbeda dengan boiler sirkulasi alami, sirkulasi paksa melibatkan sistem sirkulasi internal yang didukung oleh pompa sirkulasi air/uap. Pompa sirkulasi menjadi elemen kunci yang membedakan antara sirkulasi alami dan sirkulasi paksa. Dalam jenis boiler sirkulasi paksa yang umum, seperti boiler La Mont, prinsip dasar sirkulasi tetap mirip dengan sirkulasi alami, namun dengan tambahan pompa sirkulasi. Meskipun tekanan operasi dapat sedikit lebih tinggi dibandingkan boiler sirkulasi alami, boiler sirkulasi paksa juga tidak cocok untuk tekanan superkritis (>221 bar). Tekanan operasi maksimum biasanya mencapai 190 bar, dengan penurunan tekanan dalam boiler sekitar 2-3 bar.
Proses sirkulasi air/uap dimulai dari tangki air umpan, di mana air umpan dipompa untuk meningkatkan tekanan menuju tekanan boiler yang diinginkan. Dalam praktiknya, tekanan uap akhir diatur di bawah 190 bar untuk menjaga uap tetap dalam daerah subkritis. Air umpan kemudian dipanaskan di economizer hingga mendekati titik didih air.
Dalam sirkulasi paksa, pompa sirkulasi memberikan dorongan untuk sirkulasi uap/air. Karena pompa mendorong sirkulasi, tabung evaporator dapat ditempatkan dalam berbagai posisi. Kehilangan tekanan yang lebih besar dapat ditanggung, sehingga tabung evaporator dapat dibangun lebih murah dan dengan diameter lebih kecil dibandingkan dengan sirkulasi alami.
Air jenuh kemudian mengalir dari steam drum melalui tabung downcomer ke mud drum. Biasanya, beberapa tabung downcomer yang tidak dipanaskan ditempatkan di luar boiler. Header yang mendistribusikan air ke tabung evaporator dilengkapi dengan choker (pembatas aliran) untuk masing-masing tabung dinding guna mendistribusikan air secara merata. Air melanjutkan perjalanannya ke tabung riser, di mana ia mengalami penguapan. Uap dipisahkan di dalam drum uap dan diteruskan melalui superheater, mirip dengan proses pada sirkulasi alami.
Once-through/Sekali Lewat
Boiler once-through, atau dikenal juga sebagai boiler tekanan universal, dapat dijelaskan sebagai tabung panjang yang dipanaskan secara eksternal. Berbeda dengan jenis boiler tabung air lainnya, seperti sirkulasi alami dan terkontrol, boiler once-through tidak memiliki uap drum. Oleh karena itu, panjang evaporator, di mana air jenuh berubah menjadi uap, tidak tetap pada boiler once-through.
Boiler once-through sering disebut sebagai boiler tekanan universal karena dapat digunakan pada berbagai tekanan dan temperatur. Namun, boiler ini umumnya dirancang untuk ukuran yang besar dengan tekanan uap subkritis tinggi atau bahkan tekanan uap superkritis. Desain boiler once-through pada unit pembangkit listrik besar, seperti yang memiliki daya 900 MWth, bisa memiliki tinggi lebih dari 160 m dengan furncae setinggi lebih dari 100 m.
Jenis boiler once-through adalah satu-satunya yang cocok untuk tekanan superkritis, yang dapat mencapai 250-300 bar. Kisaran suhu yang umum untuk jenis boiler once-through yang ada saat ini berkisar antara 560-600 °C. Meskipun memiliki kehilangan tekanan yang bisa mencapai 40-50 bar, boiler ini memerlukan otomatisasi dan sistem kontrol yang canggih karena volume air/uap yang relatif kecil.
Sirkulasi Gabungan
Jenis boiler ini merupakan kombinasi antara boiler sirkulasi paksa dan boiler sekali lewat (once-through). Sirkulasi gabungan dapat diterapkan pada tekanan uap baik subkritis maupun superkritis. Ketika laju pembakaran berada di kisaran antara 60 hingga 100%, boiler beroperasi sebagai boiler once-through. Namun, pada kapasitas beban kurang dari 60%, boiler gabungan beralih ke mode operasi sebagai boiler sirkulasi paksa untuk menjaga aliran air/uap yang memadai dalam tabung dinding.
Keuntungan utama dari jenis boiler sirkulasi gabungan adalah penurunan permintaan energi untuk pompa, karena mode operasinya dapat berubah tergantung pada beban kapasitas. Namun, kerjasama yang diperlukan antara pompa air umpan dan pompa sirkulasi, serta kebutuhan tinggi akan pengolahan air, menjadi beberapa kerugian yang perlu diperhatikan.
Dalam dunia industri yang kompetitif, kebutuhan akan bahan bakar berkualitas menjadi sangat krusial. PT SHA SOLO, sebagai agen distributor resmi Pertamina, menawarkan solusi melalui Pertamina Dex. Dengan jaminan kualitas, pasokan yang stabil, dan harga yang kompetitif, PT SHA SOLO menjadi pilihan utama bagi industri yang menginginkan yang terbaik untuk operasional mereka. Bagi industri atau perusahaan yang memerlukan pasokan Pertamina Dex, PT SHA SOLO siap menjadi mitra terpercaya. Cek Update Harga BBM Terbaru.
