-TUGAS 1 BOILER, MARINE ENGINEERING BOOK- Roy L Harrington,1971

KELOMPOK 1 :

Rahmat Bayu Octavian 4211100068

Bayu Setya Pratama 4211100077

Ristita Anggarini W. A. I. 4212100063

Achmad Maulana Yasin 4212100066

Rachmadi Wahyu Adjie 4212100081

Teknik Sistem Perkapalan

Fakultas Teknologi Kelautan

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya

2015

BAB 3 - DESAIN

BOILER

-MARINE

ENGINEERING, ROY L

HARRINGTON-

3.1. General.

Tujuan dasar dalam

desain boiler adalah untuk

menentukan proporsi

terbaik dari penyerapan kalor

terhadap hasil kalor terbesar dari

proses pembakaran. Desain boiler

yang baik adalah ketika

membutuhkan biaya yang rendah

namun memiliki daya tahan dan

efisiensi yang tinggi. Beberapa

komponen harus saling

berkesinambungan dengan komponen

lainnya agar didapat biaya produksi,

biaya perawatan dan biaya bahan bakar yang relativ

murah. Namun faktor safety dan ketahanan komponen

harus diutamakan diatas mementingkan kebutuhan

untuk menekan biaya.

Dalam sistem steam generator, akan dibahas sebagai berikut :

Perlengkapan pembakaran bahan bakar

Furnace

Boiler generating surface

Superheater

Economizer dan air heater

Attemperator dan auxiliary desuperheaters

Circulatory dan steam separator system

Casing dan setting

Cleaning equipment

Safety valves dan other mountings

Feedwater dan treatment

Foundations dan supports

Combustion air supply system

Uptake gas duct system dan stack

Dalam pemenuhan step diatas membutuhkan langkah-langkah yang sangat panjang dan

sistematis. Dalam kebanyakan kasus, asumsi-asumsi dapat disesuaikan dengan kebutuhan dalam

melakukan desain boiler yang baik. Dalam desain boiler, asumsi dibutuhkan untuk mendapatkan

analisa hasil akhir boiler yang paling baik.

Langkah awal dalam pendesainan adalah memilih basis dari tipe boiler, superheater dan

ekonimizer atau pemanas udara yang akan digunakan. Pemilihan ini bedasarkan komponen pada

ruang yang tersedia dan kebutuhan saat operasi menggunakan boiler.

Jumlah bahan bakar menentukan seberapa besar efisiensi dari steam generator, uap atau

kalor yang dihasilkan, temperatur, dan aliran pada air yang telah dipanaskan. Karakteristik bahan

bakar dan jumlah bahan bakar juga menentukan perlengkapan-perlengkapan safety yang

dibutuhkan oleh para pekerja. Perhitungan proses pembakaran untuk menentukan gas yang

mengalir di dalam unit.

3.3 Desain Tungku

Setelah laju pembakaran dan jumlah dan jenis pembakar minyak ditetapkan, desain tungku

dilakukan

a. Temperatur Keluaran

untuk gas bertahun-tahun perkiraan akurat dari tungku diperlukan karena tingkat

pembakaran konservatif dan menggunakan uap jenuh. Unit-unit yang dihasilkan superheated steam

biasanya memiliki beberapa baris dari boiler tabung antara superheater dan tungku. Akibatnya,

kesalahan besar di pintu keluar tungku dihitung Suhu gas memiliki sangat sedikit efek pada

superheater

kinerja. Dalam unit dengan dosis superheaters terletak ke tungku, bagaimanapun, suhu gas keluar

tungku harus ditentukan secara akurat untuk menjamin memuaskan desain superheater. Selain itu,

penentuan akurat dari penyerapan panas di berbagai tungku daerah dinding air yang diperlukan

untuk menyediakan air yang cukup sirkulasi dengan sejumlah praktis pasokan dan riser

tabung.

b. Radiant Panas Menyerap Permukaan

Dalam mengevaluasi radiasi panas menyerap permukaan, datar diproyeksikan bidang

dinding dan bagian tabung yang digunakan. jarak yang dari tabung di dinding boiler berdekatan

dengan tungku tidak memiliki efek pada suhu tungku tetapi dengan luas tabung boiler, persentase

besar dari panas radiasi yang diserap dalam baris tabung belakang baris tungku. Dinding air tungku

dan atap biasanya terdiri pelindung tabung

c. Tingkat Laju Panas .

Tingkat penyerapan panas tungku per kaki persegi radiasi panas menyerap meningkat

permukaan dengan tingkat pelepasan panas yang lebih besar. bagaimanapun

persentase panas total dirilis yang diserap dalam boiler oleh radiasi menurun dengan

peningkatan tingkat menembak, dan bervariasi dari sebanyak 50 persen, atau lebih, dengan tarif yang

lebih rendah untuk menembak sekitar 15 persen pada tingkat pembakaran yang lebih tinggi

hasil dari fakta bahwa suhu adiabatik tetap praktis konstan, kecuali perubahan karena

variasi suhu udara dan pembakaran udara berlebih, atas seluruh rentang operasi boiler, sedangkan

temperatur gas meninggalkan tungku dan memasuki meningkat Bank tabung dengan laju

pembakaran.

d. Suhu Tabung Logam.

Dalam boiler, panas- yang di transfer rate di seluruh FDM air mendidih di dalam

dari tabung mungkin setinggi 20.000 Btu / ft2-hr-F; Namun, ketika memperkirakan suhu logam

tabung, sebuah transfer rate hanya 2000 Btu / ft2-hr-F biasanya diasumsikan dalam rangka

memberikan margin terhadap resi

e. Jenis dan Karakteristik.

Komponen bercahaya dan konveksi-jenis superheaters adalah dua tipe dasar.

Mereka adalah, sebagai nama mereka menyiratkan, superheaters yang menerima panas oleh

perpindahan panas radiasi atau konveksi dan mereka dapat diatur horizontaily atau vertikal. Dalam

jenis radiasi suhu uap menurun dengan peningkatan Peringkat sejak kuantitas panas yang diserap

oleh radiasi tidak meningkat secara proporsional dengan uap aliran

Cadangan harus dilakukan untuk kemungkinan adanya maldistribution baik dari uap dan arus

gas dalam menghitung temperatur tabung logam. Untuk gas pertimbangan untuk maldistribution

totalnya adalah 20%. Suhu logam tabung tertinggi biasanya ditemui pada tabung yang memilki

persentase minimum aliran uap dan menerima sekitar 110% dari rata-rata aliran gas. Safe-end adalah

gerak pendek tabung dari bahan kompatibel dengan header yang memfasilitasi bidang pengelasan.

Suhu akhir dari alloy bracket melebihi 1700 F. Salgging dan high-temperature corrosion dari tabung

dan cukup bervariasi dengan jenis bahan bakar yang digunakan sebagai indikator jumlah

kontaminasi fuel-oil.

Tingkat korosi akan sangat meningkat dengan naiknya vanadium di dalam bahan bahan

seperti yang ditunjukkan halaman 25.

Desain dari alat pemanas melibatkan prosedur yang sama dan pertimbangan yang partinent

ke superheater desain. Masalah distribusi uap dan suhu logam tabung lebih penting karena reheaters

harus dirancang untuk kerugian tekanan uap yang sangat rendah jika efisiensi siklus tinggi yang akan

diperoleh. Uap atau gas pembakaran dapat digunakan sebagai media pemanas di reheaters. Ketika

pemanasan uap digunakan, suhu uap dipanaskan biasanya terbatas pada 550-600 F, karena adalah

kebiasaan untuk menggunakan kondensasi daripada superheated steam sebagai media pemanas

karena tingkat yang jauh lebih tinggi dari perpindahan panas. Penggunaan reheaters gas diperlukan

jika suhu uap reheat tinggi dan efisiensi siklus yang diperlukan. Reheaters tersebut dapat dipecat

secara terpisah atau dipasang di boiler yang tepat. Secara terpisah dipecat reheaters yang tidak umum

karena mereka memerlukan tembak pembantu individu dan izin ren-ew al. serta pipa tambahan,

kontrol, breechings, peralatan menembak, fans, dll.

Pemanas udara dan / atau economizers yang diperlukan untuk mendapatkan efisiensi boiler

tinggi. Preferensi sendiri seharusnya tidak sewenang-wenang mempengaruhi pemilihan baik karena

desain pembangkit listrik dan? karakteristik kinerja sangat mempengaruhi pilihan.

Suhu uap jenuh pada tekanan 850 psig adalah 528 F dan suhu produk pembakaran

meninggalkan bank boiler tabung akan, untuk desain boiler konservatif, sekitar 150 deg F di atas

nilai ini, atau sekitar 675 F. Ketika menembak minyak, dan beroperasi dengan 14,0 persen CO dalam

produk pembakaran (udara sekitar 15 persen kelebihan), ini suhu gas serapan akan menghasilkan

efisiensi operasi hanya sekitar 80 persen karena dapat melihat "dari sosok 16.

Jika gas penyerapan dapat didinginkan sampai suhu sama dengan suhu saturasi uap oleh

penggunaan jumlah tak terbatas panas menyerap permukaan, efisiensi ditingkatkan hanya akan

83,75 persen. Oleh karena itu, pemanas udara atau economizers harus diinstal untuk meningkatkan

efisiensi beban penuh pada kisaran 88-90 persen biasanya diinginkan. Selanjutnya, penggunaan

peringkat menguapkan tinggi pada tekanan steam yang diberikan meningkatkan kebutuhan

tambahan peralatan reklamasi panas.

Ketika pemanas udara atau economizers diinstal, proporsi boiler, pemanas udara, dan

permukaan economizer harus seimbang. Biasanya, diferensial suhu antara produk pembakaran dan

panas menyerap cairan dalam economizer dan udara pemanas lebih besar daripada di bagian terakhir

dari bank boiler tabung. Hal ini menguntungkan dalam mengurangi panas menyerap permukaan

diperlukan untuk elemen Economizer pemulihan panas diberikan (terutama jenis diperpanjang-

permukaan) lebih mahal daripada tabung boiler. Dalam pemanas udara, bagian dari keuntungan yang

dihasilkan dari peningkatan perbedaan suhu diimbangi dengan resistensi yang tinggi terhadap aliran

panas di film udara.

Proporsi permukaan komponen harus dipelajari dengan hati-hati untuk mendapatkan

keseluruhan pengaturan yang paling ekonomis. Suhu minimum air umpan untuk paling economizers

pedagang laut vaxies antara 270 dan 280 F. suhu air umpan standar untuk sebagian besar installatior

angkatan laut ~ adalah 246 F. suhu yang lebih rendah ini memuaskan karena bahan bakar premium

dengan kandungan sulfur rendah digunakan. Karena suhu gas meninggalkan economizer tidak bisa

kurang dari suhu air inlet, .it berikut bahwa suhu air umpan yang tinggi membatasi efisiensi

diperoleh. Akibatnya, dengan suhu air umpan tinggi, economizers tidak sering digunakan kecuali

mereka dipasang bersamaan dengan pemanas udara. Dalam sebuah pemanas udara, suhu gas

penyerapan minimum tergantung pada suhu udara yang masuk. Oleh karena itu, daya tarik instalasi

pemanas udara adalah karena kemungkinan operasi dengan efisiensi boiler tinggi bila menggunakan

suhu air umpan di kisaran 300-450 F.

Ketika turbin uap yang berdarah untuk pemanasan pakan regeneratif, 'efisiensi pabrik

meningkat sekitar 1 persen untuk setiap 100 deg F kenaikan suhu umpan karena berkurangnya

kehilangan panas di kondensor. Apakah perbaikan ini dalam efisiensi menjamin pendanaan yang

dibutuhkan untuk pemanasan pakan tambahan dan peralatan lainnya harus hati-hati ditimbang untuk

setiap aplikasi. Penggunaan pemanas udara memerlukan tekanan udara meningkat ke unit boiler

karena hambatan tambahan untuk aliran udara melalui pemanas udara. Tekanan udara juga harus

ditingkatkan bila menggunakan economizers karena resistensi yang relatif tinggi terhadap aliran gas

di economizer, tapi untuk boiler dengan ukuran yang sama beroperasi pada tingkat pembakaran yang

sebanding, instalasi pemanas udara biasanya akan membutuhkan total tekanan udara lebih tinggi

dari akan unit dilengkapi dengan economizer. Pemanas udara tidak tekanan pembuluh, sehingga

tabung dapat dibuat dari pipa mekanik (lebih murah daripada tekanan tubing) yang ringan diperluas

ke lembaran tabung. Namun, economizers merupakan bagian dari sistem tekanan dan harus

dirancang untuk menahan tekanan discharge pompa feed utama, beroperasi tanpa kebocoran, dan

untuk menahan kejut termal.

a. Udara Pemanas

Peningkatan efisiensi dan mengurangi pemeliharaan boiler dapat diperoleh dengan

meningkatkan pembakaran. Udara dipanaskan dapat meningkatkan pembakaran, reduco boiler

sooting, dan mengurangi kemungkinan hilangnya pengapian terutama pada akhir rendah ekstrim

lapangan tembak. Hampir semua dari pemanas udara laut yang lebih tua dari jenis tubular; jenis

regeneratif tidak sering digunakan. Namun, dalam beberapa tahun terakhir, terutama untuk instalasi

bertenaga tinggi, rotary regeneratif pemanas awal udara telah menemukan aplikasi luas. Sebuah

contoh khas dari pemanas udara regeneratif ditunjukkan pada Gambar. 14. gastight casing

merupakan bagian dari boiler dipaksa-rancangan udara dan saluran gas serapan.

Elemen perpindahan panas terbuat dari bergelombang dan datar lembaran yang bergantian

dikemas dalam sectiom utama pemanas dan di keranjang dingin-end. Desain pemanas udara

biasanya didasarkan pada inlet desain pemanas udara biasanya didasarkan pada inlet desain pemanas

udara biasanya didasarkan pada tingkat operasi inlet. Suhu gas desain keluar dari 290-320 F biasa

digunakan untuk pemanas udara tubular dan menghasilkan efisiensi boiler dari 88,5-88 persen.

Pemanas udara regeneratif dapat dirancang untuk penyerapan tulisan tempera gas yang lebih rendah

untuk risiko tertentu korosi karena untuk suhu udara dan gas yang sama permukaan pemanasan

tempera logam mendatang agak lebih tinggi dari pemanas tubular. Suhu gas 240-260 F biasa

digunakan untuk pemanas udara regeneratif dengan efisiensi boiler dari 90-89,5 persen. ketika

menembakkan minyak dengan sekitar 15 persen udara berlebih, pengurangan suhu produk

pembakaran melewati pemanas udara adalah sekitar 13 persen lebih sedikit daripada kenaikan suhu

udara. Dalam pemanas udara koefisien perpindahan panas di gas dan udara film yang dari sekitar

besarnya sama, dan resistensi yang tinggi terhadap aliran panas ditemui di film gas di kedua sisi

tabung.

b. Economizers

Dalam tipe kontinyu loop, setiap elemen tabung terdiri dari panjang pipa membungkuk

bolak-balik untuk membentuk jumlah yang diinginkan dari baris; ujung tabung yang melekat pada

inlet dan outlet header biasanya dengan pengelasan. Karena hanya dua header yang diperlukan &,

jumlah sendi tabung sangat berkurang sebagaimana dicatat dari Gambar. 26.

Untuk penyerapan panas tertentu dan resistensi terhadap aliran, sebuah economizer

telanjang-tabung memanfaatkan tabung berdiameter kecil membutuhkan sekitar 50% dari

permukaan absorbsing panas yang diperlukan dengan jenis permukaan diperpanjang.

Desuperheaters eksternal penukar panas biasanya dari jenis semprot dan digunakan untuk

menyediakan jumlah besar uap desuperheated mana kualitas uap relatif tidak penting. Sebuah

desuperheater eksternal ditunjukkan pada gambar 28. Sebuah desuperheater attemperator (kontrol

yang digunakan untuk kontrol yang ketat dari suhu uap akhir dengan nilai desain. Suhu uap super

panas adalah fungsi dari dan untuk boiler laut yang biasa naik seperti yang ditunjukkan oleh "kurva

yang tidak terkendali" pada Gambar. 29. Untuk membuat penggunaan paling efektif dari bahan di

superheater dan pipa uap utama, suhu uap akhir dapat dikontrol agar tidak melebihi nilai desain. Hal

ini dapat dicapai dengan melewati porsi . dari uap superheated melalui downdesuperheater di drum

Lokasi koneksi stopkontak dan inlet biasanya "interpass"; pengaturan typica diilustrasikan pada

Gambar 30. uap desuperheated dikembalikan ke lintasan terakhir superheater mana bercampur.

dengan aliran utama untuk memberikan suhu desain.

Sebuah katup yang dioperasikan secara manual atau con downtrolled katup otomatis yang

digunakan untuk mengatur suhu di semua tingkat atas "kontrol point9 '(saat itu suhu uap yang tidak

terkendali kurva karakteristik yang melintasi jalur yang diinginkan suhu dikontrol).

3.8 Sirkulasi dan Steam Baffler

Karakteristik sirkulasi alami dari boiler dan jenis steam drum Baang ditentukan setelah

arrangemerit panas menyerap permukaan telah ditetapkan. Umumnya, karena efek dari steam drum

baffle pada sistem peredaran darah, analisis simultan dibuat. Prosedur perhitungan sirkulasi berada

di bagian empiricala nd di bagian teoritis. Tujuan dari analisis ini adalah untuk membangun sistem

downcomers, riaers, dan menghasilkan tabung yang akan memastikan bahwa setiap tabung

menerima cukup pasokan air dalam kaitannya dengan panas maksimum diserap.

a. Sebuah Tabung Bank Boiler dan Furnace Waterwalls: Sirkulasi

Karakteristik sirkulasi tungku waterwalls dan bank boiler tabung ditentukan oleh prosedur

yang sama dan, karena rasio air-uap menurun dengan meningkatnya rating, karakteristik harus

ditetapkan untuk maksimal dimaksud rating. Dalam menganalisis boiler cirqulation, dapat

diasumsikan bahwa setiap sistem sirkulasi adalah, pada dasarnya, U-tube. Bagian riser dari U-tabung

adalah bahwa sebagian dari bank tabung di mana aliran uap dan air ke atas sebagai panas diterapkan.

Bagian downcomer terdiri dari tabung pemanas atau bagian-bagian dari bank tabung di mana

penyerapan panas jauh lebih rendah daripada di bagian riser. Karena perbedaan dalam kepadatan

cairan, tabung dipanaskan dapat bertindak sebagai downcomers untuk bagian risorr dan ada zona

transisi yang pasti betweeen yang downcomers dipanaskan dan tabung riser, lokasi yang bervariasi

dengan perubahan laju pembakaran boiler.

Pada analogi U-tube, digambarkan terdapat sebuah bidang vertikal bertekanan pada bagian

bawah dengan tekanan oleh air panas dan dingin yang sama. Panas terus diberikan dan air terus

disirkulasikan, menghambat aliran agar bertubrukan. Tekanan yang diberikan harus

menyeimbangkan hasil dari head pada air dan massa jenis menurun pada aliran. Dengan

mencampurkan dua kuantitas dan memecah gesekan yang hilang adalah sama untuk menghasilkan

head pada air dan perbedaan downcomers dan meningkatka massa jenis, mengurangi munculnya

friction loss, (jumlah head yang disirkulasikan dapat diketahui).

Sebagian besar analisa pada sirkulasi penghasil uap pada pipa dihitung dan aliran uap air,

seperti head yang tersedia, kemudian menentukan rasio dari uap air. Pada analisa karakteristik

pensirkulasian dapat menghasilkan berbagai hasil grapik downcomers friction loss dan head yang

tersedia pada sistem yang bersirkulasi diasumsikan sebagai campuran aliran dari uap air panas.

Seperti yang ditunjukkan pada fig. 13, aliran yang dihasilkan pada head minus menghambat aliran

uap air panas yang berada pada baffle sama seperti aliran downcomer yang dibutuhkan untuk

menstabilkan proses sirkulasi. Dari aliran tersebut prosentasi titik setimbang pada uap dari volume

atas pipa dapat dihitung.

Prosentasi dari uap pada volume atas pada pipa harus termasuk panas berlebih pada pipa.

Jika jumlah melebihi standart, maka harus dilakukan desain ulang agar mendapatkan hasil

downcomer yang berbeda, atau ukuran dan bentuk daru downcomer harus dirubah untuk mengurangi

hambatan pada aliran. Selain itu juga dapat dilakukan dengan cara merubah lokasi, ukuran, dan

bentuk dari pipa pemanas untuk mendistribusikan panas lebih baik dan mengurangi hambatan aliran.

Sistem pemanas pada kapal biasanya di desain untuk menghasilkan rasio uap air panas pada

rentang range antara 5.0 sampai 10.0 dan kapal niaga biasanya memiliki rentang range antara 15

sampai 20 pada muatan penuh. Rasio uap air panas yang lebih rendah digunakan pada boiler kapal

untuk digunakan untuk mengurangi ukuran dan berat dari sistem pemanas boiler sehingga

downcomer dapat diminimalisasi.

b. Heated Downcomers

Jika jumlah penguapan adalah tetap dan temperatur gas yang ditetapkan pada sistem pemanas

tidak melebihi 750 F, beberapa baris awal pada pipa akan berfungsi dan menghasilkan panas

downcomer. Nilai rata-rata permintaan panas akan meningkat, suhu tinggi pada gas bergerak

kembali kedalam pipa penyimpanan dan beberapa pipa lainnya akan meningkatkan nilai pada

downcomer. Jika rata-rata firing meningkat, jumalah downcome akan terus meningkat, sirkulasi

terhambat dan sistem pemanas akan bermasalah. Hal ini dapat terjadi jika sesain pada downcomer

tidak sesuai dan pemasangan tidak diperiksa dengan benar.

c. External dan unheated internal downcomer

Pada saat jumlah penguapan tetap, external downcomer dibutuhkan hanya untuk beberapa

titik lubang pada sistem pemanas dan tidak dibutuhkan pada lubang pipa yang lain. Jika downcomer

dibutuhkan pada pipa penyimpanan utama, lokasinya diletakkan pada bagian luar pipa apada setiap

drums boiler yang lebih luas. Penggunaan pendinginan internal downcomer untuk mengurangi

panjang pada drum dan menghilangkan pipa pada peyimpanan utama boiler, sehingga pendinginan

ini dimasukkan pada saat drum berapada pada temperatur air yang panas dan pada saat air mengalami

guncangan yang sangat kencang. Sehingga, penggunaan unheated internal downcomers dapat

meningkatkan hambatan pada aliran gas, mengurangi panas berlebih pada permukaan boiler.

Perpindahan panas terhadap internal downcomer dapat diminimalisir menggunakan plat, stud-tube,

atau finned tube pada perlindungan baffle.

d. Steam Drum Baffles.

Sebagian besar steam drum baffling yang digunakan pada dunia marine menggunaka

konstruksi dan perlengkapan yang sangat sederhana. Tipe yang paling banyak digunakan adalah

jenis vertical baffle, diletakkan pada lokasi antara pipa kering dan pipa pengisian sistem sirkulasi.

Desain ini hanya membutuhkan pengecekan ketika penggunaan vertikal baffle mengalami

determinasi oleh kecepatan aliran dan mengelilingi bagian ujung baffle. Kecepatan yang dihasilkan

pada maksimum output dari uap pada boiler, seharusnya kurang dari nilai kritis kecepatan pada uap

air pick up, kecepatan uap dapat dikurangi dengan cara memperbesar ukuran pada bagian steam

drum atau bagian sloping baffle.

Single dan multiple perforated plate baffle, seperti fig 32(a) adalah desain yang paling

banyak digunakan pada sistem pemanas, baffle tersebut dapat menghasilkan pemisah secara natural

antara uap dan air. Untuk boiler dengan kapasitas output yang tinggi menggunakan desain dengan

tambaha separator dan compartment baffle, fig 32 (b)

Sentrifugasl steam separator digunakan terutama untuk kapal niaga dan boliler dengan drume

berat, karena ini dapat memungkinkan untuk mempermudah pergerakan, perubahan level air atau

konsentrasi yang tinggi pada air boiler. Centrifugas steam separator dapat dipasang secara horizontal

ataupun vertikal pada steam drum , fig 32 (c).

e. Pengaruh drum buffle pada sistem sirkulasi.

Aliran uap air yang berada pada steam drum baffle adalah searah dengan seluruh aliran pada

sistem boiler. Sehingga, jika salah satu sirkuit mengalami kenaikan aliran , contoh, oleh instalasi

tambahan downcomer , aliran pada steam baffle juga ikut meningkat. Ini memungkinkan hambatan

lain pada seluruh sistem yang bersirkulasi dengan hasil pada aliran downcomers tidak meningkat

secara langsung.

Biasanya, karena jarak yang telah dibatasi, memungkinkan steam baffle dapat terakomodasi

pada steam drum dengan jarak yang terbalik. Sehingga, terdapat beberapa desain yang

memungkinkan pemasangan lebih banyak daripada kebutuha minimum steam baffling, hal ini dapat

mengakibatkan kenaikan pada steam baffling dan mengurangi hambatan aliran pada sirkuit boiler.

3.9 Konstruksi

Desain pada drum, headers, dan pipa harus mengikuti aturan dan regulasi yang telah

ditetapkan untuk pemasangan pada kapal ( USCG, ABS, USN, Lloyds, etc)

a. Drums

Konstruksi drum air dan uap adalah sama. Drum adalah sebuah silinder dengan desain semi-

eliptical atau hemisphrical. Kulit drum biasanya terbuat dari plat warap atau tube sheet.ketebalan

pada tube sheet lebih besar dari wrapper sheet untuk melindungi dari bahaya pemuaian .

Untuk keperluan niaga 70000 tensile steel digunakan pada konstruksi drum, dan untuk

mengurangi berat 80000 tensile steel digunakan.

Diameter pada steam drum adalah 36 hingga 72 inchi. Sedangkan untuk kapal merchant

memiliki diameter 48- 54 inchi. Kebanyakan kapal menggunakan boiler dengan diameter 46-60

inchi. Jika tingkat tenaga pemana dibutuhkan cukup tinggi dapat meggunakan diameter 60-72 inchi.

b. Headers

Header pada dinding air biasanya terbuat dai pipa kuningan. Hollow tempa juga digunakan

untuk spesial superheater. Komponen ini juga diletakkan mengelilingi atau berpotongan dengan

pemasangan pipa. Pipa dipasang dengan proses pengelasan.

c. Casing Design

Untuk mencegah bercampurnya air panas dan gas maka dibutuhkan casing. Karena air panas

dan gas akan menimbulkan tekanan.selain itu casing juga berfungsi untuk menghindari terjadinya

heat loss. Casing yang baik akan meningkatkan efisiensi dari boiler dan mencegah kontaminasi

panas pada engine room. Casing yang baik memiliki temperatur kulit luar dengan suhu 130F atau

kurang. Casing juga harus tahan terhadap suhu yang sangat panas.

Sebagian besar boiler memiliki casing ganda. Inner dan outer casing digunakan untuk

mencegah kebocoran gas. Celah antar casing berisi tekanan tinggi akibat gas dari air panas.

Figure 33 menunjukkan konstruksi dari double casing. Gambar tersebut menunjukkan

ketebalan yang berbeda dan material yang berbeda antara casing luar dan dalam. Penegar juga

dibutuhkan untuk memperkuat bagian casing luar dan dalam. Dengan hal ini casing boiler akan tahan

terhadap pitching dan rolling. Casing juga membantu menegarkan komponen-komponenn lain

sepertu pipa-pipa pada superheater. Pemasangan boiler yaitu pada casingnya, dapat diletakkan pada

bagian deck, platform, piping, dll. Pada boiler dengan ukuran besar, biasanya menggunakan alat

bantu las untuk penyambungan.

Insulasi digunakan pada bagian luar hasil pengelasan untuk menceehah terjadinya

kebocoran. Material yang digunakan pada casing biasanya menggunakan mild steel. Ketebalan dapat

bervariasi tergantung pada desain.

3.10 Oil Burner

Oil burner terdiri atas 2 komponen, yaitu atomizer dan air register assembly. Atomizer

merupakan perangkat yang berfungsi untuk memecah dan menginjeksikan bahan bakar ke bagian

tungku perapian atau tempat pembakaran. Sedangkan air registeradalah sistem dari beberapa

komponen yaitu throat, air doors, vanes dan impeller. Air register berfungsi untuk mencampurkan

bahan bakar yang sudah diatomisasi dengan udara.

Pada sebagian besar atomizer dan air register dilengkapi dengan beberapa komponen yaitu

valves, fitting, dan penyambung yang aman. Sambungan-sambungan harus aman untuk mencegah

terjadinya kebocoran yang dapat mengakibatkan kebakaran.

Beberapa jenis fuel atomizer digunakan pada boiler kapal. Pada boiler jenis lama, tekana

yang dihasilkan pada oil burner yaitu sekitar 100-300psi pada kapal niaga. Pada fig 35 menjelaskan

beberapa jenis fuel atomizer dengan perbedaan besar tekanan yang dihasilkan.

Pada kapal modern, jenis atomizer yang digunakan adalah jenis variable atomizer, seperti

yang dierlihatkan pada fig 36. Dengan jenis atomizer ini tekanan yang dihasilkan mencapai 300-

1000 Psi dan part bahan bakar yang tidak digunakan dapat dikembalikan lagi ke bagian setling tank.

Ketika sudah tidak diperlukan terlalu banyak, maka kapasitas penginjeksian bahan bakar dapat

dikurangi mulai dari range 10 hingga 1.

Steam assist atau steam mechanical atomizer merupakan komponen tambahan dengan

prinsip menambahkan bahan bakar secara mekanikal. Bahan bakar dan uap panas dicampurkan

diluar sistem dan dimasukkan setelah melakukan atomizer secara alami. Sistem kerja mechanical

atomizer ini menggunakan rotary cup untuk pengaturan kapasitas bahan bakar.

3.11. Boiler Mounting

Boiler mounting terdiri atas valve, fitting dan trim yang dipasang pada komponen-komponen

bertekanan atau digunakan untuk menutup komponen bertekanan. Boiler mounting terdiri atas :

Stop valve

Feed check valves

Feedwater regulator

Safety valve

Sentinel valves

High and low water level alarm

Pressure gauge

Vent and drain valve

Blow down valves

Water level indicaor

Water sampling connection

Soot blowers

Burner flame scanner and ignitors

Intrumentation

a. Safety valve

Setiap boiler harus dilengkapi dengan safety valve yang sesuai dengan aturan dan

regulasi yang sudah ditentukan. Safety valve digunakan untuk mencegah meluapnya tekanan

yang dihasilkan oleh boiler apabila tekanan melampaui limit yang sudah ditentukan.

Secara umum terdapat dua buah drum mount safety valve dan satu buah safety valve

pada superheated outlet.

Secara umum terdapat dua jenis safety valve yaitu, valve jenis lama dan valve

kebanyakan pada umumnya. Velve ini menggunakan spring untuk pengisian dan

penutupannya.

b. Indikator level air

Komponen ini sangat penting untuk menjamin level air pada boiler slalu pada level

yang aman. Cara kerja dari komponen ini adalah bedasarkan pembacaan alat ukur secara

langsung dan kontrol langsung pada bagian drum sedangkan pengontrolan lain adalah

menggunakan main control console. Tipe direct reading danremote reading ditunjukkan pada

figure 39.

Level air yang terlalu sedikit akan mengganggu sirkulasi air pada boiler, dan

kerusakan pipa juka terjadi downcomer. Sedangkan kelebihan level air akan mengakibatkan

pengisian yang berlebihan pada sistem sirkulasi, hal ini akan mengganggu kinerja

superheater. Komponen ini membantu air pada boiler selalu cukup sesuai dengan standar

yang diperlukan boiler tersebut

Setiap boiler harus memiliki minimal 2 buah independent water level indicator.

Biasanya menggunakan dua buah komponen pemisah direct reading glasess dan juga remote

gageuntuk kondisi darurat.

c. Smoke indicator.

Komponen ini sangat penting untuk safety di lingkungan boiler berada. Gas

pembakaran oil burner harus dapat dikontrol dengan baik. Untuk mengetahui kondisi udara

atau kontaminasi asap yang berlebihan akibat kinerja boiler maka smoke indicator sangat

diperlukan. Pembacaan gauge secara manual secara langsung.

Alat ini berkerja dengan cara bersinar melalui boiler dan pembakaran menyediakan

pembacaan pada skala meteran dikalibrasi dalam satuan kepadatan asap, mungkin juga

dipasang untuk membunyikan alarm ketika kepadatan asap tertentu tercapai.

d. Instrumentation and controls. Kebutuhan instrumen operasi dan manual dan / atau kontrol

otomatis bervariasi dengan ukuran dan jenis peralatan, metode tembak, kecakapan personil operasi,

dan tingkat yang diinginkan otomatisasi. Bab 21 meliputi penerapan peralatan kontrol untuk

tanaman propulsi kapal.

Untuk operasi yang aman dan kinerja yang efisien, informasi diperlukan relatif terhadap tingkat

air di drum boiler; kinerja burner; tekanan uap dan air umpan tersebut; suhu superheated (md

dipanaskan) uap; tekanan gas dan udara yang masuk dan komponen utama meninggalkan; feedwater

dan kimia air boiler kondisi dan partikel carry-over; pengoperasian pompa pakan, penggemar,

pembakaran bahan bakar, dan peralatan persiapan bahan bakar; Hubungan dari udara pembakaran

yang sebenarnya melewati tungku untuk yang secara teoritis diperlukan untuk bahan bakar dipecat;

suhu air, gas, bahan bakar, dan udara yang masuk dan meninggalkan uap, bahan bakar, dan arus

udara

Derajat kontrol yang dapat dicapai, dalam urutan kecanggihan, yang manual, diawasi panduan

lokal, panduan diawasi jarak jauh, otomatis (non daur ulang), dan otomatis (daur ulang).

Berbagai jenis kontrol terbaik dapat digambarkan oleh berkaitan fungsi mereka untuk operasi burner.

Dengan tipe manual kontrol, Gambar. 40, kompor dibersihkan secara manual dan dinyalakan.

Mungkin secara otomatis termodulasi tetapi dihentikan secara manual. Meskipun tidak ada fungsi

operasi dilakukan secara otomatis, lebar kisaran burner dapat digunakan dengan kontrol pembakaran

otomatis untuk memudahkan dermaga ke dermaga operasi tanpa partisipasi pengguna.

Dalam sistem manual lokal diawasi, Gambar. 41, kompor dibersihkan dan dinyalakan secara

manual, tetapi prosedur dan kondisi tertentu diawasi oleh interlock keselamatan. Semua fungsi

manual dilakukan dan diperiksa oleh operator di stasiun burner selama operasi normal, dan jika

permintaan untuk uap dalam kemampuan pembakar, operasi boiler tanpa pengawasan tercapai.

Pemantauan dan keselamatan interlock disediakan untuk mengubah operasi jika kondisi tidak aman

berkembang, dan untuk perjalanan pembakar atau boiler, jika perlu.

Sistem diawasi terpencil manual, Gambar. 42, memungkinkan burner untuk dibersihkan dan

dinyalakan oleh tombol tekan atau saklar pemilih, termodulasi secara otomatis, dan dijamin dengan

remoted digerakkan secara manual tombol tekan atau saklar pemilih. Ini juga menyediakan

supervison prosedur oleh Interlocks keselamatan. Burner adalah mekanik dan semua fungsi operasi

yang dilakukan oleh perangkat mekanis dimulai dari stasiun remote control, yang menunjukkan

apakah atau tidak setiap fungsi telah dilakukan dengan benar. Sistem kontrol tidak membebaskan

operator manipulasi burner.

Otomatis (nonrecyling) sistem kontrol, Gambar. 43, melibatkan burner yang, ketika digerakkan

secara manual oleh tombol tekan, dibersihkan, ingnited, dan termodulasi secara otomatis, dan

meskipun dijamin baik secara otomatis atau remote manual, burner tidak mendaur ulang otomatis.

Ketika start dan stop urutan secara manual dimulai dari stasiun remote control, masing-masing

fungsi dalam startup dan berhenti urutan dilakukan dan diperiksa secara otomatis dan semua

prosedur dan kondisi yang diawasi oleh interlock keselamatan. Dengan (daur ulang) jenis otomatis

sistem kontrol, kompor dibersihkan, dinyalakan, termodulasi, dan berhenti secara otomatis, dan

secycles burner dalam kisaran beban yang ditentukan.

3.12 Contoh Permasalahan Desain. Langkah yang harus diikuti dalam mengembangkan permukaan

panas pada generator uap didesain untuk memenuhi performa siklus yang dibutuhkan yang terbaik

adalah melalui contoh. Persyaratan kinerja dasar dari boiler biasanya disediakan oleh spesifikasi

kapal, namun sebagai contoh kebutuhan tanaman 30.000 shp akan digunakan.

Hal ini diasumsikan bahwa boiler tunggal perlu memberikan uap yang diperlukan untuk propulsi

utama dan layanan kapal lain. Unit ini menjadi dua drum yang boiler tungku terpisahkan dilengkapi

dengan steam pemanas udara dan economizer. Tungku ini harus benar-benar air didinginkan dan dua

pembakar berbagai yang akan digunakan. Superheater akan dipasang secara vertikal dan satu rongga

akses akan diberikan.

Dari panas Peringkat keseimbangan awal 30.000 shp, persyaratan operasi berikut yang harus

dipenuhi:

Misalnya, hanya satu tingkat operasi akan dihitung meskipun untuk desain boiler yang sebenarnya

tidak biasa untuk menghitung tiga atau lebih suku untuk membangun pertemuan desain efisiensi

ditentukan dan suhu uap. Data perpindahan panas yang berasal dari kurva dan prosedur bab 2.

a. Tata letak boiler. Dua kompor minyak akan digunakan untuk memasok aliran minyak total

14.349 / jam pada rated listrik dan sekitar 8.000 / masing-masing pada kelebihan jam. Yang

diperlukan clereance untuk pembakar kapasitas ini diperoleh dari produsen burner yang dipilih.

Berdasarkan informasi ini dan pengalaman, perkiraan tungku dan boiler tata letak siap dari mana

volume tungku dan pemanasan permukaan dapat diperkirakan.

b. Perhitungan tungku. Volume tungku, permukaan yang dingin, dan panas menyerap radiasi

permukaan (RHAS) ditentukan oleh metode bagian 2 dari pasal 2 atau buletin.

c. Permukaan pemanasan. Setelah determiningthe suhu keluar tungku, kinerja boiler di layar,

superheater, dan Bank menghasilkan dievaluasi dalam urutan itu. Dari perkiraan tata letak boiler,

data berikut ditentukan.

d. Economizer. Economizer permukaan diperpanjang akan digunakan untuk pemulihan panas akhir.

Economizer akan dirancang untuk mengurangi suhu gas buang ke 316 F diperlukan untuk

memperoleh 88,5 persen efisiensi boiler yang diinginkan.

Desain awal dari boiler sekarang bersaing. Peringkat boiler tambahan, sebagian beban atau overload,

akan dihitung berikutnya. Berikut ini, draft kerugian, karakteristik sirkulasi, suhu logam tabung,

kontrol dan ukuran desuperheater tambahan, pengaturan katup pengaman, tekanan aneka tetes. Dan

pertimbangan serupa akan diselidiki.