Bagian bagian Boiler

Boiler merupakan suatu alat untuk menghasilkan uap pada tekanan dan temperatur tinggi (superheated vapor). Perubahan dari fase cair menjadi uap dilakukan dengan memanfaatkan energi panas yang didapatkan dari pembakaran bahan bakar. Boiler pada PLTU menggunakan batubara sebagai bahan bakar utamanya. Sedangkan bahan bakar pendukung adalah solar dan residu, dimana solar dan residu ini digunakan hanya sebagai pemantik awal (ignition) untuk membakar batubara. Penyaluran panas dari bahan bakar ke air demin dapat terjadi secara radiasi, dan konveksi.

Bagian pemindah panas dari boiler terdiri dari pemanas mula (Low Pressure Heater dan High Pressure Heater) , economizer, pemanas lanjut (Superheater), dan  pemanas ulang (Reheater).

Pemindahan panas dalam boiler terjadi dalam proses :

1.      Radiasi di ruang bakar

2.      Konveksi di Economizer dan Air Heater

3.      Kombinasi radiasi dan konveksi di Superheater dan Reheater.

Komponen Utama Boiler

Komponen utama boiler terdiri dari : wall tube, steamdrum /main drum, superheater, reheater, dan economizer

Wall Tube

     Dinding boiler terdiri dari tubes / pipa-pipa yang disatukan oleh membran, oleh karena itu disebut dengan wall tube. Di dalam wall tube tersebut mengalir air yang akan dididihkan. Dinding pipa boiler adalah pipa yang memiliki ulir dalam (ribbbed tube), dengan tujuan agar aliran air di dalam wall tube berpusar (turbulen), sehingga penyerapan panas menjadi lebih banyak dan merata, serta untuk mencegah terjadinya  overheating karena penguapan awal air pada dinding pipa yang menerima panas radiasi langsung dari ruang pembakaran .

     Wall tube mempunyai dua header pada bagian bawahnya yang berfungsi untuk menyalurkan air dari downcomers.

     Downcomer merupakan pipa yang menghubungkan steam drum dengan bagian bawah low header.

     Untuk mencegah penyebaran panas dari dalam furnace ke luar melalui wall tube, maka disisi luar dari walltube dipasang dinding isolasi yang terbuat dari mineral fiber.

Steam Drum

     Steam Drum adalah bagian dari boiler yang berfungsi untuk  :

1.      Menampung air yang akan dipanaskan pada pipa-pipa penguap (wall tube),dan   menampung uap air dari pipa-pipa penguap sebelum dialirkan ke superheater.

2.      Memisahkan uap dan air yang telah dipisahkan di ruang bakar

( furnace ).

3.      Mengatur kualitas air boiler, dengan membuang kotoran-kotoran terlarut di dalam boiler melalui continious blowdown.

4.      Mengatur permukaan air sehingga tidak terjadi kekurangan saat boiler beroperasi yang dapat menyebabkan overheating pada pipa boiler.

     Bagian-bagian dari steam drum terdiri dari : feed pipe, chemical feed pipe, sampling pipe, baffle pipe, sparator, scrubber, dryer, dan  dry box.

     Level air dari drum harus selalu dijaga agar selalu tetap setengah dari tinggi drum. Sehingga banyaknya air pengisi yang masuk ke steam drum harus sebanding dengan banyaknya uap yang meninggalkan drum, supaya level air tetap konstan.

     Pengaturan level air dilakukan dengan mengatur Flow Control Valve. Jika level air di dalam drum terlalu rendah, akan menyebabkan terjadinya overheating pada pipa boiler, sedangkan bila level air dalam drum terlalu tinggi, kemungkinan butir-butir air terbawa ke Turbine dan akan mengakibatkan kerusakan pada Turbine.

Superheater

     Superheater berfungsi untuk menaikkan temperatur uap jenuh menjadi uap panas lanjut dengan memanfaatkan gas panas hasil pembakaran. Uap yang masuk ke superheater berasal dari steam drum. Temperatur masuk superheater  adalah 304^oC dan temperatur keluar sebesar 541^oC. Uap yang keluar dari  superheater  kemudian digunakan untuk memutar HP Turbine.

Reheater

     Reheater berfungsi untuk memanaskan kembali uap yang keluar dari HP Turbine dengan memanfaatkan gas hasil pembakaran yang temperaturnya relatif masih tinggi. Pemanasan ini bertujuan untuk menaikkan efisiensi sistem secara keseluruhan . Perpindahan panas yang paling dominan pada reheater adalah perpindahan panas konveksi. Uap ini kemudian digunakan untuk menggerakkan IP Turbine, dan setelah uap keluar dari IP Turbine, langsung  digunakan untuk memutar LP Turbine tanpa mengalami pemanasan ulang.

Economizer

     Economizer berupa pipa-pipa air yang dipasang ditempat laluan gas hasil pembakaran sebelum air heater. Economizer menyerap panas dari gas hasil pembakaran setelah melewati superheater, untuk memanaskan air pengisi sebelum masuk ke main drum. Pemanasan air ini dilakukan agar  perbedaan temperatur antara air pengisi dan air yang ada dalam steam drum tidak terlalu tinggi,  sehingga tidak terjadi thermal stress (tegangan yang terjadi karena adanya pemanasan) di dalam main drum. Selain itu dengan memanfaatkan gas sisa pembakaran, maka akan meningkatkan efisiensi dari boiler dan proses pembentukan uap lebih cepat.

     Perpindahan panas yang terjadi di economizer terjadi dengan arah aliran kedua fluida berlawanan (counter flow). Air pengisi steam drum mengalir ke atas menuju steam drum, sedangkan udara pemanas mengalir ke bawah.