Kinerja Boiler
Neraca panas dapat membantu dan mengidentifikasi kehilangan panas yang dapat atau tidak dapat dihindari. Uji efisiensi boiler dapat membantu dalam menemukan penyimpangan efisiensi boiler dari efisiensi terbaik dan target area permasalahan untuk tindakan perbaikan.
Evaluasi kenerja Boiler
Neraca panas merupakan keseimbangan energi total yang masuk boiler terhadap yang meninggalkan boiler dalam bentuk yang berbeda. Kehilangan energi dapat dibagi kedalam kehilangan yang tidak dapat dihindarkan. Untuk meningkatkan efisiensi energi kehilangan berikut dapat dihindari:
1.Kehilangan gas cerobong
2.Kehilangan karena bahan bakar yang tidak terbakar.
3.Kehilangan karena blowdown.
4.Kehilangan kondensate
5.Kehilangan karena konveksi dan radiasi.
Efisiensi Boiler
Efisiensi boiler didefinisikan sebagai persen energi (panas) masuk yang digunakan secara efektif pada sistem yang dihasilkan.
Ada dua metode pengkajian efisiensi boiler:
1.Metode langsung, metode ini dikenal juga sebagai input-output kerena hanya memerlukan keluaran (steam) dan panas masuk (bahan bakar).
Efisiensi ini dapat dievaluasi dengan menggunakan rumus:
Efisiensi boiler = (Panas keluar/Panas masuk) x 100
2.Metode tidak langsung, metode ini dikenal dengan kehilangan panas. Kehilangan yang terjadi dalam boiler adalah kehilangan panas yang diakibatakan oleh:
1.Gas cerobong yang kering
2.Penguapan air yang terbentuk karena H2 dalam bahan bakar.
3.Penguapan kadar air dalam bahan bakar.
4.Adanya kadar air dalam bahan bakar.
5.Bahan bakar yang tidak terbakar abu terbang.
6.Bahan bakar yang tidak terbakar dalam abu bawah.
7.Radiasi dan kehilangan yang tidak terhitung.
Peluang Peningkatan Efisiensi Boiler
Pengendalian Suhu Cerobong
Suhu cerobong harus serendah mungkin. Walau demikian, suhu tersebut tidak boleh terlalu rendah sehingga uap air yang mengembun pada dinding cerobong. Hal ini penting bagi bahan bakar yang mengandung sulfur dimana pada suhu rendah akan mengakibatkan korosi titik embun sulfur.
Suhu cerobong yang lebih besar dari 2000C menandakan adanya potensi untuk pemanfaatan kembali limbah panasnya. Hal ini juga menandakan telah terjadi pembentukan kerak pada peralatan perpindahan atau pemamfaatan panas dan sebaiknya dilakukan shut blower lebih awal untuk pembersihan air/sisi cerobong.
Pemanasan Awal Air Umpan
Biasanya gas buang yang meninggalkan boiler bersuhu 200-3000C. Jadi terdpat potensi untuk memamfaatkan kembali panas dan gas-gas tersebut. Pemanasan awal air umpan sangat diperlukan agar dalam pemanasan dalam drum boiler tidak terlalu memerlukan waktu yang lama sehingga dalam menghasilkan steam lebih cepat.
Minimalisasi Pembakaran Yang Tidak Sempurna
Pembakaran yang tidak sempurna dapat timbul dari kekurangan udara atau kelebihan bahan bakar atau buruknya pendistribusian bahan bakar. Hal ini dapat dilihat dari warna asap yang keluar dari cerobong. Dan hal tersebut harus dihindari karena disamping menurunnya tekanan steam serta dapat berpengaruh terhadap lingkungan.
Pengendalian udara berlebih
Udara berlebih diperlukan pada seluruh praktek pembakaran untuk menjamin pembakaran yang sempurna, untuk memperoleh variasi pembakaran dan untuk menjamin kondisi cerobong yang memuaskan untuk beberapa bahan bakar.
Pengendalian udara berlebih pada tingkat yang optimal selalu mengakibatkan penurunan dalam kehilangan gas buang, untuk setiap penurunan 1% udara berlebih terdapat kenaikan efisiensi kurang lebih 0.6%.
Metode untuk mengendalikan udara berlebih:
1.Alat analisa oksigen portable dan draft gauges dapat digunakan untuk membuat pembacaan berkala untuk menentukan operator menyetel secara manual aliran udara untuk operasi yang optimum.
2.Penganalisis oksigen secara seimbang dengan pembacaan langsung ditempat, dimana operator dapat menyetel aliran udara. Penurunan udara lebih lanjut 10-15% dapat dicapai melalui sistem sebelumnya.
3.Alat analisis oksigen sinambung yang sama dapat memiliki pneumatic damper possitioner yang dikendalikan dengan alat pengendali jarak jauh, dimana pembacaan data tersedia di ruang kendali.
Penghindaran Kehilangan Panas Radiasi Dan Konveksi
Permukaan luar shell boiler lebih panas dari sekitarnya. Jadi permukaan melepaskan panas ke lingkungan tergantung pada luas permukaan dan perbedaan suhu antara permukaan dan lingkungan sekitarnya. Panas yang hilang dari shell boiler biasanya merupakan kehilangan energi yang sudah tertentu, terlepas dari keluaran boiler.
Dengan rancangan boiler yang modern, kehilangan ini hanya 1.5% dari nilai kalor kotor pada kecepatan penuh, namun akan meningkat ke sekitar 6% jika boiler beroperasi hanya pada keluaran 25%. Perbaikan atau pembesaran isolasi dapat mengurangi kehilangan panas dinding boiler dan pemipaan.
Pengendalian Blowdown Secara Otomatis
Blowdown kontinyu yang tidak terkendali sangatlah sia-sia karena hanya akan menyebabkan air terbuang. Pengendalian blowdown otomatis dapat dipasang yang merupakan sensor dan merespon pada konduktivitas air boiler dan pH. Blowdown 10% dalam boiler 15 kg/cm2 menghasilkan kehilangan efisiensi 3%.
Pengurangan pembentukan Kerak Dan Kehilangan Jelaga
Pada boiler yang berbahan bakar minyak dan batu bara, jelaga yang terbentuk pada pipa-pipa bertindak sebagai isolator terhadap perpindahan panas, sehingga endapan tersebut harus dihilangkan secara teratur.
Suhu cerobong yang meningkat dapat menandakan pembentukan jelaga yang berlebihan. Hasil yang sama juga akan terjadi kerena pembentukan kerak pada sisi air. Suhu gas yang keluar yang tinggi pada udara yang berlebih yang normal menandakan buruknya kinerja perpindahan panas.
Kondisi ini dapat diakibatkan dari pembentukan endapan secara bertahap pada sisi gas atau sisi air. Pembentukan endapan pada sisi air memerlikan sebuah tinjauan pada cara pengolahan air dan pembersihan pipa untuk menghilangkan endapan. Diperkirakan kehilangan efisiensi 1% terjadi pada setiap kenaikan suhu cerobong 220C.
Suhu cerobong harus diperiksa dan dicatat secara teratur sebagai indicator pengendapan jelaga. Bila suhu gas meningkat sekita 200C diatas suhu boiler yang baru dibersihkan, maka waktunya untuk membuang endapan jelaga. Oleh karena itu direkomendasikan untuk memasang thermometer jenis dial pada dasar cerobong untuk memantau suhu gas keluar cerobong.
Pengurangan Tekanan Steam Boiler
Hal ini merupakan cara yang efektif dalam mengurangi pemakaian bahan bakar, jika diperbolehkan sebesar 1-2%. Tekanan steam yang lebih rendah memberikan suhu steam jenuh yang lebih rendah dan tanpa pemamfaatan kembali panas cerobong, dimana dihasilkan penurunan suhu pada gas cerobong. Steam dihasilkan pada tekanan yang sesuai permintaan suhu atau tekanan tinggi untuk proses tertentu.
Dalam beberapa kasus, proses tidak beroperasi sepanjang waktu dan terdapat jangka waktu dimana tekanan boiler harus diturunkan. Namun harus diingat bahwa penurunan tekanan boiler akan menurunkan volume spesifik steam dalam boiler dan secara aerasi, pemindahan air akan terjadi.
Oleh karena itu menjer energy harus memikirkan akibat yang mungkin timbul dari penurunan tekanan secara hati-hati, sebelum merekomendasikan hal itu. Tekanan harus dikurangi secara bertahap, dan harus dipertimbangkan tidak boleh lebih dari 20% penurunan.
Pengendalian Kecepatan Variabel Untuk Fan, Blower Dan Pompa
Pengendalian kecepatan variable merupakan cara penting dalam mendapatkan penghematan energy. Umumnya pengendalian udara pembakaran dipengaruhi oleh klep penutup damper yang dipasang pada fan forsed dan induced draft.
Damper tipe terdahulu berupa alat kendali yang sederhana, kurang teliti memberikan karakteristik kendali yang buruk pada kisaran operasi atas dan bawah. Umumya jika karakteristik beban boiler bervariasi, harus dievaluasi kemungkinan mengganti damper dengan VSD.
Pengendalian Beban Boiler
Efisiensi maksimum boiler tidak terjadi pada beban penuh akan tetapi pada sekitar dua pertiga dari bahan penuh. Jika beban pada boiler berkurang terus maka efisiensi juga cenderung berkurang. Pada keluaran nol dan berapapun banyaknya bahan bakar yang digunakan hanya untuk memasok kehilangan. Faktor-factor yang mempengaruhi efisiensi boiler adalah:
1.Ketika beban jatuh, begitu juga halnya dengan nilai laju aliran massa gas buang yang melalui pipa-pipa. Penurunan dalam laju alir untuk area perpindahan panas yang sama mengurangi suhu gas buang keluar cerobong dengan jumlah yang kecil, mengurangi panas sensible.
2.Beban dibawah separuhnya, hamper kebanyakan peralatan pembakaran memerlukan udara berlebih yang lebih banyak untuk membakar bahan bakar secara semprna. Hal ini meningkatkan kehilangan panas sensible.
Umumnya efisiensi boiler berkurang dibawah 25% laju beban dan operasi boiler dibawah tingkatan ini harus dihindarkan sejauh mungkin.
Penjadwalan Boiler Yang Tepat
Karena efisiensi yang optimum boiler terjadi pada 65-85% dari beban penuh, biasanya akan lebih efisien, secara keseluruhan untuk mengoperasikan lebih sedikit boiler pada beban yang lebih tinggi daripada mengoperasikan dalam jumlah banyak pada beban ayng rendah.
Penggantian Boiler
Potensi penghematan dari penggantian sebuah boiler tergantung pada perubahan yang sudah diantisipasi pada efisiensi keseluruhan. Suatu perubahan dalam boiler dapat menarik secara financial jika boiler yang ada:
1.Tua dan tidak efisien
2.Tidak mampu mengganti bahan bakar yang lebih murah dalam pembakarannya
3.Ukurannya melampaui atau dibawah persyaratan yang ada
4.Tidak dirancang untuk kondisi pembebanan yang ideal.
Inspeksi Stasiun Boiler
Seluruh pintu masuk dan sambungan plat harus dijaga kedap udara dengan gasket yang efektif. Seluruh sistem sambungan cerobong harus tertutup secara efektif dan diisolasi bila perlu. Dinding boiler dan bagian-bagianya harus diisolasi secara efektif.
Pada akhir dari waktu pemanasan boiler harus ditutup secara seksama, permukaan bagian dalam yang terbuka selama musim panas ditutupi dengan lembaran yang berisipkan desiccant.