Sekarang ini, proses produksi di berbagai industri sudah bergantung pada cara kerja boiler untuk menghasilkan panas serta menggerakkan mesin. Boiler merupakan salah satu jenis bejana tertutup yang berfungsi untuk mengubah air menjadi uap energi. Bejana ini dibagi menjadi beberapa jenis, di antaranya yaitu fire tube boiler dan water tube boiler.
Namun, sekarang ini boiler yang digunakan oleh pembangkit listrik adalah water tube boiler. Tentu, penggunaan ini bukan tanpa alasan, karena jenis bejana satu ini mempunyai keunggulan dibandingkan jenis lainnya.
Sayangnya, belum banyak yang mengetahui dan memahami tentang water tube boiler beserta cara kerja dan kelebihan jika menggunakannya.
Maka dari itu, berikut kami berikan penjelasan lengkapnya untuk Anda. Yuk, simak pembahasannya di bawah ini, ya!
Apa itu Water Tube Boiler?
Water tube boiler adalah salah satu jenis boiler yang menggunakan pipa-pipa yang mengandung air sebagai media pemanasnya.
Secara sederhana, water tube boiler adalah jenis boiler pipa air yang pembakarannya dilakukan di luar pipa.
Jenis boiler ini lebih cocok untuk aplikasi dengan tekanan uap yang tinggi serta membutuhkan kapasitas yang besar, seperti pembangkit listrik tenaga uap dan industri kimia.
Struktur utama dari boiler ini terdiri dari serangkaian pipa-pipa yang membawa air dan dikelilingi oleh gas panas serta dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar dalam tungku.
Ketel jenis ini dipakai ketika dibutuhkan tekanan uap tinggi, dan pada pembangkit besar tekanannya dapat mencapai ratusan bar.
Selain itu, water tube ini juga bisa digunakan untuk menghasilkan uap jenuh atau sangat panas (superheated).
Karakteristik dari jenis ini juga hampir sama dengan fire tube boiler, namun perbedaannya water tube bisa menghasilkan kapasitas dan tekanan steam yang tinggi.
Kapasitas uapnya sangat beragam, mulai dari beberapa ribu kilogram per jam pada unit industri sampai ratusan ton per jam pada pembangkit listrik. Yang perlu diperhatikan, ketel jenis ini justru menuntut air umpan bermutu tinggi hasil pengolahan, karena kerak setipis apa pun dapat membuat pipanya terlalu panas dan pecah.
Cara Kerja Water Tube Boiler
Cara kerja water tube dimulai dari proses pengapian yang terjadi di luar pipa. Kemudian, panas yang dihasilkan akan memanaskan pipa yang berisi air.
Namun, sebelumnya air dikondisikan terlebih dahulu melalui economizer. Jika sudah, uap yang dihasilkan dikumpulkan terlebih dahulu ke dalam steam-drum.
Setelah tekanan dan suhunya sesuai ketentuan, uap melewati primary superheater lalu secondary superheater, baru kemudian dilepaskan ke pipa utama.
Kemudian, di dalam pipa air, air yang mengalir harus dikondisikan terhadap mineral atau kandungan lainnya yang sudah larut di dalam air tersebut.
Proses atau cara kerja water tube ini secara keseluruhan diatur oleh sistem kontrol yang memantau suhu dan tekanan. Sistem kontrol memastikan bahwa boiler beroperasi dalam kondisi yang aman dan efisien.
Kelebihan Water Tube Boiler
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, jika jenis boiler ini banyak digunakan oleh industri besar. Hal ini tidak lepas dari kelebihan yang ada pada boiler-nya.
Nah, berikut ini terdapat beberapa kelebihan water tube:
1. Rasio kapasitas terhadap bobot yang baik
Untuk keluaran uap yang sama, water tube memiliki rasio kapasitas terhadap bobot yang lebih baik dan dapat dirancang menjulang ke atas. Perlu dicatat, pada kapasitas besar keseluruhan instalasinya tetap menuntut ruang yang luas.
2. Mampu menghasilkan uap dengan tekanan tinggi
Water tube dirancang khusus untuk menghasilkan uap dengan tekanan tinggi, sehingga cocok untuk industri besar, seperti pembangkit listrik tenaga uap.
3. Efisiensi lebih tinggi
Desain pipa memungkinkan untuk mengirimkan panas lebih efisien dari gas pembakaran ke air. Hal ini membuat tingkat efisiensinya lebih tinggi, bahkan bisa mencapai hingga 90% lebih.
4. Penggantian pipa lebih mudah
Susunan pipa yang terbagi memudahkan penggantian pipa satu per satu tanpa membongkar seluruh bejana. Meski begitu, biaya perawatan menyeluruhnya tetap lebih tinggi daripada ketel pipa api, terutama karena tuntutan pengolahan airnya.
5. Desain fleksibel
Jenis ini dirancang dengan berbagai ukuran dan konfigurasi sesuai kebutuhan. Hal ini berarti desainnya lebih fleksibel dan bisa ditempatkan di berbagai tempat dalam industri.
Perbedaan Fire Tube Boiler dan Water Tube Boiler
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, jika boiler mempunyai beberapa jenis, di antaranya Fire Tube Boiler dan Water Tube Boiler.
Kedua jenis tersebut pun memiliki perbedaan dalam proses pembakaran maupun material yang digunakan.
1. Proses pembakaran
Pada fire tube, gas buang panas mengalir di dalam tabung dan air mengelilinginya. Pada water tube, airnya yang berada di dalam pipa dan gas panas mengelilinginya.
2. Tekanan
Sebagai gambaran, fire tube umumnya bekerja pada tekanan rendah sampai sekitar 25 bar, sedangkan water tube dapat melayani tekanan jauh lebih tinggi, hingga ratusan bar pada pembangkit besar.
3. Laju pembangkitan
Pada bagian ini, laju pembangkitan uap pada fire tube tergolong lebih rendah sebesar 9 ton per jam. Untuk pembangkitan uap water tube lebih tinggi, yakni sekitar 450 ton per jam.
4. Efisiensi
Tingkat efisiensinya pun lebih tinggi water tube, yaitu sebesar 90% dengan economizer. Sedangkan, fire tube lebih rendah karena hanya 75% saja.
5. Biaya
Dalam hal biaya operasional, fire tube jauh lebih rendah dibandingkan water tube. Sama halnya dengan biaya perawatannya lebih rendah fire tube.
6. Industri
Terakhir, kegunaan dalam industri pun juga berbeda karena fire tube lebih cocok digunakan untuk pembangkit listrik yang lebih kecil. Sementara itu, water tube lebih cocok untuk pembangkit listrik besar.
Nah, itulah pembahasan lengkap mengenai apa itu water tube boiler, cara kerja, dan kelebihan maupun kekurangannya.
Pada dasarnya, water tube adalah jenis boiler pipa air yang pembakarannya dilakukan di luar pipa. Selain itu, pahami pula bahan pipa water tube boiler yang umumnya berupa baja karbon, baja paduan tahan panas, dan baja tahan karat.
Water tube boiler material sendiri berfungsi untuk membantu menahan tekanan, suhu tinggi, serta tahan terhadap korosi atau keausan.
Selain pada pembahasan di atas, perlu Anda pahami bahwa setiap industri tentu membutuhkan bahan bakar, salah satunya perkapalan.
Namun, pengisian bahan bakar kapal mempunyai prosedur tersendiri, sehingga tidak bisa sembarangan dilakukan.
Kendati demikian, Anda bisa memanfaatkan bunker service dari PT Megah Anugerah Energi karena telah dipercaya untuk membantu proses pengiriman minyak dari truk tangki menuju kapal.
Dengan begitu, Anda sudah tidak perlu khawatir lagi dengan kebutuhan bahan bakar kapal sebelum berlayar.
Jika tertarik, silakan untuk hubungi kami dan konsultasikan kebutuhan Anda secara gratis bersama kami.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Apa itu water tube boiler?
Water tube boiler atau ketel pipa air adalah ketel uap yang airnya mengalir di dalam pipa, sementara gas panas hasil pembakaran menyelimuti pipa-pipa itu dari luar. Susunan ini memungkinkan tekanan dan kapasitas uap yang jauh lebih besar daripada ketel pipa api.
Bagaimana cara kerja water tube boiler?
Air umpan lebih dahulu dipanaskan di economizer, lalu masuk ke steam drum dan mengalir turun melalui downcomer ke pipa-pipa di dinding tungku. Panas pembakaran menguapkan air di pipa itu, campuran air dan uap naik kembali ke steam drum untuk dipisahkan, lalu uap jenuhnya melewati primary superheater dan secondary superheater sebelum dialirkan ke turbin atau proses.
Apa kelebihan water tube boiler?
Mampu menghasilkan uap bertekanan sangat tinggi dengan kapasitas besar, cepat menaikkan tekanan karena volume airnya relatif kecil dibanding luas permukaan pemanasnya, efisiensinya tinggi terutama bila dilengkapi economizer dan air preheater, serta lebih aman karena jumlah air bertekanan yang tersimpan lebih sedikit.
Apa kekurangan water tube boiler?
Biaya investasi dan perawatannya lebih mahal, konstruksinya rumit, dan ukurannya lebih besar sehingga membutuhkan ruang yang lebih luas. Yang paling menuntut adalah mutu air umpannya, karena kerak setipis apa pun di dalam pipa dapat menyebabkan pipa terlalu panas dan pecah.
Mengapa mutu air umpan sangat penting?
Karena pipa water tube berdinding tipis dan menerima panas sangat tinggi. Endapan kerak menghambat perpindahan panas ke air sehingga logam pipa memanas melebihi batas dan akhirnya jebol. Karena itu air umpan harus melalui pengolahan berupa pelunakan, demineralisasi, penghilangan oksigen, serta pemantauan kimia yang rutin.
Apa beda water tube dan fire tube boiler?
Pada water tube, air berada di dalam pipa dan gas panas di luarnya; pada fire tube, kebalikannya. Water tube sanggup melayani tekanan dan kapasitas jauh lebih besar sehingga dipakai pada pembangkit listrik, sedangkan fire tube lebih sederhana dan murah sehingga cocok untuk kebutuhan uap proses berskala kecil sampai menengah.
