Pengertian, Macam-macam, Alat Pembuat Steam dan Boiler

Pengertian Steam dan Manfaatnya

Steam merupakan gas ideal yang tidak terlihat yang dihasilkan dengan penambahan panas dalam air (penguapan). Steam memiliki kandungan panas kondensasi yang besar dan banyak digunakan dalam pabrik kimia (Woodruff dkk,2005).

Steam dapat diidentifikasi dengan mengetahui tekanan dan temperaturnya. Umpan yang akan dirubah menjadi steam berupa air, untuk mengubahnya diperlukan panas sebagai berikut (Woodruff dkk,2005):

• Panas sensibel cairan, yaitu sejumlah panas yang diperlukan untuk memanaskan air tersebut dari 0°C ke temperatur didih.
• Panas penguapan, yaitu sejumlah panas yang diperlukan untuk menguapkan air tersebut pada temperatur didih tanpa terjadi kenaikan temperatur.
• Panas steam lanjut, yaitu panas yang diperlukan untuk pemanasan saturated steam sehingga menjadi superheated steam.

Steam banyak dimanfaatkan dalam industri kimia diantaranya sebagai berikut (Woodruff,2005):

• Steam sebagai pemanas secara langsung atau tidak langsung dalam alat-alat industri seperti heat exchanger, menara distilasi, evaporator, dan lain-lain.
• Steam digunakan dalam pembakaran bahan bakar minyak (oil refinery)
• Steam digunakan sebagai pengering (drying)
• Steam digunakan sebagai penghasil tenaga dalam turbin steam.

Contoh industri yang menggunakan steam diantaranya industri kertas, karet, gula, dan oil refinery. Suatu proses yang menggunakan steam memiliki beberapa kelebihan diantaranya (Woodruff,2005):

• Pengontrolan suhu relatif rendah
• Memiliki range yang besar untuk suhu operasi
• Tidak beracun dan kehilangan energi yang terjadi bisa digantikan
• Tidak membutuhkan material yang mahal
• Konstruksi yang digunakan relatif murah.

Macam-Macam Steam

Steam dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu sebagai berikut (Kusumadewi,2015):

1. Saturated steam yaitu uap air yang terbentuk pada suhu didih dan tidak mengandung titik-titik air maupun gas asing. 
2. Wet steam yaitu campuran dari saturated steam dan titik-titik air yang terdistribusi merata. Steam ini terbentuk misalnya pada waktu air mendidih dengan sangat kuat atau karena kondensasi sebagian dari uap jenuh. 
3. Superheated steam yaitu uap yang dipanaskan melebihi temperatur didihnya. Pada tekanan yang sama steam ini memiliki kerapatan lebih rendah daripada saturated steam

Alat Pembuat Steam

Steam dibuat dari bahan air segar menggunakan sebuah alat yang disebut boiler. Boiler merupakan alat yang digunakan untuk menghasilkan uap atau steam untuk berbagai keperluan. Sebelum diuapkan, air umpan yang digunakan harus melalui proses demineralisasi untuk mensterilkan air dari mineral-mineral yang menghambat kerja boiler. Apabila tidak dilakukan proses tersebut maka efisiensi boiler berkurang dan steam yang dihasilkan kualitasnya kurang maksimal. Untuk meningkatkan efisiensi kerja boiler bisa menggunakan economizer. (Payne dan Richard, 1996).

Berikut ini adalah macam-macam boiler yang menyesuaikan kebutuhan masing-masing pengguna:

1. Macam-macam boiler berdasarkan bahan isian yang melalui tube-tubenya dibedakan menjadi dua jenis (Djokosetyardjo,1990):

Fire Tube Boiler
Terdiri dari tangki air yang dilubangi dan dilalui pipa-pipa, dimana gas panas yang mengalir pada tangki tersebut melalui tube-tube digunakan untuk memanaskan air di dalam tangki. Fire tube boilers pada umumnya dipakai untuk kapasitas steam yang cukup kecil dengan tekanan steam dari rendah sampai sedang. Fire tube boilers cocok digunakan untuk kapasitas antara 15000-20000 pon/jam (lb/hr) dengan tekanan 7-10 atm. Fire tube boilers dapat memakai bahan bakar minyak atau gas.

Water Tube BoilerPrinsip kerja water tube boiler merupakan kebalikan dari fire tube boiler. Air mengalir melalui tube-tube yang terletak di dalam gas panas yang dihasilkan dari pembakaran. Ketika air dalam tube-tube mendapat pemanasan, air dalam pipa mendidih sehingga air mengandung uap dan berat jenis air berkurang, air dan uap mengalir ke atas. Air yang densitasnya lebih besar akan ke bawah dan menggantikan air yang menuju ke atas. Pada drum atas, air dan uap berpisah menjadi uap jenuh, kemudian uap jenuh disalurkan ke superheater untuk diubah menjadi uap panas lanjut. Uap panas lanjut yang keluar dari superheater inilah yang akan dimanfaatkan sebagai penggerak mesin uap. Bahan bakar yang digunakan bisa gas atau padatan fuel. Water tube boiler juga tersedia dalam berbagai variasi model.

Karakteristik water tube boiler sebagai berikut:

• Forced, induced dan balanced draft membantu untuk meningkatkan efisiensi pembakaran, sehingga efisiensi tinggi.

• Kurang direkomendasikan terhadap kualitas air yang dihasilkan dari unit pengolahan air.

• Memungkinkan untuk tingkat efisiensi panas yang lebih tinggi.

Macam-macam Boiler

Macam-macam boiler berdasarkan tekanannya dibedakan menjadi 2 sebagai berikut (Djokosetyardjo,1990):
Boiler Bertekanan Rendah
Tipe ini memiliki steam operasi kurang dari 1 atm, menghasilkan air dengan tekanan di bawah 11 atm dan temperature di bawah 121°C.
Boiler Bertekanan Tinggi
Tipe ini memiliki steam operasi lebih dari 1 atm, menghasilkan air dengan tekanan di atas 11 atm dan temperature di atas 121°C.


Macam-macam boiler berdasarkan bahan bakar yang digunakan dibedakan menjadi 4 macam sebagai berikut (Djokosetyardjo,1990):
Solid Fuel 
Pemanasan pada boiler akibat pembakaran antara bahan bakar padat (batu bara, sampah kota, kayu) dengan oksigen dan sumber panas.
Oil Fuel 
Pemanasan pada boiler akibat pembakaran antara bahan bakar minyak dengan oksigen dan sumber panas.
Gaseous Fuel 
Pemanasan pada boiler akibat pembakaran antara LNG (Liquid Natural Gas) dengan oksigen dan sumber panas. Harga bahan baku pembakarannya lebih murah diantara semua boiler yang lain.
Electric 
Pemanasan pada boiler akibat sumber listrik yang menyuplai sumber panas.

Macam-macam boiler berdasarkan kegunaannya dibedakan menjadi 5 macam yaitu sebagai berikut (Djokosetyardjo,1990):

Power Boiler

Steam yang digunakan pada power boiler ini berasal dari tipe water tube boiler. Steam yang dihasilkan mempunyai tekanan dan kapasitas besar, sehingga mampu menggerakan turbin dan menghasilkan listrik dari generator. Kegunaan yaitu sebagai penghasil steam untuk menghasilkan listrik dari generator.

Industrial Boiler

Steam yang digunakan pada idustrial boiler ini berasal dari tipe water tube boiler atau fire tube boiler. Kegunaannya untuk menjalankan proses industri dan sebagai tambahan panas. Steam memiliki tekanan yang sedang dan kapasitas yang besar.

Commercial Boiler

Steam yang digunakan pada commercial boiler ini berasal dari tipe water tube boiler atau fire tube boiler. Kegunaannya untuk menjalankan proses operasi komersial. Tekanan yang dimiliki steam rendah.

Residential Boiler

Steam yang digunakan pada residential boiler ini berasal dari tipe fire tube boiler. Boiler ini memiliki tekanan dan kapasitas yang rendah, biasanya digunakan pada perumahan.

Heat Recovery Boiler

Steam yang digunakan pada heat recovery boiler ini berasal dari tipe water tube boiler atau fire tube boiler. Steam yang dihasilkan mempunyai kapasitas dan tekanan besar, kegunaannya sebagai penghasil steam dari uap panas yang tidak terpakai. Hasil steam ini digunakan untuk menjalankan proses industri.

Subscribe to this Blog via Email :

Tweet