dasar teori boiler

Uap atau steam merupakan gas yang dihasilkan dari proses yang disebut penguapan. Bahan baku yang digunakan untuk menghasilkan steam adalah air bersih. Air dari water treatment yang telah diproses dialirkan menggunakan pompa ke deaerator tank hingga pada level yang telah ditentukan. Pemanasan dalam deaerator adalah dengan menggunakan steam sisa yang berasal dari hasil pemutar turbin.

Dengan meningkatnya suhu dan air telah mendekati kondisi didihnya, beberapa molekul mendapatkan energi kinetik yang cukup untuk mencapai kecepatan yang membuat sewaktu-waktu lepas dari cairan ke ruang diatas permukaan, sebelum jatuh kembali ke cairan. Pemanasan lebih lanjut menyebabkan eksitasi lebih besar dan sejumlah molekul dengan energi cukup untuk meninggalkan cairan jadi meningkat. Dengan mempertimbangkan struktur molekul cairan dan uap, dapat diambil kesimpulan bahwa densitas steam lebih kecil dari air, sebab molekul steam terpisah jauh satu dangan yang lain. Ruang yang secara tiba-tiba terjadi diatas permukaan air menjadi terisi dengan molekul steam yang padat.

Dalam hal ini pebakaran air dalam boiler adalah air yang melalui deaerator yang telah melalui pemanasan didalamnya yang dialirkan ke drum boiler (penampung steam) dan kemudian disuplai kedalam boiler untuk dipanaskan lebih lanjut sehingga menjadi steam basah. Suhu didalam boiler ini adalah sekitar 200 oC - 250 oC. Setelah proses yang tejadi di dalam boiler ini, aliran steam dilanjutkan ke superheater untuk menjadikan uap kering, suhu steam saat itu sekitar 300 oC - 350 oC dan siap disalurkan untuk memutar turbin.

Jika jumlah molekul yang meninggalkan permukaan cairan lebih besar dari yang masuk kembali, maka air akan menguap dengan bebas. Pada keadaan ini air telah mencapai titik didihnya atau suhu jenuhnya, yang dijenuhkan oleh energi panas. Jika tekananya tetap penambahan lebih banyak panas tidak mengakibatkan kenaikan suhu lebih lanjut namun menyebabkan air akan membentuk steam jenuh. Pada tekanan atmosfir suhu jenuh air adalah 100 oC, tetapi jika tekananya bertambah maka akan ada penambahan lebih banyak panas dan peningkatan suhu tanpa perubahan fase. Oleh karena itu, kenaikan tekanan secara efektif akan meningkatkan entalpi air dan suhu jenuhnya. Hubungan antara suhu jenuh dan tekanan dikenal sebagai kurva steam jenuh.

Air dan steam dapat berada secara bersamaan pada berbagai tekanan dalam kurva ini, keduanya akan berada pada suhu jenuh. Steam pada kondisi diatas kurva jenuh dikenal dengan Superheated steam (steam lewat jenuh), sedangkan air yang berada pada kondisi dibawah kurva disebut air sub-jenuh.

Jika steam mengalir dari boiler pada kecepatan yang sama dengan yang dihasilkanya, penambahan panas lebih lanjut akan meningkatkan laju produksinya. Jika steam yang sama tertahan tidak meningalkan boiler, dan jumlah panas yang masuk dijaga tetap, energi yang mengalir ke boiler akan lebih besar daripada energi yang mengalir keluar. Energi yang berlebih ini akan menaikan tekanan, yang pada giliranya akan menyebabkan suhu jenuh meningkat, karena suhu steam jenuh berhubungan dengan tekananya.

Adapun Fungsi boiler : Boiler berfungsi sebagai pesawat konversi energi yang mengkonversikan energi kimia (potensial) dari bahan bakar menjadi energi panas. Boiler terdiri dari dua komponen utama yaitu :
1. Dapur (furnace), sebagai alat untuk mengubah energi kimia menjad energi panas.
2. Alat penguap (eveporator) yang mengubah energi pembakaran (energi panas) menjadi energi potensial uap.

Kedua komponen tersebut di atas telah dapat untuk memungkinkan sebuah boiler untuk berfungsi. Sedangkan komponen lainnya adalah :
Corong asap dengan sistem tarikan gas asapnya, memungkinkan dapur berfungsi secara efektif. Sistem perpipaan, seperti pipa api pada boiler pipa api, pipa air pad boiler pipa air memungkinkan sistem penghantaran kalor yang efektif antara nyala api atau gas panas dengan air boiler. Sistem pemanas uap lanjut, sistem pemanas udara pembakaran serta sistem pemanas air pengisi boiler berfungsi sebagai alat untuk menaikan efisiensi boiler. Agar sebuah boiler dapat beropersi dengan aman, maka perlu adanya sistem pengamanan yang disebut apendasi.