BOILER DESIGN - MARINE ENGINEERING

BOILER DESIGN

dalam buku MARINE ENGINEERING

Oleh: Riki Sanjaya

3.1     Umum

Permasalahan pokok dalam boiler design adalah untuk menentukan proporsi sesuai dari  berbagai pemanasan permukaan sangat menarik untuk menggunakan panas yang maksimum yang tersedia di (dalam) produk pembakaran. suatu disain yang sesuai akan memenuhi biaya yang paling rendah pada life cycle basisnya. masing-masing komponen harus terintegrasi dengan unsur-unsur lain dari unit untuk menyediakan suatu disain yang seimbang diantaranya biaya invest utama dan bahan bakar, pemeliharaan, dan biaya operasi akan menjadi  minimum selama  masa penggunaan kapal. sama sekali tidak harus keandalan atau keselamatan yang disepakati oleh pertimbangan biaya ini.

untuk/karena uap air generator sistem, berikut  harus dipertimbangkan:

 1. peralatan fuel burning

 2. Tungku perapian

 3. Boiler generating surface

 4. superheater ( dan reheater jika digunakan)

 5. economizer dan alat pemanas udara

 6. attemperator ( atau kendali) dan pelengkap desuperheaters

 7. Circulatory dan system  steam separator

 8. casing dan setting

 9. Pembersihan peralatan

 10. Safety valves dan alat-alat bantu lain

 11. Feed watrer dan treatment

 12. foundations dan support ( dasar dan pendukung alat )

 13. combustion air system

 14. system uptake gas duct dan stack

pertimbangan ini memerlukan banyak langkah-langkah interrelasi. dalam banyak kasus, sejumlah asumsi harus dilakukan  untuk memulai disain. Seperti proses perhitungan desain, asumsi harus disaring untuk mencapai ketelitian yang diinginkan didalam analisa akhir.

 Langkah yang pertama adalah pemilihan dari  jenis dasar  ketel uap, superheater dan economizer atau alat pemanas udara atau kedua-duanya yang digunakan. pemilihan ini didasarkan pada bagian yang lebih penting dan bagian yang masih tersedia space atau ruang  untuk instalasi dan kebutuhan operasi nya.

Kwantitas bahan bakar yang diperlukan adalahuntuk  menentukan efisiensi  generator uap yang diinginkan, memberikan tekanan uap, temperatur, dan arus, temperature feed water dan nilai pemanasan bahan bakar

Karakteristik bahan bakar dan jumlah peralatan fuel burning yang tersedia  untuk dilakukan. ini adalah putaran turn sets kebutuhan udara kelebihan. kalkulasi pembakaran dibuat kemudian untuk menentukan tiap jam jumlah corong asap gas yang sekarang melalui/sampai unit itu. jalan keluar atau tumpukan suhu gas untuk mana corong asap gas harus didinginkan untuk mencapai efisiensi yang diinginkan adalah menentukan ( fig.16). dan jika pengalaman menunjukkan bahwa ia/nya adalah memuaskan atherwise atau dapat dicapai, disain dapat berproses. jika bukan, pemilihan efisiensi yang lain  harus dibuat dan kalkulasi diulangi.

Kemudian yang akan dihitung adalah Temperatur furnace exit gas . dimana nilai nya adalah bergantung pada radiant dan pemindahan gas/panas pemindahan kalor permukaan yang diinstall di (dalam) waterwalls, floor, roof, and screen (radiant only) seperti halnya theaxtent dari refractory present . berikutnya, suhu gas jatuh dan panas yang diserap oleh screen dan superheater ditentukan. ukuran dan pengaturan jarak tabung dan jumlah permukaan diasumsikan pada awalnya. ini kemudian akan dimodifikasi untuk menyediakan uap air temperatur yang diinginkan dan tabung konservatif temperatur metal sebagaimana diperlukan. pada umumnya beberapa layar dan superheater kombinasi diselidiki untuk menentukan solusi [yang] yang paling hemat.

Boiler bank, economizer, dan air heater surface merupakan sized untuk menyediakan suhu gas pengambilan akhir yang diperlukan. pada setiap (menyangkut) langkah-langkah [hanya;baru saja] menguraikan, memaraf aneka pilihan ketebalan dan jenis material untuk tabung, serudukan/palu air, dan drum dibuat.

 dengan heating surface estabilished, kerugian draft trhough semua komponen dihitung. jika kerugian draft melebihi kemampuan dari  kemampuan fan yang diinginkan, pemindahan kalor dan draft [yang] sebelumnya dihitung disesuaikan dengan  mengubah tabung [yang] mengatur jarak, jumlah baris menyeberang atau kedalaman atau untuk tinggi ketel uap komponen. suatu ukuran atau nomor;jumlah pembakar minyak berbeda mungkin perlu untuk membantu dalam mencapai suatu saldo/timbangan kebutuhan draft akhir dan kemampuan fan capabilities.

Presure drops dari uap air dan steam through semua komponen dari lubang masuk feed water economizer kepada superheater outlet yang akan dihitung kemudian. mereka, pada gilirannya, estabilish [adalah]  ketel uap yang diperlukan dan economizer disain memaksa dan katup aman [yang] ditentukan. suatu analisa peredaran kemudian adalah yang disiapkan menggunakan heatabsorptions menentukan dari pemindahan kalor kalkulasi. dari ini, yang sized dan jumlah tabung dan persediaan disesuaikan [ketika;seperti] diperlukan.

 langkah-langkah yang di depan diikuti untuk masing-masing disain. bagaimanapun, dengan pengalaman [adalah]  perancang dapat membuat sangat menutup perkiraan pertama dan pada hakekatnya mengurangi waktu memerlukan untuk menyiapkan disain.

3.2       Fuel Combustion

Fungsi dasar dari suatu dapur-api ketel akan menghasilkan jumlah maksimum panas dari kwantitas ditentukan dari suatu bahan bakar spesifik. suatu fungsi [yang] sekunder bermanfaat akan menghasilkan uap air di (dalam) tungku perapian dinding tabung sirkit. aspek/pengarah pembakaran [yang] yang teoritis telah (menjadi) terkenal selama bertahun-tahun. bagaimanapun, prestasi pembakaran kebaikan di dalam tungku perapian [dari;ttg] angkatan laut peniup/penghembus secara relatif kecil memerlukan praticall pengetahuan dan pengalaman. melengkapi;menyudahilah pembakaran dapat diperoleh disajikan ada waktu cukup ( suatu funtion tungku perapian volume), pergolakan ( priovide oleh ilmu ukur dari  perakitan pembakar) dan temperatur yang cukup tinggi untuk menyediakan pengapian.

 pembakaran mungkin (adalah) digambarkan sebagai bahan kimia kombinasi oksigen dengan unsur-unsur yang gampang menyala di (dalam) bahan bakar. bahan bakar yang umum hanya mempunyai tiga komponen berkenaan dengan unsur whichunite wtih oksigen untuk menghasilkan panas. unsur-unsur dan campuran mereka, seperti halnya bobot molekular dan pembakaran mereka constans, mencakup naik darah nilai-nilai, disampaikan dalam [tabel] 1.

Oksigen berkombinasi dengan unsur-unsur yang gampang menyala adn campuran mereka seturut hukum ilmu kimia. reaksi khas untuk unsur minyak bakar yang gampang menyala, berdasar pada asumsi [bahwa/yang] reaksi lengkap dengan jumlah yang tepat oksigen diperlukan adalah,

[di mana/jika] ^ Q adalah panas yang ditingkatkan oleh reaksi.

 panas meningkatkan atau bahang pembakaran biasanya disebut" bahan bakar nilai pemanasan" dan adalah pen;jumlahan dari  kalor reaksi (menyangkut) berbagai unsur untuk [satu/ orang] memukulkan dari  bahan bakar mempertimbangkan. nilai pemanasan dari suatu bahan bakar mungkin (adalah) dihitung dari pertimbangan teoritis atau mungkin (adalah) ditentukan, untuk/karena suatu minyak nyata, dengan pembakaran suatu contoh di (dalam) suatu kalorimeter bom ( lihat bab 12 untuk diskusi [yang] tambahan mengenai ini)

Pengujian bahan bakar oleh suatu pengeboman calorimater untuk menentukan panas menyerah, dua nilai-nilai mungkin (adalah) dilaporkan,; thehigher ( atau mendapat keuntungan kotor atau bagian atas) nilai pemanasan dan ornet nilai pemanasan yang yang lebih rendah. untuk/karena yang lebih tinggi yang memanaskan value,it mengira bahwa manapun uap air air yang dibentuk dengan pembakaran unsur hidrogen adalah semua dipadatkan dan mendinginkan kepada temperatur awal di [dalam]  pengukur kalori pada bagian akhir perjanjian [adalah]  bahang uapan, sekitar 970 Btu/Lb minyak, adalah meliputi di (dalam) nilai pemanasan yang dilaporkan itu. untuk/karena nilai pemanasan yang yang lebih rendah, [itu] mengira bahwa tidak satupun dari uap air memadatkan dan bahwa semua produk pembakaran tinggal di (dalam) suatu status berupa gas. di (dalam) Amerika Serikat yang lebih tinggi nilai pemanasan digunakan sebagai mereka tersedia secara langsung dari pengukur kalori penentuan dan oleh karena pratice bahan bakar pembelian [yang] estabilished pada [atas] yang lebih tinggi nilai pemanasan basis. nilai pemanasan yang yang lebih rendah biasanya digunakan di (dalam) pratice mengenai Eropa.

a. fuel analysis.

Untuk disain dan tujuan yang sebanding, standard acuan  minyak bakar adalah= 6 minyak bakar (6 fuel oil (bunker C)  yang mempunyai karakteristik seperti dibawah

Nilai pemanasan yang lebih tinggi dari standart acuan  bahan bakar ditentukan oleh suatu kalorimeter bomb dan mengoreksi untuk panas jenis pada tekanan tetap adalah 18.500 Btu/Lb. temperatur dasar untuk kandungan panas adalah estabilished seperti 100F. Untuk desain dan perhitungan panas yang seimbang nilai panas dari koreksi minyak untuk panas tambahan yang ditambahkan (dalam Btu'Lb) di (dalam) memanaskan minyak untuk temperatur ( 200F yang diasumsikan) (yang) penting bagi pengabutan sesuai oleh ungkapan berikut :

Panas yang ditambahkan= 0.46 ( mengurai ke atom temperatur- 100F)

 total nilai pemanasan (menyangkut) minyak acuan adalah, oleh karena itu, 18,546 Btu/Lb dan digunakan untuk semua jenis pengabutan yang mencakup uap air pengabutan.

b. Combustion Air

oksigen diperlukan untuk pembakaran yang disediakan oleh udara pembakaran. unsur lain dari  udara bertindak sebagai diluents. hawa udara adalah suatu campuran - [seperti/ketika] dibedakan dari campuran kimiawi- tentang oksigen, zat lemas, dan jumlah carbondioxide kecil, uap air air, argon, dan gas mulia lain. komposisi dasar  udara kering untuk tujuan pembakaran dianggap sebagai:

 gas yang jarang dimasukkan sebagai bagian dari zat lemas unsur.

 udara diasumsikan untuk;menjadi disediakan kepada yang dipaksa- draft merencanakan suatu temperatur 100F, suatu sanak keluarga humadas 40 persen, dan presure [yang] barometic 29,92 di (dalam) Hg. di bawah udara kondisi-kondisi seperti (itu)  mempunyai sifat fisis berikut .

yang didasarkan pada bahan bakar Yang di depan dan standard mereka, analyisis akan menunjukkan keadaan yang stoichiometrical atau kwantitas udara kering [yang] teoritis untuk membakar satu pon bahan bakar adalah 13. 75 lb. dari ini, jumlah ofair berikut  untuk berbagai persentase kelebihan ditentukan:

            Analisa terakhir dari  bahan bakar [yang] benar-benar ditemui dalam rvariasi dari bahan bakar acuan standard nya. menggambarkanlah 17 pertunjukan [adalah]  efek dari variasi ini pada udara yang teoritis yang diperlukan untuk pembakaran. sebagai suatu contoh, suatu bahan bakar terdiri dari 87.25C, 12.0 H2, 0.2S, 0.4o2, dan 0.15N2 akan memerlukan 3.0 persen lebih udara untuk pembakaran stoichiometric (+ 3.8% untuk/karena H2, - 0.4 forC,- 0.4%for S) [ 16]

Untuk mengurangi gas kering rugi bahang yang atas tumpukan, berat/beban corong asap gas harus diadakan untuk suatu [yang] konsisten minimum dengan penyediaan cukup udara ke dengan sepenuhnya membakar bahan bakar. mengenalilah yang di depan, suatu operator perlu mengamati resultwith minyak bakar tertentu bunkeredand melakukan penyesuaian udara kelebihan untuk mencapai pembakaran lengkap. bagaimanapun, di (dalam) mose kasus, perancangan suatu ketel uap didasarkan pada udara- bahan bakar perbandingan yang cukup untuk menyediakan 715% udara kelebihan. [selagi/sedang] banyak pembakar minyak dan combusition sistem kendali dapat mengoperasikan dengan sukses dengan udara kelebihan, penggunaan 15% untuk/karena tujuan disain meyakinkan pemindahan kalor permukaan cukup dan memaksa- draft menghembus dengan kapasitas cukup. untuk/karena garis tepi tambahan, [di mana/jika] tidak (ada) alat pemanas udara diinstall, 20% udara kelebihan sering digunakan.

Perbandingan  bahan bakar udara atau udara kelebihan sering dibahas dalam hal CO2, yang mana] siap diperoleh dari suatu operasi ketel uap atas pertolongan suatu orsat analisa. suatu orsat [yang] membaca 14% Co2 sesuai dengan kira-kira 15% udara kelebihan. menggambarkanlah 18 pertunjukan [adalah]  hubungan antar[a] Co2, O2 dan udara kelebihan.

 seperti pemindahan kalor dan kalkulasi draft didasarkan pada berat/beban udara corong asap gas, penggunaan dari  istilah " persen CO2" yang mana [adalah] suatu ukuran volumetric menjadi arti penting [yang] hanya di (dalam) membandingkan capaian pembakar minyak. adalah paling bermanfaat  [di mana/jika] minyak digunakan [menjadi/dari] secara luas bermacam-macam analisa dari standard itu nya referance bahan bakar. kelebihan itu ai, atau bahan bakar perbandingan udara, dapat juga ditentukan conviniently oleh dengan menggunakan suatu penganalisis oksigen, suatu pembacaan 3% oksigen sesuai dengan kira-kira 15% udara kelebihan.

C.         Efficiency

Efisiensi boiler digambarkan sebagai perbandingan dari  panas masuk. keluaran panas adalah setara dengan panas masuk kurang kerugian itu. 

Output panas juga dapat didefinisikan sebagai perbedaan entalpi antara air umpan masuk ke boiler atau economizer, jika terpasang, dan uap meninggalkan boiler (baik superheated dan desuperheated). Ketika uap pemanas udara terpasang, input panas dari uap dibebankan ke input panas boiler total dan efisiensi menjadi:

Efisiensi = Hi+ Ha- HLHi+Ha

                                                     =Hi+Ha- (Hg+Hu)Hi+Ha

Dimana Ha panas yang ditambahkan di atas 100 F ke udara pembakaran oleh pemanas udara uap.

            Dimana Ha panas yang ditambahkan dalam awal proses desain, salah satu ungkapan ini diselesaikan untuk input panas Hi, dari yang berat minyak yang dipecat adalah mudah ditentukan dengan membagi dengan nilai panas bahan bakar desain, biasanya 18.546 Btu / lb . Semua jumlah yang ditentukan berdasarkan laju aliran per jam.

            Efisiensi boiler yang dibutuhkan biasanya ditetapkan oleh spesifikasi atau keseimbangan panas. Seiring dengan tekanan desain uap dan suhu, itu menetapkan jumlah dan pengaturan oh permukaan pemanas dipasang di boiler dan economizer. Desain tekanan uap dan suhu saturasi diatur sesuai "sink" temperatur efektif bank pembangkit boiler, dan air umpan set bahwa dari economizer tersebut.

  

Dalam kasus instalasi pemanas udara, wastafel adalah temperatur udara inlet untuk itu, biasanya 100 F. Kurva khas dari efisiensi versus beban untuk generator uap ditampilkan di Gbr.19. Perhatikan bahwa efisiensi berkurang dengan output uap meningkat. Kuantitas gas buang panas yang akan meningkatkan didinginkan sebagai bahan bakar lebih banyak dikonsumsi untuk meningkatkan output uap. Seperti yang terjadi, efektivitas tetap dari sejumlah pemanasan timbul penyusutan dan efisiensi turun. Ini umum ke ukuran permukaan dari boiler untuk kapal dagang adanya efisiensi diinginkan pada peringkat berhubungan ke “ ABS power ”. Efisiensi pada kecepatan-angka maksimum atau minimum kemudian adalah satu fungsi dari titik desain ini dan harus berada pada efisiensi kurva karakteristik.

Satu ceiling praktis pada efisiensi boiler dipaksakan oleh kebutuhan untuk memelihara suhu dari atas pengambilan gas di atas titik embun dari gas cerobong. Ini memperkecil kaitan belerang deposites dan korosi dari dingin akhir dari penukar panas dan ductwork. Di economizers, korosi mengakibatkan ke kebocoran dan dandang dipaksa outages; oleh sebab itu, ini adalah praktek umum untuk memelihara sedikitnya memmaintain suhu feedwater dari sekitar 280 f, yang hasil pada satu suhu gas cerobong dari sekitar 315 ke 320 f dan membatasi risiko dari kakisan.

Pada satu alat pemanas udara regenerative berputar, satu kegagalan korosi adalah bukan karena non-catastrophic; oleh sebab itu, satu suhu rendah tumpukan (280 f atau kurang) adalah praktis dan efisiensi boiler diperoleh lebih tinggi. Efisiensi siklus dapat selanjutnya ditingkatkan melalui penggunaan dari alat pemanas air pembayaran memaksa ketinggian untuk menyediakan feedwater di suhu yang mana dengan tidak praktis tinggi pada satu economizer berulang.

d. Pemilihan pembakaran minyak

Pilihan dari jenis dan angka dari pembakaran minyak dipergunakan adalah bergantung pada tersedia draft loss, dimensi tungku perapian, dan boiler fairing beri peringkat. Kapasitas tinggi, pembakar jangkauan luas biasanya terpilih untuk instalasi dengan mengurangi angka dari pembakar memerlukan dan menyederhanakan pemeliharaan dan operasi. Ongkos kontrol dan alat-alat perlengkapan keselamatan, seperti halnya pemeliharaan ini, karena itu sedikitnya harus dipertahankan.

Ukuran dan pengaturan dari kamar mesin sering mempengaruhi lokasi pembakar. Ini diinginkan untuk menempatkan pembakar berdekatan ke konsol kontrol untuk kemudahan dengan monitoring visual dan ketersediaan. Di kedua-duanya drum boiler, pembakar dapat diinstal pada depan tungku perapian buat dinding, atap, atau dinding samping.

Di depan boiler, gas ditembak garis lintang sejajar ke boiler bank. Mereka dibandingkan suhu 90 - deg mengarahkan masuki baris layar, dan sebagai kedalaman tungku perapian biasanya dimensi paling pendek cenderung gas untuk menimbun berdasarkan pada belakang tembok. Konsentrasi berat ini dari gas di belakang kacaukan suhu gas, dan buat ramalan dari suhu uap air dan tabung logam superheater suhu lebih sulit. Pada sisi lain, dengan atap menembak gas yang seragam terdistribusi berlalu kedalaman dari dandang. Sejak tungku perapian heigth biasanya dimensi terpanjang, ada kurang kecenderungan untuk mengonsentrasi gas sebelum mereka mengarahkan ke dalam superheater saring.

Side firing, dengan pembakar pada dinding samping, perlukan bahwa perhatian saksama menjadi tertentu ke perincian desain. Sejak proses gas tidak ada putaran sebelum memasuki layar, membuat pincang cenderung panjang sangat panjang. Ini dapat menghasilkan di penembusan bernyala dari layar dan bank superheater dengan satu advers pengaruhi pada tabung suhu superheater dan suhu stearn.

Kita biasanya, paling tidak dua pembakaran minyak dipergunakan sangat itu satu pembakar dapat ditembak ketika membersihkan atau mengubah sprater sepuh di yang lain.

Table 2 Oil burner clearances
Throat Diameter, in	Ceterline Spacing, in	Wall Clearance, in
16	30	30
20	36	34
24	42	38
30	48	42
36	54	46
42	60	50

Idealnya, pembakar tunggal per boiler akan sangat besar menyederhanakan instalasi dari kontrol dan mengijinkan pengaturan tungku perapian dioptimalkan. Secara relatif boiler kecil, ini kemungkinan untuk memperoleh minyak diperlukan memberi peringkat dengan pembakar tunggal. Di boiler besar kapasitas sejumlah bahan bakar dan udara diperkenalkan ke dalam tungku perapian mengharuskan satu beberapa instalasi pembakar.

Masing-masing ukuran pembakar yang punya sedikitnya rate operasi di bawah wich bernyala menjadi tidak stabil dan di situ adalah risiko dari nyalaan kegagalan. Di bagian ini adalah satu charateristic dari pembakar, tapi draft dipaksa, bahan bakar, dan sistem kendali juga mempunyai satu pengaruh. Rate minimum dari kepentingan hebat sejak satu banyak pabrik lebih sederhana menghasilkan ketika semua pembakar dapat ditinggalkan di jasa terus menerus. Ketika di bandar atau selama kondisi manuvering, minyak minimum mengalir kemampuan harus kurang dari itu diperlukan oleh permintaan pabrik, kalau katup aman berulang meletus atau mengukus pembuangan adalah dihindari. Kedua uap air limbah aksi ini dan pimpinan untuk bertambah pemeliharaan.

Penderetan pembakar dapat dipergunakan effectifely untuk mengikuti isi menuntut dimana pembakar dengan jangkauan terbatas atau minimum lebih tinggi dibandingkan diinginkan aliran dipergunakan. Status kekar, komputer mengontrol sistem logika adalah sering dipergunakan untuk urutan pembakar; bagaimanapun, alat-alat perlengkapan ini dapat meningkat biaya dengan sangat.

Kekhawatiran harus dibawa menyusun pembakar untuk menyediakan untuk bahkan udara distribusi untuk masing-masing pembakar pada windbox untuk mengoptimalkan pembakaran dengan sedikitnya udara kelebihan. Pemeriksaan di antara pembakar dan tembok tungku perapian harus cukup untuk mencegah campur tangan dan tubrukan. Volume tungku perapian harus besar cukup untuk menyediakan waktu penting bagi lengkapi pembakaran untuk mengambil tempat sebelum gas memasuki superheater saring. Pembakaran Statisfactory telah diperoleh di kecepatan-angka pelepasan tungku perapian dari sampai 1,500,000 Btu / Ft ²  di boiler laut.

Masing-masing pembakar pabrikan yang punya recomended clearencesnya sendiri dan bentuk dari bernyala dapat disesuaikan ke beberapa luas untuk memodifikasi mereka ketika perlu. Ini dilakukan oleh perubahan sudut dari alat penyemprot. Satu sudut lebih luas dipekerjakan untuk memendekkan panjang bernyala dan menghasilkan satu bernyala lebar bersemak sementara satu sudut lebih dangkal meningkat panjang bernyala dan lebar penyusutan. Pabrikan pembakar harus selalu menjadi tertentu oportunity ke refiew tungku perapian ditolak mendisain sangat mungkin terbaik instalasi dapat diperoleh. Umumnya pembakar pantas clearences diperlihatkan di tabel 2. Ketika menembak bunker C minyak, ini adalah costumary untuk mempergunakan minimum clearences mendirikan oleh pengalaman. Ini mungkin turun, barangkali oleh enam inci, kalau minyak hasil penyulingan ditembak. Kedalaman tungku perapian dari boiler watertube, yaitu dipecat yang berhadapan, biasanya terbatas pada sedikitnya enam feet walaupun di situ sangat tinggi diberi peringkat dandang di jasa dengan kedalaman tungku perapian hanyalah lima feet.

Pemilihan dari pembakaran minyak juga harus yang dapat dipertukarkan dengan jenis dari alat penyemprot dipergunakan. Alternatif alat penyemprot termasuk: kukus pengabutan (campuran internal), mekanik uap air (campuran eksternal), jangkauan luas yang mekanik pengisap terbuka, cangkir berputar, dan orang lain. Dari jenis ini, campuran internal mengukus alat penyemprot dan pengisap terbuka alat penyemprot yang punya penolakan paling tinggi (kesana-sini 12 ke 1) dan sediakan paling kecil dan paling ukuran partikel seragam berlalu jangkauan mereka dari operasi. Dengan sempurna mengurai ke dalam atom rintik bahan bakar luas permukan lagi probide untuk pembakaran dan permisi kurang udara kelebihan dipergunakan, kurang dengan demikian rugi draft, menghembus kebutuhan kekuatan, dan kehilangan tumpukan gas kering

Jumlah pembakar yang dipilih biasanya berakibat pada hilangnya draft burner setara dengan sekitar 35 sampai 50% dari kerugian total draft unit boiler. Kerugian draft burner bervariasi dengan volumetrik aliran udara melewatinya. Di setiap aliran udara diberikan, sebuah in the perubahan suhu udara akan menambah atau mengurangi kerugian draf rasio perubahan suhu absolut. Iin merancang boiler dengan pemanas udara, itu sis praktek standar untuk membatasi suhu udara meninggalkan pemanas udara dan memasuki burner tidak lebih dari 600 F dan disukai tu kurang menjamin hidup yang panjang dan mencegah kelebihan pemanasan bagian burner. Jika desain premilinary menghasilkan suhu udara yang berlebihan, perancang harus reapportion permukaan, mungkin menambahkan economizer kecil, untuk mengurangi suhu udara pemanas udara outlet ke nilai yang dapat diterima.

           3.3 tungku desain.

 Setelah laju pembakaran serta jumlah dan jenis pembakar minyak Agis Mitra Mandiri, desain tanur dilakukan. Sebagai panas ot jumlah menyerap radiasi permukaan disediakan menentukan suhu tungku keluar gas untuk sebagian besar, pilihan dari konstruksi tungku mungkin: dinding tahan api dan dinding air didinginkan. Awalnya tungku semuanya sederhana bata-ruang berlapis. Sebagai suku menembak didorong lebih tinggi dan output dari boiler ukuran tertentu meningkat, kehidupan dinding tahan api dan biaya pemeliharaan menjadi benar-benartidakmemuaskan.
Untuk meningkatkan kehidupan tahan api, air pendingin dalam bentuk tabung spasi disusun untuk menyerap panas oleh radiasi langsung dari awan api. Dengan ini berarti tungku wer menurunkan suhu dan itu mungkin untuk meningkatkan laju pembakaran dalam tungku amplop yang diberikan [2,3]. Padam untuk perbaikan adalah diminimalkan dan penggunaan bahan bakar kelas yang lebih rendah menjadi mungkin.
            Dengan tingkat menembak semakin meningkat, tabung jarak memberi jalan untuk konstruksi tangen-tabung. tabung Tangent didefinisikan sebagai tabung diatur sedemikian rupa sehingga kesenjangan antara mereka tidak melebihi ¼ masuk .Tahan api dan bahan isolasi yang digunakan di belakang tabung dan, dalam posisi ini dilindungi, mereka memiliki kehidupan yang hampir tak terbatas. Bentuk lain dari dinding air-cooled adalah dinding dilas, seperti yang digambarkan oleh Gbr.20, yang lazim di ketel ukuran besar. Dalam jenis konstruksi, tabung dirakit menjadi panel oleh jarak tabung dan bar toko-las pengisi antara mereka pada mesin las otomatis. Tabung dari panel berkumpul adalah dari lapangan-dilas untuk nozel stub pada header waterwall dan drum ketika unit yang didirikan di galangan kapal. Dari sudut pandang kinerja, jenis konstruksi adalah setara dengan dinding tangen-tabung.

            Untuk sejumlah tahun lantai tungku perapian telah didinginkan dengan air atas pertolongan horisontal tabung menginstal di bawah satu peliputan refractory. Penyejukan dengan air, walau lalaikan, disediakan hidup ditingkatkan untuk refractory lantai. Refractory pasti perlu untuk memastikan lama hidup dari tabung lantai sejak satu tabung horisontal tidak dapat memaklumi panas tinggi memasuki ke atas bidang ini. Apapun uap air membentuk di situ cenderung untuk menyelimuti permukaan, mendekati suhu logam tabung dan pimpinan untuk awal kegagalan.

Setelah pemilihan dari jenis dengan permukaan didinginkan dengan air dipergunakan dan satu preliminaryfurnace ukuran dan kontur telah ditaksir atas dasar angka dan pengaturan dari pembakar meminyaki, ini kemungkinan untuk menaksir keluar tungku perapian menggas suhu ang memanaskan batas serapan pelepasan dan panas kecepatan-angka. Didasari pada saat desain tungku perapian dan pembakar, panas tungku perapian melepaskan kecepatan-angka harus terbatas pada yang akan menghasilkan di kondisi pembakaran bajik dan satu dandang ukuran minimum.

a.      Temperature gas keluar. 

Selama bertahun-tahun, taksiran akurat dari gas keluar tungku perapian suhu bukan diperlukan karena akibat konservatif kecepatan-angka sejenis cemara dan penggunaan dengan uap air pemenuhan. Unit itu yang mana hasilkan uap air terpanaskan tinggi biasanya mempunyai beberapa baris tabung dandang di antara superheater dan tungku perapian.  Alhasil, satu kesalahan besar pada tungku perapian terhitung meninggalkan pentas suhu gas punya sangat kecil mempengaruhi pada saat kinerja superheaters. Di unit dengan superheaters menempatkan dekat dengan tungku perapian, bagaimanapun, keluar tungku perapian menggas suhu harus ditentukan dengan teliti untuk meyakinkan satu kepuasan superheater disain. Sebagai tambahan, satu oh penentuan akurat batas serapan panas pada tungku perapian berbagai area waterwall perlu untuk menyediakan edaran air cukup dengan satu angka praktis dari tabung barang persediaan dan orang bangun tidur.

Ketika menaksir suhu gas tungku perapian, paling perancang mempergunakan rumus mendasari pada saat hukum Stefan Boltzmann, yang status yang panas yang diserap oleh pancaran sebanding untuk perbedaan di antara pemangkatan keempat dari suhu mutlak dari tubuh sebar dan permukaan dahan gelap (melihat bab 2). Bagaimanapun, pada satu tungku perapian dandang penentuan tepat dengan palang berseri( jarak rata-rata dari gas sebar berkumpul ke sangat menarik dan tentang permukaan sebar); desakan parsial dari produk dari pembakaran; jumlah, jenis, kuantitas, dan panaskan isi suatu bahan bakar; sejumlah kelebihan udara; suhu dari udara pembakaran; kehilangan panas laten; emissivity dari permukaan berbagai dan kumpulan sebar dari gas; dan keberserian bernyala. Perancang biasanya menghitung gas keluar tungku perapian batas serapan suhu dan panas oleh cara masuk akal kemudian, sebagai satu pengecekan, rencanakan nilai terhitung melawan data empiris memperoleh dari test boiler.

dandang tertube, yaitu dipecat yang berhadapan, biasanya terbatas pada sedikitnya enam foot walaupun di situ sangat tinggi diberi peringkat dandang di jasa dengan kedalaman tungku perapian dari hanyalah lima foot.

Pemilihan dari pembakar meminyaki juga harus yang dapat dipertukarkan dengan jenis dari alat penyemprot dipergunakan. Alternatif alat penyemprot termasuk: kukus pengabutan (campuran internal), mekanik uap air (campuran eksternal), jangkauan luas yang mekanik pengisap terbuka, cangkir berputar, dan orang lain. Dari jenis ini, campuran internal mengukus alat penyemprot dan pengisap terbuka alat penyemprot yang punya penolakan paling tinggi (kesana-sini 12 ke 1) dan sediakan paling kecil dan paling ukuran partikel seragam berlalu jangkauan mereka dari operasi. Dengan sempurna mengurai ke dalam atom rintik bahan bakar luas permukan lagi probide untuk pembakaran dan permisi kurang udara kelebihan dipergunakan, kurang dengan demikian rugi draft, menghembus kebutuhan kekuatan, dan gas kering tumpukan rugi.

b. Radiant heat absorbing surface
            Dalam mengevaluasi menyerap radiasi panas permukaan, bidang proyeksi datar dinding dan bank tabung yang digunakan. Jarak dari tabung di bank boiler berdekatan dengan tungku tidak berpengaruh pada suhu tungku, tapi dengan Pembuluh ketel luas mendirikan sebuah persentase besar dari panas radiasi diserap dalam tabung baris di belakang baris tungku. waterwalls Tungku dan atap biasanya terdiri dari tabung telanjang atau ditutupi (gambar 20) dan, dengan pengecualian tabung singgung telanjang atau dinding dilas, efektivitas dari permukaan menyerap kurang dari tubuh-hitam koefisien 1,0 dipertimbangkan untuk baris tungku boiler tabung.
suhu tungku gas biasanya tidak akurat dalam analisis awal diperkirakan sejak karakteristik desain umum minat utama, dan perkiraan perkiraan suhu tungku gas dan tingkat penyerapan panas dapat dibuat dengan pengetahuan tentang boiler dan kondisi pembakaran. Jadi, dengan udara berlebih diasumsikan, kandungan panas produk pembakaran dan suhu adiabatik dapat ditentukan. Selanjutnya, ukuran tungku perkiraan memberikan indikasi air permukaan didinginkan dan estimasi dapat dibuat dari efektivitas penyerapan permukaan dan suhu tungku gas yang diharapkan. Dalam pendekatan alam ini biasanya diinginkan untuk memperkirakan suhu tungku dan ATAS permukaan menyerap PANAS di sisi rendah minyak menembak saat. Hal ini meningkatkan penyerapan panas tungku diperkirakan dan menjamin margin cadangan dalam desain akhir.

Namun, dengan pembakaran batu bara adalah lebih penting untuk memperkirakan suhu tungku gas di sisi yang tinggi untuk mencegah kemungkinan operasi dengan suhu tungku di atas suhu deformasi abu awal.
Dalam tungku boiler, baik keluar tungku gas temperatur dan penyerapan panas dapat diubah lumayan, untuk tingkat pembakaran yang diberikan, dengan memvariasikan jumlah permukaan menyerap radiasi panas. Tungku gas temperatur dan penyerapan panas juga bisa diturunkan, pada setiap laju pembakaran, dengan meningkatkan udara berlebih (Gambar 21), kecuali saat mengoperasikan dengan kekurangan udara. Udara tambahan meningkatkan berat produk pembakaran bahan bakar per pon dipecat. Hal ini mengurangi suhu adiabatik karena ada sedikit panas tersedia per pon produk pembakaran, dan, seperti yang ditunjukkan oleh hukum Stefan-Boltzmann, menurunkan suhu radiasi mengurangi tingkat penyerapan panas. Secara umum, suhu radiasi diasumsikan sama dengan sepertiga dari suhu adiabatik ditambah dua per tiga dari suhu keluar tungku gas.

c. heat absorption rate ( tingkat penyerapan panas )

 Panas tungku Kekumalan panas radian per kaki persegi permukaan menyerap meningkat dengan tingkat panas yang lebih besar rilis. Namun, persentase panas dirilis, yang diserap dalam boiler oleh radiasi, menurun dengan meningkatnya laju pembakaran, dan bervariasi dari sebanyak 50%, atau lebih, pada tarif pembakaran yang lebih rendah untuk sekitar 15% di lebih tinggi menembak tingkat; lihat gambar 22. Ini hasil dari fakta bahwa suhu adiabatik tetap praktis konstan, kecuali perubahan karena variasi suhu udara berlebih dan pembakaran udara, selama rentang seluruh operasi boiler, sedangkan suhu gas meninggalkan tungku dan memasuki tabung meningkatkan bank dengan laju pembakaran.
Meskipun tingkat penyerapan panas tungku mungkin konservatif, suhu keluar tungku gas dapat berlebihan terhadap suhu fusi abu dan slagging. Hal ini berlaku khususnya di boiler batu bara dimana suhu gas memasuki tube bank harus kurang dari suhu deformasi abu awal. karena suhu fusi abu rendah terak minyak, mereka lulus dari tanur dalam keadaan gas atau cair dan tidak setuju untuk mengontrol dengan mengurangi suhu tungku yang keluar gas. Mereka harus dipertimbangkan dalamdesainsuperheateritu.

d. Tube metal temperature

Dalam boiler, tingkat perpindahan panas di film air mendidih di bagian dalam tabung mungkin sebagai Btu/ft2-hrF 20.000, namun ketika memperkirakan suhu logam tabung, transfer rate hanya 2000 Btu/ft2-hrF biasanya diasumsikan dalam rangka diasumsikan dalam rangka memberikan margin terhadap perlawanan dari deposito internal mungkin untuk perpindahan panas. demikian, dengan tingkat penyerapan panas dari 120.000 Btu/ft2-hrF, penurunan suhu di seluruh film air adalah sekitar 60 derajat F dan, kecuali dinding tabung yang sangat berat digunakan, gradien suhu di seluruh logam tabung adalah sama. Akibatnya, dengan tekanan uap 600 psig (489 F temperatur uap jenuh) dan heat input 120.000 Btu/ft2-hrF, logam suhu permukaan luar tabung tungku biasanya tidak melebihi 620 F. dengan suhu logam tabung 620 F, ada margin sekitar 330 derajat F antara suhu logam dan suhu oksidasi diijinkan baja karbon. Namun, ketahanan terhadap panas yang mengalir di skala tabung internal yang cukup dan itu adalah tuhan praktek desain untuk memberikan toleransi bagi variasi dalam kualitas air umpan
Dengan sirkulasi boiler yang memadai dan kualitas air umpan yang tepat, input panas ke tungku tabung hanya dibatasi oleh suhu tabung logam, creep panas, dan tekanan

e. Design limitations

Sementara tidak ada tungku khusus temperatur gas keluar yang dapat digunakan sebagai kriteria perancangan untuk semua jenis boiler, mereka harus cukup tinggi untuk menjaga pembakaran yang baik di semua peringkat, termasuk pemuatan pelabuhan. Namun, pada saat yang sama mereka tidak boleh terlalu tinggi sehingga menyebabkan suhu casing tinggi atau pemeliharaan tungku berlebihan.
Karena persyaratan yang sangat ringan dan kompak untuk instalasi unit angkatan laut, peringkat menguapkan dalam boiler angkatan laut tiga kali lebih besar daripada yang umum untuk instalasi sebagian besar pedagang. Akibatnya, pintu keluar tungku temperatur gas dalam hak penuh untuk rentang overload sekitar 28000-3050 M ketika menembak minyak dengan sekitar udara berlebih 15%. Adiabatik, atau teoritis, suhu nyala api sekitar 3450-3500 F dengan pembakaran minyak, 15% udara berlebih, dan 100 udara F pembakaran. Dengan temperatur udara pembakaran 300 t0 350 F, suhu adiabatik meningkat menjadi sekitar 3650-3700 F.

Meskipun harga panas tungku rilis bervariasi, praktis minyak semua pedagang fired boiler dirancang untuk tingkat panas rilis 65.000 t0 125.000 Btu per cf volume tungku per jam pada normal-rating sekitar 15 t0 20% dari tarif listrik pelepasan panas yang sesuai penuh angkatan laut boiler.
Rilis panas per meter persegi permukaan menyerap panas radiasi umumnya berkisar antara 200.000 sampai 250.000 Btu per jam pada desain boiler pedagang. Naval boiler dirancang untuk peringkat empat sampai lima kali lebih besar daripada yang digunakan untuk boiler pedagang laut.
Radiant tingkat penyerapan panas sangat bervariasi, tergantung pada laju pembakaran dan jumlah dingin (air didinginkan) permukaan dalam tungku. Umumnya, sebuah penyerapan panas pancaran dari 120.000 btu per meter persegi permukaan yang dingin per jam dianggap memuaskan untuk operasi terus-menerus kelebihan boiler pedagang dengan feedwater menguap diobati.

Hal ini menghasilkan sebuah penyerapan sekitar 100.000 btu per meter persegi permukaan yang dingin per jam pada nilai beban penuh.
Ada pedagang boiler dalam pelayanan berkesinambungan dengan serapan radiasi panas sekitar 150.000 btu per meter persegi permukaan yang dingin per jam, dan paling boiler angkatan laut telah dirancang untuk penyerapan panas tingkat lingkaran 150.000 hingga 200.000 btu per kaki persegi permukaan yang dingin per jam overload rating, tapi operasi pada peringkat ini jarang terjadi.

3.4 Boiler Tube Bank

Penyusunan bank boiler tabung dibentuk setelah pembangunan ukuran tungku awal. Jenis tube bank sederhana adalah bahwa dari boiler memberikan uap jenuh. biasanya dua ukuran tabung yang digunakan di bank tersebut. Tabung dalam baris yang berdekatan dengan tungku menyerap panas jauh lebih daripada di baris lain dan, oleh karena itu, harus diameter yang lebih besar untuk meningkatkan aliran air. Masukan jumlah panas ke tungku tabung baris adalah jumlah transfer panas radiasi dan konveksi, secara umum, transfer panas konveksi adalah sekitar 5 sampai 20% dari perpindahan panas radiasi. relatif cakupan luas dalam hasil konveksi perpindahan panas dari variasi diameter tabung, pitch tabung, gas mass flow rate dan perbedaan suhu antara produk-produk pembakaran dan permukaan tabung.
Jumlah baris tabung dipasang terutama tergantung pada sistem peredaran darah dan suhu gas yang diinginkan meninggalkan tube bank. Suhu gas meninggalkan boiler tube bank bervariasi dengan perubahan tekanan uap, laju pembakaran, dan ukuran tabung dan pengaturan (susunan tabung mungkin baik terhuyung atau sesuai). Namun, permukaan boiler pemanasan yang cukup harus dipasang untuk memperoleh temperatur gas keluar yang menghasilkan efisiensi operasi ekonomis dan tidak memerlukan berlebihan stack dan breeching isolasi. Umumnya, temperatur gas keluar tidak boleh melebihi 750 F kecuali economizers atau pemanasudaradigunakan.
Ketahanan terhadap aliran gas dapat bervariasi lumayan dengan mengubah pitch dari tabung dalam arah tegak lurus terhadap aliran gas atau dari perubahan s boiler lebar, panjang tabung, dan jumlah baris tabung.
Cukup diperingkat drum boiler tipe biasanya memiliki 1 ½ in tube di baris tungku, tetapi ini meningkat menjadi 2 masuk dalam ketel dari peringkat yang lebih tinggi. Satu inci dan 1 ¼ in tube yang umum di bank tabung utama. Tidak ada pitch standar untuk tabung. Namun, adat menggunakan tabung minimal pitch longitudinal (arah sejajar dengan drum dan tegak lurus terhadap aliran gas) konsisten dengan praktek manufaktur yang baik dan dapat diterima drum desain, kecuali jika persyaratan draft atau jenis bahan bakar dipecat menentukan penggunaan yang lebih besar pitch. Manufaktur dan fabrikasi praktek mengizinkan penggunaan ½ masuk ligamen logam antara 1 in atau 1 ¼ in tabung OD.
            Yang melingkar, atau punggung, pitch (arah sejajar dengan aliran gas) dari tabung biasanya diatur untuk menjaga efisiensi ligamentum melingkar atau diagonal sama dengan, atau lebih baik dari, efisiensi ligamentum longitudinal dalam tabung. pengaturan Tube memanfaatkan pitch kembali minimal mengurangi drum pinggiran yang diperlukan untuk sejumlah tertentu baris tabung dan memungkinkan penggunaan yang lebih kecil diameter disediakan drum uap steam drum kecepatan pelepasan yang memuaskan. Dengan pengaturan tersebut, ukuran dan berat boiler dapatdikurangi.
Ketika merancang untuk tekanan uap tinggi, seringkali diperlukan untuk meningkatkan jarak tabung dalam rangka meningkatkan efisiensi ligamen dia dan mengurangi ketebalan lembaran tabung drum. Jika hal ini tidak dilakukan, besar tegangan termal dapat ditetapkan di lembar tabung. Hal ini juga mungkin untuk mempertahankan jarak tabung dekat dan belum mengurangi ketebalan tabung drum sheet dengan menggunakan tabung dengan ujung swaged untuk diameter kecil.

Jumlah baris tabung dipasang harus dibatasi sehingga suatu uap impractically drum besar diameter tidak diperlukan dan agar penyerapan panas dalam tabung baris terakhir adalah cukup untuk mempertahankan sirkulasi yang baik. Panjang tabung harus sedemikian rupa sehingga total penyerapan per tabung tidak mengakibatkan terlalu tinggi proporsi uap dalam campuran uap air yang meninggalkan ujung atas tabung.
Kebanyakan boiler laut memberikan superpanas uap dari superheaters konveksi-tipe. Dalam boiler hese, bank tabung menghasilkan diatur dalam dua bagian. Bagian antara tungku dan superheater ini dikenal sebagai "waterscreen" dan bagian lain, dipasang di luar superheater, disebut sebagai "bank boiler" atau "bank menghasilkan".

Ukuran dan susunan waterscreen yang sangat mempengaruhi desain superheater. Sebuah superheater terletak dekat dengan tungku di belakang beberapa baris tabung secara luas berkemah di waterscreen menyediakan karakteristik uap suhu relatif datar melalui berbagai peringkat sejak tarif panas radiasi dan konveksi transfer cenderung untuk saling melengkapi. Namun, superheater terletak lebih jauh dari radiasi tungku belakang waterscreen lebih memiliki karakteristik uap suhu yang meningkat tajam dengan rating meningkat, karena efek yang lebih besar dari konveksi dan penurunan tarif transfer radiasi panas.

Naval boiler biasanya memiliki waterscreens terdiri dari tiga atau empat baris tabung dan boiler pedagang laut umumnya memiliki dua atau tiga waterscreens baris di depan superheater itu. Sebagian besar perpindahan panas di superheater ini akibat konveksi dan radiasi antar-tabung, namun jarak dari tabung layar biasanya dapat dipilih untuk izin tungku cukup suhu uap relatif konstan melalui berbagai peringkat.

3.5 Superheaters.

Superheater harus [menyampaikan/kirim] temperatur uap air yang ditetapkan sepanjang beroperasi hidup boiler-not [hanya;baru saja] sepanjang percobaan/pengadilan awal atau test operation-and capaian prediceted harus dirawat secara terus-menerus dengan variasi minimum terbakar menilai, tekanan udara, pembakar [yang] menentukan, dan exess udara. Disain [perlu] menghindari keperluan [dari;ttg]  tidak dijadwalkan outeges untuk membersihkan, dll., dalam rangka mengatur pencapaian. Tentu saja, menjadwalkan ketel uap berkala outegas diperlukan manapun operasi terorganisir baik menjadwalkan.

Perancangan superheater adalah [yang] yang paling sulit dan mempersulit tentang segala  komponen ketel uap  [sebagai/ketika] [itu] mempengaruhi banyak dari funtional ketel uap dan corak mekanis. Suatu adiquate jatuh tekanan uap air melalui/sampai superheater diperlukan untuk baiknya distribusi uap air dan tabung memuaskan temperatur metal dan adalah suatu faktor penting di (dalam) establising disain ketel uap memaksa. Tekanan Disain mendikte ketebalan pipa pemanas-lanjut, yang (mana)  pada gilirannya adalah suatu faktor penting di (dalam) penentuan superheater jatuh tekanan dan tabung temperatur metal.

Penempatan superheater mempengaruhi tabung dan ukuran nya temperatur metal [ 2,3]. [Itu] juga mempengaruhi [itu] perancangan waterscreen tungku perapian, [yang] terutama di (dalam) high-temperatur unit. Penempatan Dan Tubearrangement mempunyai suatu [yang] bearing/tegas penting [atas/ketika] [yang] slagging mungkin dan ini secara langsung mempengaruhi pemeliharaan dan outages..

Ada pertimbangan pokok yang umum [bagi/kepada] semua jenis superheater, yang dirancang untuk mempunyai sedikitnya panas permukaan sangat menarik agar supaya mengurangi biaya, ukuran, dan berat/beban. Permukaan minimum dapat diperoleh dengan  terus meningkat koefisien alih bahang [itu] dan temperatur yang diferensial antar[a] produk combution dan uap air [karena;sejak] bahang total diserap adalah produk dua  faktor ini  dan permukaan [itu]. Ningkat(Kan) diferensial temperatur [itu] mengambil keuntungan dari temperatur yang bisa jaminan terhadap wesel potensial, [selagi/sedang] suatu peningkatan koefisien alih bahang mengharuskan suatu resitance lebih besar untuk memasang gas arus. Keuntungan penuh harus diambil suatu perbedaan temperatur tinggi, tetapi memasuki suhu gas harus tidak sangat tinggi  seperti hasil di (dalam) tabung berlebihan temperatur metal atau high-temperature karatan pohon dengan kayu keras bahan bakar ( ini terutama semata sesuatu yang penempatan). Perubahan di (dalam) temperatur uap air dengan tembakan tingkat tarip harus suatu minimum dalam rangka mencegah temperatur berlebihan selama manueuvering dan, lagi, ini tergantung pada penempatan. Uap air Percepatan [perlu] menyediakan sejenis cemara distribusi uap air baik, tabung minimum matal temperatur, dan accepteble jatuh tekanan uap air, semua dari yang memerlukan ber/menghubungkan efek ukuran, penempatan, dan pengaturan uap air lewat.

a.Types and characteristics.

Yang berseri/berbentuk bintang dan convectin-type superheater adalah dua jenis basis dasar. Mereka adalah, [seperti;sebagai;ketika] nama menyiratkan, superheater whichreceive panas oleh berseri/berbentuk bintang atau pemindahan kalor pemindahan gas/panas dan mereka mungkin (adalah) diatur hoizontally dan dengan tegak lurus.

Di (dalam) jenis yang berseri/berbentuk bintang temperatur uap air ber/kurang dengan ditingkatkan menilai sincethe kwantitas panas absorbedby radiasi tidak meningkat/kan menurut perbandingan dengan arus uap air; lihat Fig. 23. Di (dalam) pemindahan gas/panas mengetik, temperatur uap air [yang] biasanya meningkat dengan penilaian/beban maksimum ditingkatkan sebab panas [itu] absoption, dalam kaitan dengan koefisien alih bahang lebih besar dan suhu gas pintu masuk lebih tinggi, meningkat/kan pada suatu fsater menilai dibanding keluaran uap air.

Kebanyakan superheater adalah suatu kombinasi dua jenis basis dasar di mana perancang membangun [adalah] suatu komponen berseri/berbentuk bintang untuk mencapai suatu merayu karakteristik temperatur. [Yang] biasanya, " jepit rambut" pengaturan tabung, [seperti/ketika] digambarkan oleh Fig. 24, di mana serudukan/palu air dihubungkan untuk satu sama lain oleh Tabung Bentuk-U, digunakan. Multiple-Band, Ot berputar terus, disain frequenly digunakan untuk [yang] tekanan tinggi, high-temperature instalasi untuk mengurangi banyaknya sambungan tabung dan ketebalan serudukan/palu air [itu].

b.      Arrangement of steam passes.

uap air lewat pengaturan harus mengakibatkan jatuh tekanan bisa diterima dan tabung memuaskan temperatur metal. Suatu perubahan di (dalam) banyaknya uap air lewat sangat mempengaruhi pembalasan [itu] ke arus uap air dan tabung matal temperatur tetapi, secara umum, hanya mempunyai suatu kecil mempengaruhi pada [atas] tingkat tarip pemindahan kalor.

Pengaturan uap air lewat penyedia [adalah] suatu distribusi stean baik jika pembalasan untuk mengalir tabung adalah tinggi dibandingkan untuk  serudukan/palu air itu . Penempatan pintu masuk dan koneksi serudukan/palu air saluran juga mempengaruhi distribusi uap air. Tabung Kumpulan mengalir area saban pass harus kurang dari area arus di (dalam) serudukan/palu air pintu masuk dalam rangka memperkecil kecenderungan [itu] untuk uap air untuk membypass tabung tertentu.

Panas menyerap pada setiap pass uap air dapat diasumsikan sebanding kepada panas yang absobing suface, kecuali jika ada distribusi tidak merata gas mengalir atau perbedaan temperatur antar[a] produk pembakaran dan uap air bertukar-tukar appreciably antar[a] uap air lewat. bagaimanapun, peningkatan di (dalam) temperatur uap air saban pass bukanlah ti sebanding bidang yang memanaskan, [karena;sejak] panas jenis uap yang dipanaskan lanjut ber/kurang dengan temperatur ditingkatkan.

Perkiraan [yang] akurat temperatur uap air memasuki dan meninggalkan pass masing-masing adalah diperlukan untuk menentukan pembalasan [itu] untuk mengalir dan untuk mendisain dan menyusun sekat rongga [itu] di (dalam) [itu] superheaders. Jika jumlah panas [yang] besar diserap pada setiap nilai, diferensial temperatur ke seberang sekat rongga adalah yang berkenaan dengan panas tinggi dan dapat dinilai menekankan disediakan serudukan/palu air [itu]. Ini menekankan mungkin (adalah) memuaskan sepanjang kekuatan adalah terkait, tetapi mereka dapat menyebabkan leakge di (dalam) pipa pemanas-lanjut duduk. Ketika temperatur acrossesthe sekat rongga diferensial adalah lebih dari 175 deg F, dan uap air tambahan lewat tidak bisa digunakan, [itu] adalah cutomary untuk menggunakan sparate serudukan/palu air. walaupun pengaturan ini mengurangi yang berkenaan dengan panas menekankan dan menghapuskan tabung duduk kebocoran, jalan setapak gas lebar/luas dibentuk di simpangan serudukan/palu air [itu]. therefor, tabung yang lipat jalan setapak akan mempunyai temperatur metal lebih tinggi dibanding everage tabung becouse semakin besar memasang gas arus yang yang lampau tabung jalan setapak.

c.       Tube temperatures, materials, and attachments to headers.

Tabung temperatur metal tergantung pada temperatur uap air dan gas yang bersebelahan; ukuran, ketebalan, dan material tabung; keterhantaran termal yang metal; pemindahan kalor film uap air menilai; keseluruhan panas masuk. Pembalasan ke aliran bahang melalui/sampai yang metal pada umumnya sangat sedikit dibanding yang ke seberang batang memfilmkan, tabung yang diangkat temperatur metal tiba terutama semata kepada turun temperatur yang tinggi ke seberang uap air memfilmkan. Suatu peningkatan di (dalam) uap air [itu] masa mengalir, memperoleh atas biaya suatu jatuh tekanan lebih tinggi, akan meningkat/kan tingkat tarip perpindahan film uap air [itu] dan ber/kurang kedua-duanya gradien temperatur ke seberang uap air memfilmkan dan temperatur permukaan metal yang (di) luar. Therefor, praktek disain baik mendikte penggunaan jatuh tekanan uap air dapat dipraktekkan yang paling tinggi dalam rangka memperkecil tabung temperatur metal dan kebutuhan akan berkualitas tinggi allowy mterials.

Pinjaman harus dibuat untuk distribusi tidak merata yang mungkin kedua-duanya uap air dan arus gas di (dalam) menghitung tabung temperatur metal. Kecuali jika ada kondisi-kondisi pengecualian, [itu] adalah biasa untuk mempertimbangkan suatu total distribusi tidak merata 20% 0n sisi gas. Pada [atas] sisi uap air, suatu aclculate  tidak menyeimbangkan, yang mana [adalah] depent [atas/ketika] tabung dan pengaturan serudukan/palu air, digunakan. Tabung yang paling tinggi temperatur metal pada umumnya ancountered [adalah] suatu tabung yang bergelombang yang minimum persen dari uap air mengalir dan yang menerima sekitar 110% tentang rata-rata arus gas.

Dari sudut pandang pemindahan kalor, [itu] adalah diinginkan untuk menggunakan suatu arus yang berlawanan uap air dan produk combution dalam rangka meningkat/kan temperatur [itu] yang diferensial antar[a] uap air dan gas dan [dengan] begitu mengurangi yang diperlukan jumlah panas yang absorbsing permukaan. Bagaimanapun, dengan temperatur uap air tinggi [yang] ini boleh mengakibatkan tabung berlebihan temperatur metal [karena;sejak] yang terbesar jumlah panas akan [jadi] ditransfer untuk tabung itu yang membawa uap air temperatur yang paling tinggi. Therefor, Arus searah adalah sering ussed uap air yang ter]akhir lewat. Suatu kecil jumlah bidang yang memanaskan tambahan akan [jadi] diperlukan untuk mengganti kerugian untuk penggunaan suatu arus searah; bagaimanapun, suatu tabung campuran logam bernilai lebih rendah dapat digunakan.

Biasanya, tabung terikat kasih sayang dengan serudukan/palu air dengan  bergulung ketika uap air temperatuers di bawah 850 F, dan dipateri di atas temperatur ini. Jika, becouse temperatur atau [jasa;layanan] berniat, [itu] adalah diperlukan untuk memateri/menyatukan tabung [itu] kepada headres, pertimbangan khusus harus diberikan kepada material [itu] dan metoda mengelas. Material serupa menyajikan sedikit masalah; bagaimanapun, material berlainan digunakan tabung dan serudukan/palu air. berbagai kesulitan temu mengelas tabung ke serudukan/palu air diperkecil dengan  pembuatan tabung [itu] " safe-ended". Suatu safe-endes adalah suatu bagian tabung [yang] pendek/singkat suatu material kompatibel dengan serudukan/palu air nya, yang memudahkan bidang [yang] mengelas. berlainan semakin sulit Materi/Menyatukan antar[a] tabung dan yang safe-ended dibuat di bawah kondisi-kondisi dikendalikan di (dalam) toko [itu].

d.      Supports.

 Kebanyakan superhaeters mempunyai pen;dukungan water-cooled terdiri dari tabung mencoba dengan suatu nomor;jumlah af tanda-kurung campuran logam. Sering, temperatur ujung/persenan [dari;ttg] tanda-kurung campuran logam ini adalah lebih dari 1700 F dan campuran logam yang esed harus mampu untuk menahan temperatur [yang] lebih tinggi dalam rangka menyediakan suatu beroperasi garis tepi againts distribusi tidak merata arus gas dan temperatur.

e.      Location of headers.

 di (dalam) ketel uap dengan horisontal superheater, serudukan/palu air biasanya ditempatkan; terletak di belakang, dan pembaruan tabung disajikan pusat perhatian/paling depan ketel uap [itu]. [Di mana/jika] vertival superheater digunakan, layar tabung boleh mengatur untuk mengijinkan pipa pemanas-lanjut [itu] untuk diperbaharui melalui/sampai tungku perapian pusat perhatian/paling depan atau pantat ketel uap. Di (dalam) lain pengaturan, pipa pemanas lanjut.

Dapat diperbaharui berpikir rongga superheater. Penggunaan lorong tembak untuk perpanjangan superheater tube mengurangi ruang yang dibutuhkan untuk instalasi boiler.
f. slagging dan korosi suhu tinggi.

Slagging dan korosi suhu tinggi dari tabung dan mendukung lumayan bervariasi dengan jenis bahan bakar minyak yang digunakan dan jumlah kontaminasi bahan bakar minyak, terutama oleh natrium klorida dan garam vanadium, yang konstan yang mengakibatkan berat slagging dan korosi.

Laboratorium investigasi menunjukkan bahwa untuk bahan tabung mengingat laju korosi meningkat dengan suhu i gas increae atau suhu logam. Selanjutnya, tingkat meningkat corrsion sangat dengan peningkatan vanadium dalam bahan bakar minyak seperti yang ditunjukkan oleh Gbr.25.

Dalam unit berbahan bakar minyak, tabung boiler dan superheater biasanya bernada di pusat praktis minimum untuk mengurangi ukuran boiler dan berat. Consquently, seperti menembak dan epavorative meningkatkan peringkat dan kualitas bahan bakar minyak memburuk, akumulasi terak di superheater menjadi desain utama dan masalah pemeliharaan. Untuk mengatasi hal ini, desain superheater telah dikembangkan dengan "in-line" istead dari pengaturan "terhuyung" tabung, meningkat pitch tabung, dan dengan superheater yang terletak di dalam zona gas suhu terendah partical sehingga providethe gas yang paling menguntungkan- logam hubungan suhu. Untuk bahan yang biasa digunakan, berarti suhu logam dibatasi sampai 1050 F. rongga ini atau "berjalan dalam" superheater typer (Gbr.4 dan 5) menggabungkan featuresand ini sangat meningkatkan aksesibilitas untuk dibersihkan. Sebuah prasarana lebih lanjut untuk pembersihan dan pemeliharaan penyediaan superheater-berjalan di beetwan rongga tangki boiler. rongga ini memfasilitasi penghapusan terak korosif dan deposito jelaga yang menumpuk di atas air drum. Meskipun hasil fitur boiler besar dan berat, unit yang economicalto lebih beroperasi sejak pemeliharaan dan pemadaman berkurang.

Experiencehas menunjukkan bahwa penggunaan alat sootblowing rajin (terutama massa-aksi unit ditarik) biasanya dapat menjaga permukaan superheater memuaskan bersih selama satu tahun, atau lebih, operasi dan manual yang pembersihan dan pencucian menyerap panas permukaan eksternal diperlukan hanya selama dijadwalkan overhaul.

g. Reheaters

Desain alat pemanas melibatkan prosedur yang sama dan pertimbangan yang pasien untuk merancang superheater. Namun distribusi steam dan masalah logam tabung suhu lebih kritis karena alat pemanas harus dirancang untuk kerugian tekanan uap sangat rendah jika effisiency siklus tinggi akan diperoleh.

Uap atau gas pembakaran dapat digunakan sebagai media reheaters pemanasan. Ketika uap digunakan, temperatur uap dipanasi biasanya terbatas pada 550-600 F, karena adat menggunakan kondensasi daripada superheated steam sebagai media pemanasan karena laju jauh lebih tinggi dari perpindahan panas.

Penggunaan gas reheaters diperlukan jika suhu uap tinggi dan efisiensi siklus reheat diperlukan. alat pemanas tersebut dapat dipecat sparetely atau dipasang di boiler yang tepat. Secara terpisah reheaters dipecat tidak umum karena membutuhkan lorong tembak individu dan kelonggaran renwal, serta pipa tambahan, kontrol, breechings, equitment menembak, fans, dll
3.6 pemanas udara dan economizers.

Pemanas udara atau economizersor keduanya diperlukan untuk mendapatkan efisiensi boiler yang tinggi. Suhu uap jenuh pada pada tekanan 850 psig adalah 528 F dan suhu produk pembakaran meninggalkan tangki pipa boiler akan menjadi, untuk desain boiler conversative, sekitar 150 deg F di atas nilai ini, atau sekitar 675 F. Ketika pembakaran minyak, dan beroperasi dengan CO2 14,0 persen dalam produk pembakaran (sekitar 15 persen udara berlebih), suhu gas serapan ini akan mengakibatkan efisiensi operasi hanya sekitar 80 persen seperti dapat dilihat dari gb 16.
Jika gas serapan bisa didinginkan ke suhu sama dengan suhu saturasi uap menjadi yang penggunaan dengan jumlah tak terbatas menyerap panas permukaan, peningkatan efisiensi hanya akan 83,75%. Oleh karena itu, udara pemanas atau economizers harus diinstal untuk meningkatkan efficiecies penuh beban ke kisaran 88-90% biasanya diinginkan. Selanjutnya, penggunaan peringkat evaporatif tinggi pada setiap tekanan uap yang diberikan meningkatkan kebutuhan tambahan panas-reclaiming equitment.

Ketika udara pemanas atau economizers diinstal, proporsi boiler, pemanas udara, dan permukaan economizer harus seimbang. Usuall, perbedaan suhu antara produk-produk dari pembakaran dan panas = menyerap cairan dalam economizer dan pemanas udara lebih besar daripada di bagian terakhir dari tube bank boiler. Hal ini advatageous dalam mengurangi permukaan menyerap panas yang dibutuhkan untuk pemulihan panas diberikan. Dalam pemanas udara, nominal keuntungan yang dihasilkan dari perbedaan suhu ditingkatkan adalah offside oleh resistensi yang tinggi terhadap panas yang mengalir di film udara (19). Oleh karena itu, proporsi permukaan komponen harus dipelajari dengan hati-hati untuk memperoleh pengaturan secara keseluruhan paling ekonomis.
Suhu minimum air umpan untuk economizers pedagang di laut bervariasi antara 270 dan 280 F. Suhu air umpan standart untuk installationis angkatan laut paling 246 F. memuaskan ini suhu yang lebih rendah karena bahan bakar premium dengan kandungan bahan bakar belerang digunakan.
Pemelihara kuda suhu gas meninggalkan economizer tidak dapat kurang dari suhu air masuk, maka ikuti bahwa suhu air umpan tinggi membatasi efficincy diperoleh. Consquently, dengan temperatur air umpan tinggi, economizer tidak sering digunakan kecuali itu dipasang conjuntion dengan pemanas udara.

Dalam sebuah pemanas udara, pada suhu minimum pengambilan gas tergantung pada suhu udara yang masuk. Oleh karena itu, daya tarik Thye instalasi pemanas udara karena kemungkinan operasi dengan efisiensi boiler tinggi jika menggunakan suhu air umpan di kisaran 300-450 F.

Ketika tubines steam berdarah untuk mengalahkan pakan regeneratif, rencana efisiensi meningkat sekitar 1% untuk setiap naik 100 derajat F pada suhu umpan karena kehilangan panas kondensor berkurang. Apakah ini menjamin peningkatan efisiensi pengeluaran yang diperlukan untuk pemanasan pakan tambahan dan peralatan lainnya harus secara hati-hati untuk setiap aplikasi.

Yang digunakan dari pemanas udara mengharuskan peningkatan tekanan udara untuk unit boiler karena hambatan tambahan untuk aliran udara melalui alat pemanas udara, tekanan udara juga harus ditingkatkan bila menggunakan economizers karena hambatan relatif tinggi untuk aliran gas di yang economizer, tetapi, untuk boiler yang beroperasi ukuran yang sama dengan tarif menembak sebanding, sebuah Pemasangan pemanas udara biasanya akan memerlukan tekanan udara yang tinggi akan total dari unit dilengkapi dengan sebuah ecconomizer.
Pemanas udara tidak bejana tekan, sehingga tabung bisa dibuat dari pipa mekanik (lebih murah kemudian tabung tekanan) yang ringan diperluas ke dalam lembaran tabung. Namun, economizers merupakan bagian dari sistem tekanan dan harus dirancang untuk menahan tekanan pompa baku utama habis, untuk beroperasi tanpa leakagle, dan menahan shock themal.

a. Pemanas udara.

udara dipanaskan dapat meningkatkan pembakaran, mengurangi sooting boile, dan mengurangi kemungkinan kerugian pengapian terutama pada akhir ekstrim rendah dari lapangan tembak.

Praktis semua pemanas minyak laut yang lebih tua dari jenis tubular, namun preheater udara berputar regeneratif ditunjukkan pada gambar. 14. Its kedap gas bentuk casing bagian dari boiler memaksa udara-draft dan saluran gas serapan. Pemanas secara terpisah dipasang di atas boiler dan ekspansi bersama cocok digunakan dalam saluran bergabung dengan dua.

Komponen penting dari pemanas dari rotor di mana transfer panas pelat elemen yang dikemas. Udara untuk pembakaran dikemas secara aksial melalui satu sisi rotor sementara gas buang dilewatkan melalui sisi lain dalam arah yang berlawanan. Sebagai berubah rotor. Panas terus ditransfer dari gas ke permukaan pemanasan; panas juga terus diberikan sampai dengan udara sebagai pelat dipanaskan melintasi sisi udara. Berlawanan arah / counterflow gas dan udara menjamin perpindahan panas yang efisien.

Elemen-transfer panas terbuat dari lembaran bergelombang dan flat, yang secara bergantian dikemas dalam bagian utama dari pemanas dan dalam keranjang dingin-end. Keranjang dingin-end ini dirancang untuk dengan mudah dilepas untuk membersihkan atau penggantian ketika menjamin kondisi. Untuk pembersihan harian, membersihkan perangkat yang terdiri dari blower jelaga massa-tindakan installed.air dan peredam gas bypass merupakan bagian integral dari preheater dan berguna dalam memelihara logam transfer panas suhu permukaan di atas titik embun gas. ini meminimalkan korosi pada tingkat rendah operasi dan juga membantu meminimalkan penumpukan jelaga. Operasi ini peredam dapat dibuat sepenuhnya otomatis.

Pemanas udara Kebanyakan tubular tipe horizontal (Gbr. 13). Tipe vertikal tidak sering digunakan karena itu diperlukan untuk menginstal permukaan cosiderably lebih untuk adsorpsi panas yang dibutuhkan daripada yang neededfor jenis horizontal. Ini adalah kebiasaan untuk melewati udara melalui tabung dan gas di tabung. Pada jenis vertikal gas biasanya melewati tabung dan udara melintasi tabung.

Horizontal pemanas udara biasanya memanfaatkan pengaturan tubular tube di-line. Ini memudahkan pembersihan permukaan pemanasan eksternal, fitur yang dianggap jauh lebih menguntungkan daripada perpindahan panas sedikit lebih tinggi diperoleh dengan pengaturan terhuyung-tabung.

Tabung pemanas udara berbagai ukuran dari 1,5-di. Untuk 2,5-in. diameter luar, dengan instalasi sebagian besar menggunakan 1,5-di. Tabung. Jika resistensi terhadap aliran internal harus dikurangi tabung besar lebih diutamakan karena, untuk aliran gas yang diberikan massa, resistansi berbanding terbalik dengan diameter dalam. Namun, kekompakan adalah syarat utama dari boiler laut dan, oleh karena itu, penggunaan tabung kecil mungkin lebih baik untuk mengizinkan instalasi dari permukaan maksimum di ruang yang tersedia. Selanjutnya, koefisien transfer panas dari gas dan udara mengalir di seluruh dan trought tabung, masing-masing, bervariasi terbalik seperti tentang kekuasaan 0,34 dan 0,22 dari diameter tabung dan, dengan demikian, transfer panas pada setiap kenaikan mass flow rate dengan pengurangan dengan diameter tabung (2,19).

Dalam desain airheater awal, baik ukuran tabung dan tabung pitch diasumsikan. Hal ini memuaskan, dalam banyak kasus, untuk mempertimbangkan 1,5-di. Untuk 2-in. Tube dengan 0,5-di. Tube ligamen. Perkiraan ini kemudian dibuat dari panjang tabung, jumlah tabung per baris, jumlah baris tabung, dan jumlah yang melewati gas dan udara. Hal ini memudahkan penentuan tingkat panas-transfer dan permukaan pemanasan. Asumsi awal kemudian disesuaikan, jika perlu, sehingga pengaturan permukaan dan panas-transfer memberikan penyerapan panas yang dibutuhkan.
Gas dan pola aliran udara juga harus dianalisa sejak maldistribution dapat mengurangi penyerapan panas, peningkatan daya kipas, mengurangi penyerapan panas, peningkatan daya kipas, mengurangi atau meningkatkan suhu tabung logam, atau membatasi kapasitas unit boiler.

Design dari air heater biasanya diprediksi pada inlet berkisar 100F dan di keluaran sekitar 300-450 F pada kondisi normal operasi. Design keluaran gas pada temperatur 290-320 F digunakan untuk air heater versi tubular dan hasilnya efisiensi dari boiler adalah 88,5-88%. Pembaharuan air heater dapat didesign untuk mengurangi masukan gas yang menyebabkan korosi. Temperatur udara dari 240-260F untuk pembaharuan air heater dengan boiler efisiensinya menjadi 90-89,5%

Kedua berat dari produksi pada spesifik panas lebih baik dari udara pembakaran. Ketika penginjeksian oli sekitar 15%, reduksi dari temperatur produk pembakaran dari heater sekitar 13%, kurang dari temperatur udara.

b. Economizer

Marine economizer dapat diklasifikasikan ke dalam 2 kelompok, “bare tube” dan extended surface”. Kedua jenis ini biasanya dirancang counterflow dari air dan produk pembakaran. Hasil dari besarnya diferensial dari temperatur, dan lebih bagus dalam penyerapannya. . penggambaran counterflow akan memperbesar efisiensi boiler karena pembuangannya mendekati inlet water.

Ukuran dari economizer berkisar antara 1,5-2 inchi. Banyak tipe dari extended surface economizer. Hal yang paling menonjol adalah mempunyai mempunyai spiral steel fins yang di las. Beberapa fitur termasuk adalah joint pada tabung yang digunakan header. Marine economizer menggunakan design counterflow dimana aliran ke atas dari gas dan ke bawah dari gas. Pressure drop berkisar 25% dari normal kondisi operasi. Kondisi minimal dari pressure drop yang dibutuhkan tidak dalam kondisi aliran paralel, laju aliran ke atar dari gas dan air.

Meskipun ekonomizer dioperasikan pada feedwater dengan temperatur di bawah 180F, hal ini dapat diatur menjadi 220F. Temperatur ini akan meminimalkan korosi. Dengan residual oil yang digunakan feedwater di temperatur 270-280 F.dari itu, akan akan didapatkan ekonomikal counterflow didesign untuk mengurangi temperatur gas yang keluar yang berkisar 320F.Ekonomizer dari counterflow (down flow water, upflow gas) diferensial temperatur sedikitnya 50 deg F harus di design minimal 50F harus dijaga. pada ekonomizer bypass, total dari losses efisiensi berkisar 5-7%.temperatur gas yang masuk di ekonomizer biasanya kurang dari 950F. Hal yang terpenting, ketika operasi dengan ekonomizer, akan meningkatkan superheater temperatur outlet. Hasilnya akan memperbagus aliran gas  pada belokan, meningkatkan rasio massa dari steam dan transfer banyak dari steam.

Jika feedwater dari economizer yang mengandung oxigen, oxigen akan merilis ketika panas yang akan dihasilkan untuk tabung dan header korosi.

3.7 Desuperheater dan Attemperator

Desuperheater dan attemperator akan menghasilkan sebuah heat excangers di mana akan mereduksi dan mengontrol suhu uap dari superheater. Dua hal pembeda yang adalah drum (atau internal) , di mana akan diinstal steam atau water drum dan eksternal tipe, di mana lokasinya di sistem pipa eksternal dari boiler.

Internal desuperheater terdiri dari single pipe atau terdapat beberapa diameter kecil dari tabung yang berputar atau dilas di manifold dan diinstal di bawah water level.

Fungsi auxiliary superheater akan mereduksi temperatur dari output uap superheated dari boiler yang digunakan untuk permesinan bantu, general heating. Biasanya didesign tidak lebih dari 50-75F dimana residual dari superheat dan didesign maximum aliran dengan pressure drop 75-100psi di bawah outlet superheater.

Tipe dari desuperheater laju alirannya relatif 5000-20000lb/hr. Untuk memperbagus aliran digunakan dengan bundle tipe desuperheater. Maximum aliran yang terjadi berkisar 150.000 lb/hr pada tanker yang besar dimana cargo heating dan pompa permesinannya akan semakin tinggi. Tidak ada kontrol yang dibutuhkan pada permesinan desuperheated tidak dapat didinginkan. Desuperheater eksternal normalnya di spray untuk memperbesar kuantitas dari desuperheated .

Control dari desuperheater digunakan untuk mengontrol kondisi uap pada akhirnya. Temperatur dari superheated di mana fungsi dari rating dan digunakan pada marine boiler. Untuk lebih mengefektifkan penggunaan material di superheated dan pipa utama pada steam sehingga bisa mengontrol suhunya,

            Uap desuperheated dikembalikan ke lintasan terakhir dari superheater di mana ia bercampur dengan aliran utama untuk memberikan suhu desain [2,3,8]

Sebuah katup dioperasikan secara manual atau katup autiomatically dikendalikan digunakan untuk mengatur suhu di allrates di atas "titik kontrol" (yang titik pada kurva suhu uap yang tidak terkendali karakteristik yang melintasi garis suhuyangdiinginkanterkontrol).

 3.8 sirkulasi dan baffle uap.

 Karakteristik sirkulasi alami dari boiler dan uap drum ytpe membingungkan ditentukan setelah susunan menyerap panas permukaan telah ditetapkan. Umumnya, karena pengaruh uap drum baffle pada sistem sirkulasi, analisis simultan dilakukan. Sirkulasi prosedur perhitungan berada di bagian empiris dan di bagian teoritis. Tujuan dari analisis ini adalah untuk membentuk suatu sistem downcomers, meningkat, dan menghasilkan tabung, yang akan memastikan bahwa setiap tabung menerima pasokan ade-quated air sehubungan dengan panas maksimal diserap.

a.      Sirkulasi:

 bank tabung air boiler dan tungku-dinding. Karakteristik peredaran waterwalls tungku dan bank boiler tabung ditentukan oleh prosedur yang sama dan, karena rasio air-uap berkurang dengan rating meningkat, karakteristik yang harus ditetapkan untuk peringkat contempiated maksimum.

Dalam menganalisis sirkulasi boiler, dapat diasumsikan bahwa setiap sistem beredar adalah, pada dasarnya, U-tube [8,20]. Bagian riser dari tabung-U adalah bagian dari tube bank di mana aliran uap dan air ke atas sebagai panas diterapkan. Bagian downcomer bagian atas kolom terdiri dari tabung dipanaskan atau bagian-bagian dari banksin tabung yang penyerapan panas yang lebih rendah daripada di bagian riser. Karena perbedaan kepadatan fluida, tabung dipanaskan dapat bertindak sebagai downcomers untuk bagian riser dan ada zona transisi yang pasti antara dowencomers dipanaskan dan tabung riser, lokasi yang bervariasi dengan perubahan di tingkat pembakaran boiler.

Dalam analogi U-tube, ada intianlly bidang tekanan vertikal pada bottm di mana tekanan yang diberikan oleh kaki air panas dan dingin adalah sama. Seperti panas diterapkan dan beginto air beredar, resistensi terhadap aliran ditemui. Dengan demikian, pada bidang tekanan hipotetis sama dalam drum air yang lebih rendah, atau header, tekanan sesuai dengan aliran air melalui downcomers adalah ti sama dengan produk dari kepala air di penambah dan kerapatannya minus resistensi terhadap aliran. Tekanan harus menyeimbangkan produk dari kepala air di anak tangga dan kepadatan nya ditambah resistensi terhadap aliran. Dengan menyamakan kedua jumlah dan pemecahan untuk kerugian gesekan pada downcomers, terbukti bahwa kerugian gesekan ti downcomers adalah sama dengan produk dari kepala air dan perbedaan dalam kepadatan downcomer bagian atas kolom dan anak tangga, minus rugi gesekan anak tangga - kuantitas dikenal sebagai kepala sirkulasi bersih yang tersedia [3].

Dalam analisis sirkulasi kebanyakan uap yang dihasilkan dalam tabung riser dihitung dan aliran air-uap, serta kepala avaible bersih, kemudian ditentukan untuk rasio air-berbagai uap. Dalam menganalisis karakteristik sirkulasi, adalah costumary untuk grafis plot baik kerugian gesek downcomer bagian atas kolom dan kepala sirkulasi bersih yang tersedia untuk aliran air-uap diasumsikan campuran. Seperti yang ditunjukkan oleh Gambar. 31, aliran di mana kepala tersedia minus resistensi terhadap aliran melalui baffle uap sama resistensi terhadap aliran downcomer bagian atas kolom adalah yang diperlukan untuk menyeimbangkan sistem peredaran darah. Dari arus pada titik keseimbangan persentase stean oleh volume pada bagian atas tabung riser dapat dihitung.

Persentase uap dengan volume pada bagian atas tabung riser harus seperti untuk mencegah overheating dari tabung. Jika kuantitas gthge berlebihan, sistem sirkulasi harus dirancang ulang untuk menyediakan downcomers tambahan, atau ukuran dan kontur downcomers muast diubah untuk mengurangi resistensi terhadap aliran. Ini juga mungkin perlu untuk mengubah lokasi, ukuran, dan kontur dari tabung bopiler untuk mendistribusikan penyerapan panas dan mengurangi hambatan aliran.

Dalam sistem sirkulasi memuaskan, jumlah yang cukup air harus diberikan untuk setiap pon uap yang dihasilkan. Karena itu, jika persentase uap dengan volume pada keluar dari tabung riser digunakan sebagai kriteria desain, perlu untuk memvariasikan persentase diijinkan sebagai perubahan tekanan sejak persentase uap dengan volume akan meningkat karena tekanan berkurang karena volume spesifik peningkatan uap. boiler Naval biasanya dirancang untuk rasio air-uap (berat atau air / berat uap melewati tabung pembangkit tenaga listrik) berkisar antara 5,0, dan 10,0 dan unit pedagang biasanya jatuh pada kisaran 15,0-20,0 pada tarif kelebihan beban operasi. Lower air-uap rasio yang digunakan pada boiler angkatan laut dalam rangka untuk mengurangi ukuran boiler dan berat dengan meminimalkan persyaratan downcomer bagian atas kolom.

b.      Dipanaskan Downcomers.

Jika peringkat menguapkan yang konservatif dan suhu gas meninggalkan boiler melakukan ONT melebihi sekitar 750 F, beberapa baris pertama dari tabung akan berfungsi sebagai penambah sisanya dengan menjabat sebagai downcomers dipanaskan. Seperti kenaikan tarif pembakaran, zona suhu tinggi gas bergerak lebih jauh kembali ke bank tabung dan tyubes tambahan karena anak tangga sementara bertindak sesuai nomor yang lebih kecil sebagai downcomers. Jika tingkat pembakaran lebih jauh meningkat, jumlah downcomers menjadi tidak mencukupi, sirkulasi menghalangi, dan korban tabung dapat terjadi, ketika anakyses desain menunjukkan keadaan seperti itu, eksternal atau internal downcomers dipanaskan harus diinstal.

c.       Eksternal dan internal downcomers dipanaskan.

 Dengan peringkat evaporatif konservatif, downcomers eksternal yang diperlukan untuk hanya bagian-bagian dari boiler di mana tabung tidak dapat bertindak sebagai downcomers (baris tabung tunggal membentuk batas tungku, sebuah bank tabung dangkal dipasang antara dua tungku, atau bank tabung melindungi superheater dari dua tungku).

Jika downcomers diperlukan untuk bank tabung utama, mereka biasanya terletak di luar bank tabung meskipun pengaturan tersebut membutuhkan drum boiler lagi. Penggunaan downcomers internal dipanaskan meminimalkan drum panjang dan menghilangkan tabung di bank boiler utama, namun tidak dipanaskan internal downcomers usuallyenter steam drum pada tingkat air yang tinggi dan mereka mungkin kehilangan air selama berat gulungan atau pengurangan sengaja di tingkat air. Selanjutnya, penggunaan internal downcomers tabung dipanaskan mempersulit pengaturan bank, meningkatkan perlawanan terhadap aliran gas, dan mengurangi permukaan boiler menyerap panas. transfer panas untuk downcomers internal dapat meminimalkan dengan pelat menggunakan, stud-tabung, atau baffle bersirip-tabungperlindungan.

d. drum uap membingungkan.

 Uap Drum membingungkan digunakan di boiler laut yang paling sederhana dalam konstruksi dan pengaturan. Jenis yang umum digunakan dalam boiler tipe header adalah "penyekat vertikal," yang terletak antara pipa kering dan pembuangan tabung circulator. Desain hanya memeriksa diperlukan bila menggunakan baffle vertikal adalah penentuan kecepatan uap belakang dan di sekitar ujung penyekat. Kecepatan ini, berdasarkan output maksimum uap boiler, harus kurang maka kecepatan kritis di mana uap mengambil air, sedangkan velocitycan uap dikurangi dengan meningkatkan ukuran uap drum atau dengan miring penyekat.

Tunggal dan beberapa berlubang-plat sekat, seperti dalam Gbr.32 (a), digunakan dalam boiler drum-jenis yang paling beroperasi pada peringkat uap konservatif; baffle ini tergantung pada pemisahan alami uap dan air. Untuk peringkat boiler yang lebih tinggi berarti positif dari pemisahan uap diperlukan dan sekat kompartemen-tipe, FIig.32 (b), yang sering digunakan.

Pemisah uap sentrifugal digunakan terutama di pedagang dinilai tinggi dan drum-jenis boiler Angkatan Laut, mereka sangat diinginkan untuk boiler subjectedto manuver cepat, fluktuasi tingkat permukaan air, atau konsentrasi solida yang tinggi dalam air boiler. sentrifugal pemisah uap dapat diatur baik hirozontally maupun vertikal dalam steam drum seperti di Gbr.32 ©.

Perlawanan mengalir melalui separator sentrifugal lebih besar daripada yang melalui piring - orcompartment - tipe baffle. Hal ini akan cenderung meningkatkan kebutuhan downcomer bagian atas kolom, atau menghalangi sirkulasi, tetapi debit bootom dari pemisah sentrifugal yang praktis bebas uap air, dan dengan demikian kepala avaiable untuk sirkulasi meningkat karena kepadatan air disuplai ke downcomers lebih besar daripada yang "berbusa" air-uap campuran dikeluarkan dari berlubang-piring dan sekat kompartemen-tipe.

Aliran uap-uap air melalui drum baffles adalah seri dengan semua sirkuit aliran dalam sistem peredaran darah. Jadi, jika mengalir melalui salah satu sirkuit yang ditingkatkan, misalnya, oleh instalasi downcomers tambahan, aliran melalui uap baffle juga meningkat. Hal ini menyebabkan sebuah perlawanan tambahan dalam sistem sirkulasi Overal dengan hasil bahwa aliran dalam downcomers tidak akan meningkat dalam proporsi langsung dengan penambahan dibuat.

3.9 construstion dan Persyaratan fisik.

 Desain struktural drum, header dan tabung harus sesuai dengan aturan badan pengatur yang mengatur pembangunan kapal (USCG, ABS, USN, Lloyd's, dll)

a.      Drum. Pembangunan drum uap dan air pada dasarnya sama.

Sebuah drum berbentuk silinder dengan ujung ditutup oleh kepala salah satu bentuk semi-elips atau hemispherical. Drum shell biasanya terbuat dari pelat disebut lembaran pembungkus dan tabung. Tabung lembaran ketebalan lebih besar dari lembaran pembungkus untuk memberikan kekuatan diperlukan di jalan lubang tabung. Untuk sebagian besar, drum adalah konstruksi las meskipun dalam ukuran yang lebih kecil satu bagian tempa berongga dapat digunakan. Drum kepala biasanya dipalsukan.

Untuk karya komersial 70.000 baja tarik digunakan secara luas dalam drum konstruksi; Sebagai pengurangan berat badan, 80.000 baja tarik digunakan.

Drum uap berkisar diameter 36-72 masuk dengan unit pedagang paling berpengaruh 48-in ke 54-in. boiler drum dan angkatan laut menggunakan 46-in sampai 60-in drum. Seperti meningkatkan tingkat daya, drum 60 sampai 72 di diameter yang digunakan lebih frequenly untuk memberikan ruang yang diperlukan untuk baffle uap dan untuk menyediakan kemampuan menampung menyusut dan membengkak yang terjadi ketika manuver.

b.      Header dan tabung.

Header untuk waterwalls atau economizer biasanya dibuat dari pipa saham. tempa Hollow dapat juga digunakan terutama untuk superheaters. Mereka bahkan menjadi bulat atau lupa segiempat atau lainnya untuk memfasilitasi instalasi tabung. Tabung dipasang dengan memperluas atau dengan pengelasan.

Standar dan economizer boiler tabung yang dibuat dari resistensi listrik baik dilas atau saham mulus. tabung resistensi listrik dilas expensiveand kurang telah terbukti sebagai diandalkan sebagai pembuluh mulus dalam boiler dan economizer. Superheater tabung terbuat dari baja paduan saham mulus atau tabung, seperti yang dipersyaratkan oleh suhu logam yang terlibat.

Tabung gas pemanas udara biasanya dibuat dari pipa mekanik dilas karena tekanan defferential antara udara dan gas sedikit, dan tidak menjamin biaya pipa tekanan.

c.       Casing Desain.

`Amplop yang berisi udara pembakaran dan gas buang di dikenal sebagai casing. Fungsi utama adalah untuk konten dan saluran udara dan pembakaran gas buang melalui bagian tekanan. Fungsi sekunder penting adalah untuk mengurangi kerugian panas ke ruang mesin, dengan demikian meningkatkan baik efisiensi boiler dan kelayakhunian ruang mesin. praktek desain yang baik membatasi suhu rata-rata permukaan luar casing untuk 130 F atau kurang. wilayah lokal, misalnya di mana superheater inlet atau outlet nozzle menembus casing, mungkin lebih panas karena "melalui baja" yang tidak mengizinkan isolasi secara efektif diterapkan.

Kebanyakan boiler konstruksi ganda-casing. Sebuah casing inner dan outer digunakan untuk membentuk ruang udara sekitarnya boiler. Spasi ini adalah bertekanan dengan udara pembakaran, yang berada pada tekanan yang lebih tinggi tha gas buang (oleh tidak kurang dari kerugian kompor minyak draft). Setiap kecenderungan kebocoran di selas, pintu akses, dll akan berakibat kebocoran udara pembakaran ke dalam ruang mesin atau melakukan sisi api. Di sisi lain, dengan ketel tunggal-cased, gas pembakaran debit ke ruang mesin pada saat terjadi kebocoran.

envelope dari gas pembakaran disalurkan menggunakan casing. Fungsi ini untuk menurunkan tekanan. Fungsi lain adalah mereduksi losses panas di ruang mesin. Design yang bagus berkisar di bawah 130F. Kebanyakan dari boiler menggunakan dobel design konstruksi. Bagian dalam dan bagian luar digunakan untuk mengalirkan udara. Space ini juga digunakan untuk mempressure dengan udara pembakaran, di mana tekana gas di bawah dari bahan bakar. Tendensi dari seal, pintu dsb. Di gambar 33 casing dobel pada konstruksi boiler. Ketebalan insulasi dan refaktori materialnya.

Struktur dari kekuatan dari casing menyupport beberapa pressure part. Casing ini akan mensupport rolling dan pitching pada kapal. Biasanya praktis untuk mensupport header dari superheater pada struktur casingnya.pada boiler yang besar, terdapat dinding yang dobel di mana hal ini merupakan salah satu syarat.

3.10 Oil burner

Oil burner terdapat dua prinsip dasar, atomizer dan air register assembly. Atomizer digunakan untuk menservis furnace berupa partikel-partikel. Air register digunakan throat, air doors, vanes, impeller atau air diffuser. Atomizer dan air register menggunakan valve, fitting dan safety coupling. Safety coupling didesign untuk mencegah keretakan pada uap atau oli dari atomizer di mana digunakan untuk membersihkan. Bahan bakar dari marine boiler. Di mana untuk boiler yang tua menggunakan tipe mekanis yang menggunakan tekanan 100-300 psi di darat, kalau di laut membutuhkan 600psi. Oil di spray ke plat setelah itu. Pada uapa di tipe mechanical atomizer dasarnya meneruskan di mana meningkatkan turbulensinya.

Tipe dari rotasi adalah contoh lain yang bagian mechanical dimana udara yang disemburkan jet akan meningkatkan efektivitas untuk propulsi dari boiler.

3.11 Boiler mounting

Boiler mounting melingkupi

·                     stop valve

·                     feed check valve

·                     feedwater regulator.

·                     Safety valve

·                     Sentinel valve

·                     High and low water level alarm

·                     Pressure gauge

·                     Vent and drain valve

·                     Blowdown valve

·                     Water level indicator

·                     Water sampling connection

·                     Soot blower

·                     Burner flame scanner dan ignitor

·                     Instrument

Secara umum Penyangga boiler "aksesoris," yang terpenting untuk  kontrol dan operasional boiler serta keselamatan dalam pengoperasian.  Istilah "mounting" adalah sinonim dari istilah "fitting." Operasi boiler Handal  dapat diperoleh hanya jika Penyangga dipilih dengan memperhatikan kualitas dan kesesuaian fungsional. Ketika memasang Penyangga , hal yang harus diperhatikan  adalah fungsi dan lokasi untuk kemudahan pengoperasian dan pemeliharaan. Suatu pembahasan dari beberapa Penyangga yang terpenting akan dibahas lebih lanjut berikut ini.

a.      safety valves. 

Setiap boiler harus dilengkapi dengan katup pengaman yang cukup dengan jenis dan kapasitas desain memenuhi kode  dan aturan yang berlaku . Tujuan dari katup adalah kepada mencegah peningkatan tekanan boiler di atas batas aman yang ditentukan. Biasanya, dua tabung terpasang  katup  pengaman dan satu katup outlet superheater digunakan. Dimana kemampuan mengurangi dibutuhkan melebihi yang disediakan oleh katup, katup tabung tambahan yang diinstal.

Ada dua tipe dasar dari sistem katup pengaman. Satu, yang tertua dan yang paling umum, menggunakan katup spring Joaded dirancang untuk membuka atau "pop" pada tekanan diatur dan tetap buka sampai penurunan bertekanan yang diinginkan atau"blowdown" telah tercapai. Katup set terendah 

selalu keselamatan superheater katup,yang biasanya diatur untuk membuka pada tekanan 

sekitar 4% di atas tekanan desain outlet superheater. Katup superheater harus membuka sebelum tabung katup dapat menjamin aliran uap melalui superheater untuk mencegah dari yang terlalu panas. Katup pertama pada tabung uap biasanya ditetapkan pada tekanan 2% di atas jumlah dari katup outlet superheater pengaturan ditambah penurunan tekanan superheater pada tingkat maksimum. Jikasatu atau lebih tabung katup harus menyediakan kemampuan mengurangi, mereka ditetapkan pada tekanan 5 sampai 10 psi terpisah dapat menjamin pengoperasian tajam pada pembukaan dan penutupan.
Pengaturan superheater katup pegas dapat kita tarik sering dalam situasi manuver cepat karena kontrol (atau pengoperasian) response time. Sering opera
tion dari katup menyebabkan masalah kebocoran dan pemeliharaan sebagai katup terutama "pengaman" dan katup tidak dirancang atau dibangun dapat menjadi "bertekanan kontrol" katup, Untuk meningkatkan tersebar antara outlet superheater bertekanan dan tekanan set katup pengaman superheater (sehingga memberikan marjin lebih lanjut untuk bertekanan transien kunjungan), sistem pengaman katup dioperasikan pilot harus digunakan. Suatu katup yang dioperasikan pilot terdiri dari pengaman kecil

   

katup di tabung  uap  (disebut tabung katup pilot) dan katup muat di outlet superheater. 

Pilot tabung ditetapkan pada & bertekanan sama dengan jumlah steam outlet superheater 

THC bertekanan. tekanan maksimum superheater drop pada overload, dengan marjin 4% dapat 5% padaoutlet bertekanan uap. Dalam pengoperasian, pilot muncul ketika Perusahan mengatur bertekanan ls mencapai dan hampir seketika memicu pembukaan katup  unioading superheater. Jika tekanan terus meningkat, tabung katup pengaman pop di urutan mereka set '

a.      indikator tingkat Air . 

Adalah penting bahwa air yang cukup berada di boiler setiapsaat untuk pengoperasian yang aman 'Rentang kerja normal ditunjukkan secara visualdengan cara langsung membaca
pengukur yang dipasang pada steam tabung dan dengan indikator remote tidak langsung terpasang misalnya pada kontrol utama konsol(atau, dalam hal kontrol jembatan 

dari mesin utama, di jembatan). Khas langsung membaca dan remote-membaca
pengukur ditunjukkan pada Gambar. 36. Terlalu rendah tingkat air bisa mengakibatkan hilangnya sirkulasi head dan tabung kegagalan jika downcomers yang terungkap. Tingkat yang terlalu tinggi dapat menyebabkan carry-over dengan thermal shock setelah superheater atau,jika cukup parah, dapat mesin utama. Mempertahankan 

kontrol dekat permukaan air adalah wajib danindikator level air harus tetap bersih dan dalam kondisi baik setiap saat. Setiap boiler harus memiliki minimal dua alat independen menunjukkan tingkat air.

Praktek yang biasa adalah dengan menggunakan dua terpisah langsung membaca
gage gelas dan pengukur terpencil sebanyak surat perintah kondisi operasi tertentu.

a.      Indikator Asap. 

Kemampuan dapat melihat tumpukan debit gas merupakan bantuanberbeda dapat pengoperasian boiler. Perubahan mendadak dari bersih ke gelap stack gas mungkin bukti maloperations seperti pembakar minyak kotor atau forced draft atau kesulitan kontrol. Untuk izin melihat tumpukan tanpa perlu meninggalkan stasiun operasi, indikator asap dipasang. Indikator langsung membaca pada dasarnya adalah sebuah periskop diatur ke memberikan operator pandangan langsung dari sumber cahaya yang bersinarmelalui serapan boiler dan gas pembakaran. Jenis lain mempekerjakan ceilfotoelektrik dan memberikan pembacaan pada skala meter dikalibrasi dalam unitdensitas asap, tetapi juga dapat dipasang untuk membunyikan alarm bila kepadatanasap tertentu tercapai.

a.                  Instrumentasi dan kontrol.

Kebutuhan untuk instrumen operasi dan manual ataukontrol otomatis bervariasi dengan ukuran dan jenis peralatan, metode pembakaran,meningkatkan kemampuan dari personil operasi, dan tingkat otomatisasi yang diinginkan.
Untuk pengoperasian yang aman dan kinerja yang efisien, informasi yang dibutuhkanrelatif ke tingkat air di boiler tabung, kinerja burner, tekanan uap dan feedwatertersebut; suhu superheated (dan dipanaskan) uap; tekanan gas dan udara yang masuk dan meninggalkankomponen utama; feedwater dan kondisi air boiler kimia dan akumulasi particie;operasional pompa pakan, penggemar, pembakaran bahan bakar, dan peralatan bahan bakar preparabion, hubungan udara pembakaran yang sebenarnya melewati tungku untuk yang secara teoritis diperlukan
untuk bahan bakar menyala, temperatur, gas bahan bakar air, dan udara memasuki dan meninggalkan bagian-bagian komponen utama unit, feedwater, uap, bahan bakar, dan arus udara. Selama bertahun-tahun,marine boiler  telah dilengkapi
dengan peralatan kontrol mengizinkan pengoperasian stabil di laut dengan partisipasi operator kecil kecuali saat manuver. Namun, otomatisasi lengkap dari boiler mungkindiinginkan sehingga, dengan pengecualian memulai, mereka dapat dioperasikan sepanjang rentang penuh dari standby untuk beban penuh tanpa penyesuaian manual. Untuk mencapai sepenuhnya pengoperasian otomatis, komponen kontrol yang memadai sangat penting. Karakteristik operasi item pokok dan tambahan peralatan yang menghasilkan uapharus benar-benar dikenal sejak karakteristik ini mempengaruhi tingkat pengendalian,ruang lingkup kontrol yang diperlukan, dan respon yang diperoleh. Sebagai ujian
Misalnya, di mana burner memiliki berbagai operasi atau kemampuan turndown sama atau lebih besar daripada yang dibutuhkan oleh boiler, kebutuhan ke burner urutan
(atau membawa mereka keluar dari layanan) dihilangkan. Hal ini, pada gilirannya,menghilangkan banyak keputusan dan fungsi-fungsi yang lain akan diperlukan suatu sistem manajemen burner otomatis, dan sistem sederhana dapat dipilih.

Derajat kontrol yang dapat dicapai, dalam rangka naik kecanggihan, secara manual, manual diawasi lokal, petunjuk diawasi remote, otomatis (non-daur ulang), dan  otomatis (daur ulang ). Berbagai jenis ini
pengendalian terbaik dapat digambarkan dengan mengaitkan fungsi mereka ke pengoperasianburner. Dengan jenis manual kontrol, Gambar. 37, burner secara manual dibersihkan dandinyalakan. Ini mungkin otomatis dimodulasi tetapi dihentikan secara manual. Meskipun tidak ada fungsi operator dilakukan secara otomatis, lebar kisaranpembakar dapat digunakan dengan kontrol pembakaran otomatis ke memudahkan pengoperasian dermaga-kedermaga tanpa partisipasi manual. Namun, tanpaperangkat pemantauan boiler dan burner, operator harus tetap di dekat boiler kememberikan pengawasan yang diperlukan. Dalam sistem manual lokal diawasi, Gambar. 38, burner adalah dibersihkan dandinyalakan secara manual, tapi pasti prosedur
dan kondisi yang diawasi oleh Interlocks pengaman. Semua fungsi manual dilakukandan diperiksa oleh operator di stasiun burner selama pengoperasian normal, dan jikapermintaan untuk uap berada dalam kemampuan burner, pengoperasian boiler tanpa pengawasan tercapai. Pemantauan dan pengaman Interlocks disediakan ke mengubah pengoperasian jika kondisi tidakaman berkembang, dan ke perjalananboiler burner atau, jika perlu. Setelah keluar-perjalanan, operator harus mengambiltindakan korektif yang diperlukan untuk menghapus Interlocks dan daur ulang burner atau boiler. Manual sistem remote diawasi, Gambar. 39, memungkinkan burner yang akandibersihkan dan dinyalakan oleh tombol tekan atau switch pemilih, dimodulasi secara otomatis, dan dijamin dengan tombol tekan manual digerakkan remote atau switchpemilih. Hal ini juga memberikan supervisi prosedur oleh Interlocks pengaman. Burneradalah mekanik dan semua fungsi operasi yang dilakukan oleh perangkat mekanis. Burner adalah mekanik dan semua fungsi operasi yang dilakukan oleh perangkatmekanis diawali dari sebuah stasiun kendali jarak jauh, yang menunjukkan apakahfungsi masing-masing telah dilakukan dengan benar. Sistem kontrol tidakmembebaskan operator manipulasi burner. Dia harus mencurahkan perhatian penuhkepada langkah- demi langkah
prosedur untuk memulai dan mengamankan pembakar, yang memakan waktu
proses. Sistem kontrol dapat ijustified hanya dalam instalasi dimana
kemampuan turndown dari burner tidak cocok dengan persyaratan turndown dariboiler dan dimanaburner harus dimanipulasi 

ke mencakup rentang operasi.Penerapannya tidak akan memenuhi persyaratan

USCG untuk boiler otomatis.

3.12     Sample Design Problem ( contoh desain masalah )

Langkah yang akan diikuti dalam pengembangan heating surfaces dari  suatu generator uap yang telah dirancang untuk memenuhi persyaratan penentuan siklus kinerja paling baik akan diilustrasikan dengan contoh. kinerja dasar boiler biasanya disediakan oleh spesifikasi kapal, Namun, sebagai contoh persyaratan dari 30.000 shp plant ( lihat contoh heat balance pada chapter2 ) yang akan digunakan.

Diasumsikan bahwa single boiler digunakan untuk menyediakan uap yang diperlukan sebagai penggerak main propulsion dan servis di kapal lainnya. Dibagi menjadi 2 bagian yaitu  drum integral dan tungku boiler yang dilengkapi dengan pemanas udara uap dan economizer. Di dalam tungku harus tersediar water cooled  dan dua pembakar besar ( wide range burners ) yang akan digunakan.super heater akan diinstal vertikal dan satu akses cavity ( rongga ) akan disediakan.

Dari preliminary heat balance untuk ABS rating sebesar 30.000 shp, persyaratan operasi berikut harus dipenuhi :

Steam pressure , drum , approx .........................................960 psig

Steam pressure , superheater outlet ................................. 875 psig

Steam temperature , superheater outlet ........................... 955 F

Steam flows

            Superheated                185,520 lb/hr

            Desuperheated                       16,870 lb/hr

            Total                            202,390 lb/hr

Feed water temperature .................................................. 284 F

Efficiency ( berdasarkan 1,5% radiasi dan 15 % losses yang tak terhitung untuk udara berlebih ( excess air ) ....................................................... 88,5%

Fuel total heating value ( standart bunker C + added heat in air )............ 19,264 Btu/lb

Fuel required .................................................................  14,349 lb/hr

Air temperatur, leaving steam air heater ........................... 278 F

Air flow ( 16,07 lb/lb oil pada 15% excess air ) .................... 230,600

Flue gas flow = 244,937 , say ............................................. 245,000 lb/hr

Dari contoh diatas , satu tingkat operasi yang akan dihitung meskipun untuk design boiler yang sebenarnya tidak biasa untuk menghitung tiga rate ( tingkat ) atau lebih untuk membuat curva karakteristik dari performanya. Rated power akan dihitung sejak dibentuknya design meeting dari efisiensi yang ditentukan dan temperatur uapnya.heat transfer data telah disediakan pada curve dan procedures di chapter 2

Fig 4.1  Boiler layout for sample problem

a.      Boiler Layout

2 buah oil burner akan digunakan untuk mensuplai total oil flow sebesar 14,349 lb/hr , rated powernya 8000 lb/hr pada masing-masing overload.clearences yang diperlukan untuk kapasitas burner telah disediakan dari boiler manufacture yang dipilih.dari informasi diatas , kira-kira furnace dan boiler layout akan disajikan seperti pada fig 41.dengan catatan furnace volume ( volume tungku ) dan heating surface diabaikan.

b.       Furnace calculation ( penghitungan tungku )

Furnace volume , cold surface , dan radiant heat absorbing surface ( RHAS ) akan dijelaskan oleh metode pada section 2 dari capter 2 atau T & R Bulletin 3-14 [12] adalah :

Furnace volum                 =   2655 ft³

Projected surface            =   1200 ft³

RHAS                             =   1175 ft³

Dengan (rating Value) bahan bakar yang tinggi 18,500 Btu/lb , maka furnace rating dari rated power adalah :

Release rate        =    14,349 x 18,5002655     = 99,985 Btu/ ft³

Oil Rate / RHAS =  14,3491175   = 12,2 lb/ ft³

Dari satisfactory , Furnace exit gas temperatur dan heat absorption dapat dihitung sesuai furnace surface area seperti dibawah :

          PROJECTED ARE             SURFACE EFECTIVENESS FACTOR              RHAS

Rear waterwall                       190                                          100                                          190

Front waterwall                      175                                          0,856                                       150

Screen and floor                     435                                          1.00                                         435

Side waterwall and roof         400                                          1.00                                         400

                                             1200 ft³                                                                                1175ft³

from figure 2 chapter 2 adiabatic flame temperature, T_A dapat diperoleh pada 3990 F atau 4450 R, dengan 15% excess air

Qta  =  17,500+46+278-80 ( 0,2445-16,07)16,07+1

      =  1073 Btu/ lb

untuk menentukan shape emissivity factor F_EF_A data yang tersedia adalah

V_F  =  2655 ft³

S_T   =   1200 ft³

oleh sebab itu Firing Density  sebesar

WFPFVF   =  14,3491 x 2655   = 5.40

Dari subsection 1.2 (d) chapter 2 , tube surface temperature dari furnace adalah

T_{S =}   t_S + (  QcSc  ) x_e / k  =  592 F

Selanjutnya dari estimasi correct furnace exit temperature , T_E untuk menjadi 2200 F , tube film temperature dapat diperoleh dengan pendekatan seperti dibawah :

T_F  =  Te+Te'2+ Ts2   =  2298+22002+ 5922   =  1412 F

c.       Heating Surface

Setelah menentukan furnace exit temperature, performa dari boiler pada screen , super heater dan generating bank sudah dapat dievaluasi pada urutannya.dari pendekatan boiler layot fig41  data berikut bisa di tentukan

Temperatur uap akhir yang slanjutnya akan ditentukan , panas yang diserap oleh steam pada superheater oleh radiasi langsung dari tungku adalah sebagai berikut

Q_SHR  = AF_LQ_C  / S_C

Dimana

A = screen projected area = 12.9 x 14 = 180 ft³

F_L = screen leakage factor untuk tube pitch / diameter rasio

Q_C / S_C  =  88,100 Btu/hr

Sehinngga

Q_{SHR  =}  (180) (0.09)(88,100) =  1,427,000 Btu/hr

Heat absorbed pada super heater oleh konveksi dari flue gas (gas buang ) dapat dihitung dengan :

Q_SHC  =  WG C_P ( T₁ – T₂ )

          =  (245,000)(0.316)(2084-1339) =  57,680,000 Btu/hr

d.      Economizer

Extended surface economizer digunakan untuk final heat recovery, economizer akan di design untuk mengurangi temperatur gas buang sampai temperatur  316

F yang diperlukan untuk memperoleh 88,5 % efisiensi boiler yang diinginkan.

Design permulaan (preliminary design) dari boiler sekarang sudah komplit tambahan boiler rating seperti part load atau overload akan dihitung kemudian , dari sini draft losses , sirkulasi karakteristik , temperatur tube metal , control dan auxiliary desuperheater sizes, safety valve setting dan lain sebagainya

 

Parameter – Parameter Design Perpipaan

Parameter – Parameter  Design Perpipaan 

Dalam design sistem pipa maka yang terpenting , yang harus diperhatikan adalah  tentang masalah safety / nilai keamanan dari sistem pipa yang telah dirancang dan telah di pasang pada  struktur bangunan laut dan kapal . Maka dari itu dalam merancang sistem pipa ini , harus  dilakukan beberapa seleksi  dan  evaluasi dengan hati – hati dalam merancang sistem pipa tersebut . Maka  biasanya parameter yang digunakan  dalam design pipa adalah :

1.            Line Sizing

2.      Route Selection

3.      Soil Movement  Analysis

4.      Pipe Prospection Methods

5.      Pipe Buckling  Analysis.

6.      Vortex Sheedding

7.      Material

 1.1   Line Sizing

Langkah pertama , dalam mendesign sistem pipa maka harus memenuhi parameter yang pertama yaitu tentang , bagaimana kita harus menentukan  ukuran yang cocok dengan kebutuhan dari  pemasangan pipa tersebut , yang harus ditentukan adalah panjang, ketebalan pipa. Dalam penentuan ukuran ini yang harus di perhatikan adalah tentang  fungsi dari pemasangan pipa inin , sehingga kita juga harus memperhatikan tentang masalah  kapasitas dari pipa ini. Untuk ukuran bermacam – macam dari pipa kita dapat melihat pada katalog tentang standarisasi pipa Ini.

1.2    Route Selection

Dalam pemilihan Route dari sistem pipa ini , harus mengacu pada beberapa aturan  Tertentu, Pemilihan route ini bertujuan untuk ;

a.             Menghindari daerah  pipa yang sudah ada

b.            Menghindari Crossing

c.             Menghindari  daerah anchoring

d.            Menghindari  daerah aliran lumpur

e.             Meminimize panjang pipa  dan memilih route pipa pada daerah yang stabil.

1.3    Soil Movement Analysis

Dalam  mendesain sistem pipa maka juga harus di perhatikan tentang pergerakan tanah yang terjadi di sekitar  di pasangnya pipa ini. Jadi dalam pemasangan / instalansi pipa ini , pipa harus benar – benar berada pada  daerah yang stabil ( tidak mudah terjadi pergeseran ) Sehingga pipa ini nantinya tidak akan mengalami gangguan dalam  operasinya/ kegiatan produksinya.

1.4    Pipe Prospection Methods

Dalam mendesain sebuah  pipa , maka  sistem pipa tersebut harus mengacu pada salah satu metode . Metode – metode yang diguanakan adalah sebagai berikut :

a.             Tow Methods

b.            Bottom Pull Methods

c.             Reel barge methods

d.            Lay Barge Installation Methods

1.5    Pipe Buckling  Analysis

Kita tahu bahwa untuk memasang pipa ini di dasar laut maka  kita harus memperhatikan  kedalaman airnya. Kegagalan yang sering terjadi pada pipa adalah di karenakan  oleh :

~   Diameter pipa  dan ketebalan pipa

~   Terjadinya regangan

~   Tekanan hidrostatik.

Pada Design pipa , kita harus memeperhatikan tentang terjadinya “ BUKLING “ pada pipa . Untuk menghitung terjadinya bukling pada pipa , ada 2 macam yaitu :

a.             Local Buckiling

         Untuk menghitung local bukling , kita dapat menggunakan  persamaan beikut ini ;

                         Pc   =  2E / ( 1 – v² ) t /D ( t / (D – t))²

                           Dimana :

Pc     = Tekanan , Psi

E       =  Modulus Elastis, Psi

V      =  Poisson

D      =  Diameter

T       =  Ketebalan

b.            Bukle Propagation

Untuk menghitung besarnya bukling diatas maka dapat menggunakan  persamaan berikut ini :

Pp  = 6 Y ( 2t / D )  ^2.5    , untuk Battele

1.6     Vortex Shedding

Pengertian dari votex / pusaran adalah arus yang  memilikikecepatan yang tidak sama tetapi tiap titiknya akan berbeda. Penyebab dari vortex shedding adalah danya aliran turbulen dan terjadi ketidakstabilan di dekat pipa.Selain itu juga disebabkan oleh  getaran di sekitar bentuk pipa dan perubahan yang secara periodik  pada tekanan hidrodinamkia pada pipa.. Sedangkan aliran pada p[ipa tergantung pada  diameter pipa dan kecepatan pipa.. Kegagalan yang terjadi pada pipa  dapat di sebabkan oleh pusaran , dan terjadinya pusaran ini dapat  dicegah dengan  menjauhkan  frekuensi alami pada pipa  dari bentuk pipa. Di bawah ini adalah persamaan untuk menghitung frekuensi pada vortex shedding, yaitu :

Fs   =   S.V / D

  

Dimana :

Fs   =  Frekuensi pada voertex Shedding

S     = Anka Strouhal

V   =  Kecepatan , ft / sec

D   =  Diameter pipa, ft.

Persyaratan Umum Untuk Sistem Pipa Pada Struktur Bangunan Laut & kapal

Persyaratan Umum Untuk Sistem Pipa Pada Struktur Bangunan Laut & kapal

             Persyaratan yang harus dipenuhi  dari sistem pipa  pada  Struktur bangunan laut dan kapal adalah  sebagai berikut ;

1.      Semua sistempipa harus dilengkapi dengan tumpuan – tumpuan , tidak boleh menganggu  termal expansion dari pipa – pipa untuk mencegah pergeseran dan sagging / lenturan  dari pipa.

2.      Semua sistem pipa harus di lengkapi dengan alat – alat untuk mengurangi tekanan yang diakibatkan oleh termal expantion .

3.      Pada tempat – tempat di mana pipa  - pipa kedap air, pipa – pipa dari seluruh sistem diatas kapal harus  dilekatkan pada dinding kedap tersebut, dengan flens yang di las .

4.      Biasanya pipa tidak boleh melewati  tangki bahan bakar minyak, namun jika tidak dapat di hindarkan , sebuah terowongan  harus  di sediakan dengan syarat – syarat pipa  ini harus di test  dengan tekanan hidrolis setiap 2 tahun penggunaan.

5.      Hubungan pipa – pipa dengan lambung, gate valve  dan katup – katup lainnya  untuk bermacam – macam tujuan harus direncanakan  sedemikian rupa sehingga  tidak terjadi perembesan air laut ke dlam kapal dan sedapat  mungkin harus dipasang diatas pelantaian  dari ruang mesin  dan ruang ketel.

6.      Hubungan pipa – pipa dengan lambung yang terdapat dibawah garis air muatan dam memiliki handle yang dapat dilepas , harus di buat sedemikian  sehingga  handle itu dapat di lepas  bilaman akatup tersebut tertutup.

7.      Semua alat –alat pemutus hubungan harus dibuat sedemikian , sehingga   orang dapat  melihat apakah  terbuka atau tertutup.

8.      Pipa – pipa  dan peralatan tidak boleh dilekatkan pada bulkhead kedap minyak tetapi ini boleh dilakukan sebelum tangki itu di test.

9.      Semua saluran keluar nya kotoran sedapat mungkin di pasang pada bagian port / kiri. Tidak dianjurkan  untuk memasang   saluran masuk pompa pada samping yang sama dengan bagian tadi.

10.  Lubang – lubang saluran keluar harus dibelakang  saluran masuk air laut sepanjang kapal.

11.  Semua lubang  saluran masuk di samping kapal , harus ditutup dengan sebuah  saringan  atau kisi – kisi  untuk mencegah  masuknya kotoran  dan akan menyumbat   saluran – saluran dari bottom valves.

12.  Perlengkapan – perlengkapan saluran masuk pada bagian bawah  kapal  harus di lengkapi dengan sistem  blow off / penghembusan  uap air  atau udara yang mempunyai  tekanan tidak melampaui  3 kg / cm . semua peralatan dan lubang saluran keluar yang mungkin dpat terjadi pembekuan harus dilengkapi  dengan sistempemanas uap air.

Perhitungan Tebal Dari Pipa

Perhitungan Tebal Dari  Pipa.

Ketebalan dari pipa pada  struktur bangunan laut dan kapal , itu tergantung pada  cara kerja dari sistem tersebut . Biasanya  pipa tersebut  dibuat menurut ukuran standart , sehingga apabila jika  terjadi penyimpangan  dari ukuran standart , akan menambah  biaya extra.  Semua jenis pipa , harus direncanakan , tidak hanya untuk menahan  tekanan kerja bagian dalam , tetapi  juga untuk melindungi  terhadap kerusakan – kerusakan  dari luar karena   letak dari pipa ini adlah dari dalam struktur bangunan laut dan dari kapal itu sendiri.

Sebagai petunjuk  di dalam menentukan  ketebalan pipa , Maka harus memenuhi  syarat – syarat dari American Bureau Of Shipping  menyatakan ;

~  Tekanan  kerja maximum  dan tebal minimum  harus dihitung  dengan persamaan berikut, dimana  perlu juga diperhatikan tentang terjadinya pengurangan  ketebalan pipa pada radius  luar  dari pipa   ~

~    Persamaan menghitung ketebalan pipa adalah sebagai berikut ;

 W   =    2S/D  ( t – C )

T     =    W.D/S +   C

Dimana :

W =   Tekanan kerja maximum yang di perbolehkan ( psi ).

T  =    Tebal pipa dalam inchi

D  =    Diameter luar pipa, dalam inchi.

C  =    Dalamnya ulir h untuk  semua pipa yang berulir 1 /2 inchi dan lebih besar.

Ukuran – ukuran dari pipa ini harus mengacu pada aturan dari American  Standart Association . Didalam keadaan yang khusus , ukuran – ukuran dan ketebalan  - ketebalan yang di peroleh , Tetapi sebaiknya ukuran – ukuran  standart  harus selalu  dipergunakan dalam pertimbangan  ekonomis dan juga kecepatan didalam pengiriman.

Bahan Pipa

Bahan  Pipa

Dalam pemilihan bahan yang paling cocok untuk sistem pipa  , yang harus diperhatikan adalah tentang ;

~  Kekuatan / Strength

~   Tahanan  Pipa terhadap Korosi.

Bahan yang biasanya dipakai  dalam design pipa adalah ;

1.      Seamless drawn steel pipe / pipa baja tanpa sambungan .

       Dengan ciri – cirinya sebagai berikut ;

a.             Dipakai untuk pipa  tekan  pada sistem bahan bakar.

b.            Injeksi bahan bakar dari motor pembakaran dalam.

c.             Terbuat dari  bahan baja atau dari kuningan.

2.      Lap welded / electric resistance welded stell pipe.

       Dengan ciri – cirinya  sebagai  berikut :

a.             Dipakai pada tekanan  kerja < 350 psi dan suhu < 450 ° F.

b.            Bahan  daripipa terbuat dari timah hitam  yang biasanya  pipa jenis ini di gunkan untuk  saluran suply air laut dan saluran pipa sistem bilga.

Semua pipa – pipa bahan bakar  dan pipa lainnya yang melalui tangki minyak harus dibuat dari baja  tempa dan besi tempa.

Pembagian Golongan pipaan

Pembagian Golongan Perpipaan

Dalam masalah perencanaan  dan juga tentang konstruksi  sistem pipa pada struktur bangunan laut dan kapal .Maka penggolongan jenis pipa yang digunakan  dalam design pipa adalah dapat dibagi menjadi 2 golongan  , Yaitu ;

1.      Golongan 1

Yang termasuk dalam  dalam pipa golongan 1 adlah semua jenis pipa yang  memiliki tekanan dan temperatur yang bermacam – macam , tergantung pada kerjanya , yaitu :

a.                  Uap air dan udara diatas 150 psi atau diatas 370 ° F.

b.         Air diatas 150 psi atau diatas 200 °F.

c.          Minyak diatas 150 psi atau diatas 150 ° F.

d.                  Serta gas dan cairan yang beracun pada semua tekanan dan        temperatur.

2.    Golongan II

Yang termasuk dalam golongan 2 adalh semua jenis pipa , dengan tekanan kerja dan temperatur di bawah tekanankerja dan temperatur yang dicantumkan  dalam golongan I.

Perancangan Sistem Perpipaan

Perancangan Sistem Perpipaan 

Dalam mendesain sistem pipa pada struktur bangunan lat dan kapal . maka hal terpenting yang harus diperhatikan adalah tentang beberapa parameter – parameter tertentu . Parameter / kriteria  ini  harus diperhatikan . Karena sistem perpipaan ini mempunyai faktor yang sangat penting  dari  sederatan proses dari operasi pengeboran minyak di lepas pantai. Dengan berpedoman pada parameter tersebu maka akan diharapkan  sistem keamaanan / safety  dari operasi sistem bangunan laut dan kapal  itu akan sangat bergantung sekali pada susunan pipa dan beberpa peralatan lain.

Kita tahu bahwa operasi dari  bangunan lepas pantai ini sangat bergantung pada kerja  dari mesin utama dan kerja drai mesin bantu, efisiensi dari mesin ini akan berkurang fungsinya apabila  tidak dilengkapi  dengan  sistem perpipaan . sistem perpipaan ini  berguna untuk membawa  tenaga  dalam bentuk  uap air  keketel uap . Selain itu fungsi dari pipa ini adalah untuk  memindahkan  hasil kerja  dari pompa  - pompa ke tempat  - tempat yang memerlukan  baik dalam bentuk pengisapan  atau pengeluaran . kriteria – kriteria yangharus dipenuhi dalam pendesainan sebuah sistem  pipa pada struktur bangunan laut dan kapal adalah ;

1.                  Pembagian  Golongan pipa

2.                  Bahan dari pipa.

3.                  Katup dan peralatan  ( Flens )

4.                  Pressure Drop

5.                  Perhitungan tebal pipa.

Sistem Perpipaan Produksi Minyak dan Gas, Fase pengidentifikasian daerah yang mengandung minyak ( Hidrokarbon ), Fase Eksploirasi, Fase pembangunan.

Sistem Perpipaan Produksi Minyak dan Gas

Pipa – pipa dalam offshore untuk saat ini sudah amat berperan dalam dunia industri dan  dalam dunia usaha. Sehingga perkembangan dari pemanfaatan kekayaan alam yang adapun akan  semakin berkembang seiring dengan adanya teknologi kelautan yang semakin maju dan semakin canggihnya. Sistem perpipaan ini amat berperan dalam bidang Offshore , karena berkaitan dengan kegiatan produksi  yaitu proses pengeboran minyak gan gas bumi di dasr laut . dalam proses pengeboran  atau dalam kegiatan eksploitasinya, hidrokarbon ini pada dasarnya dibagi menjadi 4 fase , Yaitu  :

1.                                                                              Mengidentifikasi daerah yang mengandung minyak /hidrokarbon.

2.                                                                              Fase  eksploirasi.

3.                                                                              Fase pembangunan

4.                                                                              Fase produksi dan transportasi.

  Fase pengidentifikasian daerah yang mengandung minyak ( Hidrokarbon )

      Pada fase ini adalah berkaitan dengan struktur geologi daerah  yang  mengandung  potential hidrokarbon. Dan biasanya fase ini  didasarkan pada proses evaluasi dari bidang  geologi . Data – data yang mendukung dalam bidang geologi , harus mengacu pada data – data yang tepat  yaitu terutama  tentang data – data bidang geofisika  daqn daqta seismik pada daerah tersebut. Sehingga dapat diketahui bahwa daerah tersebut mengandung   hidrokarbon     /minyak.

 Fase  Eksploirasi       

Langkah selanjutnya setelah ditemukan wilayah yang mengandung  hidrokarbon / minyak maka langkah selanjutnya  adalah operasi tentang eksploirasi  . Pertama – tama adalah diadakan survey  bidang geologi  dan geoteknik pada daerah yang akhirnya  pada daerah tersebut akan  ditemukan kandungan minyaknya. Setelah itu  akan segera dilakukan eksploirasi  / pengeboran  pada daerah yang mengandung hidrokarbon tersebut . Pada fase ini sangat berkaitan dengan berbagai  macam tipe Drilling rig. Dalam pemilihan drilling  Rig – nya  maka yang harus diperhatikan adalah tentang kedalaman airnya , dimana minyak dan gas  tersebut berada . Misalnya  : jack Up , digunakan pada kedalaman air yang tidak terlalu dalam . selain itu bangunan lain yang digunkan adalah adalah semi submersible , kapal pengebor minyak ( tanker ) dll.

Setelah proses pemasangan / instalansi pada bangunan lepas pantai / bangunan pengebor minyak , maka langkah selanjutnya adalah peletakan pipa didasar laut. Setelah itu  adalah pemasangan Blow – out ( alat  pengaman yang dipasang pada daerah yang yang sedikit sekali terjadi resiko  untuk terjadinya blow out, hal ini untuk menghindari terjadinya peledakan dan kebakaran di daerah sekitarnya.). karena kita tahu pada daerah sekitar pengeboran tersebut akan sangat rawan sekali terhadap kebakaran.

Fase pembangunan

Setelah semua informasi yang berkaitan tentang geologi dan geoteknik  pada daerah  yang mengandung  hidrokarbon / minyak itu dianalisa . analisa tersebut berkaitan dengan  teknik dan nilai ekonomis  maka pada daerah yang mengandung minyaknya maka akan segera dilakukan pembangunan  dan proses produksi  dari minyak tersebut akan segera dilakukan / dimulai.. Pada proses pembangunan , juga harus diperhatiakn tentang berbagai variasi  alternatif tentang berbagai  struktur bangunan laut yang akan digunakan untuk mengebor minyak tersebut. Berbagai alternatif  tersebut adalah struktur bangunan laut yang terpancang / fixed  untuk mengebor  dan untuk operasi produksi minyak. Berbagai fasilitas yang digunakan pada  proses produksi  adalah untuk permukaan dan dasar laut . Sedangkan untuk  sistem produksi di permukaan laut  adalah terdiri dari struktur yang terpancang / fixed structure  , yang dilengkapi dengan  peralatan pengeboran  dan peralata produksi . Kemudian untuk pemyaluran hasil dari proses produksi ini  yaitu berupa gas dan  minyak akan dialirkan  dari dasar laut sampai ke  atas decknya  yaitu melalui pipa –pipa.

PERPIPAAN OFFSHORE

PERPIPAAN OFFSHORE

                           Dengan semakin berkembangnya industri gas dan minyak  sekarang ini , telah menghasilkan perkembangan subtansi pada proyek offshore ( Pengeboran minyak lepas pantai ) . Untuk menemukan dan memproduksi hidrokarbon. Dengan semakin berkembangnya  dan majunya teknologi yang ada maka peralatan yang berkaitan dengan offshorepun akan semakin  canggih dan semakin modern. Perkembangan pipa offshore , pertama kali berada di Gulf , Mexico.Telah  banyak  sistem perpipaan  yang telah dirancang di berbagai dunia . Dengan berbagai macam design yang beragam.  Negara – negara yang  mengikuti perkembangan  di bidang offshore  yaitu : amerika serikat , laut utara ,Gulf  Mexico, Mediterania Australia Asia  dan Amerika latin. Ada beberapa pipa yang dipasang pada kedalaman air ± 2.000 ft. Pipa ini mempunyai lebar  56 inci. Berbagai macam variasi peralatan yang telah dibuat  dan telah dirancang  ( mengikuti perkembagan dari offshore ) . Yaitu peralatan yang digunakan untuk untuk proses pemasangan / instalasi maupun peralatan yang digunakan untuk membuat  pipa itu sendiri. Dalam proses pembuatan pipa itu sendiri juga  harus menggunakan metode tertentu . Metode – metode yang digunakan adalah Conventional Lay Barge Method, Reel Barge Method, Various Pull dan tow  Methods.

                Perancangan dari sistem perpipaan di Offshore ini juga tergantung pada kedalaman dari air laut itu sendiri. . Pada saat  kegiatan perancangan dan pemasangan pipa ini juga harus memperhatikan beberapa hal . Yaitu diantaranya adalah terjadinya Stress / tarikan dan bending., yang sering terjadi pada  permukaan  mesin yang tertanam pada dasar laut dan dipengaruhi oleh  gelombang  dan berbagai kondisi variasi dinamik. Setelah  pipa ini dipasang dan diletakkan  di dasar laut , akan mendapatkan beberapa resiko yang akan menimbulkan kerusakan akibat gelombang dan arus pada daerah tersebut.

Pada saat kegiatan / proses pendesainan sistem pipa ini , adalah yang terpenting harus diperhatikan adalah harus adanya gaya yang kecil dari pergerakan tanah disekitar pipa tersebut dan menjaganya dari berbagai kerusakan pada pipa itu sendiri. Spesifikasi pipa material  dan spesifikasi gravitasi adalah tersusun  sederhana sehingga pipa tersebut akan memiliki gaya hidrodinamika . Selain itu dalam proses pendesignan pipa ini juga harus memperhatikan analisa dari kondisi pipa yang berada  dibawah yaitu efek tekanan , expansi panas dan beban pada pipa itu sendiri. Jadi disini dapat kita sim pulkan tantang proses pendesignan pipa ini harus memperhatikan berbagai factor yaitu :

~  Gaya yang terjadi pada tanah disekitar  pipa (tanah mengalami       pergerakan)

~   Beban  yang harus ditanggung pipa dalam  kegiatan operasi.

~   Efek Tekanan  yang terjadi disekitar pipa.

~   Terjadinya Expansi Panas disekitar pipa.

~   Temperatur dari pipa ini juga harus diperhatikan, dalam design pipa.

Dan dalam kegiatan pendesignan ini yang juga harus diperhatikan adalah  apabila pipa ini sudah terpasang dalam kedalaman air laut tertentu, Maka yang harus diperhatikan adalah terjadinya Buckling ( Tekuk ). Hal ini sangat penting karena jika pipa  Offshore ini akan mengalami bukling / tekuk maka jika tidak  segera ditanggulangi maka pipa – pipa ini akan mengalami Fatigue ( keretakan ).

LATAR BELAKANG SISTEM PERPIPAAN, PENGERTIAN SISTEM PERPIPAAN

 SISTEM PERPIPAAN

 LATAR BELAKANG SISTEM PERPIPAAN, PENGERTIAN SISTEM PERPIPAAN

         

 Kita tahu bahwa Wilayah  yang ada dibumi ini dibagi 2 yaitu wilayah daratan dan lautan.  Negara Indonesia memiliki  lebih dari 13.000 pulau dengan panjang garis pantai lebih dari 81.000 km . Atau  dapat pula dinyatakan bahwa wilayah Indonesia, wilayah lautannya sekitar 2/3 dari luasannya sedangkan untuk luas daratan adalah sekitar 1/3 dari luasan keseluruhan.

Dari kondisi diatas maka sudah sepantasnya  jika kita berusaha untuk menggali segala potensi di bidang kelautan baik itu dengan cara mengeksploitasi dan eksplorasi dari kekayaan laut. Tetapi juga harus diperhatikan mengenai  eksploirasi , kita juga harus memperhatikan tentang pemanfaatan yang tepat guna dan yang akan memberikan manfaat bagi kesejahteraan seluruh umat manusia .

Dalam pemanfaatan diatas juga harus memperhatikan tentang  penggunaan Ilmu dan Teknologi yaitu dengan semakin berkembangnya teknologi kelautan sekarang ini maka bagaimana kita manusiannya untuk dapat memanfaatkan kekayaan  alam yang ada dengan teknologi kelautan yang semakin maju seiring dengan perkembangan jaman. Maka dari itu dari keadaan diatas  untuk mendorong semakin majunya industri teknologi kelautan . Kita harus memperhatikan tentang  ‘ SISTEM PERPIPAAN ‘  . Yaitu terutama untuk sistem perpipaan  di bidang Offshore Engineering atau dalam  kegiatan pengeboran minyak lepas pantai.

Dalam makalah ini akan dibahas tentang sistem perpipaan pada bangunan laut ( OFFSHORE ). Proses kegiatan pengeboran minyak bumi lepas pantai  ini jelas sekali ada kaitannya dengan  bangunan lepas pantai itu sendiri . Beberapa bangunan lepas pantai yang berguna untuk kegiatan  pengeboran lepas pantai adalah Jacket , Jack Up, Semi Submersible, Tension Leg Platform ( TLP ), Central Gravity Platform ( CGP ), dan beberapa kapal tanker / kapal pengebor minyak. Dari bangunan diatas dapat  kita  klasifikasikan  bahwa bangunan laut itu ada yang terpancang / fixed dan bangunan  lepas pantai yang terapung. Dan dalam mendesign suatu bangunan lepas pantai maka akan sangat berkaitan sekali dengan sistem pipa yang digunakan untuk mengalirkan hasil / produc dari proses pengeboran minyak ini yaitu berupa minyak  dan gas alam lainnya yang berguna. Sistem pipa ini tidak hanya untuk mengalirkan hasil dari pengeboran minyak ini tapi juga berkaitan dengan hal – hal operasional yaitu untuk mengalirkan  sistem air bersih  dan juga untuk kegiatan proses pembuangan limbah  yang tidak berguna dari kegiatan opeasional yaitu proses pengeboran  minyak.

Untuk lebih mengetahui tentang sistem perpipaannya , maka yang harus diperhatikan  adalah tentang macam – macam bangunan lautnya. Pada dasarnya bangunan lepas pantai itu dapat dibagi menjadi 3 yaitu :

1.      Bangunan laut Terapung ( Mobile Offshore Drilling Unit /floating      Production Platform )

Misalnya : Semi Sub mersible, Drilling Ship, Tension Leg Platform dan      Jack up.

2.      Bangunan Laut Terpancang ( Fixed Offshore Platform/ FOP )

         Misalnya : Jacket Tripot, dan Steel Gravity.

3.      Bangunan laut Struktur lentur atau Complaint  Platform

         Misalnya  : Articulated Tower, dan Guyed Tower.

Dari pembagian diatas akan  dibahas tentang  ciri – ciri dari bangunan laut diatas . Yaitu dari 3 pembagian tersebut akan dibahas satu persatu yaitu :

Ciri – ciri dari bangunan laut yang terapung  / Floating.

1.      Diperlukan stabilitas

Misalnya : Tinggi metacenter, Respon static terhadap gaya angin , dan stabilitas kebocoran.

2.      Kekuatan Struktur

Misalnya : Kekuatan ultimat , Serviceability, keadaan batas kelelahan / Fatigue yang akan menyebabkan keretakan / Crack pada sambungan pipa.

3.      Sistem Penambatan / Mooring.

Misalnya : Jangkar , Rantai, dan kabel baja.

Ciri – ciri bangunan laut yang terpancang / FIXED

1.      Diperlukan sistem pondasi yang kuat

2.      Diperlukan kekuatan struktur yang berhubungan dengan kekuatan   ultimate  dan kekuatan keretakan / fatigue.

Ciri – ciri bangunan laut yang lentur

1.      Dibutuhkan kekuatan ultimate

2.      Dibutuhkan  suatu pondasi yang benar – benar kuat.

3.      Dibutuhkan stabilitas pada struktur tersebut.

Selain itu juga dalam offshore engineering , kita juga harus memperhatikan tentang  suatu struktur lain yang juga dapat digunakan un tuk kegiatan pengeboran minyak di lepas pantai yaitu dengan menggunakan  kapal . Dalam kapal juga dibutuhkan susunan dari sistem perpipaan. Biasanya jenis kapal yang digunakan adalah tanker. Dan tentunya dalam kapal ini ruangan atau bagian – bagian dari kapal ini sudah dibagi – bagi sesuai dengan fungsi dan kegunaan dari masing – masing bagiannya. Selain itu juga sangat penting  tentang pengetahuan  mengenai desain atau perancangan bangunan laut dan kapal  harus didasari dan sangat  erat  kaitannya dengan masalah            “ SISTEM PERPIPAAN “                                

Selanjutnya dalam makalah ini akan dibahas tentang  manfaat dan  fungsi  dari pipa. Dalam struktur bangunan laut , yang harus di perhatikan adalah tentang masalah keamanan ( Safety )dan efisiensi dari bangunan laut tersebut . Sedangkan  factor keamanan dan effisiensi ini sangat bergantung pada  susunan dan letak dari sistem pipa. Suatu mesin utama atau mesin bantu akan lebih lengkap dan akan lebih berfungsi  apabila  dilengkapi dengan sistem perpipaan . Sistem perpipaan sangat vital  dan sangat utama dalam masalah perancangan bangunan laut . Karena sistem perpipaan ini berfungsi untuk membawa energi dalam  bentuk uap air dari ketel – ketel uap ke mesin  atau untuk pemindahan energi atau hasil kerja dari pompa ke tempat yang memerlukan dalam bentuk pengisapan atau dalam bentuk pengeluaran.