PENGERTIAN FURNACE. FLUIDIZED : Penghembusan udara primer untuk menjaga

PENGERTIAN
DAN PENGENALAN TEKNOLOGI BOILER CFB ( CIRCULATING FLUIDIZED BED )

 Konsep dasar dari boiler CFB adalah boiler stoker ( unggun
fluidisasi ) dimana batu bara dibakar diatas rantai berjalan dan diberi
hembusan udara dari sisi bawah sehingga batu bara membara diatas rantai
berjalan tersebut. setelah dilakukan repowering dan redesigning maka didapatkan
lah boiler dengan type CFB. Berikut ini akan dibahas secara singkat
pengertian,nagian bagian boiler,konsep pembakaran,perbandingan boiler CFB dan
Pulvurized cozl,prosedur umum operasi,proses pembakaran, kontrol pembakaran,
dan lain lain .

We Will Write a Custom Essay Specifically
For You For Only $13.90/page!


order now

A.
pengertian CFB

CIRCULATING : Terjadinya sirkulasi batu bara
yang belum habis terbakar dari FURNACE ke CYCLONE kemudian masuk ke
SEALPOT dan kembali ke FURNACE.
FLUIDIZED : Penghembusan udara primer untuk
menjaga material bed dan batu bara tetap melayang didalam furnace.
BED : Material material berupa
partikel partikel kecil  ( pasir kuarsa, bottom ash ) yang bsigunakan
sebagai media awal transfer panas dari pembakarn HSB kepembakaran batu
bara ( 100 ton )

CFB atau Circulate Fluidized Bed
boiler merupakan boiler yang bekerja dengan prinsip mensirkulasikan bed
material dari furnace secara kontinu selama proses pembakaran. Bed material
difluidisasikan oleh udara berdebit tinggi oleh primary air fan melalui nozzle
pada bagian dasar furnace.fluidisais merupakan istilah dimana bed material
tersembur oleh udara dengan debit tinggi sehingga seolah mengalir dan bubbling
selayaknya fluida. Bed material yang disirkulasikan menyerap panas dari hasil
pembakaran bahan-bakar (batu bara) yang kemudian di transferkan secara konveksi
menuju dinding-dinding water wall boiler, platen wall. Panas inilah yang
kemudian memanaskan air di dalam water wall yang pada akhirnya menghasilkan
produk uap dan bertekanan di dalam steam drum. Proses pembakaran berkisar pada
temperature 870 0C. bed material umumnya berupa pasir (silica sand) dan selama
sirkulasi, digunakan alat pemisah partikel bed material dengan debu hasil
pembakaran (fly ash) agar bed material dapat kembali lagi menuju furnace
boiler. Alat pemisah ini umumnya berupa cyclone yang bekerja memanfaatkan gaya
sentrifugal sehingga partikel dengan berat jenis lebih besar akan terpisah
secara sentrifugal dan jatuh menuju boiler.

Untuk menghasilkan uap kering, maka
digunakan super heater yang mana memanfaatkan kalor sisa pembakaran sebelum
dikeluarkan melalui stack. Dengan demikian dapat meningkatkan efisiensi kalor
pembakaran. Pemanfaatan kalor sisa pembakaran ini juga sering disebut dengan
istilah heat recovery steam. Uap panas dan bertekanan tersebut dialirkan menuju
nozzle yang akhirnya disemburkan menuju sudu-sudu turbin sehingga menghasilkan
daya putar/torsi dan memutar trubin hingga diperoleh kecepatan 3000 rpm. Poros
turbin terkopel dengan poros generator untuk memutar poros generator sehingga
generator mendapatkan daya mekanis. Putaran poros generator menghasilkan
perbedaan induksi magnetis akibat adanya medan eksitasi dari kumparan rotor
generator. Perbedaan induksi ini menghasilkan fluks magnet yang besarnya
berubah-ubah, karena itu munculah perbedaan potensial pada kumparan stator yang
pada akhirnya menghasilkan energy listrik. 

CFB Boiler menggunakan pasir kuarsa
(silica sand) sebagai bed material. Bed material berfungsi untuk membantu
proses perpindahan dan penyerapan panas secara konveksi dari pembakaran pada
furnace boiler menuju water wall dan platen wall. Water wall dan platen wall
berisikan air yang dipanaskan pada temperature sekitar 870 0C hingga mendidih
dan menghasilkan uap panas dan bertekanan yang terkumpul pada steam drum

 

 

Level minimum bed material adalah
sekitar 330 mm pada bed density sebesar 4 kPa dan level maksimal yaitu 700 mm
dengan bed density sebesar 6 kPa. Batasan minimum ditujukan untuk menghindari
terjadinya over temperature pada air plate/air nozzle furnace. Level bed
density dijaga agar tidak melebihi batas maksimum (6 kPa) yang mana bertujuan agar
proses fluidisasi dapat maksimal. 

Selain sebagai media transfer kalor,
bed material juga berfungsi untuk menjaga air nozzle yang terletak pada bagian
dasar furnace agar tidak terlampau panas/over heat akibat proses pembakaran.
Nozzle berfungsi untuk memberikan tekanan udara yang selanjutnya digunakan
untuk fluidisasi bed material. Pada peningkatan beban bed material juga
diperlukan untuk menjaga kestabilan pembakaran dan densitas bed material pada
furnace. Densitas bed material harus dijaga agar tetap berada di atas 4 kPa
untuk menghindari over heating pada nozzle.

 

 

 

B.
3 Bagian utama boiler type CFB

FURNACE Yang berfungsi sebagai tempat
terjadinya pembakaran bahan bakar. komponen yang terdapat difurnace
 : wall ntube, pnel evaporator , panel super heater.

Di Furnace Batubara ini dicampur dengan material
Bed ( partikel kecil berupa pasir kuarsa, bottom ash ), HSD, dan udara sehingga
terbakar mengubah air yang ada di Waterwall menjadi uap. Bed dibakar pada
bagian ‘bed of hot material’ yang mengambang karena sirkulasi udara dalam
furnace. ( udara kecepatan tinggi ).

CYCLONE  Yang berfungsi untuk memisahkan
batubara yang belum terbakar sengan abu ( ash ) sisa pembakaran dan
mengembalikannya ke furnace. komponen utama Cyclone : Cyclone, Sealpot,
Seal Pot Dutch

Material yang terbakar ,
semakin lama semakin naik ke bagian atas Furnace karena massanya berkurang dan
masuk Cyclone Separator melalui transition piece sehingga flue gas dan fly ash
terpisah dari material.

Material solid yang
belum terbakar masuk kembali ke dalam Cyclone Outlet Cone dengan bantuan udara
dari fluidizing air blower menuju Seal Pot dan diinjeksikan kembali ke melalui
Seal Pot Return duct Furnace. Hal tersebut terjadi secara berulang.

Flue Gas dan Fly Ash
hasil pembakaran dihisap keluar dari Boiler oleh ID Fan dan dilewatkan melalui
Electric Precipitator ( ESP) yang menyerap 99.5 % dari abu terbang dan debu
dengan sistem Elektrode yang dihembuskan ke Stack / Cerobong Asap.

BACKPASS Yang berfungsi sebagai ruang
pemanfaatan kalor yang terdapat dalam flue gas .komponen utama di backpass
adalah : Finishing, Superheater , Low temperature Superheater ,
Economizer, dan Tubular Air Heater.

C.
Konsep pembakaran Boiler CFB

Konsep
pembakaran dari boiler CFB ini adalah : 

·        
Proses Pembakaran dalam Furnace

1. Coal dan Limestone dimasukkan kedalam Furnace, setelah
fluidizing air / primary air dari air plenum melalui nozzle grate. Tekanan
primary air menyebabkan bed material melayang di bagian bawah Furnace ( primary
zone ).
2. Aliran udara turbulen menyebabkan coal cepat bercampur dengan limestone
secara merata dengan bed material. Fluidizing air / primary air dan bed
temperature menyebabkan material terbakar dan sirkulasi.
3. Material batu bara yang telah terbakar semakin lama naik ke bagian upper
furnace karena massanya berkurang, kemudian masuk ke cyclone, batu bara
menabrak vortex vendor, sehingga flue gas dan Fly ash terpisah dari material.
4 Material solid berputar menuju cyclone outlet cone dengan batuan udara dari
Fluidizing air blower menuju seal pot dan diinjeksikan kembali ke furnace
melalui seal pot return duct.

·        
Pada CFBC, terdapat alat lain yang terpasang
pada boiler yaitu cyclone suhu tinggi. Partikel media fluidized bed yang belum
bereaksi dan batubara yang belum terbakar yang ikut terbang bersama aliran gas
buang akan dipisahkan di cyclone ini untuk kemudian dialirkan kembali ke
boiler. Melalui proses sirkulasi ini, ketinggian fluidized bed dapat terjaga,
proses denitrasi dapat berlangsung lebih optimal, dan efisiensi pembakaran yang
lebih tinggi dapat tercapai. Oleh karena itu, selain batubara berkualitas rendah,
material seperti biomasa, sludge, plastik bekas, dan ban bekas dapat pula
digunakan sebagai bahan bakar pada CFBC. Adapun abu sisa pembakaran hampir
semuanya berupa fly ash yang mengalir bersama gas buang, dan akan ditangkap
lebih dulu dengan menggunakan Electric Precipitator sebelum gas buang keluar ke
cerobong asap (stack).

ALUR BATUBARA

Batubara yang dibongkar dari kapal di Coal Jetty
kemudian dikeruk dengan menggunakan Unloader Crane.
Dan selanjutnya diangkut dengan conveyor Threstle #0-1
menuju penyimpanan sementara (Coal Stockyard).
Dari Stockyard batu bara diangkut menuju Dry Coal Shed
menggunakan crane secara manual. Di Dry Coal Shed inilah terdapat Over
Head Crane untuk memasukkan batu bara ke dalam Coal Bunker.
Di dalam Coal Bunker inilah batu bara diangkut menuju
Coal Crusher House untuk dihaluskan melalui Conveyor Threstle #2.
Selanjutnya batubara tersebut ditransfer melalui
Conveyor Threstle #3 menuju Main Power House. Di Main Power House Elv. +
26 terdapat Conveyor Threstle #4 yang melanjutkan transfer batubara menuju
Coal Bunker, diteruskan ke Coal Feeder yang berfungsi mengatur jumlah
aliran ke Furnace ( Ruang Bakar ) Boiler.
Di Furnace Batubara ini dicampur dengan material Bed (
partikel kecil berupa pasir kuarsa, bottom ash ), HSD, dan udara sehingga
terbakar mengubah air yang ada di Waterwall menjadi uap. Bed dibakar pada
bagian ‘bed of hot material’ yang mengambang karena sirkulasi udara dalam
furnace. ( udara kecepatan tinggi ).
Material yang terbakar , semakin lama semakin naik ke bagian
atas Furnace karena massanya berkurang dan masuk Cyclone Separator melalui
transition piece sehingga flue gas dan fly ash terpisah dari material.
Material solid yang belum terbakar masuk kembali ke
dalam Cyclone Outlet Cone dengan bantuan udara dari fluidizing air blower
menuju Seal Pot dan diinjeksikan kembali ke melalui Seal Pot Return duct
Furnace. Hal tersebut terjadi secara berulang.
Flue Gas dan Fly Ash hasil pembakaran dihisap keluar
dari Boiler oleh ID Fan dan dilewatkan melalui Electric Precipitator (
ESP) yang menyerap 99.5 % dari abu terbang dan debu dengan sistem
Elektrode yang dihembuskan ke Stack / Cerobong Asap.
Sementara Bottom Ash dikumpulkan melalui Ash Silo dan
dibawa menggunakan truck ke Ash Yard.

ALUR AIR

Air diambil dari Sungai melalui Water Intake. Di dalam
water intake, air dilewatkan steel gate ( Normaly Open ) kemudian Bar
Screen / Trash Machine dan terakhir Travelling Screen sebagai Filter
terhadap ikan maupun sampah dengan diameter tertentu. Baru kemudian
dipompakan ke ( Cooling Water ) CW Pipe melalui Circulating Water Pump.
Dari CW Pipe, air sungai yang mengalir terbagi menjadi
2 , sebagai supply air di DM Water dan Kondenser.
Dari DM Water air masuk ke Boiler ( Economizer )
melalui BFP ( Boiler Feed Pump ) . dan langsung dialirkan ke Steam Drum
turun melalui Downcomer dan masuk ke Waterwall, Panas yang dihasilkan dari
pembakaran bahan bakar diserap oleh pipa-pipa penguap/Waterwall menjadi
uap jenuh/, kemudian masuk ke Steam Drum, di dalam Steam Drum air dan uap
dipisahkan.
Air kembali masuk ke Downcomer sementara uap langsung
dialirkan ke Panel Superheater ( Platen ) kemudian ke Low Temperatur
Superheater kemudian ke Middle Temperature Superheater , Finishing
Superheater.
Kemudian keluaran dari Superheater ini akan langsung
masuk ke Turbine.
Sementara itu, uap bekas dikembalikan menjadi air di
Condensor. Di dalam condenser, uap mengalami Heat Exchanger ( pertukaran
panas ) dengan air sungai yang dipasok oleh C.W. (Circulating Water)
Pump). Inilah yang membuat uap menjadi air dan kenaikan temperature air
sungai keluaran Discharge Canal.
Air kondensasi akan digunakan kembali di Boiler. Air
dipompakan dari Condensor dengan menggunakan Condensate Extraction Pump,
dipanaskan lagi oleh L.P. (Low Pressure) Heater, dinaikkan ke Deaerator .
Di dalam daerator tank, gelembung-gelembung oksigen yang membahayakan
pipa-pipa Boiler ( korosi : red ) diserap.
Keluar dari Daerator, air kemudian dipompa oleh Boiler
Feed Pump melalui H.P. (High Pressure) Heater. Dari sinilah air yang sudah
dinaikkan tekanannya masuk ke Economizer untuk diberi pemanasan awal.
Poros turbin dikopel dengan Rotor Generator . Rotor
dalam Elektromagnit berbentuk silinder ukuran ikut berputar apabila turbin
berputar. Generator dibungkus dalam Stator Generator. Stator ini digulung
dengan menggunakan batang tembaga. Listrik dihasilkan dalam batangan
tembaga pada stator oleh Elektromagnit rotor melalui perputaran dari medan
magnit. Tegangan listrik 6 KV kemudian dinaikkan menjadi 150.000 Volt
dengan Generator Transformer .

 

 

D.
gambar perbedaan boiler CFB dan Boiler PC

 

 
                     
                     
               1. Gambar boiler CFB

 

                 
                     
                2. Gambar boiler
Pulvurized Coal

 

E. Perbandingan Boiler CFB dengam Boiler PC

Teknologi boiler type CFB ini mempunyai banyak kelebihan
dibandingan dibandingkan dengan jenis boiler pulvirized coal yang kita kenal
selama ini. Berikut adalah beberapa perbandingan antara boiler tipe CFB dan
Boiler PC

 

 

No

                  
BOILER CFB

                            
BOILER PC

1

Temperatur
pembakaran di furnace rendah ( ± 800  C )

Temperature
pembakaran di Fuernace tinggi ( ?1000 C )

2

Kadar
Sox dan Nox yang rendah karena menggunakan Limestone

Kadar
Sox dan Nox  tinggi karena tidak menggunakan Limestone

3

Ukuran
batu bara yang masuk kefurnace ( ± 6 mm )

Ukuran
natubara yang masuk kefurnace dalam bentuk halus

4

Dapat
menggunakan batu bara dengan nilai kalor yang rendah

Menggunakan
batubara dengan nilali kalor tinggi

5

Menggunakan
panel evaporator dan panel super heater didalam furnace untuk pemanfaatan
radiasi panas dari pembakaran

Tidak
menggunakan panel evaparatordan panel super heater

6

Penggunaan
Start up burner tidak tergantung dari beban ( MW ) tetapi temperatur furnace

Penggunaan
start uo burner tergantung beban

 

 

Pada FBC, bila tekanan di dalam boiler sama dengan tekanan udara
luar, disebut dengan Atmospheric FBC (AFBC), sedangkan bila tekanannya lebih
tinggi dari pada tekanan udara luar, sekitar 1 MPa, disebut dengan Pressurized
FBC (PFBC).

Dalam system fuidized bed, variasi pada
kecepatan superficial dan variasi tekanan pada operasi fluidized bed menjadi
variabel membedakan jenis fluidized bed. Jenis bubbling bed berusaha menjaga
agar seluruh material padat berada pada fase yang rapat di dalam bed, sehingga
kecepatan superficial dijaga pada rentag 3.5 – 7.5 ft/sec, sementara
circulating fluidized bed berusaha menghilangkan fase partikel solid. Reaktor
penyirkulasi fluida bed meniup media bed dan bahan bakar padat, dan kemundian
menagkapnya kembali pada bagian cyclone. Jenis circulating bed ini memiliki
kecepatan superficial antara 15 – 30 ft/sec (4.6 – 9.23 m/sec). Pressurized
fluidized bed bekerja pada rentang kecepatan gas yang hampir sama dengan
bubbling bed, tetapi tekanannya lebih besar yaitu sekitar 174 psia (12 atm).
Secara singkat perbedaan anatara masing-masing jenis tersebut dapat dilihat
pada table berikut ini :

 

Perbedaan pada
masing-masing jenis fluidized bed ini membawa pada perbedaan pengaplikasian
teknologi yang digunakan. Untuk dapat digunakan masing-masing jenis teknologi
tersebut, akan dipertimbangkan hal-hal, yaitu prinsip dasar pembakaran,
manipulasi proses pembakaran, dan kemudahan untuk penggunaan secara komersial

 

BACK TO TOP
x

Hi!
I'm Rhonda!

Would you like to get a custom essay? How about receiving a customized one?

Check it out