Ketel Uap di kapal

Ketel Uap

Ketel uap yaitu sebuah bejana yang tertutup yang dapat membentuk uap dengan tekanan lebih besar dari 1 atmosfir, dengan jalan memanaskan air ketel yang berada di dalamnya dengan gas-gas panas dari hasil pembakaran bahan bakar.


Instalasi Tenaga Uap:Dalam suatu instalasi tanaga uap, mutlak harus dilengkapi dengan Ketel Uap dan harus ada pesawat-pesawat yang mempergunakan uap tersebut. Di kapal penggunaan air tawar harus dihemat, maka uap bekas dari pesawat-pesawat uap tesebut harus diusahakan diembunkan lagi di dalam kondensor agar air kondensatnya dapat digunakan lagi di dalam ketel.

Skema susunan instalasi turbin uap
Gambar diatas menunjukan bahwa A adalah dapur ketel, dimana bahan bakar dibakar oleh alat pembakar  E (brander). Hasil pembakaran diperoleh panas yang digunakan memanasi air yang berada di dalam pipa-pipa C. Uap yang dihasilkan dikumpulkan di teromol uap B, kemudian dialirkan ke alat pemanas D (superheater) agar mendapatkan uap panas lanjut / kering yang selanjutnya dipakai menggerakkan Turbin G.

Putaran dari turbin terlalu tinggi, tidak mungkin dipakai langsung memutar baling-baling maka harus diturunkan dulu melalui roda gigi reduksi H kemudian diteruskan ke baling-baling K melalui bantalan pendorong I dan poros antara J.

Uap bekas dari turbin tidak bisa dibuang langsung ke atmosfir karena uap bekas tadi bisa digunakan lagi dengan cara diembunkan (dikondensasikan) menjadi air di kondensor M. Air kondensat yang dihasilkan kemudian dihisap oleh pompa kondensat O untuk dialirkan ke tempat penampungan yaitu bak air panas (hotwell) P. Air pengisian dari bak air panas P kemudian dihisap oleh pompa pengisian Q yang akan diteruskan ke ketel melalui pemanas pendahuluan R dan economiser F.

Pompa sirkulasi L dipergunakan untuk menghisap air laut sebagai media pendingin pada kondensor dan selanjutnya dibuang kembali ke laut.

Ejector / pompa udara N berguna untuk membuat tekanan dalam kondensor lebih kecil dari tekanan atmosfir (vakuum), sehingga tekanan lawan dari uap bekas menjadi berkurang.


Sebuah ketel uap harus memenuhi persyaratan-persyaratan sebagai berikut :

1.Dalam waktu tertentu harus dapat menghasilkan uap dengan berat tertentu dan tekanan lebih besar dari 1 atmosfir.
2.Uap yang dihasilkan harus dengan kadar air yang sedikit mungkin
3.Kalau dipakai alat pemanas lanjut, maka pada pemakaian uap yang tidak teratur, suhu uap tidak boleh berubah banyak dan harus dapat diatur dengan mudah
4.Pada waktu olah gerak dimana pemakaian uap berubah-rubah maka takanan uap tidak boleh berubah banyak
5.Uap harus dapat dibentuk dengan jumlah bahan bakar yang serendah mungkin
6.Susunan pengopakan bahan bakar harus sedemikian rupa sehingga bahan bakar dapat dibakar dengan tidak memerlukan ongkos dan tenaga yang terlalu besar. 

PEMBAGIAN KETEL UAP
A.Pembagian Menurut Undang-Undang Uap.
Karena tempat penggunaannya berbeda-beda, maka menurut Undang-Undang Uap pasal 9, Ketel Uap dibagi menjadi tiga  yaitu:
1. Ketel Tetap atau Ketel Darat, yaitu ketel-ketel yang dipakai di darat seperti paberik-paberik, PLTU dan lain-lain yang mempunyai pondasi yang tetap.
2. Ketel Kapal, yaitu ketel-ketel yang dipakai di kapal. Di sini perlengkapan alat-alat keselamatan ketel biasanya mempunyai konstruksi yang sedikit berbeda dengan ketel-ketel lainnya, mengingat keadaan kapal-kapal yang selalu oleng selama berlayar.
3.Ketel-Ketel yang dapat bergerak. yaitu ketel-ketel yang tidak termasuk dalam kedua golongan ketel tersebut di atas, seperti ketel kereta api, ketel tiang pancang dan lain-lain.

B.Pembagian Menurut Konstruksinya
Ketel dibuat untuk menghasilkan uap dengan jalan memanasi air yang ada di dalamnya oleh gas panas hasil pembakaran bahan bakar. Ketel harus bekerja seefisien mungkin; artinya harus dapat menghasilkan uap sebanyak-banyaknya dengan pemakaian bahan bakar yang seminimal mungkin.   
    
Oleh karena itu konstruksi ketel harus sedemikian sehingga panas dari bahan bakar harus sebanyak-banyaknya dapat diserap oleh air ketel guna menghasilkan uap. Untuk mencapai hal tersebut maka konstruksi ketel dibuat dari susunan pipa-pipa yang memisahkan antara air dan gas-gas panas yang memanaskan air tersebut. 

Dilihat dari kedudukan pipa ketel dibagi menjadi :
1.Horizontal
contoh :B & W Seksi
2.Vertikal
contoh :Foster Wheeler
3.Miring
contoh :B & W Integral

Dilihat dari zat yang mengalir di dalam pipanya, ketel dibagi menjadi tiga golongan yaitu :
1.Ketel Pipa Api.
Pada ketel ini gas-gas panas mengalir di dalam pipa, sedangkan air yang dipanasi berada di luar pipa.
Contohnya :Ketel Schots, Ketel Cochran

2. Ketel Pipa Air.

Pada ketel ini yang mengalir di dalam pipa adalah air ketel, sedangkan gas-gas pema-nasnya berada di luar pipa. Pada masa kini ketel-ketel pipa air ini lebih pesat perkembangannya.

Contohnya:Ketel Babcock dan Wilcox

✔️Ketel Foster Wheeler
✔️Ketel Yarrow
✔️I S D
✔️E S D ( ESD I, II, III dan IV )

3.Ketel Gabungan Pipa Api dan Pipa Air.
Pada ketel ini terdapat dua macam jenis pipa, yaitu pipa api dan pipa air. Konstruksinya pada umumnya seperti Ketel Schots. Dan nampaknya dibuatnya ketel ini adalah untuk memperbaiki kekurangan yang terdapat pada Ketel Schots, seperti kurang baiknya sirkulasi air di dalam ketel.
Contohnya :Ketel Werkspoor, Ketel  Howden - Johnson                         

C.Pembagian Menurut Fungsinya 
Pada kapal-kapal motor penggunaan uap sudah barang tentu hanya untuk pesawat bantu saja. Sedangkan pada kapal-kapal uap, penggunaan utama dari uap adalah untuk menggerakkan mesin induk, sedangkan penggunaan lain adalah untuk keperiuan pesawat-pesawat bantu. Maka dari itu menurut fungsinya di kapal, ketel dibagi menjadi dua golongan yaitu:

1.Ketel Induk dari jenis water tubes boiler
Yaitu ketel yang menghasilkan uap yang dipergunakan untuk menggerakkan mesin induk. Pada masa kini ketel-ketel yang dipergunakan sebagai ketel induk pada umumnya ketel-ketel pipa air, seperti :
✔️Foster Wheeler
▶️I S D  ( Internal Superheat D – type)
▶️E S D ( External Superheat D – type)
▶️D S D ( Double Superheat D – type )
▶️ESRD(External Superheat Radiant D-type)

✔️Babcock dan Wilcok 
➡️B & W  Seksi
➡️B & W  Integral           
➡️Marine Radiant

✔️Combustion Engineering
CEV(Combustion Engineering V–seri)
CELTG(Combustion Engineering Law Temp Gas)
CELTGR(Comb Eng Law Temp Gas Reheat)
Kawasaki Superheat Content
Kawasaki Full Cooled
Kawasaki Enclosed Membrant.

2.Ketel Bantu.
Yaitu ketel yang menghasilkan uap, yang dipergunakan untuk keperluan pesawat bantu, seperti pompa-pompa, pemanas dan lain-lain. Jenis-jenis ketel yang biasanya dipergunakan sebagai ketel bantu misalnya:

- La Mont Exh Gas Economicer

- Cochran Composite Boiler

- B & W  M – type

- Foster Wheeler D – type.

KETEL - KETEL BANTU :
Pada kapal Motor Besar pada umumnya mempunyai ketel bantu. Manfaat ketel bantu ini adalah untuk pemanasan di kapal, seperti pemanas ruangan, dapur, bahan bakar. serta untuk menggerakkan pesawat-pesawat bantu.
Ketel semacam ini pada umumnya selain diopak dengan bahan bakar minyak. biasanya juga dikombinasi dengan memanfaatkan panas dari gas buang yang keluar dari motor
Susunan atau sistemnya ada beberapa macam, diantaranya adalah :

1.Pada sebuah kapal terdapat sebuah ketel bantu yang diopak dengan bahan minyak. dan sebuah ketel tersendiri yang khusus diopak dengan gas buang motor induk. Dan masing-masing bisa terjadi pembentukan uap sendiri-sendiri.

2.Sistem La Mont.
Ketel La Mont banyak dipakai untuk memanfaatkan sebagian dari panas gas buang dari motor induk guna pembentukan uap. Ketel ini biasanya ditempatkan di jalanan gas buang dari motor induk atau di cerobong, dengan demikian letaknya lebih tinggi dari motor induk (Lihat gambar).

Fungsi dari ketel ini sebenarnya hanya sebagai tempat sirkulasi pengambilan panas, sedangkan tempat pembentukan uapnya berada pada ketel bantu lainnya. Dengan demikian diperlukan pompa sirkulasi untuk rnengalirkan air yang berada di dalam ketel bantu (misalnya Cochran) ke ketel La Mont untuk akhirnya kembali ke ketel bantu lagi setelah mengambil panas. Pembentukan uap yang dihasilkan oleh ketel bantu biasanya dengan tekanan kira-kira 7 ato dan suhu air ketelnya kira-kira 170°C.

Suhu gas buang berkisar 300 - 400°C dan meninggalkan ketel La Mont kira-kira 220°C.
Ketel La Mont yang dipanaskan oleh gas buang ini, hampir semuanya merupakan sejumlah pipa-pipa yang berbentuk spiral. Masing-masing pipa spiral ujung-ujungnya dihubungkan dengan lemari pemasukan dan pembuangan.
A =  Bak air panas
B =   Pompa pengisian air ketel.
C =   Economiser
D =  Pompa sikulasi air ketel (pompa La Mont).
E = Pipa-pipa spiral yang berfungsi sebagai pemanas air ktel
F, G, H = Keran-keran penutup.

Di Pelabuhan :Keran H buka. keran F dan G tutup.
Pompa B jalan. pompa D stop. 

Di Laut :Keran H tutup, keran F dan G buka.
Pompa B dan D keduanya jalan.
Gambar :Ketel Bantu system La Mont.
Ketel Bantu system La Mont
Untuk pengaturan tekanan ketelnya biasanya dilakukan dengan mengatur jumlah aliran air sirkulasinya atau dengan mengatur jumlah aliran gas buang yang melalui ketel La Mont.

3.Pada sebuah ketel terdapat 2 macam cara pengopakan: yaitu mempergunakan pengopakan minyak pada waktu kapal di pelabuhan, dan mempergunakan pengopakan gas buang dan motor induk pada waktu kapal berlayar (Lihat garnbar ).

Ketel - ketel jenis ini yang banyak dipergunakan di kapal diantaranya adalah :

a.Ketel COCHRAN 
b.Ketel CLARKSON
Konstruksi dan cara kerja dari ketel ini secara garis besar akan diuraikan di bawah ini. 

a.Ketel Cochran:

Ketel ini adalah merupakan type vertikal dengan dapur pembakaran berbentuk setengah bulatan, dihubungkan pada sekelilingnya oleh sebuah cincin lengkung ke plat-plat bawahnya. Hasil pembakaran dari ruang pembakaran melalui lobang laluan berbentuk bulatan mengalir ke dalam lemari api dan selanjutnya melalui pipa-pipa api masuk ke lemari asap di bagian depan dari ketel sampai akhirnya ke cerobong (lihat Gambar ). Disekeliling plat dinding di lemari api dilapisi oleh batu-batu tahan api. Hal ini diperlukan agar plat badan ketel tidak mendapat pemanasan yang berlebihan.

Bagian atas ketel seperti halnya dapur apinya juga berbentuk setengah bulatan dan dengan alasan ini lalu tidak lagi diperlukan tumpuan.
Untuk ketel yang diopak dengan minyak yang perlu diperhatikan adalah mengenai pemasangan batu-batu tahan api disekeliling dapur. Hal ini untuk menghindari api langsung mengenai bagian bawah dapur dan cincin lengkungnya. karena bagian ini sebagai ruangan air yang sempit pada bagian ketel yang paling bawah di mana merupakan tempat endapan kotoran, yang dapat menyebabkan kerusakan-kerusakan yang serius sebagai akibat pemanasan yang berlebihan.

b.Ketel Clarkson :

Ketel ini memungkinkan untuk membuat uap yang disebabkan pendidihan secara tiba-tiba di dalam pipa-pipa jari horizontal yang konis dan berjajar ke atas, yang dipanasi di bagian luarnya dan tanpa adanya sirkulasi air di dalam pipa-pipa. 
Perlu diperhatikan bahwa ketel ini terdiri dari plat kulit di bagian luar yang mengurung ruang pembakaran yang berbentuk silinder di dalam mana pipa-pipa jari ditempatkan. Ruang pembakaran dihubungkan ke kulit bawahnya melalui cincin lengkung dan dengan pembuangan di bagian atas melalui cawan berbentuk mahkota.
Plat pemisah yang dapat digerakkan, dihubungkan dengan ruangan pipa-pipa ditempatkan dibagian atas yang dipakai untuk mengontrol jalannya gas di sekeliling pipa.
Merupakan keharusan, bahwa ketel ini akan bekerja untuk waktu yang lama tanpa dibersihkan dibagian dalamnya dan bahwa jenis macam pemasangan pipa ini hanya satu ujungnya saja, sedangkan kotoran-kotoran minyak kalau ada, dapat terbakar di bagian luar jika ketel kering, tanpa akibat-akibat yang merugikan.
Ketel Clarkson
APPENDASI KETEL UAP

A.TINJAUAN UMUM :

Ketel Uap dilengkapi dengan beberapa peralatan antara lain galas penduga, katup pengisian, manometer, keran-keran, katup-katup keamanan, dan sebagainya yang menyebabkan ketel tersebut dapat bekerja. Alat-alat semacam ini disebut appendasi ketel. Suatu definisi dari appendasi ketel sebenarnya sulit untuk dijelaskan. Biasanva dengan appendasi ketel dimaksudkan adalah perlengkapan yang digunakan agar ketel dapat bekerja terus menerus dengan aman. Definisi inipun sebenarnya masih kurang tepat. Karena sebuah ketel misalnya juga harus dilengkapi dengan sebuah pompa air pengisian atau suatu alat pengisian lain, tetapi pompa ini tidak bisa disebut appendasi, demikian juga lobang lalu orang.

Undang-undang Uap menjelaskan mengenai alat-alat bantu dari sebuah ketel uap yaitu semua alat untuk menjamin penggunaan ketel uap dengan aman, termasuk pompa air pengisian, instalasi pengopakan dan lobang lalu orang. Akan tetapi menurut Undang-Undang Uap, alat-alat bantu yang tidak melekat pada badan ketel tidak termasuk sebagai appendasi ketel. 

Sirkulator air (hidrokineter), pemanas lanjut, katup reduksi tidak termasuk sebagai alat-alat bantu, tetapi merupakan bagian dari ketel.

Appendasi ketel dapat dibedakan dalam dua kelompok yaitu : 

☸️Appendasi yang berhubungan dengan ruangan uap, ialah :
1. Katup-katup keamanan
2. Katup uap utama dan bantu
3. Manometer

☸️Appendasi yang berhubungan dengan ruangan air, ialah
1.Gelas penduga
2.Katup pengisian atau lemari katup penutup pengisian
3.Keran-keran spui dan keran brein.  


Menurut Undang-Undang Uap, sebuah ketel harus dilengkapi dengan sejumlah alat-alat appendasi sebagai berikut :

✔️1 buah katup uap utama dan beberapa katup uap bantu.
✔️2 buah katup keamanan
✔️1 buah manometer
Jika ketel dapat diopak dari depan dan beiakang, maka pada setiap tempat pengopakan masing-rnasing dilengkapi dengan 1 buah manometer
✔️2 buah gelas penduga
Jika ketel dapat diopak dari depan dan belakang, maka pada setiap tempat pengopakan masing-masing harus dipasang 2 buah gelas penduga atau pada salah satu tempat pengopakan dapat ditempatkan 1 buah gelas penduga yang dipasang di tengah.
✔️2 buah katup pengisian atau lemari katup pengisian.
✔️1 buah keran spui atau menurut kebutuhannya.

Di samping itu pada setiap ketel dengan isi lebih besar dari 6 liter menurut ketentuan harus dipasang sebuah pelat stempel yang terbuat dari kuningan atau brors dengan ukuran 80 x 140 mm.
Pelat stempel ini dipasangkan pada pelat ketel dengan paku Reeling tembaga, lalu pada paku tadi dicap oleh Dinas Pengawasan Keselamatan Kerja sedemikian rupa sehingga cap tadi separuh kena pada paku dan separuh kena pelat ketel.
Menurut ketentuan pada pelat stempel harus dicantumkan data dari ketel yang bersangkutan (lihat gambar ) yaitu :
1.Nama dan pabrik pembuat ketel 
2.Tahun pembuatan
3.Tekanan kerja
4.Nomor paberik
5.Nomor register
Dengan melihat adanya pelat stempel tersebut maka berarti bahwa ketel tersebut sudah mendapat ijin untuk pemakaiannya.
Pelat stempel
B.KONSTRUKSI DAN KETENTUAN-KETENTUAN MASING-MASING APPENDASI KETEL

Di bawah ini akan diuraikan konstruksi dan cara keija masing-masing appendasi ketel uap.

1.Katup Keamanan :

Gunanya                                                                                                                 
➡️Untuk mencegah agar tekanan di dalam ketel tidak melebihi dari tekanan kerja yang telah ditentukan menurut peraturan.
✔️Untuk segera menghentikan kerjanya ketel dengan mengeluarkan uap atau air sewaktu terjadi kerusakan pada ketel.
✔️Untuk segera bisa mengosongkan ketel jika oleh petugas dikehendaki pemeriksaan dengan segera.

2.KATUP UAP UTAMA DAN BANTU:
Gunanya :
Katup uap utama dipergunakan untuk mengatur pemberian uap pada mesin induk. Katup Uap Bantu dipergunakan untuk mengatur aliran uap  ke pesawat -pesawat bantu. Harus dipasang sedekat mungkin dengan ketel dan katup harus dapat dibuka dan ditutup dari atas dek.

1.MANOMETER. 
Gunanya :
Alat ini digunakan untuk menunjukkan tekanan lebih yang ada di dalam ketel dengan jelas dan tepat.

4.GELAS PENDUGA.
Gunanya :
Untuk mengetahui sampai di mana tiggi permukaan air yang berada didalam ketel.

5. KATUP PENGISIAN AIR KETEL

Gunanya :
a.Untuk mengatur jumlah air pengisian yang masuk ke dalam ketel.
b.Untuk mencegah agar air ketel tidak kembali keluar saluran pengisian pada saat ada gangguan pada pompa pengisian; misalnya pompa pengisian mati.

6.KERAN SPUI DAN KERAN BREIN

Gunanya :
Keran Spui digunakan untuk mengeluarkan sebagian atau seluruhnya dari air kete.
Mengeluarkan sebagian dimaksudkan untuk membuang kotoran-kotoran yang mengendap di bagian bawah ketel dan mengeluarkan seluruhnya ialah untuk mengo-songkan ketel jika dianggap perlu.
Maksud sebenarnya dari SPUI ialah mengeluarkan air dan kotoran-kotoran dari ketel dengan menggunakan tekanan uap dalam ketel. 

Sumber :Materi Diklat pelaut 

Bagikan di Facebook

Bagikan di Twitter

Bagikan di Google+

Bagikan di LinkedIn