Pengertian Boiler: Fungsi, Jenis dan Prinsip Cara Kerjanya

Boiler hampir sama dengan pemanas air (kettle) dimana keduanya dapat menghasilkan panas. Electric kettle umumnya menggunakan listrik untuk menghasilkan panas, sedangkan boiler lebih luas; bisa menggunakan listrik, batu bara, kayu, atau bahan bakar lainnya untuk menghasilkan panas. Tidak heran jika pemakaian boiler biasanya dijumpai di pabrik industri skala besar. Artikel ini akan menjelaskan tentang apa itu boiler, komponen dan fungsi, cara kerja, hingga aplikasi pemakaiannya di dunia industri.

Konsep Panas Pada Boiler

Boiler secara bahasa berasal dari kata “boil” yang artinya mendidih, mendidihkan, merebus. Secara istilah, boiler adalah sebuah alat pemanas air yang memerlukan bahan bakar dalam operasinya. Air yang dipanaskan secara terus menerus akan menghasilkan uap. Uap ini nantinya digunakan untuk banyak hal, seperti menggerakkan turbin pembangkit listrik tenaga uap (PLTU).

Air dan uap adalah pembawa panas yang baik. Lebih bagusnya lagi, keduanya ramah lingkungan. Titik didih air pada tekanan atmosfer adalah sekitar 100°C, artinya air akan mulai berubah menjadi uap ketika suhunya mencapai titik tersebut. Nah, kalau tekanan air berubah, maka titik didih nya juga akan ikut berubah. Konsep inilah yang diterapkan boiler ketika memanaskan air yang bertekanan tinggi.

Sebelum masuk ke boiler, air harus terlebih dahulu dipompa. Tujuannya agar tekanan air naik dan bisa mengalir ke semua komponen dengan adanya dorongan dari pompa. Saat di boiler, titik didih air menjadi naik sehingga membutuhkan panas yang lebih untuk membuatnya menguap. Boiler umumnya terbuat dari besi tebal agar mampu mengatasi tekanan fluida yang tinggi. Kalau tidak, boiler bisa rusak parah dan meledak.

Apa Fungsi Boiler?

Seperti yang telah disebutkan, fungsi boiler adalah untuk menghasilkan air panas maupun uap panas dengan memanfaatkan hasil pembakaran bahan bakar. Pada dasarnya, ada dua tipe boiler berdasarkan fungsinya; boiler air panas dan boiler uap panas. Boiler air panas digunakan untuk tujuan domestik dan komersial, seperti menyuplai air panas. Sementara itu, boiler uap panas menghasilkan uap untuk menggerakkan bilah turbin dan menghasilkan energi listrik.

Komponen Bagian Boiler

Komponen boiler
Komponen boiler

Supaya bisa beroperasi dengan baik, boiler membutuhkan beberapa komponen penting. Berikut komponen boiler beserta fungsinya:

1. Tungku pembakaran (furnace)

Tungku pembakaran atau perapian merupakan komponen utama dalam sistem pemanas boiler. Di sinilah proses pembakaran terjadi yang nantinya menjadi sumber panas. Panas yang dihasilkan akan dipindahkan ke air yang mengalir di dalam pipa. Perpindahan panas terjadi berdasarkan tiga mekanisme:

  • radiasi. Sama seperti matahari yang memancarkan panas, sumber panas pada tungku pembakaran juga memancarkan panas. Pancaran ini membuat dinding pipa yang berada di dalam tungku ikut panas.
  • konduksi. Panas pada dinding pipa merambat ke bagian lainnya. Perpindahan panas dipengaruhi oleh jenis bahan pipa itu sendiri. Semakin tinggi nilai koefisien K nya, semakin cepat bahan tersebut memindahkan panas.
  • konveksi. Terakhir, panas akan berpindah ke air via konveksi. Dengan panas ini, air akan mengalami kenaikan suhu dan menguap. Inilah tujuan dari boiler, untuk memanaskan air yang mengalir dalam atau di luar pipa.

2. Drum uap

Sesuai namanya, drum uaap berfungsi sebagai wadah menyimpan air panas dan uap, atau campuran keduanya.

3. Pemanas super

Alat ini berfungsi sebagai pengering uap. Hal ini dikarenakan uap yang berasal dari drum bersifat basah sehingga perlu dikeringkan sebelum digunakan.

4. Pemanas udara

Seperti namanya, bagian ini berfungsi untuk memanaskan udara yang dipakai meniup bahan bakar agar terbakar dengan sempurna.

5. Pengumpul abu

Komponen ini berfunsgi untuk mengumpulkan abu hasil pembakaran sehingga mengurangi pencemaran udara. Komponen ini juga membantu dalam mencegah kerusakan yang dapat timbul akibat karena adanya abu.

6. Katup pengaman

Katup ini berfungsi untuk membuang uap apabila tekanan uap melebihi batasnya. Katup ini akan otomatis terbuka saat pendeteksi tekanan mendeteksi adanya kelebihan.

7. Gas penduga

Berfungsi untuk mengetahui ketinggian air dalam drum. Dengan adanya bagian ini, ketinggian air dapat lebih mudah dikontrol saat boiler sedang beroperasi.

Baca juga: Pengertian Separator, Cara Kerja, Jenis Serta Penerapannya

Jenis Jenis Boiler & Prinsip Kerjanya

Ada beberapa jenis boiler tergantung aplikasi penggunaannya. Artikel ini akan membahas beberapa tipe boiler disertai dengan prinsip cara kerjanya, sehingga kalian bisa lebih faham membedakan tiap jenis boiler.

1. Boiler Fire-Tube (Pipa Api)

boiler pipa api
Boiler pipa api

Pada boiler ini, terdapat pipa yang membawa panas dari tungku pembakaran sampai ke corong untuk mengeluarkan sisa panas dan gas, sehingga tekanan tidak menjadi lebih besar. Itulah kenapa namanya boiler “pipa-api”. Sekiranya tidak ada corong keluar, panas di dalam pipa akan menyebabkan tekanan naik secara terus menerus.

Bahan bakar diproses di dalam perapian untuk menghasilkan panas. Pipa yang membawa panas tersebut menjadi medium perantara dengan air yang berada di dalam tanki. Air ini akan dipanaskan oleh pipa dan menguap.

Boiler pipa-api cenderung lebih ekonomis dalam menghasilkan panas karena konstruksinya yang sederhana. Namun, tipe boiler ini hanya untuk fluida bertekanan rendah-medium saja karena alasan ketebalan pipa.

2. Boiler Water-Tube (Pipa Air)

boiler pipa air
Boiler pipa api

Desain boiler ini hampir sama dengan boiler pipa-api. Perbedaannya, air mengalir di dalam pipa pada boiler jenis ini dan tungku pembakaran memanaskan pipa yang berisi air tersebut. Nah, pipa ini terletak di dalam tungku pembakaran itu sendiri.  Kalian bisa membayangkan sendiri pipa berisi air di panaskan dari luar, kurang lebih seperti itu prinsip kerja boiler water-tube ini.

Dengan proses sama, bahan bakar yang diproses di dalam perapian membuat air di pipa memanas dan menguap. Tipe boiler ini lebih efisien dibandingkan dengan boiler pipa-api, namun mempunyai konstruksi yang lebih kompleks.

Bahan Bakar Boiler

bahan bakar boiler
Bahan bakar boiler

Pembakaran adalah proses membakar bahan bakar. Untuk menghasilkan pembakaran, tiga elemen harus ada; bahan bakar, panas dan oksigen.  Uap mengandung energi dalam jumlah besar. Energi ini tergantung dari bahan bakar yang dipakai untuk mengoperasikan boiler. Untuk lebih detailnya, berikut beberapa jenis bahan bakar yang digunakan boiler untuk menghasilkan panas:

1. Bahan bakar padat

Bahan bakar padat yang paing umum digunakan adalah batu bara. Selain itu, kayu juga biasa dipakai sebagai bahan bakar. Proses pembakaran dilakukan dengan membakar bahan bakar pada tersebut, baik tunggal mapupun campuran.

2. Bahan bakar minyak

Kalau yang satu ini, bentuk bahan bakar nya adalah cairan. Contoh bahan bakar minyak adalah minyak bumi. Meski harganya mahal, tapi minyak bumi punya efisiensi yang lebih baik.

3. Bahan bakar gas

Tahu gas LPG kan? Nah itu termasuk salah satu contoh bahan bakar gas. Bisa dibilang efisiensi dan harganya lumayan terjangkau jika dibandingkan dengan tipe bahan bakar lainnya.

4. Listrik

Energi listrik juga dapat diubah menjadi energi panas melalui beberapa proses. Aplikasi paling umum dapat dilihat dari pemanas air. Bedanya dengan boiler hanya dalam hal ukuran dan tujuan penggunaan.

Penggunaan bahan bakar bisa disesuaikan dengan skala penggunaannya. Contohnya batu bara yang biasa dipakai pada industri besar. Listrik juga dapat dijadikan sebagai sumber panas, baik melalui kumparan pemanas maupun unit elektroda. Listrik biasanya dipakai untuk tujuan komersil sekala yang lebih kecil (domestik).

Kesimpulan

Sejauh ini, kita telah membahas beberapa poin, seperti pengertian boiler, fungsi, jenis jenis dan prinsip kerjanya. Sebagai informasi, ada banyak contoh aplikasi boiler khususnya di dunia industri. Mulai dari sektor pembangkit listrik, industri tekstil, Industri makanan, pabrik gula, hingga pembangkit tenaga. Boiler bisa menjadi sangat berguna untuk keperluan domestik dan industri. Tentunya, boiler memerlukan bahan bakar dalam operasinya menghasilkan panas.

Tinggalkan komentar