Komponen Utama Boiler (Pipa Air)

Untuk dapat menunjang operasional kelancaran kapal pada umumnya, boiler tersusun dari beberapa komponen penting. Berikut ini adalah contoh penataan dan komponen utama boiler pipa air yang umumnya digunakan diatas kapal.

Berdasarkan gambar diatas, berikut adalah uraian komponen utama operasional boiler pipa air,

1. Main steam valve. Merupakan valve utama yang terpasang pada sisi atas boiler. Umumnya berjenis globe/angle  non return valve. Apabila valve ini dibuka, steam akan dialirkan menuju peralatan (steam equipment).
2. Burner device. Sebagai peralatan yang menghasilkan energi panas. Burner device bekerja mengkabutkan bahan bakar yang kemudian dipantik menggunakan energi listrik dari ignition transformer.
3. Water gauge glass. Gelas duga yang digunakan untuk memantau water level.
4.  Blower duct. Udara yang dihasilkan oleh blower kemudian dialirkan kedalam ruang bakar (boiler furnace) melalui blower duct.
5. Manhole. Lubang lalu orang (sisi atas) dimaksudkan sebagai akses untuk memasuki boiler dalam proses perawatan dan/atau perbaikan.
6. Surface blow valve. Valve yang digunakan untuk proses scumming blow water boiler.
7. Funnel flange. Flange yang akan disambungkan dengan saluran cerobong asap. Cerobong yang dimaksud akan mengalirkan asap sisa gas buang pembakaran BBM dari burner device.
8. Blower. Force draft fan fungsinya untuk menghasilkan udara segar dalam ruang bakar (boiler furnace) dengan tekanan tertentu. Dengan airan udara segar pada tekanan tertentu ini memungkinkan BBM dapat terbakar dengan sempurna dan stabil.
9. Control panel. Merupakan panel kelistrikan sebagai kendali peralatan agar operasional boiler dapat dilakukan dengan normal dan safety.
10. Fuel pump unit. Sistem pompa bahan bakar yang akan mengalirkan bahan bakar dari tangki menuju burner device. Umumnya akan terdapat pilot FO pump dan FO pump unit.
11. Manhole. Fungsinya sama dengan poin nomor. 5 diatas. Letak dan jumlahnya kondisional menyesuaikan desain product maker.
12. Bottom outlet valve. Merupakan valve yang digunakan untuk melakukan drain water dalam proses blow down water dan/atau cerat keseluruhan air yang ada dalam boiler.
13. Steam pressure gauge. Alat ukur tekanan yang digunakan untuk memantau tekanan kerja boiler. Fungsi alat ukur ini menjadi sangat penting dimaksudkan untuk memastikan operasional boiler dalam kondisi safety.

Selain beberapa jenis komponen tersebut diatas, terdapat beberapa jenis apendansi yang menunjang operasional boiler. Apendasi boiler adalah peralatan yang dipasang pada boiler untuk memastikan keamanan, efisiensi, dan kontrol operasionalnya. Jenis apendansi dikelompokkan sesuai dengan fungsinya untuk pengaman, kontrol operasi dan peralatan penunjang.

Fungsi dan tujuan pemasangan apendansi:

·  Menjamin keselamatan. Melindungi boiler, operator, dan sekitar dari bahaya seperti ledakan akibat tekanan atau level air yang tidak terkontrol. 

·  Mengontrol operasi. Memungkinkan operator untuk memantau dan mengendalikan parameter kritis seperti tekanan dan level air. 

·  Menjaga efisiensi. Dengan pemantauan dan kontrol yang tepat, efisiensi pengolahan uap dan kinerja boiler dapat meningkat. 

·  Mematuhi regulasi. Pemasangan apendansi adalah persyaratan hukum berdasarkan peraturan uap yang berlaku, sehingga boiler dapat dioperasikan dengan legal. 

Jenis apedansi peralatan pengaman:

·  Katup pengaman (safety valve) berfungsi melepaskan tekanan berlebih untuk mencegah terjadinya ledakan. 

·  Gelas duga (water gauge glass) berfungsi menunjukkan ketinggian air dalam boiler secara visual. 

·  Manometer (pressure gauge) berfungsi untuk mengukur dan menampilkan tekanan uap di dalam boiler. 

·  Sumbat timah (fusible plug). Bekerja dengan melelehkan material timah jika air dalam boiler mencapai level sangat rendah, menandakan bahaya. 

·  Peluit bahaya (alarm whistle). Memberikan peringatan suara saat terjadi ketidaknormalan kondisi. 

Jenis apendansi peralatan kontrol dan operasi:

·  Katup induk (main steam valve) berfungsi untuk mengatur aliran uap dari boiler ke sistem pengguna. 

·  Katup pengisi (feed water valve) berfungsi untuk mengatur masuknya air umpan ke dalam boiler. 

·  Pompa umpan (feed water pump) digunakan untuk memompa air dari cascade tank ke dalam boiler untuk menjaga level air. 

·  Katup cerat/penguras (blow-down valve). Digunakan untuk menguras air dari boiler guna menghilangkan endapan dan kotoran. 

Jenis peralatan penunjang lainnya:

·    Pelat nama (name plate). Berisi informasi penting tentang boiler, seperti kapasitas dan tekanan kerja. 

·    Lubang lalu orang (manhole). Memungkinkan akses untuk pemeriksaan dan pembersihan bagian dalam boiler. 

·    Sistem kontrol (boiler control system). Mengatur berbagai parameter boiler untuk menjaga operasi yang stabil dan efisien. 

Continue

Blow-Down Pada Boiler

Boiler merupakan salah satu jenis permesinan yang ada diatas kapal. Fungsinya diatas kapal dapat digolongkan sebagai main maupun auxiliary boiler, sesuai dengan peruntukannya. Jenis - jenis boiler yang umumnya digunakan diatas kapal adalah menyesuaikan dengan karakteristik dan peruntukannya. Terkait dengan kehandalan atau boiler efficiency, adalah meneyesuaikan dengan perawatan selama operasional boiler tersebut. 

Permukaan boiler dengan tampak burner. (Foto by: Dokumentasi pribadi penulis).

Salah satu jenis perawatan terhadap water boiler (steam & hot water boiler) adalah "blow-down boiler water". Sederhananya, istilah blow-down adalah membuang sebagian atau seluruh air yang ada pada boiler untuk menjamin optimalisasi capaian boiler efficiency.

Dalam membuang / mengurangi air boiler dikenal dengan dua istilah. Yaitu,

1. Blow-down boiler yaitu proses membuang air boiler ke over-board dengan menggunakan blow-down valve yang terpasang pada sisi bawah boiler. Dalam proses ini, membuang air dilakukan dari sisi bawah untuk memprioritaskan endapan yang terbentuk di sisi dasar boiler.
2. Scumming blow-down yaitu proses mengurangi air boiler dengan menggunakan scumming valve yang terpasang pada sisi tengah boiler. Dalam proses ini, membuang air dilakukan pada sisi atas permukaan air dimaksudkan untuk menghilangkan partikel yang mengapung pada sisi atas air dengan tidak membuang air terlalu banyak dari permukaan dasar boiler.

Ilustrasi penataan blow-down & scum valve pada boiler. (Foto by: marineengineeringonline.com)

Alasan perlunya dilakukan Blow-down pada boiler.

Secara kimiawi, air yang digunakan untuk operasional boiler dimungkinkan mengandung bahan-bahan yang mengandung berbagai mineral. Pada dasarnya, proses peng-uap-an dalam boiler haanya akan menguubah wujud air dari zat cair menjadi uap. Mineral yang terkandung dalam air tetap akan tertinggal dalam boiler pada waktu uap air terbentuk. 

Pada awalnya, dimungkinkan secara kimiawi air boiler terkontaminasi dengan material dengan konsentrasi total dissolved solid (TDS) yang relatif tinggi. Material dengan TSD tinggi yang tidak menguap tersebut semakin lama akan membentuk endapan yang akan semakin lama berpengaruh buruk terhadap pipa boiler karena dapat memicu korosi, erosi dan/atau scallinng.

Pada dasarnya blow-down boiler diperlukan untuk membuang sisa endapan karbon dan sisa mineral air yang lain dari boiler. Secara detail dapat diuraikan alasan dilakukan blow down diantaranya,

1. Membuang sisa-sisa hasil endapan dari mineral air dan sisa bahan kimia yang ditambahkan dalam pekerjaan boiler water treatment.
2. Membuang partikel - partikel padat, kotoran, busa, kontaminasi minyak yang terkandung dalam boiler. (Untuk membuang partikel yang ada diatas permukaan air dilakukan proses scumming.
3. Mengurangi volume air boiler dengan cepat dalam kondisi emergency.
4. Melakukan kontrol (mengurangi) berat jenis air boiler dengan mengurangi volume air yang ada dalam boiler tersebut.

Pelaksanaan blow-down & scummning 

1. Buka over-board valve (no. 1)
2. Buka blow-down valve (no. 2)
3. Untuk melakukan kontrol debit dan volume gunakan blow-down valve (no.3)
4. Setelah selesai, kembali tutup valve dengan urutan sebaliknya.
5. Untuk melakukan scumming blow-down pada dasarnya adalah sama seperti proses blow-down namun dengan menggunakan valve sisi atas yang terhubung dengan sisi atas permukaan air.

Terkait dengan pelaksanaan blow-down & scumming, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan. Yaitu,

1. Proses blow-down adalah membuang residu mineral air. Pada beberapa negara, proses ini diatur dan tidak dapat dilakukan di area pelabuhan, seperti halnya penanganan air ballast. Jarak terdekat dari daratan diatur supaya tidak menimbulkan polusi dan/atau kerusakan lingkungan.
2. Proses blow-down maupun scumming dicatat dalam engine log book terkait dengan pelaksanaan dan waktu start-stop.
3. Apabila air dari boiler dimasukkan dalam bilge-tank, maka harus dicatat dalam buku catatan minyak.
4. Dalam proses scumming, yang terindikasi ada kontaminasi minyak, hal yang diperlukan adalah mempertimbangkan adanya resiko pencemaran pada saat air langsung dibuang ke laut.

Dalam kondisi tertentu, pelaksanaan blow-down dapat dilakukan di area pelabuhan apabila kapal akan melakukan perawatan di dry-dock dan/atau alasan lain untuk kepentingan keamanan (safety). Walaupun demikian, namun harus mendapat persetujuan dan pemeriksaan dari beberapa pihak yang terkait.

Continue

Identifikasi Warna Gas Buang Boiler (Hitam - Putih)

Operasional boiler memanfaatkan energi panas dari pembakaran dalam furnace. Pembakaran yang terjadi dalam boiler harus memenuhi komposisi segitiga api yang tepat sebagai syarat terpenuhinya energi panas yang maksimal. Seperti halnya pemantauan  performance motor bakar, performance boiler (juga) dapat diidentifikasi dari warna gas buang yang keluar dari cerobong.

Dengan memperhatikan temperatur pembakaran dan warna gas buang yang keluar dari cerobong boiler, maka kita dapat dengan cepat mengidentifikasi apa yang terjadi dalam ruaang bakar boiler. Dalam operasional normal, cerobong boiler akan mengeluarkan gas sisa pembakaran yang tipis (cenderung transparan tidak berwarna dominan). Namun dalam prakteknya dilapangan, tidak jarang ditemukan cerobong boiler yang mengeluarkan asap pekat berwarna hitam maupun berwarna putih.

Cerobong tempat memantau kinerja permesinan. (Foto by: Dokumentasi pribadi penulis)

Sebagai analisa atas yang terjadi dilapangan, berikut ini adalah beberapa indikasi atas ketidaknormalan warna gas buang.

Gas buang berwarna hitam diantaranaya disebabkan oleh,

• Pengaturan damper kurang sesuai yang memungkinkan aliran udara terlalu sedikit.
• Pemilihan nozzle tip dengan spray angle dan flow rate kurang sesuai. Dalam kondisi ini dimungkinkan nozzle tip yang dipakai memiliki "nilai" lebih tinggi dari kondisi standartnya, sehingga jumlah bahan bakar yang di atomisasi menjadi berlebih.
• Temperatur bahan bakar terlalu rendah. Kemungkinan kerusakan FO heater dan (atau) pengaturan thermostat FO heater yang kurang tepat dapat menjadi indikasi temperatur bahan bakar yang terlalu rendah.
• Pengaturan komponen burner tidak sesuai sehingga mengakibatkan pembakaran tidak sempurna. Yang dimaksudkan pengaturan komponen dalam burner meliputi jarak antara kedua ujung elektroda, jarak antara ujung elektroda dengan ujung nozle tip atau jarak antara nozzle tip dengan baffle plate.

Gas buang berwarna putih diantaranya disebabkan oleh,

• Pasokan udara berlebih, dimungkinkan dari pengaturan damper yang terlalu besar.
• Damper timming switch tidak bekerja.
• Nozzlee tip terlalu kecil atau mengalami kebuntuan sehingga jumlah bahan bakar yang dikabutkan terlalau sedikit.
• Tekanan bahan bakar terlalu tinggi (tidak sesuai dengan standart yangvtrlah ditentukan oleh maker dalam manual book.
• Terjadi kebocoran thermal oil (pada boiler jenis thermal oil) pada ruang bakar atau ekonomizer.

Continue

Operasional Boiler (Manual Mode)

Operasional boiler pada umumnya dapat difungsikan dengan dua cara yaitu auto mode dan manual mode. Operasional dengan auto mode telah terkontrol oleh sistem yang akan bekerja berdasarkan urutan dan setting timer sesuai waktu yang dibutuhkan dalam proses pembakaran dalam furnace boiler.

Hal yang "sedikit" memerlukan perhatian dan pemahaman yang lebih adalah kaitannya dengan operasional boiler secara manual (manual mode). Ada beberapa urutan dan jeda waktu yang harus diperhatikan selama operasional untuk menjamin kondisi yang safety dan boiler dapat running normal.

Sebagai salah satu contoh, berikut penulis sampaikan prosedur (meliputi persiapan, pelaksanaan dan mengakhiri) operasional boiler dengan manual mode.

Selector switch manual mode boiler. (Foto by: Dokumentasi pribadi penulis)

Sebelum memfungsikan boiler, operator diwajibkan mengerti dan memahami setiap instrumen yang ada pada panel boiler. Hal ini menjadi wajib karena sangat berpengaruh terhadap safety peralatan, lingkungan dan operator itu sendiri. Sebagai contoh, salah satu instrumen boiler (type CAM switch) adalah sebagai berikut,

1. Auto (Auto Combustion) merupakan selector switch yang memungkinkan boiler dioperasikan dengan auto mode.
2. Off (Stop Combustiom) adalah selector switch untuk me-nonaktif-kan boiler. Artinya dalam kondisi ini boiler tidak difungsikan dan seluruh sistem kontrol akan berhenti.
3. FO Pump / Heater merupakan selector switch yang akan mengaktifkan pompa bahan bakar dan heater secara bersamaan (saat bahan bakar menggunakan jenis MFO / C. Oil). FO heater akan berhenti bekerja untuk memanaskan bahan bakar MFO apabila temperatur maksimal telah mencapai sesuai setting temperature yang dikehendaki atau FO heater akan berhenti memanaskan bahan bakar apabila selector switch bahan bakar diganti menjadi MDO / A. Oil. (Operasional menggunakan bahan bakar jenis MDO / A. Oil).
4. Fan Running akan memfungsikan draft fan untuk melakukan pre-purging (pada saat awal operasional), running operation dan post-purging (pada saat akhir operasional).
5. Ignition. Setelah selector switch dipindah pada posisi ini, maka ignition transformator akan diaktifkan untuk menaikkan tegangan dari 110 Volt menjadi 10 - 14 KV. Dalam kondisi ini akan tercipta percikan bunga api pada kedua ujung elektroda yang akan menjadi unsur panas (segitiga api) pemicu terjadinya pembakaran. Selain mengaktifkan ignition transformator, solenoid valve bahan bakar untuk pilot burner akan terbuka memungkinkan bahan bakar (pada umumnya jenis MDO / A. Oil untuk pilot burner) akan dikabutkan oleh burner sehingga akan terjadi pembakaran awal dalam furnace.
6. Pre-Combustion masih akan mengaktifkan ignition transformator dan solenoid valve pilot burner. Pre-combustion akan mengaktifkan low combustion.
7. Combustion akan me-nonaktif-kan ignition transformator serta solenoid pilot burner. Dalam kondisi ini pembakaran akan berlangsung normal dengan high fire (apabila selector switch combustion diubah dalam posisi high)

Sebelum memfungsikan boiler dengan CAM Switch (manual mode), pindah selector combustion switch pada posisi "LOW". Posisi "HIGH" memungkinkan terjadi miss-fire atau back-fire.

Fuel heater change-over switch. (Foto by: Dokumentasi pribadi penulis).

START BOILER "MANUAL MODE".

1. Untuk memulai dari auto mode menuju manual mode, ubah selector CAM switch posisi OFF.
2. Pindah pilihan bahan bakar yang digunakan menjadi MDO / A. Oil dan combustion changeover pada posisi LOW.
3. Pindahkan CAM switch pada FO Pump / Heater dan perhatikan peningkatan tekanan bahan bakar (melalui pressure gauge yang terpasang).
4. Pindahkan selector switch bahan bakar pada posisi MFO / C. Oil. Dalam komdisi ini, hal yang perlu diperhatikan adalah peningkatan temperatur bahan bakar. Apabila temperatur bahan bakar dapat meningkat secara normal dengan nilai yang signifikan, dipastikan heater telah bekerja dengan baik.
5. Pindahkan selector pada posisi Fan Running dan pastikan fan dapat beroperasi dengan normal. Berikan jeda waktu kuranag lebih 60 - 90 detik untuk melakukan proses pre-purging dalam furnace.
6. Pindahkan selector pada posisi Ignition untuk memulai pembakaran. Tunggu beberapa saat hingga indikator lampu "combustion" menyala. Selain itu, pembakaran juga dapat dipantau melalui sight glass yang terpasang pada sisi atas boiler (menjadi satu dengan burner plate).
7. Setelah lampu indikator pembakaran menyala, pindah selector posisi pre-combustion. Dalam proses ke-6 dan ke-7 apabila gagal terjadi pembakaran, maka kembalikan selector pada posisi Fan Running (langkah ke-5).
8. Apabila pembakaran dapat berjalan dengan baik dan normal (pada pre-combustion), selanjutnya ubah selector pada posisi combustion dengan pilihan pembakaran pada posisi HIGH.

STOP BOILER "MANUAL MODE"

1. Ubah selector combustion pada posisi LOW.
2. Lakukan operasional STOP boiler dengan langkah berkebalikan dengan proses START.
3. Biarkan fan running selama 60-90 detik untuk melakukan proses post-purging dalam furnace.
4. Selanjutnya ubah selector bahan bakar pada MDO / A. Oil. Biarkan pompa bekerja 10-15 menit untuk "membilas" bahan bakar MFO / C. Oil yang ada dalam siatem.
5. Kemudian pindahkan selector hingga pada posisi OFF.

Continue

Miss-fire Alarm

Dalam operasional boiler, tidak jarang ditemukan beberapa kendala yang terdeteksi oleh safety devices yang terpasang pada sistem boiler. Perangkat keamanan tersebut memberi informasi berupa alarm peringatan sebagai perhatian kepada operator. Salah satu jenis alarm yang sering terjadi dalam operasional boiler adalah miss-fire alarm. Miss-fire alarm pada dasarnya dapat terjadi karena kesalahan pengoperasian dan/atau gangguan atau kerusakan (trouble) yang terjadi pada sistem.

Panel thermal oil boiler dan kelengkapan instrumen alarmnya. (Foto by: Dokumentasi pribadi penulis)

Beberapa penyebab terjadinya miss-fire alarm diantaranya adalah,

1. Alarm terjadi karena gagal pembakaran 2-3 detik dan/atau 10 detik setelah proses combustion.

• Kerusakan flame eye yang mengakibatkan input cahaya tidak terbaca oleh sensor yang kemudian sistem kontrol mematikan sistem bahan bakar boiler.
• Pengaturan damper pada sisi keluar fan yang tidak sesuai sehingga memungkinkan jumlah udara terlalu sedikit atau terlalu banyak dan tidak memungkinkan terjadi pembakaran karena komposisi segitiga api tidak setimbaang.
• Kerusakan pada fuel oil pump yang memungkinkan turunnya tekanan bahan bakar setelah 2-3 detik operasional. Lakukan pemantauan terhadap pressure gauge untuk mengidentifikasi kinerja pompa bahan bakar.
• Kerusakan solenoid valve yang berfungsi membuka-menutup saluran bahan bakar menuju burner. Kerusakan ini memungkinkan bahan bakar tidak dapat di-atomisasi sehingga tidak terjadi pembakaran dalam furnace.
• Ketidaksesuaian pengaturan jarak antara nozzle tip dengan buffle plate.

2. Tekanan bahan bakar turun (dibawah tekanan kerja) dan pembakaran berhenti.

• Terjadi kebocoran pada sistem pipa atau strainer bahan bakar sehingga jumlah bahan bakar menjadi berkurang.
• Filter bahan bakar yang kotor. Pada umumnya filter terpasang pada booster pump, inlet flowmeter dan dalam body fuel oil pump.
• Terjadi vapour locking yaitu sumbatan uap pada sistem pipa bahan bakar karena bahan bakar mengandung air yang relatif tinggi.
• Kekentalan atau viskositas bahan bakar yang terlalu tinggi karena fuel oil heater tidak bekerja dengan baik.

3. Alarm karena sama sekali tidak terjadi pembakaran dalam furnace.

• Ketidaksesuaian pengaturan jumlah udara yang dihasilkan oleh fan melalui damper.
• Ketidaksesuaian pengaturan jarak antara ujung elektroda, ujung nozzle dan baffle plate.
• Kerusakan pompa bahan bakar yang memungkinkan tekanan bahan bakar tidak dapat meningkat sesuai tekanan kerja yang diharapkan.
• Terjadi kebuntuaan pada ujung nozzle tip sehingga proses atomisasi bahan bakar tidak dapat berlangsung dengan sempurna. Kebuntuan disebabkan oleh sumbatan kotoran pada celah ujung cut-off valve dan screw pin.
• Tidak terjadi percikan bunga api karena kerusakan yang terjadi pada ignition transformator.

4. Alarm miss-fire pada saat proses combustion.

• Temperatur bahan bakar yang terlalu rendah karena sistem pemanasan (heating) bahan bakar tidak berjalan dengan baik. Dimungkinkan karena kerusakan oil heater.
• Kerusakan pada flame eye.
• Supply bahan bakar yang tidak normal daan tidak stabil karena kerusakan pompa dan/atau sumbatan kotoran pada filter.
• Sumbatan terjadi pada cut-off valve dan screw pin burner

Continue

Flame Eye (Boiler & Incinerator)

Flame eye merupakan salah satu kelengkapan terpenting dalam operasional boiler maupun incinerator. Flame eye, terpasang pada upper plat burner boiler. Secara sederhana, flame eye diidentifikasi sebagai sensor cahaya yang terpasang pada boiler. Flame eye berfungsi untuk mendeteksi adanya "cahaya" pembakaran selama proses ignition dan combustion dalam furnace boiler.

Flame eye boiler. (Foto by: Dokumentasi pribadi penulis).

Input "sensor" cahaya yang diterima selanjutnya akan dijadikan "masukan" dalam sistem untuk mengontrol proses pembakaran. Flame eye bekerja menggunakan photosensitive characteristic of the CdS (cadmium sulfide cell).

Dalam penggunaanya pada boiler maupun incinerator, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penanganan flame eye. Diantaranya,

1. Dalam proses bongkar-pasang (khususnya dalam pelaksanaan perawatan dan/atau penggantian burner), flame eye harus dilepas dan diletakkan pada tempat yang bersih, kering dan tidak terpapar radiasi panas berlebih secara langsung. Hal ini dilakukan untuk menghindari kerusakan fatal akibat kesalahan penanganan.
2. Untuk menyentuh ujung "mata" sensor flame eye, harus menggunakan kain kering dan bersih (disarankan menggunakan kain berbahan lembut). Kain yang kotor dan kasar apabila menyentuh ujung sensor flame eye akan berpengaruh untuk menurunkan akurasi kinerja pembacaan "input" cahaya yang ada.
3. Apabila dalam operasional boiler dan/atau incinerator ditemukan adanya indikasi kerusakan pada flame eye, maka dapat dilakukan pemeriksaan elektrik dengan menggunakam bantua alat ukur ohm meter. 

Cara pemeriksaan dengan menggunakan ohm meter dilakukan dengan cara sebagai berikut, 

1. Siapkan ohm meter dan arahkan selector pada X1 ohm. Selanjutnya satukan kedua ujung kabel ohm meter untuk melakukan proses kalibrasi "peng-nol-an" sehingga jarum tepat menunjukkan pada angka 0. Apabila menggunakan alat ukur jarum analog, maka jarum akan menunjuk ke sisi kanan tepat pada angka 0.
2. Setelah kalibrasi dilakukan, sambungkan kedua ujung kabel ohm meter pada masing masing kabel flame eye. Pada kondisi ini, hasil pengukuran harus menunjukkan nilai angka tak terhingga (~) atau jarum belum bergerak.
3. Selanjutnya siapkan sumber cahaya (lampu atau senter). Nyalakan sumber cahaya tepat diujung "mata" sensor cahaya flame eye. Kondisi flame eye yang baik dan layak pakai adalah saat hasil pengukuran menunjukkan angka nol atau dibawah 10 Ohm. Apabila jarum tidak bergerak atau menunjukkan hasil pengukuran yang nilainya tinggi, maka "sensitifitas" flame eye telah berkurang dan seharusnya diganti.

Flame eye yang ditest menggunakan bantuan cahaya senter dan jarum ohm meter bergerak ke kanan.

Flame eye sebelum diberi pengaruh cahaya. Jarum ohm meter berada di posisi kiri.

Continue

Burner Boiler & Nozzle Tip

Penggunaan boiler diatas kapal sangat penting dengan mempertimbangkan fungsi dari boiler tersebut untuk memberikan energi panas dalam proses pemanasan (heating). Penggunaan jenis boiler menyesuaikan dengan fungsional, operasional dan efisiensi diatas kapal. Dasar tersebut menjadi alasan maker memilih jenis boiler yang sesuai dengan kebutuhan diatas kapal.

Dalam operasional boiler, salah satu komponen terpenting yang dapat menunjang terjadinya pembakaran dalam furnace adalah burner. Burner berfungsi sebagai "pembakar" yang menyediakan api dalam proses pembakaran dalam furnace.

Burner boiler. (Foto by: Dokumentasi pribadi penulis)

Dalam proses pembakaran, dikenal dengan istilah "segitiga api". Apabila diuraikan dalam proses pembakaran yang terjadi dalam boiler, maka didapatkan unsur sebagai berikut,

1. Udara. Udara menjadi sangat penting dalam proses pembakaran. Dalam operasional boiler, udara didapatkan dari gerakan fan yang terpasang disisi atas boiler. Fan akan berfungsi diawal sesaat sebelum proses pembakaran berlangsung. Peran fan selain menyediakan unsur udara untuk proses pembakaran, juga dimaksudkan sebagai penunjang proses pre-purging (membersihkan ruang bakar boiler / furnace sesaat sebelum terjadi pembakaran. Dalam proses ini dimaksudkan "memindahkan" sisa gas pembakaran sebelumnya dan "menyediakan" udara bersih yang siap digunakan untuk proses pembakaran selanjutnya). Operasional boiler (baik manual/auto mode) selalu diawali dengan running fan beberapa detik sebelumnya (pada auto mode telah di-setting menggunakan timer).
2. Panas. Dalam operasional boiler, panas didapatkan dari percikan bunga api dari ujung kedua elektroda yang terpasang pada burner. Sisi "pangkal" elektroda disambungkan secara langsung pada ignition transformator (jenis step-up transformator) yang bekerja pada tegangan primer (input) sebesar 110 Volt dan dijadikan tegangan sekunder (output) sebesar 10 KV - 14 KV. Tegangan sekunder (10 - 14 KV) inilah yang dialirkan pada kedua ujung elektroda. "Celah" kedua ujung elektroda yang diatur dengan jarak yang cukup (sesuai panduan manual book) memungkinkan terjadinya percikan "lompatan" bunga api yang dimanfaatkan sebagai sumber panas pembakaran. Pengaturan celah antar ujung elektroda menjadi sangat penting karena sangat berpengaruh terhadap kekuatan / kualitas bunga api yang dihasilkan.
3. Bahan bakar. Sistem bahan bakar diawali "jalannya" dari tangki bahan bakar. Selanjutnya bahan bakar dialirkan dan dipompa oleh fuel pump menuju fuel oil heater. Bahan bakar yang telaah dipanaskan dengan tekanan kerja (yang dihasilkan oleh fuel pump) selanjutnya menuju burner. Bahan bakar kabutkan (atomisasi) oleh nozzle tip yang terpasang diujung burner. Bahan bakar yang telah terkabutkan "dipertemukan" dengan kedua unsur lainnya (udara dan panas) sehingga sangat memungkinkan terjadinya pembakaran dalam furnace boiler.

Bahan bakar dikabutkan menjadi partikel halus dimaksudkan untuk memudahakan terjadinya pembakaran. (Sebagai analogi sederhana, serutan kayu menjadi lebih mudah terbakar apabila dibanding dengan balok kayu. Demikian halnya dengan bahan bakar). Dalam proses pengkabutan (atomisasi) bahan bakar, nozzle tip yang terpasang diujung burner memiliki peran yang sangat penting. 

Pentingnya peran nozzle tip harus mendapatkan perhatian secara khusus untuk menjamain ptoses pembakaran dalam furnace dapat berlangsung dengan baik. Pemilihan nozzle tip harus disesuaikan dengan kebutuhan penggunaan berdasarkan panduan manual book.

Dalam proses pemilihan yang perlu diperhatikan adalah identifikasi sudut (angle) pengkabutan dengan rate consumption yang tertulis pada sisi nozzle tip.

Nozzle tip burner boiler. (Foto by: Dokumentasi pribadi penulis)

Pada contoh gambar diatas, tertulis angka 6.00 dan 45°A pada sisi permukaan nozzle tip. Apabila diuraikan, angka tersebut memiliki arti sebagai berikut,

• 6.00 berarti sray rate nozzle dalam satuan US gallon/jam. Dengan demikian maka nozzle tip tersebut memiliki spray rate 6.00 gallon/jam pada tekanan kerja pompa bahan bakar yang telah ditentukan.
• 45°A berarti sudut pengkabutan sebesar 45°.

Continue

"Batu Ketel" Pada Boiler

Batu ketel adalah zat padat yang terbentuk akibat reaksi kimia dari zat pengotor pada permukaan pipa boiler. Penumpukan batu ketel yang terbentuk dan menutupi permukaan boiler akan sangat merugikan. Bentuk kerugian tersebut diantaranya,

1. Sifatnya sebagai isolator akan menghambat proses heat transfer pada saat steam production.
2. Terhambatnya proses heat transfer akan menyebabkan penurunan efisiensi boiler.
3. Peningkatan konsumsi bahan bakar yang digunakan dalam proses pembakaran dalam surface.
4. dibutuhkan panas berlebih yang berpotensi terjadinya overheating pada saat steam production. Overheating pada permukaan pipa akan berpotensi menimbulkan kerusakan terhadap pipa - pipa boiler.
5. Menimbulkan penyempitan permukaan diameter pipa yang akan mengganggu laju aliran air.

Water tube boiler diatas kapal. (Foto by: Dokumentasi pribadi penulis).

Dalam operasional boiler, terbentuknya batu ketel dalam boiler harus dihindari dengan mempertimbangkan sisi kerugian yang ditimbulkan dari batu ketel tersebut. Beberapa penyebab yang memicu timbulnya batu ketel pada boiler diantaranya adalah,

1. Pengendapan lapisan yang keras (endapan) pada ketel. Endapan yang dimaksud berasal dari garam yang terkandung dalam air ketel.
2. Proses perawatan blow down yang tidak dilakukan dengan tuntas secara berkala pada waktu yang telah ditentukan.
3. Air ketel yang memiliki kandungan kimia yang bersifat merusak dan tidak mendapatkan water treatment dengan baik. Kandungan kimia yang dimaksud diantaranya, derajat keasaman diluar batas yang telah ditentukan. ( 7 - 9 ), kandungan karbon dioksida dalam air dll.

Untuk menghindari resiko terbentuknya batu ketel pada permukaan pipa boiler, maka perlu dilakukan beberapa tindakan perawatan sebagai langkah pencegahan (preventive) diantaranya adalah,

1. Melakukan pemeriksaan terhadap kandungan kimiawi air secara berkala dan menambahkan bahan kimia tambahan apabila diperlukan.
2. Melakukan pemanasan awal (pre-heating) pada air boiler untuk menghilangkan kadar karbon dioksida.
3. Melakukan perawatan air ketel dengan cara blow down secara teratur dan terjadwal dengan tuntas.

Continue

Kesalahan Operasional Boiler

Untuk menjamin operasional permesinan yang baik dan benar sesuai dengan yang direkomendasikan oleh maker, maka harus disusun panduan dalam bentuk standart operasional procedure (SOP) yang berdasarkan manual book pada masing - masing permesinan. Operator harus paham dan terampil untuk mengoperasikan permesinan sesuai SOP tersebut. 

Terkait dengan operasional steam boiler diatas kapal, terdapat beberapa kesalahan operasional yang sering dilakukan oleh operator (dimungkinkan karena kurang memahami SOP dan kinerja permesinan tersebut). Kesalahan operasional yang sering terjadi diantaranya adalah:

1. Tidak melakukan pre-purging pada furnace. Furnace istilah ruang bakar pada boiler. Jenis boiler modern telah dilengkapi dengan sistem yang memungkinkan  start - stop boiler dengan auto mode. Auto mode telah di-program setiap langkah operasionalnya dapat bekerja dengan urut sesuai durasi yang dibutuhkan dalam setiap prosesnya. Demikian halnya dengan "kebutuhan" pre-purging sebelum start boiler dan post-purging setelah boiler dimatikan. Dalam operasional boiler dengan manual mode, "kesalahan" pre-purging dimungkinkan dapat terjadi. Sebelum start boiler, pre-purging harus dilakulan dengan cara menjalankan force draft (FD) fan selama 2-3 menit untuk menjamin kondisi furnace menjadi pure, sehingga aman untuk pembakaran. Resiko terburuk tidak melakukan pre-purging adalah terjadinya ledakan dalam furnace dan/atau blowback.
2. Kesalahan operasional hot water circulation pump. Hot water circulation pump adalah pompa yang akan mensirkulasikan air panas dari boiler menuju  exhaust gas economizer. Pompa ini dijalankan minimal 15 menit sebelum main engine dioperasikan dan dimatikan 2-4 jam setelah main engine berhenti. Kesalahan yang sering terjadi adalah mematikan hot water circ pump sesaat setelah mesin induk dimatikan (dalam kondisi ini local heat masih terjadi). Memberikan waktu yang cukup untuk mematikan hot water circ pump memungkinkan dapat mencegah terjadinya thermal shock dan/atau terbakarnya pipa pada exhaust gas economizer.
3. Tidak membersihkan furnace dari kemungkinan terjadinya oil spill setelah dilakukan perawatan burner. Pekerjaan penggantian dan pengecekan pilot/main burner memungkinkan akan memberikan efek terbentuknya oil spill dalam furnace akibat dari un-burned fuel. Setelah dilakukan pekerjaan perawatan, furnace harus dikembalikan dalam kondisi bersih dan terhindar dari adanya oil spill untuk mencegah terjadinya ledakan dan/atau blowback.
4. Gelas duga (sigh glass) kotor. Gelas duga yang kotor dimungkinkan tidak dapat menunjukkan permukaan air yang sebenarnya dalam boiler. Kotoran pada gelas duga yang menumpuk memungkinkan akan menbentuk sumbatan pada saluran gelas duga. Selain tidak dapat membaca permukaan air dalam boiler dengan akurat, kotoran dan sumbatan pada saluran gelas duga akan "mengecoh" kinerja feed pump (karena sensor level untuk run-stop feed pump terdapat dalam gelas duga boiler). Perawatan terhadap gelas duga dapat dilakukan dengan melakukan steam blow secara periodik.
5. Pemeriksaan pilot burner tidak pada tempat yang sesuai. Dalam pekerjaan perawatan pilot burner, tidak jarang akan dilakukan pengujian nyala api yang dihasilkan oleh burner. Penempatan yang kurang aman selama melakukan pengetesan memungkinkan terjadinya electrical shock "kesetrum" dan/atau bahaya kebakaran apabila tempat sekitar terdapat bahan bakar yang dapat memicu terjadinya kebakaran (misal: oil spill atau majun kotor berminyak).
   
6. Abai terhadap peringatan alarm. Alarm yang terpasang pada setiap permesinan merupakan instrumen peringatan yang membantu operator untuk dapat bekerja dengan aman. Artinya, operator harus tanggap atas setiap alarm yang ada dan kemudian mengambil tindakan yang tepat untuk mengatasinya.
7. Exhaust gas economizer dalam kondisi kotor. Exhaust gas economizer dimungkinkan dapat kotor karena terjadi penumpukan jelaga dari gas buang main engine. Penumpukan jelaga akan mengurangi kapasitas heat transfer selama operasional produksi steam. Selain itu, penumpukan jelaga juga akan mengambat aliran gas buang mesin yang secara tidak langsung akan berpengaruh terhadap engine performance & exhaust gas temperature. Shoot blow perlu dilakukan secara periodik sesuai dengan cara dan waktu yang telah dituliskan dalam manual book.
8. Thermal shock. Pada saat pertama kali mengoperasikan boiler (setelah sekian lama tidak dioperasikan), harus dilakukan secara bertahap untuk menghindari terjadinya thermal shock boiler. Direkomendasikan start boiler dengan jeda waktu yang berjenjang untuk "normalisasi" kinerja boiler. Misalnya, start awal boiler dijalankan selama 10 menit kemudian dimatikan selama 20 menit, selanjutnya dijalankan selama 30 menit dan kemudian dimatikan selama 30 menit. Demikian seterusnya dengan tetap melakukan pemantauan dan pemeriksaan kualitas pembakaran selama operasional untuk mencegah hal yang tidak diinginkan terjadi.

Continue

Jenis - jenis ketel uap (Boiler).

Untuk memenuhi kebutuhan steam dalam operasional pelayaran, terdapat dua janis ketel uap yang umumnya digunakan diatas kapal, yaitu: 

1. Ketel pipa api (fire tube boiler) adalah ketel penghasil uap dengan gas panas hasil pembakaran bahan bakar berada dalam pipa ketel, sedangkan air ketel berada diluar pipa. Pada umumnya penggunaan ketel uap jenis ini digunakan sebagai ketel bantu (auxiliary boiler) diatas kapal.
2. Ketel pipa air (water tube boiler) adalah ketel penghasil uap dengan air ketel berada dalan pipa sedangkan panas pembakaran berada pada bagian luar ketel. Jenis ketel pupa air pada umumnya digunakan sebagai ketel pokok (main boiler).

2.

Sketsa fire tube boiler. (Foto by: Dokumentasi pribadi penulis)

Sketsa water tube boiler. (Foto by: Dokumentasi pribadi penulis)

Continue

Pengetahuan Dasar Boiler

Boiler adalah sebuah pesawat kalor dinana air didalamnya dipanaskan oleh api terbuka, gas panas atau dengan menggunakan energi listrik sehingga air akan mencapai titik uapnya pada temperatur diatas 100°C.

Apabila diuraikan unsurnya dalam sistem pengoperasian boiler, maka didapatkan unsur panas api dan uap bertekanan (yang memiliki temperatur tinggi). Unsur tersebut tentunya akan menjadi bahaya apabila tidak dikelola dengan baik. 

Bukan tidak mungkin pengoperasian boiler akan memberikan "petaka" atau kerugian dan bahaya apabila tidak ditangani secara baik dan benar. Artinya, faktor resiko bahaya menjadi begitu tinggi atas operasional boiler.

Untuk dapat berfungsi dengan baik serta memberikan nilai manfaat yang tinggi terhadap keberadaanya diatas kapal, maka boiler dilengkapi dengab beberapa perangkat keselamatan kerja yang dapat mengurangi resiko bahaya selama pengoperasiannya.

Sisi atas boiler pipa air dengan beberapa komponennya. (Foto by: Dokumentasi pribadi penulis)

Boiler yang terpasang diatas kapal harus memenuhi persyaratan kelaiklautan kapal, diantaranya:

1. Harus dapat diandalkan pengoperasiannya secara terus menerus tanpa banyak perawatan.
2. Produksi uap boiler harus dapat mencapai tekanan dan temperatur tertentu sesuai kebutuhan.
3. Kualitas uap jenuh yang dihasilkan oleh boiler harus ditekan menjadi seminimal mungkin.
4. Temperatur uap tidak banyak berubah walaupun tekanan uap berubah dan harus mudah diatur.
5. Tekanan tidak banyak berubah walaupun pemakaian uap berubah - ubah.
6. Rendemen boiler harus setinggi mungkin untuk dapat menghasilkan uap sebanyak mungkin dengan konsumsi bahan bakar sekecil mungkin.
7. Peralatan pengopakannya cocok untuk memakai bahan bakar dengan nilai ekonomis yang tinggi.
8. Dapat menghasilkan uap sebanyak mungkin dengan dimensi bentuk yanh sekecil mungkin.

Continue