Ketel Tabung Api: Panduan Komprehensif

Electrical4u

Bidang: Listrik Dasar

China

Ketel pipa api adalah jenis ketel yang menggunakan gas panas dari api untuk memanaskan air di dalam serangkaian pipa. Pipa-pipa tersebut dikelilingi oleh air dalam wadah tertutup. Panas dari gas-gas tersebut dipindahkan melalui dinding pipa melalui konduksi termal, menciptakan uap yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan.

Ketel pipa api adalah salah satu jenis ketel tertua dan paling dasar. Mereka banyak digunakan pada abad ke-18 dan ke-19, terutama untuk lokomotif uap dan mesin uap lainnya. Hari ini, ketel pipa api masih digunakan untuk beberapa aplikasi industri dan komersial, seperti pemanasan, pembangkit listrik, dan uap proses.

Dalam artikel ini, kami akan menjelaskan definisi, jenis, kelebihan, kekurangan, dan aplikasi ketel pipa api. Kami juga akan menyertakan konten dari 5 halaman terkait teratas Bing tentang topik ini dan menambahkan tautan eksternal ke sumber relevan.

Apa itu Ketel Pipa Api?

Ketel pipa api didefinisikan sebagai ketel yang terdiri dari wadah tertutup yang diisi dengan air dan serangkaian pipa yang melewati wadah tersebut. Pipa-pipa tersebut membawa gas panas dari api (biasanya dibakar dengan batu bara, minyak, atau gas) yang memanaskan air dan menghasilkan uap.

Komponen utama dari ketel pipa api adalah:

Furnace: Ruang tempat bahan bakar dibakar untuk menghasilkan gas panas.
Pipa api: Pipa yang membawa gas panas dari furnace ke smokebox.
Smokebox: Ruang tempat gas panas dikumpulkan dan dilepaskan melalui cerobong asap.
Kubah uap: Bagian atas ketel tempat uap dikumpulkan dan didistribusikan ke saluran keluar.
Superheater: Perangkat opsional yang lebih lanjut memanaskan uap untuk membuatnya kering dan superpanas.
Grate: Platform tempat bahan bakar diletakkan untuk dibakar.
Inlet air pengisi: Pipa yang mensuplai air ke ketel.
Saluran keluar uap: Pipa yang mengirim uap ke lokasi yang diinginkan.

Operasi ketel pipa api sederhana dan langsung. Bahan bakar dibakar di furnace, menghasilkan gas panas yang melewati pipa api. Panas dari gas tersebut ditransfer ke air yang mengelilingi pipa, meningkatkan suhu dan tekanannya. Uap kemudian naik ke kubah uap, di mana uap tersebut dapat diambil untuk berbagai keperluan. Air diisi ulang melalui inlet air pengisi.

Tekanan dan suhu uap tergantung pada ukuran dan desain ketel, serta kualitas dan kuantitas bahan bakar. Secara umum, ketel pipa api dapat menghasilkan uap bertekanan rendah hingga sedang (hingga 17,5 bar) dan kapasitas rendah hingga sedang (hingga 9 metrik ton per jam).

Salah satu kelemahan utama ketel pipa api adalah mereka memiliki kemampuan terbatas untuk menghasilkan uap bertekanan tinggi dan kapasitas tinggi. Ini karena mereka memiliki satu wadah besar yang berisi air dan uap, yang membuat sulit untuk mengontrol tekanan dan suhunya. Selain itu, ketel pipa api rentan terhadap ledakan jika wadahnya pecah akibat tekanan berlebih atau kerusakan.

Jenis-jenis Ketel Pipa Api

Ada berbagai jenis ketel pipa api berdasarkan kriteria yang berbeda, seperti:

Lokasi furnace: Ada dua kategori utama ketel pipa api berdasarkan lokasi furnace-nya: furnace eksternal dan furnace internal. Ketel dengan furnace eksternal memiliki furnace di luar wadah utama, sementara ketel dengan furnace internal memiliki furnace di dalam atau terpasang padanya.
Orientasi sumbu ketel: Ada dua kategori utama ketel pipa api berdasarkan orientasinya: horizontal dan vertikal. Ketel horizontal memiliki sumbu sejajar dengan tanah, sementara ketel vertikal memiliki sumbu tegak lurus dengan tanah.
Jumlah dan bentuk pipa api: Ada berbagai jenis ketel pipa api berdasarkan jumlah dan bentuk pipa apinya, seperti pipa tunggal, multi-pipa, pipa lurus, pipa bengkok, dll.

Beberapa jenis ketel pipa api yang paling umum adalah:

Ketel Cochran

Ketel Cochran adalah jenis ketel pipa api vertikal yang memiliki cangkang silinder dengan bagian atas berbentuk kubah. Ketel ini memiliki satu atau lebih pipa api yang melewati panjangnya. Ketel ini juga memiliki furnace eksternal yang dapat dibakar dengan batu bara atau minyak.

Ketel Cochran dapat menghasilkan uap bertekanan rendah (hingga 10,5 bar) dan kapasitas rendah (hingga 3500 kg per jam). Ukurannya kompak dan mudah dioperasikan. Ketel ini biasanya digunakan untuk aplikasi industri skala kecil, seperti pemanasan, pembangkit listrik, dan uap proses.

Ketel Cornish

Ketel Cornish adalah jenis ketel pipa api horizontal yang memiliki cangkang silinder panjang dengan satu flue besar yang berisi api. Ketel ini memiliki desain sederhana dan biaya pemeliharaan rendah. Ketel ini dapat menghasilkan uap bertekanan sedang (hingga 12 bar) dan kapasitas sedang (hingga 6500 kg per jam).

Ketel Cornish dikembangkan oleh Richard Trevithick pada tahun 1812 dan banyak digunakan untuk mesin uap di industri pertambangan. Ketel ini mirip dengan ketel Lancashire tetapi hanya memiliki satu flue bukan dua.

Ketel Locomotif

Ketel locomotif adalah jenis ketel pipa api horizontal yang memiliki furnace internal dan sejumlah besar pipa api. Ketel ini juga memiliki ekstensi di salah satu ujungnya yang disebut firebox, yang menampung grate dan memberikan area permukaan pemanasan tambahan. Ketel ini juga memiliki superheater yang meningkatkan suhu dan keringnya uap.

Ketel locomotif dapat menghasilkan uap bertekanan tinggi (hingga 25 bar) dan kapasitas tinggi (hingga 9000 kg per jam). Ketel ini cepat dalam menghasilkan uap dan responsif terhadap perubahan beban. Ketel ini sebagian besar digunakan untuk mendorong lokomotif uap hingga digantikan oleh mesin diesel atau listrik.

Ketel Skotlandia Marine

Ketel Skotlandia Marine adalah jenis ketel pipa api horizontal yang memiliki satu atau lebih cangkang silinder besar yang berisi dua atau lebih furnace dan beberapa pipa api. Ketel ini juga memiliki ruang basah eksternal yang meningkatkan efisiensinya dan mengurangi beratnya.

Ketel Skotlandia Marine dapat menghasilkan uap bertekanan tinggi (hingga 30 bar) dan kapasitas tinggi (hingga 27000 kg per jam). Ketel ini kuat dalam konstruksinya dan cocok untuk aplikasi maritim, seperti pemanasan, pembangkit listrik, dan propulsi.