Pesawat Uap

Pesawat uap adalah ketel uap dan peralatan lainnya baik tersambung langsung maupun tidak langsung, berhubungan (atau tersambung) dengan suatu ketel uap dan diperuntukkan bekerja dengan tekanan yang lebih besar (tinggi) dari tekanan udara.
Ketel uap ialah satu pesawat, yang dibuat guna memanaskan air menjadi uap dan uapnya dipergunakan diluar pesawatnya.
Pesawat uap selain ketel uap adalah :
− Pemanas air diperuntukkan guna mempertinggi temperatur dari air pengisi untuk ketel-ketel uap dengan jalan pemanasan dengan hawa pembakaran
− Pengering uap diperuntukkan guna mempertinggi temperatur dari uapnya dengan jalan pemanasan dengan hawa pembakaran
− Penguap-penguap diperuntukkan guna membuat air sulingan dengan jalan pemanasan dengan uap; dan
− Bejana uap kedalam mana langsung atau tidak langsung dimasukkan uapnya dari ketel uapnya, terkecuali pesawat-pesawat penguap.

Sejarah Pesawat Uap

Sekitar 200 tahun SM, seorang bangsa Yunani bernama Hero, mendesain sebuah mesin sederhana yang menggunakan uap sebagai sumber tenaganya. Hero menyiapkan sebuah bejana yang berisi air yang kemudian ditempatkan diatas api. Setelah panas, air akan mendidih dan kemudian membentuk uap. Uap kemudian diteruskan melalui dua pipa kedalam bulatan berlubang yang mempunyai sumbu pada kedua sisinya.Ketika uap keluar melalui dua pipa kecil bengkok yang terpasang pada bulatan tersebut, bulatan tersebut bergerak berputar pada porosnya.Hero menamakan alat tersebut aeolipile yang berarti mesin uap berputar.

Aeolipile

Kemudian pada sekitar awal tahun 1600-an, seorang bangsa Italia bernama Giovanni Branca membuat suatu penemuan unik berdasarkan cara kerja aeolipile, dimana uap yang dihasilkan alat tersebut disalurkan ke roda yang akan berputar akibat tekanan uap tersebut. Dari sinilah dimulainya perkembangan Turbin uap.

Turbin Uap Branca

Pada tahun ± 1760, James Watt, seorang bangsa Inggris, telah berhasil memakai uap sebagai kekuatan pendorong.Dia adalah yang pertama membuat instalasi tenaga uap yang terdiri dari sebuah ketel uap dan mesin uap yang terpisah.Alat tersebut dinamakan Waggon Boiler, karena bentuknya seperti gerobak/wagon (lihat gambar 3).

Dibagian bawah ketel terdapat ruang pembakaran untuk membakar bahan bakar guna memanaskan ketel.Watt berkonsentrasi untuk mengembangkan kondenser pemisah uap untuk menciptakan ruangan vakum, dan menggantikan tekanan atmosferik dengan tekanan uap, yang meningkatkan efisiensi mesin.

Dia juga yang menetapkan perhitungan tenaga kuda (horse power), yang menetapkan 1 tenaga kuda dapat mengangkat beban sebesar 249 kilogram sejauh 0,3 meter per detik. Atau ekivalen dengan 14.969 kilogram sejauh 0,3 meter per menit.

Waggon Boiler

Dewasa ini, konstruksi ketel uap disesuaikan dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, menjadi semakin efektif dan efisien untuk dalam proses menghasilkan uap dan dalam penggunaannya.

Jenis-Jenis Ketel Uap

Jenis-jenis Ketel uap menurut Peraturan Uap 1930 dapat dikelompokkan sebagai berikut :

(1) Ditinjau dari sudut pandang tekanannya,  yaitu :

- Ketel uap tekanan rendah, memiliki tekanan maksimum ≤ 0,5 Kg/cm2 melebihi tekanan udara atmosfer, 

- Ketel uap tekanan tinggi, memiliki tekanan > 0,5 Kg/cm2 melebihi tekanan udara atmosfer.

(2) Menurut tempat pengunaannya, yaitu :

- Ketel uap darat tetap, ialah semua pesawat uap yang ditembok atau berada dalam tembokan.

- Ketel uap darat berpindah, ialah semua ketel uap atau pesawat uap yang tidak ditembok dan dapat dipindah-pindahkan.

(3) Menurut bangunan letak sumbu silinder ketel, yaitu :

- Ketel uap tegak, dimana letak sumbu silinder tegak lurus dengan tempat kedudukan ketel uap.

- Ketel uap darat, dimana letak sumbu silinder sejajar dengan permukaan tempat kedudukan ketel uap.

Adapun saat ini, ketel uap lebih condong untuk diklasifikasikan lebih detail lagi sebagai berikut :

(1) Ditinjau dari sudut pandang tekanannya,  yaitu :

- Ketel uap tekanan rendah, memiliki tekanan <20 Kg/cm2 melebihi tekanan udara atmosfer, 

- Ketel uap tekanan sedang, memiliki tekanan 20 - 75 Kg/cm2 melebihi tekanan udara atmosfer, 

- Ketel uap tekanan tinggi, memiliki tekanan  >75 Kg/cm2 melebihi tekanan udara atmosfer.

(2) Ditinjau dari media yang melalui pipa (tube),  yaitu :

- Ketel uap pipa api, dimana api akan melewati pipa-pipa di dalam ketel uap.

Ketel Uap Pipa Api

- Ketel uap pipa air, dimana air akan melewati pipa-pipa di dalam ketel uap.

Ketel Uap Pipa Air

(3) Ditinjau dari sudut pandang bahan bakarnya,  yaitu :

- Bahan Bakar Fosil (minyak, gas alam, batu bara)

- Panas Sisa Pembakaran (Gas buang turbin, gas buang mesin)

- Bahan Bakar (Biomass, Bagasse, Rise Husk, Wood Pallets, Forestry Residues, Mill Residues, Agricultural Residues, Chemical Recovery Fuels, Animal Wastes, Dry Animal Manure, Wet Animal Manure (Dairy Manure Slurry)

- Nuklir (Uranium, Fission)

(4) Ditinjau dari sudut pandang sirkulasi air,  yaitu :

- Natural, 

- Forced

(5) Ditinjau dari sudut pandang ruang bakar,  yaitu :

- Natural, 

- Pressurized, 

- Induced,

- Balance

(6) Ditinjau dari sudut pandang metode pembakaran,  yaitu :

- Eksternal, 

- Internal, 

- HRSG.

Jenis-Jenis Pesawat Uap selain Ketel Uap

Selain Ketel uap, terdapat pesawat uap selain Ketel Uap. Dimana menurut Peraturan Uap 1930 dapat dikelompokkan sebagai berikut :

(1) Pemanas air (economiser) diperuntukkan guna mempertinggi temperatur dari air pengisi untuk ketel-ketel uap dengan jalan pemanasan dengan hawa pembakaran

(2) Pengering uap (Superheater) yang berarti sendiri terlepas ketel uapnya. Alat ini di peruntukkan guna memanaskan uap basah atau uap jenuh menjadi uap kering (Superheated Steam) sebagai fluida pemanasnya adalah gas panas hasil pembakaran.

(3) Penguap-penguap diperuntukkan guna membuat air sulingan dengan jalan pemanasan dengan uap; dan

(4) Bejana uap kedalam mana langsung atau tidak langsung dimasukkan uapnya dari ketel uapnya, terkecuali pesawat-pesawat penguap sebagai contoh :Steam Header, Back Pressure Vessel, Dearator, Sterillizer, Digister, Autoclave dan sebagainya .

Menurut Undang-undang Uap 1930, adalah dilarang memakai sesuatu pesawat uap apabila tidak memiliki Akte Izin untuknya, tetapi ada pesawat uap yang tidak wajib Akte Izin namun harus tetap dilakukan pengawasan yaitu sebagai berikut :

a. Ketel uap yang apabila tekanan maksimumnya dalam satuanKg/cm2 x luas pemanasan (heating surface) dalam satuan m2, tidak melebihi angka 0,2

b. Superheater yang terdiri dari pipa –pipa yang inside diameternya  25 mm

c. Economizer yang terdiri dari pipa-pipa yang inside diameternya  50 mm

d. Penguap yang volumenya kurang dari 75 liter, atau apabila tekanan maximumnya dalam satuan Kg/cm2 x volumenya dalam satuan dm3 angka 300

e. Bejana uap yang volumenya < 100 liter, dan atau inside diameter < 450 mm, dan atau apabila tekanan maksimumnya dalam satuan Kg/cm2 x volumenya dalam satuan dm3.