Aspek TeknisK3 Mesin

K3 Boiler : Pengertian, Jenis, dan Aspek Keselamatan

Boiler atau pesawat uap atau ketel uap adalah alat yang banyak dipakai oleh berbagai perusahaan untuk memproduksi uap atau air panas yang akan digunakan untuk memanaskan suatu permukaan atau mencuci suatu alat. Boiler termasuk alat berbahaya karena telah terjadi beberapa kali kecelakaan kerja yang terkait dengan penggunaan boiler ini.

Apakah Anda pernah melihat ketel uap secara langsung? Apakah sudah tahu apa bahaya dan pengendaliannya? Untuk memahami lebih lanjut mengenai ketel uap dan mengendalikan bahaya dari ketel uap, mari kita simak tulisan berikut.

Pengertian Boiler

Undang-undang uap tahun 1930 pasal 2 memberikan pengertian boiler atau ketel uap sebagai berikut:

Ketel uap ialah suatu pesawat, dibuat guna menghasilkan uap atau stoom yang dipergunakan di luar pesawatnya

Undang-undang uap tahun 1930 pasal 2

Pasal 1 Undang-undang uap tahun 1930 menyebutkan bahwa:

Pesawat uap ialah ketel uap dan alat-alat lainnya yang dengan peraturan Pemerintah ditetapkan demikian, langsung atau tidak langsung berhubungan (atau tersambung) dengan suatu ketel uap dan diperuntukan bekerja dengan tekanan yang lebih besar (tinggi) daripada tekanan udara.

Undang-undang uap tahun 1930 pasal 2

American Institute of Chemical Engineers (AICHE) dalam salah satu publikasinya memberikan definisi boiler sebagai:

closed vessel in which water is heated until the water has reached the desired pressure and temperature”. (bejana tertutup yang memanaskan air hingga mencapai tekanan dan suhu yang diinginkan)

Peraturan K3 Boiler

Peraturan yang mengatur terkait dengan k3 boiler adalah Undang-undang (Stoom Ordonnantie) Verordening Stoom Ordonnantie 1930 atau dengan kata Bahasa Indonesia Undang-undang Uap tahun 1930. Keselamatan boiler yang diatur dalam peraturan ini antara lain:

  • Definisi dan ruang lingkup boiler atau ketel uap
  • Kompetensi terkait dengan K3 boiler yang meliputi operator, pembuat, inspektur dan lain-lain
  • Izin operasi dari boiler
  • Hak dan kewajiban personil
  • Denda terkait pemakaian boiler

Sayangnya, peraturan yang berumur 90 tahun ini belum juga diperbaharui hingga sekarang. Padahal, peraturan penting ini telah banyak kehilangan konteksnya seperti pelaporan boiler yang harus ke Den Haag ataupun denda dalam peraturan ini yang hanya sebesar “Rp 300”.

Boiler atau ketel uap juga sedikit dibahas dalam Peraturan Menteri Pekerjaan Umum nomor 29 tahun 2006 tentang Pedoman Persyaratan Teknis Bangunan Gedung. Peraturan ini menyinggung sedkit tentang keadaan operasional dari ketel uap.

Jenis Boiler atau ketel uap

American Society of Mechanical Engineers (ASME) menjelaskan jenis boiler menjadi:

a. Exhibition boiler (boiler pameran)

Boiler pameran adalah ketel uap yang antik atau historis yang menghasilkan uap atau air panas dengan tujuan untuk menghibur atau mendidik masyarakat atau digunakan sebagai demonstrasi, transportasi turis, atau pameran. Istilah ini termasuk ketel uap yang digunakan pada traktor uap, thresher (mesin pemisah biji dari tumbuhannya), gergaji mesin uap dan penggunaan lain yang sejenis.

b. High pressure boiler (boiler tekanan tinggi)

High pressure boiler berarti sebuah ketel uap yang menghasilkan uap air atau uap zat kimia lain yang dihasilkan dalam tekanan yang lebih dari 15 psig atau air yang dipanaskan lebih dari 250 derajat Fahrenheit dan tekanan lebih dari 160 psig dari eksternal ke dalam ketel uap itu sendiri. Ketel uap tekanan tinggi termasuk:

1. Ketel uap listrik

2. Ketel uap miniature

3. Ketel uap bertekanan tinggi

4. Ketel uap cairan selain air yang bertekanan tinggi

c. Low pressure boiler (boiler tekanan rendah)

Boiler tekanan rendah berarti ketel uap yang uap air atau uap lainnya dihasilkan pada tekanan yang tidak lebih dari 15 psig atau air yang dipanaskan pada suhu yang tidak lebih dari 250 derajat Fahrenheit dan dengan tekanan yang tidak lebih dari 160 psig. Jenis boiler ini termasuk:

d. Model hobby boiler

Ketel uap ini menghasilkan uap baik ditempatkan secara permanen atau berpindah dan digunakan dengan tujuan untuk menghibur atau pameran tekhnologi uap, ketel uap ini tidak melebihi:

  • 20 kaki kuadrat permukaan panas
  • Diameter kulit 16 inci
  • Volume 5 kaki kubik
  • Tekanan 150 psig

e. Water heater

Water heater berarti bejana tertutup di mana air dipanaskan dengan pembakaran bahan bakar, listrik, atau dengan sumber lain dengan tekanan 160 psig serta suhu tidak lebih dari 210 derajat Fahrenheit.

Publikasi dari American Institute of Chemical Engineers (AICHE) membagi boiler menjadi beberapa jenis yaitu:

a. Heat recovery steam generator

Heat recovery steam generator (HRSG) adalah jenis penggantian panas (heat exchanger) yang mengembalikan panas dari aliran gas panas dan memproduksi uap. Uap dapat digunakan dalam proses atau digunakan untuk menggerakan turbin uap untuk produksi listrik.

Mekanisme heat recovery steam generator
Mekanisme heat recovery steam generator

b. Firetube boilers

Firetube boilers adalah boiler yang memiliki jalur api atau gas bakar dari pembakar (burner) yang disalurkan melalui steel tube yang dikelilingi oleh shell (kulit) yangdiisi oleh air.

Mekanisme firetube boiler
Mekanisme firetube boiler

c. Watertube boilers

Desain dari watertube boiler adalah kebalikan dari firetube. Jenis ketel uap ini didesain dengan memungkinkan air di dalam dari tube dan gas pembakaran melewati sekitar lapisan luar dari tube.

Mekanisme watertube boiler
Mekanisme watertube boiler

d. Modular boilers

Sistem modular boilers adalah boiler yang unik dan memilki banyak keuntungan antara desain firetube dan watertube.

Mekanisme ketel uap modular
Mekanisme ketel uap modular

Bagian Boiler

Secara umum bagian utama dari boiler terdiri dari :

bagian boiler
Bagian boiler

Main equipment

1. Ruang Bakar (Furnace)

Yaitu tempat terjadinya pembakaran ampas dan minyak atau bahan bakar yang lain. Suhu di dalam ruang bakar berkisar 600 derajat Celcius tergantung dari zat kering bahan bakar. Untuk mendapatkan suhu ruang bakar yang tinggi, perlu pengaturan dari udara hembus dan umpan bahan bakar. Untuk pembuangan abu masing-masing ketel menggunakan dumping grade.

2. Baggase Feeder

Digunakan sebagai pengumpan ampas agar masuknya ampas ke dalam ruang bakar secara kontinu dan merata. pemasukan ampas menggunakan rotary valve dengan mengatur bukaan pintu ampas.

3. Main steam drum

Sebagai tempat masuk air dan sirkulasi air panas karena pembakaran sehingga terbentuk uap.

4. Super heater

Digunakan untuk mengubah uap lembab menjadi uap kering dengan temperatur 325 derjat Celcius karena uap yang mengandung air akan berbahaya bagi turbin. Cara kerjanya yaitu uap yang keluar dari upper drum ketel dimasukkan ke dalam pipa-pipa yang kemudian masuk ke dalam ruang bakar dan uap berubah menjadi uap kering.

5. Penangkap debu (Dust collector)

Fungsinya sebagai penangkap debu sebelum gas asap keluar dari cerobong agar tidak terjadi polusi udara di lingkungan. Ketel pipa air menggunakan penangkap debu yaitu dengan cara dispray dengan air. Gas sisa pembakaran ditarik IDF (induced draft fan), sehingga terjadi pusaran di spray dengan air di sekelilingnya. Butiran-butiran abu yang halus akan jatuh ke talang bersama air lalu ke penampung abu.

6. Economizer

Ekonomiser adalah piranti yang digunakan untuk memanaskan air umpan dengan memanfaatkan panas dari gas asap sebelum masuk ke cerobong.

7. Oil burner

Sebagai pembakaran tambahan dalam ketel dengan residu.

Auxiliary equipment

1. Force draft fan (FDF)

Berfungsi sebagai penghembus campuran uap bahan bakar dan gas-gas dan udara di dalam ruang bakar.

2. Induce draft fan (IDF)

Berfungsi untuk membuang atau menghisap gas-gas berikut campuran uap bahan bakar dan udara yang terdapat di dalam ruang bakar.

3. Valves, control, dan instrument

Sebagai instrument pengaman serta control terhadap tekanan, temperatur, water level dsb.

Balance of boiler

1. Deaerator

Pemisah gas-gas terlarut dalam air (O2) dan memanaskan air umpan ketel uap sebelum dibakar di dalam ketel uap.

2. Feed water heater

Sistem pemanasan awal pada air pengisi ketel

3. Blowdown system

Blowdown kontinyu yang tidak terkendali sangatlah sia-sia. Pengendalian blowdown otomatis dapat terpasang yang merupakan sensor dan merespon pada konduktivitas air boiler dan pH. Blowdown 10 % dalam boiler 15 Kg/cm² menghasilkan kehilangan efisiensi 3%.

Bahaya Boiler

Sebuah publikasi dari OSHA menyebutkan bahaya boiler yang bisa muncul dalam operasional ketel uap, yaitu:

  • Risiko ledakan.
  • Uap bertekanan tinggi
  • Gas mudah meledak
  • Zat kimia
  • Gerakan mesin
  • Permukaan panas

4 risiko besar yang bisa menyebabkan kecelakaan besar dari operasional ketel uap adalah

1. Pelelehan. Peristiwa pelelehan bisa terjadi jika permukaan metal dipanasi hingga mencapai titik pelelehan. Hal ini diakibatkan oleh rendahnya permukaan air sehingga panas dari ketel uap tidak memanaskan air lagi melainkan memanaskan permukaan ketel uap. Peristiwa pelelahan tidak akan menimbulkan peledakan tetapi akan memberikan kerusakan besar terhadap ketel uap dan dapat memicu situasi yang mengarah pada ledakan.

2. Ledakan thermal. Kondisi ini dapat terjadi ketika permukaan air dalam boiler rendah yang memicu pemanasan permukaan hingga dalam kondisi permukaan terlampau panas (overheated) dan diikuti dengan penambahan air dingin. Air yang masuk langsung membentuk uap dengan sangat mudah karena memang kondisi permukaan boiler sudah sangat panas. Volume uap yang dihasilkan bisa 1600 kali volume air. Penambahan volume secara tiba-tiba ini akan menjadi ledakan karena tidak cukup ruang di dalam boiler untuk memungkinkan uap mengembang.

3. Ledakan bahan mudah meledak. Hal ini dapat dipicu oleh gas yang terkumpul dan sebuah sumber panas yang memicu untuk gas tersebut meledak. Kejadian ini dapat terjadi di dalam atau di luar ketel uap.

4. Tekanan uap berlebih. Penambahan uap yang melebihi desain dari bejana dapat menimbulkan ledakan.

Kecelakaan Kerja Boiler

Beberapa kecelakaan kerja yang diakibatkan oleh operasional ketel uap telah terjadi dan memakan korban jiwa di Indonesia. Beberapa kejadian kecelakaan kerja boiler yang terekam antara lain:

1. 24 Juni 2020. Seorang pemilik bengkel tewas di Klaten setelah sebuah ketel uap yang sedang diuji coba meledak. Saat kejadian itu, ada tiga orang di dekat mesin boiler yang tengah diuji coba. Kebetulan korban melintas di sisi utara dari mesin tersebut, yang tiba-tiba meledak.

2. 13 Agustus 2016. 20 Pekerja PT Kwang Lim di Cakung terluka akibat ketel uap berbakar sampah meledak. Dua orang teknisi mesin tengah mengecek satu per satu mesin pemanas perusahaan garmen tersebut. Tiba-tiba saja salah satu mesin ketel uap yang rusak meledak.

3.. 17 Juni 2019. 3 Pekerja PT Pismatex tewas setelah boiler di perusahaan tersebut meledak. Awalnya, korban bersama rekannya diduga membuka keran unit ketel uap utama. Keran “steam header”ketel uap itu dibuka untuk menyalurkan uap melalui pipa. Setelah 2 kali putaran dibuka, pipa tertekan dari atas ke bawah dan mengakibatkan ada bagian pipa valve yang patah dan langsung terjadi ledakan pada pipa.

4. 12 Desember 2019. 2 orang karyawan PT MSSP terlukan akibat ledakan ketel uap. Informasi di lapangan menyebutkan, kecelakaan kerja itu terjadi Kamis (12/12) sekira pukul 17.30 WIB. Waktu kejadian kedua korban mendapat perintahkan untuk memperbaiki HP Boiler dikarenakan ada permasalahan yang menyebabkan HP Boiler tidak berfungsi. Berdasarkan perintah tersebut kedua korban langsung memperbaikinya, saat mencoba untuk memainkan HP Boiler dengan cara di pompa, tiba tiba api keluar dari lubang corong ketel uap menyusul ledakan hingga naas mengenai kedua pekerja itu.

ilustrasi ketel uap tidak terawat
ilustrasi ketel uap tidak terawat

Pengendalian Risiko Boiler

Kita sepakat bahwa operasional ketel uap memiliki banyak bahaya yang bahkan sampai mengancam nyawa. Lantas bagaimana cara mengendalikan risiko yang muncul dalam operasional ketel uap? Berikut adalah cara dan alat untuk mengendalikan risiko tersebut:

Rekayasa Teknis (Engineering Controls)

1. Normal Operating Water Level (NOWL)

NOWL biasanya ditempatkan di tengah dari gauge glass yang merupakan kaca khusus untuk melihat kondisi air di dalam ketel uap. Alat ini terhubung dengan kolom air di dalam ketel uap sehingga dapat membaca ketinggian dengan tepat. Gauge glass juga berfungsi untuk melihat kualitas air dalam ketel uap apakah bening atau banyak sedimen.

NOWL
NOWL

2. Try Cocks

Semua ketel uap setidaknya harus memiliki 2 alat untuk mendeteksi tinggi air di dalam ketel uap. Memang yang paling mudah adalah dengan gauge glass, alat lain dengan fungsi yang kurang lebih sama adalah try cocks. Alat ini merupakan valve yang ditempatkan pada kolom air dan digunakan untuk memeriksa apakah ketinggian air masih dalam batasan aman atau tidak terlebih dalam kondisi gauge glass tidak berfungsi.

try cocks
Try cocks

3. Safety valve

Safety valve adalah alat yang memungkinkan uap keluar dari boiler dalam kondisi tekanan uap di dalam ketel uap berlebih. Safety valve ini tertutup dalam kondisi tekanan normal.

safety valve
safety valve

4. Burner control system

Semua ketel uap modern memiliki sistem perlindungan pembakaran yang memantau pembakar (burner) agar dalam operasi yang normal. Sistem ini juga akan mematikan jalur pasokan bahan bakar ke ketel uap jika ada masalah terkait dengan safety device di dalam boiler.

Pengendalian Administratif

1. Membangun komunikasi

Operator boiler harus mengkomunikasikan segala kelainan yang ada dalam ketel uap segera kepada atasan. Komunikasi ini harus bisa terbangun tanpa batasan waktu dan tempat.

2. Boiler log

Boiler log merupakan kumpulan checklist yang berkaitan dengan operasional dan keselamatan boiler. Dalam checklist tersebut, item-item yang kritikal diminta untuk dipantau secara rutin oleh operator selama periode tertentu. Beberapa perusahaan memantau dalam rentang waktu 8 jam sekali dan beberapa perusahaan yang lain memantau dalam rentang waktu 24 jam sekali. Dengan mengisi checklist yang konsisten terhadap kondisi ketel uap, maka kita bisa memprediksi masalah yang akan terjadi atau mendeksi penyebab dari kerusakan yang telah terjadi.

3. Perawatan air

Air di dalam boiler harus diperiksa secara periodik. Pemeriksaan ini sangat terkait dengan aspek keselamatan karena mineral yang berada dalam dalam air dapat menyebabkan timbunan deposit dan memicu panas yang berlebih (overheat) pada bagian ketel uap

karat pada boiler
Karat pada boiler diakibatkan oleh kandungan dalam air

4. Pemeriksaan berkala

Pemeriksaan berkala kepada peralatan dapat dilakukan dengan memeriksa bagian-bagian dari ketel uap seperti steam traps, pompa, dan lain-lain. Pemeriksaan dapat dilakukan dengan memeriksa apakah suhu, visual, getaran, suara dan lain-lain sudah sesuai standard.

5. Fire safety plan

Fire safety plan terdiri dari lokasi alarm kebakaran, APAR, electrical breaker utama, hydrant dan jalur keluar dari setiap area di fasilitas yang ada.

Fire safety plan
Fire safety plan

6. Chemical safety

Tempat yang berisi zat kimia berbahaya harus dilabeli dengan identitas material berbahaya sesuai dengan peringatan bahaya kimia.

7. Lockout/tagout

Lock out tag out merupakan alat untuk mengendalikan energi berbahaya dalam pekerja pemeliharaan boiler. Lock out tag out dapat berupa gembok dan tanda yang dipasang di panel ketel uap sehingga panel tersebut tidak bisa dihidupkan dalam pekerjaan pemeliharaan.

lock out tag out
Mekanisme lock out tag out

Alat Pelindung Diri

Kaca mata safety merupakan alat pelindung diri yang wajib dipakai di area boiler untuk melindungi mata atau wajah dari partikel yang berterbangan, zat kimia baik cair ataupun gas, dan lain-lain. Tambahan faceshield wajib dipakai dalam kasus kontak dengan zat kimia untuk feedwater. Perlindungan mata ini diatur dalam OSHA 29 CFR 1910.133 – eye and face protection. Proteksi standard untuk mata dijelaskan dalam ANSI Z87.1-1989, Practice for Occupational and Educational Eye and Face Protection. Selain itu, tambahan ear plug atau ear muff juga bisa dipertimbangkan dalam kasus kebisingan ketel uap melebihi ambang batas.

Penutup

Demikianlah tulisan mengenai keselamatan ketel uap. Kita telah mengetahui peraturan, jenis, struktur, bahaya, kecelakaan dan pengendalian risiko pada operasional boiler atau ketel uap. Semoga kita bisa mencegah kecelakaan dari operasional ketel uap ini.

Referensi

Bahruddin, I., 2014. Peningkatan Efisiensi Boiler dengan Menggunakan Economizer. [Online]Available at: https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/36017082/PENINGKATAN_EFISIENSI_BOILER_DENGAN_MENGGUNAKAN_ECONOMIZER.pdf?1419167848=&response-content-disposition=inline%3B+filename%3DPENINGKATAN_EFISIENSI_BOILER_DENGAN_MENG.pdf&Expires=1600303136&Signature=Jc4IodlHD
[Accessed 17 Sep 2020].

Bell, J. L., 2017. Boiler Project Fundamentals. [Online]Available at: https://www.aiche.org/sites/default/files/docs/pages/boiler_project_fundamentals.pdf
[Accessed 17 Sep 2020].

Occupational Safety Hazard Administration, 2007. Boiler Safety. [Online]Available at: https://www.osha.gov/harwoodgrants/grantmaterials/fy2007/sh-16634-07
[Accessed 17 Sep 2020].

The American Society of Mechanical Engineer, 1981. 13 NCAC 13 .0101 DEFINITION. [Online]Available at: http://reports.oah.state.nc.us/ncac/title%2013%20-%20labor/chapter%2013%20-%20boiler%20and%20pressure%20vessel/13%20ncac%2013%20.0101.pdf
[Accessed 2020 Sep 17]. i

Tampilan Penuh

Agung Supriyadi, M.K.K.K.

Health and Safety Manager di Perusahaan Multinasional, Master Degree di Keselamatan dan Kesehatan Kerja Universitas Indonesia. Selalu senang untuk berdiskusi terkait dengan K3

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Back to top button
Close