kondensor by nesyprtw
Post on 24-Oct-2015
442 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
1. Pengertian Kondensor
Kondensor merupakan alat penukar kalor (Heat Exchanger) yang berfungsi
mengkondensasikan uap bekas dari turbin menjadi titik-titik air (air kondensat) dan air yang
terkondensasi menjadi air ditampung pada Hotwell. Selanjutnya air tersebut disirkulasikan
kembali keboiler untuk diproses kembali menjadi uap .Uap mengalir di luar pipa-pipa (shell
side) sedangkan air sebagai pendingin mengalir di dalam pipa-pipa (tube side). Kondensor
seperti ini disebut kondensor tipe surface (permukaan). Kebutuhan air untuk pendingin di
kondensor sangat besar sehingga dalam perencanaan biasanya sudah diperhitungkan.Air
pendingin diambil dari sumber yang cukup persediannya, yaitu dari danau, sungai atau
laut. Posisi kondensor umumnya terletak dibawah turbin sehingga memudahkan aliran uap
keluar turbin untuk masuk kondensor karena gravitasi.
Laju perpindahan panas tergantung pada aliran air pendingin, kebersihan pipa-pipa dan
perbedaan temperatur antara uap dan air pendingin. Proses perubahan uap menjadi air
terjadi pada tekanan dan temperatur jenuh, dalam hal ini kondensor berada pada kondisi
vakum. Karena temperatur air pendingin sama dengan temperatur udara luar, maka
temperatur air kondensatnya maksimum mendekati temperatur udara luar. Apabila laju
perpindahan panas terganggu, maka akan berpengaruh terhadap tekanan dan temperatur.
Gb 1 Prinsip kerja kondensor
Proses pada kondensor yang terjadi adalah proses perpindahan panas. Panas dari uap bekas diteruskan
ke massa Fluida pendingin melalui media pemisah yaitu permukaan perpindahan panas yang dibuat
dengan pipa-pipa dengan ketebalan yang tipis dalam jumlah banyak untuk mencapai effektifitas
transmisi sesuai persamaan :
Dimana :
Q = Jumlah panas yang harus dibuang ke kondensor (kJ/kg)
U = Koefisien perpindahan panas universal (kkal/jam)
A = Luas permukaan perpindahan panas (m2)
T = Temperatur uap masuk Kondensor (0C)
ti = Temperatur Air pendingin masuk Kondensor (oC)
to = Temperatur air pendingin keluar Kondensor (oC)
Masalah yang umum dan sering terjadi pada kondensor adalah Fouling, Fouling memperbesar
hambatan yang berarti menurunkan transmitasi. Bila transmitasi (U) turun, maka beda temperatur
antara uap dan air pendingin naik untuk sejumlah panas (Q) yang harus dipindahkan, kenaikan suhu
pada permukaan Kondensor akan berefek kenaikan tekanan dalam Kondensor sebagai konsekwensinya.
Fouling disebabkan oleh lumpur atau binatang laut seperti tritip atau karang hijau akan mempertinggi
resistansi sehingga akan menurunkan kecepatan Transmitasi (U) yang menghambat perpindahan panas
dari Last Stage Steam Turbine ke air pendingin, karena itu harus dihambat laju fouling terhadap pipa
kondensor yang dapat menurunkan performance kondensor.
Pada PLTU Priok jenis kondensor yang digunakan adalah berupa shell and tube , dimana air laut mengalir
didalam tube untuk mendinginkan uap bekas yang berasal dari turbin, pada proses kondensasi ini
mengakibatkan sisi uap kondensor (termasuk hotwell) berada dalam kondisi vakum . Bila air pendingin
berkurang maka vakum akan turun dan pada kondisi ekstrim dapat mengakibatkan dearating dan bila
vakum terus turun akan mengakibatkan unit trip , karena itu air pendingin utama merupakan unsur yang
vital pada sebuah PLTU.
2. Fungsi Utama Kondensor
· Merubah uap bekas dari turbin menjadi air embun.
· Dengan vakum kondensor yang bagus, maka efisiensi turbin bagus.
· Menampung dan mengontrol air kondensat.
· Mengeluarkan udara atau gas yang tidak terkondensasi.
3. Jenis – Jenia Kondensor
Condensor dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu :
a. Condensor Permukaan (Surface Condensor).
Prinsipnya air pendingin dan uap yang didinginkan tidak dicampur , terpisah air pendingin didalam pipa-
pipa (tubes) pendingin sedangkan uap yang terkondensasi didalam cangkang (shell). Pada Condensor
Permukaan air pendingin yang tersedia dalam jumlah besar dan diharapkan air yang masuk kedalam
kondensor air yang bersih .
Menurut arah alirannya ada beberapa type Condensor :
- Single Flow (aliran tunggal) satu arah
- Double Flow (aliran ganda) dua/tiga arah
Jenis Kondensor Permukaan (Surface Condensor) banyak digunakan di PLTU termasuk PLTU Priok.
Kondensor satu laluan adalah kondensor yang air pendinginnya mengalir melalui semua tabung sekali
lalu dari ujung yang satu ke yang lain
Kondensor dua laluan adalah air masuk ke pipa menuju kotak air yang terbagi dua yang terdapat pada
satu ujung kondensor mengalir melalui pipa-pipa sampai kekotak air yang terdapat pada ujung lainnya.
Dari kotak air air lalu berbalik arah dan mengalir melalui pipa pada outlet
Gb 2Kondensor tipe permukaan (surface condenser)
Pada kondensor permukaan, uap terpisah dari air pendingin, uap berada diluar
pipa-pipa sedangkan air pendingin berada didalam pipa.Perpindahan panas dari uap
ke air terjadi melalui perantaraan pipa-pipa.Pada kondensor jenis ini kemurnian air
pendingin tidak menjadi masalah karena terpisah dari air kondensat.
Dengan penyekatan yang tepat ruang air (water box ) dari air pendingin dapat
dibuat satu atau dua aliran melintasi kondensor sebelum mencapai keluaran.
Apabila aliran air pendingin hanya sekali melintas kondensor, maka disebut
kondensor lintasan tunggal (single pass), sedang apabila air pendingin melintasi
kondensor dua kali, maka disebut kondensor lintasan ganda (double pass). Pada
cara ini air dalam pipa separoh bawah akan mengalir dari depan kebelakang dan
separoh bagian atas dari belakang ke depan.
Gb 2. Kondensor lintasan tunggal
b. Condensor kontak langsung (Direct Contact Condensor/Jet Condensor).
Prinsipnya mencampur uap dan air pendingin yang di sprey kan dalam satu tabung sehingga
terbentuk air kondensate dan biasanya campuran air yang terbentuk diinjeksikan lagi keperut bumi
untuk menjaga kelestarian alam. Condensor jenis ini banyak digunakan pada PLTP.
Kondensor jet adalah kondensor kontak langsung yang banyak digunakan.
Kondensor jet digunakan pada pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP) yang
siklus kerjanya terbuka. Perpindahan panas pada kondensor jet dilakukan dengan
menyemprotkan air pendingin ke aliran uap secara langsung. Air kondensat yang
terkumpul di kondensor sebagian digunakan sebagai air pendingin kondensor dan
selebihnya dibuang.
Pada bagian dalam kondensor ditempatkan beberapa buah pipa dan nosel
penyemprot. Air Pendingin mengalir melalui pipa dan nosel penyemprot karena
perbedaan tekanan dan gaya grafitasi antara penampungan air pendingin (Basin
Cooling Tower) dengan kondensor.
Uap yang terkena semprotan air pendingin akan melepaskan panasnya dan
selanjutnya diserap oleh air penyemprot. Uap yang telah melepaskan panasnya akan
mengembun (terkondensasi) menjadi air bercampur dengan air penyemprot,
sehingga kedua fluida tersebut mencapai temperatur akhir yang sama di Hot Well.
Ruangan didalam kondensor jet biasanya dibagi menjadi 2 ruangan/bagian, yaitu
ruangan pengembunan uap dan ruangan pendinginan gas. Ruangan pengembunan
uap, dan ruangan pendinginan gas dimaksudkan untuk memperkecil volume gas-gas
yang tidak mengembun.Hal ini dibuat demikian agar peralatan pelepas gas-gas
(ejector/pengisap gas) dapat dibuat dalam ukuran yang lebih kecil.
Campuran uap dan gas-gas panas bumi yang tidak terkondensasi keluar dari turbin
melalui satu atau beberapa laluan dan masuk ke dalam kondensor pada bagian
ruangan horisontal untuk pengkondensasian uap.Sedangkan bagian ruangan
silinder vertikal untuk pendinginan gas-gas yang tidak terkondensasi (non-
condensable gas).
Untuk mempertahankan kondisi tekanan (vakum) di dalam kondensor, level air di
hotwell perlu dipertahankan (dikontrol). Terlalu tingginya air di dalam kondensor
akan mengganggu proses penyemprotan, dan terlalu rendah akan meyebabkan
terjadinya gangguan pada pompa air pendingin (Condensate Pump). Selain itu
vakum di kondensor dipertahankan dengan mengeluarkan gas-gas dan udara yang
tidak terkondensasi.
Gb 1. kondensor (kontak langsung) jet
Gb 3. Kondensor lintasan ganda dan saluran venting
Panjang saluran kondensor dan jumlah pipa-pipa ditentukan oleh beban silinder
kondensor lintasan ganda yang digunakan sedemikian rupa sesuai kenaikan
temperatur air pendingin yang diperbolehkan sehingga air pendingin yang
diperlukan jumlahnya lebih kecil.
Kondensor pada turbin dengan satu atau dua silinder tekanan rendah umumnya
dipasang secara melintang menggantung dibawah silinder tekanan rendah dan
disebut ’underslung tranverse’ (menggantung melintang). Kondensor yang
menggantung tersebut seluruhnya terletak dibawah silinder tekanan rendah dan
diikatkan kepada silinder.Tetapi kondensor juga disangga oleh pegas-pegas
sehingga silinder tekanan rendah tidak bergeser.Pegas dirancang sedemikian
sehingga tidak ada beban yang diteruskan kerumah turbin bila sedang beroperasi.
Gb 4. posisi kondensor dibawah turbin
Gb 3 Konstruksi Kondensor
4. Bagian Utama Kondensor
Kondensor secara umum terdiri dari shell, water box, tube plat, tube support, hotwell dan sebagainya
1. Selongsong (shell)
Pipanya di roll pada pemegang pipa pada ujung-ujungnya.Untuk memungkinkan pemuaian antara pipa
air masuk dan selongsong, maka fleksibel diafragma dipasang pada sisi masuk dan keluar dari
selongsong. Diafragma ini berfungsi sebagai flange yang menghubungkan selongsong, plat pemegang
pipa dan water box. Expantion join terbuat dari stainless steel yang terletak pada leher kondensor untuk
memungkinkan diferensial expantion.
2. Ruang air (water box)
Ruang-ruang air pada sisi masuk dan keluar terbuat dari baja karbon dan masing-masing mempunyai
lobang lalu orang.Dengan menggunakan air yang terpisah, maka pencucian setengah kondensor dapat
diakukan pada beban rendah.
3. Pipa dan pemegang pipa (tube plats dan tubes)
Pemegang pipa terbuat dari naval brass dan pipa nya dari aluminium brass.Pipanya di roll ke pemegang
pipa dan ditunjang dengan 6 buah penunjang pipa. Diafragma baja yang fleksibel memungkinkan
diferensial expantion (pemuaian antara pipa aluminium brass dengan selongsong baja
carbon).Pemasangan pemegang pipa pada selongsong dengan baut pengunci. Susunannya sedemikian
rupa sehingga memungkinkan melepaskan water box tanpa mengganggu join dari selongsong dan
pemegang pipa. Perapat dari asbestos yang telah di celupkan (impregnated) pada compound dari red
lead, white lead dan linseed oil digunakan pada join di atas. Perapat karet digunakan antara pemegang
pipa dan ruang air.Kegunaan diafragma selongsong baja yang fleksibel selain untuk menghilangkan
pemuaian juga digunakan sebagai penunjang (support) pemegang pipa dan ruang air.
4. Ruang kondensat (hotwell)
Ruang kondensat dilaskan pada sisi selongsong yang menampung semua kondensat dan dilengkapi
dengan gelas penduga dan lubang lalu orang.
5. Alat Bantu Kondensor
Pada kondensor diperlukan alat-alat pendukung untuk pengoperasiannya , agar kerja kondensor bisa
maksimal dan menaikkan efesiensi siklus PLTU. Adapun alat-alat pendukung tersebut adalah :
1. Starting Air Ejektor , digunakan untuk menyedot dan membuang udara dari sistem air pendingin
utama agar air pendingin dapat mengisi seluruh permukaan kondensor sehingga proses pendinginan
efektif. Saluran pembungan udara sisi air pendingin terletak pada bagian atas water box sisi inlet dan sisi
outlet condensor.
2. Main Air Ejektor , digunakan setelah Starting Air Ejektor beroperasi . Main Air Ejektor berfungsi
membuat vacum pada sisi uap , sampai vacum kondensor normal sekitar 650 mmHg.
3. Ball Cleaning System (Tapproge Ball System) , berfungsi untuk membersihkan pipa-pipa (tubes)
pendingin kondensor dari kotoran seperti lumpur dan kotoran halus dengan cara menginjeksikan bola
karet (Tapproge Ball) kedalam pipa-pipa pendingin kondensor secara terus menerus proses ini dilakukan
oleh pompa sirkulasi (Circulation Pump) dengan cara memompakan bola tapproge pada sisi masuk air
pendingin dan mengambil kembali bola pada sisi keluar air pendingin untuk selanjutnya disirkulasikan
kembali pada kondensor.
6. Jenis Sistem Air Pendingin
Berdasarkan siklusnya, terdapat 2 macam sistem air pendingin utama
1.1 Sistem Siklus Terbuka
Ø Air pendingin dipasok secara kontinyu dari sumber tak terbatas seperti sungai, danau atau laut yang
dipompakan ke kondensor untuk akhirnya dibuang kembali keasalnya.
Ø Letak saluran masuk dan saluran pembuangan air pendingin harus dibuat terpisah sejauh mungkin.
Pemisahan ini bertujuan untuk mencegah terjadinya resirkulasi air dari sisi pembuangan mengalir ke sisi
masuk
1.2 Sistem Siklus Tertutup
Ø Air pendingin utama siklus tertutup menggunakan media air pendingin yang sama secara berulang-
ulang.
Ø Akibat proses penyerapan panas dikondensor, temperatur air pendingin keluar kondensor akan naik.
Karena air akan disirkulasikan kembali ke kondensor, maka air pendingin ini harus didinginkan terlebih
dahulu di menara pendingin ( cooling tower ).
Ø Didalam menara pendingin, air pendingin didinginkan oleh udara sehingga temperaturnya kembali
turun dan siap disirkulasikan kembali kedalam kondensor.
7. Lintasan Air Pendingin
Aliran air pendingin ada dua macam, yaitu satu lintasan (single pass) atau dua
lintasan (double pass).Untuk mengeluarkan udara yang terjebak pada water box
(sisi air pendingin), dipasangventing pump atau priming pump.Udara dan non
condensable gas pada sisi uap dikeluarkan dari kondensor dengan ejector atau
pompa vakum.
Ditinjau dari aliran air pendingin melintas kondensor, terdapat tiga jenis aliran air pendingin, yaitu :
a. Double pass ( Lintasan ganda )
b. Single pass ( Lintasan tunggal )
c. Counter flow ( Lintasan berlawanan )
Lintasan tunggal atau biasa disebut once through, adalah lintasan air didalam kondensor yang hanya
sekali lewat. Lintasan dengan cara ini membutuhkan air yang besar. Cara ini biasnya diterapkan pada
kondensor dengan kapasitas relative kecil.
Lintasan ganda dan lintasan berlawanan adalah apabila setengah air melintas kekanan, maka setengah
lainnya melintas kearah kiri.Cara ini banyak diterapkan pada unit dengan kapasitas besar.
8. Sistem Pendingin Utama
5.1 FUNGSI SISTEM
Mendinginkan atau mengkondensasikan uap bekas memutar turbin didalam kondensor sehingga
menjadi air kondensat dengan menggunakan media pendingin utama air laut.
5.2 PERALATAN DAN FUNGSI PERALATAN
5.2.1 Stop Blok
Ø Sebagai pintu utama air laut masuk
Ø Sebagai penahan air laut agar tidak masuk kanal pada saat ada pemeliharaan di circulating water
pump (CWP)
5.2.2 Saringan Kasar ( Bar screen )
Ø Berfungsi untuk menangkap benda-benda berukuran sedang yang terbawa air pendingin.
Ø Terbuat dari batang logam pipih yang dirangkai sehingga membentuk semacam teralis.
Ø Dipasang pada mulut saluran masuk air pendingin sebelum saringan putar.
Ø Pada daerah yang kualitas airnya buruk (banyak sampah), didepan saringan kasar dipasangi saringan
berupa jaring yang biasa disebut net untuk menyaring sampah yang elastis seperti plastik dan
sebagainya.
5.2.3 Saringan Putar ( Travelling Screen )
Ø Untuk menyaring semua benda sampai yang berukuran relatif kecil dan yang lolos dari Bar screen.
Ø Berupa rangkaian segmen – segmen kasa baja yang membentuk suatu screen.
5.2.4 Pompa Penyemprot Saringan Putar ( Screen Wash Pump )
Merupakan pemasok air bertekanan (3.0 kg/cm2 ) yang dialirkan ke nosel penyemprot guna
membersihkan saringan putar. Air yang digunakan adalah juga air pendingin utama. Pompa ini dapat
dioperasikan secara manual ataupun otomatis. Dalam posisi otomatis, pompa akan start secara otomatis
bila perbedaan tekanan (Differensial Pressure) air melintasi saringan putar tinggi. Perbedaan tekanan
yang tinggi mengindikasikan bahawa saringan sudah mulai tersumbat sampah. Manakala perbedaan
tekanan sudah normal kembali, maka pompa akan stop secara otomatis.
5.2.5 Pompa Pendingin Utama ( Circulating Water Pump )
Untuk memompakan air laut sebagai media pendingin utama menuju kondensor.
5.2.6 Katup ( Valves )
Berfungsi sebagai katup pada proses open atau close menggunakan electric motor.
5.2.7 Kondensor
Tempat kondensasi atau merubah fasa uap dari turbin menjadi air kondensat dengan media pendingin
air laut yang dialirkan didalam tube-tube kondensor.
5.2.8 Vacum Priming Pump
Menarik keluar udara yang tersekat dalam water box condensor bagian atas yang tidak terisi penuh air
laut.
5.3 PRINSIP KERJA SISTEM
Hasil pembakaran boiler berupa uap panas dengan tekanan dan temperatur tinggi akan masuk ke turbin
dan akan digunakan untuk memutar sudu-sudu turbin. Uap bekas memutar turbin tersebut secara
otomatis akan masuk ke kondensor karena adanya vakum kondensor. Uap yang masuk merupakan uap
superheated sehingga untuk mengondensasikannya menjadi cair jenuh di kondensor diperlukan media
pendingin. Media pendingin utama yang digunakan disini ialah air laut.
Air laut masuk melalui pintu (stop block) lalu tertampung dikanal dan disaring oleh saringan net untuk
menyaring kotoran kasar yang terbawa oleh air laut, kemudian disaring kembali oleh saringan bar (bar
screen) agar kotoran-kotoran yang lolos dari saringan net dapat tersaring kembali. Setelah melewati
penyaringan di Net dan Bar Screen, air laut tersebut masuk ke Travelling screen agar kotoran yang lolos
dari kedua saringan tersebut dapat terangkat. Kotoran yang menempel di screen dibersihkan oleh
screen wash pump dengan menyemprotkan air dari sisi dalam Travelling Screen, sampah/kotoran akan
jatuh ke pit. Kemudian air laut yang telah tersaring di Travelling Screen mengalir menuju ke Circulating
Water Pump (CWP). Lalu oleh CWP air laut tersebut dipompakan masuk ke tube-tube kondensor. Di
dalam kondensor terjadi transfer panas antara uap superheat dan air laut. Setelah uap terkondensasi
menjadi air kondensat maka air kondensat tersebut akan ditampung di hotwell, sedangkan air laut
dibuang ke Laut Jawa melalui Outfall.
5.4 PENGOPERASIAN PENDINGIN UTAMA
Sebelum sistem pendingin dioperasikan, maka harus dilakukan pemeriksaan dan persiapan peralatan
terlebih dahulu Pemeriksaan mencakup kondisi alat apakah dalam pemeliharaan (di tagging) atau
kondisi stand by
Persiapan pengoperasian sistem pendingin meliputi :
Ø Persiapan terhadap keselamatan kerja
Ø Pelumasan
Ø Level tangki (head tank) pendingin bantu cukup
Ø Sumber tenaga listrik
Ø Sistem kontrol
Ø Semua manhole pada saluran maupun pada kondensor dalam keadaan tertutup
Ø Salah satu heat exchanger air pendingin bantu siap dioperasikan
Ø Posisi katup-katup dalam posisi yang benar (katup masuk kondensor membuka penuh, katup keluar
kondensor tertutup penuh. Katup drain dan venting kondensor tertutup. Sistem backwash (bila ada)
dalam kondisi tidak bekerja.
Ø Venting atau priming pump (bila ada) dalam keadaan siap operasi.
Ø Air lincir (gland seal/lubricating water) untuk pompa CWP tersedia
Bila semua Permissive ( syarat-syarat) sudah terpenuhi, informasikan pada operator lokal pompa CWP
yang akan distart. Kalau semua telah siap, tekan tombol ”START” pompa dan pompa akan start secara
automatic menurut Sequencialnya :
Ø Check Sequence Start Permit
Ø Open CWP Discharge Valve
Ø Start CWP
Ø CWP Discharge Valve Timer
Ø CWP Sequence fault Timer
Ø Closed CWP Discharge/ Seal Water
Ø Closed Discharge Valve & Stop CWP
Ø Closed CWP Seal Water
Sesaat pompa yang distart telah beroperasi, bersama itu pula atur pembukaan ”Outlet Valve”kondensor
25-30 % untuk mempertahankan tekanan Header 1,3 Kg/Cm2. Untukmenjalankan pompa CWP yang lain
untuk kondensor yang sama, ikuti prosedur yang samakemudian buka ”Oulet Valve” kondensor 100 %.
Alat-alat pendukung kondensor:
-air ejector digunakan untuk mengkondensasikan kembali gas yang tak mampu terkondensasi atau
membuang gas ke lingkungan dengan tekanan yang lebih rendah serta berfungsi untuk membuat
tekanan vacuum dalam kondensor
-ball cleaning sistem adalah berfungsi untuk membersihkan pipa-pipa (tubes) pendingin kondensor dari
kotoran seperti lumpur dan kotoran halus dengan cara menginjeksikan bola karet (Tapproge Ball)
kedalam pipa-pipa pendingin kondensor secara terus menerus proses ini dilakukan oleh pompa sirkulasi
(Circulation Pump) dengan cara memompakan bola tapproge pada sisi masuk air pendingin dan
mengambil kembali bola pada sisi keluar air pendingin untuk selanjutnya disirkulasikan kembali pada
kondensor.
-cooling tower berfungsi untuk supplai air pendingin jika digunakan siklus tertutup
-Pompa kondensat untuk mensuplai air kondensat ke proses selanjutnya yaitu deaerator
- pompa vakum berfungsi menghisap gas-gas yang tidak dapat terkondensasi dalam kondensor dan
dapat mengurangi kinerja kondensor
top related