barometric condenser

10
Kondensor adalah salah satu jenis mesin penukar kalor (heat exchanger) yang berfungsi untuk mengkondensasikan fluida kerja. Pada sistem tenaga uap, fungsi utama kondensor adalah untuk mengembalikan exhaust steam dari turbin ke fase cairnya agar dapat dipompakan kembali ke boiler dan digunakan kembali. Selain itu, kondensor juga berfungsi untuk menciptakan back pressure yang rendah (vacuum) pada exhaust turbin . Dengan back pressure yang rendah, maka efisiensi siklus dan kerja turbin akan meningkat. Klasifikasi Kondensor Secara umum, terdapat 2 jenis kondensor yaitu : direct- contact condenser dan surface condenser. Surface condenser adalah jenis yang paling banyak digunakan di powerplant. Direct-contact Condenser Seperti namanya, direct- contact condenser mengkondensasikan steam dengan mencampurnya langsung dengan air pendingin. Direct-contact atau open condenser digunakan pada beberapa kasus khusus, seperti : ketika digunakan dry cooling tower, pada geothermal powerplant, dan pada powerplant yang menggunakan perbedaan temperatur di air laut (OTEC). Ada beberapa tipe direct-contact condenser : a. Spray Condenser Pada spray condenser, pencampuran steam dengan air pendingin dilakukan dengan jalan menyemprotkan air ke steam. Sehingga steam yang keluar dari exhaust turbin pada poin 2 (gambar 3.15.) bercampur dengan air pendingin pada poin 5 menghasilkan kondensat yang mendekati fase saturated, kemudian dipompakan kembali ke 4. Sebagian dari kondensat dikembalikan ke boiler sebagai feedwater. Sisanya didinginkan, biasanya didalam dry- (closed-) cooling tower ke poin 5. Air yang didinginkan pada poin 5 disemprotkan ke exhaust turbin dan proses berulang.  Gambar Flow diagram direct- contact condenser jenis spray condenser. SJAE = steam-jet air ejector b. Barometric dan Jet Condenser Ini merupakan jenis awal dari kondenser. Jenis ini beroperasi dengan prinsip yang sama dengan spray condenser kecuali tidak dibutuhkannya pompa pada jenis ini. Vacuum dalam kondensor diperoleh dengan menggunakan prinsip head statis seperti pada barometric condenser, atau menggunakan diffuser seperti pada jet condenser.  Gambar Skema direct-contact condenser: (a) barometric, (b) jet Surface Condenser Surface condenser merupakan jenis yang paling banyak digunakan di powerplant. Jenis ini merupakan heat exchanger

Upload: syahdini-handiani

Post on 09-Aug-2015

1.256 views

Category:

Documents


105 download

DESCRIPTION

Barometric Condenser

TRANSCRIPT

Page 1: Barometric Condenser

Kondensor adalah salah satu jenis mesin penukar kalor (heat exchanger) yang berfungsi untuk mengkondensasikan fluida kerja. Pada sistem tenaga uap, fungsi utama kondensor adalah untuk mengembalikan exhaust steam dari turbin ke fase cairnya agar dapat dipompakan kembali ke boiler dan digunakan kembali. Selain itu, kondensor juga berfungsi untuk menciptakan back pressure yang rendah (vacuum) pada exhaust turbin . Dengan back pressure yang rendah, maka efisiensi siklus dan kerja turbin akan meningkat.Klasifikasi KondensorSecara umum, terdapat 2 jenis kondensor yaitu : direct-contact condenser dan surface condenser. Surface condenser adalah jenis yang paling banyak digunakan di powerplant.

Direct-contact CondenserSeperti namanya, direct-contact condenser mengkondensasikan steam dengan mencampurnya langsung dengan air pendingin. Direct-contact atau open condenser digunakan pada beberapa kasus khusus, seperti : ketika digunakan dry cooling tower, pada geothermal powerplant, dan pada powerplant yang menggunakan perbedaan temperatur di air laut (OTEC). Ada beberapa tipe direct-contact condenser :a. Spray CondenserPada spray condenser, pencampuran steam dengan air pendingin dilakukan dengan jalan menyemprotkan air ke steam. Sehingga steam yang keluar dari exhaust turbin pada poin 2 (gambar 3.15.) bercampur dengan air pendingin pada poin 5 menghasilkan kondensat yang mendekati fase saturated, kemudian dipompakan kembali ke 4. Sebagian dari kondensat dikembalikan ke boiler sebagai feedwater. Sisanya didinginkan, biasanya didalam dry- (closed-) cooling tower ke poin 5. Air yang didinginkan pada poin 5 disemprotkan ke exhaust turbin dan proses berulang. Gambar Flow diagram direct-contact condenser jenis spray condenser. SJAE = steam-jet air ejectorb. Barometric dan Jet CondenserIni merupakan jenis awal dari kondenser. Jenis ini beroperasi dengan prinsip yang sama dengan spray condenser kecuali tidak

dibutuhkannya pompa pada jenis ini. Vacuum dalam kondensor diperoleh dengan menggunakan prinsip head statis seperti pada barometric condenser, atau menggunakan diffuser seperti pada jet condenser. Gambar Skema direct-contact condenser: (a) barometric, (b) jetSurface CondenserSurface condenser merupakan jenis yang paling banyak digunakan di powerplant. Jenis ini merupakan heat exchanger tipe shell and tube, dimana mekanisme perpindahan panas utamanya adalah kondensasi saturated steam pada sisi luar tube dan pemanasan secara konveksi paksa dari circulating water di dalam tube. Secara spesifik, prinsip kerja surface codensor di bahas pada sub bab berikut.Prinsip Kerja Surface CondenserPrinsip kerja surface condenser seperti tampak pada gambar 3.17. adalah sebagai berikut. Steam masuk ke dalam shell kondensor melalui steam inlet connection pada bagian atas kondensor. Steam kemudian bersinggungan dengan tube kondensor yang bertemperatur rendah sehingga temperatur steam turun dan terkondensasi, menghasilkan kondensat yang terkumpul pada hotwell. Temperatur rendah pada tube dijaga dengan cara mensirkulasikan air yang menyerap kalor dari steam pada proses kondensasi. Kalor yang dimaksud disini disebut kalor laten penguapan dan terkadang disebut juga kalor kondensasi (heat of condensation) dalam lingkup bahasan kondensor. Kondensat yang terkumpul di hotwell kemudian dipindahkan dari kondensor dengan menggunakan pompa kondensat ke exhaust kondensat.Ketika meninggalkan kondensor, hampir keseluruhan steam telah terkondensasi kecuali bagian yang jenuh dari udara yang ada di dalam sistem. Udara yang ada di dalam sistem secara umum timbul akibat adanya kebocoran pada perpipaan, shaft seal, katup-katup, dan sebagainya. Udara ini masuk ke dalam kondensor bersama dengan steam. Udara dijenuhkan oleh uap air, kemudian melewati air cooling section dimana campuran antara uap dan udara didinginkan untuk selanjutnya dibuang dari kondensor dengan menggunakan air ejectors

Page 2: Barometric Condenser

yang berfungsi untuk mempertahankan vacuum di kondensor.Untuk menghilangkan udara yang terlarut dalm kondensat akibat adanya udara di kondensor, dilakukan de-aeration. De-aeration dilakukan di kondensor dengan memanaskan kondensat dengan steam agar udara yang terlalut pada kondensat akan menguap. Udara kemudian ditarik ke air cooling section dengan memanfaatkan tekanan rendah yang terjadi pada air cooling section. Air ejector kemudian akan memindahkan udara dari sistem. Gambar Skema Surface Condenser 

Kondensor merupakan alat penukar kalor pada sistem refrigerasi yang berfungsi untuk melepas kalor ke lingkungan. Bagian kondensor biasanya diberi kipas untuk menghisap udara yang melewati celah alat penukar kalor. Modifikasi terkadang dilakukan dengan menambahkan kipas udara. Penambahan perangkat tersebut dimaksudkan untuk meningkatkan laju aliran udara sehingga mempercepat proses pelepasan kalor ke lingkungan. Penelitian ini akan mengungkap pengaruh peningkatan laju aliran massa udara di kondensor terhadap koefisien prestasi sistem pendingin AC. Koefisien prestasi yang tinggi sangat diharapkan dalam daur refrigerasi. Dalam melakukan penelitian dirakit sistem pendingin AC yang terdiri dari kompresor, kondensor, katup ekspansi, dan evaporator. Refrigeran yang dipergunakan adalah freon-12. Bagian kondensor dipasang kipas angin yang bisa diatur putarannya. Untuk keperluan pengambilan data ditambahkan alat ukur seperti orifice, manometer, dan termometer yang menyatu dengan sistem, sedangkan kecepatan udara yang dihisap diukur dengan anemometer. Dalam penelitian berhasil mengukur data tekanan, temperatur, dan laju aliran massa refrigeran dengan variasi kecepatan udara pendingin di kondensor. Kecepatan udara pendingin kondensor diatur dengan menambahkan putaran motor listrik penggerak kipas. Variasi kecepatan udara pendingin antara 0,2 – 2,98m/s yang dihasilkan dari putaran kipas 60-309rpm. Hasil penelitian menunjukkan semakin besar laju aliran udara untuk mendinginkan kondensor maka

besarnya koefisien prestasi semakin meningkat. Pada kecepatan udara pendingin di atas 2,98m/s pengaruh perubahan terhadap koefisien prestasi relatif kecilKondensor ditempatkan di depan radiator. Kondensor berfungsi untuk mendinginkan gas refrigerant sehingga terkondensasi menjadi cair dengan tekanan yang tinggi.Set elah cair, refrigerant mengalir ke receiver dehidrator. Pendingin yang dilakukan kondensor berasal dari aliran udara oleh kipas radiator. Jumlah panas yang dilepaskan refrigerasi dalam kondensor sama dengan panas yang diserap dalam evaporator ditambah panas kerja yang diperlukan kompresor untuk menekan refrigrant.Semakin banyak panas yang dilepas dalam kondensor,maka semakin besar pula efek mendinginkan yang akan diperoleh dari evaporator.

Dalam kondensor akan terjadi perubahan bentuk zat pendingin, karena kondensasi yang dilakukan kondensor. Perubahan bentuk tersebut dari gas menjadi cair. Supaya pendinginan/kondensasi dari zat pendingin lebih sempurna, maka pemasangan kondensor perlu memperhatikan arah aliran udara yang membantu proses pendinginan kondensor. Pemasangan kondensor pada mobil biasanya ditempatkan di depan radiator supaya dapat dialiri udara waktu mobil berjalan.Adakalanya pemasangan kondensor di depan radiator dilengkapi dengan dengan kipas-kipas pendingin, tetapi kipas pendingin mesin diganti dengan yang lebih besar supaya pendinginan mesin dapat dilaksanakan bersama-sama dengan pendinginan kondensor. Sistim ini merugikan bila sistim AC tidak dipakai , karena kipas yang besar akan menggunakan daya mekanis mesin, akibatnya boros bahan bakar. Untuk itu memakai kipas pendingin listrik tersendiri pada kondensor merupakan solusi lain meskipun kondensor dapat dipasang di depan radiator, di atas atap mobil, di bawah lantai, atau tempat lain yang memungkinkan.Pipa-pipa kondensor ada yang berbentuk bulat ada juga yang seperti bayak lubang-lubang aliran zat pendingin. Pipa tersebut dilengkungkan secara paralel dari awal sampai keluarnya zat pendingin menuju

Page 3: Barometric Condenser

saringan. Untuk memperluas pemukaan pendingin, diantara pipa yang dilengkungkan itu diberi kisi-kisi pendingin supaya sistem pendinginan lebih sempurna (panas diserap oleh kisi pendingin), sehingga kondensasi dan perubahan bentuk zat pendinginan dari gas menjadi cair akan terjadi.

Kondensor Kontak Langsung

Kondensor kontak langsung, lebih sederhana peralatannya, biaya instalasinya lebih murah dan hanya mernbutuhkan sedikit peralatan pembantu dan biaya perawatan. Lebih murah media pendingin yang umum digunakan adalah air, volume media pendingin yang digunakan lebih banyak jika disbandingkan dengan kondensor permukaan, yaitu 10 sampai 20 kali lebih banyak. Pada Gambar dibawah ini diperlihatkan gambar kondensor kontak langsung. Aliran air sebagai media pendingin meninggalkan kondensor bersama dengan polutan yang terkondensasi. Proses absorpsi dapat terjadi pada kondensor kontak langsung jika polutan dapat larut dalam air. Adanya proses absorpsi tersebur meningkatkan efisiensi penyisihan.

Spray tower condenser adalah jenis kondensor kontak langsung, dimana aliran zat polutan masuk dari bagian bawah, dan aliran air di buat spray dari bagian atas.

Ejector dan barometric condenser dioperasikan dengan arah laju aliran air dan udara sama, perbedaannya terletak pada penggunaan spray air. Untuk ejector condenser air di-spray-kan menggunakan alat venturi.

Kondensor barometric dimanfaatkan untuk desuperheat dan memadatkan uap masuk ditambah mendinginkan gas keluar, sementara mengembangkan tekanan serendah mungkin.Hal ini juga dikenal sebagai counter tingkat kondensor aliran tinggi jet. Dalam kondensor ini, shell ditempatkan pada ketinggian sekitar 10,363 meter di atas panas dengan baik dan dengan demikian

perlunya menyediakan pompa ekstraksi dapat dihindarkan. Namun, penyediaan pompa injeksi sendiri harus dilakukan jika air di bawah tekanan tidak tersedia.prinsip kerjaSeperti ditunjukkan dalam Gambar 6.5, Multi-Jet Kondensor barometric umumnya digunakan di manaair biaya rendah tersedia dalam jumlah yang cukup. Ini adalah desain yang paling sederhana dari semua barometrickondensor, dan tidak memerlukan pompa udara tambahan atau pra-dingin. Ini mungkin adalah tipe idealdi mana kondisi lokal yang konstan dan ada kebocoran udara kecil. Multi-Jet barometricKondensor juga digunakan di mana vakum ditangani tidak tinggi dan cukup besarPerbedaan terminal dibolehkan.

Kondensor barometric terdiri dari dua tipe dasar: (1)bersamaan, atau paralel aliran, di mana uap yang akankental masuk di bagian atas unit dan mengalir disama arah sebagai air, dan (2) counter-current, ataukontra aliran, di mana uap memasuki dekat bagian bawahperalatan dan melewati atas melawan arus air.Injeksi air dikirim ke kondensor dalam bentukjet, semprotan, tirai air atau kombinasi,tergantung pada layanan yang diperlukan.Kondensor Jet barometric lebih lanjut diklasifikasikansesuai dengan jenis tindakan jet bekerja. Multi-Jenis jet yang pertama kali diperkenalkan oleh Schutte & Koertingpada tahun 1923 terdiri dari jet air saja dan beroperasi tanpapompa udara. The Kondensor M-J barometric, seperti yang disebut,dianjurkan untuk operasi di bawah beban yang cukup konstanmana ada relatif sedikit udara kebocoran, dan di manaair tidak terlalu langka dan, karena itu, tidak perludiresirkulasi. Ukuran berkisar dari 50 sampai 12.000 gpm. tidak

Page 4: Barometric Condenser

tambahan pompa udara diperlukan.

Barometric condenser biasa

S&K MULTI-JET (M-J)BAROMETRIC CONDENSERSAPLIKASIThe S & K Multi-Jet Kondensor umumnya digunakandimana air biaya rendah tersedia dalam jumlah yang cukup. sekarangdesain sederhana dari semua kondensor barometric, dantidak memerlukan pompa udara tambahan atau pra-dingin. Hal ini mungkintipe ideal di mana kondisi beban yang konstan danada kebocoran udara sedikit. The Kondensor Multi-Jet jugadigunakan di mana vakum ditangani tidak tinggi danPerbedaan terminal cukup besar diperbolehkan.KONSTRUKSIMulti-Jet Kondensor barometric dibuat dalam dua dasardesain, Type 590 dan Type 591, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 1dan Gambar. 2.Tipe 591 desain digunakan untuk empat ukuran terkecil.Ini memiliki inlet air di bagian atas dan inlet uap diside. Unit ini terdiri dari tubuh (a silinder tertutup

chamber), dan air nozzle perumahan di atas airinlet, dan nozel jenis jet air.Tipe 590 desain digunakan untuk semua ukuran di atasempat terkecil. Desain ini memiliki inlet uap di bagian atasdan inlet air di samping. Ini terdiri dari tubuh, airnozzle kasus dan nozel jenis piring dan jet air. sebuahinspeksi penutup terletak tepat di seberang kasus noselmemungkinkan akses mudah ke nozel. Mendukung kurung,dilemparkan pada kedua sisitubuh, memberikannyaman metodemengamankan kondensor untuklantai atau balok.OPERASIKondensasi airdisampaikan ke nozelkasus dan dikeluarkan melaluinozel. ini adalahdirancang dengan cermat untukmenangani jumlah tertentuair pada menyatakantekanan dan dijaminvakum. The jet airdiarahkan ke tailpiece yangdi ujung bawahtubuh, di mana mereka bersatu untukmembentuk jet tunggal. uapmemasuki kondensor datangke dalam kontak langsung dengankonvergensi air dankental. Non-condensablesjuga entrained dandiberhentikan oleh jet airtindakan.Terminal diperoleh perbedaandengan jenis kondensor adalah 11sampai 13 ° F.

Page 5: Barometric Condenser

S & K MULTI-JET SPRAY TYPE (M-J-S)Barometric kondensorAPLIKASIS & K Type 592 M-J-S Kondensor umumnyadipekerjakan di mana kapasitas besar dibutuhkan dan manalebar fluktuasi suhu air atau beban steamterjadi. Mereka digunakan secara luas di pengalengan, gula,susu, dan tanaman pangan lainnya, di pabrik pulp dan kertas,distilleries, kilang minyak, dan berbagai macamkimia dan perusahaan manufaktur garam.Fleksibilitas operasi dicapai oleh kondensor initerlihat dari desainnya. Untuk beban uap penuh ratedkapasitas air dilewatkan melalui kedua spray dan jetnozel. Jika suhu beban atau air menurun, itu adalah

mungkin untuk throttle air ke nozel semprot danakhirnya mematikannya sepenuhnya. Dalam kasus terakhir,kondensor beroperasi mirip dengan tipe Multi-Jetdijelaskan sebelumnya, tetapi dengan minimal injeksiair di bawah kondisi yang diberikan.KONSTRUKSIS & K Multi-Jet Semprot Kondensor barometric terdiri daritubuh, nozzle air kasus dan piring dengan nozel jenis jet,dan nozel jenis semprot yang berulir ke dalam tubuhdan diberi makan melalui cincin cor di bagian ataskondensor. Air masuk melalui dua lubang, meninggalkandari nozel yang lebih rendah dalam bentuk konvergensi jetsungai dan dari nozel atas dalam bentukkonvergen semprotan. Nozel semprot dari nonclogging khususdesain dengan kasus spiral terpisahkan dengannozzle tubuh. Untuk rincian tentang nozel, lihat halaman 12.Nosel penyemprot yang mudah diakses dari luardengan cara tangan-lubang terletak di seberang nozzle masing-masing.Nozel jet dapat diakses untuk pemeriksaan melaluimembuka di sisi kondensor dan tangan-lubang penutuppada akhir kasus nozzle.OPERASIUap memasuki kondensor di atas dikondensasikanoleh air dari nozel semprot. Non-condensables yangditarik ke bagian ekor dari kondensor olehkonvergen aliran air dari nozel jet.Kondensasi air dan non-condensables dibuang

Page 6: Barometric Condenser

melalui pipa ekor di bagian bawah.

S & K MULTI SPRAY (M-S)barometric kondensorAPLIKASIMeskipun S & K Kondensor Multi-Semprot barometricdikembangkan terutama untuk memecahkan masalah kondensasidi mana pasokan air terbatas, hal ini juga cocok dioperasi dimana suhu air yang tinggi dalam kaitannyauntuk vakum persyaratan, atau di mana volume besar noncondensablesharus dihilangkan.KONSTRUKSITubuh pembangunan Condenser S & K Multi-Spraysangat mirip dengan yang ada pada desain Semprot Multi-Jet dansemprot pengaturan nosel melingkar di bagian atas unit inisama. Nozel jet jenis ada yang digunakan, namun.Nosel penyemprot perunggu dirancang khusus dengankonstruksi spiral dilemparkan sebagai bagian integral dari nosel

perumahan. Mereka memiliki diameter lubang tidak kurang darisatu inci dan tidak tunduk pada penyumbatan, asalkanpasokan air dilindungi oleh layar atau saringan yang memiliki1/4 atau 3/8 inci mesh. Nozel yang mudah diaksesdari luar dengan cara bukaan inspeksi terletakberlawanan nozzle masing-masing. Lihat halaman 12 untuk rincian tentang ininozel.OPERASIThe S & K Multi-Semprot Kondensor beroperasi dengan terminalPerbedaan ke 5 ° F. Uap masuk kondensor padabagian atas dan dicampur dengan air injeksi yangdisampaikan melalui nozel semprot beberapa. ituTindakan bawah ini semprotan konvergen menciptakanhisap di samping tindakan kondensasi mereka. uapmengembun dalam ruang semprot yang disampaikan dengankondensasi air panas-baik melalui barometrickaki.Non-condensables diambil melalui hisap udararuang untuk pra-dingin, di mana air yang disampaikan olehnosel semprot menurunkan suhu udara-uapBahan dan mengembun hampir semua uap. itucampuran yang tersisa dikirim ke pompa udara berada padadekat bahwa dari semprotan air suhu yangmengurangi ke minimum jumlah uap terkondensasidihapus oleh pompa udara. Perhatikan desain diri pengeringanFitur yang menghindari korosi dan menyumbat selamamusiman menutup-down.

Page 7: Barometric Condenser

S & K COUNTER-CURRENT (C-C)barometric kondensorAPLIKASIDimana pasokan air terbatas atau jumlah yang berlebihannon-condensables memerlukan penggunaan vakum terpisahpompa, dan kondisi setempat memerlukan sebuah inlet sisi uap,S & K barometric Counter-Lancar Kondensor, Type 597adalah kondensor S & K hanya tersedia dalam ukuran kecil untukmemenuhi persyaratan dari kondisi di atas.KONSTRUKSITipe 598 Kondensor terdiri dari silinder tubuhdengan sisi uap inlet, inlet air, restoran, dan internaldistribusi nampan. Tersedia dalam ukuran No 18 dan lebih besar,mereka telah dibuat konstruksi.Tipe 597 Kondensor dibuat dalam ukuran No 0 hingga 5,dalam besi cor atau Haveg dan Fiberglass Polyester. merekamemanfaatkan nosel semprot untuk distribusi air awal, dannampan untuk menjaga tirai yang tepat.S & K Counter-Lancar Kondensor jenis ini memerlukansteam jet pompa vakum terpisah seperti yang dijelaskan dalam Buletin5EH. Ilustrasi dari instalasi 598 Type menunjukkankhas barometric pengaturan dengan pompa udara tambahan.OPERASIDalam kedua tipe 597 dan tipe 598 unit, injeksi air

memasuki kondensor melalui nozzle air di bagian atasunit. Sebuah nampan distribusi di shell menyediakan air "tirai "di mana uap harus lulus. semprotnozel berada untuk memberikan efektif maksimumindependen dari meratakan kondensor distribusi.Sebagian besar uap memasuki kondensor akan diembunkan dalambagian bawah shell, dan non-condensables yangkemudian diminta untuk melakukan perjalanan ke atas melalui tirai air.Sebuah pengaturan baffle disediakan di hisap udarakoneksi untuk mengurangi seminimal mungkin carry-overair yang mungkin telah entrained sebagai udara melewatimelalui kondensor.