KONDENSOR BY NESYPRTW

1.

1. Pengertian Kondensor

Pengertian Kondensor

Kondensor merupakan alat penukar kalor (Heat Exchanger) yang berfungsi

Kondensor merupakan alat penukar kalor (Heat Exchanger) yang berfungsi

mengkondensasikan

mengkondensasikan uap bekas dari t

uap bekas dari turbin menjadi titik-titik

urbin menjadi titik-titik air (air

air (air kondensat) dan air y

kondensat) dan air yang

ang

terkondensasi menjadi air ditampung pada Hotwell. Selanjutnya air tersebut disirkulasikan

terkondensasi menjadi air ditampung pada Hotwell. Selanjutnya air tersebut disirkulasikan

kembali keboiler untuk diproses kembali menjadi uap .Uap m

kembali keboiler untuk diproses kembali menjadi uap .Uap m

engalir di luar pipa-pipa (engalir di luar pipa-pipa (shell sideshell side)) sedangkan air sebagai pendingin mengalir di dalam pipa-pipa (

sedangkan air sebagai pendingin mengalir di dalam pipa-pipa (tube sidetube side). Kondensor seperti ini disebut). Kondensor seperti ini disebut kondensor tipe surface (permukaan). Kebutuhan air untuk pendingin di

kondensor tipe surface (permukaan). Kebutuhan air untuk pendingin di kondensor sangat besar sehinggakondensor sangat besar sehingga dalam perencanaan biasanya sudah diperhitungkan.Air pendingin diambil dari sumber yang cukup 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 persediannya, yaitu dari danau, sungai atau laut. Posisi kondensor umumnya terletak dibawah turbin sehingga memudahkan ali

sehingga memudahkan aliran ran uap keluar turbin uuap keluar turbin untuk masuk kondenntuk masuk kondensor karena gravitasi.sor karena gravitasi.

Laju perpindahan panas tergantung pada aliran air pendingin, kebersihan pipa-pipa dan perbedaan 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 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 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 sama dengan temperatur udara luar, maka temperatur air kondensatnya maksimum mendekati temperatur udara luar. Apabila laju perpindahan panas terganggu, maka akan berpengaruh terhadap temperatur udara luar. Apabila laju perpindahan panas terganggu, maka akan berpengaruh terhadap tekanan dan temperatur.

tekanan dan temperatur.

Gb 1 Prinsip kerja kondensor

Gb 1 Prinsip kerja kondensor

Proses pada kondensor yang terjadi

Proses pada kondensor yang terjadi adalah proses perpindahan panas. Panadalah proses perpindahan panas. Panas dari uap bekas diteruskanas dari uap bekas diteruskan ke massa Fluida pendingin melalui media pemisah yaitu permukaan perpindahan panas yang dibuat 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

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 seda ng beroperasi.

Gb 4. posisi kondensor dibawah turbin

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

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

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 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 electri c 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