Teori Dasar 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 .
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 (0C)
to = Temperatur air pendingin keluar Kondensor (0C)
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.
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.
Condensor dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu :
1. 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.
2. 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.
. Fungsi Utama Kondensor
Dengan vakum kondensor yang bagus, maka efisiensi turbin bagus.
Menampung dan mengontrol air kondensat.
Mengeluarkan udara atau gas yang tidak terkondensasi.
Bagian Utama Kondensor
Kondensor secara umum terdiri dari shell, water box, tube plat, tube support, hotwell dan sebagainya (lihat gambar 2.10. halaman 20).
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
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.
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)
Kondensor adalah alat untuk membuat kondensasi bahan pendingin gas dari kompresor dengan suhu tinggi dan tekanan tinggi. Untuk penempatanya sendiri, kondensor ditempatkan diluar ruangan yang sedang didinginkan, agar dapat membuang panasnya keluar. Kondensor merupakan jaringan pipa yang berfungsi sebagai pengembunan. Refrigerant yang yang
dipompakan dari kompresor akan mengalami penekanan sehingga mengalir ke pipa kondensor, kemudian mengalami pengembunan. Dari sini refrigerant yang sudah mengembun dan menjadi zat cair akan mengalir menuju pipa evaporator.
Kondensor adalah salah satu jenis mesin penukar kalor (heat exchanger) yang berfungsi untuk mengkondensasikan fluida kerja
Secara umum, terdapat 2 jenis kondensor yaitu : 1. Surface condenser
Prinsip kerja surface condenser 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 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.
a. Horizontal kondenser
Air pendingin masuk konddensor melalui bagian bawah, kemudian masuk ke dalam pipa-pipa pendingin dan keluar pada bagian atas Sedangkan arus panas masuk lewat bagian tengah kondenser dan keluar sebagai kondensat pada bagian bawah kondensor.
b. Vertical condenser
Air pendingin masuk konddensor melalui bagian bawah, kemudian masuk ke dalam pipa-pipa pendingin dan keluar pada bagian atas Sedangkan arus panas masuk lewat bagian atas kondenser dan keluar sebagai kondensat pada bagian bawah kondensor.
2. Direct-contact condenser
Direct-contact atau open condenser digunakan pada beberapa kasus khusus, seperti : 1. Geothermal powerplant
2. Pada powerplant yang menggunakan perbedaan temperatur di air laut (OTEC)
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 bagian bawah bercampur dengan air pendingin pada bagian tengah menghasilkan kondensat yang mendekati fase saturated.Kemudian dipompakan kembali ke cooling Tower . Sebagian dari kondensat dikembalikan ke boiler sebagai feedwater. Sisanya didinginkan, biasanya didalam dry- (closed-) cooling tower . Air yang didinginkan pada Cooling tower disemprotkan ke exhaust turbin dan proses berulang.
• Kekurangan dan Kelebihan Kondenser A. Horizontal Kondenser
1. Dapat dibuat dengan pipa pendingin bersirip sehingga relaif berukuran kecil dan ringan 2. Pipa pendingin dapat dibuat dengan mudah
3. Bentuk sederhana dan mudah pemasangannya 4. Pipa pendingin mudah dibersihkan
B. Vertikal Kondenser
1. Harganya murah karena mudah pembuatannya.
2. Kompak karena posisinya yang vertikal dan mudah pemasangan
