1.
1. KLASIFIKASI HRSG.KLASIFIKASI HRSG. HRSG
HRSG adalah singkatan dari Heat Recovery Steam Generator, adalah peralatan utama dari Pusat Listrikadalah singkatan dari Heat Recovery Steam Generator, adalah peralatan utama dari Pusat Listrik Tenaga Gas-Uap yang berfungsi untuk memanfaatkan gas bekas/buang turbin gas untuk memperoduksi uap Tenaga Gas-Uap yang berfungsi untuk memanfaatkan gas bekas/buang turbin gas untuk memperoduksi uap air bertekanan.
air bertekanan.
Panas/kalor yang dipindahkan dari gas buang tersebut seluruhnya berpindah dengan cara konveksi ke air Panas/kalor yang dipindahkan dari gas buang tersebut seluruhnya berpindah dengan cara konveksi ke air yang berada dalam pipa. Gas buang turbin mengalir memanasi peralatan HRSG mulai dari superheater, yang berada dalam pipa. Gas buang turbin mengalir memanasi peralatan HRSG mulai dari superheater, ekonomiser dan preahter dan selanjutnya keluar melalui cerobong.
ekonomiser dan preahter dan selanjutnya keluar melalui cerobong.
Prinsip dasar memilih perlengkapan HRSG sama dengan yang digunakan pada ketel-ketel industri lainnya. Prinsip dasar memilih perlengkapan HRSG sama dengan yang digunakan pada ketel-ketel industri lainnya. Tetapi perencanaan harus memperhatikan susunan dalam pembangkitan uap yang berkaitan dengan instalasi Tetapi perencanaan harus memperhatikan susunan dalam pembangkitan uap yang berkaitan dengan instalasi pembangkitan.
pembangkitan.
Efisiensi siklus dan nilai ekonomis merupakan kunci utama dalam menentukan kondisi siklus dasar. Kondisi Efisiensi siklus dan nilai ekonomis merupakan kunci utama dalam menentukan kondisi siklus dasar. Kondisi lainnya yang mempengaruhi perencanaan ialah tentang operasi para meter kinerja termal dengan berbagai lainnya yang mempengaruhi perencanaan ialah tentang operasi para meter kinerja termal dengan berbagai kondisi dan situasi, kebutuhan uap harga dan lokasi yang ada.
kondisi dan situasi, kebutuhan uap harga dan lokasi yang ada.
Gambar 1. HRSG Mendatar Sirkulasi Alam. Gambar 1. HRSG Mendatar Sirkulasi Alam.
Gambar 2. HRSG Vertikal Sirkulasi Paksa. Gambar 2. HRSG Vertikal Sirkulasi Paksa.
2.
2. PRINSIP DASAR HRSG.PRINSIP DASAR HRSG.
Energi panas yang terkandung didalam gas buang/exhaust turbin gas yang temperaturnya masih cukup Energi panas yang terkandung didalam gas buang/exhaust turbin gas yang temperaturnya masih cukup tinggi (sekitar 560
tinggi (sekitar 560 OOC) dialirkan masuk kedalam C) dialirkan masuk kedalam HRSG untuk HRSG untuk memanaskan air dmemanaskan air di dalam pi dalam pipa-pipaipa-pipa pemanas
pemanas (evaporator), (evaporator), selanjutnya selanjutnya keluar keluar ke ke cerobong cerobong dengan dengan temperatur temperatur sekitar sekitar 150150 OOC. Air didalamC. Air didalam pipa-pipa pemanas
pipa-pipa pemanas yang berasal yang berasal dari drum dari drum mendapat pemanasan mendapat pemanasan dari gas dari gas panas tersebut, panas tersebut, sebagian besarsebagian besar akan berubah menjadi uap dan yang lain masih berbentuk air. Campuran air dan uap ini selanjutnya akan berubah menjadi uap dan yang lain masih berbentuk air. Campuran air dan uap ini selanjutnya masuk kembali kedlam drum. Didalam drum, uap dipisahkan dari air dengan menggunaan pemisah uap masuk kembali kedlam drum. Didalam drum, uap dipisahkan dari air dengan menggunaan pemisah uap yang disebut
yang disebut Sparator.Sparator.
Uap yang sudah terpisah dari air selanjutnya digunakan untuk menggerakkan turbin uap, sedangkan air Uap yang sudah terpisah dari air selanjutnya digunakan untuk menggerakkan turbin uap, sedangkan air yang tidak menjadi uap disirkulasikan kembali kedalam pipa-pipa pemanas bersama-sama dengan air yang tidak menjadi uap disirkulasikan kembali kedalam pipa-pipa pemanas bersama-sama dengan air pengisi yang baru. Demikian proses ini berlangsung
Gambar. Prinsip Dasar HRSG Gambar. Prinsip Dasar HRSG
3.
3. PERBEDAAN UTAMA ANTARA HRSG DAN KETELPERBEDAAN UTAMA ANTARA HRSG DAN KETEL
Pada prinsipnya, antara HRSG dan Boiler adalah sama, yaitu suatu peralatan yang digunakan untuk Pada prinsipnya, antara HRSG dan Boiler adalah sama, yaitu suatu peralatan yang digunakan untuk mengubah air menjadi uap dengan bantuan panas. Yang sangat mendasar dalam perbedaan ini adalah mengubah air menjadi uap dengan bantuan panas. Yang sangat mendasar dalam perbedaan ini adalah sumber panas yang digunakan untuk membangkitkan uap.
sumber panas yang digunakan untuk membangkitkan uap.
Sumber panas utama yang digunakan untuk membangkitkan uap berasal dari energi panas yang Sumber panas utama yang digunakan untuk membangkitkan uap berasal dari energi panas yang terkandung didalam gas buang turbin gas/PLTG yang dialirkan masuk kedalam HRSG untuk terkandung didalam gas buang turbin gas/PLTG yang dialirkan masuk kedalam HRSG untuk
Gambar 4. HRSG Sumber Panas berasal dari Gas buang. Gambar 4. HRSG Sumber Panas berasal dari Gas buang.
Sangkan pada KETEL, sumber panas yang digunakan untuk membangkitkan uap berasal dari Sangkan pada KETEL, sumber panas yang digunakan untuk membangkitkan uap berasal dari pembakaran bahan bakar
pembakaran bahan bakar didalam ruang bakar, didalam ruang bakar, bisa berupa bisa berupa bahan bakar bahan bakar padat (batu barapadat (batu bara), cair ), cair (minyak)(minyak) atau gas.
Gambar 5. Ketel Sumber Panas berasal dari Pembakaran bahan bakar.
Kecuali perbedaan yang sangat mendasar tersebut, perbedaan lainya adalah bahwa pada HRSG : • Tidak mempunyai ruang bakar
• Tidak ada sistem bahan bakar • Tidak ada sistem udara bakar
• TIdak ada penghembus jelaga/soot blower
Dan semua peralatan - peralatan tersebut selalu digunakan pada Boiler Konvensional. Konfigurasi HRSG pada PLTGU
HRSG untuk PLTGU, mempunyai banyak variasi baik tippe maupun jumlah HRSG untuk setiap unit PLTGU, seperti pada konfigurasi berikut :
Konfigurasi Secara Umum
Gambar 6. Konfigurasi HRSG pada PLTGU
Uap dari kedua HRSG tekanan rendah maupun tekanan tinggi bergabung pada masing-masing manifold untuk selanjutnya digunakan untuk menggerakkan Turbin uap.
4. JENIS-JENIS HRSG.
4.1. HRSG Dengan Sirkulasi Alam
Gambar 7. HRSG dengan Sirkulasi Alam (PLTGU Muara Tawar)
HRSG dengan sirkulasi alam, pipa-pipa pemanas disusun secara tegak, dan gas panas melintasi pipa-pipa pemanas dengan arah mendatar. Gas buang selanjutnya keluar ke Cerobong yang bisanya
dipasang disisi ujung HRSG. Tipikal HRSG dengan sirkulasi akan seperti pada gambar berikut. 4.1.1. Prinsip Dasar Sirkulasi Alam
Lihat Gambar diatas
Tube A = - Tekanan didalam tube A = tinggi air didalam tube A - Spesifik volume = V 1.
Tube B = - Tekanan didalam tube B = tinggi campuran air + uap didalam tube B. - Spesifik volume = V 2.
V2 < V1. Sehingga tekanan di B < tekanan di A, dan air akan turun di A dan naik di B, sehingga terjadi sirkulasi.
4.1.2. Tipikal Susunan Pipa-Pipa pada HRSG Sirkulasi Alam
Gambar 8. Susunan Pipa-pipa HRSG Sirkulasi Alam.
Inlet Duct HRSG disambungkan dengan Exhaust (sisi keluar) Turbin Gas dengan menggunakan expansion joint, digunakan untuk memasukkan gas bekas dari turbin gas yang bertemperatur sekitar 1.100 OF ( 600 OC ).
Dalam kondisi ini, Inlet Duct terbuat dari casing baja yang diisolasi dengan tujuan untuk menghindari adanya kerugian panas ke udara luar. Cerobong/Stack dipasang pada sisi ujung belakang HRSG.
Perpindahan panas berlangsung pada rangkaian pipa (bank tube) yang dipasang secara vertikal dalam bentuk modul.
4.2.1. Prinsip Dasar Sirkulasi Paksa
Pada HRSG dengan sirkulasi paksa, bunder-bundel pipa-pipa penukar panas dipasang secara mendatar. Gas panas masuk dari sisi bawah bergerak keatas melintang pipa-pipa penukar panas, dan selanjutnya keluar ke cerobong yang verada langsung diatas HRSG.
Air pengisi masuk kedalam Drum melewati Ekonomizer. Dengan menggunakan Pompa sirkulasi, air didalam drum disirkulasikan ke pipa-pipa penguapan (evaporator) dan terjadi perpindahan panas dari gas panas ke air melalui dinding pipa pemanas, sehingga berlangsung proses pembentukan uap. Uap yang terbentuk tadi, bersama-sama dengan air ikut bersirkulasi dan masuk kembali ke dalam drum. Uap uamh terpisah dari air didalam drum, selanjutnya digunakan untuk penggerak turbin setelah melalui superheater.
Air yang tidak menjadi uap, bercampur dengan air pengisi dan disirkulasikan kembali ke dalam pipa-pipa penguapan dengan menggunakan pompa sirkulasi.
Perbedaan utama dengan HRSG sirkulasi alami. Adalah pada HRSG ini diperlukan pompa sirkulasi yang berguna untuk mensirkulasikan air didalam HRSG.
Umumnya, pompa sirkulasi ini mempunyaai Laju Sirkulasi / Circulation rate sekitar 1,7.
Artinya, jumlah air yang disirkulasikan adalah 1,7 x kapasitas penguapan. Pipa -pipa pemanas dalam bantuk modul, dipasang secara mendatar (horizontal).
Gas panas dari exhaust turbin gas masuk dari sisi bawah, dan sambil mengalir keatas memanaskan pipa-pipa pemanas, untuk keluar ke cerobong yang dipasang diatas HRSG.
4.2.2. Tata Letak HRSG Dengan Sirkulasi Paksa
Tipikal dari HRSG dengan sirkulasi paksa adalah seperti pada gambar berikut, dan tipe jenis ini yang paling banyak digunakan di Indonesia.
Gambar.10 Tata Letak HRSG dengan Sirkulasi Paksa (Tipikal)
Pipa-pipa pemanas dalam brntuk model dipasang secara mendatar, dan gas pamenas mengalir tegag lurus terhadap pipa-pipa penukar kalor (heat exchanger) dari sisi bawah keatas dan keluar cerobong yang berada langsung diatas deretan pipa pemanas.
4.3. HRSG Dengan Tekanan Tunggal (Single Pressure)
Gambar.11 HRSG dengan Tekanan Tunggal
Uap yang dihasilkan hanya satu jenis tekanan kerja, dan langsung digunakan untuk menggerakkan turbin uap.
4.4. HRSG Dual Pressure Dengan Sirkulasi Paksa
Pada HRSG jenis ini, tekanan uap yang dihasilkan ada 2 macam, yaitu uap tekanan rendah (Low Pressure) dan uap tekanan tinggi (High Pressure) seperti pada gambar berikut.
Uap tekanan tinggi digunakan untuk menggerakkan turbin tekanan tinggi. Sedangkan uap tekanan rendah bersama-sama dengan uap bekas dari turbin tekanan tinggi digunakan untuk menggerakkan turbin tekanan rendah, dan sebagian uapnya digunakan sebagai uap bantu (auxiliary steam).
4.4.1. Aliran Gas Panas
Gas panas dari exhaust (sisi keluar) turbin gas, masuk melalui sisi bawah HRSG, mengalir keatas ke Cerobong yang dipasang diatas HRSG sambil memanaskan Superheater (pemanas uap lanjut), pipa penguapan tekanan tinggi, Ekonomizer tekanan tinggi, pipa penguapan tekanan rendah, Ekonomizer
tekanan rendah dan Preheater (pemanas awal).
Suhu Gas buang yang keluar cerobong, dibatasi harus tetap berada diatas “Dew Point” (titik embun) yaitu sekitar 150 OC, dan batasan ini berlaku untuk hampir semua jenis HRSG
4.4.2. Sirkulasi Air dan Uap Air Pengisi :
Air pengisi dipompa masuk ke Deaerator melewati Preheater (panas awal) agar mendapat pemanasan awal dari gas buang sebelum keluar cerobong. Didalam Deaerator, gas-gas yang terkandung didalam air pengisi dibuang dengan proses deaerasi ke udara luar.
Sisi Tekanan Rendah :
Dengan menggunakan pompa pengisi tekanan rendah (LP-BFP) air dari dearator dipompa menuju Drum tekanan rendah, selanjutnya air disirkulasikan ke pipa-pipa penguapan dengan menggunakan pompa sirkulasi tekanan rendah.
Didalam LP Evaporator, air yang disirkulasikan mendapat pemanasan dari gas pemanas, sampai sebagian besar air berubah menjadi uap.
Campuran uap dan air ini selanjutnya masuk ke drum. Didalam drum, uap dipisahkan dari air dengan menggunakan sparator. Uap tekanan rendah yang dihasilkan selanjutnya digunakan untuk menggerakkan turbin tekanan rendah (LP Turbine) dan sebagian digunakan untuk uap bantu/Auxiliary Steam.
Air yang tidak berubah menjadi uap masuk didalam drum bercampur dengan air pengisi, yang selanjutnya disirkulasikan kembali.
Sisi Tekanan Tinggi (HP)
Proses sirkulasinya sama dengan sisi tekanan rendah, tetapi uap yang dihasilkan dimasukkan ke Pemanas Lanjut/Super Heater Tekanan Tinggi. Uap pemasan lanjuit tekanan tinggi ini selanjutnya digunakan untuk menggerakkan turbin uap tekanan tinggi.
4.5. HRSG dengan Tekanan Bertingkat.
HRSG tipe ini mempunyai 3 (tiga) level tingkat tekanan yang berada, yaitu sisi tekanan rendah (LP) sisi tekanan menengah IP dan sisi tekanan tinggi HP seperti pada konfigurasi dibawah ini.
Gambar 13.HRSG dengan Tekanan Bertingkat
4.5.1. Sirkulasi Gas Panas
Gas panas yang berasal dari exhaust(sisi keluar) turbin gas mengalir mendatar sambil memanaskan pipa-pipa penukar kalor (heat exchanger) yang dipasang secara tegak didalam HRSG yang terdiri
dari :
• Pipa-pipa Superheater (pemanas uap lanjut) tekanan tinggi • Pipa-pipa penguapan Evaporator (penguap) tekanan tinggi • Pipa-pipa superheater (pemanas uap lanjut) tekanan menengah • Pipa-pipa Ekonomizer tekanan tinggi
• Pipa-pipa penguapan Evaporator (penguap) tekanan menengah • Pipa-pipa ekonomizer tekanan menengah
• Pipa-pipa penguapan tekanan rendah
4.5.2. Sirkulasi dan Uap. A. Sisi tekanan Rendah (LP)
Sisi tekanan redah hanya terdiri dari pipa-pipa penguapan (evaporator). Tidak ada superheater (pemanas uap lanjut) maupun ekonomizer. Air pengisi disuplai langsung ke Drum tekanan rendah, untuk selanjutnya mendapatkan pemanasan pada pipa-pipa penguapan sehingga terjadilah pembentukan uap.
Uap yang terbentuk ditampung pada sisi atas bagian dalam drum berupa uap jenuh dengan tekanan sekitar 6,9 bar dan temperatur 164 OC (328 OF)
Penggunaan yang ideal uap tekanan rendah ini adalah untuk keperluan proses deaerasi/air pengisi pada deaerator, sehingga temperatur air pengisi naik mendekati titik penguapan jenuh.
Dengan demikian pada sisi tekanan rendah tidak lagi diperlukan pemanas awal Preheater (pemanas awal) ataupun Ekonomizer.
B. Sisi Tekanan Menengah ( IP )
Uap jenuh (saturded steam) yang dihasilkan pada sisi tekanan menengah ini adalah sekitar 27 bar (400 Psi) dengan temperatur 230 OC (445 OC). Dalam susunan ini, air pengisi untuk tekanan menengah sebelum masuk IP drum harus melewati IP Ekonomiser.
IP Economizer direncanakan maupun menaikan temperatur air pengisi tekanan menengah. Untuk mengatur laju aliran air pengisi agar level air didalam drum pada posisi yang benar, maka pada saluran masuk IP ekonomiser dipasang katup kontrol.
Uap tekanan menengah yang dihasilkan, selanjutnya digunakan untuk menggerakkan turbin uap ataupun untuk keperluan proses yang lain, dengan melewati tekanan menengah Superhetaer sehingga temperaturnya naik mencapai sekitar 370 OC ( 700 OF ).
C. Sisi Tekanan Tinggi (HP)
Pada sisi tekanan tinggi (HP), tekanan uap yang dihasilkan bisa mencapai 100 bar ( 1500 Psi). Dalam kondisi ini, suhu uap jenuh didalam drum mendekati 315 OC ( 600 OF ).
HP Ecconomizer direncanakan mampu menaikan temperatur air pengisi hingga mencapai sekitar 240
O
C (460 OF). Aliran air pengisi yang masuk ke HP Economizer dikontrol oleh katup kontrol dengan tujuan untuk menjaga agar level air didalam HP drum pada posisi yang benar.
Selanjutnya uap dari HP drum sebelum digunakan untuk menggerakkan turbin, dipanaskan lebih lanjutkan pada HP superheater.
HRSG tipe ini, secara garis besar sama dengan HRSG jenis multiple pressure, tetapi perbedaannya terletak pada pemanas ulang (Reheater).
Uap tekanan tinggi setelah digunakan untuk menggerakkan Turbin Tekanan Tinggi dipanaskan ulang pada reheater bersama-sama dengan uap tekanan menengah IP.
Dengan adanya pemanas ulang ini, maka uap bekas dari turbin tekanan tinggi dan uap tekanan menengah temperaturnya naik mencapai sekitar 1000 OF sehingga energi panas yang terkandung didalamnya bertambah besar.
Selanjutnya uap panas ulang ini digunakan untuk menggerak turbin tekanan menengah, dan uap bebasnya digunakan untuk menggerakkan turbin tekanan rendah.
Gambar 15. HRSG dengan Pemanas Ulang 4.7. HRSG Dengan Auxiliary Burner (Burner Bantu).
HRSG dengan Auxiliary Burner atau Burner Bantu dengan tujuan untuk meningkatkan temperatur gas. Agar didapatkan pembakaran yang sempurna pada Burner Bantu, maka diperlukan udara bakar lebih dari gas exhaust (sisi keluar) turbin gas. Hal ini hanya bisa dicapai dengan cara mengurangi jumlah bahan bakar yang masuk ke turbin gas, yang dengan sendirinya daya turbin gas menjadi lebih
5. KONSTRUKSI HRSG
Konstruksi HRSG yang akan dibahas dalam topik ini adalah HRSG dengan jenis : • Untuk PLTGU dengan 3 turbin gas, 3 HRSG dan 1 turbin uap
• Jenis vertikal dengan susunan pipa-pipa pemanas yang dipasang mendatar. • Sirkulasi bantu
• Dual pressure
• Non Burner Assisted 5.1. Prinsip Dasar
Dalam operasinya setiap HRSG mendapat suplai panas dari gas buang Turbin Gas sebagai energi panas untuk membangkitkan uap.
Besar kesilnya energi panas dari sisi keluar tirbin gas tersebut tergantung dari besarnya daya turbin gas yang dibangkitkan dan kondisi udara luar.
Suhu gas buang turbin gas pada beban penuh pada saat masuk inlet HRSG adalah sekitar 560 OC. Gas buang ini selanjutnya digunakan untuk memanaskan pipa-pipa pemanas HRSG guna pembentukan uap dan selanjutnya keluar ke cerobong dengan temperatur sekitar 150 OC.
Gas buang dari turbin gas tidak semuanya harus dialirkan masuk ke HRSG, tetapi jumlahnya tergantung dari jumlah kebutuhan panas yang diperlakukan oleh HRSG, misalnya pada saat start atau penurunan beban.
Besar kecilnya jumlah aliran gas panas yang disuplai ke HRSG diatur dengan menggunakan Diverter Damper dan By Pass Stack yang dipasang pada sisi masuk HRSG.
Uap yang dihasilkan oleh ke 3 Unit HRSG adalah Dual Pressure, ayaitu : • Sisi tekanan rendah pada beban penuh sekitar 6 bar
• Sisi tekanan tinggi pada beban penuh sekitar 87 bar Digunakan untuk menggerakkan 1 (satu) unit turbin uap.
Sirkulasi air pada sisi tekanan rendah dan sisi tekanan tinggi menggunakan sirkulasi bantu. Beberapa keuntungan yang didapat dengan sistem sirkulasi bantu ini antara lain :
• Start yang cepat
• Mempunyai respon yang baik dalam mempertahankan aliran air ke pipa-pipa pemanas pada laju pengeluaran uap penuh.
HRSG dengan aliran gas panas arah vertikal dan keluar ke Cerobong yang dipasang langsung diatas HRSG sambil memanaskan pipa-pipa Superheater(pemanas uap lanjut), Evaporator dan Ekonomizer yang dipasang secara mendatar didalam HRSG.
Dinding HRSG berupa Steel Plate Duct diisolasi sisi luar yang direncanakan untuk tekanan kerja dari sisi dalam maksimum 50 mbar.
Untuk mengatasi adanya ekspansi termal pada saat operasi, pada Duct dan casing HRSG dipasang suatu expansion joint (sambungan ekspansi). Pada tempat-tempat dudukan antara tubes/pipa -pipa pemanas diikatkan pada casing juga dipasang expansion joint, guna memberikan konpensasi terhadap
adanya perbedaan exspansi.
Bagian-bagian dari HRSG seperti : Casing, Drum, sistem pemipaan dan Exhaust (sisi keluar) stack dipasangi isolasi pada sisi luar dengan menggunakan mineral wool. Tebal isolasi tergantung dari tinggi rendahnya temperatur pada peralatan yang dimaksud. Penutup isolasi mineral wool terbuat dari alumunium yang tebalnya 1 mm.
Fungsi iasolai kecuali untuk mengurangi adanya kerugian panas, juga untuk menurunkan emisi kebisingan.
Cerobong HRSG dengan diameter sisi dalam sekitar 5400 mm dipasang pada level ketinggian 27,2 m dan tinggi seluruhnya dari pondasi adalah 45 m, dimana pada ujung cerobong dipasang Outlet Damper yang dioperasiakan secara manual. Secara umum, permukaan pemanas terdiri dari Finned Tubes, atau tubes yang bersirip. Tubes pipa-pipa pemanas adalah Seamless Type, dan sirip-sirip dipasang secara spiral pada tubes dengan menggunakan Las Pnetrasi Frequensi tinggi.
Komponen yang lain seperti pemipaan dan heater jaga dipabrikasi dari Seam Less Tubes.
Setiap HRSG dilengkapi Blowdown tank, Blowdon System, dan Drain untuk Drum, Header dan peralatan pendukung yang lain.
5.2. Sistem Gas Panas Sistem Gas Panas
Sistem gas panas ini terdiri dari tiga kompnen utama, yaitu : • Diffusor
• Di Werter Damper dan By Pass Stack • Stack
Secara umum susunan sistem gas panas pada HRSG adalah seperti pada gambar berikut :
5.2.1. Diffusor
Fungsi : untuk menghubungkan exhaust turbin gas dengan inlet HRSG
Diffusor terbuat dari plat baja Austenitic berdinding tunggal, dan berbentuk konikal.
Dengan bentuk konikal yang lebar pada sisi belakang, akan memberikan lobang laluan gas panas yang lebih luas, sehingga perjalanan gas panas menjadi lebih lambat.
Permukaan luar Diffusor dipasang isolasi yang dibungkus dalam arah horizontal yang menghubungkan sisi exhaust turbin gas dan sisi inlet Diverter Damper.
5.2.2. Diverter Damper dan By Pass Stack
Fungsi : Untuk mengatur atau menutup aliran gas panas yang masuk ke HRSG.
Dengan adanya Diverter Damper, maka besarnya aliran gas panas yang masuk ke HRSG bisa diatur sesuai dengan kebutuhan, terutama pada saat penaikan dan penurunan beban turbin uap, dan sisa gas dibuang ke By Pass Stock.
Kecuali hal tersebut, maka memungkinkan HRSG bisa shut down untuk melaksanakan perbaikan tanpa harus mematikan turbin gas. Dalam kondisi ini, maka Diverter Damper akan menutup secara rapat aliran gas yang ke HRSG, dan gas panas dibuang melalui By Pass Stack.
Umumnya, pengoperasian Diverter Damper menggunakan actuator hydrolik, dilengkapi dengan 2 (dua) buah silinder hydrolik yang berfungsi untuk menggerakkan dan mengatur posisi Divert sesuai dengan kebutuhan operasi.
Pada poros penggerak dipasang “Position Transmitter” yang berguna untuk mengetahui posisi Divert. Ada kalanya dipasang pula Limit Switch yang memberikan signal :
• “ By Pass Duct Clossed” atau
• “ Exhaust Gas Duct to HRSG Clossed”
5.2.3. Cerobong
HRSG yang dikonstruksi dengan aliran gas panas arah vertikal, cerobong/stack dipasang langsung diatas HRSG.
Cerobong HRSG dengan total ketinggian sekitar 45 m, dengan ukuran pada sisi atas 5400 mm dan sisi bawah persegi empat 19.200 x 7050 m sesuaai dengan casing HRSG.
Pada elevasi ketinggian sekitar 27 m, di pasang Outlet Damper yang dioperasikan secara manual. Outlet Damper terdiri sebuah rangka dan 2 (dua) buah blade dengan susunan beaaring yang tidak simetris. Kedua blade dapat digerakkan secara tersendiri dengan menggunakan roda tangan yang
Pada posisi menutp, Out let damper akan mencegah adanya kebocoran atau rembesan air hujan yang akan masuk pada ruangan dibawah damper. Dengaan adanya saluran pengumpul, air hujan akan disalurkan dan dibuang keluar melalui dinding stack.
Pada saat unit beroperasi dan posisi damper tertutup, maka pada ruangan dibawah exhaust damper akan terjadi kenaikkan tekanan positiv, hingga mencapai sekitar 15 mbar.
Oleh karena damper blade dikonstruksi dengan dengan posisi bearing yang tidak simetris, maka dengan adanya kenaikkan tekanan positif dibawah damper blade akan menyebabkan timbulnya torque yang mampu menggerakkan dan membuka damper blade.
Besarnya tekanan pembukaan damper blade bisa diatur dengan menstel kopling yang dipasang antara penggerak dan poros damper, dan sebuah pemberat dipasang dengan tujuan untuk memberikan
kesetabilan pada saat pembukaan damper blade.
Untuk menutup damper blades, penggerak dioperasikan secara manual sampai posisi kopling
mengikat lagi. Selanjutnya damper bisa ditutup kembali secara manual dengan memutar penggerak posisi dari damper blade biasanya ditunjukkan pada limit switch.
6. SISTEM AIR DAN UAP TEKANAN RENDAH
Sistem air dan uap tekanan rendah pada HRSG ini terdiri dari • Sistem Condensate Preheater
• Deaerator
• Drum tekanan rendah (LP Drum) • Ekonomizer tekanan rendah (LP Eco)
• Pipa-pipa penguapan tekanan rendah ( LP Evaporator) • Superheater tekanan rendah (LP SH)
• Sistem pipa uap tekanan rendah
Namun demikian tidak semua HRSG mempunyai komponen yang lengkap seperti yang tel ah disebutkan diatas. Hal ini tergantung dari design dan konstruksi HRSG sehingga akan membutuhkan tata letak dari komponen-komponen tersebut.
6.1.1. Tidak Menggunakan Preheater (pemanas awal) Tetapi Menggunakan pemanas Lanjut
Pada sistem ini, sisi tekanan rendah tidak menggunakan Preheater (pemanas awal). Air kondensat/air pengisi langsung mendapat pemanasan awal pada LP Ekkonomizer.
Deaerator langsung terintegrasi dengan Drum tekanan rendah dan terletak diatas Drum tekanan rendah.
Uap tekanan rendah sebelum masuk ke sisi belakang HP Turbin mendapat pemanasan lanjut, sehingga berupa uap panas lanjut tekanan rendah.
6.1.2. Menggunakan Preheater, Tidak Menggunakan Pemanas Lanjut Tekanan Rendah
Pada tippe ini, air pengisi mendapatkan pemanasan awal pada preheater (pemanas awal), selanjutnya air pengisi masuk ke deaerator yang terpisah dari Drum tekanan rendah.
Air pengisi dari deaerator yang telah dibebaskan dari gas yang tidak bisa terkondensi di pompa masuk ke Drum tekanan rendah dengan melewati LP Economizer untuk mendapatkan pemanas dari gas panas.
Uap jenuh tekanan rendah dari Drum tekanan rendah, langsung digunakan untuk menggerakkan LP. Turbin
6.2. Pemanas Awal (Preheater) Fungsi Pemanas awal adalah :
Untuk menaikan temperatur air kondensat/air pengisi ketel se belum masuk ke Deaerator.
Air kondensate atau air Make-Up sebagai air pengisi ketel/HRSG mendapat pemanasan awal didalam Preheater (pemanas awal) dari gas panas seblum keluar ke Cerobong.
Didalam preheater(pemanas awal), pemanasan air pengisi mencapai temperatur sedikit dibawah titik didih.
Modul dari preheater (pemanas awal) tubes terbuat dari pipa-pipa bersirip/fin tubes, dipasang pada bagian paling atas dari modul-modul pipa pemanas didalam HRSG.
6.3. Dearator
Fungsi Dearator adalah :
Untuk membuang gas-gas atau udara yang tidak terkondensasi yang terbawa kedalam air pengisi
Seperti telah dijelaskan pada bab terdahulu, bahwa jenis Deaerator ada yang lanagsung terintegrasi dengan Steam Drum dan ada yang terpisah atau tersendiri. Meskipun jenisnya berbeda tetapi fungsinya sama yaitu untuk membuang gas-gas atau udara yang tidak bisa terkondensasi atau NCG (Non Condensable Gas) yang terkandung didalam air pengisi.
Gas yang tidak bisa terkondensasi sifatnya merugikan yaitu menghambat perpindahan panas, dan udara bisa menyebabkan korosi dibagian dalam pipa-pipa air.
Gambar 19. Dearator dan tangki air pengisi
Dari sisi bawah, uap bantu/bled steam di semprotkan didalam deaerator mengarah keatas. Air pengisi disimpulkan dari sisi atas Deaerator mengarah ke bawah.
Akibatnya terjadi percampuran antara air pengisi dengan uap bantu. Air mendapat pemanasan dari uap dan uap akan mengembun menjadi air. Dalam proses ini terjadi pelepasan gas-gas yang tidak bisa terkondensasi dari air.
Gas-gas yang sudah terlepas dari air selanjutnya keluar ke udara luar melalui vent yang terpasang pada sisi atas deaerator.
Air pengisi yang mendapat pemanasan dari uap temperaturnya akan naik, dan bercampur dengan air dari pengembunan uap bantu.
Gambar 20. Dearator (Typical)
6.4. Ekonomiser Tekanan Rendah (LP ECONOMIZER)
Ekonomizer tekanan rendah berfungsi untuk memanaskan air pengisi sebelum masuk ke Drum tekanan rendah, dipasang pada bagian atas HRSG. Karena temperatur gas panas yang melewati Ekonomizer tekanan rendah ini sudah rendah, maka digunakan pipa pemanas bersisip fin tubes Arah aliran air condensat/air pengisi adalah Counter Flow atau tegak lurus terhadap aliran gas panas.
Untuk HRSG dengan kapasitas sekitar 65 MW LP Ekonomizer mempunyai data - data sebagai berikut :
• Permukaan pemanas terdiri dari 940 fin tubes sejajar. • Diameter tubes = φ 31,8 mm
• Tebal = 2, 6 mm
• Tekanan kerja max. = 22,1 bar
6.5. Drum Tekanan Rendah (drum tekanan rendah)
Drum tekanan rendah (Drum tekanan rendah) adalah termasuk dalam rangkaian sistem penguapan tekanan rendah, mempunyai beberapa tugas antara lain :
• Mensirkulasi air ke Evaporator • Penampung air pengisi HRSG
• Memisahkan uap dari campuran air dan uap didalam drum dengan menggunakan peralatan pemisah uap (sparator)
• Menyalurkan uap jenuh yang telah terbentuk didalam Drum.
Drum terbuat dari silinder baja yang disambung dengan las listrik. Agar drum bisa melakukan fungsinya dengan baik maka didalam drum dipasang beberapa komponen peralatan seperti pada gambar berikut.
• A. Sparator
Untuk memisahkan uap dari air yang masuk ke Drum tekanan rendah yang telah mendapat pemanasan pada pipa-pipa penguapan Evaporator.
• B. Scrubber
Secondary Scrubber, untuk menyaring air yang masih terbawah oleh uap
Additional Scrubber : adalah pemisah lanjutan, sehingga uap yang meninggalkan Drum sudah betul-betul bebas dari air.
• C. Pipa Air Pengisi
Air pengisi yang masuk ke drum melalui pipa air pengisi. Air pengisi selanjutnya didistribusikan sepanjang drum melalui pipa yang berlobang-lobang. Hal ini bertujuan untuk pemerataan pengisian dan menghindari terjadinya termal stress pada logam dingding drum. • D. Blow Down Pipe
Untuk membuang endapan partikel-partikel yang ada didalam Drum. • E. Vortek dan Circulation Pipe
Circulation pipe dihubungkan pompa sirkulasi. Untuk menghindari terjadinya pusaran air pada saat masuk ke pipa sirkulasi, maka dipasang Vortex pada sisi masuk pipa sirkulasi.
Kecuali peralatan-peralatan bantu yang dipasang didalam drum, maka pada sisi luar drum dipasang peralatan lain, seperti misalnya untuk Pressure Gauge, Indikator Temperatur, pipa sampling.
6.6. Pipa Penguapan Tekanan Rendah (LP EVAPORATOR)
Air didalam Drum tekanan rendah, dipompa (untuk sirkulasi paksa) melewati pipa-pipa penguapan. Campuran air dan uap yang terbentuk didalam pipa-pipa penguapan tekanan rendah mengalir masih ke drum tekanan rendah, dan uap dipisahkan dari air boiler.
Permukaan pemanas terdiri pipa-pipa bersirip/fin tubes yang mempunyai ukuran diameter luar = φ 31,8 mm dan tebal tubes = 2,6 mm. Inlet dan outlet header berdiameter = 168,3 mm dan tebal dinding 6,3 mm.
• Tekanan kerja maksimum = 11 bar • Temperatur kerja maksimum = 160OC
Gambar Tipe Pipa pelumas bersirip/Fin Tube Jenis ini dipakai pada semua pipa-pipa pemanas HRSG
6.7. Pompa Sirkulasi Tekanan Rendah
Pompa sirkulasi tekanan rendah berfungsi untuk mensirkulasikan air HRSG/Boiler meliputi : Drum
pipa penguapan (Evaporator) Drum
Pada sisi tekanan rendah, dipasang pompa sirkulasi dengan kapasitas 2 x 100 %. Satu set pompa untuk operasi dan yang lain sebagai cadangan/standby. Setiap pompa mempunyai kapasitas 100 % yang mampu memompa air boiler dengan rata-rata aliran sebesar 1,7. Artinya jumlah air yang disirkulasikan adalah 1,7 kali jumlah pembentukan uap.
Beberapa keuntungan dengan adanya sistem sirkulasi seperti ini, antara lain :
• Adanya drum pada sistem ini berarti jumlah air boilernya meningkat, sehingga hal ini akan memberikan respon yang cepat saat terjadi perubahan beban.
• Sirkulasi air tidak tergantung dari adanya perbedaan masa jenisnya, sehingga pipa-pipa penguapan bisa dipasang mendatar.
• Ukuran diameter pipa penguapan bisa dibuat lebih kecil jika dibandingkan dengan sirkulasi alam pada kapasitas uap yang sama.
6.8. Superheater (pemanas uap lanjut)
Uap saturated tekanan rendah meninggalkan Drum tekanan rendah menuju ke pemanas lanjut tekanan rendah dengan melalui pipa-pipa uap yang dikoneksi pada sisi atas Drum tekanan rendah.
Arah aliran uap didalam superheater tekanan rendah adalah counter flow terhadap aliran gas panas. Seperti halnya dengan pipa-pipa pamanas yang lain, pipa superheater tekanan rendah juga dibuat dari Seam Less Tube yang bersirip, dengan ukuran diameter tubes = 38 mm dan tebal 2,6 mm.
Inlet Header LP Heater berdiamater luar 273mm dengan ketebalan dinding 10 mm, dan outlet header berdiamater luar 355 mm dengan ketebalan dinding 12,5 m, dengan :
• Tekanan kerja maksimum = 11 Bar • Temperatur kerja maksimum = 318OC 6.9. Jalur Pipa Uap Tekanan Rendah
Uap panas lanjut tekanan rendah disalurkan melalui instalasi pipa tekanan rendah menuju ke header uap tekanan rendah pada turbin uap.
Instalasi pipa uap tekanan rendah berdiamater φ 355 mm dengan tebal dinding pipa 8 mm, dilengkapi dengan peralatan - peralatan sebagai berikut :
• Katup pengaman
• Katup drain dengan penggerak motor • Cek valve tipe Screw Down
• Stop valve indikator dan temperatur indikator • Pengambilan sampel uap
• Tekanan kerja maksimum = 11 Bar • Temperatur kerja maksimum = 318OC
7. SISTEM AIR DAN UAP TEKANAN TINGGI
Sistem air dan uap tekanan tinggi pada HRSG peliputi : • HP Economizer
• HP Drum • HP Evaporator
• HP Superheater (pemanas uap lanjut) • Sistem pipa uap tekanan tinggi
7.1. Tata Letaak Sistem Tekanan Tinggi
Pada sistem air dan uap tekanan tinggi ini ada 2 (dua) jenis, yaitu seperti ditunjukkan dalam gambar berikut.
7.1.1. Jenis 1
Air Boiler untuk sistem tekanan tinggi berasal dari Drum tekanan rendah, dengan dua Pemanas Lanjut uap yaitu Primary Super heater dan Secondary Super heater jenis ini digunakan pada PLTGU Muara Karang dan Semarang.
7.1.2. Jenis 2
Gambar 26. Sirkulasi Air Ketel dengan Sistem Tekanan Tinggi dengan Menggunakan Satu Superheater
Pada jenis 2 ini, air boiler yang disirkulasikan pada sisi tekanan tinggi berasal dari Deaerator, dan hanya menggunakan 1 Super heater.
7.2. Ekonomiser Tekanan Tinggi (HP ECONOMIZER)
Dengan menggunakan pompa sirkulasi tekanan tinggi (LP BCP) air dari Drum tekanan rendah atau Deaerator di pompa masuk ke HP Drum dengan melalui HP Ekonomiser guna mendapatkan tambahan energi panas dari gas panas.
Air yang berasal dari Drum tekanan rendah sudah bertemperatur sekitar 156 OC pada sisi masuk HP Ekonomiser, dan keluar HP Ekonomiser temperaturnya naik menjadi sekitar 300 OC.
HP Ekonomiser terdiri dari 1222 pipa bersirip (fin tubes) yang sejajar dengan diameter luar tubes 31,8 mm dan tebal dinding pipa 3,2 mm.
Pada sisi masuk dan keluar LP Ekonomiser dipasang header dengan ukuran yang sama, yaitu : diameter luar = 168,3 mm dan tebal dinding header = 16,0 mm, yang mampu bekerja pada :
• Tekanan operasi maksimum = 111 Bar • Temperatur operasi maksimum = 319 OC 7.3. Steam Drum Tekanan Tinggi ( HP Drum )
HP Drum merupakan rangkaian sistem penguapan tekanan tinggi, mempunyai beberapa fungsi yaitu : • Tempat masuk dan penampungan air siklus jenuh.
• Mengeluarkan air dari drum ke penguapan tekanan tinggi. • Memisahkan air dari uap, yang berlangsung didalam drum.
• Mengeluarkan uap jenuh ke superheater (pemanas uap lanjut) tekanan tinggi.
Air jenuh dari Drum tekanan rendah dipompa dengan transfer pump melewati ekonomiser tekanan tinggi masuk ke HP Drum, dimana air sirkulasi boiler ini mendapat pemanasan di HP Eco.
Dengan menggunakan pompa sirkulasi tekanan tinggi air dari dalam HP Drum disirkulasikan ke pipa penguapan tekanan tinggi dan kembali masuk ke HP Drum. yang dilengkapi dengan peralatan-peralatan
sebagai berikut : 7.3.1. Pemisah Uap
Uap yang terbentuk di HP Evaporator dipisahkan dari air dengan menggunakan pemisah pusaran (Siklon Sparator) dan disaring lagi pada Secondary Scruber. Agar uap betul-betul bebas dari air, sebelum dialirkan ke HP Super heater uap melawati saringan uap akir, yaitu Additional Scruber.
7.3.2. Pipa Air Pengisi
Air pengisi (Feed Water) dari Drum tekanan rendah masuk kedalam HP Drum didistribusikan merata sepanjang HP Drum dengan menggunakan pipa distribusi air pengisi.
7.3.3. Pipa Start Up Blowdown
Pipa Start-up Blowdown berfungsi apabila pada saat start terjadi kenaikan level air melebihi batas yang diinginkan. Pada saluran Start-up blowdown dilengkapi dengan :
• Gate valve yang digerakkan oleh motor • Katup kontrol pengaman over flow
7.3.4. Pipa Continous Blowdown
Untuk membuang kotoran didalam air boiler serta mencegah konsentrasi zat padat yang berlebihan didalam air boiler pada saat operasi.
7.3.5. Out Let Circulation
Pipa pengeluaran untuk sirkulasi air (out let circulation) dipasang pada sisi bawah drum. Untuk menghindari terjadinya pusaran air pada saat keluar, maka pada sisi dalam pipa pengeluaran (didalam drum) dipasang peralatan yang disebut Vortex.
7.3.6. Pipa Uap Jenuh
Sambungan pipa untuk pengeluaran uap jenuh dipasang pada sisi atas drum, dimana dibawahnya dipasang saringan tambahan.
Melalui pipa pengeluaran ini, selanjutnya uap dialirkan ke HP Super Heater. 8.3.7. Peralatan - Peralatan Lain
Peralatan - peralatan lain yang dipasang pada Drum tekanan tinggi adalah : • Katub pengaman dengan beban pegas
• Hydrazine Dosing
• Drum level gauge - lokal dan transmitter • Drum pressure gauge - lokal dan transmitter • Wall temperatur differential
8.3.8 Ukuran HP Drum
Besar kecilnya ukuran HP Drum, dipengaruhi oleh banyak faktor yang antara lain : • Kapasitas uap / daya yang dibangkitkan
• Sistem sirkulasi air • Sistem gas panas
• Susunan dan pipa-pipa pemanas
Sebagai gambaran, HRSG dengan daya sekitar 65 MW, dengan tekanan kerja maksimum 111 Bar dan temperatur kerja maks. 320 OC adalah :
• Panjang = 8.470 mm • Diameter luar = 2.100 mm • Tebal dinding = 60 mm
7.4. Pipa Penguapam Tekanan Tinggi ( HP EVAPORATOR )
Air dari drum disirikulasikan ke pipa-pipa penguapan tekanan tinggi (HP Evaporator) dengan menggunakan pompa sirkulasi tekanan tinggi dalam arah aliran air sejajar (paralel flow) dengan aliran gas panas.
Campuran aliran air dan uap yang terbentuk didalam HP Evaporator selanjutnya masuk kembali ke HP drum. Didalam HP drum, uap dipisah dari air oleh Steam Sparator.
HP Evaporator terbuat dari fin tubes / pipa bersirip, dengan diameter luar φ 31,8 mm dan tebal dinding 3,2 mm.
Inlet dan Outlet header mempunyai ukuran yang sama, yaitu diameter luar = 355,6 mm dan tebal dinding 30 mm, terbuat dari baja molibden. Bundel HP Evaporator dipasang pada elevasi 11,21 m untuk Inlet dan 12,26 m untuk Outlet.
• Tekanan kerja maksimum = 111 Bar • Tekanan kerja maksimum = 319OC • Luas permukaan pemanas = 22570 m2
• Volume = 12,184 m3
Fungsi superheater adalah untuk meningkatkan energi panas yang dikandung didalam uap, dengan cara memanaskan uap jenuh/saturated menjadi uap panas lanjut/superheated.
Seperti telah diuraikan pada bab terdahulu bahwa HRSG ada yang menggunakan 1 (satu) bank superheater dan ada yang 2 (dua) bank superheater.
7.5.1. HRSG dengan superheater tunggal
Gambar 29. HRSG dengan Superheater Tunggal
Pada sistem ini, uap jenuh dari HP drum sebelum masuk ke HP Turbin dipanaskan ulang pada HP Superheater, agar energi panas yang terkandung didalamnya meningkat.
Agar temperatur uap ini tidak melebihi temperatur kerja yang diijinkan, maka temperatur uap dikontrol dengan De-Superheater.
7.5.2. HRSG dengan 2 (dua) Bank HP Superheater
Susunan dari bank-bank superheater (pemanas uap lanjut) seperti pada gambar berikut.
Gambar 30. HRSG dengan Superheater Ganda
Uap jenuh/saturated tekanan tinggi yang keluar dari HP Drum, dipanaskan ulang didalam HP Superheater 1.
Uap yang keluar superheater tekanan tinggi tingkat 1 sebelum masuk ke superheater tekanan tinggi tingkat 2 temperaturnya dikontrol oleh peralatan yang disebut DeSuperheater (pemanas uap lanjut) atau Attemperator , sehingga temperaturnya tidak akan melebihi batas yang dijinkan.
Untuk mengendalikan temperatur uap ini diperlukan air yang berasal dari discharge HP Transfer Pump, disemprotkan kedalam aliran uap. Karena temperatur air lebih rendah dari temperatur uap, maka suhu uap akan menurun sesuai dengan yang telah ditentukan.
Setelah melewati De Superheater uap dipanaskan lagi pada HP SH2, untuk selanjutnya masuk ke header turbin uap tekanan tinggi sebagai uap panas lanjut.
7.6. Sistem Pipa Uap Tekanan Tinggi
Uap superheated dari HP Superheater mengalir melalui sistem pemipaan tekanan tinggi menuju ke Main Steam Header didekat inlet turbin uap tekanan tinggi. Pipa-pipa uap tekanan tinggi terbuaat dari baja paduan dengan ukuran :
• Diameter luar = 273 mm • Tebal dinding pipa = 28 mm
Sistem pipa tekanan tinggi dilengkapi dengan : • Stop valve yang digerakkan oleh motor • Check valve
• Drain sistem, dan steam trap • Penunjuk tekanan dan temperatur • Pengambilan sampling
Yang direncanakan maupun bekerja dengan kondisi : Tekanan kerja maksimum = 111 Bar
8. PERALATAN BANTU HRSG
Peralatan-peralatan bantu HRSG berfungsi sebagai sarana penunjang operasi , sehingga HRSG bisa beroperasi dengan aman, handal sesuai dengan design yang telah ditentukan.
8.1. Pompa Sirkulasi
Pompa-pompa sirkulasi, baik sistem Sirkulasi Tekanan Rendah maupun Tekanan Tinggi ,harus mampu mensirkulasikan air pengisi mulai dari Drum - Pipa penguapan - Drum pada beban penuh.
Oleh karena sirkulasi air berupa siklus tertutup yaitu dari Drum dan ke Drum lagi pada tekanan yang sama, maka kemampuan tinggi tekan (Duscharge Pressure) tidak terlalu memerlukan persyaratan khusus, tetapi harus mampu mengatasi hambatan aliran pada pipa-pipa penguapan.
Namun demikian persyaratan utama yang harus dipenuhi oleh pompa sirkulasi adalah mampu mengalirkan air boiler lebih besar dari laju penguapan.
Sebagai contoh, pompa sirkulasi untuk HRSG PLTGU Gresik didesign dengan kapasitas 1,7 kali laju penguapan . Artinya pompa sirkulasi harus mampu mensirkulasikan air dengan kapasitas 1,7 kali
kapasitas penguapan.
Kecuali faktor kapasitas penguapan, hal lain yang tidak bisa diabaikan adalah bahwa pompa sirkulasi harus mampu beroperasi pada tekanan dan temperatur yang lebih spesifik.
Oleh karena media yang dipompa adalah air pengisi yang panas, maka pompa yang cocok adalah jenis pompa positife, dan mempunyai sistem pendingin.
Pompa pengisi ini sering juga disebut dengan Transfer Pump, yaitu untuk memasukkan air pengisi HRSG dari Deaerator ke Drum. Pada HRSG sistem Transfer Pump ada dua macam yaitu seperti pada uraian berikut.
8.2.1. Air Pengisi Dari Deaerator
Pada tipe ini, Deaerator posisinya terpisah dari Drum (lihat gambar).
Pompa pengisi tekanan rendah ( Tangki Air Pengisi Tekanan Rendah) digunakan untuk mengisi Drum dengan melewati LP Economizer.
Pompa pengisi tekanan tinggi digunakan untuk mengisi Drum tekanan tinggi dengan melewati HP Economizer.
Pompa-pompa air pengisi ini dipasang pada sisi bawah sehingga mendapat
tekanan positif dari air di Deaerator. Sisi tekanan pompa harus mampu mengatasi tekanan pada Drum dan hambatan pada Economizer, sehingga air bisa masuk ke drum.
Gambar 32. Sistem Air pengisi dari Dearator
Oleh karena selisih tekanan antara Deaerator dan Drum cukup besar, maka pompa air pengisi dibuat dengan banyak tekanan/multi stage.
8.2.2. Air Pengisi Berasal Dari Drum Tekanan Rendah
Pompa air pengisi ini lebih dikenal sebagai HP Transffer Pump.
Air pengisi untuk HP Drum, berasal dari Drum tekanan rendah di pompa dengan HP Transffer Pump ke HP Drum dengan melewati HP Economizer.
Pada jenis ini, Drum tekanan rendah juga berfungsi sebagai Deaerator Drum, dimana air yang sudah dipisahkan dari NCG langsung di tampung pada Drum tekanan rendah.
Oleh karena selisih tekanan antara Drum tekanan rendah dan HP Drum cukup tinggi, maka HP Transfer pompa harus mampu memompakan air ke HP Drum dengan melewati hambatan pada HP Economizer, sehingga pompa ini dibuat dengan jenis multi stage.
Gambar 34. Pompa Air Pengisi (Tipikal)
Prinsip Kerja
Air masuk melalui hisap pompa, kemudian oleh sudu tingkat pertama air ditekan kesudu tingkat berikutnya sampai akhirnya keluar ke sisi tekanan dengan tekanan yang jauh lebih tinggi dari saat
masuk sisi hisap.
Pada waktu pompa beroperasi, dan diakibatkan oleh tekanan yang tinggi pada saat keluar sisi discharge, maka akan terjadi gaya aksial pada rotor pompa yang arahnya berlawanan dengan arah aliran air.
Gaya aksial yang terjadi ini akan bisa menyebabkan terjadinya kerusakan pada pompa, karena terjadi gesekan antara Rotor dan Stator. Dan hal ini harus diatasi.
Untuk menghindari hal tersebut, maka air bertekanan digunakan untuk mengimbangi adanya gaya aksial tersebut dengan dialirkan ke Pressure Chamber dan keluar melalui Balance Valve.
8.3 Katup Pengaman / Safety Valve
Katup Pengaman/Safety valve adalah suatu peralatan yang berfungsi untuk mengamankan peralatan dari tekanan lebih (over pressure) pada saluran maupun pada bejana tekan.
jenis dari katup pengaman yang digunakan pada HRSG kebanyakan adalah jenis Beban Pegas.
Gambar 35. Katup Pengaman
Pada HRSG, Katup Pengaman ini dipasang pada sisi tekanan tinggi mapun pada sisi tekanan rendah, yang meliputi antara lain :
• Drum tekanan rendah, LP Superheater dan LP Condensate • HP Drum, HP Superheater
Persyaratan utama dari katup pengman adalah harus mampu membuang tekanan lebih pada saat unit beroperasi.
Prinsip kerja
Katup diseting dengan tekanan yang diinginkan dengan cara mengatur tekanan pegas dengan baut penyetel, sehingga Disk katup duduk dengan rapat. Pada saat tekanan melebihi batas setting, maka
Disk katup akan terbuka, sehingga terjadi penurunan tekanan. Selanjutnya katup akan menutup kembali setelah tekanan dari dalam lebih kecil dari setting katup.
Peralatan ini berfungsi untuk mengatur temperatur uap yang keluar dari Superheater (pemanas uap lanjut), sebelum masuk ke Turbin Uap. Peralatan ini umumnya dipasang pada sisi keluar Superheater (pemanas uap lanjut) dan bekerja secara otomatis berdasarkan dari sinyal kontrol temperatur.
Air untuk attemperator berasal dari air pengisi HP Drum yang diambil sebelum masuk Drum, sehingga tekanan air ini cukup tinggi untuk bisa dikabutkan oleh Nosel Desuperheater, dan mampu bercampur secara merata dengan uap yang mengalir.
Air yang dikabutkan harus betul-betul berupa kabut, sehingga bisa bercampur secara merata dengan uap.
Silencer adalah suatu alat yang digunakan untuk meredam suara, sehingga tingkat kebisingan bisa di turunkan sampai nilai ambang batas. Pada HRSG, Silencer dipasang pada By Pass Stack atau pada Stack HRSG.
Kecuali pada Stack, Silencer juga dipasang pada pipa -pipa Blow of pada katup pengaman.
8.5 Silencer
Silencer adalah suatu alat yang digunakan untuk meredam suara, sehingga tingkat kebisingan bisa di turunkan sampai nilai ambang batas. Pada HRSG, Silencer dipasang pada By Pass Stack atau pada Stack HRSG.
9. BAGIAN YANG TAK BERTEKANAN 9.1. Duct Sisi Masuk HRSG.
Perencanaan duct ini, sama dengan perencanaan casing, yang keluar gas bekas dari turbin gas, melewati damper ke sisi bawah HRSG
Duct sisi masuk ini didukung oleh satu tumpuan tetap dan tumpuan lain yang dapat bergerak. Dibelakang sambungan duct sisi, masuk dan damper pembagi dipasang sambungan ekpansi untuk memberikan kebebasan gerak dari inlet duct tersebut.
Untuk pemeliharaan HRSG, dipasang plat untuk meyakinkan isolasi HRSG dan sisi keluar turbin gas bila turbin gas berbebanan pada siklus terbuka.
9.2. Casing
Casing HRSG ini adalah suatu penukar kalor yang dilengkapi dengan header dan pipa-pipa serta dinding baja yang di las.
Casing tidak didinginkan dan tidak memiliki isolasi panas bagian dalam. Temperature metal sama dengan temperature gas dan korosi asam dihindari dengan menjaga temperatur logam dijaga diatas titik embun gas asam. Kadar baja untuk casing dijaga menurut temperatur gas aktual.
Pengeras khusus dibuat untuk menahan tekanan gas dari dalam dan memberikan keleluasaan ekpansi thermal dari seluruh komponen selama terjadi perubahan temperatur gas tanpa terpengaruh thermal stress.
Casing boiler dilengkapi dengan pintu khusus untuk jalan masuk bila ada pemeliharaan dalam boiler.
9.3. Duct Sisi Keluar HRSG dan Cerobong
Duct sisi keluar boiler memiliki fungsi untuk mengalirkan gas keluar ke atmosfir disain duct sisi keluar boiler dan cerobong memiliki jenis yang sama dengan casing dan duct sisi masuk.
9.4. Damper
Pada bagian atas dari HRSG, agak sedikit dibawah cerobong terdapat damper penutup ganda horisontal yang berfungsi untuk :
- Mencegah air hujan atau benda asing masuk ke boiler saat tidak beroperasi
- Mencegah masuknya tekanan atmosfir selama tak beroperasi, agar boiler selau dalam hangat dan memudahkan untuk start-up
9.5. Sambungan Ekpansi
Sambungan ekspansi terletak dibelakang pengarah damper dan duct sisi masuk HRSG. Komposisi bermacam-macam lapisan dimaksudkan untuk menjamin ketentuan, bagian luar dari sambungan menghasilkan pengencangan dan resisten bila tekanan gas dari dalam membesar. Bagian dalam sambungan yang disebut ke bolester yang terdapat pada lapisan luar dan digunakan untuk menahan perubahan panas.
9.6. Silinder
Untuk meredam suara pada sisi keluar cerobong HRSG dipasang silinder, silinder ini didukung oleh kotak/tiang peyangga.
9.7. Struktur Baja dan Plat Form
Boiler yang terdiri dari drum, casing,cerobong pipa-pipa dan seluruh perlengkapan kecuali pompa dan tangki blow down didukung oleh struktur baja khusus yang didesain sesuai dengan data-data perlengkapan dan kondisi unit (angin, gempa bumi dll).
Plat form dan tangga tersedia untuk melihat drum, damper, cerobong. 9.8. Isolasi Bunyi dan Panas
9.8.1. Isolasi tangki dan drum
Isolasi dinding tangki blow down dan drum ketel adalah segment Rockwool jenis R120 dengan Rockwool padat untuk memindahkan dan menjaga agar mampu mendukung pekerja yang akan memperbaiki pada bagian atasnya.
Isolasi bagian atasnya dibuat dari Rockwool berkawat yang dilapisi dengan lapisan alumunium, tutup manhole harus di isolasi dengan cover yang mudah di lepas yang disamakan dengan isolasi flents. 9.8.2. Pemisahan dan Katup
Isolasi pipa dan elbow dengan kalsium silikat dipasang pada sisi luar sedangkan isolasi bagian dalam pipa digunakan lapisan kawat baja.
Kalsium silikat yang dibuat untuk isolasi pipa, isolasi flens dan katup terbuat dari lempengan alumunium.
9.8.3. Isolasi Pompa
Pompa sebaiknya di isolasi dengan pembungkus yang mudah dilepas seperti pada isolasi flens. 9.8.4. Isolasi Boiler
Duct pada sisi masuk boiler dan casing di isolasi dengan Rockwool jenis Bradfood 650 ( ≥ 100
