1. Pengertian Kondensor

Kondensor merupakan alat penukar kalor (Heat Exchanger) yang berfungsi

mengkondensasikan uap bekas dari turbin menjadi titik-titik air (air kondensat) dan air yang

terkondensasi menjadi air ditampung pada Hotwell. Selanjutnya air tersebut disirkulasikan

kembali keboiler untuk diproses kembali menjadi uap .Uap mengalir di luar pipa-pipa (shell

side) sedangkan air sebagai pendingin mengalir di dalam pipa-pipa (tube side). Kondensor

seperti ini disebut kondensor tipe surface (permukaan). Kebutuhan air untuk pendingin di

kondensor sangat besar sehingga dalam perencanaan biasanya sudah diperhitungkan.Air

pendingin diambil dari sumber yang cukup persediannya, yaitu dari danau, sungai atau

laut. Posisi kondensor umumnya terletak dibawah turbin sehingga memudahkan aliran  uap

keluar turbin untuk masuk kondensor karena gravitasi.

Laju perpindahan panas tergantung pada aliran air pendingin, kebersihan pipa-pipa dan

perbedaan temperatur antara uap dan air pendingin. Proses perubahan uap menjadi air

terjadi pada tekanan dan temperatur jenuh, dalam hal ini kondensor berada pada kondisi

vakum. Karena temperatur air pendingin sama dengan temperatur udara luar, maka

temperatur air kondensatnya maksimum mendekati temperatur udara luar. Apabila laju

perpindahan panas terganggu, maka akan berpengaruh terhadap tekanan dan temperatur.

Gb 1 Prinsip kerja kondensor

Proses pada kondensor yang terjadi adalah proses perpindahan panas. Panas dari uap bekas diteruskan

ke massa Fluida pendingin melalui media pemisah yaitu permukaan perpindahan panas yang dibuat

dengan pipa-pipa dengan ketebalan yang tipis dalam jumlah banyak untuk mencapai effektifitas

transmisi sesuai persamaan :

Dimana :

Q = Jumlah panas yang harus dibuang ke kondensor (kJ/kg)

U = Koefisien perpindahan panas universal (kkal/jam)

A = Luas permukaan perpindahan panas (m2)

T = Temperatur uap masuk Kondensor (0C)

ti = Temperatur Air pendingin masuk Kondensor (oC)

to = Temperatur air pendingin keluar Kondensor (oC)

Masalah yang umum dan sering terjadi pada kondensor adalah Fouling, Fouling memperbesar

hambatan yang berarti menurunkan transmitasi. Bila transmitasi (U) turun, maka beda temperatur

antara uap dan air pendingin naik untuk sejumlah panas (Q) yang harus dipindahkan, kenaikan suhu

pada permukaan Kondensor akan berefek kenaikan tekanan dalam Kondensor sebagai konsekwensinya.

Fouling disebabkan oleh lumpur atau binatang laut seperti tritip atau karang hijau akan mempertinggi

resistansi sehingga akan menurunkan kecepatan Transmitasi (U) yang menghambat perpindahan panas

dari Last Stage Steam Turbine ke air pendingin, karena itu harus dihambat laju fouling terhadap pipa

kondensor yang dapat menurunkan performance kondensor.

Pada PLTU Priok jenis kondensor yang digunakan adalah berupa shell and tube , dimana air laut mengalir

didalam tube untuk mendinginkan uap bekas yang berasal dari turbin, pada proses kondensasi ini

mengakibatkan sisi uap kondensor (termasuk hotwell) berada dalam kondisi vakum . Bila air pendingin

berkurang maka vakum akan turun dan pada kondisi ekstrim dapat mengakibatkan dearating dan bila

vakum terus turun akan mengakibatkan unit trip , karena itu air pendingin utama merupakan unsur yang

vital pada sebuah PLTU.

2. Fungsi Utama Kondensor

· Merubah uap bekas dari turbin menjadi air embun.

· Dengan vakum kondensor yang bagus, maka efisiensi turbin bagus.

· Menampung dan mengontrol air kondensat.

· Mengeluarkan udara atau gas yang tidak terkondensasi.

3. Jenis – Jenia Kondensor

Condensor dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu :

a. Condensor Permukaan (Surface Condensor).

Prinsipnya air pendingin dan uap yang didinginkan tidak dicampur , terpisah air pendingin didalam pipa-

pipa (tubes) pendingin sedangkan uap yang terkondensasi didalam cangkang (shell). Pada Condensor

Permukaan air pendingin yang tersedia dalam jumlah besar dan diharapkan air yang masuk kedalam

kondensor air yang bersih .

Menurut arah alirannya ada beberapa type Condensor :

- Single Flow (aliran tunggal) satu arah

- Double Flow (aliran ganda) dua/tiga arah

Jenis Kondensor Permukaan (Surface Condensor) banyak digunakan di PLTU termasuk PLTU Priok.

Kondensor satu laluan adalah kondensor yang air pendinginnya mengalir melalui semua tabung sekali

lalu dari ujung yang satu ke yang lain

Kondensor dua laluan adalah air masuk ke pipa menuju kotak air yang terbagi dua yang terdapat pada

satu ujung kondensor mengalir melalui pipa-pipa sampai kekotak air yang terdapat pada ujung lainnya.

Dari kotak air air lalu berbalik arah dan mengalir melalui pipa pada outlet

Gb 2Kondensor tipe permukaan (surface condenser)

Pada kondensor permukaan, uap terpisah dari air pendingin, uap berada diluar

pipa-pipa sedangkan air pendingin berada didalam pipa.Perpindahan panas dari uap

ke air terjadi melalui perantaraan pipa-pipa.Pada kondensor jenis ini kemurnian air

pendingin tidak menjadi masalah karena terpisah dari air kondensat.

Dengan penyekatan yang tepat ruang air (water box ) dari air pendingin dapat

dibuat satu atau dua aliran melintasi kondensor sebelum mencapai keluaran.

Apabila aliran air pendingin hanya sekali melintas kondensor, maka disebut

kondensor lintasan tunggal (single pass), sedang apabila air pendingin melintasi

kondensor dua kali, maka disebut kondensor lintasan ganda (double pass).  Pada

cara ini air dalam pipa separoh bawah akan mengalir dari depan kebelakang dan

separoh bagian atas dari belakang ke depan.

Gb 2. Kondensor lintasan tunggal

b. Condensor kontak langsung (Direct Contact Condensor/Jet Condensor).

Prinsipnya mencampur uap dan air pendingin yang di sprey kan dalam satu tabung sehingga

terbentuk air kondensate dan biasanya campuran air yang terbentuk diinjeksikan lagi keperut bumi

untuk menjaga kelestarian alam. Condensor jenis ini banyak digunakan pada PLTP.

Kondensor jet adalah kondensor kontak langsung yang banyak digunakan. 

Kondensor jet digunakan pada pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP) yang

siklus kerjanya terbuka. Perpindahan panas pada kondensor jet dilakukan dengan

menyemprotkan air pendingin ke aliran uap secara langsung.  Air kondensat yang

terkumpul di kondensor sebagian digunakan sebagai air pendingin kondensor dan

selebihnya dibuang.

Pada bagian dalam kondensor ditempatkan beberapa buah pipa dan nosel

penyemprot.   Air Pendingin mengalir melalui pipa dan nosel penyemprot karena

perbedaan tekanan dan gaya grafitasi antara penampungan air pendingin (Basin

Cooling Tower) dengan kondensor.

Uap yang terkena semprotan air pendingin akan melepaskan panasnya dan

selanjutnya diserap oleh air penyemprot. Uap yang telah melepaskan panasnya akan

mengembun (terkondensasi) menjadi air bercampur dengan air penyemprot,

sehingga kedua fluida tersebut mencapai temperatur akhir yang sama di Hot Well.

Ruangan didalam kondensor jet biasanya dibagi menjadi 2 ruangan/bagian, yaitu

ruangan pengembunan uap dan ruangan pendinginan gas. Ruangan pengembunan

uap, dan ruangan pendinginan gas dimaksudkan untuk memperkecil volume gas-gas

yang tidak mengembun.Hal ini dibuat demikian agar peralatan pelepas gas-gas

(ejector/pengisap gas) dapat dibuat dalam ukuran yang lebih kecil.

Campuran uap dan gas-gas panas bumi yang tidak terkondensasi keluar dari turbin

melalui satu atau beberapa laluan dan masuk ke dalam kondensor pada bagian

ruangan horisontal untuk pengkondensasian uap.Sedangkan bagian ruangan

silinder vertikal untuk pendinginan gas-gas yang tidak terkondensasi (non-

condensable gas).

Untuk mempertahankan kondisi tekanan (vakum) di dalam kondensor, level air di

hotwell perlu dipertahankan (dikontrol). Terlalu tingginya air di dalam kondensor

akan mengganggu proses penyemprotan, dan terlalu rendah akan meyebabkan

terjadinya gangguan pada pompa air pendingin (Condensate Pump). Selain itu

vakum di kondensor dipertahankan dengan mengeluarkan gas-gas dan udara yang

tidak terkondensasi.

Gb 1. kondensor (kontak langsung) jet

Gb 3. Kondensor lintasan ganda dan saluran venting

Panjang saluran kondensor dan jumlah pipa-pipa ditentukan oleh beban silinder

kondensor lintasan ganda yang digunakan sedemikian rupa sesuai kenaikan

temperatur air pendingin yang diperbolehkan sehingga air pendingin yang

diperlukan jumlahnya lebih kecil.

Kondensor pada turbin dengan satu atau dua silinder tekanan rendah umumnya

dipasang secara melintang menggantung dibawah silinder tekanan rendah dan

disebut ’underslung tranverse’ (menggantung melintang).  Kondensor yang

menggantung tersebut seluruhnya terletak dibawah silinder tekanan rendah dan

diikatkan kepada silinder.Tetapi kondensor juga disangga oleh pegas-pegas

sehingga silinder tekanan rendah tidak bergeser.Pegas dirancang sedemikian

sehingga tidak ada beban yang diteruskan kerumah turbin bila sedang beroperasi.

Gb 4. posisi kondensor dibawah turbin

 

Gb 3 Konstruksi Kondensor

4. Bagian Utama Kondensor

Kondensor secara umum terdiri dari shell, water box, tube plat, tube support, hotwell dan sebagainya

1. Selongsong (shell)

Pipanya di roll pada pemegang pipa pada ujung-ujungnya.Untuk memungkinkan pemuaian antara pipa

air masuk dan selongsong, maka fleksibel diafragma dipasang pada sisi masuk dan keluar dari

selongsong. Diafragma ini berfungsi sebagai flange yang menghubungkan selongsong, plat pemegang

pipa dan water box. Expantion join terbuat dari stainless steel yang terletak pada leher kondensor untuk

memungkinkan diferensial expantion.

2. Ruang air (water box)

Ruang-ruang air pada sisi masuk dan keluar terbuat dari baja karbon dan masing-masing mempunyai

lobang lalu orang.Dengan menggunakan air yang terpisah, maka pencucian setengah kondensor dapat

diakukan pada beban rendah.

3. Pipa dan pemegang pipa (tube plats dan tubes)

Pemegang pipa terbuat dari naval brass dan pipa nya dari aluminium brass.Pipanya di roll ke pemegang

pipa dan ditunjang dengan 6 buah penunjang pipa. Diafragma baja yang fleksibel memungkinkan

diferensial expantion (pemuaian antara pipa aluminium brass dengan selongsong baja

carbon).Pemasangan pemegang pipa pada selongsong dengan baut pengunci. Susunannya sedemikian

rupa sehingga memungkinkan melepaskan water box tanpa mengganggu join dari selongsong dan

pemegang pipa. Perapat dari asbestos yang telah di celupkan (impregnated) pada compound dari red

lead, white lead dan linseed oil digunakan pada join di atas. Perapat karet digunakan antara pemegang

pipa dan ruang air.Kegunaan diafragma selongsong baja yang fleksibel selain untuk menghilangkan

pemuaian juga digunakan sebagai penunjang (support) pemegang pipa dan ruang air.

4. Ruang kondensat (hotwell)

Ruang kondensat dilaskan pada sisi selongsong yang menampung semua kondensat dan dilengkapi

dengan gelas penduga dan lubang lalu orang.

5. Alat Bantu Kondensor

Pada kondensor diperlukan alat-alat pendukung untuk pengoperasiannya , agar kerja kondensor bisa

maksimal dan menaikkan efesiensi siklus PLTU. Adapun alat-alat pendukung tersebut adalah :

1. Starting Air Ejektor , digunakan untuk menyedot dan membuang udara dari sistem air pendingin

utama agar air pendingin dapat mengisi seluruh permukaan kondensor sehingga proses pendinginan

efektif. Saluran pembungan udara sisi air pendingin terletak pada bagian atas water box sisi inlet dan sisi

outlet condensor.

2. Main Air Ejektor , digunakan setelah Starting Air Ejektor beroperasi . Main Air Ejektor berfungsi

membuat vacum pada sisi uap , sampai vacum kondensor normal sekitar 650 mmHg.

3. Ball Cleaning System (Tapproge Ball System) , berfungsi untuk membersihkan pipa-pipa (tubes)

pendingin kondensor dari kotoran seperti lumpur dan kotoran halus dengan cara menginjeksikan bola

karet (Tapproge Ball) kedalam pipa-pipa pendingin kondensor secara terus menerus proses ini dilakukan

oleh pompa sirkulasi (Circulation Pump) dengan cara memompakan bola tapproge pada sisi masuk air

pendingin dan mengambil kembali bola pada sisi keluar air pendingin untuk selanjutnya disirkulasikan

kembali pada kondensor.

6. Jenis Sistem Air Pendingin

Berdasarkan siklusnya, terdapat 2 macam sistem air pendingin utama

1.1 Sistem Siklus Terbuka

Ø Air pendingin dipasok secara kontinyu dari sumber tak terbatas seperti sungai, danau atau laut yang

dipompakan ke kondensor untuk akhirnya dibuang kembali keasalnya.

Ø Letak saluran masuk dan saluran pembuangan air pendingin harus dibuat terpisah sejauh mungkin.

Pemisahan ini bertujuan untuk mencegah terjadinya resirkulasi air dari sisi pembuangan mengalir ke sisi

masuk

1.2 Sistem Siklus Tertutup

Ø Air pendingin utama siklus tertutup menggunakan media air pendingin yang sama secara berulang-

ulang.

Ø Akibat proses penyerapan panas dikondensor, temperatur air pendingin keluar kondensor akan naik.

Karena air akan disirkulasikan kembali ke kondensor, maka air pendingin ini harus didinginkan terlebih

dahulu di menara pendingin ( cooling tower ).

Ø Didalam menara pendingin, air pendingin didinginkan oleh udara sehingga temperaturnya kembali

turun dan siap disirkulasikan kembali kedalam kondensor.

7. Lintasan Air Pendingin

Aliran air pendingin ada dua macam, yaitu satu lintasan (single pass) atau dua

lintasan (double pass).Untuk mengeluarkan udara yang terjebak pada water box

(sisi air pendingin), dipasangventing pump atau priming pump.Udara dan non

condensable gas pada sisi uap dikeluarkan dari kondensor dengan ejector atau

pompa vakum.

Ditinjau dari aliran air pendingin melintas kondensor, terdapat tiga jenis aliran air pendingin, yaitu :

a. Double pass ( Lintasan ganda )

b. Single pass ( Lintasan tunggal )

c. Counter flow ( Lintasan berlawanan )

Lintasan tunggal atau biasa disebut once through, adalah lintasan air didalam kondensor yang hanya

sekali lewat. Lintasan dengan cara ini membutuhkan air yang besar. Cara ini biasnya diterapkan pada

kondensor dengan kapasitas relative kecil.

Lintasan ganda dan lintasan berlawanan adalah apabila setengah air melintas kekanan, maka setengah

lainnya melintas kearah kiri.Cara ini banyak diterapkan pada unit dengan kapasitas besar.

8. Sistem Pendingin Utama

5.1 FUNGSI SISTEM

Mendinginkan atau mengkondensasikan uap bekas memutar turbin didalam kondensor sehingga

menjadi air kondensat dengan menggunakan media pendingin utama air laut.

5.2 PERALATAN DAN FUNGSI PERALATAN

5.2.1 Stop Blok

Ø Sebagai pintu utama air laut masuk

Ø Sebagai penahan air laut agar tidak masuk kanal pada saat ada pemeliharaan di circulating water

pump (CWP)

5.2.2 Saringan Kasar ( Bar screen )

Ø Berfungsi untuk menangkap benda-benda berukuran sedang yang terbawa air pendingin.

Ø Terbuat dari batang logam pipih yang dirangkai sehingga membentuk semacam teralis.

Ø Dipasang pada mulut saluran masuk air pendingin sebelum saringan putar.

Ø Pada daerah yang kualitas airnya buruk (banyak sampah), didepan saringan kasar dipasangi saringan

berupa jaring yang biasa disebut net untuk menyaring sampah yang elastis seperti plastik dan

sebagainya.

5.2.3 Saringan Putar ( Travelling Screen )

Ø Untuk menyaring semua benda sampai yang berukuran relatif kecil dan yang lolos dari Bar screen.

Ø Berupa rangkaian segmen – segmen kasa baja yang membentuk suatu screen.

5.2.4 Pompa Penyemprot Saringan Putar ( Screen Wash Pump )

Merupakan pemasok air bertekanan (3.0 kg/cm2 ) yang dialirkan ke nosel penyemprot guna

membersihkan saringan putar. Air yang digunakan adalah juga air pendingin utama. Pompa ini dapat

dioperasikan secara manual ataupun otomatis. Dalam posisi otomatis, pompa akan start secara otomatis

bila perbedaan tekanan (Differensial Pressure) air melintasi saringan putar tinggi. Perbedaan tekanan

yang tinggi mengindikasikan bahawa saringan sudah mulai tersumbat sampah. Manakala perbedaan

tekanan sudah normal kembali, maka pompa akan stop secara otomatis.

5.2.5 Pompa Pendingin Utama ( Circulating Water Pump )

Untuk memompakan air laut sebagai media pendingin utama menuju kondensor.

5.2.6 Katup ( Valves )

Berfungsi sebagai katup pada proses open atau close menggunakan electric motor.

5.2.7 Kondensor

Tempat kondensasi atau merubah fasa uap dari turbin menjadi air kondensat dengan media pendingin

air laut yang dialirkan didalam tube-tube kondensor.

5.2.8 Vacum Priming Pump

Menarik keluar udara yang tersekat dalam water box condensor bagian atas yang tidak terisi penuh air

laut.

5.3 PRINSIP KERJA SISTEM

Hasil pembakaran boiler berupa uap panas dengan tekanan dan temperatur tinggi akan masuk ke turbin

dan akan digunakan untuk memutar sudu-sudu turbin. Uap bekas memutar turbin tersebut secara

otomatis akan masuk ke kondensor karena adanya vakum kondensor. Uap yang masuk merupakan uap

superheated sehingga untuk mengondensasikannya menjadi cair jenuh di kondensor diperlukan media

pendingin. Media pendingin utama yang digunakan disini ialah air laut.

Air laut masuk melalui pintu (stop block) lalu tertampung dikanal dan disaring oleh saringan net untuk

menyaring kotoran kasar yang terbawa oleh air laut, kemudian disaring kembali oleh saringan bar (bar

screen) agar kotoran-kotoran yang lolos dari saringan net dapat tersaring kembali. Setelah melewati

penyaringan di Net dan Bar Screen, air laut tersebut masuk ke Travelling screen agar kotoran yang lolos

dari kedua saringan tersebut dapat terangkat. Kotoran yang menempel di screen dibersihkan oleh

screen wash pump dengan menyemprotkan air dari sisi dalam Travelling Screen, sampah/kotoran akan

jatuh ke pit. Kemudian air laut yang telah tersaring di Travelling Screen mengalir menuju ke Circulating

Water Pump (CWP). Lalu oleh CWP air laut tersebut dipompakan masuk ke tube-tube kondensor. Di

dalam kondensor terjadi transfer panas antara uap superheat dan air laut. Setelah uap terkondensasi

menjadi air kondensat maka air kondensat tersebut akan ditampung di hotwell, sedangkan air laut

dibuang ke Laut Jawa melalui Outfall.

5.4 PENGOPERASIAN PENDINGIN UTAMA

Sebelum sistem pendingin dioperasikan, maka harus dilakukan pemeriksaan dan persiapan peralatan

terlebih dahulu Pemeriksaan mencakup kondisi alat apakah dalam pemeliharaan (di tagging) atau

kondisi stand by

Persiapan pengoperasian sistem pendingin meliputi :

Ø Persiapan terhadap keselamatan kerja

Ø Pelumasan

Ø Level tangki (head tank) pendingin bantu cukup

Ø Sumber tenaga listrik

Ø Sistem kontrol

Ø Semua manhole pada saluran maupun pada kondensor dalam keadaan tertutup

Ø Salah satu heat exchanger air pendingin bantu siap dioperasikan

Ø Posisi katup-katup dalam posisi yang benar (katup masuk kondensor membuka penuh, katup keluar

kondensor tertutup penuh. Katup drain dan venting kondensor tertutup. Sistem backwash (bila ada)

dalam kondisi tidak bekerja.

Ø Venting atau priming pump (bila ada) dalam keadaan siap operasi.

Ø Air lincir (gland seal/lubricating water) untuk pompa CWP tersedia

Bila semua Permissive ( syarat-syarat) sudah terpenuhi, informasikan pada operator lokal pompa CWP

yang akan distart. Kalau semua telah siap, tekan tombol ”START” pompa dan pompa akan start secara

automatic menurut Sequencialnya :

Ø Check Sequence Start Permit

Ø Open CWP Discharge Valve

Ø Start CWP

Ø CWP Discharge Valve Timer

Ø CWP Sequence fault Timer

Ø Closed CWP Discharge/ Seal Water

Ø Closed Discharge Valve & Stop CWP

Ø Closed CWP Seal Water

Sesaat pompa yang distart telah beroperasi, bersama itu pula atur pembukaan ”Outlet Valve”kondensor

25-30 % untuk mempertahankan tekanan Header 1,3 Kg/Cm2. Untukmenjalankan pompa CWP yang lain

untuk kondensor yang sama, ikuti prosedur yang samakemudian buka ”Oulet Valve” kondensor 100 %.

Alat-alat pendukung kondensor:

-air ejector digunakan untuk mengkondensasikan kembali gas yang tak mampu terkondensasi atau

membuang gas ke lingkungan dengan tekanan yang lebih rendah serta berfungsi untuk membuat

tekanan vacuum dalam kondensor

-ball cleaning sistem adalah berfungsi untuk membersihkan pipa-pipa (tubes) pendingin kondensor dari

kotoran seperti lumpur dan kotoran halus dengan cara menginjeksikan bola karet (Tapproge Ball)

kedalam pipa-pipa pendingin kondensor secara terus menerus proses ini dilakukan oleh pompa sirkulasi

(Circulation Pump) dengan cara memompakan bola tapproge pada sisi masuk air pendingin dan

mengambil kembali bola pada sisi keluar air pendingin untuk selanjutnya disirkulasikan kembali pada

kondensor.

-cooling tower berfungsi untuk supplai air pendingin jika digunakan siklus tertutup

-Pompa kondensat untuk mensuplai air kondensat ke proses selanjutnya yaitu deaerator

- pompa vakum berfungsi menghisap gas-gas yang tidak dapat terkondensasi dalam kondensor dan

dapat mengurangi kinerja kondensor