LHO VAKUM KONDENSOR’E KOK RENDAH YA??? ( 2 )

LHO VAKUM KONDENSOR’E KOK RENDAH YA??? ( 2 )

Tulisan dibawah ini merupakan kelanjutan dari tulisan sebelumnya klik disini

Terjadi Fouling pada Kondensor

Adanya fouling ataupun endapan yang mengotori tube-tube kondensor sangat mungkin terjadi. Hal ini karena cooling water condenser, sebagaimana di PLTGU Grati sumber air-nya adalah berasal dari sea water ( air laut ) sehingga akan banyak terdapat endapan dan kotoran-kotoran yang ikut masuk dan sebagian mengendap pada permukaan tube-tube dan pada bagian kondensor lainnya. Fouling yang terjadi pada kondensor dapat dikategorikan menjadi beberapa tipe. Fouling karena Microbiologi, scale, deposit, korosi dan kotoran yang menyumbat tube kondensor.

Fouling yang terjadi pada kondensor ini akan menyebabkan penurunan kinerja kondensor. Laju perpindahan panas yang terjadi pada kondensor akan berkurang sehingga laju proses kondensasi steam menjadi condensate water pun akan turun. Pencegahan fouling kondensor sangatlah penting karena secara natural kondensor akan memiliki kecenderungan terjadi fouling, hal ini karena cooling water yang digunakan yaitu air laut yang banyak terdapat endapan dan kotoran-kotoran lainnya.

Sehingga secara garis besar kendala vakum rendah pada kondensor dapat terjadi karena beberapa hal dibawah ini

1. Cooling Water Flow rate dan inlet temperature2. Air Leakage sehingga non condensable gasses akan terkumpul di kondensor3. Fouling pada permukaan tube dan bagian kondensor lainnya. Adanya fouling ini

akan mempengaruhi flow rate dan kecepatan serta pressure drop di kondensor.4. Kinerja Vacuum Equipment ( Air Removal Equipment ), dan mungkin hal-hal

lain yang tidak saya sebutkan.

Usaha mempertahankan Vakum atau Pressure Kondensor.

Untuk menjaga efisiensi proses pada power plant, maka perlu ada usaha untuk menjaga agar kondensor tetap bekerja optimal, diantara usaha yang dapat kita lakukan diantaranya yaitu

Melakukan Backwash Kondensor

Backwash Kondensor merupakan salah satu cara yang digunakan untuk mempertahankan performa kondensor. Di PLTGU Grati salah satu usaha dan yang paling sering dilakukan ya backwash kondensor ini. Alhamdulillah dengan rutin dilakukan performa kondensor selalu terjaga.

Apa sih Backwash kondensor itu????? Apa ya??? Backwash kondensor merupakan salah satu usaha untuk menjaga performa kondensor dengan cara membalik arah aliran kondensor. Tujuannya apa ya??? Tujuannya yaitu untuk membuang kotoran2 yang masuk ke dalam water box inlet kondensor dan menghalangi ( melakukan plugging ) tube kondensor sisi inlet. Untuk masalah backwash Kondensor bisa baca ini aja.

Cleaning Tube-tube Kondensor

Tube-tube kondensor sangat mungkin terjadi endapan di permukaannya, sehingga perlu dilakukan cleaning. Cleaning kondensor ini dapat dilakukan dalam dua metode, yaitu secara online dimana dilakukan ketika unit turbin uap dalam keadaan normal operasi dan offline ketika turbin uap dalam keadaan stand by.

Untuk cleaning tube dalam keadaan online ini sebenarnya sangat penting karena dengan hal ini performa kndensor akan tetap selalu terjaga. Cleaning tube secara online dapat dilaksanakan dengan cara menggunakan bola Tapproge yang di PLTGU Grati sering disebut Ball Cleaning Kondensor. Gambar dibawah salah satu sistem Ball Cleaning tetapi bukan di PLTGU Grati.

Prinsip Ball Cleaning Kondensor

Dalam system Ball Clening ini, fungsinya adalah untuk membersihkan permukaan tube-tube kondensor. Sistem Ball Cleaning menggunakan Bola

( Tapproge ) sebagai alat untuk membersihkan tube kondensor. Bola ini akan diikutkan aliran pada kondensor, masuk di water box inlet kondensor ikut aliran kondensor dan keluar di water box outlet kondensor kemudian bola-bola tersebut ditangkap oleh Catcher dan diarahkan ke ball collector. Untuk lebih jelasnya ke sini aja ya

Selain dengan metode Ball Cleaning, cara online juga dapat dilakukan secara manual, hal ini mengingat bahwa kondensor memiliki 2 sisi. Sehingga cara manual ini dilakukan dengan mengoperasikan kondensor satu sisi dimana satu sisi dibersihkan secara manual saat turbine uap normal operasi. Karena hanya beroperasi satu sisi, maka beban turbin uap pun tidak bole maksimal, seharusnya beban turbin uap 50 % load maksimal ST. akan tetapi terkadang karena efek fouling pada permukaan tube, maka kebanyakan beban akan dibuat kurang dari 50 % load turbin uap. Apabila di PLTGU Grati apabila proses manual secara online, PLTGU Grati beroperasi Combine Cycle dengan 1 HRSG dan 1 turbine uap. Sehingga beban turbin uap + 33,3 % Load maksimal. Proses manual cleaning ini juga dilakukan ketika unit dalam keadaan Stand By ataupun ketika ada kegiatan Inspeksi. Diharapkan dengan adanya cleaning kondesor ini performa kondensor meningkat sehingga heat rate system menjadi lebih baik ( semakin kecil ).

Cek Air Leakage Kondensor.

Selain cara di atas pengecekan air leak di kondensor juga perlu dilakukan. Air leakage test pada kondensor bisa dilakukan dengan berbagai cara, diantaranya yaitu pengujian dengan gas tracer seperti dengan menggunakan gas helium atau halogen. Selain itu juga bisa dilakukan air leakage test secara ultrasonic ataupun secara thermograph, selain itu test leak dengan air merupakan salah satu yang paling murah dan banyak dilakukan. Perlu diketahui juga bahwasanya PLTGU Grati memiliki peralatan khusus untuk test leak pada tube baik itu kondensor maupun heat transfer equipment lainnya. Peralatan ini merupakan hasil inovasi insane PT Indonesia Power yang sudah dipatenkan. Apabila ingin mencari apa ada ada kebocoran pada tube peralatan anda bisa ke PT Indonesia Power saja khususnya ke Unit Bisnis Pembangkitan Perak Grati,… hehheh

Trims semoga bermanfaat mungkin ini yang bisa di share kali ini

Share this:

LHO VAKUM KONDENSOR’E KOK RENDAH YA??? ( 1 )

LHO VAKUM KONDENSOR’E KOK RENDAH YA??? ( 1 )

Kondensor merupakan salah satu peralatan penting dalam sebuah proses di power plant khususnya pada sistem PLTU. Kondensor ini parameter kerjanya dipantau berdasarkan memiliki nilai vakum atau pressure yang dihasilkan[1]. Nilai vakum kondensor ini akan mempengaruhi bagaimana kinerja steam turbine bekerja. Pengaruh vakum kondensor pada sistem PLTU ada paling tidak ada dua hal. Pertama meningkatkan beban turbin uap. Vakum kondensor akan mempengaruhi tinggi rendah beban yang dihasilkan oleh turbin uap. Apabila vakum tinggi dengan jumlah energi masuk turbin yang sama akan di dapat beban yang lebih tinggi. Kedua, meningkatkan effisiensi pembangkitan. Efisiensi yang dihasilkan akan berhubungan dengan energi yang dibangkitkan. Semakin tinggi energi yang dibangkitkan efisiensi juga akan naik.

Sebelum membahas lebih lanjut perlu diketahui beberapa hal mengenai vakum kondensor pada power plant ( pembangkir listrik ) khususnya pada PLTU atau PLTGU. Condenser pada power plant berfungsi mengkondensasikan uap hasil pembuangan ekstraksi turbin menjadi air. Proses ini dilakukan pada kondisi pressure kondensor di bawah 1 atm ( vakum ). Perlu diketahui bahwa pada system kondensor di power plant terdapat alat bantu vacuum system ( sistem vakum ) yang biasanya berupa Liquid Ring Vacuum Pump ataupun Steam Jet Air Ejector. Perlu diketahui juga bahwasannya vakum kondensor terbentuk oleh proses di kondensasi steam di kondensor dan bukan oleh peralatan bantu vacuum system ( vacuum pump atau steam ejector ). Fungsi vacuum pump atau steam ejector ini adalah mengekstrak atau membuang udara atau gas-gas lainnya di dalam kondensor dan membuangnya ke atmosfer ( menjaga vakum ). System alat bantu sistem vakum ini juga berfungsi sebagai pembuat vakum saat start unit turbin uap. Setelah normal operasi dan terdapat steam yang masuk ke turbin maka proses vakum kondensor diambil alih oleh proses kondensasi steam menjadi air ( air kondensat ).

Di PLTGU Grati yang mengoperasikan pembangkit PLTU ini juga mengalami kenaikan dan penurunan vakum kondensor ini. Permasalahan vakum kondensor yang rendah ini muncul setiap tahun, dan ini bisa diprediksi kapan datangnya, akan tetapi mengatasinya yang sulit dilakukan. Pada bulan Oktober sampai bulan Desember vakum kondensor cenderung rendah, dan ini akan terjadi lagi pada bulan Maret sampai dengan bulan April. Pada dasarnya ada beberapa hal yang dapat menyebabkan penurunan nilai vakum kondensor, sebagian bisa diatasi dan sebagian lainnya sulit di atasi. Adapun yang sulit di atasi ini karena berkaitan dengan faktor alam.

Diantara beberapa hal yang menyebabkan penurunan vakum kondensor ini adalah sebagai berikut :

Cooling Water System

Sistem air pendingin dalam sistem PLTU memegang peranan penting dalam proses kondensasi steam menjadi condensate water. Vakum condensor ini sebenarnya terbentuk karena perbedaan density antara steam dan condensate water. Hal ini terjadi karena adanya proses kondensasi yang terjadi di kondensor. Sehingga semakin cepat suatu kondensor ini melakukan proses kondensasi merubah steam pembuangan dari Low Pressure Turbine menjadi condensate water ( air kondesat ) maka tingkat vakum kondensor akan semakin tinggi[2].

Gambar Proses kondensasi di kondensor

Sumber : Troubleshooting steam surface condensers; Progressive Thermal Engineering

Ada dua parameter cooling water yang dapat mempengaruhi proses kondensasi atau tinggi rendahnya vakum kondensor, yaitu

Cooling water flow rate

Sebagai dasar pembahasan kita lihat prinsip perpindahan panas, dimana terdapat  persamaan energy balance. Hal ini karena pada kondensor terjadi perpindahan panas antara steam dan air sehingga menyebabkan steam mengalami perubahan fase. Adapun persamaan tersebut adalah

Q = MCW Cp ΔT

Dimana MCW adalah jumlah cooling water flow rate yang masuk ke kondensor. Dengan asumsi Cp air laut tetap maka ΔT akan berubah mengikuti perubahan perubahan flow rate sea water ( cooling water ). Ketika flow cooling water rate besar ( MCW ) maka akan menyebabkan penurunan

selisih temperature cooling water inlet dan outlet kondensor ( ΔT ). Semakin tinggi temperature outlet cooling water maka vakum kondensor akan semakin rendah[3]. Dalam pengaturan flow cooling water kondensor ini, pengaturan dilakukan dengan mengatur pembukaan motor valve outlet kondensor. Pengaturan ini akan berdampak pada perubahan pressure inlet dan outlet kondensor, kecepatan aliran cooling water pada tube kondensor, dan cooling water flow rate ke kondensor. Berikut kami sajikan grafik perbandingan cooling water flow rate dan pressure kondensor

Pressure Condenser Vs Cooling Water Flow Rate

Sumber : International Journal Of Engineering Research & Technology

Terlihat pada grafik perbandingan cooling water flow rate dan pressure kondensor, terlihat bahwa semakin besar flow rate cooling water menyebabkan pressure kondensor semakin rendah ( kondensor semakin vakum ), hal ini dikarenakan proses kondensasi akan berlangsung lebih cepat.

Cooling water temperature

Temperature cooling water ( sea water ) juga akan mempengaruhi pressure kondensor ( vakum kondensor). Akan tetapi temperature cooling water ini kita tidak memiliki kemampuan untuk mengaturnya. Temperature cooling water ini akan berubah bergantung iklim dan lokasi dimana sebuah pembangkit itu berada. Temperature cooling water juga sangat berpengaruh terhadap pressure atau vakum kondensor, dan pengaruhnya ini sangat signifikan.

Sebagaimana flow cooling water, temperature cooling water ini akan berpengaruh pada kecepatan suatu steam berkondensasi. Semakin rendah temperature, steam exhaust LP Turbine akan lebih cepat terkondesasi sehingga pressure kondenor akan rendah ( vakum tinggi ). Berikut grafik pengaruh temperature cooling water terhadap pressure kondensor ( dari sebuah journal international )

Perbandingan Pressure Kondensor dan Temperature Cooling Water

Sumber : Combine Cycle Gas and Steam Power Plant; Rohf Kehlhofer

Dari grafik dapat kita lihat bahwasannya perbedaan temperature cooling water ( dengan perbandingan flow rate steam exhaust LP turbine dan flow rate cooling water konstan ) sangat signifikan terhadap perubahan vakum kondensor ( pressure kondensor ).

Inilah yang terjadi di PLTGU Grati, yaitu pada waktu-waktu ( bulan tertentu ) pressure kondensor cenderung tinggi ( vakum rendah ). Hal ini akan berimbas pada efisiensi dan beban steam turbine yang dihasilkan. Berikut adalah variasi temperature cooling water masuk ke kondensor pada tahun 2013

Grafik temperature air laut bulanan selama 2013

Grafik di atas merupakan grafik temperature cooling water inlet ( sea water ) yang masuk ke kondensor. Apabila kita lihat bahwa temperature cooling water ( air laut ) pada bulan Oktober s.d Desember dan pada mulai pertengahan akhir bulan Februari sampai pada bulan April pertengahan Mei akan mengalami kenaikan dan pada akhir Mei akan mengalami penurunan sampai bulan Agustus dan September. Ini gambaran profil temperature sea water pada tahun 2013, akan tetapi aktual setiap tahun akan berubah tergantung pada iklim wilayah tersebut, walupun tren setiap bulannya hampir sama. Sehingga apabila melihat grafik di atas maka vakum kondensor akan bagus dan tinggi pada bulan agustus dan September dan akan turun pada range Oktober s.d Desember serta pada bulan Mei.

Non Condensable Gasses in Condensor

Adanya Non Condensable Gasses ( gas-gas yang tidak dapat terkondensasi ) dapat menyebabkan penurunan tingkat kevakuman. Non Condensable gasses ini bisa merupakan gasses dari luar yang masuk ke kondensor ( air lekage ), hal ini karena kondesor di desain memiliki tekanan di bawah atmosfer maka akan mungkin ada udara dari luar akan masuk ke kondensor. Selain itu penyebab dari non condensable gasses ini juga berasal dari gas-gas yang mengalami leakage pada sistem PLTU atau PLTGU yang terbawa oleh steam ke kondensor ( air in steam ) atau juga dari penguraian ( water ) air menjadi gas oksigen dan gas hidrogen. Sehingga gas-gas yang tidak dapat terkondensasi tersebut harus dikeluarkan dari kondensor.

Kenapa Gas-gas yang tidak dapat terkondensasi tersebut harus dikeluarkan atau dibuang dari kondensor.

-          Gas-gas tersebut akan menyebabkan kenaikan pressure kondensor, dan kenaikan pressure ini akan menyebabkan penurunan daya mampu yang dihasilkan oleh turbin uap dan menurunakan efiensi pengoperasian turbin uap. Adapun beberapa tempat yang dapat menjadi sumber gas leakage sebagian seperti pada gambar di bawah.

Air Leakage Points

Sumber : International Journal Of Engineering Research & Technology

-          Gas-gas tersebut akan menyelimuti permukaan luar tube-tube kondensor, hal ini akan menyebabkan berkurangnya kecepatan transfer panas antara uap ( steam ) dengan cooling water ( sea water). Sehingga ketika kecepatan transfer panas berkurang hal ini akan menyebabkan peningkatan pressure kondensor.

Effect Of Air In Steam Space

Sumber : International Journal Of Engineering Research & Technology

-          Korosif pada line-line kondensat, hal ini karena adanya kandungan gas oksigen dalam kondensor. Sehingga untuk mempertahankan usia peralatan maka oksigen tersebut harus dibuang.

Salah satu alat yang digunakan sebagai alat bantu untuk menghilangkan non condensable gasses ini adalah Air Removal Equipment seperti Steam Jet Air Ejector ( SJAE ) atau Liquid Ring Vacuum Pump. Steam Jet Air Ejector ini menggunakan steam ( uap ) tekanan tinggi untuk mengeluarkan gas-gas yang tidak terkondensasi tersebut dari dalam kondensor sebagaimana jet pump. Adapun Liquid Ring Vacuum Pump sebagaimana yang digunakan di PLTGU Grati menggunakan air ( water ) untuk menekan dan menangkap gas-gas yang tidak terkondensasi dan mengelurkannya ke atmosfer. Secara Garis besar kerja dari Air Removal Equipment ini harus dapat bekerja dalam dua mode yaitu Hogging dan Holding. Kinerja Air Removal Equipment ( Vacuum Equipment ) juga menentukan proses holding pada vakum kondensor, hal ini karena apabila kinerja Air removal Equipment rendah maka aka nada sebagian non condensable gasses yang tidak terbuang ke atmosfer dan ini akan mempengaruhi tingkat kevakuman kondensor.