Komponen sistem uap dan air umpan

Komponen sistem uap dan air umpan

            Komponen sirkulasi air boiler       

Steam Drum

Fungsi dari steam drum subkritis antara lain :

• Mencampur air umpan dengan sirkulasi air di boiler.

• Memasukkan air ke evaporator melalui downcomers.

• Menerima campuran air / uap

• Memisahkan air dan uap

• Menghilangkan kotoran.

• Mengontrol keseimbangan kandungan kimia air

• Mensuplai uap jenuh

• Menyimpan air untuk perubahan beban

• Bertindak sebagai titik acuan untuk kontrol air

Prinsip Steam Drum

Feedwater dari economizer memasuki stean drum. Air disalurkan melalui nozel steam drum, diarahkan ke bagian bawah drum dan kemudian melalui downcomers ke header. Boiler pemulihan ini beroperasi dengan sirkulasi alam. Internal drum membantu untuk memisahkan uap dari air.

Pemisahan uap

Pemisahan uap / air di steam drum juga didasarkan pada perbedaan densitas air dan uap. Hal ini sering diwujudkan dengan manifold (Header) yang dirancang untuk partisi aliran. Ada berbagai jenis perangkat untuk pemisahan . Pemisah berdasarkan kekuatan sentrifugal (siklon) dan juga uap pemurni seperti pengering layar (tepi layar) dan pencuci. Pemisahan ini biasanya dilakukan dalam beberapa tahap. Tahap pemisahan yang umum : pemisahan primer, pemisahan sekunder, dan pengeringan.

pemisah uap membesar (siklon dan demister)

  3D-skema dari steam drum dan pemisah uap

Kemurnian uap dan kualitas

Kerusakan pengotor

Kotoran pada permukaan dalam tabung mengubah tingkat perpindahan panas dari tabung dan menyebabkan superheater terlalu panas (CO₃ dan SO₄ yang paling berbahaya). Pisau turbin juga sensitif untuk kotoran (Na ⁺ dan K yang paling berbahaya). Sifat yang paling penting dari uap adalah:

• kualitas uap, Kadar air: presentasi berat uap kering atau campuran  uap air dalam

• isi padat, kemurnian uap: bagian per juta dari padatan pengotor dalam uap

Kualitas uap

Garam yang terlarut dalam air umpan perlu dicegah masuk superheater ke turbin. Uap tidak dapat berisi padatan (karena bentuk gas), dan oleh karena itu kadar uap air mendefinisikan tingkat kotoran. Kandungan air setelah evaporator (sebelum superheaters) harus << 0,01% berat (persen berat) untuk menghindari pengendapan kotoran pada permukaan  dalam. Jika boiler yang dimaksud adalah subkritis tekanan tinggi atau boiler superkritis, persyaratan uap kemurnian yang tinggi (diukur dalam bagian per miliar).

Kemurnian uap

Konsentrasi kotoran air boiler, padatan setelah steam drum dan kadar air setelah steam drum secara langsung terhubung: misalnya Jika konsentrasi kotoran air boiler  adalah 500 ppm dan tingkat kelembaban di uap (setelah boiler) 0,1%, kandungan padatan dalam uap (setelah boiler) adalah 500 ppm * 0,1% = 0,5 ppm.

Blowdown kontinyu

Ketika air beredar menghasikan uap, uap meninggalkan drum dan feedwater ditambahkan untuk menggantikan uap keluar. Hal ini menyebabkan konsentrasi kotoran padat terbentuk. Untuk terus menghilangkan akumulasi konsentrasi jumlah padatan, dipasang sebuah sparger panjang terletak di bawah tengah drum. Pipa blowdown kontinyu digunakan untuk meniup akumulasi keluar dari drum dan ke dalam "tangki penerus".

Penempatan uap Drum

Boiler sirkulasi alami

Dalam boiler sirkulasi alami steam drum harus ditempatkan setinggi mungkin dalam ruangan boiler karena perbedaan tingkat ketinggian antara air di steam drum dan di mana air mulai penguapan di boiler tabung, mendefinisikan kekuatan pendorong  dari sirkuit. Steam drum biasanya ditempatkan di atas boiler Sirkulasi dikontrol dan sekali-melalui boiler. Untuk boiler dengan sirkulasi yang dikontrol, steam drum dapat ditempatkan lebih bebas, karena sirkulasi mereka tidak tergantung tempat steam drum (Sirkulasi berbasis pompa ). Ini adalah alasan mengapa boiler dngan sirkulasi terkontrol disukai.

Aspek lain dari desain steam drum

Di dalam steam drum ada juga yang perbedaan jenis perangkat tambahan untuk kelancaran drum. Ujung-ujung pipa air umpan ditempatkan di bawah Tangki air dan harus diatur sedemikian rupa sehingga aliran air dingin tidak akan menyentuh langsung shell drum untuk menghindari tegangan termal. Kualitas air dijaga pada satu sisi, yang membawa pengolahan bahan kimia air ke dalam drum, dan di sisi lain oleh pipa blowdown yang menghilangkan sebagian dari air secara terus menerus atau berkala. Sebuah kotak kering dapat ditempatkan sebelum pipa penghilang untuk uap. Ini terdiri dari bentuk kerucut atau konstruksi pelat memungkinkan kelancaran arus distribusi untuk pengering uap.

Sistem air umpan

Bab ini menjelaskan sistem air umpan bagian dari proses pembangkit listrik sebelum boiler, yaitu antara kondensor (setelah turbin) dan  economizer. Parameter air umpan adalah temperatur, tekanan dan kualitas. Persediaan sistem air umpan juga menyemprotkan air untuk  kelompok air di superheaters dan reheaters. Sistem air umpan terdiri dari tangki, pompa dan (jika diperlukan) pemanas air bertekann tinggi.                                   

Tangki air umpan

Sebuah boiler harus memiliki air umpan yang besar untuk memastikan keamanan dari boiler. Tangki air umpan pemulihan boiler ditunjukkan pada angka 9, 10 dan 11.

Pompa air umpan

Pompa air umpan membawa air dari tangki ke boiler. Peraturan memungkinkan menggunakan satu pompa untuk boiler (sangat) kecil, sedangkan untuk unit yang lebih besar setidaknya diperlukan dua pompa. Biasanya ada dua pompa air yang terhubung secara parallel yang memiliki kekuatan tunggal untuk memasok kebutuhan air umpan boiler, dalam kasus jika salah satu pompa rusak. Pompa air umpan yang lebih kecil menggunakan tenaga listrik, sementara pompa dengan kapasitas lebih besar  menggunakan tenaga uap.  

Biasanya tangki air umpan ditempatkan di atas pompa di ruang boiler. Perbedaan ketinggian antara pompa dan tangki didefinisikan oleh parameter yang disebut NPSH. Hal ini terkait dengan kavitasi dari pompa dan mendefinisikan minimum perbedaan ketinggian antara pompa dan tangki. Pompa air umpan dapat dihitung dengan peramaan berikut :      

                                    

Pemanas air umpan

Ada dua jenis pemanas air umpan dalam proses pembangkit listrik: pemanas tekanan tinggi (HP) dan pemanas tekanan rendah (LP). Pemanas HP biasanya terletak setelah pompa air (sebelum economizer) dalam proses pembangkit listrik. Pemanas dengan tekanan rendah biasanya terletak di antara kondensor dan tangki air umpan (deaerator).  Prosedur untuk penempatan optimal HP dimulai dengan mendefinisikan perbedaan entalpi antara pompa dan inlet economizer. Perbedaan entalpi ini kemudian dibagi dengan jumlah HP dan hasilnya adalah entalpi yang naik di setiap pemanas HP.

Kontrol suhu uap

Konsumen uap membutuhkan uap relatif konstan .Suhu (± 5 ° C); Oleh karena itu berarti kontrol suhu uap boiler diperlukan. Sistem kontrol suhu uap membantu mempertahankan efisiensi turbin yang tinggi, dan suhu bahan turbin di level wajar.

Metode untuk mengontrol suhu uap adalah:

• Penyemprotan air

• memotong uap (superheater memotong)

• memotong gas buang

• Re-sirkulasi gas buang

• sistem penukar panas

• penyesuaian sistem Firing

Dolezahl attemperator

The Dolezahl attemperator (de-superheater) adalah sistem kontrol suhu uap yang menggunakan kondensat sebagai air semprot. Lokasi attemperator pada pemulihan boiler ditunjukkan pada angka 1 dan 15.

Dalam sistem attemperator Dolezahl uap jenuh dari steam drum yang mengarah ke kondensor didinginkan oleh air umpan. (Injector). Injector menyemprotkan air menjadi uap dan dengan demikian mengurangi suhu uap superheated. Injector biasanya terletak antara tahap superheater.

Keuntungan utama dari Dolezahl attemperators adalah kualitas air menjadi tinggi karena kotoran tidak mengikuti uap dari steam drum. Kompleksitas (kondensor dan tabung) dan harga yang mahal adalah kelemahan terbesar dari sistem attemperator Dolezahl. Saat ini Dolezahl attemperators sebagian besar digunakan dalam aplikasi boiler khusus.

Penyemprot air

Penyemprotan aliran uap adalah metode yang paling umum untuk langsung mengontrol suhu. Keuntungan utama dari kontrol suhu berbasis penyemprotan air adalah kecepatan dan efektivitas.

Fungsi utama dari penyemprotan air adalah untuk mengurangi suhu uap dengan menyuntikkan air ke aliran uap bila diperlukan. Hal ini juga digunakan untuk mencegah suhu tabung superheater naik berlebihan (terlalu banyak pemanasan berlebih), yang dapat menyebabkan kerusakan tabung superheater.

Jenis alat penyemprot air

Dua jenis alat penyemprot air :

• Pengabut berdasarkan aliran air bertekanan

• atomisasi oleh aliran uap

Prinsip alat penyemprot berdasarkan tekanan memiliki banyak arah penyemprotan air. Jenis sistem ini berlaku ketika variasi aliran uap tidak besar dan perbedaan suhu antara uap masuk yang harus didinginkan dan uap keluar yang sudah didinginkan cukup besar.

Alat penyemprot berdasarkan uap menggunakan uap sebagai media untuk atomisasi. Aliran atomisasi uap biasanya konstan, menjadi sekitar 20% dari aliran air pendingin. Pilihan jenis alat penyemprot air didasarkan pada kebutuhan berbagai operasi (di sini dibutuhkan minimal beban operasional).