Kondensor Uap untuk Turbin: Panduan Lengkap

Apa Itu Kondensor Uap untuk Turbin?

Kondensor uap untuk turbin adalah perangkat yang mengubah uap buangan bertekanan rendah dari turbin uap menjadi air dengan menggunakan air pendingin. Fungsi utama kondensor uap untuk turbin adalah menjaga tekanan balik rendah di sisi buangan turbin uap, yang meningkatkan efisiensi dan output pembangkit listrik.

Uap buangan dari turbin harus melebar secara signifikan untuk mengubah energi yang tersedia menjadi kerja mekanis. Jika uap tidak dikondensasi setelah melakukan pekerjaannya, itu tidak akan menciptakan cukup ruang bagi uap berikutnya untuk melebar ke volume yang diperlukan. Oleh karena itu, mengkondensasikan uap dalam sistem tertutup mengurangi volumenya dan menciptakan vakum yang menurunkan tekanan di outlet turbin.

Kondensor uap untuk turbin terdiri dari beberapa komponen, seperti ruang kondensor, pasokan air pendingin, pompa udara basah, dan sumur panas. Ruang kondensor adalah tempat uap dikondensasikan dengan mentransfer panasnya ke air pendingin.

Pasokan air pendingin menyediakan air dingin dari menara pendingin atau sumber lain untuk sirkulasi di dalam kondensor. Pompa udara basah mengumpulkan uap yang dikondensasikan, udara, uap air yang tidak dikondensasikan, dan gas-gas lainnya dari kondensor dan mengeluarkannya ke atmosfer atau deaerator. Sumur panas adalah tempat uap yang dikondensasikan dikumpulkan dan dari sana dapat dipompa kembali ke boiler uap sebagai air umpan.

Ada dua jenis utama kondensor uap untuk turbin: kondensor jet dan kondensor permukaan. Dalam kondensor jet, air pendingin disemprotkan ke uap buangan dan dicampur dengannya. Ini adalah proses pengkondensasian uap yang cepat, tetapi menghasilkan air yang terkontaminasi yang tidak dapat digunakan kembali sebagai air umpan.

Dalam kondensor permukaan, air pendingin dan uap buangan dipisahkan oleh penghalang, seperti tabung atau pelat, dan kondensasi terjadi melalui pertukaran panas melalui penghalang ini. Ini adalah proses pengkondensasian uap yang lebih lambat, tetapi menghasilkan air murni yang dapat digunakan kembali sebagai air umpan.

Mengapa Menggunakan Kondensor Uap untuk Turbin?

Menggunakan kondensor uap untuk turbin memiliki beberapa keuntungan untuk pembangkitan tenaga, seperti:

• Meningkatkan efisiensi termal pembangkit listrik dengan mengurangi konsumsi uap spesifik dan meningkatkan output kerja per massa uap.

• Meningkatkan kualitas air umpan dengan menghilangkan gas terlarut dan kotoran dari uap yang dikondensasikan.

• Mengurangi korosi dan scaling di boiler dan turbin dengan mencegah kontak langsung antara uap dan air pendingin.

• Mengurangi pencemaran lingkungan dengan meminimalkan pembuangan uap dan air pendingin ke atmosfer atau badan air.

• Menghemat sumber daya air dengan mendaur ulang uap yang dikondensasikan sebagai air umpan.

Bagaimana Cara Kerja Kondensor Uap untuk Turbin?

Prinsip kerja kondensor uap untuk turbin didasarkan pada transfer panas dan perubahan fase. Uap buangan dari turbin masuk ke kondensor dengan tekanan rendah dan suhu tinggi. Air pendingin masuk ke kondensor dengan suhu rendah dan tekanan tinggi. Transfer panas antara kedua fluida terjadi melalui penghalang yang memisahkan mereka secara fisik. Penghalang tersebut bisa berupa tabung atau pelat, tergantung pada jenis kondensor.

Seiring berlangsungnya transfer panas, suhu uap buangan menurun, dan panas laten dilepaskan. Panas laten diserap oleh air pendingin, yang meningkatkan suhunya. Uap buangan berubah fasa dari uap menjadi cair dan menjadi air yang dikondensasikan. Air yang dikondensasikan mengumpul di sumur panas di bagian bawah kondensor. Air pendingin keluar dari kondensor dengan suhu tinggi dan tekanan rendah.

Air yang dikondensasikan kemudian dipompa oleh pompa ekstraksi kondensat ke deaerator atau langsung ke pompa umpan boiler. Deaerator menghilangkan udara atau gas yang tersisa dari air yang dikondensasikan dan memanaskannya sebelum mengirimkannya ke pompa umpan boiler. Pompa umpan boiler meningkatkan tekanan air umpan dan mengirimkannya ke boiler.

Air pendingin entah dibuang ke menara pendingin atau sumber lain atau direkirculasikan melalui penukar panas atau ekonomizer. Menara pendingin menurunkan suhu air pendingin dengan menguapkannya ke udara. Penukar panas atau ekonomizer mentransfer sebagian panas dari air pendingin ke fluida lain, seperti udara atau air umpan.

Apa Jenis Kondensor Uap untuk Turbin?

Berdasarkan teknik kondensasi, ada dua jenis utama kondensor uap untuk turbin: kondensor jet dan kondensor permukaan.

Kondensor Jet

Dalam kondensor jet, air pendingin disemprotkan ke uap buangan dan dicampur dengannya. Ini adalah proses pengkondensasian uap yang cepat, tetapi menghasilkan air yang terkontaminasi yang tidak dapat digunakan kembali sebagai air umpan. Campuran air dan uap kemudian dibuang ke sumur panas, di mana dipompakan oleh pompa udara basah ke deaerator atau menara pendingin.

Ada tiga subjenis kondensor jet: low-level, high-level, dan kondensor jet ejector. Dalam kondensor jet low-level, sumur panas ditempatkan pada level yang sama dengan kondensor, dan campuran mengalir dengan gravitasi. Dalam kondensor jet high-level, sumur panas ditempatkan di atas kondensor dan campuran diangkat oleh pompa. Dalam kondensor jet ejector, air pendingin disuntikkan dengan kecepatan tinggi ke uap buangan dan menciptakan vakum yang menyedot campuran ke sumur panas.

Keuntungan kondensor jet adalah:

• Sederhana, murah, dan mudah dipasang dan dioperasikan.

• Memiliki laju transfer panas yang tinggi dan penurunan tekanan yang rendah.

• Tidak memerlukan pasokan air pendingin yang besar atau sistem ekstraksi udara terpisah.

Kerugian kondensor jet adalah:

• Menghasilkan air yang tidak murni yang tidak dapat digunakan kembali sebagai air umpan dan memerlukan perlakuan sebelum dibuang.

• Memiliki konsumsi daya yang tinggi untuk memompa air pendingin dan campuran.

• Terpengaruh oleh kualitas dan suhu air pendingin.

Kondensor Permukaan

Dalam kondensor permukaan, air pendingin dan uap buangan dipisahkan oleh penghalang, seperti tabung atau pelat, dan kondensasi terjadi melalui pertukaran panas melalui penghalang ini. Air pendingin melewati array tabung atau pelat, dan uap buangan mengalir di permukaan luar mereka. Panas uap diserap oleh air pendingin, yang meningkatkan suhunya.

Uap buangan berubah fasa dari uap menjadi cair dan menjadi air yang dikondensasikan. Air yang dikondensasikan mengumpul di sumur panas di bagian bawah kondensor. Air pendingin keluar dari kondensor dengan suhu tinggi dan tekanan rendah.

Ada dua subjenis kondensor permukaan: downflow dan counterflow. Dalam kondensor permukaan downflow, uap buangan masuk dari atas dan mengalir ke bawah di atas tabung atau pelat. Dalam kondensor permukaan counterflow, uap buangan masuk dari satu ujung dan mengalir ke atas di atas tabung atau pelat, sementara air pendingin masuk dari ujung lainnya dan mengalir ke bawah melalui mereka.

Keuntungan kondensor permukaan adalah:

• Menghasilkan air murni yang dapat digunakan kembali sebagai air umpan dan mengurangi korosi dan scaling di boiler dan turbin.

• Memiliki konsumsi daya yang rendah untuk memompa air pendingin dan air yang dikondensasikan.

• Tidak terpengaruh oleh kualitas dan suhu air pendingin.

Kerugian kondensor permukaan adalah:

• Kompleks, mahal, dan sulit dipasang dan dioperasikan.

• Memiliki laju transfer panas yang rendah dan penurunan tekanan yang tinggi.

• Memerlukan pasokan air pendingin yang besar dan sistem ekstraksi udara terpisah.

Bagaimana Memilih Kondensor Uap untuk Turbin?

Pilihan kondensor uap untuk turbin tergantung pada beberapa faktor, seperti:

• Ukuran dan kapasitas pembangkit listrik

• Ketersediaan dan biaya air pendingin

• Kualitas dan jumlah air umpan

• Regulasi dan standar lingkungan

• Persyaratan operasional dan pemeliharaan