DISTRIBUSI STEAM DAN PENGGUNAANNYA

DISTRIBUSI STEAM DAN PENGGUNAANNYA

1.      PENGERTIAN

Sampai kini steam merupakan bagian penting dan tidak terpisahkan dari teknologi modern. Tanpa steam, maka industri makanan kita, tekstil, bahan kimia, bahan kedokteran, daya, pemanasan dan transportasi tidak akan ada atau muncul seperti sekarang ini. Steam memberikan suatu cara pemindahan sejumlah energi yang terkendali dari suatu pusat, ruang boiler yang otomatis, dimana energi dapat dihasilkan Peralatan  secara efisien dan ekonomis, sampai ke titik penggunaan. Steam yang bergerak mengelilingi pabrik dianggap sama dengan transportasi dan penyediaan energi. Untuk beberapa alasan, steam merupakan komoditas yang paling banyak digunakan untuk membawa energi panas. Penggunaannya terkenal diseluruh industri untuk pekerjaan yang luas dari produksi daya mekanis sampai penggunaan proses dan pemanasan ruangan. Alasan dari penggunaan steam adalah:

-          Steam efisien dan ekonomis untuk dihasilkan

-          Steam dapat dengan mudah dan murah untuk didistribusikan ke titik penggunaan

-          Steam mudah dikendalikan

-          Energinya mudah ditransfer ke proses

-          Plant steam yang modern mudah untuk dikendalikan

-          Steam bersifat fleksibel

Alternatif lain selain penggunaan steam adalah air dan fluida panas seperti minyak bersuhu tinggi. Masing-masing metoda memiliki keuntungan dan kerugiannya,  Suatu pemahaman yang lebih baik terhadap sifat-sifat steam dapat tercapai dengan memahami struktur molekul dan atom materi secara umum dan menerapkan pengetahuan ini terhadap es, air dan steam. Hampir seluruh unsur mineral dapat berada pada tiga keadaan fisiknya (padat, cair dan uap), yang merupakan fasenya. Dalam hal H2O, istilah es, air dan steam digunakan untuk menunjukan ketiga fase masing-masing. Struktur molekul es, air, dan steam masih belum sepenuhnya dimengerti, namun alangkah baiknya untuk mempertimbangkan molekul sebagai sesuatu yang terikat bersama-sama oleh muatan listrik (mengacu ke ikatan hidrogen). Derajat eksitasi molekul menentukan keadaan fisik (atau fase) suatu bahan.

2.      TITIK TRIPLE

Seluruh tiga fase untuk bahan tertentu hanya dapat ada secara bersamaan dalam suatu kesetimbangan pada suhu dan tekanan tertentu, dan hal ini dikenal dengan titik triple. Titik triple H2O, dimana tiga fase es, air dan steam berada dalam kesetimbangan, terjadi pada suhu 273,16 K dan tekanan absolut 0,006112 bar. Tekanan ini sangat dekat ke kondisi vakum sempurna. Jika pada suhu ini tekanannya terus diturunkan, es akan mencair, menguap langsung menjadi steam.

2.1.Es

Dalam es, molekul terkunci bersama dan tersusun dalam pola struktur geometris yang hanya dapat bergetar. Dalam fase padatnya, pergerakan molekul pada pola geometris merupakan getaran posisi ikatan tengah dimana jarak molekulnya kurang dari satu diameter molekul. Penambahan panas yang terus menerus menyebabkan getaran yang meningkatkan bahkan mengembangkan beberapa molekul yang kemudian akan terpisah dari tetangganya, dan bahan padat mulai meleleh menjadi bentuk cair (selalu pada suhu yang sama pada 0°C, berapapun tekanannya). Panas yang memecahkan ikatan geometris untuk menghasilkan perubahan fase tersebut sementara tidak menaikan suhu es, disebut entalphi pencairan atau panas penggabungan/ fusi. Phenomena perubahan fase ini bersifat bolak-balik dimana terjadi pembekuan dengan jumlah yang sama dengan panas yang dilepaskan kembali ke lingkungan. Untuk hampir kebanyakan bahan, masa tipe berkurang begitu bahan ini berubah dari fase padat ke fase cair. H2O merupakan suatu pengecualian terhadap aturan ini, karena densitasnya meningkat pada pencairan, hal ini yang menyebabkan es mengambang diatas air.

2.2.Air

Dalam fase cair, molekul- molekulnya bebas bergerak, namun jaraknya masih lebih kecil dari satu diameter molekul karena seringnya terjadi tarik-menarik dan tumbukan. Penambahan panas yang lebih banyak akan meningkatkan pengadukan dan tumbukan, naiknya suhu cairan sampai suhu didihnya.

2.3.Steam

Dengan meningkatnya suhu dan air mendekati kondisi didihnya, beberapa molekul mendapatkan energi kinetik yang cukup untuk mencapai kecepatan yang membuatnya sewaktu-waktu lepas dari cairan ke ruang diatas permukaan, sebelum jatuh kembali ke cairan. Pemanasan lebih lanjut menyebabkan eksitasi lebih besar dan sejumlah molekul dengan energi cukup untuk

meninggalkan cairan jadi meningkat. Dengan mempertimbangkan struktur molekul cairan dan uap, masuk akal bahwa densitas steam lebih kecil dari air, sebab molekul steam terpisah jauh satu dengan yang lainnya. Ruang yang secara tiba-tiba terjadi diatas permukaan air menjadi terisi dengan molekul steam yang kurang padat. Jika jumlah molekul yang meninggalkan permukaan cairan lebih besar dari yang masuk kembali, maka air menguap dengan bebasnya. Pada titik ini air telah mencapai titik didihnya atau suhu jenuhnya, yang dijenuhkan oleh energi panas. Jika tekananya tetap, penambahan lebih banyak panas tidak mengakibatkan kenaikan suhu lebih lanjut namun menyebabkan air membentuk steam jenuh. Suhu air mendidih dengan steam jenuh dalam sistim ya ng sama adalah sama, akan tetapi energi panas per satuan massa nya lebih besar pada steam. Pada tekanan atmosfir suhu jenuhnya adalah 100°C. Tetapi, jika tekanannya bertambah, maka akan ada penambahan lebih banyak panas yang peningkatan suhu tanpa perubahan fase. Oleh karena itu, kenaikan tekanan secara efektif akan meningkatkan entalpi air dan suhu jenuh.

3.      ENTALPI

                                                                                                                       

3.1.Entalpi air, entalpi cairan atau panas sensible air (hf)

Ini merupakan energi panas yang diperlukan untuk menaikan suhu air dari titik dasar 0°C ke suhu saat itu. Pada referensi suhu 0°C ini, entalpi air dianggap nol. Entalpi pada keadaan lainnya kemudian dapat diidentifikasikan, relatif terhadap referensi ini. Panas sensibel merupakan panas yang ditambahkan ke air yang mengakibatkan perubahan suhu. Tetapi, istilah yang digunakan saat ini adalah entalpi cairan atau entalpi air. Pada tekanan atmosfir (0 bar g), air mendidih pada suhu 100°C, dan diperlukan energi sebesar 419 kJ untuk memanaskan 1 kg air dari 0°C ke suhu didihnya.

3.2.Entalpi penguapan atau panas laten (hfg)

Ini merupakan jumlah panas yang diperlukan untuk mengubah air pada suhu didihnya menjadi steam. Perubahan ini tidak melibatkan perubahan pada suhu campuran steam/air, dan seluruh energi digunakan untuk mengubah keadaan dari cairan (air) ke uap (steam jenuh). Istilah lama panas laten didasarkan pada kenyataan bahwa walaupun ditambahkan panas, tidak terdapat perubahan suhu. Tetapi, istilah yang diterima saat ini adalah entalpi penguapan.

3.3.Entalpi steam jenuh, atau panas total steam jenuh

Ini merupakan energi total dalam steam jenuh, yang secara sederhana merupakan penjumlahan entalpi air dan entalpi penguapan.

hg = hf + hf g

Dimana:

hg = Entalpi total steam jenuh (Panas total) (kJ/kg)

hf = Entalpi cairan (Panas sensibel) (kJ/kg)

hfg = Entalpi penguapan (Panas laten) (kJ/kg)

4.      FRAKSI KEKERINGAN

Steam dengan suhu sama dengan titik didihnya pada tekanan tertentu dikenal dengan steam jenuh kering. Walau demikian, untuk menghasilkan 100 persen steam kering pada suatu industri boiler yang dirancang untuk menghasilkan steam jenuh sangatlah tidakmemungkinkan, dan steam biasanya akan mengandung tetesan- tetesan air. Jika kandungan air dari steam sebesar 5 persen massa, maka steamnya dikatakan kering 95 persen dan memiliki fraksi kekeringan 0,95. Entalpi yang sebenarnya dari penguapan steam basah merupakan produk fraksi kekeringan (x) dan entalpi spesifik (hf g) dari tabel steam. Steam basah akan memiliki energi panas yang lebih rendah daripada steam jenuh kering.

Entalpi penguapan aktual = hf g x

Oleh karena itu:

Entalpi total aktual = hf + hfg x

4.1.Kualitas steam

Steam harus tersedia pada titik penggunaan:

-          Dalam jumlah yang benar untuk menjamin bahwa aliran panas yang memadai tersedia untuk perpindahan panas

-          Pada suhu dan tekanan yang benar, atau akan mempengaruhi kinerja

-          Bebas dari udara dan gas yang dapat mengembun yang dapat menghambat perpindahan panas

-          Bersih, karena kerak (misal karat atau endapan karbonat) atau kotoran dapat meningkatkan laju erosi pada lengkungan pipa dan orifice kecil dari steam traps dan kran

-          Kering, dengan adanya tetesan air dalam steam akan menurunkan entalpi penguapan aktual, dan juga akan mengakibatkan pembentukan kerak pada dinding pipa dan permukaan perpindahan panas.

5.     SISTIM DISTRIBUSI STEAM

Sistim distribusi steam merupakan hubungan penting antara pembangkit steam dan pengguna steam. Terdapat berbagai macam metoda untuk membawa steam dari pusat sumber ke titik penggunaan. Pusat sumber mungkin berupa ruang boiler atau pengeluaran dari plant kogenerasi.  sistim distribusi steam yang efisien adalah penting untuk pemasokan steam dengan kualitas dan tekanan yang benar ke peralatan yang menggunakan steam.  Steam yang dihasilkan pada boiler harus dibawa melalui pipa kerja ke titik dimana energi panasnya diperlukan.  Pipa kerja pada mulanya lebih dingin daripada steam, sesampai panas dipindahkan dari steam ke pipa.  Steam yang berkontak dengan pipa yang lebih dingin akan mulai mengembun dengan segera.

Distribusi tekanan steam dipengaruhi oleh sejumlah faktor, dan dibatasi oleh:

-          Tekanan kerja maksimum yang aman bagi boiler

-          Tekanan minimum yang diperlukan pada plant

Ketika steam melewati pipa distribusi, maka steam tidak dapat menghindari kehilangan tekanannya karena :

-          Tahanan gesekan/ friksi didalam pipa.

-          Kondensasi/ pengembunan yang terjadi didalam pipa ketika panas dipindahkan ke lingkungan.

Pembangkitan dan pendistribusian steam pada tekanan tinggi memberikan tiga

keuntungan yang cukup penting :

-          Kapasitas penyimpanan panas pada boiler meningkat, membantu boiler lebih efisien dalam menangani beban yang berfluktuasi, meminimalkan resiko terbentuknya steam basah dan kotor.

-          Diperlukan saluran pipa steam yang lebih kecil, sehingga biaya investasinya untuk pipa, flens, bahan penunjang, bahan isolasi dan buruh lebih rendah.

-          Saluran pipa steam yang lebih kecil berarti biaya isolasi lebih rendah.

Pada sistim distribusi tekanan tinggi, diperlukan penurunan tekanan steam pada setiap zona atau titik penggunaan pada sistim untuk menyesuaikan dengan tekanan maksimum yang diperlukan penggunanya. Penurunan tekanan tersebut juga akan menghasilkan steam yang lebih kering pada titik penggunaan.

6.      PIPA-PIPA

6.1.ahan pipa

Pipa sistim steam biasanya dibuat dari baja karbon ANSI B 16.9 Al06. Bahan yang sama juga dapat digunakan untuk jalur kondensat, walaupun pipa tembaga lebih disukai oleh beberapa industri. Untuk saluran pipa steam lewat jenuh yang bersuhu tinggi, ditambahkan bahan campuran seperti chromium dan molybdenum untuk memperbaiki kuat tarik dan resistansi terhadap golakan pada suhu tinggi. Biasanya pipa dipasok dengan panjang 6 meter.

6.2.Ukuran saluran pemipaan

Tujuan dari sistim distribusi steam adalah untuk memasok steam pada tekanan yang benar sampai ke titik penggunaan. Ukuran saluran pemipaan merupakan faktor penting. Pipa kerja yang berlebih ukurannya berarti:

-          Pipa, kran, sambungan, dll. akan lebih mahal daripada yang diperlukan.

-          Akan terjadi biaya pemasangan yang lebih tinggi, termasuk pekerjaan pendukung, isolasi, dll.

-          Pada pipa steam akan terbentuk kondensat dengan volum yang lebih besar karena lebih besarnya kehilangan panas, sehingga akan diperlukan lebih banyak steam trap, kalau tidak maka steam basah akan terkirimkan ke titik penggunaan.

Pipa kerja yang kekecilan berarti:

-          Tekanan yang lebih rendah akan tersedia pada titik penggunaan. Hal ini akan menghalangi kinerja peralatan karena hanya tersedia steam dengan tekanan yang lebih rendah.

-          Terdapat resiko kekurangan steam.

-          Terdapat resiko lebih besarnya erosi, hantaman air dan kebisingan karena meningkatnya kecepatan steam.

a) Ukuran pipa berdasarkan penurunan tekanan

Penurunan tekanan melalui sistim distribusi merupakan pertimbangan penting. Dalam

prakteknya, akan ada keseibangan antara ukuran pipa dan kehilangan tekanan, baik pada pipa air

atau pipa steam. Penurunan tekanan, sebaiknya tidak boleh lebih dari 0.1 bar/50 m.

b) Ukuran saluran pemipaan berdasarkan kecepatan

Kecepatan merupakan faktor penting dalam pengukuran pipa. Biasanya, digunakan kecepatan 25

sampai 40 m/detik untuk steam jenuh. Besaran 40 m/detik harus dianggap sebagai batas ekstrim,

diatas besaran ini, maka akan terjadi kebisingan dan erosi terutama jika steamnya basah. Pada jalur pemipaanan yang lebih panjang, sering dilakukan pembatasan kecepatan pada 15 m/detik untuk menghindarkan penurunan tekanan. Direkomendasikan bahwa saluran pemipaan yang panjangnya diatas 50 m selalu diperiksa penurunan tekanannya, tanpa memandang kecepatannya.

Steam lewat jenuh dapat dianggap sebagai gas kering karena tidak membawa kadar air. Sebagai akibatnya tidak ada kesempatan bagi terjadinya erosi pipa karena suspensi tetesan air, dan kecepatan steam dapat mencapai 50 sampai 70 m/detik jika penurunan tekanannya mengijinkan.

7.      Pemisah/ Separator

Separator  digunakan untuk menghilangkan tetesan air tersuspensi dari steam. Steam basah mengandung sejumlah air, dan merupakan salah satu perhatian utama pada berbagai sistim

steam. Steam basah ini dapat menurunkan produktivitas pabrik dan kualitas produk, dan dapat menyebabkan kerusakan pada hampir semua item pabrik dan peralatan. Pengurasan dan trapping yang dilakukan secara hati- hati hanya dapat membuang hampir seluruh air, namun tidak untuk tetesan air yang tersuspensi dalam steam. Untuk menghilangkan tetesan air tersuspensi tersebut, dipasang pemisah/ separator pada jalur pemipaan.

Keberadaan air dalam steam dapat menyebabkan sejumlah masalah:

-          Air merupakan penghalang yang sangat efektif terhadap perpindahan panas, dan kehadirannya dapat menurunkan produktivitas pabrik dan kualitas produk.

-          Tetesan air yang berjalan pada kecepatan steam yang tinggi akan meng-erosi ruang kran dan sambungan- sambungan, suatu kondisi yang dikenal dengan wiredrawing. Tetesan air juga akan meningkatkan korosi.

-          Pembentukan kerak yang meningkat pada pipa dan permukaan pemanasan dari bahan pencemar terbawa dalam tetesan air.

-          Operasi yang tidak menentu dari kran pengendali dan pengukur aliran/flor meter.

-          Kegagalan kran dan pengukur aliran karena pemakaian yang cepat atau hantaman air.

Terdapat tiga tipe separator yang umum digunakan dalam sistim steam:

7.1. Separator tipe baffle

Separator tipe baffle atau baling-baling terdiri dari sejumlah pelat baffle, yang menyebabkan aliran berubah arah berkali-kali ketika aliran ini melewati badan separator. Tetesan air yang tersuspesi memiliki masa dan inersia yang lebih besar daripada steam, jadi, bila terjadi perubahan arah aliran, steam kering akan melewati baffles dan tetesan air mengumpul di baffles.

7.2.Tipe Siklon         

Separator tipe siklon atau sentrifugal menggunakan serangkaian sirip untuk menghasilkan aliran siklon kecepatan tinggi. Kecepatan steam menyebabkan steam berputar-putar disekitar badan separator, melemparkan bagian yang lebih berat, air tersuspensi ke dinding, dimana air tersuspensi ini akan dkeluarkan ke steam trap yang dipasang dibawah unit alat.

7.3.Tipe Coalescence

Separator tipe coalescence memberikan halangan dalam aliran steam. Halangan atau rintangan in biasanya berupa bantalan kawat (kadangkala disebut juga sebagai bantalan demister), dimana molekul air akan terjebak. Molekul air tersebut cenderung bersatu, menghasilkan tetesan yang terlalu besar untuk dibawa oleh sistim gas, sehingga akan menjadi sangat berat dan jatuh ke bagian bawah separator.

 8. STEAM TRAPS

merupakan hubungan yang paling penting dalam loop kondensat sebab alat ini menghubungkan penggunaan steam dengan pengembalian kondensat. Steam trap benar-benar secara harfiah berarti ‘membersihkan’ kondensat, (juga udara dan gas- gas yang tidak dapat terkondensasi), keluar sistim, membiarkan steam mencapai tujuannya sedapat mungkin dalam keadaan/kondisi kering untuk memperlihatkan kerjanya yang efisien dan eknomis. Jumlah kondensat pada steam trap yang harus dikeluarkan denga n berbagai pertimbangan. Kondensat mungkin harus dikeluarkan pada suhu steam (segera setelah terbentuk dalam ruang steam) atau dibawah suhu steam, dengan menyerahkan beberapa ‘panas sensibel’ ke dalam proses.

Terdapat tiga tipe dasar steam trap, ketiganya diklasifikasikan oleh Standar Internasional ISO meliputi:

-          Termostatik (dioperasikan oleh perubahan suhu fluida).

-          Mekanis (dioperasikan oleh perubahan masa tipe fluida).

-          Termodinamik (dioperasikan oleh perubahan dalam dinamika fluida).

Bila melakukan pemilihan dan pemasangan steam trap, hal berikut harus dipertimbangkan:13

a) Hantaman air/Waterhammer

Hantaman air terjadi karena kondensat dalam sistim steam yang terambil oleh steam yang bergerak dan dapat menyebabkan kerusakan pada saluran pipa, sambungan dan steam traps. Gejala hantaman air seringkali ditandai dengan tidak berfungsinya steam trap. Penjelasan yang memungkinkan adalah bahwa kegagalan pada steam trap telah diakibatkan oleh hantaman air.

Hantaman air dapat diakibatkan oleh berbagai sebab, termasuk:

-          Kegagalan membuang kondensat dari jalur steam kecepatan tinggi dalam pipa.

-          Dari penggunaan, dimana suhu dikendalikan dan kondensat harus dialirkan ke jalur pengembalian, atau mengembalikannya ke sistim bertekanan.

-          Ketidakmampuan kondensat masuk atau mengalir sepanjang jalur kembali yang berukuran terlalu kecil, karena (a) banjir, atau (b) pemberian tekanan berlebih karena pengaruh throttling dari flash steam.

b) Kotoran

Kotoran merupakan faktor utama lainnya yang harus dipertimbangkan ketika memilih traps. Walaupun steam mengembun menjadi air suling, air ini kadang-kadang mengandung sedikit bahan dari senyawa pengolahan umpan boiler dan mineral alam yang ditemukan dalam air. Juga

perlu dipertimbangkan bahwa kotoran pipa terbentuk selama pemasangan dan produk dari proses

korosi.

c) Strainers

Kerak pipa dan kotoran dapat mempengaruhi kran pengendali dan steam traps, dan menurunkan laju perpindahan panas. Sebetulnya sangatlah mudah dan murah memasang sebuah strainer dalam pipa, yang akan memberi keuntungan dividen selama umur pemasangan. Kerak dan kotoran ditangkap, dan sebagai hasilnya maka perawatan biasanya jadi berkurang.  strainer jauh lebih mudah dan murah untuk dirawat dan dibeli daripada kran pengendali atau steam traps.

d) Pengunci steam

Kemungkinan penguncian steam kadang-kadang dapat menjadi faktor penentu dalam pemilihan

steam traps. Hal ini dapat terjadi jika sebuah steam trap dipasang jauh dari pabrik yang sedang

dikuras.

e) Trapping berkelompok                                                                                        

Alat ini merupakan pendahulu dari trap tipe keranjang yang sekarang ada, dan sangat besar dan mahal. Steam traps yang sekarang sangat kecil dan murah, menyebabkan masing- masing alat penukar panas dapat dikuras secara tepat, dimana selalu lebih baik bagi peralatan yang pengguna steam untuk menggunakan trapnya masing- masing daripada secara berkelompok.

f) Diffusers

Dengan pengurasan steam traps ke atmosfir dari ujung pipa yang terbuka, memungkinkan untuk melihat pembuangan kondensat panas. Sejumlah tertentu flash steam juga akan terjadi karena adanya tekanan kondensat sebelum trap. Hal ini dapat membahayakan bagi yang me lewati tempat tersebut, namun resiko dapat diminimalkan dengan menurunkan kuatnya pengeluaran. Cara ini dapat dicapai dengan memasang sebuah alat diffuser sederhana  pada ujung pipa yang dapat mengurangi kerasnya pengeluaran dan suara. Biasanya, tingkat suara dapat diturunkan sampai 80%.

g) Titik pengurasan/ pengeluaran

Titik pengurasan harus cukup besar dan harus ditempatkan dimana kondensat dapat mengalir menuju trap dengan mudah.

h) Ukuran pipa

Pipa yang menuju dan berasal dari steam traps harus cukup ukurannya.

i) Ventilasi udara

Bilamana udara dibawa ke ruang trap oleh steam, fungsi trap dapat dipengaruhi kecuali jika diberi kondisi yang memadai untuk pembuangan udara melalui steam trap atau ventilasi udara terpisah. Jika udara tidak terventilasikan sebagaimana mestinya, pabrik akan membutuhkan waktu yang lama untuk menghangatkannya dan mungkin saja akan beroperasi dibawah keluaran potensialnya.

9.     PENGKAJIAN SISTIM DISTRIBUSI STEAM

.

Steam traps sendiri tiak menggunakan banyak energi. Akan tetapi tidak berfungsinya steam traps dapat mengakibatkan kehilangan energi yang besar dalam sistim steam.  Traps yang gagal dalam posisi ‘buka’ menyebabkan kehilangan energi. Kondensat yang tidak kembali ke sistim steam menyebabkan boiler harus memanaskan air yang baru untuk membuat lebih banyak steam. Kapasitas pemanasan steam dapat juga diturunkan, menghasilkan kehilangan energi tidak langsung. Traps yang gagal membuka juga akan memberi tekanan udara ke jalur pembuangan kondensat dan mempengaruhi efisiensi pembuangan terhadap trap yang lainnya. Traps yang gagal “tutup’ tidak menyebabkan kehilangan air atau energi, namun dapat menyebabkan penurunan kapasitas panas secara signifikan dan merusak peralatan pemanas steam

9.1.Uji dengan penglihatan/visual

Uji visual terhadap variasi aliran steam traps dilakukan dengan menggunakan kaca penglihat uji penglihatan, sambungan T untuk pengetesan dan kran uji tiga arah. Metoda ini bekerja baik dengan traps yang memiliki siklus hidup/mati atau aliran rendah.

9.2.Uji suara

Uji suara menggunakan alat pendeteksi kebocoran ultrasonik (lihat bab Peralatan Pemantauan), stetoskop mekanik, obeng atau batang pendengar dari logam. Metoda ini menggunakan suara yang diciptakan oleh aliran untuk menentukan jika trap berfungsi dengan baik. Metoda ini bekerja baik dengan traps yang memiliki siklus hidup/mati atau aliran rendah, namun tidak begitu baik dengan traps dengan aliran yang bervariasi dan/atau tinggi.

9.3.Uji suhu

Uji suhu menggunakan pistol inframerah, pyrometer permukaan, pita suhu, dan crayon suhu. Peralatan-peralatan tersebut mengukur suhu pengeluaran pada saluran keluar trap, dengan suhu yang tinggi menunjukan kebocoran dan suhu yang rendah menunjukan traps yang tersumbat, ukurannya terlalu kecil, atau kegagalan trap. Pistol infra merah dan pyrometer permukaan dapat mendeteksi suhu pada kedua sisi traps

9.4.Uji terintegrasi

Spirax Sarco mengembangkan alat uji steam trap terintegrasi karena berbagai keterbatasan

metoda-metoda diatas. Alat ini terdiri dari sebuah sensor pengindera, yang dipasang dibagian

dalam steam trap, yang mampu mendeteksi keadaan fisik media pada titik dengan menggunakan

konduktivitas. Alat ini memiliki manfaat-manfaat sebagai berikut:

-          Tidak terpengaruhi oleh gangguan flash steam.

-          Hasilnya terbatas dan tidak ditujukan untuk penafsiran.

-          Pemantauan dapat dilakukan secara lokal, dari kejauhan, secara manual atau otomatis, dan dapat dengan cepat mendeteksi kegagalan, dengan demikian meminimalkan limbah dan memaksimalkan investasi.

10.                        PELUANG EFISIENSI ENERGI

.

10.1.      Mengelola steam traps

Kehilangan energi dapat dikurangi dengan menggunakan steam traps, perhatian diberikan ke area berikut:

-          Pengujian steam traps

-          Perawatan rutin, tergantung pada tipe trap dan penggunaannya.

-          Penggantian bagian dalam. Pembaharuan bagian dalam steam trap dirasa cukup baik.

-          Penggantian traps. Pada suatu kesempatan, akan lebih mudah dan murah untuk mengganti traps daripada memperbaikinya. Dalam kasus seperti ini penting bahwa traps itu sendiri dapat diganti dengan mudahnya. Sambungan flens akan memudahkan penggantian, walaupun trap yang di flens lebih mahal daripada trap disekrup. Pemakaian flens memberikan biaya tambahan.

10.2.                    Menghindari kebocoran steam

Kebocoran steam merupakan sumber hilangnya energi dan harus dihindarkan. Diperkirakan bahwa lubang berdiameter 3 mm pada saluran pipa yang membawa 7kg/cm2 steam akan memboroskan bahan bakar minyak 33 kL per tahun. Kebocoran steam pada saluran pipa tekanan

tinggi lebih mahal dari yang bertekanan rendah. Kebocoran steam dimanapun harus segera diperhatikan.Untuk menghindari kebocoran mungkin akan sangat berharga apabila mempertimbangkan penggantian sambungan flens yang jarang dibuka pada plant tua yang disambung dengan cara dilas.

10.3.                    Menyediakan steam kering untuk proses

Steam yang terbaik untuk pemanasan proses industri adalah steam jenuh kering. Steam basah mengurangi panas total dalam steam. Juga air membentuk sebuah lapisan basah pada peralatan perpindahan panas, traps yang kelebihan muatan dan peralatan kondensat. Steam lewat jenuh tidak dikehendaki untuk pemanasan proses sebab steam ini melepaskan panas pada laju yang lebih rendah daripada perpindahan panas kondesasi steam jenuh. Harus diingat bahwa sebuah boler tanpa pemanas berlebih tidak dapat mengantarkan steam jenuh kering dengan sempurna.

10.4.                    Menggunakan steam pada tekanan terendah yang dapat diterima oleh proses

steam harus selalu dibangkitkan dan didistribusikan pada tekanan tertinggi, akan tetapi digunakan pada tekanan serendah mungkin karena steam ini memiliki panas laten yang lebih tinggi. Walau begitu, dapat juga dilihat dari tabel steam bahwa makin rendah tekanan maka suhunya pun akan semakin rendah pula. Karena suhu merupakan tenaga penggerak bagi perpindahan panas pada tekanan steam yang lebih rendah, laju perpindahan panas akan menjadi lebih lambat dan waktu yang dibutuhkan untuk proses menjadi lebih lama.

10.5.                    Penggunaan yang benar untuk steam yang diinjeksikan secara langsung

Pemanasan cairan oleh injeksi steam secara langsung seringkali diperlukan. Peralatan yang diperlukan relatif sederhana,murah dan mudah didapat. Tidak perlu adanya pemanfaatan kembali kondensat. Pemanasannya cepat dan panas sensiel steamnya juga digunakan bersamaan dengan panas laten, membuat proses efisien secara termal. Pada proses dimana pengenceran tidak

menjadi masalah, pemanasan dilakukan dengan menghembuskan steam ke cairan, yaitu dengan injeksi steam secara langsung Jika pengenceran dan pengadukan terhadap isi tangki tidak dapat diterima oleh proses, atau pengadukan langsung steam tidak dapat diterima, maka harus digunakan pemanasan steam secara tidak langsung. Idealnya, steam yang diinjeksikan harus dikondensasikan secara sempurna begitu gelembung naik menembus cairan.  Cara yang lebih efisien dalam injeksi steam ke air adalah dengan menggunakan injektor steam buatan pabrik yang berkualitas baik. Injektor yang baik dirancang sedemikian rupa sehingga steam menciptakan gaya venturi untuk secara tidak sengaja menarik air dingin melalui injektor.

10.6.                    Meminimalkan hambatan perpindahan panas

Dinding logam mungkin bukan hambatan pada proses perpindahan panas. Kemungkinan yang lain adalah lapisan film udara, kondensat dan kerak pada sisi steam. Pada sisi produk mungkin juga terdapat produk yang terbakar atau kerak, dan lapisan produk yang diam. Pengadukan produk dapat menghilangkan pengaruh lapisan yang diam, dan pada saat yang bersamaan pembersihan secara teratur pada sisi produk akan mengurangi kerak. Pembersihan secara teratur permukaan pada sisi steam dapat juga meningkatkan laju perpindahan panas dengan cara mengurangi ketebalan lapisan kerak, namun demikian, cara ini tidak selalu memungkinkan. Lapisan ini dapat juga dikurangi dengan memperhatikan secara seksama terhadap operasi boiler yang benar, dan penghilangan tetesan air yang membawa kotoran dari boiler.

10.7.                    Ventilasi udara yang benar

Bila steam pertama kali dialirkan ke pipa setelah jangka watu penghentian pabrik, pipanya penuh dengan udara. Selanjutnya, jumlah udara dan gas-gas lain yang tidak terkondensasi akan masuk bersama steam, walaupun bagian dari gas- gas tersebut biasanya sangat kecil dibanding dengan steam. Ketika steam terkondensasikan, gas-gas teseb ut akan terhimpun dalam pipa-pipa dan alat penukar panas. Tindakan pencegahan harus dilakukan pada saat membuang gas-gas tersebut. Sebagai akibat dari tidak dilakukannya pembuangan udara adalah panjangnya jangka waktu pemanasan, dan penurunan efisiensi pabrik serta kinerja prosesnya. Udara dalam sistim steam juga akan mempengaruhi suhu sistim. Udara akan menggunakan tekanannya didalam sistim, dan akan ditambahkan ke tekanan steam untuk memberikan tekanan total. Oleh karena itu, tekanan dan suhu campuran steam/udara yang aktual akan lebih rendah dari yang dipantau oleh pengukur tekanan.

10.8.                    Meminimalkan hantaman air

Hantaman air merupakan kebisingan yang diakibatkan oleh hantaman dari tubrukan kondensat pada kecepatan tinggi ke sambungan pipa kerja, plant, dan peralatan. Hal ini memiliki sejumlah implikasi:

-          Sebab kecepatan kondensat lebih tinggi dari normal, menghilangnya energi kinetik lebih tinggi dari yang diharapkan.

-          Air cukup rapat dan tidak dapat dimampatkan, sehingga mengalami efek ‘pembantalan/ cushioning’ bila gas yang menjumpai rintangan tidak ada

-          Energi dalam air melawan rintangan dalam sistim pemipaan seperti kran dan sambungan.

10.9.                    Isolasi saluran pipa steam peralatan proses panas

Isolasian diperlukan untuk menghindari kehilangan panas melalui radiasi dari pipa-pipa steam.

10.10.                Memperbaiki pemanfaatan kembali kondensat25

Persentase energi dalam kondensat yang terdapat dalam steam dapat bervariasi dari 18 persen pada 1 bar g sampai 30 persen pada 14 bar g. Jelas bahwa kondensat cair akan berharga apabila dapat dimanfaatkan kembali. Jika air ini dikembalikan ke ruang boiler, maka akan menurunkan permintaan bahan bakar boiler. Untuk setiap kenaikan 6oC suhu air umpan, maka akan terdapat penghematan bahan bakar di boiler sekitar 1 persen.

10.11.                Memanfaatkan kembali flash steam

Flash steam dilepaskan dari kondensat panas ketika tekanannya berkurang. Sebagai contoh, jika

steam diambil dari sebuah boiler dan tekanan boilernya turun, maka kandungan air dalam boiler

akan flash off untuk menambah ‘kelangsungan hidup’ steam yang dihasilkan oleh panas dari bahan bakar boiler.Jika flash steam akan digunakan, perlu diketahui berapa banyak steam ini akan tersedia. Jumlahnya ditentukan oleh perhitungan, atau dapat dibaca dari tabel atau grafik yang sederhana.

10.12.                Penggunaan termo-kompresor untuk mengguna ulang tekanan steam yang rendah

Dalam beberapa kasus, tekanan steam yang sangat rendah diguna ulang sebagai air setelah kondensasi bila tidak ada lagi opsi yang lebih baik. Dalam beberapa kasus, menjadi layak untuk

mengkompresikan tekanan steam yang rendah ini dengan steam yang bertekanan sangat tinggi dan mengguna ulangnya sebagai steam tekanan sedang. Mayoritas energi dalam steam adalah nilai panas latennya dan dengan demikian kompresi termis akan memberi perbaikan besar dalam

pemanfaatan kembali limbah panas. Termo kompresor (Gambar 50) merupakan peralatan sederhana dengan sebuah nosel dimana steam tekanan tinggi dipercepat menjadi fluida berkecepatan.

Share this post