Deaerator silinder tunggal

Deaerator silinder tunggal

1. Pendahuluan

1.1. Tujuan

Deaerator silinder tunggal merupakan peralatan bantu yang penting dalam sistem regeneratif multistage pada set generator turbin uap. Peralatan ini merupakan peralatan pemanasan sekaligus pemisahan yang bersifat hibrida. Dengan memasang deaerator baru yang efisien di ruang sisi uap dari tangki pasokan air, deaerator dan tangki penyimpanan air dapat digabungkan menjadi satu.

1.2. Makna model

SSD-**/##

SSD ------ Kode deaerator silinder tunggal

** --------- kapasitas keluaran (maksimum) deaerator (t/jam)

## -------- volume penyimpanan air yang efektif dari deaerator (m ³)

1.3. Fitur struktural

1.3.1. Deskripsi struktur (lihat Gambar 28-1). Kondensat masuk ke katup semprot melalui pipa ubur-ubur, karena tekanan kondensat lebih tinggi daripada tekanan kerja di deaerator. Perbedaan tekanan di kedua sisi menyebabkan pegas terkompresi, cakram terbuka, air kondensat disemprotkan ke ruang uap dalam bentuk lapisan tipis, bersentuhan dengan uap pemanas, dan dipanaskan hingga mencapai suhu jenuh atau mendekati suhu jenuh pada tekanan kerja deaerator, sehingga dilakukan deaerasi awal. Kondensat yang telah mengalami deaerasi awal kemudian didistribusikan secara merata ke pelat deaerator melalui perangkat distribusi air, sehingga kandungan oksigen dalam air umpan boiler mencapai nilai standar. Karena oksigen dan gas-gas lainnya dalam kondensat tidak dibuang melalui pemisah uap, maka oksigen dan gas-gas lainnya dalam kondensator juga tidak dibuang secara bersamaan. Air yang telah dideoksidasi dan memenuhi nilai standar kemudian disimpan di ruang penyimpanan air bagian bawah untuk memenuhi kebutuhan pasokan air boiler. Aliran air uap pada deaerator drum tunggal ditunjukkan pada Gambar 28-2.

1.3.2. Deskripsi komponen penting. Deaerator silinder tunggal merupakan bejana horizontal yang tipikal. Bagian atasnya adalah area deoksigenasi, sedangkan bagian bawahnya adalah area penyimpanan air. Komponen utamanya meliputi badan bejana, penopang, perangkat suplai air, katup semprot, perangkat distribusi air, deaerator, perangkat buang udara, perangkat uap pemanas, perangkat pembuangan air pemanas tekanan tinggi, instalasi reboiling, serta pipa sirkulasi pompa air umpan, dan lain-lain (lihat Gambar 28-3).

1.3.2.1. Cangkang tersebut dilas dari badan silinder dan dua kepala elips standar di kedua ujungnya, serta didukung oleh penopang sadel. Deaerator dilengkapi dengan satu penopang tetap dan sisanya merupakan penopang geser. Sesuai dengan ukuran unit, terdapat 2 bantalan, 3 bantalan, 4 bantalan, dan seterusnya.

Perangkat pasokan air 1.3.2.2 terdiri atas pipa ubur-ubur dan sejumlah sambungan pipa. Kondensat didistribusikan ke setiap nosel melalui pipa ubur-ubur, kemudian mengalir secara merata ke katup semprot.

1.3.2.3. Pipa buang untuk start-up dan pipa buang untuk operasi berkelanjutan pada sistem buang harus dipasang secara terpisah. Pipa buang untuk start-up dipasang masing-masing di bagian kiri dan kanan peralatan, sehingga oksigen dan gas-gas lain yang tidak dapat mengembun dalam peralatan dapat dibuang dengan lancar selama proses start-up. Perangkat buang untuk operasi berkelanjutan terdiri atas pipa cabang buang, orifis throttle, dan pipa utama buang. Pada setiap unit deaerator dipasang satu pipa cabang buang dan satu orifis throttle untuk memastikan bahwa oksigen dan gas-gas lain yang tidak dapat mengembun yang terbentuk selama operasi berkelanjutan deaerator dapat dibuang tepat waktu. Struktur ini mampu menekan kehilangan panas uap hingga tingkat minimum, sehingga meningkatkan efisiensi termal unit; sekaligus, korosi akibat konsentrasi oksigen tidak akan terjadi di dalam deaerator.

1.3.2.4. Perangkat uap pemanas terdiri atas pipa masuk uap, selubung, dan perangkat anti-erosi. Perangkat anti-impak terdiri atas baffle uap dari baja tahan karat dan baffle uap, yang digunakan untuk mencegah uap mengikis dinding bagian dalam dan komponen internal deaerator setelah memasuki selubung.

1.3.2.5. Deaerator dilengkapi dengan perangkat reboiler (juga dikenal sebagai perangkat pemanasan awal). Perangkat reboiler terdiri atas satu pipa masuk uap (dengan selubung pipa), satu pipa utama distribusi uap, serta beberapa cabang yang didistribusikan secara merata. Uap disemprotkan melalui lubang kecil pada setiap pipa cabang, sehingga air dipanaskan secara merata, guna menghindari getaran dan kebisingan pada peralatan. Fungsi dari perangkat reboiler adalah: pertama, saat unit dihidupkan, air dingin harus secepat mungkin dipanaskan hingga mencapai suhu jenuh pada tekanan kerja deaerator, agar laju proses deaerasi pada air umpan dapat dipercepat; kedua, dalam operasi normal, jika kandungan oksigen pada air umpan tidak memenuhi persyaratan, uap tambahan dapat dimasukkan melalui pipa ini untuk membuat air dalam deaerator mendidih kembali, sehingga oksigen dan gas-gas lain yang tidak dapat mengembun dalam air umpan dapat dihilangkan.

1.3.2.6. Ketika unit berada dalam tahap start-up atau operasi dengan beban rendah, sebagian air umpan akan kembali ke deaerator melalui pipa sirkulasi ulang untuk menjaga aliran pompa air umpan dan mencegah terjadinya kavitasi, getaran, serta kebisingan pada pompa air umpan. Untuk menghindari getaran dan kebisingan pada deaerator, dibuat suatu struktur nosel berpori pada posisi tertentu pada pipa sirkulasi ulang pompa air umpan dan pipa pembuangan pemanas bertekanan tinggi yang menembus ke bagian dalam selubung.

Deaerator 1.3.2.7 merupakan komponen utama dari deaerator silinder tunggal. Oleh karena itu, sangat penting untuk memastikan kinerja atomisasi katup semprot serta fungsi transfer panas dan massa yang efisien pada elemen deaerasi. Komponen deaerator meliputi katup semprot, cakram deaerator, dan perangkat distribusi air, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 28-4.

Kondensat didistribusikan melalui pipa pasokan air dan mengalir secara merata ke setiap katup semprot baja tahan karat pada deaerator. Laju alir terukur katup semprot adalah 100 t/jam, dan pengaturan dengan pegas diterapkan. Laju alir katup semprot meningkat seiring dengan bertambahnya perbedaan tekanan, sehingga kondensat dapat disemprotkan secara merata dalam bentuk lapisan yang baik di bawah berbagai kondisi beban, guna memenuhi kebutuhan peralatan deaerasi pada kondisi yang bervariasi, serta mampu menyesuaikan diri dengan rentang beban variabel sebesar 10%–110%. Katup semprot ini juga berfungsi sebagai katup sekering. Karakteristiknya adalah mampu secara efektif mencegah uap kembali mengalir ke dalam air kondensat, sehingga katup semprot tersebut dapat mencegah terjadinya fenomena palu air.

Kondensat yang pada awalnya dipanaskan dan dideoksidasi disemprotkan secara merata ke atas nampan deaerator melalui perangkat distribusi air untuk melakukan deaerasi mendalam. Nampan deaerator merupakan suatu jenis elemen deoksidasi berefisiensi tinggi. Di sini, air kembali dipecah dan didisintegrasi, sehingga terbentuk lapisan-lapisan membran yang mengalir ke bawah secara bertahap. Pada saat yang sama, air juga mengalir secara horizontal di dalam nampan deaerator, yang secara signifikan meningkatkan luas permukaan kontak antara uap dan air, memperpanjang waktu transfer massa dan transfer panas, serta memastikan terjadinya kontak penuh antara air kondensat dan uap dari bagian bawah menuju bagian atas, sehingga memberikan cukup waktu dan daya untuk pelepasan oksigen terlarut, sekaligus mencapai tujuan deoksidasi mendalam.

Sebuah perangkat untuk mengumpulkan dan mendistribusikan kembali air kondensat yang dikeluarkan oleh katup semprot meliputi sebuah tangki air dan sebuah ember air.

1.3.3. Deskripsi karakteristik penting:

1.3.3.1. Uap pemanas menghasilkan kehilangan tekanan yang sangat kecil, sehingga mengurangi konsumsi panas dari seluruh unit dan meningkatkan efisiensi termal unit tersebut.

1.3.3.2. Dalam semua kondisi beban, seperti perubahan beban yang tiba-tiba dan pemadaman turbin, deaerator dapat beroperasi dengan aman, stabil, dan andal tanpa terjadinya palu air, kebisingan berlebih, getaran, dan deformasi.

1.3.3.3. Kinerja deoksidasi sangat baik. Pada kisaran 10% hingga 110% dari kapasitas output, kandungan oksigen dalam air buangan kurang dari 5 ppb, dan pada operasi normal biasanya sekitar 2 ppb.

1.3.3.4. Ketika pemanas tekanan rendah tidak beroperasi atau tidak dapat beroperasi secara normal, dan kapasitas pengambilan uap dari deaerator meningkat untuk menjaga suhu air, deaerator tetap mampu menyesuaikan diri dengan persyaratan suhu dan aliran air umpan. Apabila satu pemanas tekanan rendah dimatikan, daya keluaran deaerator tidak boleh kurang dari 90% dari daya keluaran terukurnya.

1.3.3.5. Ketika ketel uap dinyalakan dalam keadaan dingin dan uap dari sumber uap lain digunakan, deaerator dapat beroperasi pada tekanan dan laju alir yang ditentukan, serta suhu air umpan dapat memenuhi persyaratan untuk start-up ketel uap.

1.3.3.6. Keandalan peralatan ini tinggi, dan masa pakai selubung serta komponen deoksidasi utama adalah 30 tahun.

2. Parameter teknis utama dan penampilan produk

2.1. Parameter teknis utama (lihat tabel 28-1 dan tabel 28-2)

Tabel 28-1 parameter teknis utama dari deaerator silinder tunggal yang khas

Tabel 28-2 parameter aksesori pendukung

2.2. Penampilan produk

3. Metode seleksi

3.1. Parameter kinerja

Data berikut harus dimasukkan dalam dokumen terkait pengguna:

3.1.1. Persyaratan untuk kondisi desain atau parameter desain.

Daya keluaran terukur.

3.1.3. Volume penyimpanan air yang efektif.

3.1.4. Persyaratan khusus untuk bahan peralatan, kulit boiler, deaerator, dan lain-lain.

3.1.5. Dukungan spasi dan angka.

3.1.6. Persyaratan struktural, seperti tipe bawaan.

3.1.7. Standar desain dan standar terkait, seperti ASME dan standar nasional.

3.1.8. Persyaratan untuk pengecatan, penandaan, pengemasan, dan pengangkutan.

3.1.9. Persyaratan jaminan kinerja.

3.1.10. Diagram keseimbangan panas turbin uap pada berbagai kondisi operasi.

3.1.11. Persyaratan untuk aksesori dan instrumen lokal.

3.2. Kondisi lokasi

Jika kondisi lokasi berikut dapat disediakan, hal tersebut akan membantu dalam proses pemilihan.

3.2.1. Data asli utama proyek, termasuk karakteristik meteorologis dan kondisi lingkungan.

3.2.2. Intensitas gempa bumi dasar.

3.2.3. Kondisi pemasangan dan pengoperasian, seperti dalam ruangan atau di luar ruangan.

3.2.4. Ikhtisar sistem dan peralatan terkait, seperti jenis unit, dll.

3.3. Persyaratan pasokan

3.3.1. Persyaratan khusus untuk struktur dan bahan (seperti tipe laras tunggal, bahan selubung, posisi dan jumlah penopang, dll.).

3.3.2. Persyaratan khusus untuk katup dan aksesori, seperti katup buang (elektrik, manual, mode pengaturan, dll.) serta jenis, spesifikasi, jumlah, dan persyaratan terkait lainnya dari katup yang harus disediakan.

3.3.3. Setiap persyaratan tambahan yang terkait dengan instrumen pengukuran, seperti sakelar level, silinder pengukur level, dan sebagainya.

3.3.4. Apakah tangga platform termasuk dalam perhitungan. Jika tangga platform diperlukan, maka harus diajukan persyaratan khusus untuk eskalator pada platform.

4. Lingkup pasokan

Ruang lingkup penyediaan meliputi desain produk, pengadaan, manufaktur, pengujian di pabrik, serta bimbingan pemasangan dan commissioning di lokasi (ruang lingkup penyediaan yang spesifik dapat ditingkatkan atau dikurangi sesuai dengan permintaan pelanggan). Perangkat dan aksesori yang biasanya disediakan adalah sebagai berikut:

4.1. Badan deaerator.

4.2. Penopang (termasuk baut jangkar dan bagian yang dapat bergeser).

4.3. Katup dan aksesori (termasuk katup pengaman, katup primer instrumen, dll.).

4.4. Elemen kontrol instrumen (termasuk pengukur tekanan, termometer, pengukur level air lokal, dll.).

4.5. Flensa penyangga dan konektor yang sesuai.

4.6. Komponen logam untuk isolasi termal (tidak termasuk lapisan isolasi dan lapisan luar).

4.7. Suku cadang (gasket lubang inspeksi).