Prinsip Kerja Superheater

Prinsip Kerja Superheater - Superheater adalah sebuah komponen boiler subcritical yang berfungsi untuk memanaskan kembali uap saturated, pada tekanan kerja konstan, sehingga menjadi uap superheated. Teknologi superheater sudah digunakan sejak awal penggunaan mesin uap di sekitar awal abad 20. Tujuan utamanya adalah untuk meningkatkan energi panas yang terkandung di dalam uap, sehingga efisiensi termal mesin akan ikut meningkat. Hingga saat ini penggunaan superheater masih sangat populer, terutama pada boiler-boiler pipa-air besar pembangkit listrik tenaga uap.

Prinsip Kerja Superheater

Gambar di atas adalah gambar penyederhanaan sebuah boiler pipa-air subcritical. Secara sederhana boiler pipa api tersebut tersusun atas dua buah tanki air di sisi bawah dan atas. Kedua tanki tersebut terhubung dengan pipa-pipa air yang biasa kita kenal dengan raiser tube. Panas dari hasil pembakaran akan lebih dulu melewati raiser tube, dengan harapan air mencapai titik saturasinya dan berubah fase menjadi uap saturated.

Uap saturated masih bercampur dengan air liquid sehingga dibutuhkan sebuah mekanisme untuk memisahkan uap saturated dengan air. Hal inilah yang menjadi fungsi dari tanki sisi atas. Tanki ini biasa kita kenal dengan nama steam drum. Air liquid akan tetap tinggal di dalam steam drum dan akan tersirkulasi untuk dipanaskan kembali oleh raiser tube. Sedangkan uap saturated akan keluar dari steam drum dan menuju pipa-pipa superheater. Pipa-pipa yang kita kenal dengan superheater pendant ini akan menyerap panas secara konveksi dan radiasi dari gas buang pembakaran, hingga uap saturated dapat semakin mengering dan menjadi uap superheated. Uap superheated keluaran superheater akan memiliki kandungan energi panas yang lebih besar daripada uap saturated.

Gambar di atas adalah skema boiler subcritical yang jauh lebih kompleks dan modern. Boiler ini sangat populer digunakan pada pembangkit listrik tenaga uap. Secara konsep tidak banyak perbedaan dengan prinsip boiler subcritical sebelumnya. Hanya saja komponen superheater pada boiler subcritical modern dibuat menjadi beberapa tingkatan untuk menyesuaikan kebutuhan kualitas dan kuantitas produksi uap superheated. Pada diagram boiler tersebut superheater ditunjukkan dengan pipa-pipa berwarna merah.

Boiler subcritical memiliki desain yang sedemikian rupa sehingga proses pembakaran terjadi di ruang bakar utama. Ruang bakar ini tersusun atas pipa-pipa vertikal raiser tube yang akan menyirkulasikan air dari steam drum dan kembali ke steam drum lagi. Pada boiler subcritical modern, hanya digunakan satu tanki air yang sekaligus sebagai steam drum di sisi atas boiler.

Air-air di dalam raiser tube akan menyerap langsung panas dari proses pembakaran. Air dari raiser tube selanjutnya kembali ke steam drum. Di dalam steam drum, akan dipisah antara fase uap saturated dengan air liquid. Air yang masih liquid akan kembali disirkulasikan menuju raiser tube, sedangkan uap saturated akan keluar menuju pipa superheater pertama yang berada di area yang ditunjukkan dengan nama primary superheater. Primary superheater ini juga biasa dikenal dengan nama Low Temperature Superheater (LTSH). Pipa-pipa LTSH menyerap panas secara konveksi dari gas buang hasil pembakaran.

Dari LTSH, uap air akan melewati secara berturut-turut Platent Secondary Superheater, lalu Intermediate Secondary Superheater, dan terakhir Final Secondary Superheater. Air yang melewati pipa-pipa superheater ini menyerap panas dominan secara radiasi, bercampur dengan sedikit panas konveksi. Uap air keluaran Final Secondary Superheater inilah yang dinamakan uap superheated atau uap kering. Salah satu fase air yang benar-benar berfase gas. Tidak mengandung kelembaban sama sekali, dan menyimpan energi panas sangat tinggi, jauh lebih tinggi dari uap saturated.

Diagram T-s Boiler Superheater

Di atas adalah diagram temperatur-entropi, yang menunjukkan bagaimana boiler superheater bekerja. Fungsi dari economiser boiler ditunjukkan dengan garis sebelah kiri, dimana air hanya mengalami kenaikan temperatur tanpa terjadi perubahan fase. Untuk pipa-pipa evaporator ditunjukkan dengan garis horisontal, menandai bahwa di sinilah proses terbentuknya uap-uap air terjadi. Sedangkan pipa-pipa superheater ditunjukkan oleh garis sebelah kanan kurva.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *