Feed Water Heater

 A. PENDAHULUAN

Gambar 1. Bagan proses pada PLTU

Boiler Boiler (ketel (ketel uap) uap) berfun berfungsi gsi untuk untuk mengha menghasilk silkan an uap fase panas panas lanjut lanjut untuk  untuk  memutar sudu – sudu turbin. engan berputarn!a sudu – sudu turbin maka akan men!eb men!ebabk abkan an poros poros turbin turbin berput berputar ar sehingg sehinggaa genera generator tor !ang !ang berada berada seporo sepoross dengan dengan turbin turbin otomat otomatis is akan akan ikut ikut berput berputar ar.. ari ari generat generator or inilah inilah listrik listrik dapat dapat dihasilkan. "dapun sisa uap pada turbin akan dikondensasikan di kondenser untuk  dimanfaatkan lagi pada siklus tersebut. #etelah uap turbin terkondensasi maka air  kondensat kondensat tersebut tersebut akan dipompakan dipompakan menuju menuju feed$aterheat feed$aterheater er untuk dilakukan dilakukan  pemanasan a$al sebelum masuk kedalam boiler. Proses ini terjadi terus menerus sehingga membentuk sebuah siklus tertutup. %eskipun siklus uap dan air pada PLTU merupakan siklus tertutup se&ara ideal' tapi tidak menutup kemungkinan terdap terdapat at loses loses di tengah tengah – tengah tengah perjala perjalanan nan.. Loses Loses ini mungki mungkin n dikaren dikarenaka akan n  bo&orn!a pipa – pipa pada boiler boiler atau pada pipa – pipa pendukung lainn!a. #ebelum masuk kedalam boiler' air akan dipanaskan terlebih dahulu di  feedwater  heater . Pemana Pemanasan san a$al a$al air pengis pengisii boiler boiler ini bertuj bertujuan uan untuk untuk mening meningkat katkan kan efisiensi thermal dari siklus  pembangkit se&ara keseluruhan' Untuk meningkatkan efisiensi PLTU' PLTU' sebelum dipompa masuk ke boiler' feed$ater harus dipanaskan terlebih dahulu hingga

men&apai suhu tertentu. Pemanasan tersebut dilakukan dengan heater (heat e&hanger)' !ang berlangsung se&ara konduksi dengan memanfaatkan uap panas !ang diambil (diektraksi) dari turbin. adi selain diteruskan ke &ondenser' ada sejumlah ke&il uap dari turbin !ang diambil untuk memanaskan feed$ater heater. *eed$ater heater adalah sejenis heat e&hanger !ang dapat dibedakan menjadi dua ma&am !aitu &losed dan open feed$ater heater. Closed feedwater  heater  merupakan  shell and tube heat exchager !ang diklasifikasikan menjadi dua ma&am !aitu LP+ ( Low Pressure Heater ) dan +P+ ( High Pressure Heater ). LP+ dan +P+ memiliki fungsi utama !ang sama !aitu memanaskan air sebelum memasuki boiler agar kerja boiler tidak terlalu berat sehingga tidak membutuhkan  bahan bakar lebih ban!ak atau dengan kata lain akan meningkatkan efisiensi siklus se&ara keseluruhan. ,ang membedakan antara LP+ dengan +P+ adalah ekstraksi uapn!a. -kstraksi uap pada LP+ berasal dari LP ( Low Pressure) turbin sedangkan pada +P+ ekstraksi uapn!a berasal dari +P ( High Pressure) turbin dan P ( Intermediate Pressure) turbin. #edangkan open feedwater heater   atau !ang disebut deaerator merupakan heat exchanger direct contact type  !ang berfungsi untuk memanaskan air setelah dari LP+ dan memisahkan antara oksigen dengan air.  B. PRINSIP KERJA FEEDWATER HEATER

 Feedwater Heater !ang berfungsi sebagai pemanas air menggunkan hasil ekstrasi uap dari turbin. +asil ekstrasi uap panas turbin ini kemudian dialirkan menuju steam generator. "da dua tipe Feedwater Heater ' !aitu/  B.1. Open Feedwater heater 

Prinsip kerja Open  Feedwater Heater se&ara direct contact,

maksudn!a uap

ekstrasi bertekanan tinggi dari turbin dialirkan oleh dua pipa. Pipa pertama' mengalirkan uap langsung ke  Feedwater Heater . #edangakan pipa kedua' mengalirkan uap menuju turbin bertekanan rendah. 0emudian uap hasil dari turbin bertekanan rendah dialirkan ke kondenser' mengakibatkan termperaturn!a  berkurang. +asil kondensasi di dalam kondenser berupa fluida &air. #elanjutn!a fluida akan dialirkan menuju Feedwater Heater menggunakan pipa kedua dengan

 bantuan pompa. Pipa kedua !ang berisi fluida &air di dalam Feedwater Heater  terkena radiasi uap ekstrasi dari turbin !ang dialirkan oleh pipa pertama. Terjadi kenaikan temperatur pada fluida di pipa kedua. 0emudian fluida dialirkan menuju steam generator dengan bantuan pompa. Gambar 1. #kema kerja dari Open  Feedwater Heater .

Gambar 1. #kema kerja dan diagram Ts dari Open Feedwater Heater.

 B.2. Close Feedwtaer heater 

Prinsip kerja Close  Feedwater Heater se&ara hell and !ube Heat "xchanger, maksudn!a uap ekstrasi bertekanan tinggi dari turbin dialirkan oleh dua pipa. Pipa  pertama' mengalirkan uap langsung ke  Feedwater Heater sebelum masuk steam generator. #edangakan pipa kedua' mengalirkan uap menuju turbin bertekanan rendah. 0emudian uap hasil dari turbin bertekanan rendah dialirkan ke kondenser' mengakibatkan termperaturn!a berkurang. +asil kondensasi di dalam kondenser   berupa fluida &air. #elanjutn!a fluida akan dialirkan menuju  Feedwater Heater  menggunakan pipa kedua dengan bantuan pompa. Pipa kedua !ang berisi fluida &air di dalam  Feetwater Heater terkena radiasi uap ekstrasi dari turbin !ang dialirkan oleh pipa pertama. Terjadi kenaikan temperatur pada fluida di pipa kedua. Perbedaann!a terletak pada pipa kedua setelah mele$ati  Feetwater Heater  langsung dialirkan ke steam generator. 2adiasi uap sisa setela mengenai pipa kedua akan menghasilkan kondensasi berupa fluida !ang dialirkan kembali ke kondenser. 0emudian fluida &air disirkulasikan kembali menuju Feetwater Heater  dengan bantuan pompa. engan demikian temperatur fluida setelah mele$ati

Close Feetwater Heater  lebih besar dibanding Open Feetwater Heater. Gambar 1. #kema kerja dari Close Feedwater Heater .

Gambar 3. #kema kerja dan diagram Ts dari Close  Feedwater Heater .

C. Komponen Utama Feedwater

#istem feed$ater terdiri dari tangki feed$ater' pompa feed$ater (s) dan jika diperlukan preheaters. C.1.

Tangk Feedwater

#ebuah boiler harus memiliki tangki air !ang besar sebagai &adangan air seperti !ang dibutuhkan untuk mematikan boiler se&ara aman. Panas !ang diserap oleh  boiler harus diperhitungkan ketika menghitung dimensi &adangan feed $ater tank (tangki feed $ater). "turan !ang tepat untuk pilihan &adangan feed $ater termasuk dalam standar masingmasing. Tangki air &adangan boiler ditunjukkan  pada 4' dan 15. 0ondensat (dari turbin) telah se penuhn!a dimurnikan karena air makeup adalah input tangki feed$ater. Pemilahan gas berlangsung di deaerator sebelum kondensat dan air murni men&apai tangki fe ed $ater. eaerator menghilangkan uap air pada tangki feed$ater dan bahan kimia lain. Uap bertekanan digunakan untuk menghilangkan gas !ang mengandung oksigen dari tangki feed$ater tersebut. Uap !ang digunakan untuk menghilangkan gas (termasuk gas !ang mengandung oksigen) terus dari tangki feed$ater ke kondensor tertentu' di mana panas dari tekanan rendah uap pulih. Tangki feed$ater dipanaskan dengan tekanan rendah uap (biasa n!a 67 bar). Uap membantu menghilangkan gas dari tangki feed $ater.

 Figure #$ Feedwater system.

Figure %&$ Feedwater tan' drawing 

C.!. Feedwater p"mp Pompa air feed$ater berfungsi mendorong air tangki feed$ater ke boiler. ilihat dari kemampuan!a pompa air dapat digunakan untuk satu (sangat) boiler ke&il' sedangkan untuk unit !ang lebih besar setidakn!a dua pompa air. Biasan!a ada dua pompa air !ang sama dan di susun seri dengan da!a !ang &ukup untuk memasok kebutuhan air boiler' dan jika salah satu pompa rusak pompa !ang lain dapat menggantikann!a.

Biasan!a tangki feed$ater ditempatkan di atas pompa feed$ater di ruang boiler. Perbedaan ketinggian antara pompa dan tangki didefinisikan oleh parameter !ang disebut 8P#+ (8et Positi9e su&sion +ead). +al ini terkait dengan ka9itasi pompa air umpan dan mendefinisikan perbedaan ketinggian minimum antara pompa air umpan dan tangki air umpan. +ead pompa feed$ater :8 ; m3< dapat dihitung menurut persamaan berikut/ = p pump = p p + = p flow + ρ gH  geod  dimana p p adalah tekanan operasi maksimum pada steam drum' = p flow adalah kerugian feed$ater dalam pipa dan e&onomi>er' dan ρ gH  geod  adalah tekanan !ang dibutuhkan untuk mengatasi perbedaan ketinggian antara tingkat tangki air !ang lebih rendah dan tingkat rum !ang lebih tinggi (9isuali>ed in figure 16).

 Figure %($ Feedwater pump manufacture

Figure %)$ Feedwater pump head calculation

C.#.

Feedwater $eater%

Terdapat dua tipe pemanas feed$ater pada proses pembangkit listrik $ high*pressure +HP and low* pressure +LP feedwater heaters. ari jumlah tersebut' pemanas feed$ater +P biasan!a terletak setelah pompa air umpan (sebelum e&onomi>er) dalam proses pembangkit listrik.Pemanas LP biasan!a terletak di antara kondensor dan tangki *eed$ater (deaerator) dalam proses. Pemanas tekanan tinggi juga dapat disebut jenis pemanas feed$ater tertutup karena fluida tidak ter&ur dengan fluida penukar panas. 0onstruksi dari feed$ater biasan!a memiliki pemanas +P dengan penukar panas shell dan tabung' air umpan mengalir di dalam tabung dan uap luar tabung (on shell side). Pada pembangkit listrik kon9ensional (!ang berukuran b esar) umumn!a susunan pemanas feed$ater adalah blok terbukajenis (LP) dan blok +P dengan letak pemanas feed$ater berada setelah  pompa feed$ater. Umum!a jumlah pemanas feed$ater LP di pembangkit listrik besar adalah 3 unit dan jumlah pemanas feed$ater +P terdapat ?unit untuk masingmasing pemanas LP. Prosedur untuk penempatan optimal feed$ater pemanas +P dimulai dengan menentukan  perbedaan entalpi antara kontak pompa feed$ater dan e&onomi>er inlet. Perbedaan entalpi ini kemudian dibagi dengan jumlah +P pemanas feed$ater dan hasiln!a adalah kenaikan entalpi dalam setiap tahap feed$ater pemanas +P

 Figure %-$ Feedwater heater

Figure %$ /ttemperator on reco0ery boiler.

aftar Pustaka

:1< http/;;$$$.k@lima.&om;bagian&arakerjapltu&ondenserfeed$ater$atertreatment&ooling to$er6 :3< https/;;en.$ikipedia.org;$iki;*eed$aterAheater  :6< Teir #ebastian  0ulla "nto' (3553). *eed$ater and steam s!stem &omponents. +elsinki/ +elsinki Uni9ersit! of Te&hnolog! epartment of %e&hani&al -ngineering' -nerg! -ngineering and -n9ironmental Prote&tion Publi&ations.