Superheater pada Boiler Pembangkit Listrik Tenaga Uap

Superheater adalah heat exchanger yang memanaskan (superheats) uap jenuh. Dengan memanaskan uap jenuh sampai titik superheat, suhu uap meningkat melebihi suhu uap jenuh, dan dengan demikian efisiensi proses produksi energi dapat ditingkatkan. Uap superheated juga digunakan di fasilitas yang tidak menghasilkan listrik. Manfaat menggunakan uap superheated adalah kadar air nol, tidak ada kondensat dalam pipa uap, efisiensi produksi energi yang lebih tinggi.

Superheater biasanya terdiri dari tabung yang mengalirkan uap, yang dipanaskan oleh gas buang lewat di luar tabung. Tabung biasanya dihubungkan secara paralel menggunakan header, dengan uap masuk dari satu header dan keluar di header lain. Ada beberapa unit superheater di boiler yang sama, serta reheater, yang merupakan superheater untuk memanaskan uap eksternal (uap sudah digunakan dalam proses di luar boiler).

Jenis Permukaan Superheater

Superheater radiasi. Superheater berbasis radiasi digunakan untuk mendapatkan suhu uap yang lebih tinggi dan panasnya terutama ditransfer oleh radiasi. Superheater ini harus ditempatkan dalam jangkauan api radiasi. Jadi pancaran superheater biasanya terintegrasi sebagai tabung di dinding boiler atau dibangun sebagai panel tergantung dari atap boiler. Itu superheater radiasi terletak di bagian atas tungku, di mana sarana utama perpindahan panas adalah radiasi.

Superheater konveksi. Superheater konveksi adalah superheater paling umum di boiler. Superheater berbasis konveksi digunakan pada uap yang relatif rendah suhu, dan panas dari gas buang adalah terutama ditransfer oleh konveksi. Mereka ditempatkan setelah furnace agar terlindung dari api beradiasi korosif. Superheater jenis ini juga dapat dilindungi dari radiasi dengan beberapa baris tabung evaporator. Superheater berbasis konveksi dapat digantung dari atap boiler atau mereka dapat ditempatkan di jalur kedua boiler (dalam desain dua jalur), dan disebut superheater back-pass.

Superheater panel. Superheater panel berfungsi pada radiasi dan perpindahan kalor konvensi, tergantung pada lokasi di boiler. Terdiri dari tabung yang terbungkus rapat di dinding panel tipis, yang menggantung dari atap di exhaust furnace. Jarak antara panel biasanya sekitar 300-500 mm. Tabung diletakkan sesuai dengan susunan sebaris. Jenis pemanas super ini dapat ditemukan di aliran gas buang pertama setelah furnace di mana batubara dengan pemanasan rendah yang dibakar (brown coal). Superheater panel tahan terhadap pengotoran dan dapat menahan fluks kalor yang tinggi.

Superheater dinding sayap (wing wall). Superheater wing wall adalah sejenis superheater panel yang memanjang dari furnace. Tepi tabung, yang dilas bersama, biasanya dibangun di dinding depan boiler. Tabung biasanya terbuat dari baja karbon. Superheater wing wall menerima kalor terutama melalui radiasi.

Superheater back-pass. Superheater konveksi, terletak di gas buang saluran di mana gas buang mulai mengalir ke bawah, disebut superheater back-pass.

Reheater

Sebuah reheater pada dasarnya adalah memanaskan uap yang keluar dari sebuah turbin bertahap bertekanan tinggi. Uap yang dipanaskan kembali kemudian dikirim ke turbin tahap tekanan rendah. Dengan memanaskan kembali uap antara turbin tekanan tinggi dan rendah dimungkinkan untuk meningkatkan efisiensi energi dari siklus pembangkit listrik melebihi 40%. Siklus reheater digunakan dalam boiler daya besar karena hanya layak secara ekonomi di pembangkit listrik yang lebih besar. Desain pemanas ulang/reheater sangat banyak mirip dengan desain superheater karena keduanya beroperasi pada kondisi suhu tinggi.

Hubungan Elemen Superheater

Mempertimbangkan aliran uap, elemen superheater biasanya dihubungkan secara seri, mis. konveksi pertama tahap dan kemudian radiasi bertahap. Saat melihat di arah aliran gas buang, tahap radiasi ditempatkan sebelum tahap konveksi dari pemanas super. Suhu uap yang dapat dicapai dengan superheater tipe konveksi secara signifikan lebih rendah daripada yang dicapai dengan bercahaya tipe superheater. Dengan demikian, boiler memiliki daya hidup yang tinggi suhu uap menggunakan superheater tipe berseri-seri sebagai superheater akhir.

Sejumlah kecil air jenuh yang masih tersisa dalam uap menguap di superheater pertama bagian. Hal ini membuat kotoran padat dari air boiler menempel pada tabung superheater permukaan bagian dalam dan sehingga menurunkan koefisien perpindahan kalor dari tabung. Oleh karena itu, tahap superheater ditempatkan di urutan arus berlawanan, yaitu tahap superheater pertama terletak pada suhu gas buang terendah.

Namun, superheater terletak di terpanas tempat di dalam boiler (biasanya konvektif superheater) biasanya bukan superheater terakhir karena kemungkinan masalah overheating. Dengan demikian, superheater konvektif terhubung dalam urutan arus maju dalam kaitannya dengan aliran gas buang untuk memberikan pendinginan yang cukup untuk tabung superheater.

Superheater bank terhubung ke melanjutkan bank dengan pipa interkoneksi, yaitu pipa menghubungkan setiap ujung header outlet ke ujung yang berlawanan dari saluran masuk superheater berikutnya header. Aliran uap berlawanan ini memastikan pemerataan uap sirkulasi melalui seluruh sistem superheater dan meminimalkan variasi suhu dari satu sisi boiler ke sisi lainnya.

>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL SEPUTAR KONVERSI ENERGI LAINNYA!

Kontributor: Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

Sumber:

Tier, Sebastian. 2003. Steam Turbine Technology 2^nd Edition. Helsinki: Helsinki University of Technology Department of Mechanical Engineering.