Senin, 05 Januari 2015

Prinsip-prinsip Dasar Distribusi Steam (Principle of Steam Distribution)


A.  Kualitas Steam
Saturated Steam yang ideal sebaiknya memenuhi syarat-syarat berikut:
1.      Flowrate sesuai dengan kebutuhan
Melakukan analisa terhadap kebutuhan steam yang diperlukan di proses, tidak kurang ataupun lebih dan steam yang dibutuhkan didistribusikan dengan menggunakan ukuran pipa yang tepat pada tekanan tinggi dan tekanan diturunkan ketika mendekati proses.

2.      Mempunyai hubungan antara tekanan dan suhu yang sesuai dengan steam table.

3.      Bebas dari udara dan gas
Udara dan gas selalu muncul pada perpipaan distribusi steam dan seharusnya dihilangkan dengan memasang air vent di ujung-ujung pipa dan di header.

Gambar 1. Pemasangan Steam Trap dan Air Vent Pada Ujung Pipa Steam


4.      Bersih
Steam sebaiknya bersih dari kotoran sehingga tidak merusak peralatan steam, seperti Control Valve, PRV, Heat Exchanger, dll. Pada pendistribusian steam sebaiknya dipasang strainer dengan 100 mesh screen (khusus untuk steam) dengan posisi pemasangan yang tepat untuk menghindari genangan kondensat (ditampilkan pada gambar 2 dan 3).
 
Gambar 2. Pemasangan Strainer Yang Tepat Pada Perpipaan Steam

Gambar 3. Dampak Pemasangan Strainer yang Kurang Tepat

5.      Kering
Steam yang basah dapat menyebabkan waterhammer dan turunnya efisiensi perpindahan panas.

Di sepanjang pipa distribusi steam, kondensat dapat timbul setiap saat. Hal ini disebabkan karena:
a. Steam yang dihasilkan oleh Boiler merupakan steam yang mengandung kondensat (steam basah) dan tidak mungkin dihasilkan 100 % steam kering.
Hal ini terutama terjadi pada Boiler yang menggunakan bahan bakar batu bara karena efisiensi pembakaran batu bara cukup rendah.

b.  Ukuran pipa distribusi steam terlalu “over size” sehingga luas permukaan kontak pipa dengan lingkungan (udara sekitar) menjadi lebih besar dan menyebabkan peluang terjadinya kondensasi lebih cepat (walaupun pipa distribusi steam telah diisolasi dengan baik).
c.     Kondensat di sepanjang pipa distribusi steam tidak segera dikeluarkan sehingga akan menyebabkan kondensasi steam semakin menjadi lebih cepat.

d.   Tidak adanya atau kurangnya "Drain Pocket" dengan ukuran dan kedalaman yang tepat. Hal ini menyebabkan kondensat tidak dapat tertampung dengan baik sebelum dibuang melewati steam trap.

e.  Pemilihan tipe steam trap yang kurang cocok pada drain pocket sehingga kondensat yang tertampung di drain pocket tidak dapat segera dikeluarkan.

f.       Pemilihan tipe reducer pipa yang kurang tepat.
Gambar 4. Penggunaan Concentric Reducer pada Pipa Steam

g.     Pemasangan strainer pada pipa steam yang kurang tepat 
Gambar 5. Pemasangan Strainer pada Pipa Steam yang Kurang Tepat

h.     Tidak adanya "Drain Pocket" pada saat pipa steam ke arah vertikal.
Gambar 6. Timbulnya Genangan Kondensat
Untuk mengurangi steam yang basah, sepanjang pipa distribusi steam dipasang drain pocket condensat dengan penempatan dan instalasi yang tepat (ditampilkan pada gambar 7 dan 8).

"Drain Pocket" (disarankan setiap 30 m pipa distribusi) yang dilengkapi dengan steam trap set yang sesuai untuk mengeluarkan kondensat yang tertampung didalamnya.
Gambar 7. Pemasangan Drain Pocket Sepanjang Pipa Distribusi Steam

Gambar 8. Skema Drain Pocket yang Dilengkapi Steam Trap Set

Tipe steam trap yang dipilih sebaiknya adalah Thermodymic Steam Trap atau Ball Float Steam Trap.


Selain pemasangan drain pocket sepanjang pipa distribusi steam, tingkat kekeringan steam dapat ditingkatkan dengan pemasangan steam separator yang mempunyai fungsi utama untuk mengeringkan steam (meningkatkan kualitas steam) dan untuk mencegah timbulnya waterhammer (untuk safety).

Steam Separator harus mempunyai design yang bagus untuk menghindari timbulnya pressure drop.
Gambar 9. Steam Separator yang Dilengkapi Steam Trap Set

Steam Separator ini dilengkapi oleh steam trap set dimana tipe steam trap yang dipilih sebaiknya adalah Thermodymic Steam Trap atau Ball Float Steam Trap.


B.   Dampak Tidak Tepatnya Ukuran Pipa

1.      Pipa Oversize
a.       Biaya material pipa dan insulasi lebih mahal.
b.   Kehilangan panas ke lingkungan lebih besar karena luas permukaan bidang kontak dengan lingkungan semakin besar sehingga dapat menyebabkan kondensasi steam semakin besar.
c.   Kondensasi yang semakin besar menyebabkan kondensat yang terbentuk di dalam pipa steam semakin banyak.
d.   Kondensat yang ada di dalam pipa steam dapat menyebabkan timbulnya waterhammer (akan dibahas lebih lanjut pada topik "Waterhammer").

2.      Pipa Undersize
a.      Pressure drop yang semakin tinggi dengan semakin jauhnya jarak pendistribusian steam.
b.       Tidak cukupnya supply steam karena volume yang terbatas.
c.      Kecepatan steam di dalam pipa semakin tinggi sehingga dapat menyebabkan erosi pada pipa steam.