Fungsi, Komponen, Masalah, Cara Kerja Kondensor Turbin Uap PLTU

Fungsi

Kegunaan Kondensor pada Turbin Uap pada PLTU berfungsi untuk mengkondensasikan (pengembunan) uap bekas Turbin (Turbine). Uap yang sudah digunakan untuk memutar Turbin akan mengalir ke arah kondenser karena tekanan di dalam kondenser lebih rendah dari pada tekanan di ruang Turbin.

Kondensor juga merupakan alat vital di dalam system PLTU. Jika Kondenser tidak bisa bekerja maksimal maka Efisiensi Pembangkit Listrik akan menurun dan menyebabkan bertambah besarnya pemakaian bahan bakar dan tentu saja akan menyebabkan bertambahnya pengeluaran uang.

Selain Losses di Boiler, hampir sebagian besar 60 s/d 70% kehilangan energi pada suatu pembangkit listrik akan hilang dan dibuang melalui Kondensor. Maka menjaga Kondensor untuk bekerja dengan maksimal adalah suatu keharusan.

Cara Kerja

Uap bekas Turbin masih dalam wujud (fasa) gas, setelah melewati pipa Kondensor maka fasa gas dari uap akan berubah menjadi fasa cair karena panas sebagian besar uap akan diserap oleh air pendingin yang berada di bagian dalam pipa Kondensor (Condenser Tube). Selanjutnya air kondensat tersebut akan ditampung ke dalam Hotwell yang terletak di bagian bawah Kondensor.

Air di Hotwell tidak boleh penuh atau kurang dan harus dijaga level tinggi dan rendahnya. Untuk itu Hotwell dilengkapi dengan Pompa Kondensat yang Mengalirkan air Kondensat di Hotwell ke Tangki Deaerator.

Seain Uap, di Kondensor juga terdapat Gas-gas yang tidak bisa dikondensasikan, gas-gas tersebut harus dibuang. Maka di Kondensor juga terdapat alat yang berfungsi membuang gas-gas yang tidak terkondensasi tersebut ke luar Kondensor. Tugas tersebut dijalankan oleh Vacuum System.

 

Komponen

Kondensor terdiri dari banyak bagian alat / komponen yang bekerja bersama-sama. Supaya kondensor bisa bekerja normal, maka semua komponen kondensor harus bisa bekerja dengan maksimal. Kerusakan atau masalah pada salah satu komponen kondensor akan menyebabkan gangguan pada kondensor bahkan bisa menyebabkan trip Turbin Uap.

Berikut adalah Bagian / Komponen Kondensor:

1. Pipa Kondensor (Condenser Tube)

Pipa kondensor terlihat saat casing kondensor dibuka.
halokawan.com condenser tube

Fungsi:

Untuk menyerap panas dari uap bekas turbin sehingga temperaturnya (suhu) uap turun dan berubah fasa menjadi air (cair).

Terletak di bagian dalam Kondensor dan terdiri dari banyak (ratusan/ribuan) pipa-pipa dengan diameter kecil yang disusun rapat dan biasanya tersusun secara horizontal. Air pendingin akan dimasukkan ke dalam pipa kondensor dari bagian bawah (inlet) dan dikeluarkan dari bagian atas (outlet). Sedangkan uap bekas Turbin akan bersentuhan dengan pipa Kondensor bagian luar.

2. Cooling Water Pump (CWP)

Adalah sebuah pompa air yang mengalirkan air pendingin ke bagian dalam pipa Kondensor. Air pendingin bisa berasal dari air tawar (sumur, sungai,danau, rawa dll) atau air asin (air laut). Tergantung dari kapasitas Turbin uap, semakin besar kapasitasnya maka akan memerlukan air dalam jumlah yang banyak dan biasanya menggunakan air laut yang melimpah.

Air pendingin Kondensor bisa digunakan / disirkulasikan sekali saja setelah itu dibuang ke luar atau bisa digunakan berulang kali tapi harus memiliki alat tambahan untuk menjaga temperatur air pendingin tetap terjaga sesuai desain Kondensor. Biasanya akan dilengkapi dengan suatu alat yang bernama Tower Pendingin (Cooling Tower).

3. Pompa Vakum (Vacuum Pump/Ejector Pump)

Kenapa Kondensor harus vakum?

Prinsip / cara kerja vaccum pump:

Pompa vakum berfungsi untuk menarik gas-gas yang tidak diperlukan keluar dari Kondensor. Kegagalan dalam membuang gas-gas tersebut akan membuat tekanan di dalam Kondensor turun/jelek/positif (Drop) yang akan menyebabkan uap bekas Turbin mengalami kesulitan mengalir ke Kondensor dan bisa menyebabkan harus diturunkannya beban Turbin atau bahkan membuat Turbin uap Trip.

Pompa Vakum akan mengalirkan air dari tangki ejektor melewati suatu nozzle berkecepatan tinggi dan dilewatkan ke saluran pipa yang sempit yang terhubung ke dalam Kondensor. Akibatnya gas-gas di dalam Kondensor akan tertarik dan dibuang bersama air ejektor ke udara luar (atmosfer).

4. Hotwell

Hotwell adalah salah satu bagian dari Kondensor. Hotwell terletak di bagian bawah kondensor namun masih menjadi satu dengan Kondensor dan berfungsi menampung air kondensat sebelum dialirkan ke deaerator.

5. Pompa Kondensat ( Condensate Pump)

Berfungsi untuk memompakan air Kondensat di Hotwell ke Tangki Deaerator (Deaerator Tank) melalui Deaerator.

6. Sistem Uap Perapat (Steam Seals System)

Berfungsi untuk memberikan uap perapat pada Labirin Turbin agar udara luar tidak masuk ke dalam Kondensor. Uap bertekanan rendah akan memenuhi labirin yang berfungsi sebagai perapat sehingga hanya uap yang akan di hisap vakum Kondensor.

7. Parameter Kontrol dan Instrumen

Berfungsi untuk mengetahui / membaca tekanan dan temperatur di dalam ruang kondensor.

 

Masalah/Gangguan

Masalah umum yang sering ditemukan di Kondensor adalah turunnya vakum (vacuum drop).

Tanda/ciri2 vacuum drop

  1. Tekanan Kondensor akan naik ke arah positif, contoh: tekanan dari -90 Kpa menjadi -70 Kpa.
  2. Temperatur di kondensor naik: Steam Temperature Turbine Exhaust naik juga akan mengakibatkan temperatur air kondensat juga naik.

Penyebab vacuum drop

Banyak sekali penyebab yang menyebabkan vakum turun diantaranya:

1. Beban Turbin Terlalu Tinggi

Turbin yang kelebihan beban akan menyebabkan uap yang dialirkan ke Kondenser terlalu banyak melebihi desain dari kondensor. Akibatnya air pendingin di pipa kondensor tidak mampu menyerap semua panas dari uap bekas Turbin. Uap panas yang juga mangandung gas-gas lainnya akan menumpuk di kondensor karena ejector system juga tidak mampu menarik seluruh gas di Kondensor keluar karena melebihi rancangan desain.

Hai ini akan menyebabkan vacuum drop dan suhu exhaust turbine naik tinggi. Jika hal ini dibiarkan terlalu lama maka akan menyebabkan Turbin trip. Biasanya System Proteksi Vacuum Low akan bekerja dulu untuk mengamankan Turbin dari kerusakan.

Satu-satunya cara mengatasi gangguan vakum turun karena beban terlalu tinggi adalah dengan menurunkan beban (load) Turbin Uap.

2. Kebocoran Pipa Kondensor

Condenser Tube yang bocor akan menyebabkan air pendingin mengalir ke dalam ruang Kondensor. Jika kebocoran sudah besar maka akan menyebabkan level Hotwell naik hingga merendam pipa-pipa kondensor. Uap bekas Turbine tidak bisa mengalirkan panasnya ke pipa kondensor tersebut karena ruangan kondensor sudah terendam air pendingin. Akibatnya Vakum akan turun karena ruangan kondenser terisi penuh air dan uang panas yang gagal terkondensasi.

Cara mengatasi Kebocoran pipa bisa dilakukan apabila kebocoran pipa masih kecil dan hanya terjadi di salah satu siasi Kondensor. Operator bisa menutup salah satu Keran (valve) air pendingin inlet dan outlet di sisi pipa kondensor yang bocor, setelah itu operator PLTU juga harus menurunkan beban Turbin Generator.

3. Uap Perapat Kurang

Hal ini akan menyebabkan udara masuk melalui labirin Turbin. Udara tidak bisa dikondensasikan oleh Kondensor Turbin, akibatnya penumpukan udara dalam jumlah banyak akan menyebabkan Vacuum Drop.

Cara mengatasi masalah ini adalah dengan menambah jumlah / tekanan uap perapat dengan cara menambah pembukaan valve uap perapat sehingga labirin dipenuhi uap dan udara tidak masuk Kondensor.

4. Sistem Vakum Ejektor Bermasalah

Performa pompa ejektor yang tidak maksimal bisa menyebabkan vakum turun, Air yang di pompa menjadi sedikit dan akhirnya akan mengurangi jumlah gas yang di hisap sistem vakum. Oleh karena itu pekerja operator Turbin harus selalu mengecek kinerja pompa ejektor. Cek apakah temperatur motor dan pompa aman, level oli atau grease aman, mekanik seal aman. suara dan vibrasi tidak kasar.

Pastikan juga di dalam Ejector tank terdapat air yang cukup, kekurangan air akan menyebabkan ejector system tidak bekerja maksimal dan menyebabkan vacuum drop.

Pastikan juga pada pipa saluran ejector yang ke kondensor tidak ada celah atau lubang yang bisa menyebabkan udara luar masuk.

5. Kurang Air Pendingin

Beberapa penyebab kurangnya air yang masuk mendinginkan Kondensor diantaranya adalah:

  • Kinerja Cooling Water Pump yang tidak maksimal atau matinya salah satu CWP.
  • Valve Inlet atau Outlet Pendingin Kondensor tertutup, lupa atau kurang terbuka penuh.
  • Timbulnya kerak pada bagian dalam pipa kondensor.
Cooling Water Pump/ CWP (pompa air pendingin) untuk mengalirkan air ke Kondensor Turbin.
Pompa Air Pendingin.

Kekurangan air pendingin yang masuk pada kondensor akan menyebabkan transfer panas dari uap ke air pendingin melalui pipa-pipa kondenser menjadi tidak maksimal. Hal ini akan menyebabkan tidak semua uap dapat dirubah menjadi air kondensat sehingga akan menyebabkan vakum turun pada ruang kondensor.

6. Kondensor Box Kurang Rapat

Rusak, Keropos atau tidak rapatnya Kondensor Box yang disebabkan oleh alam atau kelalaian manusia bisa menyebabkan udara luar masuk ke dalam Kondensor dan menyebabkan Vacuum drop.

Oleh karena itu diharuskan untuk mengecek Kondensor pada saat awal start unit untuk memastikan semua telah tertutup rapat. Cek apakah semua peralatan Instrument telah benar-benar terpasang.

7. Vacuum Break terbuka

Pastikan bahwa vacuum break valve sudah tertutup rapat atau tidak ada yang membuka pada saat unit sudah beroperasi normal. Vacuum break valve yang terbuka akan menyebabkan udara luar masuk ke dalam kondensor.

8. Alat Control Instrumen Error

Pembacaan parameter baik tekanan dan temperatur kadang-kadang bisa error, untuk itu pastikan Gauge, control instrumen dalam kondisi bagus. Bila terjadi Error maka operator yang bertugas harus cepat memeriksa kondisi peralatan. Misalnya jika tekanan Kondenser turun tapi temperatur uap kondensor tidak turun maka bisa dipastikan pressure gauge atau alat kontrol instrumen nya saja yang error, sedangkan kondisi tekanan vakum sebenarnya masih bagus.

Operator Turbin DCS yang berjaga bisa memposisikan protection vacuum disable dan segera menghubungi pihak pemeliharaan untuk memperbaiki peralatan ukur.

9. Condensate Pump Gangguan

Pompa kondensat tidak boleh mati atau bekerja dalam kondisi tidak maksimal. Kerusakan pada pompa kondensat akan menyebabkan level hotwell tinggi hingga merendam pipa-pipa pendingin dan memenuhi ruan Kondensor. Bahkan Air kondensat yang penuh tersebut sampai terhisap Ejector vacuum pump.

Hal tersebut bisa menyebabkan pertukaran panas uap ke pipa-pipa pendingin kondensor berkurang dan mengakibatkan vakum turun.

Untuk mengatasinya bila satu pompa condensat mati segera pastikan pompa yang standby untuk segera di start, karena biasanya, karena suatu hal pompa kondensat tidak bisa auto start pada saat pompa yang sedang jalan tiba2 mati.

Leave a Comment

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