Kondensor

<

by Antonius Ade Aryo Wicaksono

Kondensor adalah salah satu jenis mesin penukar kalor (heat exchanger) yang berfungsi untuk mengkondensasikan fluida kerja. Pada sistem tenaga uap, fungsi utama kondensor adalah untuk mengembalikan exhaust steam dari turbin ke fase cairnya agar dapat dipompakan kembali ke boiler dan digunakan kembali. Selain itu, kondensor juga berfungsi untuk menciptakan back pressure yang rendah (vacuum) pada exhaust turbin . Dengan back pressure yang rendah, maka efisiensi siklus dan kerja turbin akan meningkat.
Klasifikasi Kondensor
Secara umum, terdapat 2 jenis kondensor yaitu : direct-contact condenser dan surface condenser. Surface condenser adalah jenis yang paling banyak digunakan di powerplant.
Direct-contact Condenser
Seperti namanya, direct-contact condenser mengkondensasikan steam dengan mencampurnya langsung dengan air pendingin. Direct-contact atau open condenser digunakan pada beberapa kasus khusus, seperti : ketika digunakan dry cooling tower, pada geothermal powerplant, dan pada powerplant yang menggunakan perbedaan temperatur di air laut (OTEC). Ada beberapa tipe direct-contact condenser :
a. Spray Condenser
Pada spray condenser, pencampuran steam dengan air pendingin dilakukan dengan jalan menyemprotkan air ke steam. Sehingga steam yang keluar dari exhaust turbin pada poin 2 (gambar 3.15.) bercampur dengan air pendingin pada poin 5 menghasilkan kondensat yang mendekati fase saturated, kemudian dipompakan kembali ke 4. Sebagian dari kondensat dikembalikan ke boiler sebagai feedwater. Sisanya didinginkan, biasanya didalam dry- (closed-) cooling tower ke poin 5. Air yang didinginkan pada poin 5 disemprotkan ke exhaust turbin dan proses berulang.

Gambar Flow diagram direct-contact condenser jenis spray condenser. SJAE = steam-jet air ejector

b. Barometric dan Jet Condenser
Ini merupakan jenis awal dari kondenser. Jenis ini beroperasi dengan prinsip yang sama dengan spray condenser kecuali tidak dibutuhkannya pompa pada jenis ini. Vacuum dalam kondensor diperoleh dengan menggunakan prinsip head statis seperti pada barometric condenser, atau menggunakan diffuser seperti pada jet condenser.


Gambar Skema direct-contact condenser: (a) barometric, (b) jet
Surface Condenser
Surface condenser merupakan jenis yang paling banyak digunakan di powerplant. Jenis ini merupakan heat exchanger tipe shell and tube, dimana mekanisme perpindahan panas utamanya adalah kondensasi saturated steam pada sisi luar tube dan pemanasan secara konveksi paksa dari circulating water di dalam tube. Secara spesifik, prinsip kerja surface codensor di bahas pada sub bab berikut.
Prinsip Kerja Surface Condenser
Prinsip kerja surface condenser seperti tampak pada gambar 3.17. adalah sebagai berikut. Steam masuk ke dalam shell kondensor melalui steam inlet connection pada bagian atas kondensor. Steam kemudian bersinggungan dengan tube kondensor yang bertemperatur rendah sehingga temperatur steam turun dan terkondensasi, menghasilkan kondensat yang terkumpul pada hotwell. Temperatur rendah pada tube dijaga dengan cara mensirkulasikan air yang menyerap kalor dari steam pada proses kondensasi. Kalor yang dimaksud disini disebut kalor laten penguapan dan terkadang disebut juga kalor kondensasi (heat of condensation) dalam lingkup bahasan kondensor. Kondensat yang terkumpul di hotwell kemudian dipindahkan dari kondensor dengan menggunakan pompa kondensat ke exhaust kondensat.
Ketika meninggalkan kondensor, hampir keseluruhan steam telah terkondensasi kecuali bagian yang jenuh dari udara yang ada di dalam sistem. Udara yang ada di dalam sistem secara umum timbul akibat adanya kebocoran pada perpipaan, shaft seal, katup-katup, dan sebagainya. Udara ini masuk ke dalam kondensor bersama dengan steam. Udara dijenuhkan oleh uap air, kemudian melewati air cooling section dimana campuran antara uap dan udara didinginkan untuk selanjutnya dibuang dari kondensor dengan menggunakan air ejectors yang berfungsi untuk mempertahankan vacuum di kondensor.
Untuk menghilangkan udara yang terlarut dalm kondensat akibat adanya udara di kondensor, dilakukan de-aeration. De-aeration dilakukan di kondensor dengan memanaskan kondensat dengan steam agar udara yang terlalut pada kondensat akan menguap. Udara kemudian ditarik ke air cooling section dengan memanfaatkan tekanan rendah yang terjadi pada air cooling section. Air ejector kemudian akan memindahkan udara dari sistem.


Gambar Skema Surface Condenser