Super heater Boiler

Berbagai superheater pada boiler – superheater adalah komponen boiler subkritis yang berfungsi untuk memanaskan uap jenuh, pada tekanan kerja konstan, sehingga menjadi uap super panas (panas canggih). Dalam perkembangannya sejak awal abad ke-20, bersama dengan berbagai balapan desain boiler, beberapa ahli rekayasa dipatenkan dengan desain superheater yang berbeda. Berikut adalah berbagai superheater pada boiler, menurut paten-paten ini:

 

1. Superheater Konveksi

 

Superheater Konveksi adalah salah satu komponen kunci dalam sistem boiler yang berfungsi untuk meningkatkan suhu uap di luar titik didihnya. Komponen ini terutama digunakan dalam boiler untuk menghasilkan uap superpanas yang berkualitas tinggi. Dalam deskripsi berikut, kita akan menjelaskan dengan lengkap dan detail tentang Superheater Konveksi.

Fungsi Utama Superheater Konveksi

Superheater Konveksi memiliki beberapa fungsi utama dalam boiler:

1. Peningkatan Suhu Uap: Fungsi utamanya adalah meningkatkan suhu uap yang dihasilkan oleh boiler di luar titik didihnya. Ini berarti uap yang dihasilkan akan memiliki suhu yang lebih tinggi daripada uap jenuh pada tekanan yang sama. Uap superpanas ini memiliki banyak aplikasi dalam industri, termasuk penggerak turbin untuk pembangkit listrik atau proses industri lainnya.
2. Penyerapan Panas dengan Konveksi: Superheater Konveksi ditempatkan di jalur aliran gas buang yang masih mengandung panas dari hasil pembakaran dalam tungku boiler. Pipa-pipa Superheater Konveksi dirancang untuk menyerap panas dari gas buang ini melalui konveksi. Konveksi adalah salah satu cara perpindahan panas yang melibatkan transfer panas melalui pergerakan massa (gas atau cairan).

Proses Kerja Superheater Konveksi

• Uap berkualitas tinggi yang dihasilkan dalam boiler akan melewati Superheater Konveksi setelah keluar dari boiler. Uap ini masih memiliki potensi untuk meningkatkan suhunya.
• Gas buang panas yang berasal dari hasil pembakaran di tungku boiler juga mengalir melalui Superheater Konveksi. Gas buang ini mengandung energi panas yang dapat diserap oleh pipa-pipa Superheater.
• Selama uap mengalir melalui pipa-pipa Superheater Konveksi, panas dari gas buang diserap oleh uap melalui konveksi. Ini menyebabkan suhu uap meningkat secara signifikan.
• Semakin banyak uap yang mengalir melalui pipa-pipa Superheater Konveksi, semakin tinggi suhu uap yang dihasilkan oleh komponen ini.

Perbedaan dengan Radians Superheater

Perlu diperhatikan bahwa Superheater Konveksi memiliki karakteristik yang berbeda dari Radians Superheater. Pada Superheater Konveksi, semakin banyak uap air yang mengalir melalui pipa-pipa konveksi superheater, maka suhu uap yang dihasilkan akan semakin tinggi. Suhu uap yang dihasilkan tergantung pada seberapa efisien panas dari gas buang diserap oleh uap dalam pipa-pipa konveksi superheater.

 

2. Radiant Superheater

 

Radiant Superheater adalah salah satu jenis superheater dalam sistem boiler yang memiliki lokasi khusus di dalam area ruang pembakaran boiler. Fungsinya adalah untuk meningkatkan suhu uap di luar titik didihnya dengan menyerap panas radiasi langsung dari proses pembakaran yang terjadi dalam tungku boiler. Dalam penjelasan berikut, kita akan menguraikan dengan lengkap dan detail tentang Radiant Superheater.

Fungsi Utama Radiant Superheater

Radiant Superheater memiliki beberapa fungsi utama dalam boiler:

1. Peningkatan Suhu Uap: Salah satu fungsi utamanya adalah meningkatkan suhu uap yang dihasilkan oleh boiler di luar titik didihnya. Ini berarti uap yang dihasilkan akan memiliki suhu yang lebih tinggi daripada uap jenuh pada tekanan yang sama. Uap superpanas ini memiliki banyak aplikasi dalam industri, termasuk penggerak turbin untuk pembangkit listrik atau proses industri lainnya.
2. Penyerapan Panas Radiasi: Radiant Superheater ditempatkan di dalam ruang pembakaran boiler, di mana panas radiasi yang sangat tinggi dihasilkan selama proses pembakaran bahan bakar. Pipa-pipa superheater radiasi ini dirancang untuk menyerap panas ini secara langsung dari radiasi. Radiasi adalah salah satu cara perpindahan panas yang melibatkan pancaran energi panas dalam bentuk sinar elektromagnetik.

Proses Kerja Radiant Superheater

• Uap berkualitas tinggi yang dihasilkan dalam boiler akan melewati Radiant Superheater setelah keluar dari boiler. Uap ini memiliki potensi untuk meningkatkan suhunya lebih lanjut.
• Ruang pembakaran boiler adalah sumber utama panas radiasi. Panas ini mencapai pipa-pipa superheater radiasi yang terletak di dalam ruang pembakaran.
• Pipa-pipa superheater radiasi menyerap panas radiasi langsung dari proses pembakaran. Ini menyebabkan suhu uap meningkat secara signifikan.
• Semakin banyak uap yang mengalir melalui pipa-pipa Radiant Superheater, semakin tinggi suhu uap yang dihasilkan oleh komponen ini.

Karakteristik Radiant Superheater

Radiant Superheater memiliki karakteristik unik, yaitu semakin banyak uap air yang mengalir melalui pipa-pipa Radiant Superheater, maka suhu uap yang dihasilkan akan semakin rendah. Ini berarti bahwa semakin tinggi laju aliran uap, semakin rendah suhu uap yang akan dihasilkan oleh Radiant Superheater ini. Oleh karena itu, pengendalian aliran uap menjadi penting untuk mengatur suhu uap yang diinginkan.

 

3. Separately Fired Superheater

 

Separately Fired Superheater adalah jenis superheater yang memiliki karakteristik unik dalam sistem boiler. Superheater ini terpisah dari boiler utama dan memiliki sistem pembakaran yang berdiri sendiri, terpisah dari boiler utama. Desainnya berbeda dari jenis superheater lain seperti Radiant dan Konveksi yang menggunakan panas dari proses pembakaran di tungku utama. Sebaliknya, Separately Fired Superheater menempatkan burner tambahan di dalam area pipa superheater. Mari kita jelaskan dengan lengkap dan detail tentang Separately Fired Superheater.

Fungsi Utama Separately Fired Superheater

Separately Fired Superheater memiliki fungsi utama untuk meningkatkan suhu uap di luar titik didihnya. Ini memungkinkan produksi uap superpanas yang memiliki banyak aplikasi dalam industri, termasuk sebagai penggerak turbin untuk pembangkit listrik atau dalam proses industri lain yang memerlukan uap berkualitas tinggi.

Proses Kerja Separately Fired Superheater

• Separately Fired Superheater memiliki burner tambahan yang ditempatkan di dalam area pipa superheater. Burner ini digunakan untuk membakar bahan bakar tambahan, seperti gas atau minyak, dan menghasilkan panas tambahan.
• Panas yang dihasilkan oleh burner tambahan ini digunakan untuk memanaskan uap yang mengalir melalui pipa superheater. Ketika uap melewati pipa-pipa superheater, suhunya meningkat secara signifikan akibat panas tambahan dari burner tersebut.
• Uap superpanas yang dihasilkan oleh Separately Fired Superheater kemudian dapat digunakan dalam berbagai aplikasi industri. Suhu dan kualitas uap ini dapat dikontrol dengan mengatur burner tambahan.

Karakteristik Separately Fired Superheater

Karakteristik utama dari Separately Fired Superheater adalah pemisahan sistem pembakaran dari boiler utama. Ini berbeda dengan jenis superheater lain seperti Radiant dan Konveksi, di mana panas pembakaran dihasilkan dalam tungku utama dan diserap oleh pipa superheater.

Kelemahan Separately Fired Superheater

Meskipun Separately Fired Superheater memiliki kegunaan dalam meningkatkan suhu uap, jenis superheater ini cenderung kurang populer dan bahkan cenderung punah. Hal ini terutama disebabkan oleh beberapa kelemahan, termasuk:

• Efisiensi Rasio Pembakaran: Separately Fired Superheater memiliki rasio pembakaran yang kurang efisien dibandingkan dengan jenis superheater lainnya. Hal ini dapat menghasilkan konsumsi bahan bakar yang lebih tinggi.
• Kualitas Uap: Kualitas uap yang dihasilkan oleh Separately Fired Superheater tidak selalu lebih baik daripada jenis superheater lain yang menggunakan panas pembakaran langsung dari tungku utama.

 

4. Kombinasi konveksi radiasi dan superheater

 

Superheater jenis ini, yang menggabungkan karakteristik dari Radiant Superheater dan Konveksi Superheater, adalah yang paling populer dan masih digunakan secara luas dalam boiler modern. Jenis ini dirancang untuk menghasilkan uap superpanas yang lebih homogen dalam hal variasi debit aliran uap. Dalam penjelasan berikut, kita akan menjelaskan secara lengkap dan detail tentang karakteristik Superheater ini.

Fungsi Utama Superheater Kombinasi

Superheater Kombinasi memiliki fungsi utama untuk meningkatkan suhu uap di luar titik didihnya, mirip dengan jenis superheater lainnya. Namun, yang membedakannya adalah cara komponen ini dirancang untuk mencapai tujuan ini.

Karakteristik Superheater Kombinasi

1. Penggabungan Radiant dan Konveksi: Superheater Kombinasi menggabungkan karakteristik dari Radiant Superheater dan Konveksi Superheater. Radiant Superheater menyerap panas radiasi dari hasil pembakaran di tungku, sementara Konveksi Superheater menggunakan konveksi untuk menyerap panas dari gas buang. Dengan penggabungan ini, superheater ini mencapai keseimbangan yang baik antara efisiensi penyerapan panas radiasi dan konveksi.
2. Pembagian Tahap Superheater: Dalam boiler subkritis modern, komponen Superheater Kombinasi masih dibagi menjadi beberapa tahap. Ini dapat dilihat dalam diagram boiler subkritis di mana superheater utama adalah Konveksi Superheater. Setelah melewati superheater utama, uap mengalir secara berurutan melalui tahap-tahap superheater sekunder seperti Superheater Sekunder Platent, Superheater Sekunder Menengah, dan Superheater Sekunder Terakhir. Desain ini bertujuan untuk memaksimalkan penyerapan panas radiasi dari hasil pembakaran di tungku.
3. Homogenitas Debit Aliran Uap: Salah satu keunggulan utama dari Superheater Kombinasi adalah menghasilkan uap superpanas dengan suhu yang lebih homogen dalam memvariasikan debit aliran uap. Ini penting dalam menjaga kualitas uap yang konsisten dalam berbagai kondisi operasi.

Manfaat dari Penggabungan Karakteristik Ini

• Efisiensi Termal: Superheater Kombinasi menggabungkan efisiensi penyerapan panas baik dari radiasi maupun konveksi, sehingga meningkatkan efisiensi termal boiler secara keseluruhan.
• Kualitas Uap: Dengan mencapai suhu uap yang lebih homogen, Superheater Kombinasi menghasilkan uap berkualitas tinggi yang cocok untuk berbagai aplikasi industri, termasuk pembangkit listrik.

 

Dalam boiler subkritis modern, komponen superheater radian masih dibagi menjadi beberapa tahap. Seperti dalam diagram boiler subkritis di bawah ini, misalnya, setelah melewati superheater utama yang merupakan konveksi superheater, uap mengalir secara berurutan mengarah ke superheater sekunder platent, superheater sekunder menengah, maka yang terakhir adalah superheater sekunder terakhir. Desain ini terutama bertujuan untuk memaksimalkan penyerapan panas radiasi dari pembakaran di tungku.