Apa itu Deaerator - Prinsip Kerja dan Aplikasi
Boiler digunakan di banyak industri untuk memanaskan air. Aplikasi boiler terutama mencakup sistem pemanas air, pemanas sentral, memasak, sanitasi, dan pembangkit listrik berbasis boiler. Bagian penting dari pengoperasian boiler ini adalah air umpan (feedwater). Air ini didaur ulang di seluruh sistem dan tidak pernah terpapar ke atmosfer luar.
Air ini harus diolah untuk mencegah korosi, penskalaan permukaan bagian dalam boiler. Untuk mengatasinya, aerasi terbukti menjadi proses yang efektif untuk menghilangkan oksigen dan gas terlarut lainnya dari air. Deaerator adalah alat yang digunakan untuk mengolah air umpan sebelum dipindahkan ke dalam ketel.
Apa itu Deaerator?
Air adalah pelarut universal yang mengandung banyak gas terlarut yang sangat korosif saat terkena boiler dan sistem komponen boiler. Selain gas terlarut tersebut, air juga mengandung banyak mineral terlarut. Jadi, bila air digunakan sebagai air umpan untuk boiler maka akan merusak boiler.
Ketika air mengandung oksigen terlarut dan ditambahkan ke dalam boiler, maka korosi dan karat terbentuk dengan kecepatan yang dipercepat. Besi mulai larut saat bersentuhan dengan air membentuk Ferrous Hydroxide.
Karbon dioksida yang ada di steam mengalir melalui semua pipa steam. Ketika uap ini melepaskan energi latennya yang menghasilkan air yang terkondensasi, uap tersebut bergabung dengan karbon dioksida bebas dan membentuk asam karbonat.
Proses Aerasi
Asam karbonat dalam boiler menyebabkan korosi pada pipa dan unit perpindahan panas. Karbon dioksida saat bekerja dengan oksigen menyebabkan korosi 40% lebih banyak dan pembentukan kerak sehingga merusak boiler.
Proses aerasi terbukti menjadi kunci untuk mencapai sistem boiler yang sangat efisien dan tahan lama. Ini adalah perangkat tempat proses aerasi berlangsung. Ini digunakan untuk menghilangkan oksigen, karbon dioksida, dan gas terlarut lainnya dari air sebelum memindahkannya ke sistem boiler.
Ini penting dalam pembangkit listrik tenaga panas, sistem pembangkit tenaga uap, penyulingan bensin, dll. Air umpan pertama-tama diolah dalam deaerator dan kemudian dipindahkan ke sistem ketel.
Fungsi Deaerator
Salah satu sifat air adalah tegangan permukaannya, karena mengandung tegangan permukaan tingkat tinggi yang menyatukan semua benda. Penerapan surfaktan dapat mengurangi tegangan permukaan air. Aerasi adalah proses yang memecah tegangan permukaan air.
Fungsi ini dimulai dengan pengurangan tegangan permukaan air melalui penyemprotan atau pembuatan film. Kemudian panas diterapkan ke air kental. Setelah memberikan panas, proses pengadukan berlangsung. Gas korosif yang dipisahkan dari air dilepaskan kembali ke atmosfer melalui ventilasi.
Desain dan Komponen
Deaerator membutuhkan pengaturan suhu tinggi dan tekanan rendah agar berfungsi dengan baik. Mereka harus memiliki kapasitas untuk menahan kondensat panas yang kembali dari sistem selain susunan air dingin.
Deaerator harus dirancang secara mekanis untuk menghilangkan oksigen dari air menjadi 7ppb dan oksigen yang tersisa dikeluarkan secara kimiawi dengan menggunakan pembersih oksigen seperti natrium sulfit dan hidrazin.
Desainnya berisi saluran masuk susunan air untuk membiarkan air mentah masuk ke deaerator. Katup pelepas tekanan dan pemutus vakum juga tersedia untuk mengatur tekanan dalam sistem. Saluran masuk kondensat memungkinkan steam yang terkondensasi masuk ke dalam sistem.
Ventilasi operasi disediakan dengan pelat orifice untuk melepaskan gas ke atmosfer. Steam dilewatkan ke deaerator melalui saluran masuk uap.
Deaerator yang bekerja dengan tekanan 0,5bar atau 7psi membutuhkan suhu 217 derajat Fahrenheit. Nilai suhu dan tekanan dapat bervariasi tergantung pada desain.
Prinsip kerja
Tujuan utamanya di sini adalah untuk menghilangkan gas terlarut. Menerapkan panas adalah cara yang tepat untuk menghilangkan gas terlarut dari air. Oksigen bersentuhan dengan air baik dari atmosfer luar atau kebocoran pada pipa.
Asam karbonat terbentuk di dalam boiler saat air dipanaskan. Untuk kadar karbon dioksida bebas korosi di dalam air, nilai pH-nya harus dijaga lebih besar dari pH 8,5.
Pembuangan Oksigen dan Karbon Dioksida
Kelarutan gas terlarut yang ada dalam air menurun dengan meningkatnya suhu air. Itu berarti lebih banyak oksigen dan karbondioksida akan dibebaskan dari air dengan peningkatan suhu. Jadi, kita perlu menaikkan temperatur air ke nilai yang mendekati temperatur saturasi air. Dengan memanaskan air di bawah titik didih, keadaan cair air dipertahankan.
Susunan Air disemprotkan ke dalam selubung semprot melalui nosel semprot. Pada saat yang sama uap juga dilepaskan ke dalamnya. Penyemprotan air meningkatkan luas permukaan kontak air dengan uap.
Ini mengarah pada laju perpindahan panas yang lebih cepat. Jadi, air menjadi panas dengan cepat dan banyak gas yang tidak dapat terkondensasi dilepaskan dengan cepat. Gas-gas yang tidak dapat terkondensasi ini berjalan melalui ventilasi.
Pembuangan Gas Tidak Terkondensasi
Air yang dipanaskan oleh uap terkumpul di bagian pemanasan awal deaerator. Setelah ketinggian air mencapai level operasi tangki, uap dialirkan melalui pipa uap ke bagian ini. Gelembung uap ini naik melalui air sehingga memanaskan air dan melepaskan gas yang tidak dapat terkondensasi. Gas-gas ini kemudian dilepaskan ke atmosfer melalui ventilasi.
Jenis Deaerator
Desain deaerator berbeda dari satu pabrikan ke pabrikan lainnya. Ada tiga jenis deaerator yang populer seperti tipe termal, tipe cakram putar vakum & tipe ultrasound. Jenis cakram putar vakum digunakan untuk produk kental rendah hingga tinggi sedangkan jenis ultrasonik digunakan dengan produk yang sangat kental.
Berdasarkan desainnya, deaerator termal diklasifikasikan menjadi dua jenis seperti deaerator jenis semprot & deaerator jenis mengalir. Deaerator jenis semprot terdiri dari silinder vertikal atau horizontal yang berfungsi sebagai bagian deaerator dan bagian penyimpanan.
Dalam deaerator tipe mengalir, bagian deaerator dipisahkan dari bagian penyimpanan. Di sini, bagian deaerator tebentuk vertikal atau horizontal ditempatkan di atas bejana silinder penyimpanan horizontal. Deaerator ini juga dikenal sebagai deaerator tipe Spray & tray.
Deaerator Jenis Semprot (Spray)
Deaerator ini berisi bagian pemanasan awal yang dilambangkan dengan E, bagian deaerator yang dilambangkan dengan F dipisahkan oleh penyekat yang dilambangkan dengan C. Uap bertekanan rendah dilewatkan ke dalam sistem melalui penyembur yang ada di dasar bejana.
Untuk memfasilitasi pelepasan gas terlarut di bagian deaerasi, air dipanaskan terlebih dahulu di bagian E oleh aliran. Air kemudian deaerasi di bagian F. Gas-gas yang dilepaskan dilepaskan ke atmosfer melalui ventilasi. Air ini kemudian dipompa ke dalam ketel penghasil uap menggunakan pompa di bagian bawah kapal.
Deaerator Jenis Mengalir (Cascade)
Di deaerator ini, bagian deaeration terbentuk vertikal dipasang di atas bagian penyimpanan air umpan horizontal. Bagian deaerasi berisi nampan berlubang. Air memasuki bagian ini melalui katup semprot yang ada di atas nampan ini dan bergerak ke bawah.
Air mengalir dari nampan ke dalam bejana penyimpanan. Steam yang dipanaskan sebelumnya diterapkan ke air dari pipa berlubang yang ada di bagian bawah. Uap ini memanaskan air dan gas yang terpisah mengalir ke atas. Ini dibebaskan melalui katup yang ada di bagian deaerator.
Kelebihan dan Kekurangan
Ada banyak keuntungan dan kerugian yang terkait dengan berbagai jenis deaerator.
Jika dibandingkan dengan tipe lain dengan kapasitas yang sama, deaerator semprot tidak mahal & beratnya lebih ringan. Deaerator ini juga membutuhkan lebih sedikit Ruang Kepala. Kapasitasnya berkisar antara 7000 hingga 280000 pound per jam.
Kelemahan dari deaerator semprot adalah banyaknya komponen mekanis yang bergerak yang mungkin memerlukan lebih banyak perawatan mekanis. Ini meningkatkan biaya operasi rutin & keandalan deaerator. Pada deaerator ini, aerasi dilakukan dalam dua tahap
Di sini, di area kepala semprotan, sekitar 90 persen aerasi berjalan, sedangkan 10 persen sisanya berjalan di area scrubbing atau area nosel bermuatan pegas. Penyelarasan yang salah kritis ke nosel uap akan mempengaruhi keandalan deaerator jenis ini. Ini juga memiliki pengembalian tekanan tinggi yang terbatas dibandingkan dengan jenis lainnya.
Kelebihan dari deaerator tipe mengalir adalah keandalannya yang tinggi, pengembalian HP yang lebih tinggi, konsistensi DA yang tinggi, dan kapasitas yang tinggi. Kekurangan deaerator ini adalah Headroom-nya yang rendah, bobot yang tinggi dan harga yang mahal dibandingkan deaerator tipe semprot.
Aplikasi
Beberapa aplikasi deaerator adalah sebagai berikut-
- Ini digunakan untuk boiler pabrik yang beroperasi dengan kapasitas 75 pound atau lebih tinggi.
- Pabrik tanpa kapasitas siaga.
- Boiler pabrik dengan beban kritis.
- Pabrik beroperasi dengan susunan 25 persen atau lebih.
- Pembangkit listrik termal.
- Ini juga dapat menghilangkan berbagai gas terlarut dari produk seperti makanan, produk perawatan pribadi, kosmetik, bahan kimia, dll.
- Deaerator digunakan dalam obat-obatan untuk meningkatkan akurasi takaran dalam proses pengisian.
- Ini juga digunakan dengan produk untuk meningkatkan stabilitas paparannya, untuk mencegah penghilangan warna produk, dll.
Deaerator biasanya digunakan dengan boiler dalam industri proses kimia atau industri pembangkit listrik. Penggunaan deaerator sebelum memasukkan air ke dalam boiler sangat meningkatkan efisiensi dan keandalan boiler. Korosi yang terjadi pada boiler bisa sangat dikurangi.
Suhu uap yang dipanaskan sebelumnya yang digunakan dalam deaerator juga harus dijaga. Untuk setiap 10 derajat kenaikan suhu air umpan, kenaikan 1 persen dapat diamati. Jumlah asam karbonat yang terbentuk di deaerator juga bergantung pada jumlah bikarbonat yang ada di dalam air. Berapa suhu kerja dan nilai tekanan untuk deaerator?
Pertanyaan
1). Mengapa Deaerator ditempatkan di ketinggian?
Deaerator ditempatkan pada ketinggian tertentu untuk menjaga tekanan optimal sebelum penyedotan.
2). Mengapa Deaerator digunakan dalam boiler?
Air mengandung banyak gas terlarut yang bersifat korosif. Ketika air ini langsung disuplai ke boiler, akan menyebabkan korosi dan karat yang tinggi pada komponen logam boiler. Ini merusak boiler sehingga menurunkan keandalannya. Untuk mencegah deaerator ini digunakan dalam boiler, untuk menghilangkan gas non-konduktif yang ada di dalam air.
3). Apakah Deaerator adalah bejana tekan?
Ya, ini adalah bejana tekan. Ini tersedia di pasar dalam peringkat tekanan yang berbeda.
4). Apa itu pegging Deaerator?
Selama beberapa peristiwa awal, tekanan deaerator menurun. Untuk menstabilkan fluktuasi tekanan selama kondisi start-up / ramp up / down, sistem pegging dipertahankan sebagai cadangan. Ini mempertahankan tekanan deaerator di atas 3PSIG.
5). Bagaimana cara menghilangkan oksigen?
Oksigen larut ke dalam air baik selama kontak dengan lingkungan luar atau melalui kebocoran di sistem perpipaan. Kelarutan oksigen menurun dengan kenaikan suhu. Jadi, untuk menghilangkan oksigen dari air, suhu air dinaikkan di bagian deaerator. Oksigen yang terpisah ini kemudian dibuang melalui ventilasi yang ada di atas.