Penukar Panas dan Stall

Sisi primer dari penukar panas akan disebut sebagai ‘ruang uap’, dan perangkat steam trapping akan disebut sebagai ‘trap’. ‘Trap’ bisa berupa ‘steam trap’, ‘pump trap’, atau ‘steam trap dan pompa’ yang dipasang secara kombinasi.

Pada instalasi ini, sensor kontrol memantau suhu fluida yang dipanaskan yang keluar di sirkuit sekunder. Katup kontrol berusaha mempertahankan suhu yang ditentukan oleh pengontrol, terlepas dari variasi beban panas. Katup mencapai hal ini dengan membuka atau menutup untuk mengubah laju aliran uap, sehingga mengubah tekanan ruang uap.

Pengeluaran dari steam trap mungkin terkena angkat dan/atau tekanan di jalur kondensat, atau dapat jatuh ke ujung terbuka di mana hanya terkena tekanan atmosfer. Blok ini akan merujuk tekanan kondensat sebagai ‘tekanan balik’ (backpressure).

Peralatan penukar panas hampir bisa berupa apa saja yang memenuhi kriteria di atas. Contohnya meliputi:

• Penukar panas shell dan tube.
• Penukar panas plat.
• Koil pemanas udara atau baterai dalam saluran udara.
• Jalur pipa atau koil pipa dalam peralatan proses, tangki, bejana, dll. Untuk singkatnya, Blok ini akan merujuk semua perangkat tersebut sebagai ‘penukar panas’ atau ‘pemanas’, dan aliran fluida yang dipanaskan oleh penukar panas akan disebut melewati sisi ‘sekunder’ dari penukar panas.

Performa penukar panas uap sering berkurang karena kondensat membanjiri ruang uap dan terjadi waterlogging. Dua penyebab utama waterlogging adalah:

• Pemasangan jenis trap yang salah.
• Stall. Catatan penting Beberapa sistem bertujuan untuk mencapai kontrol suhu dengan secara positif mendorong banjir parsial pada ruang uap penukar panas. Dalam kasus ini, tindakan modulasi katup kontrol di saluran keluar kondensat mengubah level kondensat di ruang uap. Ini mengubah area permukaan pemanas yang terkena uap, dan efeknya mengubah laju perpindahan panas untuk mengontrol suhu keluar sekunder.

Pada sistem jenis ini, penting agar penukar panas dirancang dan diproduksi secara khusus untuk menahan efek banjir. Jika hal ini tidak dilakukan, keberadaan kondensat dalam penukar panas akan berdampak negatif pada kinerja operasional dan akan memperpendek masa pakai.

Metode kontrol ini dapat memiliki manfaat tertentu jika sistem dirancang dengan benar. Salah satunya adalah kondensat mendingin (sub-cool) dalam penukar panas sebelum dibuang. Ini dapat mengurangi secara signifikan jumlah uap flash dalam perpipaan kondensat, yang dapat meningkatkan kinerja sistem kondensat dan juga mengurangi kehilangan panas.

Kelemahan operasional utama adalah bahwa sistem jenis ini lambat dalam merespons variasi beban panas. Apa yang dimaksud dengan stall? Stall adalah pengurangan atau penghentian aliran kondensat dari penukar panas, dan terjadi ketika tekanan dalam penukar panas sama dengan, atau kurang dari, total tekanan balik yang dikenakan pada steam trap.

Tekanan yang lebih rendah dari perkiraan dalam penukar panas dapat terjadi sebagai akibat dari salah satu keadaan berikut:

• Suhu masuk fluida sekunder naik sebagai akibat dari turunnya beban panas.

• Laju aliran fluida sekunder turun sebagai akibat dari turunnya beban panas.

• Suhu keluar fluida sekunder turun karena penurunan titik setel (set point).

Ketika katup kontrol mengurangi tekanan uap untuk memenuhi beban panas yang turun, kurangnya tekanan diferensial di seluruh steam trap menyebabkan kondensat membanjiri ruang uap, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 13.1.1.