Heat Recovery Steam Generator (HRSG)
Heat Recovery Steam Generator (HRSG)
HRSG merupakan heat exchanger dari
gas ke air dengan memanfaatkan energi sisa gas turbin untuk menghasilakan uap
dengan tekanan dan temparatur yang tinggi. Dalam setiap aplikasi combined
cycle, uap dihasilkan dengan beberapa macam tekanan dan temperatur
sehingga tidak tidak banya gas sisa yang terbuang..Selain itu ada yang
dipanaskan kembali sehingga nantinya menjadi main steam yang akan
dikirim ke STG. Pada umunnya terdiri dari tiga lapisan yaitu superheater,
evaporator dan economizer. Hasi dari pemanasan ini akan
menghasilkan uap bertekanan tinggi yang akan ditampung di drum High
Pressure (HP) dan Low Pressure (LP).
GAMBARAN UMUM HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR
Heat Recovery Steam
Generator (HRSG) merupakan salah satu komponen dari pembangkit listrik yang
menggunakan prinsip combine cycle dimana digunakan dua turbin yaitu turbin gas
sebagai turbin utama dan turbin uap. Pembangkitan listrik menggunakan turbin gas
atau mesin disel tentu menghasilkan panas dalam jumlah yang besar, dan panas
itu dapat dikatakan sebagai sampah. Gas panas yang keluar sebagai hasil proses
pembakaran pada turbin gas ( exhaust ) sangat tinggi temperaturnya, yaitu
sekitar 6000 C. Gas tersebut digunakan untuk membangkitkan uap. Prinsip dasar
HRSG hampir sama dengan boiler tetapi uap yang dihasilkan pada HRSG tentunya
uap yang bertekanan rendah yaitu sekitar 80 bar sampai 100 bar, untuk high
pressure sistem. Efektifitas penggunaan energi pada sistem gas turbine heat
recovery adalah fungsi dari energi yang ditransferkan oleh exhaust gas turbine.
Pada prinsipnya antara HRSG dan
boiler adalah sama yaitu suatu peralatan yang digunakan untuk mengubah air
menjadi uap dengan bantuan panas. Yang sangat mendasar dari perbedaan ini
adalah sumber panas yang digunakan untuk membangkitkan uap. Pada HRSG sumber
panas utama yang digunakan untuk membangkitkan uap berasal dari energi panas
yang terkandung dalam gas buang turbin gas/PLTG yang dialirkan masuk ke dalam
HRSG untuk memanaskan pipa-pipa pemanas. Sedangkan pada boiler/ketel uap,
sumber panas yang digunakan berasal dari pembakaran bahan bakar di dalam ruang
bakar.
Kecuali perbedaan yang sangat
mendasar tersebut, perbedaan lainnya adalah HRSG tidak mempunyai ruang bakar,
tidak ada sistem bahan bakar, tidak ada sistem udara bakar, dan tidak ada
penghembus jelaga / soot blower. Secara umum HRSG terdiri dari
preheater, ekonomiser, evaporator, dan superheater. Komponen-komponen tersebut
merupakan alat penukar kalor jenis tubular atau pipa dengan fluida kerja
(air/uap) berada di dalam dan gas buang berada di luar. Panas/kalor dipindahkan
dari gas buang tersebut secara konveksi ke fluida kerja. Dan oleh karena gas
buang dari turbin gas bersih dari partikulat maka dimungkinkan penggunaan tube
atau pipa bersirip untuk meningkatkan laju perpindahan panas dan mengurangi
ukurannya tube HRSG tersebut. Ukuran dan jenis tube tergantung dari parameter
desain HRSG yang bervariasi yang mencakup unsur-unsur gas buang dan temperaturnya.
Komponen Utama HRSG
Sebagaimana yang telah dijelaskan
di atas bahwa HRSG biasanya terdiri dari beberapa pipa pemanas seperti
preheater, economizer, evaporator, dan superheater.
Preheater
Preheater merupakan penukar kalor
yang biasanya digunakan untuk memperoleh energi panas tambahan dari gas buang.
Preheater berada pada bagian akhir atau paling atas dari HRSG untuk menyerap
energi terendah dari gas buang.
Aplikasi yang paling umum dari
preheater ialah sebagai pemanas awal air kondensat sebelum memasuki deaerator
untuk mengurangi jumlah uap yang dibutuhkan untuk proses deaerasi. Di dalam
preheater, pemanasan air pengisi mencapai temperatur sedikit di bawah titik
didih. Modul dari preheater sendiri berupa tube yang terbuat dari pipa-pipa
bersirip. Tata letak preheater ditunjukkan dalam gambar berikut:
Ekonomiser (Economizer)
Ekonomiser merupakan alat penukar
kalor untuk memanaskan awal air pengisi ketel sebelum masuk ke evaporator. Pada
bagian ini jika dimungkinkan terjadi korosi yang tergantung dari besarnya
temperatur air pengisi yang masuk.
Evaporator (Pipa Penguapan)
Evaporator atau boiler bank
merupakan alat penukar kalor yang menghasilkan uap jenuh (saturated) dari air
pengisi ketel. Evaporator terletak di antara ekonomiser dan superheater.
Campuran air dan uap meninggalkan evaporator dan masuk drum uap melalui pipa-pipa yang disebut riser. Drum uap merupakan bejana tekan silindris yang terletak di bagian atas HRSG. Di bagian dalam drum, piranti mekanis seperti cyclone dan screen pemisah campuran air dan uap. Uap meninggalkan drum melalui pipa yang menuju ke superheater. Sedangkan air disirkulasikan kembali melalui pipa-pipa yang disebut downcomer masuk kembali ke evaporator. Uap yang masuk ke superheater merupakan uap kering karena jika uap basah yang masuk maka kandungan partikulat padat yang terlarut dalam uap akan mengendap dalam tube superheater yang dapat mengakibatkan temperatur logam tube akan naik dan selanjutnya mengakibatkan terjadinya kegagalan tube.
Campuran air dan uap meninggalkan evaporator dan masuk drum uap melalui pipa-pipa yang disebut riser. Drum uap merupakan bejana tekan silindris yang terletak di bagian atas HRSG. Di bagian dalam drum, piranti mekanis seperti cyclone dan screen pemisah campuran air dan uap. Uap meninggalkan drum melalui pipa yang menuju ke superheater. Sedangkan air disirkulasikan kembali melalui pipa-pipa yang disebut downcomer masuk kembali ke evaporator. Uap yang masuk ke superheater merupakan uap kering karena jika uap basah yang masuk maka kandungan partikulat padat yang terlarut dalam uap akan mengendap dalam tube superheater yang dapat mengakibatkan temperatur logam tube akan naik dan selanjutnya mengakibatkan terjadinya kegagalan tube.
Superheater (Pipa Pemanas Uap Lanjut)
Superheater merupakan alat penukar
kalor pada HRSG yang menghasilkan uap panas lanjut (superheated steam).
Superheater dapat terdiri dari satu atau lebih modul penukar kalor. Pada modul
superheater yang banyak biasanya mempunyai kontrol temperatur uap di antara
modul-modulnya untuk mencegah terjadinya temperatur logam yang berlebih pada
bagaian akhir dari modul dan untuk meminimalkan kemungkinan kandungan air yang
masuk ke dalam turbin uap.
Mohon maaf, sekedar mengkoreksi temperatur dari gas buang dari Gas turbin itu hanya sekitar 550 derajat celcius dan juga di hrsg ada sootblowernya. Terimakasih
ReplyDeleteTerimakasih banyak atas koreksi dan informasinya 🙏🏻👍
Delete