Pre Heater

NAMA : VIESTA L SYARIF NIM : 03111003066 SHIFT : RABU/ 13.00 KELOMPOK : 4

PREHEATER

1. Defenisi Preheating Defenisi Preheating Preheating adalah suatu proses pemanasan awal suatu materi sebelum materi tersebut memasuki proses di alat berikutnya yang bertujuan untuk mengurangi konsumsi energi dan mengurangi perbedaan temperatur yang tinggi, karena pemanasan yang berlebihan atau tidak merata dapat menyebabkan tegangan sisa yang tinggi, distorsi, dan perubahan fisik suatu materi. Preheating materi. Preheating bisa bisa saja menggunakan gas burner , oxy-gas flame, flame, electric blancket , pemanasan induksi, atau pemanasan di furnace. Sistem preheater sekarang sebagian besar menggunakan sistem perpindahan panas co-current dimana umumnya menggunakan ducting yang panjang dan menggunakan cyclone bertingkat. Aliran material dimasukkan pada inlet duct cyclone paling atas kemudian secara bersamaan bertemu gas panas dari bawah. Dengan sistem ini waktu kontak material dan gas panas lebih lama dan lebih efisien dibandingkan dengan perpindahan panas counter-current (berlawanan (berlawanan arah). 2. Jenis Preheater 2.1 Air 2.1 Air Preheater (APH) (APH) Air Preheater (APH) (APH) merupakan peralatan bantu dalam PLTU yang berfungsi sebagai pemanas awal udara baik udara primer ( Primary Primary air ) maupun sekunder (Secondary air ), ), sampai ke tingkat temperatur tertentu sehingga dapat terjadi pembakaran optimal dalam boiler. Dalam prosesnya, Air prosesnya, Air Preheater ini ini menggunakan gas buang (flue gas) hasil gas) hasil pembakaran di boiler sebagai sumber panasnya, kemudian mentransfer panas tersebut ke aliran udara melalui elemen pemanas berputar (rotating heat exchanger).


Ada dua jenis reheater yang paling umum yaitu jenis regenerative dan recuperatif air heater . Perbedaan adalah jenis regenerative berupa rotor yang berputar sedangan Recuperative : rotor tidak berputar hanya flue gas yang mengalir.

KOMPONEN AIR PREHEATER 

Elemen Pemanas (H eatin g Sur f ace)

Elemen pemanas yang berupa lempengan-lempengan plat metal yang terbagi menjadi 2 bagian secara vertikal yaitu sisi atas Hot End layer dan sisi bawah Cold End layer . Plat itu terpasang pada suatu poros yang di susun pada kompartemen silindris yang terbagi secara radial yang semua bagiannya di sebut sebagai rotor. Rotor ini berputar dalam ruangan yang memiliki sambungan duct di kedua sisinya satu sisi di aliri gas buang, sisi lain berisi udara baik primer maupun sekunder. Saat


rotor diputar, setengah bagiannya memasuki saluran gas buang dan menyerap energi panas yang terkandung di dalamnya sedangkan setengah bagian yang lain mentransfer panas dari elemen ke udara pada sisi saluran udara sehingga menghasilkan udara panas yang selanjutnya akan dipasok ke furnace.



Penggerak Rotor

Rotor di gerakan oleh motor listrik yang diletakan di luar elemen pemanas. Penggerak rotor dihubungkan pada central, dan terdapat dua motor penggerak yang mempunyai kecepatan 1455 rpm. Dua motor tersebut dihubungkan dengan central melalui gearbox dengan rasio tranmisi 9.110/1 yang dihubungkan oleh kopling feksibel pada gearbox kedua. Gearbox kedua menggunakan roda gigi cacing (worm gear) dengan dua langkah, yang pertama dengan rasio 43/4 dan yang kedua 59/4. Setelah kecepatan berkurang dengan dua gearbox, rasionya menjadi 1444.5/1, keluaran main motor menjadi 1,07 rpm dan auxilliary menjadi 0,5 rpm.



Seal Rotor


Seal (perapat) berfungsi sebagai pencegah kebocoran fluida baik udara maupun gas buang yang melewati elemen panas pada saat operasi.Pada kondisi normal aliran udara memilki level tekanan yang lebih tinggi dari aliran gas hal inilah yang rawan akan kebocoran. Seal rotor dalam APH terdiri dari : a. Radial Seal Seal radial terpasang sesuai dengan posisi rotor yang posisinya terhadap plate rotor dapat di setting dan mempunyai standar sesuai dengan desain manufaktur. Dalam mensetting juga memperhatikan expansi rotor akibat temperature tinggi. Radial seal berfungsi untuk mereduksi kebocoran langsung dari area udara ke gas buang. b. Axial Seal Axial seal dipasang pada sisi luar dari rotor memanjang dari sisi hot end sampai

dengan cold

end. Seal

bekerja

sama

dengan

radial

seal

untuk

meminimalkan gap antara rotor dengan seal. c.

Circumferential seal

Letaknya disekeliling dan pusat rotor. Fungsi utama adalah mencegah kebocoran udara atau gas buang saat berputarnya rotor, dalam melakukan fungsi ini di bantu axial seal. 

Bearing


Pada sisi bagian atas dan bawah rotor inner drum, terdapat roller guide bearing (SKF C3172M/C4 dan auto-centered roller thrust bearing (SKF 29480EM) yang dipasang untuk menahan beban rotor arah horizontal dan beban axial vertical. 2.2 Suspension Preheater Pada masa awal perkembangan industri semen, proses pembakaran hanya berlangsung di kiln, hal ini menyebabkan beban panas kiln sangat besar yang memberi efek buruk pada mechanical, refractory, biaya produksi, dan optimasi proses, untuk mengurangi dampak buruk akibat beban panas kiln yang tinggi dibuatlah unit suspension preheater . Suspension preheater merupakan salah satu peralatan produksi untuk memanaskan

rawmeal

sebelum

masuk

ke

dalam

rotary

kiln. Suspension

preheater terdiri dari siklon untuk memisahkan bahan baku dari gas pembawanya, riser duct yang lebih berfungsi sebagai tempat terjadinya pemanasan raw meal (karena hampir 80% -90% pemanasan raw meal berlangsung di riser duct ), dan kalsiner untuk sistem-sistem dengan proses prekalsinasi yang diawali di suspension preheater sebelum bahan umpan masuk kedalam kiln. 

Proses Pertemuan Hot gas dan material didalam Suspension Preheater


Pada unit suspension preheater perpindahan panas berlangsung efektif tergantung pada retention time dan turbulensi. Metode perpindahan panas dapat dibagi menjadi dua cara yaitu 1.

Transfer panas aliran searah (Co-current)

Kontak panas antara media yang dipanaskan dan media yang memanaskan berlangsung searah. 2. Transfer panas aliran berlawanan arah (Counter current ) Kontak panas antara media yang dipanaskan dan media yang memanaskan berlawanan arah.




Perpindahan Panas di Siklon Preheater

Perpindahan panas antara gas dengan partikel bahan baku terjadi pada masing-masing saluran gas ( gas duct ) dan siklon di suspension preheater (SP). Pada saat perpindahan panas ini terjadi di dalam duct, aliran gas dengan aliran bahan baku mempunyai arah yang sama berlangsung secara paralel karena partikel terbawa oleh aliran gas. Tetapi jika dilihat sistem secara keseluruhan maka pada sistem SP terjadi perpindahan panas secara berlawanan (counter-current ) karena arah aliran gas ke atas sedang arah aliran bahan baku ke bawah. Perpindahan panas antara gas dan material terjadi pada kondisi material yang tersuspensi. Sebagian besar perpindahan panas terjadi di gas duct , menurut literatur yaitu sekitar 80 % sedang sisanya terjadi di siklon. Namun demikian proses ini masih tergantung pada ukuran partikel. Semakin kecil ukuran partikel, perpindahan panas akan terjadi dalam waktu yang lebih singkat,


sehingga tidak menutup kemungkinan seluruh proses perpindahan panas partikel berukuran kecil terjadi di dalam duct .



Keuntungaan dan Kerugian Suspension Pr eheater dilengkapi Calciner

Penggunaan kalsiner mempunyai keuntungan sebagai berikut : 1. Diameter kiln dan thermal load -nya lebih rendah terutama untuk kiln dengan kapasitas besar. Pada sistem suspension preheater tanpa kalsiner, 100% bahan bakar dibakar di kiln. Dengan kalsiner ini, dibandingkan dengan kiln yang hanya menggunakan SP saja, maka suplai panas yang dibutuhkan di kiln hanya 35% – 50%. Biasanya sekitar 40 % bahan bakar yang dibakar di dalam kiln, sementara sisanya dibakar di dalam kalsiner. Sebagai konsekuensinya untuk suatu ukuran kiln tertentu, dengan adanya kalsiner ini, kapasitas produksinya dapat mencapai hampir dua kali atau dua setengah kali lipat dibanding apabila kiln tersebut dipergunakan pada sistem suspension preheater tanpa kalsiner. 2. Di dalam kalsiner dapat digunakan bahan bakar dengan kualitas rendah karena o

temperatur yang diinginkan di kalsiner relatif rendah (850 – 900 C), sehingga peluang pemanfaatan bahan bakar dengan harga yang lebih murah, yang berarti dalam pengurangan ongkos produksi, dapat diperoleh. 3. Dapat mengurangi konsumsi refraktori kiln khususnya di zona pembakaran karena thermal load-nya relatif rendah dan beban pembakaran sebagian dialihkan ke kalsiner. 4. Emisi NOx-nya rendah karena pembakaran bahan bakarnya terjadi pada temperatur yang relatif rendah. 5. Operasi kiln lebih stabil sehingga bisa memperpanjang umur refraktori.


6. Masalah senyawa yang menjalani sirkulasi (seperti alkali misalnya) relatif lebih mudah diatasi. Masalah di Preheater



Preheater kiln berkontribusi dalam mengefisiensikan energi yang dibutuhkan dalam pembuatan klinker, tetapi sistem preheater ini juga menimbulkan kendala, salah satunya yaitu terjadi sirkulasi kandungan senyawa-senyawa volatile yang dapat membuat masalah mampat di sistem preheater itu sendiri (clogging problem). Hal ini terjadi karena senyawa-senyawa tersebut, sulfur dan klorin, yang dapat berasal dari raw meal ataupun bahan bakar alternatif, menguap di zona burning kiln dan terbawa dalam bentuk gas kembali ke preheater , karena suhu rendah maka gasgas tersebut kembali ke bentuk padat, bercampur dengan raw mix lalu kembali masuk ke burning zone kiln, menguap kembali dan bersirkulasi seperti itu terus sehingga akan

meningkatkan

konsentrasi

senyawa-senyawa

tersebut

didalam

sistem

pembakaran. Pengendapan gas-gas tersebut biasanya terjadi di preheater , karena suhu di o

preheater (sekitar 700 C) lebih rendah dari burning kiln zone yang rata-rata 900 – o

1000 C sehingga gas-gas tersebut kembali kedalam bentuk yang tidak terlalu padat atau sticky dan bercampur kembali dengan rawmix. Ini menyebabkan rawmix yang berada di preheater menjadi lebih lengket dan berpotensi menimbulkan blocking pada saluran/duct yang dilewatinya, terutama yang berada di bottom cyclone atau cyclone yang paling bawah.

Pre Heater

Recommend Documents