Sirkulasi system tertutup

Ini pertama kalinya saya berhadapan dgn sirkulasi sistem tertutup spt gbr di bawah. Air di dlm sistem tertutup ini digunakan utk misalnya menghangatkan ruangan di HX1 dan HX2. Seharusnya di gbr ini ada exchanger tambahan utk mempertahankan temperature air sirkulasi ini. Tp krn fokus kali ini adalah masalah tekanan, maka exchanger tsb lupa ditampilkanšŸ˜€.

Anyway, dlm sistem ini terdpt semacam expansion vessel yg tekanannya dikendalikan oleh gas inert. Misalnya 1 bara. Expansion vessel ini berguna utk:

  1. Mempertahankan agar msg2 HX yg ada tetap berisi liquid meskipun sistem ini tidak jalan atau ketika pompa tidak dijalankan. Dgn kata lain, seluruh HX yg ada mesti tidak boleh kosong dan tidak boleh memberikan ruang bagi udara utk masuk. Klo hal ini terjadi, maka utk start-up berikutnya, msg2 HX tsb mesti dipurge terlebih dahulu. Untuk ini, expansion vessel mesti diletakkan setidaknya di tempat yg lbh tinggi drpd HX tertinggi di dlm sistem ini.
  2. Mempertahankan inlet pressure dr pompa sirkulasi pada level tertentu. Misalnya dlm contoh asal2an ini, 1 bara. Jika air sirkulasi kembali memiliki temperature yg lbh tinggi dr seharusnya, yg mengakibatkan volume air menjadi lbh besar dr seharusnya, dan ujung2nya dgn volume pipa yg sama, maka tekanan kembalinya akan lbh besar, maka alih2 inlet pressure mengalami kenaikan, level air di dlm vessel akan naik. Dengan begini, tekanan inlet pompa sirkulasi ttp bisa dipertahankan.

Jika sistem sirkulasi ini didesain spt pd gbr di atas, maka ada masalah operability serius yg akan terjadi. Andai kata discharge pompa sirkulasi adalah 5Ā  bara, dgn dP pipa sekitar 1 bar. Kedua HX tsb memerlukan misalnya 500 m3/hr air. Tekanan di inlet HX msg2 adalah 4 bara. Dgn dP HX sekitar 1 bar, maka tekanan di upstream CV adalah 3 bara. Jika tekanan inlet pompa sirkulasi ditetapkan 1 bara, maka dP di CV adalah 2 bara. Liat jg kurva karakteristik pompa sirkulasi yg mengalirkan 1000 m3/hr dgn discharge pressure sebesar 5 bara (gbr yg benar harusnya dP = 4 bar).

Jika suatu ketika HX2 tidak dijalankan atau laju alir airnya = 0 m3/hr dgn menutup CVnya (spt gbr di bawah), maka total air yg mengalir hanya 500 m3/hr atau setengah dr kondisi awal. Akibatnya discharge pressure akan naik mjd misalnya 7 bara (liat kurva pompanya). Hal ini membuat tekanan di upstream CV naik mjd 5 bara, dan dP CV mjd 4 bara utk bukaan valve yg sama pd saat itu. Akibatnya, laju alir air melalui HX1 ini akan naik krn dP CVnya naik. Kemudian, control loopnya akan mengatakan kpd CV utk menutup sampai laju alirnya kembali ke 500 m3/hr (dgn bukaan valve tertentu dan Kv tertentu). Ini merupakan fluktuasi yg bisa terjadi jika satu HX di sistem tsb tidak jalan. Jika di sistem ini terdapat banyak HX dan msg2 memiliki fluktuasi tersendiri, maka sistem akan tidak stabil.

Untuk mengatasi hal ini, ditambahkan satu aliran bypass dgn mengontrol dP di upstream (tekanan di incoming header) dan downstream CV (tekanan di return header) spt gbr di bawah. dP CV bypass ini disetting sekitar 3 bar (inlet P = 4 bara dan return P = 1 bara). Ketika HX2 tidak ada aliran, maka total laju alir akan menurun ke 500 m3/hr, tekanan di incoming header mjd 6 bara, dan sblm kenaikan inlet tekanan ini dirasakan oleh CV di downstream HX1, CV di bypass line akan mengkompensasi kenaikan tekanan ini terlebih dahulu. CV bypass akan mengalami kenaikan dP dan laju alirnya pun akan meningkat (dgn bukaan valve yg sama). Sehingga 500 m3/hr yg seharusnya mengalir ke HX2 tsb akan mengalir melalui bypass line ini. Akibatnya, sistem akan tetap mengalirkan total 1000 m3/hr air dan HX1 tidak merasakan adanya gangguan.

Di aliran bypass ini harus memiliki laju alir tertentu utk bisa mengendalikan dan/atau menstabilkan sistem. Jika dikehendaki utk merecover energy melalui HX-HX yg ada, maka CV bypass bisa ditutup atau menutup bukaannya. Akibatnya hamper seluruh design flow akan mengalir melalui HX-HX tsb, lbh banyak energy yg ter-recover, dan efek mixing atau temperature dilution dr bypass line mjd minimum. Akan tetapi, jika bypass CV ditutup seluruhnya, maka sistem akan kembali mjd tidak stabil.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: