Home >Documents >MAKALAH KOMPLIT

MAKALAH KOMPLIT

Date post:29-Jun-2015
Category:
View:6,583 times
Download:48 times
Share this document with a friend
Transcript:

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Gambaran Umum Shell and tube heat exchanger merupakan jenis alat penukar panas yang banyak digunakan pada suatu proses seperti petroleum, industri kimia, dan industri HVAC. Shell and tube heat exchanger mengandung beberapa utube sejajar di dalam shell. Shell and tube heat exchanger digunakan saat suatu proses membutuhkan fluida untuk dipanaskan atau didinginkan dalam jumlah besar. Berdasarkan desainnya, shell and tube heat exchanger menawarkan area penukaran panas yang besar dan menyediakan efisiensi perpindahan panas yang tinggi. Untuk membuat perpindahan panas yang lebih baik dan untuk menyangga tube yang ada di dalam shell, maka sering dipasang baffle. Efektifitas perpindahan panas meningkat dengan dipasangnya baffle. Efektifitas meningkat seiring dangan mengecilnya jarak antar baffle hingga suatu jarak tertentu kemudian menurun, Shell and tube heat exchanger merupakan bejana tekanan dengan banyak tube didalamnya. Pada suatu proses, fluida mengalir melalui tube pada exchanger saat fluida lainnya mengalir keluar tube yang berada di antara shell. Fluida pada sisi tube dan pada sisi shell terpisah oleh tube sheet.

Konstruksi detail dari TEMA Shell and Tube Heat Exchanger. (gambar 11-35)

1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sistem Kerja 2.1.1 Teori dan aplikasi Dua fluida mengalir dengan temperature awal yang berbeda mengalir sepanjang heat exchangers. Satu aliran mengalir sepanjang tabung sedangkan arus lain pada bagian luar tabung tetapi masih di dalam shell. Panas ditransfer dari satu fluida ke fluida lainnya melalui dinding tabung, baik dari sisi tabung menuju shell atau sebaliknya. Fluida bisa merupakan cairan atau gas pada sisi shell maupun pada sisi tabung. Dalam tujuan memindahkan panas secara efisien, suatu area perpindahan kalor yang besar harus digunakan, oleh karena itu terdapat banyak tabung. Dengan cara ini, panas yang dibuang dapat disimpan untuk digunakan. Hal ini adalah suatu jalan yang baik untuk memelihara energi. Heat exchanger yang berfasa tunggal (cairan atau gas) pada setiap sisi dapat disebut heat exchanger berfasa satu atau berfasa tunggal. Heat exchanger berfasa dua dapat digunakan untuk memanaskan cairan dan mendidihkannya sehingga menjadi gas (uap air), terkadang disebut boiler, atau mendinginkan uap air untuk dikondensasikan menjadi bentuk cairan (condenser), pada umumnya perubahan fase yang terjadi berada pada sisi shell. Boiler didalam mesin uap lokomotif biasanya cukup besar, yang pada umumnya shell and tube heat exchanger terbentuk silinder. Pada pembangkit tenaga listrik yang besar dengan steam-driven turbin, shell and tube condenser digunakan untuk mengkondensasikan uap air yang keluar turbin ke dalam bentuk air yang dapat didaur ulang kembali menjadi uap air, yang mungkin pada shell and tube tipe boiler. 2.1.2 Desain Shell and Tube Heat Exchanger Terdapat banyak variasi pada desain shell and tube. Secara khusus, ujung dari tiap tabung dihubungkan ke plenums (terkadang disebut water boxes) melalui lubang dalam tube sheets. Shell and Tube Heat Exchanger adalah jenis Heat Exchanger yang paling umum dipergunakan pada proses Refinary Oil and Gas dan Petrochemical. Dalam hal design Shell and Tube Heat Exchanger (STHE), standar yang dipakai adalah ASME2

Section VIII dan TEMA Class R, atau API 660 Ada dua sisi utama dalam design STHE, Shell Side dan Tube Side. Berdasarkan konstruksinya, STHE dapat dibagi atas beberapa type, masing masing type diberi kode berdasarkan kombinasi type Front Head, Shell, dan Rear Head. Tabel berikut adalah type type Head dan Shell yang dimaksud.

3

Karakteristi k masing masing type dari Shell and Tube tersebut digambarkan pada tabel berikut:

4

Setelah mengetahui karateristik dari masing masing type shell and tube heat exchanger, selanjutnya design didasarkan atas keperluan atau servicenya. Design yang komplex biasanya menimbulkan biaya yang lebih mahal dan perawatan yang lebih sulit sehingga biasanya hanya digunakan untuk keperluan yang tidak memungkinkan penggunaan yang lebih simpel.

5

Tabung mungkin berbentuk lurus atau bengkokkan dimana dengan bentuk U atau sering disebut dengan U-tubes.

Didalam pembangkit daya nuklir disebut reactor air bertekanan, heat exchangers besar disebut steam generator merupakan berfasa ganda. Shell and tubes yang secara khas memiliki Utubes. Semua hal tersebut digunakan untuk mendidihkan air dari steam turbin condenser menjadi uap air untuk mengendalikan turbin tersebut untuk menghasilkan tenaga. Kebanyakan shell and tube heat exchanger memiliki desain aliran baik 1,2, atau 4aliran pada sisi tabung. Hal ini bergantung pada frekuensi fluida pada tabung yang melalui fluida pada shell. Pada heat exchanger berfasa tunggal, fluida masuk pada satu ujung tabung dan keluar melalui ujung tabung lainnya.

6

Steam turbin condenser dalam pembangkit tenaga sering merupakan 1-pass straight tube heat exchanger. Dua dan empat pass merupakan desain yang umum karena fluida dapat masuk dan keluar pada sisi yang sama. Hal tersebut membuat konstruksinya menjadi lebih sederhana. Terdapat baffles yang mengarahkan aliran melalui sisi shell sehingga fluida tidak mengambil jalan pintas melalui sisi shell yang dapat menyebabkan volume arus rendah yang tidak efektif. Heat exchanger arus berlawanan merupakan yang paling efisien sebab memberikan perbedaan suhu rata-rata yang paling tinggi antara arus dingin dengan arus panas. Banyak perusahaan tidak menggunakannya sebab dapat rusak dengan mudah dan menjadi lebih maha untuk dibangun. Sering multiple heat exchanger dapat digunakan untuk menirukan arus aliran berlawanan dari exchanger tunggal yang besar. 2.1.3 Pemilihan Material Tabung Agar dapat memindahkan panas dengan baik, material tabung harus mempunyai thermal conductivity. Karena panas ditransfer dari suatu sisi yang panas menuju sisi yang dingin melalui tabung, terdapat perbedaan temperature sepanjang lebar tabung. Karena ada kecenderungan material tabung untuk mengembang berbeda-beda secara thermal pada berbagai temperature thermal stresses muncul selama operasi. Hal ini sesuai terhadap tegangan dari tekanan tinggi dari fluida itu sendiri. Material tabung juga harus sesuai dengan kedua hal yaitu sisi shell dan sisi tube yang dialiri untuk periode lama dibawah kondisi-kondisi operasi (temperature, tekanan, pH, dan lainlain) untuk memperkecil hal yang buruk seperti korosi. Semua yang dibituhkan yaitu melakukan pemilihan seksama atas bahan yang kuat, thermal-conductive, corrosion resistant, material tabung bermutu tinggi, yang secara khas berbahan metal. Pilihan material tabung yang buruk bisa mengakibatkan suatu kebocoran melalui suatu tabung antara sisi shell dan tube yang menyebabkan fluida yang lewat terkontaminasi dan kemungkinan hilangnya tekanan.

7

2.2 Bagian-Bagian / Komponen shell and Tube Heat Exchanger

Keterangan,, Connections ukuran yang distandarkan untuk pemasangan yang mudah, penambahan pemasangan. Gasket fiber berkualitas tinggi yang dikompres Head berbahan standar cast iron atau steel head Tubesheet Ubend tubes diperluas terhadap tubesheet yang membiarkan untukperluasan dan penyusutan tabung karena fluktuasi suhu Mounting saddles yang diganbungkan dengan unit standar untuk mounting yang cepat dan mudah Shell welded shell dilindungi dengan cat berkualitas tinggi untuk menghambat korosi Tube bundles berbahan stainless steal, tampilan tube bundle yang unikmeminimalisasi permasalahan yang muncul dan mengoptimumkan media aliran dalam unit Baffles adanya celah baffles dengan jarak minimum antara tabung untuk menjamin aliran fluida yang benar dan meminimalisasi bypass. galur (thread) permukaan pelindung untukmemudahkan

8

2.3 Tipe-Tipe Shell and Tube Heat Exchanger 2.3.1 Fixed TubeSheet atau Fixed Head (Type L, M, atau N)

Fixed-tube-sheet heat exchanger (gambar 11-36b) lebih sering digunakan dibandingkan jenis lainnya, dan frekuensi penggunaannya meningkat beberapa tahun terakhir ini. Tibesheet dilas atau digabungkan dengan shell. Biasanya perluasan melewati shell dan bertindak sebagai

9

flanges, dimana tube-side header ini dibaut. Konstruksi ini menyebabkan shell and tueb sheet material menyatu satu sama lain. Ketika pengelasan tidaklah mungkin, konstruksi tipe blind-gasket digunakan. Blind gasket tidak dapat diakses untuk pemeliharaan atau penggantian ketika unit telah dibangun. Konstruksi ini digunakan untuk steam surface condenser, yang beroperasi di bawah vakum. Tube side header (atau channel) dapat dilas pada tubesheet. Seperti ditunjukkan gambar 11-35 jenis C dan N, konstruksi jenis ini sedikit lebih mahal dibandingkan dengan jenis B dan M atau A dan L masih memberikan keuntungan dimana tabung mungkin diuji atau digantikan tanpa mengganggu pipa penghubung tube-side. Tidak ada pembatasan atas banyaknya aliran tube-side. Aliran shell-side dapat satu atau lebih, walaupun shell dengan lebih dari 2 aliran side-shell jarang digunakan. Tabung dapat dengan sepenuhnya mengisi heat exchanger shell. Jarak antara tabung yang paling jauh atau paling luar dan shell hanya merupakan kebutuhan yang minimum untuk pembuatan. Antara bagian dalam shell dan baffles terdapat jarak yang harus diberikan, sehingga baffles dapat bergeser terhadap shell. Toleransi pembuatan memerlukan beberapa jarak tambahan antara bagian luar dari baffles dan tabung yang paling jauh atau paling luar. Jarak tepi antara tabung yang luar (OTL) dan diameter baffle harus sesuai untuk mencegah getaran tabung dari patahan sampai lubang baffle. Tabung yang paling luar pasti termasuk dalam OTL. Jarak antara diameter shell dan OTL sekitar 13 mm (1/2 in) untuk 635 mm (25 in) di dalam diameter shell dan keatasnya, 11 mm (7/16 in) untuk 254 mm-610 mm (10 in-24 in) pipe shell, dan kurang untuk diameter pipe shell yang lebih kecil. Tabung dapat digantikan. Tube-side-header, channel cover,

of 256

Embed Size (px)
Recommended