Senin, 20 September 2010

Oven Pemanas Uap

BAB 9

Oven Pemanas Uap

Kemajuan selalu melibatkan resiko; Anda tidak bisa mencuri langkah ke pijakan kedua jika kaki Anda tidak mau beranjak dari yang pertama.

Frederick Wilcox

Oven pemanas uap menawarkan potensi terbesar untuk kontrol panas pada semua sistem pengeringan suhu tinggi. Mereka memiliki reputasi bagus dalam menghasilkan kualitas pengeringan yang bagus, kayu cerah dengan pemulihan grade tinggi dan distribusi lembab yang lebih sempit. Untuk pasar ekspor, yang menempatkan semua factor pengeringan pada posisi penting, metode pengeringan jenis ini merupakan pilihan tepat.




Oven uap membutuhkan boiler untuk menghasilkan uap panas. Dan ini menjadi investasi modal yang signifikan. Meskipun begitu, tidak diperlukan biaya tambahan untuk konsultasi saat memilih boiler yang Anda butuhkan pada operasional oven Anda. Sekali Anda memutuskan maka Anda akan selalu menghadapi keadaan yang berlangsung berdasarkan keputusan yang telah Anda ambil tersebut. Biaya investasi awal untuk pembelian boiler murah akan segera terlibas oleh biaya yang Anda butuhkan untuk perawatan dan operasionalnya. Boiler Anda harus dirancang dengan hati-hati agar tahan digunakan bertahun-tahun, namun diatas segalanya boiler tersebut harus memiliki kapasitas yang benar-benar sesuai dengan yang Anda butuhkan. Percayalah, tidak ada yang lebih dapat membuat Anda frustasi dibandingkan dengan saat Anda mencoba menjalankan sebuah sistem pengeringan yang kekurangan uap untuk menjalankannya. Anda tidak akan pernah berhasil. Parahnya, uap yang tidak memadai berarti panas yang tidak memadai pula guna meraih dan mempertahankan satu set point kontrol. Hal ini secara langsung mempengaruhi grade. Mills dalam situasi ini dipaksa untuk membakar boilernya secara berlebihan guna mempertahankan produksi. Hal ini akan memperpendek usia sistem pembangkit uap apapun. Uap tetaplah uap. Sebagai seorang operator oven, saya tidak peduli terhadap darimana atau bagaimana saya mendapatkan uap yang saya butuhkan, yang penting uap harus tersedia dalam jumlah yang cukup dan dengan tekanan yang memadai. Jika saya juga bertanggungjawab untuk membangkitkan uap yang saya butuhkan sendiri, tentu saja saya tidak akan secara sembarangan menjalankan mesin boiler saya sendiri. Saya membutuhkan boiler yang tidak akan menyusahkan saya. Saya sudah cukup cemas saat hanya melakukan pengeringan kayu dengan asal-asalan dan saya tidak mau ditambahi dengan masalah lain.

Untuk mills yang menjalankan oven suhu tinggi, menjalankan boiler berarti menjalankan boiler yang pembakarannya menggunakan kayu. Permintaan energi yang tinggi pada oven ini, membuat boiler yang berbahan bakar minyak menyingkir, kecuali hanya pada sedikit mills saja. Sisa-sisa kayu cenderung murah dan banyak tersedia dan tidak mudah habis dan cenderung menyampah. Menggunakannya sebagai bahan bakar memecahkan masalah penyampahan tersebut dan membuat mills mendapatkan keuntungan yang berupa kayu yang benar-benar kering. Semakin banyak mills yang juga memulai penelitian terhadap keuntungan pemakaian boiler yang sesuai dengan kapasitas yang dibutuhkan untuk membangkitkan tenaga uap. Saat biaya pembelian power meningkat pilihan ini menjadi semakin menarik, meskipun secara ekonomis tidak dapat diterapkan pada semua hal.

Oven Pemanas Minyak Didih

            Sebagian oven panas oleh minyak thermal sebagai media transfer panasnya. Dalam operasional oven ini mengontrol dan mengering sama dengan oven tenaga uap, meskipun mereka menggunakan pompa sebagai ganti katup kontrol dan tidak membutuhkan trap. Keuntungan utama dari sistem ini adalah bahwa mereka dapat mencapai suhu tinggi. Uap pada tekanan 150 psi memiliki suhu 3650 F. Minyak thermal mampu menghasilkan kisaran suhu 5000 F dengan hanya sebuah sistem pompa yang menghasilkan tekanan head. Untuk alasan inilah mereka menjadi sebuah pilihan logis untuk digunakan dalam oven yang mengoperasikan suhu dan aliran udara ultra tinggi (3000 F untuk bulb kering/ 2000fpm untuk aliran udaranya). Sawmills yang beroperasi disamping board plants yang menggunakan minyak thermal sebagai penekannya harus mempertimbangkan tapping pada sistem pemanas mereka.

Minyak thermal secara luas digunakan di Kanada karena di negara tersebut terdapat resiko pembekuan yang akan dialami jika tetap menggunakan sitem pemanas uap konvensional. Kanada juga dilaporkan memiliki persyaratan yang tidak ketat yang diterapkan pada insinyur boiler yang menangani sitem tersebut. Operator tidak harus selalu stand by di boiler. Meskipun terdapat biaya operasional listrik yang lebih tinggi saat menjalankan pompa sirkulasi, namun hal ini akan impas oleh adanya penghilangan penggunaan traps dan penerapan conditioning pada air boiler. Kita akan lebih banyak melihat sistem ini di masa datang.

Coil Uap Panas

            Dalam oven uap panas, panas ditransfer kedalam oven dengan cara mengontrol aliran uap bertekanan yang melalui katup kontrol menuju koil pemanas. Koil ini diolah dari finpipe (pipa bersirip). Saat panas ditransfer dari uap melalui dinding-dinding finpipe (pipa bersirip), uap berkondensasi dan merembes ke bagian dasar koil yang disebabkan oleh traps yang memisahkannya dari uap bertekanan tinggi. Jika tidak,  kondensasi akan tertampung dalam koil dan panas tidak lagi disalurkan ke lingkungan oven.

Jumlah finpipe (pipa bersirip) uap yang Anda butuhkan dalam oven Anda tergantung pada berbagai factor yang saling terkait. Tekanan uap, ketebalan kayu, kapasitas oven, dan jenis serta ukuran finpine. Semua pabrikan oven mempertimbangkan semua itu dan lebih banyak hal lagi saat merancang sistem pemanas untuk oven Anda. Tetap saja, rancanagan koil bukanlah sebuah ilmu eksakta. Pengalaman menjadi peran yang lebih besar. Saat terjadi keraguan, hal yang terbaik adalah dengan cara mengambil langkah-langkah konservatif. Finpipe (pipa bersirip) tambahan pada instalasi awal relatif murah. Selama Anda tidak menghambat laju aliran udara, Anda tidak akan banyak memerlukannya. Akan semakin sulit jika ingin menambahnya lagi ketika Anda baru menyadari bahwa Anda kekurangan finpipe (pipa bersirip).

Semua oven suhu tinggi menggunakan finpipe (pipa bersirip) ketimbang menggunakan bare pipe (pipa polos) pada sistem pemanas mereka. Banyak jenis finpipe (pipa bersirip) yang tersedia yang menggunakan berbagai kombinasi berbeda pada ukuran pipa, ketebalan fin (sirip), tinggi sirip, dan bahan fin. Dari sudut pandang ekonomi dan layanan jangka panjang, yang terbaik tetap jadual pipa baja 40 yang memiliki sirip baja gulung yang kuat. Sangat penting bahwa sirip harus dengan erat menyentuh pipa selama transfer panas maksimum berlangsung. Namun, pipa yang siripnya kendor sedikit lebih baik jika dibandingkan dengan pipa yang polos. Sebagian kecil pabrikan menawarkan pipa baja dengan sirip terbuat dari alumunium. Meskipun sangat berguna menahan korosi jika dipakai dalam oven kayu keras, namun korosi pada sirip tidak pernah ditemukan dalam oven yang menggunakan sistemsuhu tinggi. Sirip alumunium ketahanannya kurang terhadap kerusakan mekanis dan gampang melengkung saat terantuk. Hal ini menjadi genting pada koil pusat yang tertimpa kayu.

Tekanan uap yang memadai sangatlah penting. kebanyakan mills menjalankan oven mereka pada tekanan 100 psi hingga 175 psi. mayoritas mereka menjalankan tekanan dalam kisaran 120 psi hingga 150 psi. sekali lagi, sistem pemanas harus dirancang agar berfungsi pada tekanan uap yang tersedia. Meskipun sistem suhu tinggi yang sukses telah dirancang untuk beroperasi pada tekanan dibawah 100 psi, namun hal ini biasanya tidak disarankan. Pada tekanan rendah, peningkatan panas cenderung lamban. Setpoint bulb kering oven tidak mencapai kontrol hingga mendekati akhir pengeringan.

Bagaimana Anda menentukan apakah Anda telah memiliki panas yang memadai? Oven yang mengontrol suhu pada udara yang masuk ke kayu harus mencapai setpoint kontrol sebesar 2350 F hingga 2400 F dalam waktu kurang dari 4 jam. Oven yang mengontrol setpoint pada udara setelah ia meninggalkan kayu harus mencapai satu setpoint kontrol 2200 F dalam kurun waktu 4 hingga 6 jam.


Desain Zona Kontrol dan Coil

            Oven double track dirancang dengan dua buah set koil yang berbeda. Koil pemanas utama ditempatkan diantara dua pasang tracks. Kebanyakan orang menyebutnya sebagai koil center atau koil booster. Set koil kedua, yang disebut koil overhead, dipasang pada atau diatas deck kipas overhead.

Koil center berada tegak lurus diantara tracks dan memnuhi areal yang berhubungan dengan areal muatan oven saat dilihat dari samping. Pada sisi dasar, mereka mulai dari atas truck dan melebar ke atas muatan. Masing-masing koil harus memiliki posisi horizintal dengan sedikit miring pada ujung pembuangannya guna memberikan trasfer panas yang seragam dari atas ke dasar. Jika koil goyah di bagian tengah maka kondensasi akan bocor dan mengurangi kemampuan transfer panas dari koil itu sendiri. Hal ini juga akan mempercepat korosi koil tersebut. Koil center tunggal tidak boleh berdiri tegak lurus. Saat kondensasi terbentuk pada pipa vertical ini, maka ia akan melapisi sisi dalam dengan sejenis film yang akan semakin tebal ke bagian bawahnya. Koil-koil ini secara alami akan mendingin pada ujung bawah mereka. Ini disebabkan oleh adanya kayu basah yang ada pada bagian bawah unit tumpukan. Tingkatkan efisiensi transfer panas koil center dengan cara memberikan baffle dibawah koil.

Gambar 9.1. Koil center yang yang dipasang memadai secara horisontal dan memiliki trap untuk masing-masing koil. Foto koleksi Wellons, Inc.
Koil overhead terpasang rata atau sedikit menyudut sepanjang sisi areal plenum dan bersebelahan dengan deck kipas overhead. Koil tersebut dipasangi slope untuk pembuangan. Metode tradisional untuk mengontrol panas yang masuk ke koil overhead menempatkan kedua buah banks koil overhead pada katup kontrol yang sama. Saat udara bersirkulasi pada arah kipas manapun, ia harus tetap melewati koil yang telah panas tersebut. jika ventilasi oven dibuka, udara yang telah mengalami pemanasan awal tersebut segera menerobos keluar oven, sungguh sebuah kehilangan energi yang sia-sia. Gambar 9.6 menggambarkan bagaimana hal ini bekerja. Dengan pengenalan kontrol oven yang berbasis komputer, sebuah teknik kontrol koil overhead yang inovatif saat ini baru saja diluncurkan oleh pabrikanan oven West Coast. Sistem ini dikenal dengan sebutan VLM/ vent loss minimizer (peminimal kebocoran ventilasi). Dalam sistem ini, masing-masing sisi koil overhead memiliki katup kontrolnya sendiri. Dengan kipas berhembus ke segala arah, udara melewati koil pertama tanpa terlebih dahulu mengalami pemanasan awal dan venting terjadi tanpa banyak kehilangan energi. Saat udara berlanjut ke bank koil kedua ia akan dipanasi seperlunya guna mempertahankan kondisi pengeringan. Gambar 9.7 mendemonstrasikan cara kerja VLM. Menambahkan VLM ke sistem komputer dapat dilakukan dengan mudah dan berbiaya rendah, hanya membutuhkan sedikit katup tambahan dan software program. Sebagai tambahan keuntungan penghematan energi, aliran udara yang dihasilkan juga sangat menguntungkan. Uadara yang dihasilkan kipas cenderung lebih dingin dan lebih padat, sehingga meningkatkan efisiensi. Semakin panjang siklus pengeringan berlangsung, maka semakin besar keuntungan dari VLM.

Sedikit pabrikan memasang koil overhead secara vertical didepan kipas, menempatkan bank koil pada kedua sisi kipas. Hal ini akan mempersulit akses ke kipas saat hendak dilakukan perawatan. Sebagian lainnya menempatkan koil langsung pada kipas guna meningkatkan efisiensi pemanasannya. Biasanya hanya terdapat sebuah bank koil, yang memungkinkan mereka menggunakan lebih sedikit koil dan memangkas biaya. Terdapat beberapa kerugian pada sistem ini.


Gambar 9.2. Koil center vertical yang kehilangan efisiensi transfer panas menuju bagian dasar.

Gambar 9.3. Jika Anda menjumpai spot basah pada bagian dasar unit kayu Anda, pasanglah baffle dibawah koil center.

Gambar 9.4. Koil overhead yang dilihat dari deck kipas. Foto koleksi Wellons, Inc.

Gambar 9.5. Koil overhead dilihat dari ruang plenum dengan baffle overhead-nya diturunkan guna menunjukkan celah yang besar antar koil dan deck kipas. Hal ini mengurangi efisiensi pemanasan koil overhead.

Gambar 9.6. Koil overhead dengan konfigurasi katup tradisional menggambarkan dampak yang terjadi pada suhu saat dilakukan venting.

Gambar 9.7. Koil overhead yang dikonfigurasikan dengan vent loss minimizer (VLM) dengan cara menempatkan koil overhead pada katup kontrol yang terpisah. Lebih sedikit panas hilang saat venting. Ini juga menggambarkan proses demand venting yang telah disinggung dalam bab 8.
Yang pertama, suhu pada kipas sangat berbeda pada masing-masing arahnya. Siklus suhu panas ekstrim dan reguler ini dapat mempengaruhi kinerja jangka panjang sistem kipas. Ini akan menyebabkan perbedaan-perbedaan pada aliran udara diantara arah kipas. Yang kedua, memasang sumber panas overhead diantara ventilasi menyebabkan kehilangan panas dalam jumlah besar yang lolos melalui ventilasi karena semua udara yang lolos tersebut telah mengalami pemanasan awal. Sangat normal pada oven dengan sistem tersebut berjuang untuk mempertahankan setpoint bulb kering saat venting dimulai. Mereka banyak menuai keuntungan dari alat-alat konservasi panas yang dipasang pada ventilasi, yang menghambat panas yang akan lolos. VLM tidak dapat digunakan. Lihat ganbar 9.8.

Gambar 9.8. Kehilangan panas yang lebih tinggi terjadi saat koil dipasang disebelah kipas.


Multizona

            Hingga tahun 1982 semua oven suhu tinggi dibangun dengan satu atau dua buah zona kontrol. Oven zona tunggal menyensor suhu dalam satu lokasi untuk tiap arah kipas dan memodulasi uap melalui sebuah katup untuk mengontrol setpoint. Ini menempatkan koil center dan overhead pada sebuah katup yang sama. Karena koil overhead dan center jarang seimbang untuk dapat menhantarkan panas, teknik zoning ini menghasilkan variasi distribusi lembab yang sangat lebar.

Oven zona dobel ditemukan dalam beberapa variasi. Yang pertama membagi oven kedalam dua zona pada sisi panjangnya, sebagai efeknya membagi oven kedalam dua buah oven zona tunggal pendek. Meskipun ini membantu mengontrol variasi panas ke satu tingkatan derajad, oven ini sedikit lebih baik jika dibandingkan dengan oven-oven zona tunggal yang digunakan untuk meningkatkan kualitas pengeringan. Konfigurasi oven zona double menempatkan koil center dan overhead pada kontrol yang terpisah. Metode ini paling tidak memungkinkan dilakukannya beberapa kontrol pada panas di tiap track.

Terdapat sebuah konfigurasi kontrol oven zona dobel yang tidak biasa yang pernah saya lihat. Sistem ini tampaknya muncul dari pengamatan terhadap bagian atap unit yang sering mengalami pengeringan berlebih dan distorsi, sedangkan pada bagian dasar unit basah.dalam metode ini, koil center dibagi dalam separuh bagian atas hingga ke bagian bawah. Koil top center dan overhead berbagi katup kontrol, sedangkan center bawah memiliki katup tersendiri. Hal ini menyebabkan ketidakseimbangan serius yang sebenarnya justru akan memperpanjang waktu pengeringan. Bayangkan sebuah proses pengeringan telah mencapai setpoint. Kita tahu, dari oven multizona, bahawa koil overhead dan top center mencapai setpoint sangat awal. Koil dasar/ bawah, dilain fihak, secara alami mampet dibelakan sisa oven. Perbaikan yang signifikan dalam pengeringan dapat dimungkinkan dengan cara mengubah oven jenis ini agar menggunakan kontrol dua zona konvensional.

Pada tahun 1980 saya menjalankan penelitian terhadap distribusi lembab dan aliran udara pada oven dua zona yang membagi zonanya menjadi zona kontrol center dan zona kontrol overhead. Investigasi ini mengungkapkan bahwa saat salah satu bergerak dari top ke bottom/ dasar oven, maka tingkat kelembaban meningkat. Data aliran udara menunjukkan bahwa kecepatan udara menurun dari top ke bottom dan menunjukkan hubungan terbalik antara kecepatan udara dan tingkat kelembaban final. Gambar 9.9 menggambarkan aliran udara ini dab hubungan lembab didalam oven penguji. Beberapa usaha untuk memperbaiki variasi lembab dari top ke bottom dengan cara memasang baffle pada koil center guna memperlamban laju aliran udara yang melewati top tidak berhasil. Karena tidak mampu mengontrol aliran udara secara efektif, kami berpindah ke panas sebagai variable pengontrolnya.

Oven penguji dan oven sasaran dimuati tiga unit per truck-nya dan termasuk dua ruang crossout. Dari data distribusi lembab dan aliran udara kami menyimpulkan bahwa tiga zona pemanas dari top ke bottom dengan overhead keempat dibutuhkan di sini.

Data tambahan dari penelitian saya terhadap sebuah monitor kelembaban yang terpasang dalam oven telah menunjukkan variasi besar dalam tingkat kelembaban sepanjang oven penguji. Karena konfigurasi koil dari oven sasaran, kami membagi oven kedalam tiga buah zona longitudinal (stations). Ini memberi kami dua buah station pendek yang berada paling dekat dengan pintu, dengan station yang lebih besar berada pada bagian tengah. Hasilnya adalah dalam sebuah oven terdapat zona kontrol dengan jumlah total 12 [93 koil tengah + 1 overhead) x 3 station = 12 zona]. Gambar 9.10 menggambarkan desain koil untuk oven-oven ini.

Keuntungan utama konfigurasi multizona tersebut adalah kemampuan untuk mengarahkan panas kapan dan dimana dibutuhkan di dalam oven guna mempertahankan kondisi pengeringan. Kebijakan dari metode ini adalah segera berfungsi saat awal proses startup mesin. Karena terdapat aliran udara yang telah diperbaiki yang melewati unit atas, unit tersebut mencapai setpoint jauh mendahului unit-unit yang berada di bagian bawah. Oven zona konvensional membiarkan koil top melanjutkan mencapai panas saat koil bagian bawah berjuang mencapai setpoint. Hal ini menyebabkan kondisi overdry pada unit atas pada oven ini. Oven multizona tidak mengalami masalah ini. Kita akan membahas keuntungan dari multizoning dalam bab yang membahas tentang kontrol oven.

Gambar 9.9. Perbandingan variasi lembab dan aliran udara dari top ke dasar dalam satu unit kayu. Data ini menggiring ke pengembangan sistem pengeringan multizone berbasis komputer.

Gambar 9.10. Konfigurasi koil dalam sistem pengeringan multizona berbasis komputer pertama. Tiga buah zona dari top ke bottom pada koil center dengan sebuah zona overhead. Tiga stations pada sisi panjang oven dengan jumlah totalnya mencapai 12 zona kontrol.

Gambar 9.11. Instalasi multizona terbaru dengan sebuah konfigurasi koil 12 zona yang serupa. Foto koleksi Wellons, Inc.

Oven track tunggal, karena koil-koilnya kesemuanya overhead, hampir selalu berzona tunggal atau ganda/ dobel. Akhir-akhir ini, sedikit oven single track telah dibangun dengan zona multi pada sepanjang oven. Ini merupakan sebuah keuntungan nyata, karena Anda akan dapat mengontrolsuhu sepanjang sisi panjang dan mengurangi variabilitas. Aliran udara juga cenderung menjadi lebih seragam sehingga kontrol pada bagian atas hingga ke bottom tidak lagi menjadi prioritas penting. Alasan utama kenapa kami tidak melihat lebih banyak oven kering track tunggal tersebut adalah karena biaya relatif mereka per feet papan dari kapasitas pengeringannya secara signifikan tinggi.

Katup Kontrol

            Kebanyakan katup kontrol uap untuk oven kering adalah pneumatic (kompresi udara). Jarang saya menjumpai katup uap dengan penentu posisi elektris. Namun saya tidak merekomendasikan penggunaan alat ini. Mereka seringkali gagal membuka yang menyebabkan oven kelebihan panas. Katup pneumatic yang ditemukan dalam oven selalu gagal menutup, yang menambahkan satu elemen keselamatan kedalam operasional oven.

Selama bertahun-tahun, katup sangkar plug and guided telah terbukti mantap digunakan dalam kondisi operasional oven kering. Katup-katup ini menutup dengan rapat dan menghasilkan kontrol yang termodulasi dari uap yang telah tersaturasi. Kebanyakan pabrikan oven menyediakan jenis ini sebagai peralatan standar. Hati-hati dengan jenis katup lain semisal butterfly atau ball. Mereka tidak menutup dengan baik dibawah kondisi kontrol uap.

Katup kontrol harus menutup dengan rapat dan erat pada tekanan uap penuh guna mencegah suhu terlalu membebani setpoint. Mereka harus mengontrol aliran uap guna menyediakan kontrol suhu yang akurat. Jangan gunakan katup on/off atau katup yang gagal membuka. Saya lebih menyukai katup ulir. Katup flanged gasket-nya sering bocor.


Gambar 9.12. Katup kontrol uap pneumatic multizona yang dipasang pada catwalk. Sistem ini memiliki katup penutup pada header uap utama, bukan pada tiap katup.

Gambar 9.13. Katup kontrol teraktuasi elektris. Ruang katup kontrol masih menjadi sebuah tempat bagus untuk menghangatkan makan siang Anda.

            Kebanyakan pabrikan oven menempatkan katup shut off kecil didepan tiap katup kontrol pada sistem. Idenya adalah bahwa Anda dapat bekerja pada sebuah katup kontrol apapun saat oven sedang berjalan. Dalam praktek aktual hal ini jarang terjadi. Waktu pengeringan begitu pendek dalam oven suhu tinggi yang kebanyakan perbaikannya menunggu hingga proses pengeringan berakhir. Factor yang menentukan di sini adalah keamanan dan kenyamanan. Saya lebih suka menempatkan sebuah katup shutoff pada header utama yang memberi suplai kepada seluruh katup yang menuju sebuah oven kering tunggal. Ini akan memungkinkan Anda untuk dapat mengisolasi keseluruhan oven dari sistem uap saat ingin melakukan perbaikan dan mengurangi jumlah kebocoran uap yang berlipatganda dari yang dihasilkan oleh katup yang lebih kecil. Hal ini mungkin akan membutuhkan sedikit lebih banyak biaya, namun ini juga akan memberikan imbal balik berharga yang berupa kenyamanan dan perawatan yang tidak perlu terlalu sering.

            Sedikit pabrikan memasang saluran bypass disekitar katup kontrol. Saluran ini merupakan satu cara nyaman untuk pemanasan awal oven sebelum startup. Pada saat startup dalam kondisi dingin saluran bypass tersebut mengurangi kebocoran uap kecil yang seringkali disebabkan oleh ekspansi panas yang tidak rata dan cepat dalam koil. Koil dapat dipanaskan dengan lambat. Dalam oven konvensional mereka digunakan untuk mempertahankan sebagian aliran uap ke oven saat katup yang salah diganti. Jika katup kontrol diperbaiki, membukanya saat startup akan meningkatkan aliran uap. Sungguh, ini seringkali menjadi fungsi utama mereka dalam oven suhu tinggi yang katup-katupnya diperbaiki.

            Dalam praktek nyatanya, saluran bypass merupakan sumber kronis kebocoran uap dan hanya menawarkan sedikit keuntungan dibandingkan masalah yang mereka sebabkan. Jika digunakan untuk meningkatkan aliran uap selama periode high demand (kebutuhan tinggi), sistem tersebut seringkali dilupakan dan ditinggalkan. Hal ini menyebabkan suhu terlalu berlebih dan dapat mempengaruhi grade kayu.

            Kebocoran uap seringkali terjadi dengan cepat pada startup dengan kondisi dingin. Kurangi hal ini dengan cara meningkatkan suhu setpoint secara perlahan, beberapa derajad pada waktu tertentu. Hal ini juga dapat dilakukan dengan cara menempatkan katup kecil dalam saluran udara dari kontroler ke katup. Mereka akan menutup dan kemudian membuka dengan perlahan pada saat startup guna membuka katup dan pemanasan awal koil. Jika oven Anda berbasis komputer, tetaplah buka sedikit katup tersebut selama masa downtime. Hal ini dapat menjaga koil tetap panas dan kondensasi hilang sehingga dapat melakukan startup dengan cepat.

Las semua fitting saluran uap yang dimungkinkan guna mengurangi kebocoran. Gunakan fitting las socket pada pipa 2 inchi dan yang berdiameter kurang dari itu; las pada ujung bawahnya. Katup-katup ulir membutuhkan kesatuan pada kedua sisinya untuk perbaikan dan penggantian katup. Standarkan fitting katup agar mereka dapat saling dipertukarkan posisinya. Hal ini akan memungkinkan Anda sebuah fitting katup yang lengkap sebagai persediaan dan menggunakannya dengan cepat saat dalam keadaan mendesak. Semua katup ditandai dengan stiker atau stampel anak panah guna menunjukkan arah aliran. Pastikan hal ini benar pada instalasi baru saat katup yang rusak digantikan.

Saat dengan ventilasi, saya lebih suka menggunakan tube nilon sebagai saluran udara ke katup. Ini lebih murah jika dibandingkan dengan menggunakan tembaga dan memungkinkan dibuatnya saluran panjang tanpa harus dilakukan penyambungan yang rentan terhadap kebocoran. Lindungi saluran ini dengan pelindung khusus agar lebih awet.

Gambar 9.14. Katup kontrol pneumatic yang terpasang pada catwalk dengan katup isolasi pada saluran suplai didepan katup.
Gambar 9.15. Katup kontrol pneumatic yang dipasang dengan katup shutoff dan bypass. Ini merupakan katup gantung.

Perawatan Katup Kontrol


            Jika panas Anda cenderung membebani setpoint pada bagian akhir pengovenan, maka katup Anda kesemuanya mengalami tekanan yang luar biasa. Pada sistem-sistem yang lebih kuno, hal ini merupakan sebuah indikasi keausan pada dudukan katup dan katup perlu diganti atau dibongkar pasang untuk perbaikan. Dalam sistem-sistem yang lebih baru, katup tidak akan mengalami hal tersebut. untuk penyetelan, dengarkan katup dengan stetoskop mekanik yang ditempelkan pada batang katup pada sisi pembuangan. Stetoskop ini tersedia di hampir seluruh took sparepart oven.

Sebuah katup yang mengalami tekanan parah akan mengeluarkan bunyi berdesis. Dengan menggunakan kunci ujung terbuka yang besar atau channellock, putarlah baut pada batang katup guna menyetel katup. Anda harus melihat batang katup bergerak turun saat suara berdesis mengecil dan berhenti. Jika tidak maka (1) mungkin terdapat sampah pada leher katup; (2) dudukan katup telah aus dan harus diperbaiki atau bahkan diganti; atau (3) katup tidak akan menutup penuh saat menahan tekanan penuh uap header.

Simpanlah selalu cadangan diafragma katup untuk berjaga-jaga jika terjadi kerusakan. Saat digunakan dengan ventilasi, kerusakan diafragma terjadi sewaktu-waktu dan tidak dapat diperkirakan dan menyebabkan kehilangan suhu oven. Hilangnya suhu juga disebabkan oleh kegagalan trap dan hilangnya tekanan uap. Untuk menentukan yang mana, yang pertama yang harus dilakukan adalah yakinkan bahwa Anda telah memiliki tekanan uap penuh. Selanjutnya, lihat katupnya. Jika katup terbuka penuh maka curigai trap atau sistem kondensasi. Jika tertutup, copotlah saluran udara katup dari kontroler dan letakkan jari Anda pada oulet kontroler. Jika penunjuk untuk saluran udara tersebut tidak menunjukkan tekanan penuh, sambungkan kembali saluran udara dan copot saluran udara yang ada pada katup. Letakkan jari Anda pada saluran udara. Jika penunjuk tidak menunjukkan tekanan penuh, maka masalahnya terletak pada saluran udara. Jika menunjukkan tekanan penuh, masalah berada dalam diafragma atau pada sambungan saluran udara ke katup.

Traps Uap

            Trap bucket (ember) terbalik merupakan trap standar untuk oven suhu tinggi. Berikut ini yang harus disampaikan tentang Pemanasan/ Pemipaan/ Conditioning Udara dalam sebuah artikel tentang trap:
Trap bucket terbalik menyediakan sebuah kombinasi keuntungan yang tidak didapatkan dalam model trap yang lain. Operasional trap tidaklah beraturan dan menyediakan langkah pembuangan kondensasi yang luar biasa. Bucket terbalik tersebut juga menawarkan daya tahan yang luar biasa terhadap aus, korosi, kotoran dan kejutan hidrolis. Ini akan terus beroperasi secara penuh pada muatan yang sangat ringan dan mampu menahan tekanan balik yang tinggi. Akhirnya, trap bucket terbalik tersebut telah memunculkan kemampuan jangka panjangnya untuk mengubah energi menjadi lebih lama jika dibandingkan dengan trap uap lain yang banyak tersedia di pasaran.
            Oven suhu tinggi beroperasi dibawah muatan yang mengalami kondensasi dalam berbagai tingkatan yang bervariasi. Sebagai sebuah proses kelompok, keseluruhan sistem uap mengalami goncangan suhu. Kotoran dan residu logam seringkali masalah pada kondensasi, khususnya pada sistem-sistem startup baru dan dan yang lebih kuno. Sistem distribusi uap yang dirancang dengan buruk mengalami hentakan hidrolis yang merusak atau disebut sebagai “palu air,” sebuah suara “ketukan” keras yang seringkali terdengar sebelumnya yang terjadi segera setelah startup. Palu air dihasilkan dari sistem drainase yang buruk dan dapat menyebabkan kerusakan parah. Trap jenis lain tidak dapat berfungsi sebaik jenis ini pada kondisi yang demikian.

Jangan pernah memasang trap ajenis orifice (bentuk rongga) dalam oven suhu tinggi. Trap ini dengan mudah menjadi lobang pada lempengan yang di-las pada saluran kondensasi. Diameter lobang ditentukan oleh muatan uap rata-rata pada sistem dan dirancang untuk menyalurkan kondensasi, atau uap, secara terus-menerus. Jenis ini menghilangkan kondensasi terlalu perlahan pada permulaan proses pengovenan dan memboroskan uap pada akhir proses. Jenis ini merupakan ide buruk.

Trap bucket terbalik tidak menghandel udara dalam sistem dengan baik. Untuk alasan inilah banyak pabrikan yang memasang katup pemulih udara thermostatis pada koil mereka. Meskipun saya menyadari pentingnya menghilangkan udara ini dari sistem, saya selalu menjumpai bahwa ventilasi-ventilasi udara ini selalu bermasalah. Menjadi tidak esensial terhadap operasi pada oven (dari sudut pandang operator oven), mereka jarang dirawat. Saat rusak mereka mengalirkan uap hidup kedalam oven sehingga membuat kondisi oven terganggu. Pada saat saya pertamakali membuka oven, saat hendak mengambil baffle, saya mencoba mendengarkan kebocoran uap. Ventilasi tersebut tampaknya bercuit dan menghembuskan uap lebih banyak daripada seharusnya dan saya selalu mencopotnya guna menghilangkan pembacaan palsu. Saya belum pernah mengadakan observasi satu perbedaan dalam kinerja oven. Tetap saja, keputusan di tangan Anda. Guna menghindari kontroversi atas bahasan ini, biarkan sedikit uap pada saluran guna mempertahankan koil agar tetap panas pada saat tenggang antara dua proses pengovenan.

Saya suka memasang trap saya didalam oven. Ini akan menjaganya pada tingkat kinerja yang seharusnya dan mengurangi kemungkinan beku pada saat musim dingin. Dengan waktu pengovenan yang begitu pendek, perbaikan dapat menunggu hingga proses pengovenan berakhir. Cek traps diantara kedua proses dengan cara menyalakan panas dan dengarkan masing-masing trap tersebut. lakukan ini seminggu sekali sebagai program langkah perawatan Anda. Jika Anda memiliki oven kering berbasis komputer dan multizona, cek lah setiap hari dengan cara membandingkan suhu yang masuk dan yang keluar melalui koil. Jika panas tidak naik saat melewati koil, maka ini berarti bahwa Anda memiliki masalah, tidak harus berhubungan dengan trap. Trap yang tidak dirawat dengan baik akan sulit di-cek. Sebaiknya Anda memasangnya didalam oven.

Pasang trap sejauh mungkin dibawah koil untuk sistem drainase. Sekali lagi, las smbungan yang dimungkinkan dan standarkan pemasangan trap Anda. Selalu sediakan cadangan trap yang siap dipasang segera jika terjadi kerusakan. Yakinkan bahwa setiap trap memiliki sistem pembuang/ penyaring kotoran dan letakkan katup diatasnya guna mempermudah pembuangan dan drainase. Jangan pernah tempatkan katup check pada saluran kondensasi. Anda tidak akan dapat yakin bahwa mereka berfungsi. Pasang dan pastikan panah aliran pada point trap yang menuju drainase.

Kebanyakan pabrikan oven memasang katup shutoff sebelum dan sesuadah trap. Terdapat dua kelompok pemikiran di sini. Dengan menggunakan katup shutoff Anda akan mampu mengisolasi dan mengganti trap dengan cepat. Katup juga dipergunakan dalam sebuah metode untuk pengecekan operasional trap. Hal ini akan dibahas secara detail kemudian. Dengan begitu banyak katup tambahan penting sekali bahwa sistem ini harus benar-benar dirancang dan dirawat dengan baik. Metode kedua tidak menempatkan katup pada trap kecuali sebuah yang diletakkan didalam saluran kondensasi utama untuk mengisolasi sitem. Untuk mengganti trap, uap utama dan katup saluran kondensasi harus ditutup. Trap di-cek dengan cara mendengarkannya. Keuntungan utamanya adalah pengurangan bocor.

Gambar 9.17. Trap yang dipasang pada sebuah pit luar. Kebocoran uap biasanya merender trap hingga mustahil melakukan perbaikan tanpa mematikan oven. 

Gambar 9.18. Trap bucket terbalik dengan dua buah katup dan kelompok isolasi, namun tidak terdapat katup uji.
            Paling tidak, sebuah pabrikan oven memasang leg drainase dalam saluran kondensasi yang mengarah ke trap didalam oven. Leg drainase ini memanjang keluar dinding oven, tempat katup terpasang. Tujuannya adalah untuk menurunkan kondensasi yang berlebih dari koil selama startup. Ini tidak ada gunanya dan tidak memiliki kegunaan praktis. Hilangkan saluran ini (dan juga rasa pusing saat memperbaikinya) dan kirim kembali kondensasi ke boiler.

Tiap koil membutuhkan trap tersendiri. Mengikat dua atau lebih koil kedalam sebuah trap akan menghasilkan daerah dingin dalam oven. Saat Anda menjauhi trap, tingkat kondensasi cenderung meningkat dalam koil yang dipasang pada trap tersebut. satu-satunya pengecualian adalah koil double-banked yang diatur bersebelahan. Sebuah trap akan mendukung masing-masing double bank tanpa menimbulkan masalah.


Gambar 9.19. Trap bucket terbalik tanpa katup isolasi namun dipasangi saluran blowdown (penghembus) untuk pengetesan dan purging (penghilangan) kondensasi pada saat startup.

Pengecekan Operasional Trap

            Cek trap Anda untuk operasi yang memadai setidaknya sekali seminggu. Jika Anda memiliki sistem kontrol oven multizona berbasis komputer dengan sensor suhu pada masing-masing bank koil, maka gunakanlah untuk pengecekan setiap harinya. Cek dua kali secara manual setiap minggunya.

Untuk mengecek trap melalui sistem komputer, pelajarilah layar display atau printout yang akan memberi Anda informasi tentang suhu dan bukaan katup. Yang paling baik mengerjakan ini selama masa startup saat katup terbuka 100 persen dan oven telah berjalan paling tidak selama satu jam. Perhatikan dengan cermat suhu pada koil center dan koil overhead. Jika suhu udara tidak meningkat saat melewati sebuah koil maka Anda dapat mencurigai adanya masalah.

Pertama, pastikan bahwa komputer memang mengirimkan perintah ke katup kontrol agar membuka dan apakah memang katup tersebut terbuka. Jika tidak, tentukan penyebabnya. Jika katup kontrol seharusnya terbuka namun kenyataannya tidak, maka kendorkan katup kontrol saluran udara dari peralatan output komputer (I/P transducer) dan letakkan jari Anda menutupi outletnya. Jika penunjuk tekanan tidak menunjukkan tekanan penuh, maka baik I/P transducer maupun output elektris komputer mengalami kesalahan. Tentukan yang mana, dengan menggunakan sebuah multimeter untuk mengecek sinyal elektris dari komputer. Jika Anda mendapatkan sinyal, maka kesimpulannya transducer jelek. Jika tidak, maka modul output komputer perlu dicurigai. Carilah sekring yang putus pada output komputer. Jika penunjuk bergerak ke tekanan penuh maka sambungkan saluran udara dan kendorkan yang berasal dari jalur katup. Letakkan jari Anda pada ujung saluran  udara.  Jika   jarum  menunjukkan  tekanan  penuh  maka  diafragma


Gambar 9.20. Menguji trap dengan cara menyemprotka air ke trap. Air akan mendidih dalam trap yang masih berfungsi, namun sayangnya pada trap yang rusak hal ini juga berlaku.

katup atau sambungan saluran udara mengalami masalah. Jika tidak, berarti saluran udara Anda bocor.

Jika katup kontrol terbuka, maka curigailah trap. Jika pengovenan masih dalam tahap awal dan trap terjangkau, maka matikanlah oven dan lakukan tes secara manual. Jika tidak, selesaikan pengeringan dan tandai kayu di sekitar koil yang ditopang oleh trap buruk tersebut lalu lakukan penanganan ekstra untuk kayu tersebut. biasanya kayu dalam keadaan basah.

Terdapat dua buah metode yang direkomendasikan untuk pengecekan trap yang tergantung pada bagaimana trap Anda di-setup. Mereka adalah metode visual dan audible (bunyi).

 

Metode Visual
            Metode ini digunakan pada trap yang dipasang dengan katup pada tiap sisinya dan sebuah katup tes yang lebih kecil di atap trap.
  1. Dengan panas menyala, tutup katup pada sisi outlet trap.
  2. Buka katup tes pada puncak trap. Yakinkan bahwa point outlet jauh dari Anda atau siapapun yang berdiri di dekat Anda.
  3. Jika trap berfungsi kondensasi mengalir keluar, mulai dan berhenti pada interval yang teratur.
  4. Jika uap menghembus keluar terus-menerus maka cek hal-hal berikut ini:
    1. Trap mungkin kehilangan puncaknya. Tutuplah katup inlet dan biarkan trap berhenti sejenak guna membiarkan kondensasi berakumulasi. Buka inlet dan tes ulang.

    1. Katup mungkin tidak dipasang dengan benar karena scale-nya macet  dalam orifice atau usang. Tarik trap kebawah dan ganti komponennya jika perlu.
CATATAN: Terkadang saya menjumpai trap yang rusak namun tetap dapat berfungsi setelah diantuk dengan stick atau benda lain. Tetaplah awasi. Jika terjadi lagi, ganti komponennya. 
  1. Jika kondensasi berlanjut, kemungkinan koil penuh air. Trap akan menjadi dingin. Periksalaha hal-hal berikut ini:
    1. Tekanan uap kemungkinan terlalu tinggi karena tekanan yang salah terlanjur dispesifikasi.
    2. Tekanan udara meningkat tanpa dibarengi dengan pemasangan orifice yang lebih kecil.
    3. Katup pemulih tekanan telah gagal.
    4. Penunjuk tekanan boiler terbaca rendah.
    5. Aus yang normal terjadi telah memperbesar orifice trap.
    6. Tekanan vakum tinggi pada saluran balik telah meningkatkan perbedaan tekanan diluar jangkauan trap.
  1. Jika tidak ada kondensasi atau uap yang mencapai trap, maka pertimbangkan hal-hal berikut ini:
    1. Stainer didepan trap atau saluran atau lengan pipa mungkin tercolok.
    2. Sebuah katup pada saluran yang menuju trap kemungkinan rusak.
    3. Mekanisme trap bisa jadi rusak.
    4. Body atau ventilasi trap mungkin kemasukan kotoran.
  1. Jika trap panas namun namun tidak ada kondensasi yang menguap.
    1. Trap mungkin dipasang diatas katup bypass yang bocor.
    2. Katup blowdown mungkin bocor pada saluran kondensasi yang mensuplai trap.


Gambar 9.21. Penggunaan stetoskop mekanik untuk mendengarkan trap. Lakukan hal ini sekali seminggu. Sebuah trap bucket terbalik yang berfungsi terdengar seperti nafas yang berat.

Metode Audibel


            Metode ini sangat berguna pada pemasangan trap jenis apapun.
  1. Aktifkan panas menuju oven. Dengan menggunakan stetoskop mekanis yang tersedia di dealer komponen oven, tempelkan ke logam dari atas hingga bawah trap di dekat outletnya.
  2. Dengarkan suaranya:
    1. Sebuah trap yang berfungsi dengan baik mengeluarkan “suara nafas berat” saat trap terisi dan menghembus uap. Seringkali suara berdesis atau denting dari bucket terbalik dapat terdengar saat drop setelah mengeluarkan uap.
    2. Sebuah suara deru yang berkelanjutan memiliki dua sebab. Percikkan sedikit air ke atas trap. Jika air mendidih maka trap bocor. Trap harus diperbaiki. Jika air tenang tidak mendidih, maka trap masih membuang kondensasi dingin dari sistem. Biarkan sebentar agar saluran bersih setelah itu lakukan pengujian ulang.
    3. Tidak ada suara berarti trap mati. Cek katup yang terpotong guna meyakinkan apakah kondensasi menerobos keluar. Jika tidak didapati sumbatan atau penyempitan, perbaiki trap tersebut.
Buatlah sebuah program perawatan preventif terhadap trap uap Anda. Periksa masing-masing trap dan ganti komponennya sekali setahun. Dengan sedikit pemikiran, Anda dapat membangun beberapa trap baru setiap bulannya dan menggunakannya secara bergantian sepanjang tahun. Program perawatan preventif mengatasi masalah trap dan memungkinkan Anda beroperasi dalam efisiensi maksimal dan menghemat energi.


Perawatan Sistem Uap

            Menemukan dan memperbaiki kebocoran uap seringkali menjadi proyek yang tiada henti dalam oven kering. Kebocoran uap tidak hanya menyebabkan tingkat kelembaban oven yang tidak terkontrol mereka juga akan membuat Anda mengeluarkan biaya yang lebih banyak dari seharusnya untuk bahan bakar dan penyediaan/ pengolahan air. Mills yang mengalami kebocoran uap kronis dan tak terkontrol seringkali mendapati boiler bekerja lebih ringan saat koil yang rusak diganti dan kebocoran diperbaiki. Table berikut menggambarkan jumlah uap yang harus dikeluarkan bahkan oleh kebocoran kecil sekalipun.

Gambar 9.22. Perbaiki kebocoran utama saat ditemukan. Air ini merusak beton, membuat konstruksi baja korosi, dan memperburuk kondisi pengeringan.

Tabel 9.1       Biaya Kebocoran Uap (3)

                        Dollar per Tahun pada 150 PSIG

Diameter lobang dalam inchi Tingkat kebocoran

Pound/ tahun
Biaya kebocoran uap, saat pembangkitan uap berbiaya:
$4 per 1000 pound $6 per 1000 pound $8 per 1000 pound
1/16

1/8

¼

½
160.000

635.000

2.500.000

10.200.000
$             640

$          2.540

$        10.000

$        40.800
$             960

$          3.810

$        15.000

$        61.200
$        1.280

$        5.080

$      20.000

$      81.600

            Cek oven Anda paling tidak sekali seminggu guna memeriksa kebocoran uap. Sebagai tambahan, saat Anda mengganti muatan yang hendak dioven, perhatikan apakah ada air yang meluber ke lantai atau tanda karat pada koil. Warna belang gelap pada kayu yang berada di dekat koil center juga mengindikasikan adanya kebocoran uap. Saat pertama kali Anda memasuki oven pada akhir pengovenan, dengarkan kebocoran dan maksimalkan pendengaran Anda untuk mendeteksi bunyi desis sekecil apapun lalu selidiki. Kebocoran pada saluran pembuangan dan saluran kondensasi menyemprotkan air dan akan mudah membuat belang. Kebocoran pada saluran suplai hanya akan membuat noise/ suara ribut. Dalam oven panas Anda tidak akan dapat melihat uap yang bocor melalui lobang-lobang tersebut. kebocoran ini harus dicari dengan menggunakan suara yang mereka keluarkan. Saya pernah berada dekat sekali dengan lobang bocor yang mengeluarkan suara uap yang keras namun saya tetap tidak dapat melihat uap yang keluar dari lobang tersebut. Segera setelah saya menggerakkan tangan saya di depannya saya baru dapat merasakan hembusan uap tersebut. hati-hati saat melakukannya! Jika tidak merasa nyaman saat hendak memperbaiki bocor kecil yang ditemukan maka tandailah titik tersebut terlebih dahulu. Bocor yang besar harus segera ditangani.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar