Search

Water wall tube temperature is a major parameter in the steam generator design which has a significant role in keeping the steam generator available. Thus, knowing the tube average temperature in different operating conditions is very important to avoid the causes of tube failures. High temperatures are a major cause of various types of failures, such as overheating, hydrogen damage, thermal stress, etc. Furthermore, deposits on the inner tube wall contribute to such failure by changing the thermal resistance of the tube wall, which causes a significant increase in the tube wall’s average temperature, consequently lowering the allowable stress. Therefore, the model was created by using ANSYS FLUENT (Canonsburg, PA, USA) to determine the wall average water tube wall temperature considering the deposit layer thickness (magnetite). Furthermore, this model was verified. It was found that increasing tube thickness can increase the average tube temperature but combining it with increasing deposit thickness leads to higher temperatures. In other words, the effect of the deposit on the tube with higher thickness is higher than on the tube with lower thickness. By discussing the minimum thickness of the water wall tube, the suitable selection of the tube thickness and courses of action concerning the operating conditions that minimize the potential overheating of water tubes in the furnace section of the boiler can be determined.

Penelitian ini bertujuan mempelajari fenomena terbentuknya Carbon Deposit pada bagian luar Tube pada boiler pipa air untuk kemudian mencoba hipotesa yang dibuat sebelumnya bahwa Carbon Deposit yang ada di sisi luar Tube akan tereduksi jika mampu membentuk lidah api yang sesuai dengan kaidah optimalisasi penyerapan panas pembakaran oleh water tube. Hal ini dilakukan dengan mengoptimalkan pengaturan laju input bahan-bakar, udara pembakaran dan steam injeksi. Dalam uji coba pada model penelitianPackageBoiler dalam penelitian ini, dilakukan berbagai variasi operasi dan pengamatan seperti variasi operasi tanpa dan dengan injeksi steam, variasi operasi tanpa dan dengan pemanasan udara pembakaran, variasi operasi rasio udara dengan bahan bakar. Dari hasil pengujian, dapat ditarik kesimpulan bahwa hipotesa yang dibuat sebelumnya adalah terbukti benar dimana dengan berbagai variasi operasi terutama dengan menginjeksikan steam pada burner dan ruang bakar (furnace) mempengaruhi bentuk lidah api yang sesuai dengan kebutuhan operasi boiler sehingga terjadi penurunan laju pembentukan carbon deposit sebesar 49,5% dan terbukti bahwa total delta entalphy yang dibutuhkan bagi reaksi steam dengan Carbon Deposite / berat adalah lebih kecil dari panas yang dibutuhkan bagi produksi injeksi steam / berat tadi. Secara jelas hal ini dibuktikan dengan terjadinya kenaikan efisiensi perpindahan panas sebesar 2,45 %. Dan terjadinya penurunan konsumsi bahan bakar model Package Boiler, yaitu untuk menghasilkan Superheated Steam dengan kapasitas, tekanan dan temperature yang sama, konsumsi bahan bakar pada pola operasi dengan injeksi steam 20% lebih kecil dibandingkan konsumsi bahan bakar pada pola operasi tanpa Injeksi Steam. Disisi lain, Perbaikan bentuk lidah api pembakaran dengan pengijeksian steam pada burner karena dapat mengeliminir input udara pembakaran dengan meningkatnya flowrate steam injeksi,sehingga dapat dikatakan bahwa terdapat kecendrungan input aliran udara pada burner tidak dibutuhkan lagi pada proses pembakaran heavy fuel oil dengan injeksi steam karena berat jenis udara yang lebih ringan dari berat jenis steam memungkinkan api pembakaran lebih pendek dan carbon deposit menerima momentum dan waktu pembakaran yang lebih lamasehingga penyerapan panas oleh air umpan boiler tidak mengalami tahanan termal yang tinggi.&nbsp