Sistim pengontrolan pada boiler

Single-element drum level control
Ini merupakan konfigurasi drum level control yang paling sederhana, yaitu hanya menggunakan feedback level control. Disebut single-element karena hanya level drum saja yang dikontrol. Konfigurasi kontrol ini umumnya digunakan pada boiler berkapasitas rendah (<150 class="separator" data-blogger-escaped-adalah="" data-blogger-escaped-beban="" data-blogger-escaped-control="" data-blogger-escaped-dan="" data-blogger-escaped-dengan="" data-blogger-escaped-div="" data-blogger-escaped-ini="" data-blogger-escaped-jika="" data-blogger-escaped-kekurangan="" data-blogger-escaped-konfigurasi="" data-blogger-escaped-level="" data-blogger-escaped-mempertahankan="" data-blogger-escaped-menerus.="" data-blogger-escaped-pada="" data-blogger-escaped-perubahan="" data-blogger-escaped-pounds-per-hour="" data-blogger-escaped-pounds-per-square-inch="" data-blogger-escaped-pressure="" data-blogger-escaped-relative="" data-blogger-escaped-rendah="" data-blogger-escaped-secara="" data-blogger-escaped-setpointnya="" data-blogger-escaped-stabil.="" data-blogger-escaped-sulit="" data-blogger-escaped-terjadi="" data-blogger-escaped-terus="" data-blogger-escaped-tetap="" data-blogger-escaped-yang="" style="clear: both; text-align: center;">Elemen Drum tingkat kontrol tunggal dapat mungkin metode yang paling dasar. Dalam metodetingkat Drum dihitung menggunakan alat pengukuran tunggal serta menawarkan transmisi kontrol ke regulator air umpan dengan koneksi langsung ke tingkat gendang berjalan yang ada. Metode ini diterapkan dalam setiap kontrol air umpan dan ON / OFF metode.

Satu metode kontrol tingkat Drum elemen eksklusif efisien untuk kecil ketel uap yang memiliki persyaratan cukup konstan dan juga bertahap terhadap perubahan beban cukup kecil. Hal ini terutama karena dampak dari membengkak dan menyusut yang mengarah ke respon kendali awal tidak pantas, yang bisa membawa pada bawah mengisi bawah atau di atas mengisi drum uap.

Karena kebutuhan uap tumbuh, ada awal penurunan tekanan uap drum yang mengarah ke peningkatan dalam tingkat wajar Drum sejak gelembung uap meningkat dan memperbesar tingkat air drum. Ini terjadi mengarahkan transmisi kontrol yang salah untuk mengurangi aliran air umpan, jika benar-benar aliran air umpan harus lebih besar untuk mengelola keseimbangan jumlah.

Di sisi lain, pada pengurangan kebutuhan uap, ada awal peningkatan tekanan drum uap yang berfungsi untuk menurunkan tingkat gendang melalui penurunan gelembung uap dan juga mengurangi tingkat air gendang. Ini mengarahkan transmisi yang salah untuk memaksimalkanaliran air umpan jika sebenarnya harus mengurangi untuk mengelola keseimbangan jumlah.

Operasi menghadapi langsung atau signifikan perubahan beban, tentu dapat menyebabkan 'pentahapan' dampak membengkak dan menyusut mengarah ke pengontrol tingkat air untuk menyingkirkan komando tingkat gendang bersama dengan penyebab gangguan perjalanan air kecil atau bahkan berlebihan carry-over dan juga priming air.



Two-element drum level control
Konfigurasi ini digunakan untuk mengatasi kekurangan konfigurasi single-element dalam menangani fluktuasi beban, yaitu dengan jalan menambah steam flow control (yang mewakili beban boiler) sebagai feedforward control. Jadi, dalam konfigurasi ini, terdapat dua controller, yaitu level control sebagai feedback dan steam flow control sebagai feedforward control, sehingga disebut dengan two-element control. Konfigurasi ini cocok untuk single drum boiler dengan kondisi pressure/flow feedwater yang relative konstan.

Metode dua elemen Drum tingkat kontrol yang sesuai untuk operasi dengan rata-rata pergeseran beban dan tarif, dan juga bisa diterapkan pada hampir semua ukuran boiler steam. Metode ini menggunakan dua parameter, aliran uap dan drum level untuk keseimbangan jumlah kebutuhan air umpan.
Tingkat Drum dihitung dan kerusakan antara tingkat set disukai bersama dengan tingkat pengendalian yang sebenarnya dikirim ke matematika instruksional sebagai salah satu di antara dua parameter prosedur. Aliran steam dihitung dan dimasukkan ke matematika instruksional sebagai parameter prosedur berikut. Hasil dari pembelajaran matematika adalah mengelola output kecontrol valve air umpan.

Menimbang bahwa aliran uap bisa sangat dinamis, hasil dari metode ini adalah itu akan merasakan kenaikan atau penurunan kebutuhan beban sebelumnya ke tingkat gendang mulai mengubah.Metode ini kemudian memberikan atau menghapus mengontrol keluaran untuk memperkuat respon pengendali tingkat gendang pada katup kontrol air umpan . Seiring dengan karena aliran uap umumnya lebih besar disesuaikan mungkin sangat mudah mengabaikan dampak trim pengukuran tingkat gendang pada perubahan beban kecil, meliputi reaksi akurat terhadap perubahan kebutuhan. Sepanjang beban tetap pengontrol tingkat drum yang mempengaruhi katup kontrol air umpan dan beroperasi untuk memangkas tingkat ke tingkat set yang diinginkan.

Metode ini memberikan 2 efek samping yang harus diperhatikan. Pertama mirip dengan metode elemen tunggal gendang tingkat kontrol, dua unsur gendang tingkat kontrol tidak dapat menyesuaikan beban masalah atau tekanan dalam sumber air umpan, karena tidak dihitung dalam metode ini. Pertimbangan kedua adalah unsur gendang kontrol level dua tidak dapat menghapus koneksi pentahapan antara tingkat drum dan aliran air umpan karena hanya prosedur yang cukup lambat tingkat drum yang dapat dikelola. Itu Kekhawatiran kedua dapat membawa drum air didinginkan pada kenaikan besar yang membutuhkan dengan mengizinkan terlalu banyak air umpan untuk masuk ke drum tanpa memikirkan kemampuan dinamis termal pada boiler uap.




Three-element drum level control
Ini merupakan konfigurasi yang paling lengkap, yang dibentuk dengan menambah feedwater flow control dalam konfigurasi cascade. Penambahan feedwater flow control ini dimaksud untuk mengantisipasi fluktuasi pada flow/pressure feedwater, yang umumnya terjadi pada feedwater line yang menggunakan beberapa pompa (multiple pump) untuk melayani beberapa boiler sekaligus (multiple boiler).

Perangkat yang diperlukan untuk melengkapi skema three-element drum level control terdiri dari flow element tambahan (FE-2) dan differential pressure transmitter (FT-2). Area sebelah kiri garis putus-putus pada gambar berfungsi sama dengan two-element drum level control, dengan pengecualian: output dari feedwater flow computer (FY-3) menjadi set-point untukfeedwater flow controller (FIC-2).
Feedwater flow diukur oleh transmitter (FT-2). Sinyal output dari feedwater flow transmitter di-linearkan oleh square root extraxtor, (FY-2). Sinyal ini merupakan variabel proses untukfeedwater controller dan dibandingkan dengan output dari feedwater flow computer (set-point).Feedwater flow controller menghasilkan sinyal korektif yang diperlukan untuk menjagafeedwater flow pada set-point –nya dengan pengaturan feedwater control valve (FC-1).

Pada saat pendidihan air dalam steam drum, steam menghasilkan produk berupa steam bubbles yang terbentuk diantara penghubung steam/water level. Steam bubbles tersebut memiliki volume dan karenanya dapat memunculkan kekeliruan mengenai water level yang sebenarnya di dalam drum. Pengaruh lainnya yang terjadi adalah perubahan pressure dalamdrum. Karena steam bubbles ditekan oleh pressure (jika perubahan pressure akibat dari steam demands), pada kondisi masing-masing steam bubbles akan mengembang atau menyusut terhadap perubahan pressure tersebut.
Steam demand yang tinggi akan mengakibatkan pressure di dalam steam drum menurun, akibatnya steam bubbles akan mengembang untuk menampilkan water level tinggi padahal sebenarnya tidak (low). Fiksi dari tingginya water level ini meyebabkan feedwater input untukshut down, padahal pada saat tersebut suplai air justru sangat dibutuhkan. PeningkatanWater level hasil dari penurunan pressure disebut ‘swell’, dan sebaliknya penurunan water level yang disebabkan oleh peningkatan pressure disebut ‘shrink’.
Berikut adalah kronologis dari terjadinya ‘swell and shrink effects’ pada steam drum:
Swell effect terjadi pada saat terjadinya peningkatan beban pada boiler (steam demandmeningkat). Pada kondisi ini, boiler akan merespon dengan meningkatkan pembakaran bahan bakar (batubara, minyak, gas, dsb). Seperti telah dibahas diatas, yang mana peningkatansteam demand dapat menyebabkan penurunan pressure di dalam steam drum. Dalam kondisi tersebut, produksi steam bubbles meningkat dan menggantikan air di dalam steam drum.
Swell effect pun terjadi dan akibatnya steam drum akan mengindikasikan High Water Level(padahal sebenarnya Low Level). Dan secara otomatis, feedwater system akan merespon dengan memberi sinyal kepada feedwater control valve untuk closing agar aliran air yang masuk kedalam steam drum dikurangi. Akibatnya, water level pada steam drum akan low dan sistem akan mengaktifkan low level alarm untuk interlock/tripping boiler.
Sebaliknya, shrink effect terjadi dikarenakan menurunnya beban pada boiler (steam demandsberkurang), yang akan diikuti juga dengan menurunnya laju pembakaran pada boiler. Akibatnya produksi steam bubble menurun terpengaruh oleh peningkatan pressure di dalamsteam drum.
Pada kondisi ini shrink effect terjadi, yang mana steam drum akan mengindikasikan Low Water Level. Selanjutnya feedwater system merespon dengan memberi command pada feedwater control valve untuk opening. Karena itu , steam drum level akan naik dan hal ini berbahaya karena akan menyebabkan kualitas steam yang dihasilkan menjadi tidak baik (steam dengan kandungan air yang cukup tinggi). Dan hal tersebut berbahaya bagi steam turbine karena akan merusak sudu-sudunya (turbine blades).
Oleh karena itu, selain untuk menjaga mass balance antara steam flow demand dan feedwater flow, sistem kontrol ini juga berfungsi untuk mencegah terjadinya fenomena “shrink and swell effects” pada boiler steam drum.
Dan dengan three-element level control, fenomena tersebut akan dapat teratasi. Dengancascade control, konfigurasi sistem kontrol ini akan menghasilkan mass balance antara steam flow dan feedwater flow dan juga memberikan kendali yang halus pada kondisi shrink danswell.
editing by moh ilham