ORC - Evaporator-Kondensor - Shell and Tube (TEMA) [PDF]

Citation preview

83



BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Dari perancangan berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan: 1. Untuk Organic Rankine Cycle alat penukar kalor yang biasa digunakan untuk Evaporator dan Kondensor adalah Shell and Tube Type Liquid Chiller. 2. Untuk Evaporator dan Kondensor sisi shell adalah Refrigeran dan sisi tube adalah air. Selain kesimpulan mengenai Heat exchanger dari kondensor dan evaporator yang digunakan, dapat diambil kesimpulan juga antara lain adalah data spesifikasi hasil rancangan kondensor dan evaporator 5.1.1 Detail Desain Shell And Tube Heat Exchanger Berdasarkan Pada Standard Tema 5.1.1.1 Shell & Tube Heat Exchanger Detail Design Pada Tugas Akhir ini, komponen-komponen shell and tube heat exchanger yang didesain didasarkan pada standar TEMA, khususnya Heat exchanger yang dirancang untuk keperluan komersial dan keperluan umum lainnya. Komponenkomponen tersebut adalah: tube, shell, baffle, tie rod, head/cover, tubesheet, gasket, nozzle, flange dan bolting. Berdasarkan pada standard TEMA, maka tipe shell and tube yang dipilih adalah tipe BXW, yang berarti tipe bonnet digunakan sebagai cover bagian depan, cross flow sebagai tipe shell yang digunakan, dan Tugas Akhir Bidang Studi Konversi Energi Jurusan Teknik Mesin FTI - ITS



84



externally sealed floating tubesheet sebagai cover bagian belakang. Gambar 5.1 memperlihatkan bentuk dari konfigurasi tipe shell and tube heat exchanger yang dipilih.



Gambar 5.1 Konfigurasi shell and tube heat exchanger tipe BXW 5.1.1.2 Detail Desain Heat Exchanger untuk Diameter Tube ¾ inch A. Detail Komponen-Komponen Heat Exchanger Penentuan detail geometri, tipe, dan dimensi dari komponen-komponen yang terdapat dalam shell and tube heat exchanger dilakukan berdasarkan standar pada TEMA. Jenis material yang digunakan ditentukan berdasarkan jenis-jenis material yang sering dan umum digunakan dalam dunia industri. 1. Tube Gambar 5.2 memperlihatkan 4 pola konfigurasi tube dalam shell (tube pattern). Pola konfigurasi yang dipakai adalah triangular. Dalam proses pembersihan/cleaning, pola konfigurasi triangular tidak dapat dibersihkan secara mekanik, melainkan kimiawi. Tube pitch tidak boleh lebih kecil dari 1,25 kali outside diameter tube. Brass dipilih sebagai material tube karena jenis material ini sering dan umum digunakan sebagai tube yang digunakan dalam shell and tube heat exchanger. Tugas Akhir Bidang Studi Konversi Energi Jurusan Teknik Mesin FTI - ITS



85



Gambar 5.2 Pola konfigurasi tube dalam shell Tube Length Evaporator Kondensor BWG Inside Diameter Outside Diameter Thickness Tube Pattern Tube Pitch Number of Tube Material



Tugas Akhir Bidang Studi Konversi Energi Jurusan Teknik Mesin FTI - ITS



= 3,76 meter = 7,03 meter = 20 = 0,68 inch = 0,75 inch = 0,035 = Triangular = 1 inch = 774 = Brass



86



2. Shell Pada perhitungan sebelumnya yang terdapat pada bab IV, diameter shell yang dirancang adalah 33 inch digunakan sebagai shell. Pada TEMA, tebal minimum pipa yang digunakan untuk shell dengan diameter 33 inch adalah 2,21mm dengan material stainless austenitik 201 dipilih karena umum digunakan dalam industri. Shell Diameter = 33 Inch Standard Outside Diameter = 33,5 Minimum shell thickness = 2,21 mm Thickness = 12,7 mm Inside Diameter = 33 inch Material = Stainless Austenitik 201 3. Tie Rod TEMA menyarankan untuk menggunakan minimum 6 tie rod dengan diameter 0,5 inch untuk desain shell dengan diameter 33 inch Number of tie rod = 6 (minimum) Diameter = ½ inch (12,7 mm) 4. Cover a. Front Head Cover Tipe front head cover yang dipilih adalah tipe B (BonnetStationary). Material, tebal, dan diameter front head cover sama dengan yang terdapat pada shell. Type = Bonnet (B)-Stationary Material = Stainless 201 Diameter =33 inch Standard Tugas Akhir Bidang Studi Konversi Energi Jurusan Teknik Mesin FTI - ITS



87



Outside diameter Minimum Thickness Thickness Inside Diameter



= 33,5 Inch = 2,21 mm = 12,7 mm = 33 inch



b. Rear Head Cover Tipe rear head cover yang dipilih adalah tipe W (bonnetexternally sealed floating tubesheet). Material, tebal, dan diameter front head cover sama yang terdapat pada shell. Type = Bonnet (W) externally sealed -floating tubesheet Material = Stainless 201 Diameter = 33 inch Standard Outside diameter = 33,5 inch Minimum thickness = 2,21 mm Actual thickness = 12,7 mm Inside diameter = 33 inch Maximum design pressure = 11, 4 Mpa Design Pressure Evaporator = 20 bar Condensor = 7 bar



Tugas Akhir Bidang Studi Konversi Energi Jurusan Teknik Mesin FTI - ITS



88



5. Gasket Gambar 5.3 memperlihatkan 2 jenis sambungan gasket yang umum digunakan untuk konstruksi shell and tube heat exchanger. Dalam desain ini dipilih gasket dengan tipe peripheral dengan tebal minimum 0,375 inch dan dipilih confined gasket sebagai gasket joints.



Gambar 5.3 Jenis-jenis gasket joints Type = Peripheral Material = Asbestos Width = 3/8 inch Gasket joint type = Confined



Tugas Akhir Bidang Studi Konversi Energi Jurusan Teknik Mesin FTI - ITS



89



5.1.1.3 Shell and Tube Heat Exchanger Specification Sheet 1. Evaporator Specification sheet untuk desain shell and tube heat exchanger dengan diameter tube 3/4 inch dapat dilihat pada gambar 5.4 berikut:



Gambar 5.4 Specification Sheet Evaporator Tugas Akhir Bidang Studi Konversi Energi Jurusan Teknik Mesin FTI - ITS



90



2. Kondensor Specification sheet untuk desain shell and tube heat exchanger dengan diameter tube 3/4 inch dapat dilihat pada gambar 5.5 berikut.



Gambar 5.5 Specification Sheet Kondensor Tugas Akhir Bidang Studi Konversi Energi Jurusan Teknik Mesin FTI - ITS



91



5.2. Saran Beberapa



saran



yang



dapat



disampaikan



setelah



melaksanakan perancangan kondensor dan evaporator antara lain 1.



Pada perancangan ini evaporator hanya memanfaatkan panas buang pada sterilizer, padahal pada pabrik kelapa sawit



masih



banyak



sumber



potensi



yang



bisa



dimanfaatkan. Oleh karenanya maka diharapkan dapat dimanfaatkan seluruh energi yang terbuang sia-sia. 2.



Perancangan ini belum efisien, jadi masih bisa di tingkatkan lagi daya bangkitan listriknya.



Tugas Akhir Bidang Studi Konversi Energi Jurusan Teknik Mesin FTI - ITS



92



halaman ini sengaja dikosongkan



Tugas Akhir Bidang Studi Konversi Energi Jurusan Teknik Mesin FTI - ITS