8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
1/50
HEAT EXCHANGERINTRODUCTION
Nasrul SyahruddinFacilities Engineering
EPDP WORKSHOPBalikpapan, 27 31 March 2006
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
2/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
PRINSIP PERPINDAHAN PANASTEMPERATURE :Adalah suatu ukuran energi yang dimiliki oleh suatu benda, sebagai
ukuran apakah benda tersebut relatif panas atau dingin. Umumnyadiwakili dengan suatu satuan unit seperti, Celcius atau Fahrenheit.
HEAT :Adalah suatu bentuk energi yang tersimpan dalam suatu benda akibatdari perbedaan temperatur yang terjadi pada benda tersebut. Umumnyadiwakili dengan satuan unit Kalori atau BTU.
PERPINDAHAN PANAS (Heat Transfer) :
Energi dapat berpindah dalam bentuk heat dari suatu zat kelingkungannya atau zat lain apabila diantara kedua zat tersebut berbedatemperatur nya.
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
3/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
PRINSIP PERPINDAHAN PANAS
KONDUKSI :
Perpindahan panas yang mengalir dari daerah yang bertemperatur tinggikedaerah yang bertemperatur lebih rendah didalam suatu medium (padat,cair atau gas) atau antara medium yang berlainan tetapi bersinggungansecara langsung (kontak langsung)
Q = Perpindahan panas persatuanwaktu, t
A = Luas penampang medium
d = Tebal medium
k = Konduktivitas termal medium
T = Temperatur
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
4/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
PRINSIP PERPINDAHAN PANAS
KONVEKSI :
Perpindahan panas yang terjadi antara suatu permukaan benda/mediumdengan suatu fluida yang bergerak pada suatu perbedaan temperatur
Q = Perpindahan panas persatuanwaktu, t
A = Luas penampang medium
h = Koefisien konveksi
T = Temperatur (benda dan fluida)
Q = hA(Tw - Ts)
qhTa
Area = A
Tw
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
5/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
PRINSIP PERPINDAHAN PANASRADIASI :Perpindahan panas yang terjadi akibat emisi gelombang elektromagnet
dari suatu permukaan atau ruang. Radiasi tidak memerlukan mediaperpindahan panas dan dapat terjadi dalam ruang hampa udara.
Besar radiasi yang dipancarkansuatu benda :
= emissivity material
= Konstanta Boltzman,5.6710 -8 W/m 2K 4
A = luas permukaan
T = Temperatur benda
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
6/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
PRINSIP PERPINDAHAN PANASEVAPORASI :Proses pemanasan suatu liquid sampai pada temperatur titik didihnya
untuk menghasilkan phasa lain dari liquid tersebut, yaitu vapor (uap).
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
7/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
PRINSIP PERPINDAHAN PANASKONDENSASI :Proses pendinginan terhadap suatu uap liquid untuk kembali ke phasa
semula, yaitu liquid.
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
8/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
HEAT EXCHANGERKonsep DasarDEFINISI :Peralatan untuk melaksanakan perpindahan panas dari satu fluida kefluida yang lain dengan memanfaatkan perbedaan temperatur dari keduafluida tersebut.Berdasarkan prinsip perpindahan panas yang terjadi, Heat Exchangerdibagi dalam tiga group :
1. Direct Contact Exchanger , Aliran fluida panas dan dingindicampurkan secara langsung sehingga terjadi perpindahan panas
2. Recuperators , Aliran fluida panas dan dingin dipisahkan dengansuatu dinding sehingga perpindahan panas terjadi secara konveksi
melalui dinding tersebut. 3. Regenerator , Perpindahan panas terjadi dalam beberapa tahap,
pertama dari fluida panas ke media penyimpan kemudian dari mediapenyimpan ke fluida dingin.
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
9/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
HEAT EXCHANGERKonsep Dasar
1. Parallel Flow , Jika aliran dari kedua fluida yang melakukanperpindahan panas mengalir dalam satu arah
dQ/dt= Rate of heat transfer between two fluidsU= Overall Heat Transfer CoeficientA= Area of the tube
T= Logarithmic mean temperature difference defined by:
Berdasarkan pola aliran fluida yang terjadi, Heat Exchangerdibagi dalam tiga pola aliran :
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
10/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
HEAT EXCHANGERKonsep Dasar 2. Counter Flow , Jika aliran dari kedua fluida yang melakukan
perpindahan panas mengalir berlawanan arah
dQ/dt= Rate of heat transfer between two fluidsU= Overall Heat Transfer CoeficientA= Area of the tube
T= Logarithmic mean temperature difference defined by:
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
11/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
HEAT EXCHANGERKonsep Dasar 3. Cross Flow , Jika aliran dari kedua fluida yang melakukan
perpindahan panas mengalir secara bersilangan
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
12/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
HEAT EXCHANGERKonsep DasarUntuk meningkatkan performance, Heat Exchanger dapat didisainsehingga kedua fluida yang melakukan perpindahan panas dapat
bersinggungan beberapa kali dalam satu unit Heat Exchanger.
Jika kedua fluida bersinggungan lebih dari satu kali, maka disebut Multi-Pass HeatExchanger .Umumnya Multi-Pass HE menggunakan jenis U-Bend Tube untuk mengalirkankembali fluida sehingga dapat bersinggungan lebih dari satu kali. Atau denganmenggunakan plat pemisah (baffle) pada sisi shell dari Heat Exchanger tersebut.
Jika kedua fluida bersinggungan hanya satu kali maka disebut Single-Pass HeatExchanger .
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
13/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
HEAT EXCHANGERAplikasi
Heat Exchanger kebanyakan ditemukan dalam aplikasi sistim proses
kimia maupun mechanical. Aplikasi tersebut antara lain :
1. Proses Pemanasan awal (Preheater)
1. Proses Pendinginan (Cooler)
1. Proses Penguapan (Evaporasi)1. Proses Pengembunan (Kondensasi)
Penjelasan berikut memperlihatkan bagaimana Heat Exchanger berfungsidalam sistem proses tersebut.
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
14/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
HEAT EXCHANGERAplikasi
Dalam suatu proses yang membutuhkantemperatur tinggi/rendah, fluida yangmasuk sebelumnya harusdipanaskan/didinginkan awal terlebihdahulu dalam suatu tahapan daripadalangsung memanaskannya ataumendinginkannya dari temperatur awal(lingkungan) ke temperatur tinggi/rendahyang dibutuhkan. Hal ini untuk menghindari thermal shock stress padamaterial peralatan yang dipakai. Contohpada aplikasi ini adalah, U-TubeFeedWater Preheater / Cooler
1. Proses Pemanasan Awal (Preheater) dan Pendinginan (Cooler)
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
15/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
HEAT EXCHANGERAplikasi
Setiap sistem pengkondisian udara,setidaknya ada dua heat exchanger yangterlibat, yaitu evaporator dan condenser.Untuk kedua sistem, fluida mengalir kedalam HE dan memindahkan panas(mengambil atau melepas panas) kemedia pendingin / pemanas. Untuk condenser, fluida (gas) berubah phasamenjadi liquid dan untuk evaporatorfluida (liquid) berubah phasa menjadi gas(uap). Proses ini diperlukan jika fluidatersebut akan digunakan lagi dalam suatusiklus sesuai dengan bentuk phasa-nya.Contoh untuk aplikasi ini adalah SteamCondenser / Evaporator
2. Proses Penguapan (Evaporasi) dan Pengembunan (Kondensasi)
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
16/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
CONSTRUCTION TYPE
OF HEAT EXCHANGER
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
17/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Jenis-Jenis Heat Exchanger
1. Double Pipe Heat Exchanger
Konstruksinya terdiri dari pipa yang ditempatkan didalam pipa lainyang berdiameter lebih besar. Jenis ini banyak dipakai untuk pemanasan atau pendinginan dimana area perpindahan panas yangdibutuhkan relatif kecil (sampai 50 m2). Kelebihan jenis ini adalahmudah dalam pemasangan dan perawatan, namun relatif mahaluntuk area perpindahan panas yang kecil.
Sesuai dengan jenis aplikasinya, saat ini terdapat berbagai jeniskonstruksi Heat Exchanger yang telah dipakai di dunia industri :
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
18/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Jenis-Jenis Heat Exchanger
2. Shell and Tube Heat Exchanger
Konstruksinya terdiri dari berkas tube yang ditempatkan di dalamsuatu shell, sehingga dua fluida yang melalui tube dan shell akan
melakukan perpindahan panas secara konduksi dan konveksimelalui dinding tube. Keuntungan jenis ini adalah dapat digunakandalam banyak aplikasi, mudah dalam perawatan dan memilikiperbedaan temperatur yang tinggi.
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
19/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Jenis-Jenis Heat Exchanger3. Plate Heat ExchangerKonstruksinya terdiri dari sekumpulan plat bentukan yang diikatdalam suatu frame yang menekan gasket untuk mencegah terjadi
kebocoran. Plat tersebut begitu tipis sehingga memungkinkan lebihbanyak kontak yang terjadi untuk mendapatkan heat transfer rateyang lebih besar. Keuntungannya dapat diaplikasikan untuk banyak
jenis aliran fluida namun memiliki keterbatasan tekanan dantemperatur terhadap material gasket.
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
20/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Jenis-Jenis Heat Exchanger4. Air Cooled Heat ExchangerKonstruksinya terdiri dari atas sebuah fan dan sebuah atau lebihHeat Transfer Section yang dipasang dalam satu frame. Heat
Transfer Section tersbut biasanya terdiri dari Finned Tube. Fluidadialirkan di dalam tube yang didinginkan dengan udara dari suatuinduced atau forced draft fan.Keuntungannya memiliki struktur yang kuat (rigid) dan banyak digunakan untuk proses cryogenic. Namun jenis ini memiliki ukuranterbatas dan sulit dalam pemeliharaan.
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
21/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Jenis-Jenis Heat Exchanger5. Main (Cryogenic) Heat Exchanger
Konstruksinya terdiri dari 2 tube bundle, satu untuk fluida panas danlainnya untuk fluida dingin.Sedangkan shell berbentuk vertikal
tower. Banyak dipakai untuk aplikasi cryogenic yaitu pendinginandibawah 0 derajat celcius.
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
22/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Jenis-Jenis Heat ExchangerDistribusi Aplikasi Heat Exchanger di berbagai Industri :
Shell & Tube42%
Other Tubular5%
Plate & Frame13%
Other Plate4%
Other Proprietary2%
Air Coolers10%
Cooling Towers9%
Waste Heat Boilers5%
Other HeatRecovery
10%
Dari grafik distribusi tersebut, jenis Shell and Tube adalah yang palingbanyak dipakai termasuk di LNG Plant. Berikutnya kita akanmemfokuskan pada pembahasan jenis Shell and Tube Heat Exchangerini.
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
23/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
SHELL AND TUBE
HEAT EXCHANGER
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
24/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Untuk mendapatkan area perpindahan panas yang besar dari jenis Double Pipe Heat Exchanger, pipa yang digunakanmestilah sangat panjang. Akibatnya, kehilangan tekananyang terjadi juga besar, dibutuhkan pompa dengan kapasitasbesar, dan sejumlah besar material yang akhirnya
membutuhkan biaya yang relatif sangat besar.
Pengenalan
Hal ini berarti kita membutuhkan bentuk konstruksi yangkompak untuk keperluan area perpindahan panas yang besar
tersebut, jenis Shell and Tube Heat Exchanger adalah jeniskonstruksi yang sesuai untuk kebutuhan tersebut.
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
25/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Klasifikasi dan Standarisasi
Untuk melindungi pemakai jenis Heat Exchanger Shell and
Tube dari bahaya akibat tekanan dan temperatur tinggi danresiko kegagalan alat, suatu standard telah diaplikasikan dandianut oleh banyak industri sebagai pegangan dalammerencanakan, mengoperasikan dan merawat HeatExchanger jenis Shell and Tube.
Standar tersebut adalah Tubular Exchanger Manufacturers Association (TEMA) .
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
26/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Tubular Exchanger Manufacturers Association (TEMA) , dari sisidesign dan fabrikasi membagi jenis Shell and Tube Heat Exchanger ini
dalam 3 kelas :
Klasifikasi dan Standarisasi
1. Kelas R , HE yang didesign dan difabrikasi untuk kondisi beratpada industri gas dan petroleum.
2. Kelas C , HE yang didesign dan difabrikasi untuk kondisi yanglebih ringan dan untuk keperluan industri umum.
3. Kelas B , HE yang didesign dan difabrikasi untuk keperluanproses-proses kimia.
Ketiga jenis kelas tersebut, semua diaplikasikan dalam kilang LNG
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
27/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Karena fokus kita adalah kilang LNG yang banyak menggunakan jenisHE shell and tube dan menurut standard TEMA mengikuti kelasfabrikasi kelas RCB, maka selanjutnya dibahas lebih dalam mengenai
kelas RCB tersebut. Yang menjadi patokan utama dari kelas RCB adalah
Klasifikasi dan Standarisasi
Hasil perkalian nominal diameter shell (inch) dan Design Pressure(PSI) tidak lebih dari 60,000.
Inside diamater Shell tidak lebih dari 60 inch
Design pressure tidak lebih dari 3000 PSI
Standard Test dilakukan dalam kondisi 1.5 kali Design Pressure jika menggunakan cairan (Hydrotest), dan 1.25 kali design pressure jika menggunakan udara (pneumatic test).
Serta beberapa standard lain yang bersifat sangat detail (lebih banyak digunakan oleh designer)
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
28/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Shell & Tube Heat Exchanger, TEMA Class RCBDari bentuk konstruksinya terbagi atas 3 bagian yaitu, Front-EndStationary Head, Shell dan Rear-End Head.
Type AES
Type CFU
Type AKT
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
29/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Aplikasi Shell & Tube HEJenis Shell and Tube Heat Exchanger kebanyakan dipakai pada aplikasiproses berikut (termasuk proses di kilang LNG) :
1. COOLERS
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
30/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Aplikasi Shell & Tube HE2. CONDENSER
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
31/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Aplikasi Shell & Tube HE3. WASTE HEAT BOILER
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
32/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Aplikasi Shell & Tube HE4. KETTLE TYPE REBOILER
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
33/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Aplikasi Shell & Tube HE5. THERMOSYPHON REBOILER
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
34/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Aplikasi Shell & Tube HE6. MAIN HEAT EXCHANGER
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
35/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Konstruksi Shell & Tube Heat ExchangerSeperti ditampilkan sebelumnya, berikut jenis-jenis konstruksi Shell &Tube Heat Exchanger berdasarkan standar TEMA kelas RCB.
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
36/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Konstruksi Shell & Tube Heat ExchangerPenamaan (istilah) dari bagian konstruksi Shell & Tube Heat Exchanger
Batang yang dipasang diantara tube sheet untuk mendukung baffles. Juga berfungsiuntuk mengurasi vibrasi (getaran).
Tie rods
Dapat dibentuk dengan model yang bervariasi, namun bentuk dasarnya adalahsegmental. Memiliki dua fungsi yaitu ; sebagai pendukung tube dan sebagaipengarah aliran pada shell side sehingga didapatkan perpindahan panas yang lebihefektif.
Baffle plate
Seperti Channel tapi dengan penutup yang tidak bisa dilepaskan (menyatu).Bonnet
Suatu jenis bagian depan HE tempat fluid dimasukkan dan dikeluarkan ke dan daritube side. Memiliki dinding pemisah yang memisahkan aliran yang masuk dankeluar. Serta mempunyai penutup yang dapat dilepaskan.
Channel
Suatu silinder dimana tube bundle ditempatkan.Shell
Berkas kumpulan tube terdiri dari tube, tube sheet dan baffle plateTube bundle
Suatu plat tebal yang dilengkapi lubang (1 lubang untuk setiap tube), tempatdimana tube ditanam.
Tube sheet
Bagian luar tube, diantara tube dan dinding shell.Shell side
Bagian dalam Tube.Tube side
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
37/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Konstruksi Shell & Tube Heat ExchangerPenamaan (istilah) dari bagian konstruksi Shell & Tube Heat Exchanger
12. U tubes13. Channel with partition wall14. Channel cover15. Floating-head tube sheet16. Floating-head backing device17. Floating-head cover18. Shell cover19. Shell nozzle20. Liquid level connection21. Liquid level connection22. Weir
1. Inlet (or outlet) tube side2. Outlet (or inlet) tube side3. Inlet (or outlet) shell side4. Outlet (or inlet) shell side5. Bonnet without partition wall6. Fixed tube sheet7. Shell8. Straight tubes9. Baffle plate10. Bonnet with partition wall11. Tube sheet
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
38/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Konstruksi Shell & Tube Heat ExchangerBagian-bagian utama dari Shell & Tube Heat Exchanger :
Bahan dan ketebalan dindingtube harus dipilih agar diperolehpenghantaran panas yang baik dan juga mampu pada tekananoperasi fluidanya serta tidak mudah terkorosi atau tererosioleh fluida kerjanya.
1. TUBE , merupakan media mengalirnya salah satu dari dua fludiayang melakukan perpindahan panas dalam Shell & Tube HE.Dinding tube merupakan bidang pemisah dari kedua fluida dansekaligus berfungsi sebagai bidang perpindahan panas.
EPDP W k h
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
39/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Konstruksi Shell & Tube Heat Exchanger 2. SHELL , bagian yang merupakan media mengalirnya fluida yang
akan dipertukarkan panasnya dengan fluida yang mengalir di dalamtube, konstruksi shell ini sangat ditentukan oleh keadaan tube yang
akan ditempatkan didalamnya.Shell dapat dibuat dari sebuahpipa yang berdiameter besar ataudari plat yang dirol. Untuk shell
ini terdapat standard yangmenentukan jenis bahan danminimum ketebalan yang harusdipenuhi untuk berbagai ukurandiamater shell. Standard tersebutselain TEMA juga standardASME Section VIII PressureVessel.
EPDP Workshop
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
40/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Konstruksi Shell & Tube Heat Exchanger 3. BAFFLE , berfungsi untuk mengubah arah aliran fluida didalam
shell dan sebagai pendukung dari berkas tube. Bentuknya berupapiringan yang dilubangi untuk penempatan tube, dibentuk sedemikian rupa agar aliran fluida dalam shell dapat menyentuhpermukaan tube secara efektif untuk perindahan panas.
EPDP Workshop
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
41/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Konstruksi Shell & Tube Heat Exchanger 4. TUBESHEET , merupakan penyatuan bagian ujung dari berkas tube
yang memisahkan fluida yang satu terhadap fluida lainnya.Tubesheet harus dibuat kuat terhadap tegangan geser dan momenuntuk menghindari kebocoran, karena bagian ini yang paling rentanterhadap kebocoran.
EPDP Workshop
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
42/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Contoh Jenis Shell & Tube HETEMA-Type AEW
Memiliki design yang fleksibel dengan jenis floatingtubesheet dan removable tube bundle.
Aplikasi
Heater atau cooler untuk electrolyte, condensate, brine, boiler blowdown atauhydraulic, turbine, dan compress oils/fluids.
Keuntungan
Floating tubesheet memungkinkan terjadinya differential thermal expansionantara shell dan tubes.
Shell dapat dibersihkan dengan steam atau secara mekanikal.
Bundle dapat dengan mudah diperbaiki atau diganti.
Kekurangan
Susunan Tube terbatas hanya untuk satu pass.
Terbatas dari sisi design temperature dan tekanan.
EPDP Workshop
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
43/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
EPDP Workshop
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Contoh Jenis Shell & Tube HETEMA-Type BEM
Memiliki design dengan jenis external floating headdengan entrance area yang besar sehingga memudahkandari sisi maintenance.
AplikasiUntuk sirkulasi regenerasi dari liquid yag bersifat krosif, gas atau uap (vapor)
Keuntungan
Floating head memungkinkan terjadinya differential thermal expansion antara shell dan
tubes. Shell dapat dibersihkan dengan steam atau secara mekanikal.
Bundle dapat dengan mudah diperbaiki atau diganti.
Kekurangan
Fluida sisi shell terbatas pada fluida non-toxic dan non-volatile seperti lube oil danhydraulic oil
Susunan Tube terbatas hanya untuk satu pass atau 2 pass
Terbatas dari sisi design temperature dan tekanan.
EPDP Workshop
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
44/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
p
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Contoh Jenis Shell & Tube HETEMA-Type BEPMemiliki design dengan jenis fixed tubesheet denganremovable channel atau bonnet sehingga heat transfermaksimum terjadi pada sisi shell.
Aplikasi
Untuk heating atau cooling oil, air atau fluida untuk proses kimia.
Keuntungan
Lebih murah dari jenis removable bundle. Susunan tube dapat untuk multipass flow
Kekurangan
Shell hanya dapat dibersihkan dengan proses chemical cleaning
Diperlukan tambahan seperti expansion joint untuk mengatasi masalah therml expansion
EPDP Workshop
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
45/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006
p
HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Contoh Jenis Shell & Tube HETEMA-Type AESMemiliki design dengan jenis Straight tubes dan internalclamp-ring floating head cover. Tube bundle jenisremovable sehingga mudah dalam pemeliharaan.
Aplikasi
Paling banyak dipakai pada process plant termasuk untuk cooling dan heating ataucondensing vapor.
Keuntungan
Memungkinkan terjadinya thermal expansion antara shell dan tube
Sangat baik untuk fluida yang mudah terbakar atau beracun
Susunan tube dapat untuk multipass flow
Kekurangan Shell cover dan clamp-ring floating head cover harus dibuka terlebih dahulu untuk
melepaskan bundle sehingga memiliki biaya pemeliharaan yang lebih besar.
Lebih mahal jika dibandingkan dengan jenis desain fixed tube atau U-Tube.
EPDP Workshop
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
46/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006 HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Pemasangan, Pengoperasian dan PerawatanStandard TEMA dan ASME juga mengatur masalah instalasi, pengoperasian dan perawatanHeat Exchanger.
1. Instalasi / PemasanganPada pemasangan suatu Heat Exchanger yang perlu diperhatikan adalah, daerah bebasuntuk perbaikan, pembersihan atau bahkan untuk penggantian dari heat exchangertersebut. Untuk jenis U-Tube, pada daerah Stationary Head (Channel Head) harusdiberi ruangan cukup luas untuk penarikan tube bundle atau ruangan dibelakangexchanger tersebut mempunyai daerah yang cukup luas untuk penarikan shell pada saatperbaikan. Untuk jenis removable bundle, pada daerah stationary head (channel head)harus mempunyai ruangan cukup luas untuk penarikan tube bundle dalam waktuperbaikan.
Pondasi dari heat exchanger tersebut juga harus cukup kuat untuk menahan berat
exchanger sehingga tak mengakibatkan kedudukan exchanger berubah dan akanmenyebabkan pipa inlet atau outlet mengalami tarikan / tekanan sehinggamenyebabkan kerusakan pada nozle exchanger.
EPDP Workshop
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
47/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006 HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Pemasangan, Pengoperasian dan PerawatanStandard TEMA dan ASME juga mengatur masalah instalasi, pengoperasian dan perawatanHeat Exchanger.
2. Pengoperasian
Suatu heat exchanger tidak boleh dioperasikan pada kondisi yang melebihi sepertiyang telah tertera pada name plate exchanger tersebut.
Start Up Operation , Untuk exchanger jenis removable bundle dioperasikan pertama kalidengan membentuk sirkulasi dengan fluida dingin (cold medium), dan dilanjutkan denganmengalirkan fluida panas (hot medium). Selama proses start up semua valve ventingharus dalam keadaan terbuka dan tetap terbuka sampai semua bagian shell dan tube terisipenuh oleh fluida. Untuk jenis fixed tubesheet fluida harus dialirkan secara simultanuntuk memperkecil ekspansi yang terjadi antara shell dan tube.
Shut Down Operation , untuk jenis removable bundle dapat dilakukan dengan
menghentikan aliran fluida panas secara bertahap kemudian diikuti penghentian aliranfluida dingin. Untuk jenis fixed tubesheet, dapat dilakukan dengan mempertahankanekspansi antara shell dan tube seminimal mungkin. Semua sisa fluida di kedua bagianshell dan tube harus dibuang (drain) sampai bersih.
EPDP Workshop
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
48/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006 HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Pemasangan, Pengoperasian dan PerawatanStandard TEMA dan ASME juga mengatur masalah instalasi, pengoperasian dan perawatanHeat Exchanger.
3. Perawatan
Pemeriksaan heat exchanger harus dilakukan dalam setiap jangka waktu tertentu padabagian luar dan dalam dari heat exchanger. Pemeriksaan tersebut terdiri dari :
Indikasi Fouling , adalah indikasi penumpukan sisa-sisa fluida di dalam heat exchangeryang dapat mengurangi efisiensi heat exchanger secara serius. Fouling ini dapat dilihat
dari adanya kehilangan tekanan yang besar atau kinerja heat exchanger yang kurangmaksimal.
Indikasi kebocoran tube , Umumnya ada 2 cara pengetesan yang dilakukan untuk mendeteksi adanya kebocoran pada tube, yaitu Standard Test dan Pneumatic Test.Standard Test dilakukan secara HydroTest dengan menggunakan air. Tekanan uji untuk cara ini adalah 1.5 kali design pressure. Bila liquid (air) tidak boleh digunakan, testdengan media gas / udara (pneumatic test) dapat dilakukan dengan batasan tekanan uji1.25 kali design pressure.
EPDP Workshop
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
49/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006 HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Heat Exchanger Gallery
EPDP Workshop
8/2/2019 Epdp Workshop-heat Exchanger
50/50
Balikpapan, 27 -31 March 2006 HEAT EXCHANGER INTRODUCTION
Heat Exchanger Gallery
Top Related