Mengapa angka 21 digunakan dalam perhitungan O₂?

Dalam perhitungan cepat ini, kadar oksigen di udara secara praktis diasumsikan sebesar 21. Asumsi ini sesuai dengan bentuk sederhana rumus lapangan yang digunakan dalam perhitungan kebocoran APH.

Mengapa faktor koreksinya 0,9?

Dalam perhitungan perkiraan menggunakan metode O₂ dan CO₂, faktor koreksi umumnya ditetapkan sebesar 0,9. Alat ini menggunakan nilai tersebut secara default, tetapi pengguna dapat mengubahnya sesuai prosedur masing-masing.

Apakah basis kering dan basis basah memengaruhi hasil?

Ya. Jika basis pengukuran berbeda, hasilnya tidak akan andal. Nilai O₂/CO₂ masuk dan keluar harus dimasukkan dengan basis yang sama; alat ini tidak melakukan konversi otomatis antara basis kering dan basis basah.

Kalkulator Tingkat Kebocoran Air Preheater (APH)

Mengkalkulasi perkiraan tingkat kebocoran APH menggunakan O₂, CO₂, rasio laju aliran, atau perbandingan O₂ sisi A/B. Pada metode O₂ dan CO₂, faktor koreksi default diambil sebesar 0,9; pengguna dapat mengubah faktor ini jika diinginkan.

Yang dimaksud dengan kebocoran APH (air preheater) adalah kebocoran aliran bertekanan dari sisi udara ke sisi gas buang. Pada air preheater regeneratif, khususnya tipe Ljungström dengan elemen putar, hal ini bukanlah hal yang asing. Saat rotor berputar, gas buang panas melewati satu sisi, dan udara pembakaran melewati sisi lainnya. Di antaranya terdapat elemen penyekat, pelat sektor, celah radial dan aksial. Seiring bertambahnya jam operasi, celah-celah ini berubah. Kadang pengaturan berubah, kadang elemen penyekat aus, kadang kondisi beban membuat pengukuran tampak lebih buruk dari sebenarnya.

Kalkulator ini digunakan untuk memperkirakan persentase kebocoran dengan melihat nilai O₂ atau CO₂ di inlet dan outlet APH. Jika laju aliran udara bocor dan laju aliran gas buang diketahui secara langsung, metode laju aliran juga dapat digunakan. Pada sistem dengan sisi A dan B (2 air preheater paralel), kedua sisi dapat dibandingkan secara terpisah. Dengan demikian, bukan pertanyaan "apakah ada kebocoran?", melainkan "sisi mana yang tampak lebih bermasalah?" yang didekati.

Makna Lapangan Kebocoran APH

Udara yang bocor dari seal APH mungkin tampak seperti detail kecil dalam kinerja boiler, tetapi dampaknya terasa di beberapa tempat. Ketika udara tambahan bercampur dengan gas buang, O₂ di outlet APH naik, sedangkan CO₂ menjadi encer sehingga turun. ID fan (Induced Draft Fan) harus membawa volume yang lebih besar. Kecepatan di sisi gas buang berubah. Saat menghitung efisiensi, nilai oksigen terukur dapat diinterpretasikan berbeda dari yang sebenarnya.

Jika di layar DCS terlihat O₂ setelah APH lebih tinggi dari sebelum APH, salah satu dugaan pertama adalah kebocoran udara APH. Tentu saja diagnosis langsung tidak tepat. Mungkin jalur sampel bocor, kalibrasi analyzer bergeser, atau beban baru saja berubah. Namun jika kenaikan O₂ teratur dan berulang, perlu diperiksa sisi APH.

Logika serupa berlaku untuk sisi CO₂. Campuran udara mengencerkan gas buang sehingga nilai CO₂ outlet APH turun. Beberapa pabrik menggunakan O₂, beberapa melakukan cross-check dengan CO₂. Melihat keduanya bersama seringkali lebih nyaman; jika yang satu tidak mendukung yang lain, pertama-tama pengukuran dicurigai.

Visualisasi arah aliran

Bayangkan sebuah penampang sederhana. Di satu sisi, gas buang panas masuk ke APH, melepaskan panasnya ke elemen rotor, dan keluar. Di sisi lain, udara pembakaran dingin masuk, memanas, dan menuju boiler. Ketika tekanan di sisi udara lebih tinggi, udara cenderung bocor ke sisi gas buang melalui celah.

Pengukuran dan Input Data

Pada kalkulator, pertama-tama Anda harus memilih metode. Jika metode O₂ dipilih, maka nilai O₂ inlet APH dan O₂ outlet APH dimasukkan. Jika metode CO₂ dipilih, nilai CO₂ pada titik yang sama digunakan. Pada metode laju aliran, diperlukan laju aliran udara bocor dan laju aliran gas buang. Pada perbandingan A/B, nilai O₂ inlet-outlet untuk sisi A dan sisi B ditulis secara terpisah.

Hal yang paling kritis di sini adalah basis pengukuran. Jika nilai O₂ inlet adalah basis kering, sedangkan O₂ outlet adalah basis basah, maka hasilnya secara teknis tidak valid. Hal yang sama berlaku untuk CO₂. Kalkulator tidak melakukan konversi basis kering/basah secara otomatis; Anda harus memasukkan kedua sisi dalam basis yang sama dengan pengukuran Anda. Peringatan ini mungkin terdengar membosankan, tetapi ini adalah salah satu hal yang paling sering merusak hasil di lapangan.

Hal lain adalah waktu pengukuran. Nilai inlet dan outlet APH harus mewakili kondisi operasi yang sama. Saat beban boiler berubah, nilai O₂ berubah, atau saat damper kipas bergerak, melakukan perhitungan kebocoran dengan nilai yang diambil bukanlah ide yang baik. Melihat nilai stabil selama beberapa menit lebih aman daripada satu snapshot.

Faktor koreksi

Pada metode O₂ dan CO₂, faktor koreksi secara default adalah 0,9. Faktor ini dapat dianggap sebagai faktor koreksi yang digunakan dalam perhitungan lapangan praktis. Anda dapat mengubahnya sesuai dengan prosedur pabrik, catatan uji, atau metode penerimaan Anda sendiri.

Yang penting adalah jangan "mempercantik" hasil dengan faktor koreksi. Jika prosedur menyatakan 0,9, gunakan 0,9. Jika nilai lain ditentukan, masukkan nilai tersebut. Dalam perhitungan yang akan dilaporkan, harus ditulis dengan jelas asumsi pemilihan faktor koreksi.

Metode Perhitungan

Metode O₂ adalah kontrol cepat yang paling sering digunakan. Logikanya: jika O₂ outlet APH meningkat dibandingkan inlet, peningkatan ini dapat dikaitkan dengan efek udara bocor. Dalam perhitungan, kandungan oksigen di udara praktis dianggap 21.

Perhitungan O₂ dibaca sebagai berikut:

Rumus

$$\text{tingkat kebocoran} = \frac{O_{2,\text{outlet}} - O_{2,\text{inlet}}}{21 - O_{2,\text{outlet}}} \times \text{faktor koreksi} \times 100$$

O₂ outlet = persentase oksigen di outlet APHO₂ inlet = persentase oksigen di inlet APHfaktor koreksi = faktor koreksi sesuai prosedur (default 0,9)21 = perkiraan persentase oksigen di udara yang diterima

Misalnya, nilai O₂ inlet APH 2,8%, O₂ outlet 5,7%, dan faktor koreksi 0,9. Selisih O₂ adalah 2,9 poin. Perhitungan: $ \frac{2{,}9}{21 - 5{,}7} \times 0{,}9 \times 100 $. Hasilnya sekitar %17,06.

Nilai ini tidak dapat mengatakan "komponen ini rusak" sendirian. Namun, cukup masuk akal untuk mengatakan bahwa pemeriksaan seal di sisi APH diperlukan.

Metode CO₂

Pada metode CO₂, nilai CO₂ inlet dan outlet digunakan. Campuran udara mengencerkan CO₂ sehingga nilai CO₂ outlet APH turun. Perhitungan dilakukan dengan membandingkan penurunan ini dengan nilai CO₂ outlet.

Perhitungan CO₂:

Rumus

$$\text{tingkat kebocoran} = \frac{CO_{2,\text{inlet}} - CO_{2,\text{outlet}}}{CO_{2,\text{outlet}}} \times \text{faktor koreksi} \times 100$$

CO₂ inlet = persentase karbon dioksida di inlet APHCO₂ outlet = persentase karbon dioksida di outlet APHfaktor koreksi = faktor koreksi sesuai prosedur (default 0,9)

Contoh, CO₂ inlet 14%, CO₂ outlet 12%, faktor koreksi 0,9, maka perhitungan $ \frac{2}{12} \times 0{,}9 \times 100 $ menghasilkan %15.

Jika metode O₂ memberikan hasil sekitar 17%, CO₂ sekitar 15%, kedua nilai ini dapat dianggap dekat. Tetapi jika satu mengatakan 5% dan yang lain 25%, sebelum menyalahkan kalkulator, periksa sistem pengambilan sampel. Mungkin ada kondensasi, kebocoran, pergeseran kalibrasi, atau titik sampling yang salah pada jalur analyzer.

Metode laju aliran

Metode laju aliran tampak lebih langsung: Anda membagi laju aliran udara bocor dengan laju aliran gas buang, lalu dikonversi ke persentase. Jika laju aliran udara bocor 10, laju aliran gas buang 100, maka hasilnya %10.

Namun, masalah unit penting di sini. Kedua laju aliran harus dalam basis yang sama. Jika keduanya Nm³/jam, tidak masalah, tetapi jika satu kg/jam dan yang lain m³/jam, rasio langsung tidak dapat dibuat. Koreksi suhu, tekanan, dan densitas ikut bermain. Metode laju aliran adalah metode terpendek di atas kertas; dalam praktiknya, mendapatkan data laju aliran yang baik kadang adalah hal yang paling sulit.

Perbandingan O₂ A/B

Perbandingan A/B sangat berguna terutama pada susunan APH dua sisi. Kadang-kadang tingkat kebocoran total tidak memberikan alarm sendirian, tetapi salah satu sisi bekerja jauh lebih buruk. Perbedaan ini memberikan petunjuk yang baik bagi tim pemeliharaan.

Misalnya, pada sisi A, O₂ inlet 2,8%, O₂ outlet 5,7%. Pada sisi B, O₂ inlet juga 2,8%, O₂ outlet 4,5%. Dengan faktor koreksi 0,9, sisi A sekitar %17,06, sisi B sekitar %9,27. Perbedaannya %7,79.

Dengan perbedaan seperti itu, pemeriksaan seal radial, seal aksial, pengaturan pelat sektor, celah rotor, atau kebocoran lokal saluran masuk ke daftar periksa untuk sisi A. Tidak terlalu keras untuk mengatakan "sisi A pasti rusak", tetapi sisi A layak untuk diperiksa lebih dekat.

Interpretasi Hasil

Jika tingkat kebocoran rendah, pemanas udara dianggap lebih sehat. Semakin tinggi nilainya, beban kipas, laju aliran gas buang, kehilangan panas, dan interpretasi pengukuran dapat terpengaruh. Namun, tidak tepat untuk membuat keputusan pasti hanya dengan satu nilai persentase. APH yang sama dapat berperilaku berbeda pada beban yang berbeda. Pengaturan seal dapat berubah dalam kondisi panas-dingin. Deformasi rotor atau akumulasi abu dapat mempengaruhi pengukuran.

Oleh karena itu, hasil harus dibaca sebagai indikasi, bukan diagnosis. Pendekatan lapangan yang baik biasanya berjalan seperti ini: pertama verifikasi pengukuran, lalu ambil lagi dalam kondisi yang sama, lalu bandingkan dengan O₂ dan jika memungkinkan CO₂, terakhir lanjutkan ke pemeriksaan mekanis. Jika pengukuran tidak benar, tim mekanik masuk ke APH secara tidak perlu; tidak ada yang menginginkan itu.

Nilai berapa yang dianggap tinggi?

Tidak ada jawaban tunggal untuk pertanyaan ini. Tipe APH, desain boiler, beban operasi, dan nilai penerimaan pabrik penting. Namun dalam praktiknya, semakin tinggi tingkat kebocoran, semakin tinggi tingkat kewaspadaan. Catatan evaluasi pada kalkulator harus dibaca bukan sebagai kriteria penerimaan yang ketat, tetapi sebagai peringatan lapangan cepat.

Misalnya, nilai sekitar 5% dan nilai sekitar 17% tidak dievaluasi dalam kalimat yang sama. Ketika 17% terlihat, masuk akal untuk mengulang pengukuran, melihat perbedaan A/B, dan melakukan pemeriksaan seal. Namun harus diinterpretasikan bersama dengan prosedur operasi.

Jika hasil O₂ dan CO₂ berbeda

Jika metode O₂ dan CO₂ memberikan hasil yang sangat berbeda, kecurigaan pertama harus pada sisi pengukuran. Mungkin basis kering/basah tercampur. Mungkin pengukuran inlet dan outlet tidak diambil pada waktu yang sama. Mungkin salah satu analyzer melenceng. Mungkin probe sampel berada di titik yang representasinya lemah di dalam saluran.

Dalam situasi seperti itu, sebelum mendiskusikan hasil perhitungan, diskusikan rantai pengukuran. Dalam perhitungan kebocoran APH, kualitas data memiliki bobot lebih besar daripada rumus.

Catatan Penggunaan Singkat

Nilai 21 dalam perhitungan O₂ harus dianggap sebagai asumsi praktis untuk persentase oksigen di udara. Beberapa sumber menyebut 20,9; perbedaan ini dapat diperdebatkan dalam pengujian presisi. Rumus O₂ di kalkulator ini bekerja dengan asumsi 21. Yang penting adalah menggunakan asumsi yang sama secara konsisten dan menyatakannya dalam laporan.

Basis kering dan basis basah tidak boleh tercampur. Saya tahu ini terdengar berulang, tetapi dalam perhitungan kebocoran APH, kesalahan paling sering terjadi di sini. Jika alat ukur memberikan basis kering, nilai inlet dan outlet harus dimasukkan dalam basis kering. Jika basis basah, keduanya harus basis basah.

Jika kebocoran tinggi, periksa data terlebih dahulu. Apakah titik pengukuran benar? Apakah analyzer terkalibrasi? Apakah beban stabil? Apakah nilai O₂ dan CO₂ mewakili periode waktu yang sama? Jika semua bersih, lanjutkan ke pemeriksaan mekanis. Pengaturan seal, celah rotor, pelat sektor, sambungan saluran, dan kemungkinan kebocoran lokal diperiksa secara berurutan.

Singkatnya, perhitungan tingkat kebocoran APH bukan sekadar menghasilkan persentase dari beberapa angka. Rumusnya cepat; kerja keras sebenarnya adalah memastikan pengukuran dapat diandalkan. Ketika digunakan dengan data yang benar, ini memberikan arahan yang cukup jelas bagi tim pemeliharaan: apakah ada kebocoran umum, atau apakah salah satu sisi A/B tampak lebih bermasalah?