Pembakar gas pengering: urutan penyalaan, sensor nyala dan arus ionisasi, lockout dan reset, tekanan suplai dan nosel, pola nyala, dan batas pekerjaan teknisi

Pengering gas di laundry sebuah hotel tidak mau panas pada suatu pagi. Layar menampilkan galat penyalaan gas. Operator menekan tombol reset, pengering mencoba lagi, dan galat kembali. Sampai teknisi datang, tombol itu sudah ditekan tujuh kali. Teknisi menemukan bahwa kontraktor pipa memperbaiki jalur gas pada malam sebelumnya dan membiarkan katup manual ke pengering setengah terbuka. Teknisi gas berwenang yang dipanggil kemudian mengukur tekanan suplai saat pembakar bekerja: 10,2 mbar, padahal tekanan nosel yang diminta tabel pabrik untuk gas alam pada model itu 8,0 mbar, dan manual servis meminta tekanan suplai paling sedikit 3,7 mbar di atas tekanan nosel.

Kasus ini memperlihatkan dua hal. Pengaman pembakar bekerja persis seperti rancangannya: tanpa nyala yang terbukti, katup gas ditutup. Kesalahannya ada pada manusia yang menganggap tombol reset sebagai perbaikan. Bab ini menjelaskan apa yang terjadi di balik tombol itu.

Batas pembahasan

Bab ini membahas pembakar gas pengering tumble: komponen, urutan penyalaan, sensor nyala, lockout, tekanan gas, pola nyala, ketinggian, dan syarat ruangan. Rantai pengaman sebelum penyalaan dibahas di Bab 24 tentang aliran udara dan pengaman pengering tumble, saluran buang dan udara pengganti di Bab 23 tentang saluran buang pengering, bahaya gas dan udara pembakaran ruang laundry di Bab 16 tentang panas dan utilitas laundry, gas berbahaya dan ventilasi di Bab 11 · Kimia tentang stoikiometri gas dan gas berbahaya, kalor pembakaran di Bab 12 · Kimia tentang termokimia, dan pengendali nyala boiler di Bab 4 · Utilitas tentang boiler tingkat pemeriksaan.

Bab ini tidak memberi tekanan gas jaringan atau tekanan regulator LPG yang berlaku di Indonesia. Angka itu ditetapkan oleh pemasok gas serta pelat data pengering.

Pembagian pekerjaan teknisi hotel dan teknisi gas

Pembagian pekerjaan menurut manual-manual pabrik tegas. Pemasangan, servis sistem gas, konversi jenis gas, penggantian nosel atau orifis, penyetelan tekanan, dan perubahan pembakar untuk ketinggian dikerjakan oleh pemasang, agen servis, atau organisasi gas yang berwenang. Satu manual menulis bahwa pemasangan gas dan perbaikannya wajib dikerjakan organisasi berwenang, dan bahwa pengguna tidak boleh mengubah tekanan, jenis nosel, diameter nosel, atau jenis gas sendiri.

Pekerjaan teknisi hotel menurut manual:

1. mengamati nyala dan membaca galat;
2. melakukan reset menurut cara yang ditulis manual model, dalam batas yang dijelaskan di bagian lockout dan reset;
3. memastikan katup gas manual terbuka dan sambungan terpasang;
4. menjaga jalur udara (Bab 23) dan kebersihan serat;
5. membersihkan serat di sekitar katup gas dan pembakar dengan sikat atau pengisap, dengan listrik dan gas diputus, tanpa menyentuh penyala dan probe nyala;
6. memeriksa kebocoran dengan larutan sabun, tidak pernah dengan api;
7. menghentikan pengering dan memanggil teknisi gas berwenang.

Pengukuran tekanan gas dan penyetelan pembakar dijelaskan di bab ini supaya teknisi hotel dapat membaca laporan servis dan mendampingi teknisi gas. Penjelasan itu bukan izin untuk mengerjakannya.

Komponen pembakar dan urutan penyalaan

Komponen

Manual servis pengering gas dan uap untuk laundry institusi mendaftar komponen pembakar satu model: tiga tabung pembakar, katup gas, penyala, sensor nyala, sakelar sail, termostat pembatas pembakar, dan modul kendali penyalaan. Komponen lain yang muncul di manual lain:

• Nosel atau orifis. Lubang kalibrasi yang menentukan jumlah gas pada tekanan tertentu. Ukurannya bergantung jenis gas dan ketinggian. Orifis kuningan mudah rusak saat dibongkar.
• Regulator. Sebagian katup gas memiliki regulator; sebagian tidak. Satu manual menyatakan pengering LPG-nya tidak dilengkapi regulator, sehingga tekanan diatur di sumber atau dengan regulator luar untuk setiap pengering. Manual lain meminta katup penurun tekanan luar di dekat setiap mesin yang katup gasnya tanpa regulator.
• Pengatur udara primer. Kerai udara di pembakar, atau pelat pengurang udara primer yang wajib terpasang sebelum pengering dinyalakan agar udara pembakaran benar.
• Penyala. Elektroda percikan bertegangan tinggi, atau penyala permukaan panas pada sebagian model.

Urutan penyalaan

Urutan umumnya sama di semua manual:

1. Rantai pengaman tertutup: pintu, aliran udara, pembatas suhu (Bab 24).
2. Kendali meminta panas. Sebagian kendali menjalankan pembilasan awal tanpa gas; satu kendali menampilkan galat bila sinyal katup gas muncul selama pembilasan awal.
3. Katup gas membuka dan penyala memercik.
4. Gas menyala. Nyala dibuktikan oleh sensor nyala.
5. Percikan berhenti; katup tetap terbuka selama nyala terbukti.
6. Bila nyala tidak terbukti dalam waktu uji, katup ditutup.
7. Setelah suhu tercapai, pemanasan berhenti dan pengering melanjutkan tanpa panas.

Waktu uji dan jumlah percobaan berbeda per kendali, dan angka di bawah tidak boleh dipindahkan ke model lain:

• satu kendali: nyala harus terdeteksi dalam 10 detik; reset baru diterima setelah 15 detik, dan menekan reset sebelumnya mengulang hitungan 15 detik;
• satu modul percikan langsung: lockout bila nyala tidak terdeteksi dalam 11 detik pertama;
• satu modul lain: memercik sekitar 15 detik;
• satu kendali: modul memutus katup gas seketika bila sensor tidak menunjukkan nyala dalam 5 detik; di Amerika dan Jepang galat baru tampil setelah percobaan ketiga gagal, di Eropa setelah percobaan pertama;
• satu sistem: tiga kali percikan, lalu lockout;
• satu kendali: dua percobaan ulang, dengan pembilasan 1 menit sebelum setiap percobaan ulang, total tiga percobaan; generasi kendali berikutnya dari pabrik yang sama mengizinkan lima percobaan sebelum galat nyala.

Sensor nyala dan arus ionisasi

Nyala gas menghantarkan arus listrik kecil. Sensor nyala (flame sensor) adalah probe logam yang ditempatkan di dalam nyala untuk membuktikan bahwa gas sudah menyala, dan arus ionisasi (ionization current) adalah arus kecil yang mengalir melalui nyala dari probe itu ke massa pembakar. Probe dan massa pembakar membentuk rangkaian; modul penyalaan menahan katup gas terbuka hanya selama arus itu ada. Manual servis 13,5 sampai 34 kg dan manual servis kendali pengering memberi batas bawah arus ionisasi 0,9 µA DC; manual servis itu mengukurnya antara konektor cepat dan konektor ionisasi. Karena arusnya hanya mikroampere, keutuhan sambungan sensor menentukan kerja sistem, seperti ditulis manual kendali.

Geometri elektroda juga diberi angka, berbeda per model:

• elektroda ke tabung pembakar 8 sampai 10 mm, celah percikan 3,5 mm;
• probe penyala ke batang bumi 1/8 in, toleransi 1/32 in, dengan probe nyala, probe penyala, dan batang bumi satu sumbu;
• celah penyala ke tabung pembakar 1/4 sampai 3/8 in pada satu model dan 5/32 in pada model lain.

Kabel tegangan tinggi juga punya batas. Satu panduan menyebut resistansi sekitar 1.000 Ω per inci, dan untuk modul lain 5.000 sampai 25.000 Ω; di luar rentang, kabel diganti. Kabel tegangan tinggi tidak dililitkan dengan kabel probe nyala; berdampingan diperbolehkan. Pembumian mesin diperiksa, dan manual 9 sampai 35 kg memperingatkan bahwa bila fasa dan netral tertukar, otomatik percikan tidak bekerja. Polaritas dan pembumian penting karena penginderaan nyala memakai arus searah kecil yang mengalir melalui nyala ke massa.

Lockout dan reset

Lockout (lockout) adalah keadaan modul penyalaan menolak membuka katup lagi setelah percobaan gagal, sampai di-reset. Cara reset ditulis per model: membuka dan menutup pintu, menekan tombol mulai, menekan tombol reset gas di papan atau di panel, atau memutus daya.

Dua kenyataan perlu dibedakan:

1. Galat penyalaan pada mulai pertama setelah pemasangan atau setelah pipa diperbaiki dapat wajar. Udara di pipa gas harus terbuang lebih dulu. Manual servis menyebut galat gas normal pada mulai pertama karena alasan ini; manual 9 sampai 35 kg menyatakan mungkin perlu beberapa kali mencoba untuk membuang udara dari pipa gas.
2. Lockout yang menetap adalah tanda gangguan, bukan tanda reset kurang. Manual 9 sampai 35 kg memberi urutannya: bila lockout menetap, periksa bahwa katup gas manual pada posisi terbuka dan sambungan gas terpasang benar; bila tetap, hentikan pemakaian pengering. Panduan pemecahan masalah memberi urutan yang sama.

Setiap reset mengalirkan gas lagi ke ruang bakar untuk satu percobaan. Karena itu jumlah reset yang wajar untuk teknisi hotel adalah sejumlah yang diizinkan manual untuk pembuangan udara pipa, lalu berhenti.

Tekanan suplai, tekanan nosel, dan ketinggian

Ada dua tekanan yang berbeda:

• Tekanan suplai (supply pressure) adalah tekanan gas yang tiba di sambungan pengering.
• Tekanan nosel (nozzle pressure), atau tekanan manifold, adalah tekanan setelah katup dan regulator yang mendorong gas melalui nosel. Tekanan nosel inilah yang menentukan daya pembakar.

Manual servis 13,5 sampai 34 kg menjelaskan pengukurannya. Tekanan nosel diukur saat pengering mati: titik ukur dilonggarkan seperempat putaran, manometer dipasang, kabel penyala dilepas dan ujungnya dijauhkan paling sedikit 2 in dari logam agar pembakar tidak menyala, lalu pengering dijalankan dengan panas tinggi. Bila tekanan nosel terlalu rendah, tekanan suplai diukur. Gas harus ditutup sebelum titik ukur suplai dilonggarkan. Tekanan suplai harus tetap paling sedikit 1,5 in kolom air, yaitu 3,7 mbar atau 374 Pa, di atas tekanan nosel yang diinginkan; bila tidak, sistem suplai gas yang diperbaiki. Bila tekanan suplai di luar rentang tabel, pengering tidak boleh dioperasikan dan pemasok gas dihubungi. Manual servis pengering institusi memberi cara membaca manometer dengan cara serupa dan tekanan manifold 3,5 in kolom air (8,7 mbar) untuk gas alam dan 10,5 in kolom air (26,1 mbar) untuk LPG pada modelnya.

Konversi satuan perlu karena manual Amerika memakai inci kolom air, sedangkan manometer dan tabel Eropa memakai milibar. Dalam bab ini 1 in kolom air diambil sekitar 2,49 mbar atau 249 Pa; dengan faktor itu $3{,}5 \times 2{,}49 = 8{,}7$ mbar dan $1{,}5 \times 2{,}49 = 3{,}7$ mbar, sama dengan angka yang ditulis manual dalam dua satuan.

Tabel untuk negara di luar Eropa dalam manual servis 13,5 sampai 34 kg dan manual pemasangan 45 dan 60 kg memberi contoh: LPG dengan tekanan sambungan dan tekanan nosel 30 mbar; gas alam dengan tekanan sambungan 18 mbar dan tekanan nosel 8,0 sampai 15,2 mbar menurut model dan jenis gas alam. Dua manual pengering Amerika memberi tekanan manifold LPG yang berbeda untuk model yang berbeda: 11 in kolom air pada satu model, paling besar 13 in kolom air pada model lain. Angka-angka ini menunjukkan rentangnya, bukan angka yang boleh dipakai: tekanan yang benar adalah yang tertulis di pelat data pengering dan yang dipastikan pemasok gas.

Ketinggian

Udara yang lebih tipis di dataran tinggi menurunkan oksigen untuk pembakaran. Manual 9 sampai 35 kg menyatakan daya diturunkan 5 persen untuk setiap 500 m di atas permukaan laut, dan injektor disesuaikan mulai di atas 1.000 m dengan berkonsultasi ke pabrik. Manual servis pengering institusi menyatakan rating masukannya berlaku sampai 2.000 ft (610 m); di atas itu orifis pembakar diganti, dan perubahan pembakar hanya oleh teknisi berkualifikasi. Hotel di dataran tinggi karena itu membutuhkan konfirmasi pabrik dan pemasang tentang nosel yang terpasang.

Pipa gas dan uji tekan

Pipa gas yang terlalu kecil menimbulkan masalah penyalaan, pengeringan lambat, dan dapat berbahaya. Manual pengering Amerika memberi tabel ukuran pipa untuk gas alam pada tekanan 7 in kolom air, dengan beban dalam Btu per jam dan panjang pipa yang memperhitungkan tee dan siku; untuk LPG, total beban dikalikan 0,6 sebelum membaca tabel. Manual 9 sampai 35 kg meminta katup gas manual sebelum setiap pengering dengan jarak ke sambungan mesin kurang dari 2 m, perangkap kotoran dan uap air untuk setiap pengering dengan tutup pipa 152 mm, dan manometer di antara katup penurun tekanan dan katup manual. Manual Amerika meminta pipa melingkar agar tekanan sama ke semua pengering, dengan peralatan gas lain disambung di hulu lingkaran. Untuk jaringan gas atau LPG di lokasi, ukuran pipa ditetapkan perancang dan pemasok gas.

Uji tekan jalur gas gedung dapat merusak katup pengering. Manual pengering Amerika menetapkan: pada tekanan uji di atas 1/2 psi (0,04 bar), pengering dan katup penutupnya dilepas dari sistem pipa; pada tekanan uji 1/2 psi atau kurang, pengering cukup diisolasi dengan menutup katup manualnya. Manual pemasangan pengering 45 dan 60 kg memuat label peringatan bahwa pengering tidak boleh diberi tekanan lebih dari 1/2 psig (3,5 kPa), karena dapat menimbulkan kebocoran gas yang berujung kebakaran atau ledakan.

Setelah pekerjaan pipa, pipa dibilas dari udara sebelum disambung, dan semua sambungan diuji kebocoran. Uji kebocoran memakai larutan sabun atau bahan uji yang disetujui. Semua manual yang membahasnya melarang uji dengan api.

Pola nyala

Panduan pemecahan masalah memberi pola nyala sebagai alat diagnosis:

Dua manual lain menyatakan nyala harus merata dan kebiruan. Sebelum kerai udara primer disetel, serat di ruang dan saringan serat dibersihkan, dan setelan kerai berbeda per lokasi menurut sistem buang, jumlah mesin, udara pengganti, dan tekanan gas. Nyala tegak atau melebar adalah persoalan saluran buang dan udara pengganti di Bab 23, bukan persoalan pembakar. Penyetelan kerai udara primer adalah bagian dari penyetelan pembakar dan dikerjakan teknisi gas berwenang.

Ruangan, gas buang, dan bau gas

Manual-manual itu memberi syarat ruangan untuk pengering gas:

• dibuang ke luar gedung, karena pengering menghasilkan serat yang mudah terbakar dan, pada pemanasan gas, gas beracun;
• umumnya tidak dipasang di ruang bawah tanah atau ruangan yang tidak dapat diventilasi baik, dan hal ini dikonsultasikan dengan pemasok gas;
• detektor kebocoran gas dipasang di dekat mesin, dan alat pemadam serbuk paling sedikit 12 kg mudah dijangkau dan terlihat (menurut satu pabrik);
• tidak dipasang di ruangan dengan mesin pembersih yang memakai perkloroetilena, trikloroetilena, atau hidrokarbon berfluoroklorida;
• tidak berbagi saluran dengan peralatan bahan bakar lain (Bab 23).

Bila tercium bau gas, manual memberi langkah yang sama: jangan menyalakan alat apa pun, jangan menyentuh sakelar listrik, jangan memakai telepon di dalam gedung, jangan merokok atau memakai api terbuka, tutup suplai gas utama bila dapat dilakukan dengan aman, ventilasikan ruangan, kosongkan ruangan, dan hubungi pemasok gas dari tempat lain atau pemadam kebakaran bila pemasok tidak dapat dihubungi. Gas berbahaya dan ventilasi dibahas di Bab 11 · Kimia tentang stoikiometri gas dan gas berbahaya.

Contoh kerja

Angka dalam contoh di bawah adalah angka latihan, kecuali disebut asalnya.

Contoh 1: margin tekanan suplai. Kasus pembuka: tekanan nosel tabel 8,0 mbar, sehingga tekanan suplai minimum $8{,}0 + 3{,}7 = 11{,}7$ mbar. Terukur 10,2 mbar, kurang 1,5 mbar. Tekanan nosel tidak boleh dikejar dengan memutar sekrup regulator; sistem suplai yang diperbaiki, di sini katup manual yang setengah terbuka. Setelah katup terbuka penuh, tekanan suplai dan nosel diukur ulang oleh teknisi gas.

Contoh 2: pengaruh tekanan nosel pada daya. Aliran gas melalui orifis kira-kira sebanding dengan akar beda tekanan. Bila tekanan nosel 6,0 mbar padahal tabel meminta 8,0 mbar, daya pembakar sekitar $\sqrt{6{,}0/8{,}0} = 0{,}87$ dari daya rancangan. Pengering 40 kW (angka manual) bekerja sekitar 35 kW, sehingga siklus memanjang tanpa galat. Tekanan nosel yang terlalu tinggi menaikkan daya dan risiko panas lebih; manual melarang operasi dengan tekanan atau nosel yang salah karena risiko kebakaran dan ledakan.

Contoh 3: arus ionisasi rendah. Teknisi gas mengukur arus ionisasi 0,5 µA DC. Batas manual 0,9 µA. Urutan analisis manual kendali: posisi sensor nyala di dalam nyala dan sambungan listriknya, posisi dan sambungan elektroda, lalu tekanan suplai dan nosel; modul penyalaan diganti hanya bila sensor dan sambungannya benar tetapi nyala tetap padam. Pembumian mesin dan polaritas fasa dan netral juga diperiksa.

Contoh 4: resistansi kabel tegangan tinggi. Kabel penyala sepanjang 12 in. Dengan acuan sekitar 1.000 Ω per inci, nilai wajarnya sekitar 12 kΩ. Terukur 60 kΩ: kabel diganti. Pada model yang acuannya 5.000 sampai 25.000 Ω, angka 60 kΩ juga di luar rentang. Acuan yang dipakai tetap acuan modul yang terpasang.

Contoh 5: hotel di dataran tinggi. Hotel di ketinggian 1.250 m memakai pengering 40 kW. Menurut aturan manual 9 sampai 35 kg, dayanya turun $1250/500 \times 5 = 12{,}5$ persen, menjadi sekitar 35 kW, dan karena di atas 1.000 m, injektor harus disesuaikan dengan konsultasi pabrik. Penyesuaian dikerjakan teknisi gas berwenang dan dicatat pada label konversi. Waktu siklus yang lebih panjang di hotel itu bukan tanda pembakar rusak.

Contoh 6: uji tekan pipa gedung. Kontraktor akan menguji pipa gas pada 0,5 bar. Angka ini $0{,}5 \times 14{,}5 = 7{,}25$ psi, jauh di atas 1/2 psi (34,5 mbar), sehingga pengering dan katup penutupnya harus dilepas dari pipa selama uji. Bila uji dilakukan pada 30 mbar, yaitu di bawah 1/2 psi, menutup katup manual pengering sudah cukup. Keputusan ini dicatat di izin kerja.

Kondisi berhenti

Hentikan pekerjaan, jauhkan orang, dan panggil teknisi gas berwenang bila:

1. Tercium bau gas. Ikuti langkah bau gas di bagian ruangan, gas buang, dan bau gas; jangan menyalakan atau mematikan alat listrik di area itu.
2. Lockout menetap setelah katup gas manual dipastikan terbuka dan sambungan terpasang.
3. Reset sudah dilakukan sebanyak yang diizinkan manual untuk pembuangan udara pipa dan pembakar tetap tidak menyala. Jangan menekan reset lagi; setiap reset mengalirkan gas lagi ke ruang bakar untuk satu percobaan.
4. Tekanan suplai atau tekanan nosel di luar rentang tabel atau pelat data.
5. Nyala kuning, berasap, tegak, atau melebar. Pengering tidak dipakai produksi sampai jalur udara (Bab 23) dan pembakar diperiksa.
6. Uji kebocoran menunjukkan gelembung, atau sambungan gas baru saja dibongkar dan belum diuji.
7. Sakelar aliran udara, pembatas suhu pembakar, atau pelat udara pembakaran tidak terpasang atau tidak bekerja (Bab 24).
8. Pengering gas dipasang di ruangan yang tidak memenuhi syarat ventilasi, atau seruangan dengan mesin pembersih berpelarut terklorinasi.
9. Panel pembakar akan dibuka. Listrik dan gas diputus dan dikunci lebih dulu menurut Bab 1 · Keselamatan tentang bahaya dan energi tersimpan, dan pengering dibiarkan dingin.
10. Pekerjaan memerlukan penyetelan tekanan, penggantian nosel atau orifis, konversi jenis gas, penyetelan kerai udara primer, atau perubahan pembakar untuk ketinggian. Pekerjaan itu milik pemasang, agen servis, atau organisasi gas yang berwenang, bukan teknisi hotel.

Salah tafsir yang sering terjadi

Hubungan dengan bab lain

Bab 24 tentang aliran udara dan pengaman pengering tumble menjelaskan rantai pengaman yang harus tertutup sebelum penyalaan, dan Bab 23 tentang saluran buang dan udara pengganti menjelaskan jalur udara yang menentukan pola nyala. Bab 16 tentang panas dan utilitas laundry membahas bahaya gas dan udara pembakaran di ruang laundry, Bab 11 · Kimia tentang stoikiometri gas dan gas berbahaya membahas gas berbahaya dan ventilasi, dan Bab 12 · Kimia tentang termokimia membahas kalor pembakaran. Bab 4 · Utilitas tentang boiler tingkat pemeriksaan memberi pengendali nyala boiler sebagai pembanding, Bab 1 · Keselamatan tentang bahaya, risiko, dan energi tersimpan membahas isolasi energi, dan jadwal pembersihan area pembakar ada di Bab 27 tentang perawatan berkala pengering tumble.

Latihan dan pembahasan

Untuk setiap soal, tuliskan alasan dan batas pekerjaan teknisi hotel. Angka dalam soal adalah data latihan kecuali disebut berasal dari manual.