Sistim distribusi steam merupakan hubungan penting antara pembangkit steam dan pengguna steam. Terdapat berbagai macam metoda untuk membawa steam dari pusat sumber ke titik penggunaan. Pusat sumber mungkin berupa ruang boiler atau pengeluaran dari plant kogenerasi Boiler dapat menggunakan bahan bakar primer, atau boiler limbah panas yang menggunakan gas buang dari proses bersuhu tinggi, mesin-mesin atau bahkan insinerator. Apapun sumbernya, sistim distribusi steam yang efisien adalah penting untuk pemasokan steam dengan kualitas dan tekanan yang benar ke peralatan yang menggunakan steam. Pemasangan dan perawatan sistim steam merupakan hal penting dan harus sudah dipertimbangkan mulai tahap perancangan.
Diperlukan suatu pemahaman mengenai dasar sirkuit steam atau ‘loop kondensat dan steam’ (lihat Gambar 1). Ketika steam mengembun didalam proses, kondensat dialirankan kembali kedalam pipa suplai air boiler. Kondensat memiliki volum yang sangat kecil dibandingkan dengan steam, dan hal ini menyebabkan penurunan tekanan, yang me mbuat steam mengalir melalui pipa-pipa. Steam yang dihasilkan pada boiler harus dibawa melalui pipa kerja ke titik dimana energi panasnya diperlukan. Pada awalnya hanya terdapat satu atau lebih pipa utama, atau ‘saluran pipa steam’, yang membawa steam dari boiler kearah plant yang menggunakan steam. Pipa-pipa cabang yang lebih kecil membawa steam ke masing-masing peralatan.
Ketika kran isolasi boiler utama (kadangkala disebut kran ‘mahkota’) dibuka, steam dengan segera melintas dari boiler menuju dan sepanjang saluran pipa steam ke titik pada tekanan rendah. Pipa kerja pada mulanya lebih dingin daripada steam, sesampai panas dipindahkan dari steam ke pipa. Udara disekitar pipa-pipa juga sebelumnya lebih dingin dari steam, kemudian pipa kerja akan mulai memindahkan panas steam ke udara.
Steam yang berkontak dengan pipa yang lebih dingin akan mulai mengembun dengan segera. Pada saat start-up, laju kondensasi akan berada pada nilai maksimumnya, hal ini merupakan waktu dimana terjadi perbedaan suhu yang maksimum antara steam dan pipa kerja. Laju kondensasi ini biasanya disebut ‘beban permulaan’. Begitu pipa kerja telah dihangatkan, perbedaan suhu antara steam dan pipa kerja menjadi minimal, namun kondensasi akan terjadi kaerna pipa kerja masih terus memindahkan panas ke udara sekitar. Laju kondensasi ini disebut ‘beban berjalan’.
Hasil dari kondensasi (kondensat/embun) jatuh ke bagian bawah pipa dan dibawa oleh aliran steam yang dibantu oleh gaya gravitasi, karena sudut kemiringan pada saluran pipa steam dibuat diatur turun pada arah aliran steam. Kondensat kemudian harus dikeluarkan dari berbagai titik strategis pada saluran pipa steam.
Ketika kran pada pipa steam yang melayani bagian plant yang menggunakan steam dibuka, steam mengalir dari sistim distribusi masuk ke plant dan terjadi lagi kontak dengan permukaan yang lebih dingin. Steam kemudian memindahkan energinya dan menghangatkan peralatan dan produk (beban permulaan), dan, bila telah mencapai suhunya, pemindahan panas berlanjut ke proses (beban berjalan).
Sekarang terdapat pasokan steam yang sinambung dari boiler untuk mencukupi beban terhubung dan untuk menjaga pasokan ini, harus dihasilkan steam yang lebih banyak lagi. Untuk memenuhi kebutuhan ini, dibutuhkan air yang lebih banyak (dan bahan bakar untuk memanaskan air ini) untuk dipasok ke boiler sebagai air make up yang sebelumnya sudah diuapkan menjadi steam. Kondensat yang terbentuk dalam pipa distribusi steam dan dalam peralatan proses dapat dipakai sebakai pasokan sebagai air umpan panas boiler. Kondensat harus dikeluarkan dari ruang steam, namun kondensat ini juga merupakan komoditi yang sangat berharga yang tidak boleh dibiarkan untuk menjadi limbah. Mengembalikan seluruh kondensat ke tangki umpan boiler akan menutup loop energi steam, dan harus dilakukan bila memungkinkan.
Distribusi tekanan steam dipengaruhi oleh sejumlah faktor, dan dibatasi oleh:
1. Tekanan kerja maksimum yang aman bagi boiler
2. Tekanan minimum yang diperlukan pada plant
Ketika steam melewati pipa distribusi, maka steam tidak dapat menghindari kehilangan tekanannya karena:
1. Tahanan gesekan/ friksi didalam pipa.
2. Kondensasi/ pengembunan yang terjadi didalam pipa ketika panas dipindahkan ke lingkungan.
Oleh karena itu pada saat menentukan tekanan distribuнs awa, harus ada kelonggaran untuk kehilangan tekanan ini.
Satu kilogram steam pada tekanan yang lebih tinggi mempunyai volum lebih kecil dari pada pada tekanan rendah. Jadi, jika steam dibangkitkan dalam boiler pada tekanan tinggi dan didistribusikan pada tekanan yang tinggi pula, maka ukuran saluran pipa distribusi akan menjadi lebih kecil. Pembangkitan dan pendistribusian steam pada tekanan tinggi memberikan tiga keuntungan yang cukup penting:
1. Kapasitas penyimpanan panas pada boiler meningkat, membantu boiler lebih efisien dalam menangani beban yang berfluktuasi, meminimalkan resiko terbentuknya steam basah dan kotor.
2. Diperlukan saluran pipa steam yang lebih kecil, sehingga biaya investasinya untuk pipa, flens, bahan penunjang, bahan isolasi dan buruh lebih rendah.
3. Saluran pipa steam yang lebih kecil berarti biaya isolasi lebih rendah.
Pada sistim distribusi tekanan tinggi, diperlukan penurunan tekanan steam pada setiap zona atau titik penggunaan pada sistim untuk menyesuaikan dengan tekanan maksimum yang diperlukan penggunanya. Penurunan tekanan tersebut juga akan menghasilkan steam yang lebih kering pada titik penggunaan.
