Tujuan Pengolahan Air Boiler (Water treatmen plant)

    Air umpan (feed water) untuk boiler dapat mengandung kontaminasi (impuritis) penyebab kerak, korosi dan carryover. Kerak secara langsung mengurangi pertukaran panas, meningkatkan penggunaan bahan bakar, meningkatkan suhu logam bahkan menimbulkan kerusakan, selain menimbulkan masalah yang serius pada boiler, kerak juga penyebab masalah pada sistem “ Pre-Boiler” dan “Afier Boiler Section”.

  Korosi tidak hanya mengakibatkan kerusakan pada lokasi logam yang diserangnya, juga dapat menyebabkan kerak. Carryover akan menimbulkan persoalan kerak, korosi dan erosi pada “Super Heater”, turbin dan kondensat, terlebih lagi uap tersebut digunakan untuk pembangkit listrik, dengan adanya carryover akan mengurangi kinerja dari pembangkit listrik tersebut.

 Jadi tujuan program pengolahan air terutama untuk boiler yaitu :

1.   Mencegah pembentukan kerak.
2.   Mengurangi laju korosi sampai batas yang diperkenankan.
3.   Mengurangi laju carryover.
4.   Meningkatkan penghematan bahan bakar/energi (efisien)

Kotoran-kotoran dari air

Kotoran pada air dibedakan menjadi 3 macam, yaitu:

  

     1. Kotoran-kotoran yang berupa ion

• Kation;

        Calcium

        Magnesium

        Natrium

        Kalium

        Ammonia

• Anion

         Bikarbonat (HC0₃^-)

         Karbonat (C0₃^-)

         Hidroksida (OH^-)

         Sulf’at (SO₄^-)

         Chlorida (C[^-)

         Phosphate (P0₄

         Silika (Si0₂)

         Zat-zat Organik

         Warna

2.  Kotoran-kotoran yang berupa non-ion dan tidak larut

• Kekeruhan, Lumpur, kotoran
• Zat-zat yang tersuspensi
• Warna
• Zat organic
• Silica berupa koloid
• Mikroorganisme, plankton
• Bakteri
• Minyak

     3. Kotoran yang berupa gas

•         Karbon dioksida (C0₂)
•         Hydrogen sulfida (H₂S)
•         Amoniak (NH₃)
•         Methana (CH₄)
•         Oksigen (02)
•         Chlorin (Cl₂)

Klasifikasi kotoran-kotoran air

• Zat padat tersuspensi  : Kotoran-kotoran ini tidak larut dalam air. Jenis zat-zat tesuspensi yaitu lumpur, kotoran-kotoran zat-zat organik dan minyak. Zat padat tersuspensi akan membuat air kelihatan keruh. Klarifikasi dan filtrasi adalah cara yang umum digunakan untuk mengliilangkan zat padat tersuspensi.

• Zat padat terlarut:  Semua kotoran ini larut dalam air. Zat padat terlarut jenis­ jenisnya yaitu sodium klorida, magnesium sulfat dan calcium karbonat. Untuk menghilangkan zat padat terlarut yang tidak diinginkan dilakukan dengan ion exchange dan lime softening.

• Gas-gas terlarut  : Gas-gas ini hampir tidak stabil didalam larutan. Perubahan suhu dan tekanan atau pengadukan secara mekanik akan melepaskan atau menyerap gas-gas tersebut. Pada umumnya gas- gas terlarut yang terdapat didalam air adalah oksigen dan karbon dioksida.

Pengolahan air asal dan air umpan

    Pengolahan air asal dan air umpan terdiri dan berbagai cara seperti sedimentasi, koagulasi, filtrasi dan lain-lain yang bisa digunakan satu macam atau kombinasi. Pemilihan ini tergantung kepada mutu air asal dan tujuan penggunaan dan pengolahannya.

Jenis-jenis Pengolahan air

1. External treatment

  Pengolahan ini berupa pemberian Chemical atau pengolahan yang bersifat mekanis yang dilakukan terhadap air sebelum air masuk kedalam ketel uap, jadi dilakukan diluar ketel. Tujuan pengolahan ini adalah untuk menghilangkan zat-zat padat, zat-zat yang terlarut yang dapat membahayakan ketel, menghilangkan gas-gas yang korosif dan lain-lain.

  Pengolahan external ini dilakukan dengan instalasi khusus atau peralatan khusus seperti : Tangki-tangki/bak koagulasi, saringan, tangki reaktor untuk pelunakan dengan kapur atau dengan penukar ion. Tujuan external treatment ini adalah untuk mendapatkan air yang komposisi garam-garamnya uniform dan stabil, dengan unsur –unsur  yang membahayakan ketel sekecil mungkin.

    Penukar ion adalah suatu metode yang menggunakan Resin penukar Ion. Resin ini dapat menukar mineral-mineral yang terkandung dalam air asal dan menghasilkan air yang cocok untuk boiler. Metode ini secara garis besar dapat dibagi 2 yaitu softener dan demineralizer.

   a.  Softener

        Softener mengikat ion-ion kalsium dan magnesium diganti dengan ion-ion natrium. Secara efektif softener juga mengikat ion-ion besi. Total hardness dapat diikat oleh softener secara sempurna sampai tingkat mutu air dengan kandungan total hardness 0,5 ppm, sedangkan total padatan terlarut (TDS) dan pH air relative tidak berubah  

Tahap-tahap operasi softener

Operasi softener biasanya dibagi menjadi 4 tahap yaitu, service, backwash, regenerasi dan rinsing.

     1.      Service

                     2. Backwash

            3. Rinsing 

             4. Regeneration

  b. Dearasi

    Dearasi harus memenuhi keadaan sebagai berikut :

1.Memanaskan feedwater

2.Melakukan agitasi air

3.Memaksimalkan luas permukaan

4.Mudah melepaskan gas-gas

   Kemampuan dearator dapat menurunkan konsentrasi oksigen 0.007 ppm, terutama yang type Hot-pressurized. Dearasi terbagi menjadi dua type yaitu Heating Dearator dan Vacuum dearator.

c. Demineralizer

    Demineralizer atau demisasi merupakan kombinasi dari penukar kation hydrogen dan penukar anion basa. Air yang melewati demineralizer seluruh kation diganti oleh ion hydrogen dan seluruh anion diganti oleh ion hydroksi. Produk air yang dihasilkan bebas dari mineral-mineral.

2. Internal Treatment

      Pengolahan ini berupa pemberian /dosing obat-obatan (chemicals) langsung kedalam boiler bersama-sama dengari air umpan boiler (feed water) sehingga reaksi-reaksi yang timbul dengan chemical terjadi dalam boiler pada suhu dan tekanan kerja boiler. Hasil-hasil reaksi kimia yang teriadi tetap berada dalam boiler, hal ini mengakibatkan naiknya kadar zat padat/endapan yang dapat mengakibatkan pembusaan, priming dan carry-over. Tetapi jumlahh zat padat dalam boiler dapat ditekan dengan pengaturan blowdown, sehingga kesukaran-kesukaran ini dapat diatasi.

     Tujuan internal treatment adalah untuk mengontrol ( pengaturan ) terhadap zat zat padat, Alkalitet, adanya excess fosfat yang cukup, tidak adanya gas-gas yang korosif terutama oksigen dan carbon dioksida, menghindarkan timbulnya endapan-endapan yang dapat melekat dan mengeras pada dinding boiler, dan membuat lapisan dinding boiler lebih tahan terhadap korosi

 Masalah – masalah pada boiler

Masalah	Tekanan	Gejala	Penyebab
Kerak	Rendah	Pembentukan kerak hardness atau silica pada heating surface dan dinding boiler Embrittlement dan menyebabkan retak atau pecah-pecah pada pipa.	Mutu air yang rendah dan resin penukar ion tidak bekerja. Kontrol yang buruk pada air boiler (kurang blowdown) Pemberian dosis kimia dibawah anjuran.
	Menengah / tinggi	Timbulnya kerak berupa oksida logam pada bagian yang paling panas yang kemudian diikuti dengan terjadinya embrittlement dan pecah pipa.	Mutu air yang rendah dan resin penukar ion tidak bekerja. Terkontaminasi oleh hydrat logam yang disebabkan rendahnya mutu air yang dihasilkan. Produk korosi yang masuk boiler dari umpan dan kondensat line.
Korosi	Rendah	Korosi pada heating surface, pipa pada air umpan dan kondensat disebabkan oleh gas terlarut (O2/CO2) Kerak dari produksi korosi akibat akumulasi oksida logam dan hydrat pada heating surface.	Rendahnya pH dan oksigen scavenging. Kondensat yang digunakan mengandung korosi. Korosi terjadi pada saat shutdown atau boiler tidak digunakan.
	Menengah / tinggi	Korosi dari produksi korosi akibat akumulasi oksida logam dan hydrat pada heating surface. Terjadinya korosi kaustik. Terjadinya korosi pada pipa air umpan dan pipa kondensat disebabkan gas terlarut.	Produk korosi pada pipa air umpan dan kondensat masuk boiler. Kurangnya control pH. Kurangnya control air terutama pH dan P.Alkalinity. Meningkatkan pH air boiler akibat kebocoran Na daroi demineralizer.
Carryover	Rendah	Kemurniaan uap turun	Perubahan loading yang mendadak. Kurangnya control operasi. Steam separataor dan system control feedwater tidak berfungsi. MAsuknya impurities dari proses produksi ke boiler.
	Menengah / tinggi.	Terjadinya embrittlement atau pecahnya pipa superheater. Pembentukan kerak pada baling-baling turbin dn berkurangnya efisiensi turbin.	Mutu air boiler yang buruk terutama besarnya kandungan silica. Padatan tersuspensi dan hydrat logam masuk boiler disebabkan peralatan feed water treatment tidak bekerja. Pemberioan kimia yang tidak pada tempatnya. Perubahan loading yang mendadak. Masuknya impurities dari proses produksi ke boiler.

 

Tweet