SISTEM PENDINGIN PADA PLTU
3.1 Sistem Pendinginan dengan Air Laut
Penggunaan air laut sebagai media pendingin pada sistem air pendingin utama PLTU berpotensi menimbulkan korosi dan menimbulkan fouling pada peralatan sistem air pendingin utama, mengingat pada air laut tersebut terdapaat mikroorganisme dan biota laut seperti teritip, karang, ganggang, tiram dan jenis tumbuhan laut lainnya yang menjadi penyebab utama terjadinya fouling.
Untuk mengantisipasi tejadinya fouling tersebut maka sebelum air laut melakukan proses pendinginan, dilakukan beberapa treatment diantaranya dilakukan penginjeksian chlorine yang bertujuan untuk melemahkan mikroorganisme dan biota laut agar tidak menempel pada saluran pipa, kemudian setelah itu air laut dilewatkan ke screening plant yang berfungsi untuk menyaring benda-benda padat dan biota laut. Tetapi pada kenyataannya penginjeksian chlorine ataupun screening plant masih dinilai kurang efektif mengingat masih banyak terdapat fouling pada beberapa peralatan sistem air pendingin utama. Maka untuk itu sebagai pencegahan terjadinya fouling digunakan sebuah peralatan tambahan yang disebut Impressed Current Anti-Fouling (ICAF).
Fungsi ICAF adalah untuk mencegah atau menghambat tumbuhnya fouling, dimana dalam hal ini fouling disebabkan oleh biota laut, seperti teritip, kerang, ganggang, tiram dan jenis tumbuhan laut lainnya.. ICAF tergolong metode terbaru untuk pencegahan pertumbuhan fouling yaitu dengan menggunakan impressed current. Metode ini diterapkan untuk menghambat tumbuhnya fouling pada lambung kapal atau pun pada sistem pendingin suatu kapal seperti halnya yang telah diterapkan
pada sistem pendingin salah satu kapal perang korvet kelas sigma yang dimiliki oleh TNI AL. Beracuan dengan hal tersebut maka tidak menutup kemungkinan jika metode ICAF ini juga dapat digunakan sebagai tambahan pencegahan terjadinya fouling seperti pada sistem air pendingin utama di PLTU Paiton khususnya pada unit 1 dan 2 yang menggunakan air laut sebagai media pendingin utamanya. Fouling ini sangatlah merugikan jika terdapat pada peralatan sistem air pendingin utama diantaranya adalah dapat mengurangi aliran air laut, mengurangi efisiensi alat penukar kalor, korosi pada pipa kondensor, dan membutuhkan biaya untuk pembersihan fouling tersebut.
3.1.1. Penggunaan Klorin Sebagai Media Penanggulangan Fouling
Klorin (Cl2) merupakan salah satu unsur yang ada dibumi dan jarang dijumpai dalam bentuk yang bebas. Pada umumnya klorin dijumpai dalam bentuk terikat dengan unsur atau senyawa lain membentuk garam nantrium klorida (NaCl) atau dalam bentuk ion klorida di air laut. Dalam kehidupan manusia, klorin memegang peranan penting yaitu banyak benda-benda yang kita gunakan setiap hari mengandung klorin seperti peralatan rumah tangga, alat kesehatan, kertas, obat dan produk farmasi, pendingin, semprotan pembersih, pelarut dan berbagai produk lainnya.
Klorin pertama kali pertama kali diidentifikasi oleh seorang ahli farmasi dari Swedia, Carl Wilhem Scheele pada tahun 1774, dengan meneteskan sedikit larutan asam klorida (HCl) pada lempeng mangan oksida (MnO2) yang menghasilkan gas berwarna kuning kehijauan. Reaksi dari percobaan tersebut adalah sebagau berikut :
Pada saat itu, Schelee belum dapat memastikan kandungan gas tersebut. Pada tahun 1980 Sir Humphrey Davy, Seorang ahli kimia Inggris menyatakan bahwa gas kuning kehijauan pada percobaan Scheele adalah sebuah unsur dan menamakannya
Cholorine, berasal dari bahasa Yunani khloros yang berarti hijau.
Pada tahun 1994, Scott menyatakan bahwa klorin dalam suhu kamar berbentuk gas termasuk unsur halogen (Golongan VII), sangat reaktif ddan merupakan oksidator kuat yang mudah beraksi dengan unsur. Pada suhu -34oC, klorin berbentuk cair pada suhu -103 oC berbentuk padatan kristal.
Tabel 3.1 Kadar ion-ion halogen pada perairan alami
Anion Halogen Ait Tawar (mg/liter) Air Laut (mg/liter)
Klorida (Cl-) 8,3000 19000,00
Forida(Fl-) 0,2600 1,30
Bromida (Br-) 0,0060 66,00
Iodida (I-) 0,0018 0,06
Sumber : Effendi, H, 2003
Secara alami, klorin terdapat dalam bentuk ion klorida dengan jumlah yang relatif jauh lebih besar dibandingkan ion-ion halohen lainnya. Kelimpahan ion-ion halogen di perairan alami seperti ditunjukanpada tabel. Klorine dalam bentuk garam (contoh NaCl) merupakan bentuk yang paling aman, sedangkan dalam bentuk gas, klorin dapat diperoleh dengan mengekstraksi larutan garam NaCl dengan car elektrolisis. Proses elektrolisa larutan garam ini dapat diuraikan senagai berikut :
2NaCl(s) + 2H2O(a)elektrolisa Cl2(g) + 2NaOH(l) + H2(l)
Disamping mempunyai fungsi berarti bagi manusia, klorin juga berdampak negatif bagilingkungan. Untuk mencegah terjadinya kerusakan lingkungan akibat pembuangan limbah, korin maka suatu industri diwajibkan mengelola limbahnya terlebih dahulu sebelum dibuang ke lingkungan. Hal ini sesuai dengan pasa 16 ayat (1) Undang-undang no. 23 Tahun 1997 tentang pengelolaan lingkungan hidup yang menyebutkan bahwa “Setiap penanggung jawab usaha dan/atau kegiatan wajib melakukan pengelolaan limbah hasil usaha dan/atau kegiatan”. Selain itu untik mencegah terjadinya pencemaran pada badan air, Pemerintah melalui Keputusan Mentri Negara Lingkungan Hidup Nomor Kep-51/MenLH/1995 tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri menetapkan parameter dan batasan konsentrasi dari limbah cair yang dibuang. Salah satu parameter terdapat dalam baku mutu tersebut adalah klorin dengan batasan 1 mg/liter dalam bentuk klorin bebas (Cl2). 3.1.2 Kualitas Air PLTU
Kualitas air yang dibutuhkan oleh sebuah PLTU tergantung dari kualitas sumber air, lokasi PLTU berdiri, karakteristik bahan bakar, desain tekanan dari boiler, serta regulasi mengenai penanganan air didaerah setempat. Sedangkan untuk kualitasnya, ada beberapa jenis air dengan spesifikasi yang berbeda-beda digunakan di PLTU. Secara umum jenis-jenis air yang digunakan di PLTU.
Untuk PLTU yang mengguanakan air laut sebagai media pendinginan, penggunaan airnya sama dengan pendinginan dengan mengguanakn media lain. Air dipergunakaan untuk merubah uap yang berasal dari turbin menjadi air kembali sebagai rangkaian siklus rankine. PLTU ini menggunakan kondensor dengan material yang tahan terhadap korosi. Air laut yang telah mengalami proses filtrasi dipompa
untuk masuk kedalam kondensor sisi tube sebagai media pendingin uap yang mengalir disisi shell. Proses filtrasi tersebut menggunakan alat bernama trash rake dan travelling screen. Trash rake menjadi tahap filtrasi sebelum travelling screen.
Trash rake berfungsi sebagai penagkal kotoran-kotoran laut yang ukurannya besar.
Sedangkan travelling screen berfungsi untuk memfilter air laut dari kotoran-kotoran yang beukuran lebih kecil.
Selain proses filtrasi, air laut tersebut juga telah disuntikan bahan kimia tertentu untuk mencegah hewan-hewan laut berkembang biak di area inlet dan outlet air laut. Pada sisi tube kondensor digunakan sistem tube cleaner yang berfungsi untuk menjaga kebersihan tubing kondensor agar tidak terjadi penyumbatan.
3.1.3 Penggunaan Klorin di PLTU
Pada pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) pemakaian klorin yang digunakan pada sistem pendingin (cooling system) sebagai pengontrol biological fouling. Untuk PLTU yang menggunakan air sungai maupun air tanah sebagai pendingin, klorin digunakan sebagai biosideuntik mengatasi fouling mussels. Pada PLTU yang menggunakan air laut sebagai pendingin, biasanya dilengkapi dengan unit klorinasi (chlorination plant). Fungsi klorin disini adalah untuk mencegah tumbuhny alga yang menjadi nutrisi tritip (barancles) pada dinding pipa kondensor. Apabila terjadi penempelan alga dan tritip pada pipa kondensor, akibatnya akan mengurangi efisiensi kondensor tersebut.
Tujuan yang paling mendasar dari penambahan klorin tersebut adalah untuk menciptakan suatu kondisi yang bertentangan dengan kondisi lingkungan hidup organisme laut, sehingga mereka tidak dapat tumbuh dan berkembang. Penambahn klorin juga bersifat kontinyu atau berkelanjutan dengan kejutan (frekuensi waktu). Titik-titik penambahan klorin yang menggunakan air laut sebagai pendingin, seperti
ditunjukan pada gambar 2. Penambahan klorin pada kepala pipa intake (Titik 1) secara kontinyu, akan efektif dalam mengontrol moluska, alga, slime dam weed, serta mencegah kerang/tritip mengendap dipipa. Penambahan klorin dekat dengan kepala
house pump (Titik 2) adalah untuk menjaga air agar bebas dari bio fouling.
Penambahan klorin di kondensor (Titik 3) adalah untuk menjaga agar permukaan pendingin kondensor bebas dari bio fouling, sehingga efisensi kondensor dapat dipertahankan.
Gambar 3.3 Titik lokasi penambahan klorin
3.1.4 Peralatan Sistem Pendingin A. Stop Blok
Sebagai pintu utama air laut masuk
Sebagai penahan air laut agar tidak masuk kanal pada saat ada pemeliharaan di circulating water pump (CWP)