BAB III
PROSES DESALINATION PLANT
DI PLTU MUARA KARANG
Gambar 3.1 Desalination Plant Sumber : Foto Album lukman
1.1 Peralatan-Peralatan Desalination Plant
3.1.1 Dolpin Screen
Dolpin screen merupakan saringan awal sebelum air laut masuk ke bar screen.
1.1.1 Bar Screen
Bar screen atau saringan kasar berfungsi untuk menyaring sampah atau kotoran yang besar, terutama menyaring potongan-potongan kayu, daun-daun, plastik, dan kotoran sejenis. Bar screen harus dibersihkan secara rutin, terutama bila kotorannya sudah banyak. Pembersihan dilakukan secara manual, yaitu dengan diangkat dan dibersihkan menggunakan tangan. Kotoran yang ada diangkat dan
dibuang. Lalu bar screen-nya dibuka dan dibersihkan menggunakan kain lap katun. Apabila sudah bersih, bar screen dapat dipasang kembali.
Proteksi yang dilakukan pada bar screen berupa sacrinficial anode, dengan menggunakan Al anoda atau Zn anoda. Artinya Al atau Zn yang termakan sedangkan material baja besi (Fe) tidak termakan.
Gambar 3.2 Bar screen
Sumber : http://www.infobarscreens.com/
1.1.2 Travelling Screen
Travelling Screen atau saringan putar berfungsi sebagai penyaring kotoran-kotoran yang lolos dari bar screen. Saringan putar ini dapat dibersihkan secara otomatis dengan menggunakan spray water, yang dihasilkan dari screen wash pump dan dikontrol dengan timer. Perbedaan tinggi permukaan air sebelum dan setelah saringan, dapat diatur dengan menggunakan timer, salah satu yang mana tercapai lebih dahulu.
Disini juga dilakukan proteksi katodik sama pada bar screen yaitu alumunium anode yang dipasang pada bingkai (freme).
Gambar 3.3 Travelling Screen Sumber : http://www.nslpg.com/
1.1.3 Circulating Water Pump (CWP)
Ini merupakan pompa utama air laut untuk pendingin,jenis pompa yang digunakan adalah propeller atau impeller, dengan poros tegak. Walaupun terbuat dari baja tahan karat, harus di-coating dengan cat tahan air atau coating keramik. Maksutnya agar peralatan tersebut tidak korosi dan abrasi karena fluida air laut.
Korosi artinya besi (Fe) termakan oleh kandungan garam (NaCl), karena bahan baja yang masih banyak mengandung kadar besi (Fe), dan akan terjadi reaksi berikut
2NaCl + Fe FeCl2 + 2Na+ + 2e
Abrasi artinya pengikisan pada metal yang menyebabkan luka, karena terbawanya lumpur yang mengandung pasir.
Pembersihan CWP dilakukan pada baling-balingnya (kipas-kipasnya) saat unit shutdown dengan jalan mechanical cleaning atau coating (pengecetan), sabagai cara untuk menghambat laju korosi.
1.1.4 Kondensor
Condensor adalah tempat uap panas dari turbin didinginkan dengan menggunakan pendingin air laut. Disinilah uap panas tadi terkondensasi menjadi air yang siap digunakan sebagai bahan utama ketel uap, boiler, atau HRSG. Pembersihan condenser dilakukan pada saat overhaul.
Pada condenser dilakukan proteksi berupa impressed current catodik dan injeksi ferrossulfat, tepatnya pada condenser dan CWHE sisi water box.
1.1.5 Pipa-Pipa Kanal
Pipa-pipa yang dialiri air laut mulai dari outlet CWP sampai dengan outlet condenser. Pada bagian ini dipasang proteksi rubber lining, maksutnya agar pipa-pipa yang terbuat dari carbon stell terhindar dari korosi dan abrasi fluid air laut. Saat overhaul pipa-pipa kanal tersebut selalu dibersihkan, karena dikhawatirkan sudah masuk telur-telur biota laut yang telah berkembang dan volumenya telah membesar.
1.2 Desalination Plant
1.2.1 Pengertian desalination plant
Gambar 3.4 Desalination Proses Diagram PLTGU Muara karang Blok I Sumber : Data Diklat PJB Muara Karang “ Desalination Plant”
Desalination plant adalah sebuah unit yang memproduksi air baku/raw water dari air laut dengan proses destilasi. Proses destilasi adalah proses memisahkan unsur garam dan mineral yang terkandung dalam cairan dengan menggunakan metode evaporasi.
Flash Evaporation ialah bila air laut dalam suatu chamber dan tekanan didalam diatur dibawah tekanan 1 atm maka air laut tersebut akan menguap walau temperatur masih dibawah temperatur penguapan. Uap yang dihasilkan ini adalah uap murni tampa mengandung zat – zat terlarut. Dan apabila uap ini dikondensasikan maka hasil kondensasi berupa air murni. Berikut gambar proses evaporator.
Gambar 3.5 proses evaporator
Sumber : Data Diklat PJB Muara Karang “ Desalination Plant”
Air penambah/ pengisi ketel untuk kebutuhan PLTU Muara Karang unit 1 sampai dengan unit 5 diperoleh dari proses distilasi air laut dengan menggunakan Desalination plant yang mempunyai kapasitas 40 ton/jam, di tampung di tangki Make-Up.
Air dari Make-Up ini diolah lagi dalam Demin Plant 1 yang mempunyai kapasitas 864 ton/hari dan ditampung dalam tangki Demin dan tangki Kondensate dengan kapasitas 2x380 ton dan 1x760 ton.
1.2.2 Tujuan desalination plant
Proses destilasi tujuannya untuk memperoleh destilate water. Caranya dengan memenaskan air laut dengan brine heater, untuk mencapai temperature air laut yang diinginkan yaitu antara 96 oC sampai dengan 110 oC. Selain itu berfungsi juga sebagai pensuplai air tawar/air penambah yang berfungsi untuk mengganti kehilangan air dalam siklus yang diakibatkan oleh adanya kebocoran air atau uap dan pembuangan lewat CBD sebagai koreksi kualitas boiler water. Air penambah mempunyai syarat-syarat kualitas tertentu. Untuk memperoleh kualitas yang ditentukan, air baku atau raw water diolah melalui Demin Water Plant.
1.2.3 Proses desalination plant
a. Pemanasan
Proses menaikkan temperatur air laut yang terjadi di Brine Heater. b. Penguapan
Terbentuknya fase uap dari sebagian air laut yang terjadi di ruang evaporator.
c. Kondensasi
Proses perubahan fase dari uap (vapor) menjadi cair (liquid). Terjadi di kondensor evaporator.
1.2.4 Bagaimana Memperoleh Air Baku ?
a. Pengolahan dengan sistim Reverse Osmosis
b. Pengolahan dengan cara Evaporasi (Desalination Plant)
1.3 Prinsip kerja desalination plant
Air laut panas (brine heater) tersebut pada ruangan evaporator dikondisikan dengan bantuan alat pembuat vacuum (hampa udara) yang disebut ejector, sehingga terjadi perubahan fase dari fase air yang dinamakan air desilete. Pada brine heater terjadi perubahan fase uap ke fase air yang dinamakan air condensate, sebagaian air condensate dipompa dan disemprotkan dalam bentuk spray (embun) pada auxilary steam brine heater yang bertujuan untuk menjaga temperature auxiliary steam.
Gambar 3.6
A. DIAGRAM DESALINATION PLANT
Gambar 3.7 Diagram Desalination Plant Sumber : Media Pustaka PJB Muara Karang
B. SISTIM VACUM
Gambar 3.8 Sistim Vacum
C. SISTIM SEA WATER
Gambar 3.9 Sistim Se Water
Sumber : Media Pustaka PJB Muara Karang
D. SISTIM BLOW DOWN
Gambar 3.10 Sistim Blow Down Sumber : Media Pustaka PJB Muara Karang
E. SISTIM KONDENSATE
Gambar 3.11 Sistim Kondensate Sumber : Media Pustaka PJB Muara Karang
F. SISTIM DESTILATE
Gambar 3.12 Destilate
G. SISTIM INJEKSI KIMIA
Gambar 3.13 Sistim Injeksi Kimia Sumber : Media Pustaka PJB Muara Karang
H. PANEL KONTROL
Gambar 3.14 Panel Kontrol
I. MONITORING DESALINATION PLANT
Gambar 3.15 Monotoring Desalination Plant Sumber : Media Pustaka PJB Muara Karang
J. REPORT PARAMETER OPERASI
Gambar 3.16 Report Parameter Operasi Sumber : Media Pustaka PJB Muara Karang
K. REPORT ARSIP PARAMETER OPERASI
Gambar 3.17 Report Arsip Parameter Operasi Sumber : Media Pustaka PJB Muara Karang
L. REPORT TRENDING
Gambar 3.18 Report Trending Sumber : Media Pustaka PJB Muara Karang
M.REPORT ALARM HISTORY
Gambar 3.19 Report Alarm History Sumber : Media Pustaka PJB Muara Karang
Pada bagian ini mulai terjadi banyak permasalahan, karena air laut penuh dengan polutan-polutan . masalah-masalah yang sering dijumpai pada pengoperasian desalination plant diataranya berkembangnya biota laut atau kerang pada tube-tube, pengerakan (scaling), korosi, dan foaming (pembusaan).
Pengerakan (scaling) merupakan masalah yang paling banyak ,menimbulkan kerugian, karena terjadi pada pipa-pipa brine heater. Akibatnya dapat terjadi penurunan produk, karena menurunnya kapasitas pertukaran panas. Selain itu terjadinya proses korosi di bawah deposit (kerak).
Gambar 3.20 Desalination Plant Sumber : Album Foto hairun
Pergerakan dapat terjadi karena adanya kandungan bahan kimia tertentu pada air laut, dan adanya reaksi kimia selama proses penguapan (evaporasi). Proses pengerakan dapat diatasi dengan membatasi temperature brine, dan menambah bahan kimia inhibitor, yang berfungsi mencegah terjadinya pengerakan. Kedua cara tersebut dapat dilakukan secara bersamaan.
Reaksi primer
2HCO3- CO2 + CO-3 + H2O H2O + CO-3 2OH- + CO2 Reaksi sekunder
a. Mg+2 + 2OH- Mg(OH)2 (Brucite) (pada temperature dan pH tertinggi) (mengedap)
Anhydrite biasanya tidak menimbulkan masalah dan kurang larut pada temperature tinggi, tapi memerlukan waktu yang lamamengendap atau membentuk kerak. Hemydrate (CaSO4.x1/2H O) menendap seketika begitu terbentuk, paling sering
Dehydrate (CaSO42H2O) kelarutannya relatif lebih baik dibandingkan lainnya. Komponen pembentuk kerak lainnya adalah Mg6Fe(CO3)3.x4H2O,SO2,CaSiO3 atau
MgSiO3
Tahapan pembentukan kerak adalah pertama pembentukan CO3 dan OH, kemudian akan mencapai titik jenuhnya apada temperature yang tinggi. Kedua, pembentukan inti Kristal (nucleation). Dan ketiga, pertumbuhan Kristal. Pada tahap ketiga ini anion dan kation bergerak secara diffuse menuju inti Kristal dan bergabung ke dalam Iattice atau terjadi pertumbuhan Kristal.
Untuk mencegah terjadinya pergerakan (scale inhibition) dengan cara menambahkan scale inhibitor (antiscale agent) ke dalam air laut. Selama ini dikenalkan beberapa scale inhibitor yang biasanya digunakan, yaitu H2SO4 dan inhibitor ambang batas (threshold inhibitor).
Ada tiga jenis threshold inhibitor, yaitu polyphosphate, phosphate, dan polycarboxylic. Cara kerjanya dengan berfungsi sebagai growth inhibitor (pembatasan pertumbuhan), dengan menghambat dan menghentikan pertumbuhan yang terjadi pada Kristal. Hasilnya pertumbuhan pertumbuhan Kristal di luar kebiasaanya, sehingga dihasilkan Kristal yang bulat dan tidak mudah menempel sebagai kerak. Selain itu berfungsi pula sebagai dispersant, yaitu partikel padat seperti lumpur, debu dan Kristal CaCO3 dipertahankan dalam bentuk suspense, sehingga dengan demikian mencegah terbentuknya endapan yang mengerak.
Kriteria pemilihan bahan kimia sabagai antiscale adalah :
a. Bahan kimia yang mempunyai kemampuan untuk mendistorsi Kristal. Mekanismenya dengan meningkatkan daya kelarutan dari Kristal tersebut, dan mengubah bentuk struktur pertumbuhan Kristal. Proses tersebut terjadi karena adanya bahan polimer yang mempunyai bentuk tidak teratur dan masuk
kedalam kisi-kisi Kristal, yang dapat menahan terjadinya endapan yang mempunyai sifat struktur kimia yang getas dan keras.
b. Bahan kimia harus mempunyai sifat dispersant. Mekanismenya dapat mengabsorbsi atau menyerap pada permukaan Kristal dan memberikan muatan-muatan sejenis terhadap kristal tersebut, akibatnya pertikel tetap tinggal diam sebagai suspense.
c. Bahan kimia harus mempunyai sifat sequestren. Mekanismenya dengan mencegah ion dari keadaan normal, dengan cara membentuk senyawa ion komplek.
Bahan anti scale anti scale yang digunakan di PLTU/PLTG adalah bahan kimia yang mengandung polyphosphate dan polycarboxylic. Selain berfungsi sebagai anti scale, bahan kimia tersebut juga berfungsi threshold inhibitor. Sehingga dapat berfungsi mencegah terjadinya kerak dan dapat memecahkan kerak yang sudah terbentuk.
Air destilasi yang diperoleh dari proses desalination plant yang ditampung dengan raw water tank belum memenuhi syarat untuk pengisian boiler. Sehingga perlu diolah kembali melalui peralatan water treatment.
Dari raw water tank, air dipompa ke water treatment. Selanjutnya air tersebut melalui pre-filter air dan juga diberi mix bed polisher yang terdapat bahan kimia anion resin yang dapat mengikat ion negatif dan kation resin yang dapat mengikat ion positif. Ion-ion yang terdapat pada water tank adalah ion positif Na+ dan ion negatif Cl-.
Dengan banyaknya ion yang menempel pada mix bed polisher, maka kemungkinan besar air menjadi jenuh sehingga mempengaruhi proses penyaringan. Untuk itu perlu dihilangkan dengan menggunakan hydrolic acid, cautic sods dan
dibantu panas uap dari boiler. Air yang telah dihilangkan mineralnya (demineralized water) ditampung dalam tangki penambah (make up water tank) yang selanjutnya akan digunakan dalam proses berikutnya untuk air penambah atau pengisi di boiler.
