PENGUJIAN BOILER SEBAGAI PENYEDIA ENERGI PENGOLAHAN LIMBAH RADIOAKTIF CAIR PASCA PERBAlKAN

PENGUJIAN BOILER SEBAGAI PENYEDIA ENERGI PENGOLAHAN LIMBAH RADIOAKTIF CAIR

PASCA PERBAlKAN

Sugianto, Supamo, A';fin Istavara, Jonner Sitomlml, He'; Witono, Novia Aris P, Hannta, S'; Ma'1'anto

Pusat Teknologi Limbah Radioakiif - BA TAN giant068@batan,go.id

ABSTRAK

PENGUJIAN BOILER SEBAGAI PENYEDIA ENERGI PENGOLAHAN LIMBAH RADIOAKTIF CArn PASCA PERBAIKAN. Telah dilakukan pengujian boiler sebagai penyedia energi pengolahanlimbah radioakiif cair secara evaporasi. Pengujian dilakukan pasca perbaikan isolator panas pintu back hood boiler, Perbaikan isolator panas dilaktlkan karena lerjadinya panas berlebih pada pinlu back hood boiler yang mencapai 112°C clan 322 DC pada cLTobong boiler, Pasca perbaikan dilakukan pcngluian boiler diopL,.asikan unluk mL'llSllplai L'llergi panas pada pengolahan limbah radioakiif cair secara evaporasi dengan durasi 8 jam dalam sehari, Dilakukan pemantauan sctiap jam penyebaran panas pada pinlu back hood dan cerobong boiler, Ilasil pemanlauan panas pada pintu back hood boiler disekitar kaca intai api, temkur rerata 60 ^DC, dan 145^DC pada cerobong boiler.

Temperalur lerukur pasca perbaikan isola lor pmms pilltU back hood boiler anum clan selamal unluk pengoperasian boiler

Kala Klinci : pcngujian, perbaikan, boiler

ABSTRACT

BOILER TESTING .'L~II PROr7DER OF ENERGY PROCESSING OF L1QUIT IVWIOACTIT'E WASTE POST REF' AIR. Boiler testing has been done as a provider of evaporative energy processing of liquid radioactive waste.

The test is done after repair of heat illSulator of back hood boiler door. Heat insulator repair is done because of excessive heat on boiler back hood doOl:~ that reach 112 QCand 322°C on boiler chimney. Post-repair boiler testing is operated to supp(v heat energy to evaporative liquid radioactive waste treatment with a duration of 8 hours in a day. Alonitored evel)' hour of heat dissemination on back hood doOl:~and chimney boilers. The result of heat moniton'ng at boiler hood back door around fire glass. measured mean 60°C. and 145°C on boiler chimney. Measurable temperature after repair of heat insulator door back hood boiler safe and safe for the operation of the boiler

Keywords: testing. repair, boiler

PENDAHULUAN

Boiler atau ketel uap adalah suatu bejana/wadah yang di dalanmya berisi air atau fluida lain untuk dipanaskan menggunakan api yang berbahan bakar minyak solar (diesel) sehingga menjadi uap panas bertekanan (steam)[J][4]. Boiler yang dimiliki Pusat Teknologi Limbah Radioaktif - Badan Tenaga Nuklir Nasional (PTLR-BAT AN) ada 2 (dua) buah jenis Fire-Tube Boiler (Boiler Pipa Api) dengan 3 fase aliran api dengan kapasitas masing-masing 2000 kg/jam. Boiler ini terdapat 2 bagian di dalanmya. yaitu sisi tube/pipa dan sisi barrel/tong. Pada sisi barrel berisi fluida/air yang akan dipanaskan dan diubah mel~adi uap panas bertekanan (steam), sedangkan pad a sisi dalam pipa merupakan tempat terjadinya pembakaran 3 (tiga) fase. Api ditimbulkan dari pembakaran semprotan bahan bakar ( solar) oleh burner ke mang bakar. kemudian mengalir pada lorong pipa api utama, pipa-pipa api fase kedua dan ketiga selanjutnya menuju ke cerobong[l].

OOM[m~

M,fJ([UPWATtR

:=Juc.

Gambar 1. Diagram alir proses operasi sistem uap [41

Sugianto, Suparno, Arifin Istavara, Jonner Sitompul, dkk .. : Pengujian Boiler Sebagai Penyedia Energi ...

Spcsifikasi design boiler: [IJ

• Design tckanan

• Design operasi

• Kapasitas uap

: 10bar : 8.5 bar : 2280 kg/jam

Uap panas bcrtckanan (steam) hasil produksi hoiler didistribusikan mclalui pipa distribusi steam menuju evaporator. Didalam evaporator, steam tersebut digunakan untuk memanaskan dan mereduksi volume limbah radioaktif cair menjadi konsentrat. Uap yang keluar dari evaporator. tekanan dan suhunya tumn sehingga teljadi campuran uap dan air ( kondensat )[5].

Kondensat ini dikembalikan lagi ke boiler pada tangki surge kemudian dicampur dengan air baku yang sudah dilunakkan agar temperatur air umpan mendekati titik didih air, sehingga pernakaian bahan bakar menjadi lebih hemal. Penambahan air pada surge tank menggunakan air yang sudah dilunakkan. Kestabilan level air dijaga denganj70ating valve. Air umpan boiler adalah campuran dari kondensat dan air tambahan yang sudah dilunakkan. Air dipompa dari tangki surge ke tangki deaerator. Pada tangki deaerator air umpan disemprotkan uap panas untuk menghilangkan oksigen.

Air umpan dari tangki deaerator dipompa ke boiler[l][4].

Proses pembentukan uap teljadi akibat adanya perpindahan panas dari api secara radiasi ke dinding pipa. Panas ditemskan secara konduksi pada pipa menuju dinding yang bcrsentuhan dcngan air. Air yang paling dekat dengan pipa mengalami pembahan panas. akibatnya berat jenisnya menumn. Air panas naik ke pcrmukaan dan digantikan olch air yang suhunya Icbih dingin. Proses setemsnya teI:iadi secara bemlang-ulang sehingga terjadi pembentukan uap. Uap yang dihasilkan adalah uap panas lanjut. dengan temperatur 160lie pada tekanan8.3 kg/cm2 [4]

METODOLOGI

Pengujian kemsakan boiler dilakukan dengan mengamati sebaral1 panas pada isolator pintu back hood dan cerobong hoiler.

Gambar 2. Pengamatan sebaran panas menggunakan kamera infra merah dan tennometer infra merah

Gambar 3. Perbaikan penambalan retakan semen isolator pil1tu back hood

Gambar 4. Perbaikan asbestos isolator pintu back hood

180

PEMBAHASAN

A. Pcngukuran Tcmpcratur Scbclum Pcrbaikan Isolator

Pcngukuran dilakukan dcngan mcnggunakan kamcra infra mcrah, didapatkan hasil gambar scbaran panas scbagai bcrikut

o IoIIIRImage CorrtnllRtmaoe

TI1HmaiI~_g_e[pOint, lIM _~ ~ " ~

~---~---

^"

""~~----

Name M.uTem !-Jlnrem ""elage,u ErrnSSfi 290

256

221

181

IR 32194

RKorOlng Palamt'I!M'S 3128

Hidden

0.5

9429 085

••

••

.J\tI10Temp 25

Rei Horn Elf Otst Temo Coned Rec Due

Gambar 5. Pengukuran temperatur dengan fokus cerobong

~I I ••^AIIIRlmage ClMTtntlRlmage

Thermallmage Poml IlJne l.lltea

Name "'at Tern Um Tem "",,,'age ErnlSSN

m

".

22)

I••

118

IR 32212 37''& 10274 085

"••39

.vn!)Temp R~ Hom Elf atsl TempCorrtct RecCuc

25

Gambar 6. Pengukuran temperatur dengan fokus isolator pintll back hood

" AJIIRImage CurrentIRImage

i'hermallmage !~nt 1~'2.elloie3

flame 1J;o:Tern !.1mTern A;verage EmiSSiV.

IR 11125

Recording Parameters 5668

HIOden

1629 085

EmiSSMt,- 085

Amo Temp Rei Hum

Temp Coned Rec Dese

25

Gambar 7. Pengukuran lemperatur dengan fokus kaca pengintai api

Sugianto, Suparno, Arifin Istavara, Jonner Sitompul, dkk .. : Pengujian Boiler Sebagai Penyedia Energi ...

Hasil pcngukuran tempcratur cerobong. asbestos isolator pintu back hood dan pintu back hood dcngan [okus area kaca pengintai api sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 5, 6 dan 7 dirangkum dalam Tabell sebagai berikut :

Tabel I. Data Pengukuran Temperatur sebelum perbaikan isolator panas No Titik Pengukuran T max °e

1.

eerobong 321.94

2. Asbestos isolator pintu back hood 322.12

3.

Pintu back hood 11l.25

Pengukuran panas seperti ditunjllkkan pada Tabel I., menllnjllkkan bahwa terjadi panas berlebih pada pintu back hood boiler pada saat pengoperasian boiler untllk melayani kebutuhann uap panas pada pengolahan Iimbah radioaktif cair dengan evaporator. Pada tabel I. menunjllkkan data temperatur pada cerobong boiler sebesar 321.94 °e, asbestos isolator pintu back hood 322, 12 °e. pintu back hood 111,25 °e. HasH pengukuran panas seperti data tersebut adalah panas yang tidak wajar sehingga teIjadi panas membara pada sekitar asbestos isolator pintu boiler. Demi mel1iaga keselamatan kerja dan keamanan sistem boiler, maka segera boiler dimatikan untuk dilakukan investigasi. Pemeriksaan ketidaknormalan operasi boiler dilakukan setelah pendinginan sistem boiler dengan membuka pintll back hood boiler. Secara visual tampak adanya kerusakan batu tahan api pemisah fase I ke rase 2 dan 3 serta adanya retakan semen isolator panas pintu back hood boiler. Kerusakan batu tahan api pemisah fase api dari fase I ke fase 2 dan 3, menyebabkan api pad a lorong api utama langsung menujll cerobong boiler, sehingga terjadi kumngnya penyerapan panas api pada pipa api oleh media air yang dipanaskan pada shell diantara pipa api. Selanjutnya dilakukan perbaikan batu tahan api dan penambalan keretakan semen isolator panas pintu back hood boiler.

B. Penh'Ukuran Temperatur Pasca Perbaikan Isolator

Pengukuran Temperatur pasca perbaikan isolator panas dilakukan pada bebempa titik pengukuran untuk mendapatkan data sebaran panas. Pengambilan data penh'Ukuran panas dilakukan pada setiap jam selama opemsi boiler dalam 1 (satu hari dari jam 08.00 sampai dengan jam 16.00. Pengukuran dilakukan berulang pada hari yang berbeda

Tabel 2. Data pengukuran sebaran panas setiap jam dalam sehari operasi pada pintu back hood.

p --_.-- --- -~ ••_.

TITIK PENGUKURAN PANAS NO

W AKTU / JAM eDBE A FG cerobong

(asbestos)(asbestos) 1

08.4537,839,051.834,9133.085,097,3 2

09.0038,940,152,035,3135,981.698.5 3

10.0042,743.959.537.8159.0106.0113,0 4

11.0051.542.550,248,6148,0105,0122,0 5

12.0056.459,955,053,6133,6103,0119,2 6

13.0062,950,661.059,6157,6123,599,3 7

14.0069,355,167,865,9143,6106.4125,6 8

15.0071,569,756,768.0139,0115,1126,2 9

16.0073,459,372,070.5155,3108.4127.9 Rata2

56,04 52.69 49,6859,89145,00101.09117,02

182

TITIK PENGUKURAN PANAS

Gambar 8. Titik pengukuran sebaran panas

Tabel 3. Data pengukuran sebaran panas rerata selama 5 (lima) hari operasi pada pintu back hood.

isolator pintu back hood dan cerobong boiler

TlTIK SAMPLE NO

TanggaIGF E

A CDB

cerobong(asbestos)(asbestos) I

23/09/201748.3846.2343.3947.62129.00105,62101.86 2

30/09/20 1747.8443,3949,36130,25106,2498,5849.85 3

02II 0/20 1754.0846.9755.49146.08120,74107.7956.94 4

07/10/201746.8052.2052,82125.32106,00112.3154,64 5

09/10/201756,0449,6852.6959.89145.00101.09117.02 Rata2

53.17 50.61 46.0453.04135.13103.06112.39

Pasca perbaikan batu tahan api dan penall1balan keretakan semen isolator kell1udian dilakukan pcngujian dengan mengoperasikan boiler. dan dilakukan pengall1atan penyebamn panas pada pintll back hood boiler. asbestos isolator panas pintu boiler, dan pada ccrobong boiler.

Pengall1atan dilakllkan dcngan mcngambil data penyebaran panas sctiap I (satu) jam sekali sclama 8 (dclapan) jam operasi dalam sehari, dan diulang lagi pengall1bilan data ini lintuk 5 (lima) hari yang lain selama pcngoperasian boiler. Data pcngukuran sebamn panas digambarkan scbagaiman3 Gambar 9 dan 10

!!!{J.{J

1(;0.0 140.0

~

1){J.{J

:;

100.0

e

^..

0. _E.. 80.0^bO.O

•...

20.0{J.o 40.0

__ TITIK SAMPLE A __ TITIK SAMPLE B __ TITIK SAMPI F C --TITIK SAMPLE D -- TITIK SAMPLE E 'crobong __ III1K ~AMPII I(."h.·,'m)

- -I!lIK ~AMPII t,(."h"'I<")

0845 09.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 1500 1(;.00

Gambar 9. Graf1k scbaran panas sctiap jam dalam schari opemsi

Sugianto, Suparno, Aritin Istavara, Jonner Sitompul, dkk .. : Pengujian Boiler Sebagai Penyedia Energi ...

Pcngukuran panas pada ccrobong tampak lidak stabil. tcmpcratur bcmbah naik clan lumn, bcrgantung pada bcban pcngguna uap panas boiler. Pada saat pcnggunaan uap panas (cvaporasi) kebutuhan uap panasnya banyak. maka secara otOinatis boiler menambah tekanan bahan bakar mcnjadi lebih bcsar mCI~adikan api dalam boiler Icbih bcsar juga schingga tcmkur tcmpcratur pada cerobong menjadi naik. Demikian juga sebaliknya pada saat kebutuhan uap panas sedikit. maka tckanan bahan bakar boiler mcnjadi Icbih kccil dan api dalam boiler juga Icbih kccil, dan tcmpcratur pada cerobong terukur lebih rendah.

Penyebaran panas pada pintu back hood mulai stabil setelah 5 (lima) jam boiler beroperasi.

Temperatur tertinggi pada pintu back hood kurang dari 60°C. jauh lebih rendah dibanding pada saat adanya kerusakan batu tahan api dan adanya keretakan semen isolator panas. Pengamatan sebaran panas pasca petbaikan batu tahan api dan isolator panas pada 5 (lima) kali operasi boiler ditunjukkan pada Gambar 10. Temperatur rerata pada 5 (lima) hari yang berbeda pengoperasian boiler temperatumya relatif stabil.

160,00_140.00

r

_t

120.00 .•..•••••._____ -

u •••• ---

.£. 100,00

t---'- -. -- •...

•..

•..::J 80,00

~ <11

D.-~

Q. 60,00

~

-n

E ^{<11 I- 40,00}

^:1 L

20,00 ~ 0.00

Tanggal pengamatan

~ TITIK SAMPLE A

_ TITIK SAMPLE B

••••• TITIK SAMPLE C

- TlTIK SAMPLE 0

- TITIK SAMPLE E ccrobong

~ TITIK SAMPLE F (a5bc5to5)

- -TITIK SAMPLE G (a5bc5to5)

Gambar 10. GraHk sebamn panas rerata pada 5 (lima) hari betbeda pengoperasian boiler

KESIMPULAN

Panas berlebih pada cerobong. asbestos isolator pintu back hood dan pintu back hood boiler disebabkan olch adanya kerusakan batu tahan api dan retakan scmcn isolator panas pintu back hood boiler. Kerusakan dapat dipetbaiki dengan perbaikan batu tahan api. penggantian seal asbestos dan penambalan retakan semen isolator panas. Hasil dari perbaikan tersebut adalah sebaran panas pada cerobong. pintu back hood boiler kembali pada tempemtur nonnal pengoperasian boiler yaitu rerelta tempemtur cerobong 135°C. dan pintu back hood 50.71

0c.

DAFTAR PUS TAKA

[1] ARCHITEN. S\wtem Note S'team S:vstem. Jakarta. 1985.

[2] WAHY ATMOKO. Design and Calclilation Steam .~vtem. Jakarta 26 Novcmbcr 1985 [3] DJOKOSETY ARDJO. M.J, Kctcl Uap. PT. Pradnya Paramita, cctakan kc 3. 1993

[4] WITONO HER!. Pengopemsian Boiler, Prosiding Lapomn Kegiatan dan Penelitian tahun 2011,

[5] BUDIYONO. Analisis Kcgagalan Proscs Pcmbangkit Uap Pacta Instalasi Pcngolahan Limbah Radioaktif Cairo Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pellgelolaan Limbah XIV. 2016

184