Persyaratan Air Umpan Boiler

Persyaratan Air Umpan Boiler Persyaratan Air Umpan Boiler

Secara umum air yang akan digunakan sebagai air umpan boiler adalah air yang tidak Secara umum air yang akan digunakan sebagai air umpan boiler adalah air yang tidak mengandung unsur yang dapat menyebabkan terjadinya endapan yang dapat

mengandung unsur yang dapat menyebabkan terjadinya endapan yang dapat membentukmembentuk kerak pada boiler, air yang tidak

kerak pada boiler, air yang tidak mengandung unsur yang dapat menyebabkan korosimengandung unsur yang dapat menyebabkan korosi terhadap boiler dan s

terhadap boiler dan sistem penunjangnya dan juga tidak mengandung unsur yang dapatistem penunjangnya dan juga tidak mengandung unsur yang dapat menyebabkan terjadinya pembusaan terhadap air

menyebabkan terjadinya pembusaan terhadap air boiler. Oleh karena itu untuk dapatboiler. Oleh karena itu untuk dapat digunakan sebagai air umpan boiler maka air baku dari sumber air harus dilakukan digunakan sebagai air umpan boiler maka air baku dari sumber air harus dilakukan  pengolahan terlebih dahulu, karena harus memenuhi persyaratan tertentu seperti yang  pengolahan terlebih dahulu, karena harus memenuhi persyaratan tertentu seperti yang

diuraikan dalam tabel dibawah ini: diuraikan dalam tabel dibawah ini: Ta

Tabel 2.2.1 Persyaratan ir bel 2.2.1 Persyaratan ir !mpan "oiler !mpan "oiler  P

Paarraammeetteerr SSaattuuaann PeenP nggeennddaalliiaan n ""aattaass P

Phh !!nniitt 11##..$$%% 1111..$$ &

&oonndduuccttii''iittyy ((mmhhooss))ccmm $$######,,mmaa** T

T++SS PPppmm $$####,,mmaa** P

P% % llkkaalliinniittyy PPppmm --

% % llkkaalliinniittyy PpPpmm //####,,mmaa** O

O% % llkkaalliinniittyy PPppmm 22..$$**SSiiOO22,,mmiinn T T..00aarrddnneessss PPppmm --S Siilliiccaa PPppmm 11$$##,,mmaa** " "eessii PPppmm 22,,mmaa** P

Phhoosspphhaat t rreessiidduuaall PpPpmm 22##% % $$## S

Suulliitte e rreessiidduuaall PPppmm 22##% % $$##  p0condensate

 p0condensate !nit!nit /.#% .#/.#% .# 3e

3e : : PT.PT.4alco 4alco 5ndonesia5ndonesia

Persyaratan kualitasair

Persyaratan kualitasair boiler menurut merican "oiler anuacturer6s ssosiationboiler menurut merican "oiler anuacturer6s ssosiation 7"8 dan S9 pada tabel berikut.

7"8 dan S9 pada tabel berikut.

Ta

Tabel 2.2.2 Persyaratan ualitas bel 2.2.2 Persyaratan ualitas ir "oiler 7"8ir "oiler 7"8 Tekanan Tekanan 7psig8 7psig8 Total Total Solids Solids Total Total alkalinitas alkalinitas Suspended Suspended solid solid Silica Silica 7ppm8 7ppm8 ondukti'itas ondukti'itas icro.ohm)cm icro.ohm)cm

7ppm8 7ppm8 7ppm8 #% ## .$## ;## ## 1$# ;.### #1% <$# .### =## 2$# # =.### <$1% =## 2.$## $## 1$# <# $.### =#1% ;$# 2.### <## 1## # <.### ;$1% ## 1.$## ## =# 2# .### #1% 1.### 1.2$# 2$# <# / 2.### 1.##1%1.$## 1.### 2## 21 2 1$#   Sumber:Pullmanellogs71/#8

ir kondensat biasanya dikembalikan lagi ke tangki umpan untuk menghemat

 pemakaian air,tetapi kualitas air kondensat tersebut harus memenuhi persyaratan seperti tabel  berikut.

Tabel 2.2. Persyaratan ir ondensat

 4o. Parameter Satuan 4ilai

1 ondukti'itas mg)l 1#

2 Total +issol'ed Solid mg)l $

 Total solid Suspended solid mg)l #.$

< Total Silika mg)l #.#$ $ Total "esi mg)l #.1 = Total &opper mg)l #.#2 ; &#2 mg)l 1 / &hloride mg)l #.#1  Organic mg)l #.#1 Sumber :Pullmanellogs71/#8

Tabel 2.2.< onsentrasi ir "oiler 

Produsen "oiler merika

Tekanan Steam pada "oiler 7ata8 onsentrasi ir "oiler aksimum 7ppm8 #-2# $## 2#-# ### #-<# 2$## <#-$# 2### $#-=# 1$## =#-;# 12$# ;#-1## 1###

2.2.1 3ekomendasi untuk "oiler dan ualitas ir !mpan

otoran yang ditemukan dalam boiler tergantung pada kualitasair umpan yang tidak diolah,  proses pengolahan yang digunakan dan prosedur pengoperasian boiler. Sebagai aturan umum,

semakin tinggi tekanan operasi boiler akan semakin besar sensitiitas terhadap kotoran. Tabel 2.2.1.1 3ekomendasi batas air umpan 75S1#2, 1/28

39O94+S5 "TS 53 !P4 75S 1#2, 1/28 ?aktor  0ingga 2# kg)cm2 21- kg)cm2 <#-$ kg)cm2

Total besi 7maks.8 ppm #,#$ #,#2 #,#1

Total tembaga 7maks.8 ppm #,#1 #,#1 #,#1

Total silika 7maks.8 ppm 1 #, #,1

Oksigen 7maks.8 ppm #,#2 #,#2 #,#1

3esidu hidrasin ppm - - -#,#=

 p0 pada 2$#& /,/-,2 /,/-,2 /,2-,2

-39O94+S5 "TS 53 !P4 75S 1#2, 1/28 ?aktor  0ingga 2# kg)cm2 21- kg)cm2 <#-$ kg)cm2 T+S, ppm ###-$## 1$##-2$## $##-1$##

Total padatan besi terlarut ppm $## 2## 1$# ondukti'itas listrik spesiik

 pada 2$#& 7mho8 1### <## ##

3esidu osat ppm 2#-<# 2#-<# 1$-2$

 p0 pada 2$#& 1#-1#,$ 1#-1#,$ ,/-1#,2

Silika 7maks.8 ppm 2$ 1$ 1#

2. kibat ir !mpan "oiler yang Tidak emenuhi "aku utu

etidaksesuaian kriteria air umpan boiler akan mempengaruhi berbagai hal, misalnya : 1. orosi

Peristiwa korosi adalah peristiwa elektrokimia, di mana logam berubah menjadi bentuk asalnya akibat dari oksidasi yang disebabkan berikatannya oksigen dengan logam, atau kerugian logam disebabkan oleh akibat beberapa kimia

Penyebab korosi "oiler:  % Oksigen Terlarut

 % lkalinity 7 orosi p0 tinggi pada "oiler tekanan tinggi 8  % arbon dioksida 7 korosi asam karbonat pada jalur kondensat 8  % orosi khelate 7 9+T sebagai pengolahan pencegah kerak 8

kibat dari peristiwa korosi adalah penipisan dinding pada permukaan boiler sehingga dapat menyebabkan pipa pecah atau bocor.

2. erak 

Pengkerakan pada sistem boiler disebabkan oleh :

 % Pengendapan hardness eedwater dan mineral lainnya

 % ejenuhan berlebih dari partikel padat terlarut 7 T+S 8 mengakibatkan tegangan permukaan tinggi dan gelembung sulit pecah.

 % erak boiler yang la@im : &a&O, &a 7PO<82, g7O082, gSiO, SiO2, ?e27&O8, ?ePO<

. 9ndapan

Pembekuan material non mineral pada boiler, umumnya berasal dari :  % Oksida besi sebagai produk korosi

 % ateri organic 7 kotoran % bio, minyak dan getah 8, "oiler bersiat alkalinity jika terkena gliserida maka akan terjadi reaksi penyabunan.

 % Partikel padat tersuspensi dari eedwater 7 tanah endapan dan pasir 8

+ari peristiwa % peristiwa ini mengakibatkan terbentuknya deposit pada pipa superheater, menyebabkan peristiwa o'erheating dan pecahnya pipa, terbentuknya deposit pada sirip turbin, menyebabkan turunnya eisiensi.

2.< Pengolahan ir !mpan "oiler 

!ntuk mencegah terjadinya masalah-masalah yang timbul pada boiler,maka air umpan 7contohnya air sungai8 yang akan digunakan sebelum masuk ke boiler, harus diolah terlebih dahulu, pengolahan air ini meliputi :

1. Pengolahan 9ksternal

Pengolahan eksternal digunakan untuk membuang padatan tersuspensi, padatan terlarut 7terutama ion kalsium dan magnesium yang merupakan penyebab utama pembentukan kerak8 dan gas-gas terlarut 7oksigen dan karbon dioksida8.

Proses perlakuan eksternal yang ada adalah: A Pertukaran ion

A +e-aerasi 7mekanis dan kimia8 A Osmosis balik 

A Penghilangan mineral atau demineralisasi

Sebelum digunakan cara di atas, perlu membuang padatan dan warna dari bahan baku air, sebab bahan tersebut dapat mengotori resin yang digunakan pada bagian pengolahan

 berikutnya.

etode pengolahan awal adalah sedimentasi sederhana dalam tanki pengendapan atau  pengendapan dalam clariier dengan bantuan koagulan dan lokulan. Penyaring pasir

 bertekanan, dengan aerasi untuk menghilangkan karbon dioksida dan besi, dapat digunakan untuk menghilangkan garam-garam logam dari air sungai.

Tahap pertama pengolahan adalah menghilangkan garam sadah dan garan non-sadah. Penghilangan yang hanya garam sadah disebut pelunakan, sedangkan penghilangan total garam dari larutan disebut penghilangan mineral ataudemineralisasi. Proses pengolahan eksternal dijelaskan dibawah ini.

a. Proses Pertukaran 5on 7Plant Pelunakan8

Pada proses pertukaran ion, kesadahan dihilangkan dengan melewatkan air pada bed @eolit alam atau resin sintetik dan tanpa pembentukan endapan. Benis paling sederhana adalah  pertukaran basa dimana ion kalsium dan magnesiun ditukar dengan ion sodium. Setelah  jenuh, dilakukan regenerasi dengan sodium klorida. >aram sodium mudah larut, tidak

membentuk kerak dalam boiler. +ikarenakan penukar basa hanya menggantikan kalsium dan magnesium dengan sodium, maka tidak mengurangi kandungan T+S, dan besarnya

 blowdown. Penukar basa ini juga tidak menurunkan alkalinitasnya.

+emineralisasi merupakan penghilangan lengkap seluruh garam. 0al ini dicapai dengan menggunakan resin kation, yang menukar kation dalam air baku dengan air hidrogen

menghasilkan asam hidroklorida, asam sulat dan asam karbonat. sam karbonat dihilangkan dalam menara degassing dimana udara dihembuskan melalui air asam. "erikutnya, air

melewati resin anion, yang menukar anion dengan asam mineral 7misalnya asam sulat8 dan membentuk air. 3egenerasi kation dan anion perlu dilakukan pada jangka waktu tertentu dengan menggunakan asam mineral dan soda kaustik, supaya kemampuan pertukaran ion  pulih kembali.

Sebelum penggunaan kembali resin yang telah jenuh,  perlu dilakukanpencucian atau pembilasan dengan air

lunak untuk menghilangkan kelebihan 4a&l yang tersisa diunggun resin. ir regenerasi  biasanya memerlukan /# % 1=# kg 4a&l untuk setiap 1 m resin

dengan larutan garam $ % 2#C. Daju air garam yang digunakan berkisar <#

l)menit.m2. Penghilangan lengkap silika dapat dicapai dengan pemilihan resin anion yang  benar. Proses pertukaran ion, jika diperlukan dapat digunakan untuk demineralisasi yang

hampir total, seperti untuk boiler pembangkit tenaga listrik.

Proses pelunakan air dengan resin penukar ion ini lebih eisien danpraktis

dibandingkan dengan proses pelunakan menggunakan pengendapankimia karena tidak menghasilkan lumpur, peralatan sederhana dan mudah dioperasikan.

 b. +e-aerasi

+alam de-aerasi, gas terlarut seperti oksigen dan karbon dioksida, dibuang dengan

 pemanasan air umpan sbelum masuk ke boiler. Seluruh air alam mengandung gas terlarut dalam larutannya. >as-gas tertentu seperti karbon dioksida dan oksigen, sangat meningkatkan

korosi. "ila dipanaskan dalam sistem boiler, karbon dioksida 7 8 dan oksigen 7 8 dilepaskan sebagai gas dan bergabung dengan air 7 O8 membentuk asam karbonat 7

8.

Penghilangan oksigen, karbon dioksida dan gas lain yang tidak dapat terembunkan dari air umpan boiler sangat penting bagi umur peralatan boiler dan juga keamanan operasi. sam karbonat mengkorosi logam menurunkan umur pemipaan dan peralat an.

 sam ini juga melarutkan besi 7?e8 yang jika kembali ke boiler akan mengalami

 pengendapan dan menyebabkan terjadinya pembentukan kerak pada boiler dan pipa. erak ini tidak hanya berperan dalam penurunan umur peralatan tapi juga meningkatkan jumlah energi yang diperlukan untuk mencapai perpindahan panas.

+e-aerasi dapat dilakukan dengan

de-aerasi mekanis, de-aerasi kimiawi, atau dua-duanya. +e-aerasi mekanis untuk

 penghilangan gas terlarut digunakan sebelum penambahan bahan kimia untuk oksigen. +e-aerasi mekanis didasarkan pada hukum isika &harles dan 0enry. Secara ringkas hukum tersebut menyatakan bahwa penghilangan oksigen dan karbon dioksida dapat disempurnakan dengan pemanasan air umpan boiler, yang akan menurunkan konsentrasi oksigen dan karbon dioksida di sekitar atmoser air umpan. +e-aerasi mekanis dapat menjadi yang paling

ekonomis, beropasi pada titik didih air pada tekanan dalam de-aerator. +e-aerasi mekanis dapat berjenis 'akum atau bertekanan. +e-aerator berjenis 'akum beroperasi dibawah tekanan atmoser, pada suhu sekitar &, dan dapat menurunkan kandungan oksigen dalam air hingga kurang dari #,#2 mg)liter. Pompa 'akum atau steam ejector diperlukan untuk mencapai kondisi 'akum. +e-aerator jenis bertekanan beroperasi dengan membiarkan steam menuju air umpan melalui klep pengendali tekanan untuk mencapai tekanan operasi yang dikehendaki, dan dengan suhu minimum &. Steam menaikkan suhu air

menyebabkan pelepasan gas dan yang dikeluarkan dari sistem. Benis ini dapat mengurangi kadar oksigen hingga #,##$ mg)liter.

"ila terdapat kelebihan steam tekanan rendah, tekanan operasi dapat dipilih untuk

menggunakan steam ini sehingga akan meningkatkan ekonomi bahan bakar. +alam sistem  boiler, steam lebih disukai untuk de-aerasi sebab:

A Steam pada dasarnya bebas dari dan

A Steam tersedian dengan mudah

A Steam menambah panas yang diperlukan untuk melengkapi reaksi

Sementara de-aerator mekanis yang paling eisien menurunkan oksigen hingga ke tingkat yang sangat rendah 7#,##$ mg)liter8, namun jumlah oksigen yang sangat kecil sekalipun dapat menyebabkan bahaya korosi terhadap sistem. Sebagai akibatnya, praktek pengoperasian yang  baik memerlukan penghilangan oksigen yang sangat sedikit tersebut dengan bahan kimia  pereaksi oksigen seperti sodium sulat yang akan meningkatkan T+S dalam air boiler dan

meningkatkanblowdown dan kualitas air make-up. 0ydrasin berea ksi dengan oksigen

membentuk nitrogen dan air. Senyawa tersebut selalu digunakan dala m boiler tekanan tinggi  bila diperlukan air boiler dengan padatan yang rendah, karena senyawa tersebut tidak

meningkatkan T+S air boiler.

c. Osmosis "alik 

Osmosis balik menggunakan kenyataan bahwa jika larutan dengan konsentrasi yang berbeda- beda dipisahkan dengan sebuah membran semi-permeable, air dari larutan yang

 berkonsentrasi lebih kecil akan melewati membran untuk mengencerkan cairan yang  berkonsentrasi tinggi. Bika cairan yang berkonsentrasi tinggi tersebut diberi tekanan,  prosesnya akan dibalik dan air dari larutan yang berkonsentrasi tinggi mengalir kelarutan

ualitas air yang dihasilkan tergantung pada konsentrasi larutan pada sisi tekanan tinggi dan  perbedaan tekanan yang melintasi membran.

2. Pengolahan 5nternal

Pengoahan 5nternal 75nternal Treatment8 adalah pengkondisianir boiler

dengan bahan kimia treatment E pengaturan lainnya dengantujuan agar orosi, Pengerakan dapat dihindari dan kemurnian uap terjaga baik. Pengolahan ini

dengan cara pemberian bahan kimia langsung kedalam boiler bersama-sama

dengan air pengisi boiler.3eaksi yang terjadi menyebabkan naiknya kandungan @at padat ) en dapan yang dapat menyebabkan pembusaan ) primming dan carry

o'er. Bumlah @at padat dapat ditekan dengan pengaturan blowdown,sehingga  permasalahn yang terjadi dapat diatasi.

Tujuan pengolahan ini untuk mengatur atau mengontrol @at-@atpadat, alkalinitas,kelebihan os at, gas-gas korosi, menghindarkantimbulnya endapan- endapan yang dapat melekat dan me ngeras padadinding atau pipa-pipa boiler dan

membuat lapisan boiler lebih tahanterhadap korosi. "eberapa mekanisme yang terjadi dalam 5nternal Treatment, antara lain:

1. ereaksikan kesadahan dengan bahan kimia, agar kerakcalcium carbonate yang

keras berubah menjadi endapan yang lunak berlumpur sehingga bisa dibuang melalui blow-down.

2. engkondisikan p0)lkalinity air boiler untukmenghindarkan pengerakan silica.

. Penggunaan anti-busa 7anti oam8 untuk mencegah potensi pembusaan yang akan mengakibatkan terjadinya carry-o'er dan menurunkan kemurnian uap.

"eberapa jenis bahan kimia yang umum dipergunakan dalam 5nternal treatment adalah sbb:

•  ?osat 7jenis ortho ataupun polyosat8: bereaksi kesadahan calcium untuk

menetralisir kesadahan air dengan membentukhydrat tricalcium osat yang

 berbentuk lumpur dan dapat dibuangmelalui blow down secara terus-menerus atau secara berkala melalui bawah ketel.

• 4atural and synthetic dispersants 7+ispersant8: meningkatkan siat dispersi ir "oiler.

"eberapa contoh Polymeric +ispersant adalah: - polimer lam : lignosulphonates, tannin

- Polimer sintetik : polyacrylates, maleat acrylate copolymer,maleat styrene copolymer,dsb .

• SeFuestering agents 7anti scale8 seperti phoshate organic 7phosphonates8,Polymaleic acid

7P8, Sulonated co-polymer, dsb.

• O*ygen sca'engers 7Pemakan Oksigen8:seperti natrium sulit,tannis, hidra@in,

hidroFuinon)progallol berbasis

deri'ati,hydro*ylamine deri'ati, asam askorbat deri'ati, dll. O*ygenSca'engers ini, dikata lisasi ataupun tidak, akan mengurangi kadar oksigen terlarut dalam

eed-water. "eberapa jenis dari

o*ygensca'enger ini juga berungsi sebagai passi'ator untuk mem-passi'asi  permukaan logam seperti 0ydra@ine, 0ydro*ylamine deri'ate,dll. Pilihan

 produk dan dosis yang diperlukan akantergantung pada jenis alat mekanis yang digunakan 7+ eaeator atau0eating Tank8

• nti-oaming or anti-priming agents : campuran bahan aktipermukaan yang mengubah