Problem Pada Ketel Uap

(1)

PROBLEM PADA KETEL UAP

DI SUSUN OLEH : DI SUSUN OLEH : R R L L A A 1 1 5 5 5 5 6 6 F F A A 1 1 5 5 5 5 6 6

(2)

PENDAHULUAN

Ketel Uap

Ketel Uap (bahasa Inggris: (bahasa Inggris:boiler boiler ₎₎

adalah alat untuk menghasilkan uap air, yang akan digunakan untuk pemanasan atau tenaga adalah alat untuk menghasilkan uap air, yang akan digunakan untuk pemanasan atau tenaga gerak. Bahan bakar pendidih bermacam-macam dari yang populer batubara dan minyak bakar, gerak. Bahan bakar pendidih bermacam-macam dari yang populer batubara dan minyak bakar, sampai listrik, gas, biomasa, nuklir dan lain-lain. Pendidih merupakan bagian terpenting dari sampai listrik, gas, biomasa, nuklir dan lain-lain. Pendidih merupakan bagian terpenting dari penemuan mesin uap yang merupakan pemicu lahirnya revolusi industri.

(3)

PENDAHULUAN

Ketel Uap

Ketel Uap (bahasa Inggris: (bahasa Inggris:boiler boiler ₎₎

adalah alat untuk menghasilkan uap air, yang akan digunakan untuk pemanasan atau tenaga adalah alat untuk menghasilkan uap air, yang akan digunakan untuk pemanasan atau tenaga gerak. Bahan bakar pendidih bermacam-macam dari yang populer batubara dan minyak bakar, gerak. Bahan bakar pendidih bermacam-macam dari yang populer batubara dan minyak bakar, sampai listrik, gas, biomasa, nuklir dan lain-lain. Pendidih merupakan bagian terpenting dari sampai listrik, gas, biomasa, nuklir dan lain-lain. Pendidih merupakan bagian terpenting dari penemuan mesin uap yang merupakan pemicu lahirnya revolusi industri.

(4)



 Overheating Pada Seksi KonveksOverheating Pada Seksi Konveks



 Suara Gemuruh Saat Menyalakan Fuel OilSuara Gemuruh Saat Menyalakan Fuel Oil



 Nyala Api Diatas Bu Nyala Api Diatas Burner rner



 Nyala Api Pilot P Nyala Api Pilot Padamadam



 Nyala Api Di Burner N Nyala Api Di Burner Naik Taik Turunurun



 Nox Tinggi Nox Tinggi

PROBLE

M P

ADA KE

TEL

UAP



 Nyala Nyala Api BergApi Bergelombangelombang



 Lidah Api Menyentuh TubeLidah Api Menyentuh Tube



 Flashback Pada MixersFlashback Pada Mixers



Bentuk Nyala Api Tidak BeraturanBentuk Nyala Api Tidak Beraturan



 Fuel Oil Tercecer Fuel Oil Tercecer



 Nyala Nyala Api Panjang dApi Panjang dan Berasapan Berasap



 Nyala Nyala Api MiringApi Miring



Burner Padam dan Susah DinyalakanBurner Padam dan Susah Dinyalakan



Tekanan Gas TinggiTekanan Gas Tinggi



(5)

Nyala Api Bergelombang

Indikasi Masalah

· Terdengar suara gemuruh

· Nyala api terlihat erratic (tidak konsisten) · Jilatan lidah api kadang-kadang panjang Pengaruh Oprasional

· Dapat mengakibatkan kerusakan refractory · Dapat mengakibatkan kerusakan burner Penyelesaian Masalah

· Kurangi pemakaian fuel sampai sesuai kebutuhan pembakaran · Naikan draft furnace dengan menambah bukaan damper

(6)

Lidah Api Menyentuh Tube

Indikasi Masalah

· Secara visual ujung lidah api nampak menyentuh permukaan luar tube Pengaruh Oprasional

· Dapat mengakibatkan terjadinya hot spot pada tube

· Dapat mengakibatkan tube failure akibat terjadinya coking pada tube Penyelesaian Masalah

· Bersihkan burner

· Yakinkan udara pembakaran tercukupi · Yakinkan lubang tip tidak terarosi

· Yakinkan posisi burner dan lubang tip lurus · Yakinkan distribusi udara

(7)

Flashback Pada Mixers

Indikasi Masalah

· Perhatikan flame back bagian dalam mixer · Perhatikan overheating pada bagian luar mixer Pengaruh Operasional

· Dapat mengakibatkan kerusakan burner · Menurunnkan kinerja heater

Penyelesaian Masalah

· Naikan tegangan gas pada burner · Bersihkan burner

(8)

Bentuk Nyala Api Tidak Beraturan

Indikasi Masalah

· Nyala sebagian burner panjang dan sebagian lainnya pendek Pengaruh Operasional

· Dapat mengakibatkan hot spot · Inefisiensi oprasi

Penyelesaian Masalah

· Bersihkan tip burner (gas atau Oil)

· Atur semua bukaan air register dengan posisi yang sama

· Atur draft untuk meyakinkan aliran udara sama pada semua burner · Periksa aligment burner dan tip burner

(9)

Fuel Oil Tercecer

Indikasi Masalah

· Fuel oil menetes dari burner dan mengakibatkan genangan minyak dibawah burner Pengaruh Operasional

· Operasi tidak aman

· Inefisiensi operasi dan pembakaran · Pembentukan coke pada lantai Penyelesaian Masalah

· Atur temperature fuel oil · Atur fuel oil gun

· Atur steam differential pressure · Bersihkan fuel oil gun

(10)

Nyala Api Panjang dan Berasap

Indikasi Masalah

· Secara visual nyala api tampak panjang dan berasap Pengaruh Operasional

· Inefisiensi pembakaran · Setting cot tidak tercapai

· Permukaan tube terdapat deposit jelaga · Pembentukan coke di dinding

Penyelesaian Masalah · Atur tekanan steam · Bersihkan fuel oil gun · Atur draft

· Yakinkan fuel oil tip sesuai standard Periksa distribusi udara

(11)

Nyala Api Miring

Indikasi Masalah

· Nyala api tampak miring kesalah satu sisi Pengaruh Operasional

· Hot spot pada tube Penyelesaian Masalah

· Periksa sirkulasi flue gas · Bersihkan burner tip

· Periksa kemiringan burner dan tip · Periksa distribusi udara

(12)

Burner Padam dan Susah Dinyalakan

Indikasi Masalah

· Operator tidak dapat menyalakan burner Pengaruh Operasional

· Kegagalan start up Penyelesaian Masalah

· Reposisi pilot sehiingga nyala pilot dapat menyambar burner · Yakinkan fuel (gas atau oil) mengalir ke burner dengan baik · Tutup air register

(13)

Tekanan Gas Tinggi

Indikasi Masalah

· Tekana fuel pada fuel line lebih tinggi dari keadaan normal yang diperlukan untuk heat release

Pengaruh Operasional · Nyala api bergejolak · Hot spot

· Sulit mencapai temperature cot Penyelesaian Masalah

· Bersihkan orifice fuel pada burner · Bersihkan tip

(14)

Temperatur Stack Tinggi

Indikasi Masalah

· Temperatur stack cenderung naik diatas desain stack temperatur Pengaruh Operasional

· Menurunkan efisiensi furnace

· Konsumsi fuel dan biaya operasi naik Penyelesaian Masalah

· Atur akses oksigen · Atur draft

· Bersihkan seksi konveksi

(15)

Overheating Pada Seksi Konveksi

Indikasi Masalah

· Refractory rontok dari atas

· Draft pada seksi konveksi cenderung pada tekanan positif · Struktur baja dapat melengkung

Pengaruh Operasional · Unit shutdown Penyelesaian Masalah

· Buka stack damper untuk meningkatkan draft dari positif agar lebih negatif

· Jika damper telah terbuka, kurangi firing rate untuk mengeliminasi tekanan positif pada inlet konveksi

(16)

Suara Gemuruh Saat Menyalakan Fuel Oil

Indikasi Masalah

· Operator akan mendengar suara gemuruh dari burner Pengaruh Operasional

· Nyala api tidak stabil

· Nyala api kadang-kadang hilang Penyelesaian Masalah

· Periksa kebocoran steam by pass valve · Periksa kandungan air pada fuel oil · Naikan tekanan fuel oil

· Jika memungkinkan naikan ibf fuel oil, jika tidak ubah fuel oil gun dari concentric tube menjadi dual tube

(17)

Nyala Api Diatas Burner

Indikasi Masalah

· Nyala api yang terbakar agak jauh diatas tip Pengaruh Operasional

· Potensi tidak aman Penyelesaian Masalah

· Perbaiki tip (fuel gas atau oil) · Periksa flame holder

(18)

Nyala Api Pilot Padam

Indikasi Masalah

· Pilot tidak menyala

· Pilot tidak dapat dinyalakan Pengaruh Operasional

· Potensi tidak aman Penyelesaian Masalah · Atur draft

· Atur primary air pada pilot mixer

· Periksa tekanan gas pilot dan atur bila perlu · Periksa stabilitas nyala api

(19)

Nyala Api Di Burner Naik Turun

Indikasi Masalah

· Perhatikan pada mixer akan cenderung panas dan nampak kemerahan Pengaruh Operasional

· Kondisi nyala api tidak stabil Penyelesaian Masalah

· Kurangi tekanan fuel pada burner

(20)

Nox Tinggi

Indikasi Masalah

· Pengukuran Nox di stack tinggi Pengaruh Operasional

· Emisi Nox melebihi ambang batas yang diijinkan Penyelesaian Masalah

· Cek secondary air register · Cek O2 level

(21)

KOROSI PADA BOILER

Korosi menjadi salah satu masalah yang sangat lazim terjadi pada boiler. Bahkan

dapat dikatakan bahwa, tidak ada boiler yang tidak mengalami korosi. Karena

boiler menggunakan media kerja air yang jika tidak diperhatikan, akan sangat

mudah mengkorosi pipa-pipa boiler.

Air murni yang hanya tersusun oleh molekul H

₂

O dan tanpa ada zat lain yang

terlarut di dalamnya, bersifat tidak korosif. Zat-zat lain yang terlarut di dalam air

lah yang menjadi salah satu pemicu air memiliki sifat yang korosif. Oksigen menjadi

salah satu gas yang mudah larut di dalam air dan menjadi penyebab utama

terjadinya korosi pada pipa-pipa boiler.

(22)

Korosi pada pipa-pipa boiler melibatkan atom Fe yang mengalami kontak dengan air sehingga teroksidasi membentuk kation Fe2+_{dengan jalan melepaskan dua elektronnya. Elektron-elektron}

tersebut selanjutnya akan mereduksi atom oksigen dan bereaksi dengan air membentuk ion hidroksida.

Fe → Fe2+_{+ 2e}

-O₂ + 2H₂O + 4e- _{→ 4OH}

-Selanjutnya ion Fe2+_{bereaksi dengan ion OH}- _{membentuk ferro hidroksida.}

Fe2+_{+ 2OH}- _{→ Fe(OH)} 2

Pada kondisi kekurangan oksigen, atau biasa disebut dengan anaerobik, ferro hidroksida dapat teroksidasi lebih lanjut untuk membentuk lapisan magnetit yang justru bermanfaat bagi boiler untuk mencegah korosi yang lebih parah.

(23)

Berikut adalah bentuk-bentuk korosi yang terjadi

pada boiler

(24)

Penipisan Pipa.

Korosi pertama pada boiler biasa terjadi pada pipa yang alirannya mengalami

semacam tabrakan atau turbulen, seperti pada lekukan pipa. Kondisi ini

menyebabkan molekul-molekul Fe hanya teroksidasi hingga membentuk

Fe

2+

_{dan tidak lebih lanjut membentuk Fe}

3+

_{yang berfungsi untuk membentuk}

magnetit. Karena tidak terbentuk lapisan magnetit, maka korosi akan lebih dalam

mengikis pipa boiler. Pengikisanpun terus berlanjut didukung dengan aliran

fluida di dalam pipa yang turbulen, sehingga ketebalan pipa berangsur-angsur

menipis akibat korosi jenis ini.

Berikut adalah kondisi-kondisi yang memicu terjadinya korosi jenis ini:

Aliran yang bertabrakan.

 Nilai pH yang rendah

Kandungan oksigen di dalam air terlalu tinggi

(25)

Oxygen Pitting

.

Korosi ini disebabkan oleh adanya kandungan oksigen yang berlebihan pada air boiler.

Molekul oksigen akan terlokalisasi pada suatu titik tertentu dan mengoksidasi besi pipa

pada titik tersebut. Hasil korosi yang ditimbulkan tidak tetap menempel pada area

sebelumnya, akan tetapi molekul Fe(OH)

₂

akan terlarut ke dalam air dan meninggalkan

jejak berupa lubang kecil ( pitting ) pada permukaan pipa. Jika kandungan oksigen terus

berlebihan, maka akan semakin banyak lubang pitting yang ditimbulkan atau bahkan

(26)

Chelant Corrosion.

Chelant adalah salah satu jenis zat kimia yang umumnya berupa

asam ethylenediaminetetraacetic dan asam nitrilotriacetic, yang berfungsi sebagai

pengikat ion-ion kalsium, magnesium, dan besi agar tetap larut di dalam air boiler. Zat

ini biasa digunakan pada sistem pengolahan air boiler untuk mencegah ion-ion mineral

agar tidak mengendap dan membentuk kerak pada pipa boiler. Akan tetapi jika

penggunaan chelant ini tidak terkontrol, maka ia akan justru mengkorosi pipa boiler itu

sendiri karena sifatnya yang asam.

(27)

Corrosion Fatigue.

Korosi jenis ini biasa terjadi pada boiler yang berukuran besar. Lebih spesifik lagi, korosi ini terjadi pada pipa-pipa boiler sisi waterwall yang menggantung tinggi. Area waterwall menjadi area transisi fluida air dari cair untuk menjadi uap, sehingga proses nucleate boilling yang terjadi pada permukaan sisi dalam pipa ditambah dengan adanya tegangan pada pipa akibat posisinya

yang "menggantung", mendorong terjadinya corrosion fatigue. Faktor lain yang akan

mempercepat terjadinya korosi ini adalah kandungan oksigen terlarut di dalam air boiler yang terlalu tinggi, serta pH air yang terlalu rendah.

(28)

Korosi Asam Fosfat

Sodium fosfat menjadi salah satu zat kimia yang lazim disuntikan ke air boiler untuk mencegah menggumpalnya ion-ion mineral yang masih mungkin terkandung di dalam air boiler. Namun penggunaan sodium fosfat yang tidak terkontrol justru akan menimbulkan korosi pada pipa boiler,

karena terbentuknya asam fosfat. Beberapa faktor yang lain mendukung terjadinya korosi ini yaitu terbentuknya kerak di dalam pipa, meningkatnya tekanan kerja boiler, serta rasio molar sodium fosfat yang kurang dari 2,8.

(29)

Under-deposit acid corrosion

Korosi jenis ini terjadi pada saat air boiler menjadi bersifat asam pada permukaan dalam pipa yang terbentuk kerak. Ion hidrogen yang terbentuk akan menembus kerak sehingga pada saat bertemu dengan permukaan pipa ia akan men-dekarbonasi pipa tersebut. Ion hidrogen mengikat

karbon yang terkandung pada pipa dan membentuk metana. Di sisi lain secara perlahan atom-atom Fe pun akan teroksidasi.

(30)

Caustic Embrittlement

Material pipa boiler dapat berubah menjadi sangat rapuh akibat konsentrasi basa yang meningkat. Fenomena ini biasa terjadi pada boiler yang menggunakan sodium karbonat untuk mengontrol kandungan mineral-mineral magnesium dan kalsium di dalam air agar tidak mengendap. Pada saat air berubah fase menjadi uap, sodium karbonat tidak ikut menguap sehingga konsentrasinya di dalam air semakin banyak. Konsentrasi sodium karbonat yang terlalu tinggi akan

menghidrolisis air sehingga terbentuk sodium hidroksida yang bersifat basa. Na2CO3+ H2O → 2NaOH + CO2