air dan fungsinya sebagai umpan boiler dan cooling

AIR DAN FUNGSINYA SEBAGAI UMPAN BOILER DAN COOLING TOWER

Kegunaan air dalam proses industri sangat banyak sekali selain sebagai air baku

pada industri air minum dan pemutar turbin pada pembangkit tenaga listrik juga sebagai

alat bantu utama dalam kerja pada proses ndash proses industri Selain itu juga air digunakan

sebagai sarana pembersihan ( cleaning ) baik itu cleaning area atau alat ndash alat produksi yang

tidak memerlukan air dengan perlakuan khusus atau cleaning dengan menggunakan air

dengan kualitas dan prasyarat tertentu yang membutuhkan sterilisasi dan ketelitian yang

tinggi Dalam hal ini pembahasan difokuskan pada air sebagai penghasil energi kalor dan

sebagai penyerap energi kalor ( pendingin ) dalam industri pada umumnya

A Air umpan boiler

Boiller adalah tungku dalam berbagai bentuk dan ukuran yang digunakan untuk

menghasilkan uap lewat penguapan air untuk dipakai pada pembangkit tenaga listrik lewat

turbin proses kimia dan pemanasan dalam produksi

Sistem kerjanya yaitu air diubah menjadi uap Panas disalurkan ke air dalam boiler

dan uap yang dihasilkan terus ndash menerus Feed water boiler dikirim ke boiler untuk

menggantikan uap yang hilang Saat uap meninggalkan air boiler partikel padat yang

terlarut semula dalam feed water boiler tertinggal

Partikel padat yang tertinggal menjadi makin terkonsentrasi dan pada saatnya

mencapai suatu level dimana konsentrasi lebih lanjut akan menyebabkan kerak atau

endapan untuk membentuk pada logam boiler

Ketidaksesuaian kriteria air umpan boiler menurut baku mutu diatas akan

mempengaruhi berbagai hal misalnya

1 Korosi

Peristiwa korosi adalah peristiwa elektrokimia dimana logam berubah menjadi

bentuk asalnya akibat dari oksidasi yang disebabkan berikatannya oksigen dengan logam

atau kerugian logam disebabkan oleh akibat beberapa kimia

Penyebab korosi Boiller

ndash Oksigen Terlarut

ndash Alkalinity ( Korosi pH tinggi pada Boiler tekanan tinggi )

ndash Karbon dioksida ( korosi asam karbonat pada jalur kondensat )

ndash Korosi khelate ( EDTA sebagai pengolahan pencegah kerak )

Akibat dari peristiwa korosi adalah penipisan dinding pada permukaan boiler

sehingga dapat menyebabkan pipa pecah atau bocor

2 Kerak

Pengerakan pada sistem boiler

ndash Pengendapan hardness feedwater dan mineral lainnya

ndash Kejenuhan berlebih dari partikel padat terlarut ( TDS ) mengakibatkan tegangan

permukaan tinggi dan gelembung sulit pecah

ndash Kerak boiler yang lazim CaCO3 Ca3 (PO4)2 Mg(OH)2 MgSiO3 SiO2 Fe2(CO3)3 FePO4

3 Endapan

Pembekuan material non mineral pada boiler umumnya berasal dari

ndash Oksida besi sebagai produk korosi

ndash Materi organic ( kotoran ndash bio minyak dan getah ) Boiler bersifat alkalinity jika

terkena gliserida maka akan terjadi reaksi penyabunan

ndash Partikel padat tersuspensi dari feedwater ( tanah endapan dan pasir )

Dari peristiwa ndash peristiwa ini mengakibatkan terbentuknya deposit pada pipa

superheater menyebabkan peristiwa overheating dan pecahnya pipa terbentuknya deposit

pada sirip turbin menyebabkan turunnya effisiensi

B Air pendingin dan sirkulasi sebagai Cooling tower dan Chiller

Colling tower atau menara pendingin adalah suatu sistem pendinginan dengan

prinsip air yang disirkulasikan Air dipakai sebagai medium pendingin misalnya pendingin

condenser AC diesel generator ataupun mesin ndash mesin lainnya

Jika air mendinginkan suatu unit mesin maka hal ini akan berakibat air pendingin

tersebut akan naik temperaturnya misalnya air dengan temperature awal ( T1 ) setelah

digunakan untuk mendinginkan mesin maka temperaturnya berubah menjadi ( T2 ) Disini

fungsi cooling tower adalah untuk mendinginkan kembali T2 menjadi T1 dengan blower

fan dengan bantuan angin Demikian proses tersebut berulang secara terus menerus

Sedangkan pada chiller temperature yang dibutuhkan relative lebih rendah

dibandingkan penggunaan Colling tower

Beda antara cooling dan chiller adalah pada sistem yang digunakan Maksudnya bila

cooling adalah sistem terbuka sedangkan pada chiller adalah sistem tertutup sehingga

proses penguapan lebih rendah dibandingkan dengan sistem terbuka

Sistem air cooling dapat dikategorikan dua tipe dasar sebagai berikut

1 Sistem air cooling satu aliran

Sistem air cooling satu arah adalah satu diantara aliran air yang hanya melewati satu

kali penukar panas Dan lalu dibuang kepembuangan atau tempat laindalam proses

Sistem tipe ini mempergunakan banyak volume air Tidak ada penguapan dan

mineral yang terkandung didalam air masuk dan keluar penukar panas Sistem air cooling

satu arah biasa digunakan pada terminal tenaga besar dalam situasi tertutup dari air laut

atau air sungai dimana persediaan air cukup tinggi

2 Sistem air cooling sirkulasi

Pada sistem sirkulasi terbuka ini air secara berkesinambungan bersikulasi melewati

peralatan yang akan didinginkan dan menyambung secara seri Transfer panas dari

peralatan ke air dan menyebabkan terjadinya penguapan ke udara Penguapan menambah

konsentrasi dan padatan mineral dalam air dan ini adalah efek kombinasi dari penguapan

dan endapan yang merupakan konstribusi dari banyak masalah dalam pengolahan dengan

sistem sirkulasi terbuka

Pada peristiwa sirkulasi air ini akan terjadi proses ndash proses sebagai berikut

a Pendinginan air cooling tower adakah atas dasar penguapan ( Evaporasi )

Pada peristiwa fisika dikenal prinsip ldquo jumlah kalor yang diterima = jumlah kalor yang

dilepaskan ldquo Kalor untuk melakukan pendinginan dari T2 menjadi T1 sama dengan kalor

penguapan atau dengan kata lain air tersebut menjadi dingin dikarenakan sebagian dari air

tersebut menguap

Untuk cooling tower besarnya penguapan dapat dihitung bila diketahui kapasitas pompa

sirkulasi ( m3jam )

b Pada air Cooling tower terjadi pemekatan Garam

Dengan adanya penguapan maka lama kelamaan seluruh mineral yang tidak dapat

menguap akan berkumpul sehingga terjadi pemekatan Dengan banyaknya mineral yang

terkandung pada air Cooling tower perlu dilakukan proses Bleed Off dan penambahan air

make up Air yang menguap adalah air yang murni bebas dari garam ndash garam mineral

dengan konsentrasi = 0 Pada cooling tower dapat diketahui siklus air pada unit cooling

tower adalah dengan cara

Dengan rumus

Cycle = Tower water chlorideMake up water chloride

Tanpa menggunakan parameter khlorida siklus dapat diketahui dengan membaca

konduktivity yaitu dengan membandingkan konduktivity air tower dengan konduktivity air

make up

Masalah yang sering timbul dalam pada seluruh sistem air cooling adalah

ndash Korosif

Pada pH yang rendah menyebabkan terjadinya korosi pada logam Begitu juga

nitrifying Penyebab lain adalah dengan adanya bakteri yang dapat menghasilkan asam

sulfat Bakteri yang memiliki kemampuan untuk mengubah hydrogen sulfide menjadi sulfur

kemudian mengubah menjadi asam sulfat Bakteri ini menyerang logam besi logam lunak

dan steiless steel hidup sebagai anaerobic ( tanpa udara )

ndash Kerak

Pembentukan kerak diakibatkan oleh kandungan padatan terlarut dan material

anorganik yang mencapai limit control

Metode yang digunakan untuk mencegah terjadinya pembentukan kerak antara lain

1 Menghambat kerak dengan mengontrol pH

Dalam keadaan asam lemah ( kira ndash kira pH 65 ) Asam sulfat yang paling sering

digunakan untuk ini memiliki dua efek dengan memelihara pH dalam daerah yang benar

dan mengubah kalsium karbonat ini memperkecil resiko terbentuknya kerak kalsium sulfat

Ini memperkecil resiko terbentuknya kerak kalsium karbonat dan membiarkan cycle yang

tinggi dari konsentrasi dalam sistem

1 Mengontrol kerak dengan bleed off

Bleed off pada sirkulasi air cooling terbuka sangat penting untuk memastikan bahwa

air tidak pekat sebagai perbandingan untuk mengurangi kelarutan dari garam mineral yang

kritis Jika kelarutan ini berkurang kerak akan terbentuk pada penukar panas

1 Mengontrol kerak dengan bahan kimia penghambat kerak

Bahan kimia umumnya berasal dari organic polimer yaitu polyacrilik dan polyacrilik

buatan

ndash Masalah mikrobiologi

Microorganisme juga mampu membentuk deposit pada sembarangan permukaan

Hampir semua jasad renik ini menjadi kolektor bagi debu dan kotoran lainnya Hal ini dapat

menyebabkan efektivitas kerja cooling tower menjadi terganggu

ndash Masalah kontaminasi

Keadaan cooling tower yang terbuka dengan udara bebas memungkinkan organisme

renik untuk tumbuh dan berkembang pada sistem belum lagi kualitas air make up yang

digunakan

PENGOLAHAN AIR UMPAN KETELKebutuhan energi dan sistem pemanasan dalam industri umumnya dipenuhidengan cara memanfaatkan steam yang dibangkitkan dalam suatu ketel (boiler)Air yang berasal dari sungai danau dan sumur tidak dapat langsung digunakanuntuk air umpan ketel Air yang digunakan harus diolah terlebih dahulu karena jikatidak maka masa pakai ketel akan berkurang51 Persyaratan Air Umpan KetelPenggunaan air umpan ketel yang tidak memenuhi persyaratan akanmenimbulkan beberapa masalah antara lain i Pembentukan kerakii Terjadinya korosiiii Pembentukan busaPembentukan Kerak KetelKerak pada ketel dapat terjadi karena pengendapan (precipitation) langsung darizat pengotor pada permukaan perpindahan panas atau karena pengendapan zattersuspensi dalam air yang kemudian melekat pada logam dan menjadi keras Kerakdapat mengakibatkan terjadinya pemanasan-lanjut setempat (local overheating) danlogam ketel gagal berfungsi (failure) Macam-macam kerak yang dapat terbentuk akibatsenyawa-senyawa impurities pada air umpan ketel ditunjukkan pada Tabel 51Korosi pada KetelPengertian korosi secara sederhana adalah perubahan kembali logam menjadibentuk bijihnya Proses korosi sebenarnya merupakan proses elektrokimia yang rumitdan kompleks Korosi dapat menimbulkan kerusakan yang luas pada permukaan logamPenyebab utama timbulnya korosi antara lain i pH air yang rendahii Gas-gas yang terlarut dalam air seperti O2 CO2 dan lain-lainiii Garam-garam terlarut dan padatan tersuspensiKontak antara permukaan logam dan air menyebabkan terjadinya reaksi korosi sebagaiberikut Fe + 2 H2O harr Fe(OH)2 + H2 (51)Pengolahan dan Penyediaan AirBab 5 ndash Pengolahan Air Umpan Ketel 5-2Reaksi di atas pada suatu saat akan mencapai keadaan kesetimbangan dan korosi tidakakan berlanjut akan tetapi adanya oksigen terlarut dan pH air yang rendah akan

mengakibatkan terganggunya kesetimbangan dan reaksi bergeser ke sebelah kananReaksi yang terjadi akibat adanya oksigen dan pH yang rendah adalah sebagai berikut 4 Fe(OH)2 + O2 + 2 H2O harr Fe(OH)3 (52)2 H2 + O2 harr 2 H2O (53)Fe(OH)2 + 2 H+ harr Fe2+ + 2 H2O (54)Pergeseran arah reaksi korosi ke sebelah kanan menyebabkan berlanjutnya peristiwakorosi pada logam-ketel Alkalinitas yang rendah dan adanya garam-garam dan padatanterlarut dalam air dapat membantu terjadinya korosi

Pembentukan busaPembentukan busa (foaming) adalah peristiwa pembentukan gelembunggelembungdi atas permukaan air dalam drum boiler Penyebab timbulnya busa adalahadanya kontaminasi oleh zat-zat organik atau zat-zat kimia yang ada dalam air keteltidak terkontrol dengan baik Busa dapat mempersempit ruang pelepasan uap-panas(steam-release space) dan dapat menyebabkan terbawanya air serta kotoran-kotoranbersama-sama uap air Kerugian yang dapat ditimbulkan oleh hal ini adalah terjadinyaendapan dan korosi pada logam-logam dalam sistem ketel

Pengolahan Air Umpan Ketel Secara UmumSebelum digunakan sebagai umpan air yang berasal dari berbagai jenis sumberdiolah dengan menggunakan metoda yang telah diterangkan pada sub bab 41 Setelahmengalami pengolahan pendahuluan (pengolahan eksternal ) air umpan boiler harusmengalami pengolahan khususPengolahan ini menggunakan berbagai macam zat kimia yang diinjeksikan ditambahkanke air umpan boiler Penambahan bahan kimia ini diharapkan dapatdigunakan untuk mencegah berbagai akibat yang dapat merugikan performansi kerjadari ketelPenambahan bahan-bahan kimia pada air umpan boiler merupakan proses yangesensial terlepas dari kenyataan apakah air itu diolah atau tidak sebelumnya Olehkarena itu pengolahan eksternal dalam beberapa hal tidak diperlukan sehingga airdapat langsung digunakan setelah penambahan beberapa bahan-bahan kimia sajaContoh penambahan bahan-bahan kimia pada air umpan ketel tanpa harus mengalamipengolahan terlebih dahulu adalah - apabila ketel beroperasi pada tekanan rendah atau sedang- apabila sejumlah besar kondensat digunakan kembali sebagai air umpan- atau bila air baku yang digunakan untuk air umpan ketel telah memiliki kualitasyang baikProses pengolahan air dengan penambahan bahan-bahan kimia ini memilikibeberapa kesulitan Kesulitan yang utama adalah adalah bila kesadahan air umpanPengolahan dan Penyediaan AirBab 5 ndash Pengolahan Air Umpan Ketel 5-4sangat tinggi sehingga banyak lumpur yang terbentuk Hal ini dapat menaikkan jumlahblow down Pengolahan air umpan ketel dengan penambahan bahan-bahan kimia yangdilakukan tanpa pengolahan pendahuluan (pengolahan eksternal) juga memperbesarkemungkinan pembentukan kerak pada sistem sebelum ketel dan pada saluran-saluranair umpan53 Pengolahan Air Umpan Ketel dengan Penambahan Bahan-bahan Kimia

Tujuan penambahan bahan-bahan dalam proses pengolahan air umpan boileradalah sebagai berikut (1) Bereaksi dengan kesadahan dan kandungan silika air umpan dan mencegahpengendapannya pada permukaan logam ketel sebagai kerak Ion-ion kalsium dapatdiendapkan dalam bentuk kalsium hidroksi apatit (3Ca3(PO4)2Ca(OH)2) dankalsium karbonat (CaCO3) dan ion-ion magnesium dan silika diendapkan dalambentuk sarpentin (2MgSiO3Mg(OH)2H2O) magnesium silikat (MgSiO2) danmagnesium hidroksida (Mg(OH)2) Reaksi-reaksi yang terjadi adalah sebagaiberikut 3 Ca2+ + 2 PO43- 1048774 Ca3(PO4)2 (55)Ca2+ + HCO3- + OH 1048774 CaCO3 + H2O (56)Mg2+ + 2 OH 1048774 Mg(OH)2 (57)3Mg2+ + 2OH- + 2SiO32- + H2O 1048774 2MgSiO3Mg(OH)2H2O (58)4Mg2+ + 2OH- + 2PO43- 1048774 2Mg3(PO4)2Mg(OH)2 (59)pH yang cukup baik untuk proses ini adalah di atas 95 Kondisi ini memungkinkanpembentukan endapan yang dapat mengalir dengan mudah pada saat dilakukanblow down Penggunaan bahan-bahan kimia khusus untuk mengendalikanpembentukan kerak (chelating agents) merupakan alternatif lain yang dapatdilakukan Bahan-bahan kimia ini bersama ion-ion seperti kalsium dan magnesiumdapat membentuk senyawa kompleks yang larut dalam air Penggunaan chelatingagents ini hanya sesuai untuk boiler bertekanan rendah dan air umpan ketel dengankesadahan yang rendah (1-2 ppm) Contoh dari chelating agent adalah NTA (nitrilotriacetic acid) dan EDTA (ethylene diamine tetraacetic acid)(2) Menjadikan zat-zat tersuspensi seperti lumpur kesadahan dan besi oksida menjadisuatu massa yang tidak melekat pada logam ketel Pengaturan sifat lumpur agartidak melekat pada logam ketel dilakukan dengan penggunaan bermacam-macamPengolahan dan Penyediaan AirBab 5 ndash Pengolahan Air Umpan Ketel 5-5bahan organik yang masuk golongan tannin lignin atau alginat Bahan-bahanorganik ini perlu dipilih dan diproses sedemikian rupa sehingga efektif dan stabilpada tekanan operasi ketel Pengeluaran lumpur dari ketel dilakukan dengan carablow down(3) Menyediakan perlindungan anti busa untuk memungkinkan pemekatan padatanterlarut dan tersuspensi dalam air ketel sampai taraf tertentu tanpa terjadi carry overPembentukan carry-over dapat terjadi akibat disain ketel yang kurang baik alatpemisah steam dan air yang tidak efektif atau akibat level air yang tinggi Busadapat terbentuk akibat adanya padatan yang terlarut atau tersuspensi dalam airalkalinitas atau akibat masuknya material yang dapat merangsang pembentukanbusa seperti kondensat steam yang terkontaminasi oleh minyak Penggunaansenyawa-senyawa pencegah pembentukan busa (anti foam agents) dapat dilakukanuntuk mengatasi masalah ini akan tetapi cara yang lebih ekonomis adalah denganmelakukan pengolahan air yang baik peningkatan blow down dari ketel danmenghilangkan senyawa yang dapat membantu pembentukan busa dari kondensat

steam yang didaur ulang (recycle)(4) Menghilangkan oksigen dari air dan menyediakan alkalinitas yang cukup untukmencegah korosi ketel Sejumlah oksigen dapat terbawa dalam air umpan ketelmeskipun sudah melewati tahap deaerasi Kandungan oksigen ini harus dihilangkanuntuk mencegah terjadinya korosi Bahan kimia untuk menghilangkan oksigen(chemical oxygen scavenger) yang biasa digunakan adalah natrium sulfit danhydrazine Reaksi yang terjadi pada proses ini adalah sebagai berikut 2 Na2SO3 + O2 1048774 2 Na2SO4 (510)N2H4 + O2 1048774 H2O + N2 (511)Natrium sulfit digunakan pada proses ini karena alasan-alasan seperti mempunyaikecepatan reaksi yang cepat pada temperatur rendah mudah untuk diumpankan dansisa yang tidak bereaksi dapat dianalisis dengan mudah Hydrazine dapat digunakanuntuk menghilangkan oksigen tanpa menambah jumlah kandungan padatan terlarutatau padatan tersuspensi Hydrazine hanya dapat bereaksi dengan oksigen bebaspada suhu tinggi dan boiler dengan tekanan di bawah 400 psig tidak dapatmenggunakan senyawa ini Hydrazine yang tidak bereaksi akan menambahkandungan ammonia dan nitrogen bebas di air boiler Hydrazine baik digunakanjika pemakaian natrium sulfit menghasilkan impurities pada kukus yang dapatPengolahan dan Penyediaan AirBab 5 ndash Pengolahan Air Umpan Ketel 5-6merusak katalis dan pada tekanan tinggi natrium sulfit akan menambah padatanterlarut di air boiler Oleh sebab itu hydrazine lebih banyak dipakai pada plant yangmenggunakan boiler tekanan tinggi Jumlah hydrazine yang ditambahkan samadengan jumlah oksigen terlarut dan berlebih 100 untuk menjaga agar kandunganminimum di air umpan tetap sebesar 005 - 01 ppm Hydrazine adalah larutanberacun dan harus ditangani secara hati-hatiSelain tujuan-tujuan di atas pengolahan internal juga harus mencegah korosidan pembentukan kerak pada sistem air umpan serta memberikan perlindungan korosidalam sistem kondensat-uapPenambahan soda kaustik soda abu atau campuran senyawa-senyawa fosfatdapat dilakukan untuk mengatasi alkalinitas air yang terlalu rendah54 Perlakuan terhadap Kondensat (Condensate Treatment)Perlakuan terhadap kondensat mencakup pengendalian korosi di sistemkondensat dan perbaikan mutu kondensat (condensate polishing)Sekalipun kondensat yang diumpankan kembali relatif murni tetapi mungkinmasih mengandung impurities dari hasil proses korosi dan erosi baik yang larutmaupun yang tidak larut Impurities tersebut dapat berupa mineral-mineral kesadahandan minyak Condensate polishing dimaksudkan untuk meminimumkan jumlahimpurities tersebut agar dapat mencegah pembentukan kerak pada ketel dan turbin danmeminimumkan pengaruh korosifTahap perbaikan kondensat merupakan kombinasi dari tahap filtrasi danpertukaran ion Sistem pertama yang dipakai adalah sistem filtrasi dan pertukaran ionsecara terpisah Filtrasi digunakan untuk menyaring pengotor tersuspensi dan minyakTahap filtrasi saja sudah cukup memadai jika dipakai untuk menyaring impurities padasaat start-up dan operasi normal tetapi jika terjadi kebocoran pada pipa kondensatsehingga padatan terlarut banyak memasuki kondensat tahap filtrasi saja tidak cukupdan dibutuhkan sistem demineralisasi (mix-bed demineralizer) untuk operasi perbaikan

Alternatif lain yang dapat dipakai adalah penggunaan tahap filtrasi dan demineralisasidalam satu alatBab 6 ndash Pengolahan Air Pendingin 6-1BAB 6PENGOLAHAN AIR PENDINGINAir pendingin (cooling water) adalah air yang dilewatkan melalui alat penukarpanas dengan maksud untuk menyerap dan memindahkan panasnya Sistem yang dilaluioleh aliran air pendingin disebut sebagai sistem air pendingin (cooling water system)Sistem air pendingin dibagi dalam dua jenis yaitu jenis resirkulasi dan jenis sekalilewat(once-through) Pada jenis resirkulasi air pendingin yang telah digunakandigunakan kembali untuk keperluan yang sama sedangkan pada sistem sekali-lewat airyang telah digunakan langsung dibuang Jenis resirkulasi dibagi lagi dalam dua jenisyaitu resirkulasi terbuka dan resirkulasi tertutup Pada sistem resirkulasi terbukasebagian air yang telah digunakan diuapkan untuk mendinginkan bagian air sisanyaPada sistem resirkulasi tertutup pendinginan kembali tidak dengan cara memanfaatkanpanas laten penguapan melainkan dengan menggunakan suatu jenis alat penukar panasPada sub-bab berikut akan dijelaskan mengenai persyaratan air pendingin sertametoda pengendalian terhadap masalah yang sering timbul pada sistem air pendinginMetoda pengendalian tersebut meliputi sistem air pendingin resirkulasi terbuka sistemair pendingin resirkulasi tertutup dan sistem air pendingin sekali-lewat61 Persyaratan Air PendinginAir pendingin adalah air yang dilewatkan melalui alat penukar panas (heatexchanger) dengan maksud untuk menyerap dan memindahkan panasnya Masalah yangsering timbul dalam sistem air pendingin adalah l terjadinya korosi2 pembentukan kerak dan deposit3 terjadinya fouling akibat aktivitas mikrobaKorosi pada Sistem Air PendinginKerugian yang ditimbulkan oleh korosi pada sistem air pendingin adalahpenyumbatan dan kerusakan pada sistem perpipaan Kontaminasi produk yangdiinginkan karena adanya kebocoran-kebocoran dan menurunnya efisiensi perpindahanpanas Mekanisme sederhana dan beberapa hal yang menyebabkan terjadinya korositelah dibahas pada sub bab 51Pengolahan dan Penyediaan AirBab 6 ndash Pengolahan Air Pendingin 6-2Pembentukan Kerak dan Deposit pada Sistem Air PendinginGangguan yang ditimbulkan oleh terbentuknya kerak antara lain penurunanefisiensi perpindahan panas naiknya kehilangan tekanan karena naiknya tahanan dalampipa serta penyumbatan pada pipa-pipa berukuran kecilFouling pada Sistem Air PendinginMenara pendingin (cooling tower) merupakan bagian dari sistem air pendinginyang memberikan lingkungan yang baik untuk pertumbuhan dan perkembanganmikroorganisma Algae dapat berkembang dengan baik pada bagian yang cukupmendapat sinar matahari sedangkan lendir (slime) dapat berkembang pada hampir diseluruh bagian dari sistem air pendingin ini Mikroorganisma yang tumbuh danberkembang tersebut merupakan deposit (foul) yang dapat mengakibatkan korosi lokalpenyumbatan dan penurunan efisiensi perpindahan panas

Sistem Air Pendingin dengan Resirkulasi TerbukaSistem resirkulasi terbuka dibahas lebih dulu karena sistem ini memiliki masalahyang jauh lebih rumit sehingga masalah dalam sistem ini telah mencakup pula masalahdalam sistem-sistem yang lainPengolahan dan Penyediaan AirBab 6 ndash Pengolahan Air Pendingin 6-3621 Pengendalian Pembentukan KerakPembentukan kerak dipengaruhi oleh jumlah padatan terlarut yang ada di airCaCO3 merupakan kerak yang sering ditemui pada sistem air pendingin dan terbentukjika kadar Ca dan alkalinitas air terlalu tinggiPengendalian gangguan ini dimaksudkan untuk mencegah pembentukan kerakCaCO3 dengan menjaga agar kadar Ca dan alkalinitas dalam air sirkulasi cukup rendahdan mencegah pengendapan kerak pada permukaan logam Untuk maksud pertamadapat ditempuh dua cara yaitu (1) menurunkan siklus konsentrasi air yang bersirkulasi atau(2) menambah asam misalnya H2SO4 agar pH air di bawah 7Untuk maksud kedua dapat digunakan inhibitor kerak berupa chemicals sepertipolifosfat fosfonat ester fosfonat dan poliacrylatKecenderungan pembentukan kerak dapat diperkirakan menggunakan LangelierSaturation Index (LSI) dan Ryznar Stability Index (RSI) Fokus utama penggunaankedua index ini adalah untuk mengatur kondisi air pendingin agar tidak membentukkerak dan tidak bersifat korosif Index LSI berharga positif (+) berarti air cenderunguntuk membentuk kerak CaCO3 dan jika berharga negatif (-) air tidak jenuh denganCaCO3 cenderung untuk melarutkan CaCO3 dan bersifat korosif Identik dengan LSIharga RSI lebih kecil dari 60 menunjukkan kecenderungan pembentukan kerak dan jikalebih besar dari 60 berarti cenderung untuk melarutkan CaCO3 dan bersifat korosifContoh penggunaan LSl disajikan pada Gambar 61 Gambar tersebut dapat dipakaiuntuk menghitung pHs yaitu harga pH dimana air berada dalam kesetimbangan denganCaCO3 Perbedaan harga pHs dengan pH menyatakan harga indeks LSI Tabel 62menyajikan harga indeks LSI dan RSI dan perkiraan kemungkinan yang akan terjadipada sistem air pendingin622 Pengendalian KorosiPengendalian korosi dilakukan dengan cara menambahkan chemicals yangberfungsi sebagai inhibitor (penghambat) Inhibitor yang umum dipakai adalahpolifosfat kromat dikromat silikat nitrat ferrosianida dan molibdat Dosis inhibitoryang digunakan harus tepat karena suatu inhibitor hanya dapat bekerja efektif setelahkadarnya mencapai harga tertentu Kadar minimum yang dibutuhkan oleh suatuinhibitor agar dapat bekerja secara efektif disebut batas kritis

Pengendalian Pembentukan Fouling dan Penghilangan Padatan TersuspensiPembentukan fouling yang disebabkan oleh mikroorganisme dapat dicegah ataudikendalikan menggunakan klorin klorofenol garam organometal ammoniumkuartener dan berbagai jenis mikrobiosida (biosida) Klorin merupakan chemicals yangpaling banyak dipakai Dosis pemakaian klorin yang efektif adalah sebesar 03 sampai10 ppm Pengolahan yang tepat diperoleh secara percobaan karena penggunaanbeberapa biosida secara bersama-sama kadang-kadang memberikan hasil yang lebihbaik dan senyawa-senyawa tersebut acap kali digunakan bersama klorin

Padatan tersuspensi dalam air merupakan masalah yang cukup serius Padatantersuspensi tersebut dapat menempel pada permukaan perpindahan panas sehinggamengakibatkan berkurangnya efisiensi perpindahan panas Salah satu metoda yangdigunakan untuk mengendalikan padatan tersuspensi adalah dengan melakukan filtrasisecara kontinu terhadap sebagian air yang disirkulasi

Sistem Air Pendingin dengan Resirkulasi Tertutup dan Sistem Air PendinginSekali-LewatSistem air pendingin dengan resirkulasi tertutup membutuhkan sejumlah kecilair make-up untuk mengurangi gangguan Air demin atau kondensat uap biasanyadigunakan sebagai sebagai air make-upPada sistem air pendingin sekali-lewat tidak ada proses pemekatan Jika prosespemekatan tidak terjadi maka kadar padatan terlarut relatif sama dengan air umpanKekurangan pada sistem ini adalah terjadi kenaikan temperatur sehingga perlu usahauntuk menurunkan temperatur tersebutPengolahan seringkali dimaksudkan untuk mencegah atau meminimumkankerak atau korosi dan juga berfungsi untuk mengurangi fouling yang disebabkan olehpadatan tersuspensi dan organisme laut Chemicals yang digunakan untuk maksudtersebut identik dengan yang dipakai untuk resirkulasi terbuka kecuali padapengendalian korosi Pemakaian inhibitor korosi pada sistem ini sama sekali tidakpraktis sehingga masalah korosi ditangani dengan cara melapisi permukaan peralatandengan serat yang diperkuat dengan plastik semen atau menggunakan peralatan yangtahan terhadap korosi


ndash Karbon dioksida ( korosi asam karbonat pada jalur kondensat )

ndash Korosi khelate ( EDTA sebagai pengolahan pencegah kerak )

Akibat dari peristiwa korosi adalah penipisan dinding pada permukaan boiler

sehingga dapat menyebabkan pipa pecah atau bocor

2 Kerak

Pengerakan pada sistem boiler

ndash Pengendapan hardness feedwater dan mineral lainnya

ndash Kejenuhan berlebih dari partikel padat terlarut ( TDS ) mengakibatkan tegangan

permukaan tinggi dan gelembung sulit pecah

ndash Kerak boiler yang lazim CaCO3 Ca3 (PO4)2 Mg(OH)2 MgSiO3 SiO2 Fe2(CO3)3 FePO4

3 Endapan

Pembekuan material non mineral pada boiler umumnya berasal dari

ndash Oksida besi sebagai produk korosi

ndash Materi organic ( kotoran ndash bio minyak dan getah ) Boiler bersifat alkalinity jika

terkena gliserida maka akan terjadi reaksi penyabunan

ndash Partikel padat tersuspensi dari feedwater ( tanah endapan dan pasir )

Dari peristiwa ndash peristiwa ini mengakibatkan terbentuknya deposit pada pipa

superheater menyebabkan peristiwa overheating dan pecahnya pipa terbentuknya deposit

pada sirip turbin menyebabkan turunnya effisiensi

B Air pendingin dan sirkulasi sebagai Cooling tower dan Chiller

Colling tower atau menara pendingin adalah suatu sistem pendinginan dengan

prinsip air yang disirkulasikan Air dipakai sebagai medium pendingin misalnya pendingin

condenser AC diesel generator ataupun mesin ndash mesin lainnya

Jika air mendinginkan suatu unit mesin maka hal ini akan berakibat air pendingin

tersebut akan naik temperaturnya misalnya air dengan temperature awal ( T1 ) setelah

digunakan untuk mendinginkan mesin maka temperaturnya berubah menjadi ( T2 ) Disini

fungsi cooling tower adalah untuk mendinginkan kembali T2 menjadi T1 dengan blower

fan dengan bantuan angin Demikian proses tersebut berulang secara terus menerus

Sedangkan pada chiller temperature yang dibutuhkan relative lebih rendah

dibandingkan penggunaan Colling tower
























tersebut menguap


sirkulasi ( m3jam )








Dengan rumus




make up


ndash Korosif






ndash Kerak
















buatan








digunakan




































tersebut menguap


sirkulasi ( m3jam )








Dengan rumus




make up


ndash Korosif






ndash Kerak
















buatan








digunakan















Dengan rumus




make up


ndash Korosif






ndash Kerak
















buatan








digunakan














buatan








digunakan













air dan fungsinya sebagai umpan boiler dan cooling

Documents