bab 2 tinjauan pustaka 2.1. pengenalan...

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pengenalan Boiler

Boiler merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk menghasilkan steam (uap)

dalam berbagai keperluan. Air di dalam boiler dipanaskan oleh panas dari hasil

pembakaran bahan bakar (sumber panas lainnya) sehingga terjadi perpindahan panas

dari sumber panas tersebut ke air yang mengakibatkan air tersebut menjadi panas atau

berubah wujud menjadi uap. Air yang lebih panas memiliki berat jenis yang lebih

rendah dibanding dengan air yang lebih dingin, sehingga terjadi perubahan berat jenis

air di dalam boiler. Air yang memiliki berat jenis yang lebih kecil akan naik, dan

sebaliknya air yang memiliki berat jenis yang lebih tinggi akan turun ke dasar.

(Djokosetyardjo,,M.J.1990)

Sistem boiler terdiri dari: sistem air umpan, sistem steam dan sistem bahan

bakar. Sistem air umpan menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan

kebutuhan steam. Berbagai kran disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan.

Universitas Sumatera Utara

Sistem steam mengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler. Steam

dialirkan melalui sistem pemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem,

tekanan steam diatur menggunakan kran dan dipantau dengan alat pemantau tekanan.

Sistem bahan bakar adalah semua peralatan yang digunakan untuk menyediakan

bahan bakar untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan. Peralatan yang diperlukan

pada sistem bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan pada

sistem.

Jenis-jenis boiler :

I Berdasarkan bahan

Jenis boiler berdasarkan bahan bakar dapat dikelompokkan menjadi :

- Boiler bahan bakar padat

- Boiler bahan bakar cair

- Boiler bahan bakar gas

II. Berdasarkan posisi air dan gas panas

Jenis boiler berdasarkan posisi air dan gas panas dapat diklasifikasikan sebagai

berikut:

- Boiler pipa air ( water tube )

- Boiler pipa api ( fire tube )

- Boiler kombinasi


III. Berdasarkan tekanan

Jenis boiler berdasarkan tekanan dapat dibagi menjadi :

- Boiler tekanan rendah

- Boiler tekanan sedang

- Boiler tekanan tinggi

IV. Berdasarkan sirkulasi

Jenis boiler berdasarkan sirkulasi air dapat dibagi atas :

- Boiler sirkulasi alami

- Boiler sirkulasi paksa

2.2 Kondisi Air Umpan Boiler

Air yang digunakan pada proses pengolahan dan air umpan boiler diperoleh dari air

sungai, air waduk, sumur bor dan sumber mata air lainnya. Kualitas air tersebut tidak

sama walaupun menggunakan sumber air sejenis, hal ini dipengaruhi oleh lingkungan

asal air tersebut. Sumber mata air sungai umumnya sudah mengalami pencemaran

oleh aktivitas penduduk dan kegiatan industri, oleh sebab itu perlu dilakukan

pemurnian. (Santika,Sri.1984)


Air umpan boiler harus memenuhi spesifikasi yang telah ditentukan agar tidak

menimbulkan masalah-masalah pada pengoperasian boiler. Air tersebut harus bebas

dari mineral-mineral yang tidak diinginkan serta pengotor-pengotor lainnya yang

dapat menurunkan efisiensi kerja dari boiler.

Feed water harus memenuhi prasyarat tertentu seperti yang diuraikan dalam

tabel di bawah ini :

Parameter Satuan Pengendalian Batas

pH Unit 10.5 – 11.5

Conductivity µmhos/cm 5000, max

TDS Ppm 3500, max

P – Alkalinity Ppm -

M – Alkalinity Ppm 800, max

O – Alkalinity Ppm 2.5 x SiO2, min

T. Hardness Ppm -

Silica Ppm 150, max

Besi Ppm 2, max

Phosphat residual Ppm 20 – 50

Sulfite residual Ppm 20 – 50

pH condensate Unit 8.0 – 9.0

NALCOH. Reference

(http://smk3ea.wordpress.com/2008/07/08/air-dan fungsinya-sebagai-umpan-boiler-

dan cooling-tower/. )


http://smk3ea.wordpress.com/2008/07/08/air-dan%20fungsinya-sebagai-umpan-boiler-dan%20cooling-tower/�

http://smk3ea.wordpress.com/2008/07/08/air-dan%20fungsinya-sebagai-umpan-boiler-dan%20cooling-tower/�

2.3 Masalah-masalah pada Boiler

Suatu boiler atau pembangkit uap yang dioperasikan tanpa kondisi air yang baik ,

cepat atau lambat akan menimbulkan masalah-masalah yang berkaitan dengan kinerja

dan kualitas dari sistem pembangkit uap. Banyak masalah-masalah yang ditimbulkan

akibat dari kurangnya penanganan dan perhatian khusus terhadap penggunaan air

umpan boiler.

Akibat dari kurangnya penanganan terhadap air umpan boiler akan

menimbulkan masalah-masalah sebagai berikut :

1. Pembentukan kerak

2. Peristiwa korosi

3. Pembentukan deposit

4. Terjadinya terbawanya uap (steam carryover)


2.3.1. Pembentukan kerak

Terbentuk kerak pada dinding boiler terjadi akibat adanya mineral-mineral

pembentukan kerak, misalnya ion-ion kesadahan seperti Ca2+ dan Mg2+ dan akibat

pengaruh gas penguapan. Diamping itu pula dapat disebabkan oleh mekanisme

pemekatan didalam boiler karena adanya pemanasan. Jenis-jenis kerak yang umum

dalam boiler adalah kalsium sulfat, senyawa silikat dan karbonat. Zat-zat dapat

membentuk kerak yang keras dan padat sehingga bila lama penanganannya akan sulit

sekali untuk dihilangkan. Silika diendapkan bersama dengan kalsium dan magnesium

sehingga membuat kerak semakin keras dan semakin sulit untuk dihilangkan.

( Gaffert,Gustaf A. 1974 ).

Kerak yang menyelimuti permukaan boiler berpengaruh terhadap perpindahan

panas permukaan dan menunjukkan dua akibat utama yaitu berkurangnya panas yang

dipindahkan dari dapur ke air yang mengakibatkan meningkatkan temperatur

disekitar dapur, dan menurunnya efisiensi boiler.

Untuk mengurangi terjadinya pembentukan kerak pada boiler dapat dilakukan

pencegahan-pencegahan sebagai berikut :

- Mengurangi jumlah mineral dengan unit softener

- Melakukan blowdown secara teratur jumlahnya


- Memberikan bahan kimia anti kerak

Zat terlarut dan tersuspensi yang terdapat pada semua air alami dapat

dihilangkan/dikurangi pada proses pra-treatment ( pengolahan awal ) yang terbukti

ekonomis. Penanggulangan kerak yang sudah ada dapat dilakukan dengan cara :

- On-line cleaning yaitu pelunakan kerak-kerak lama dengan bahan kimia

selama Boiler beroperasi normal.

- Off-line cleaning ( acid cleaning ) yaitu melarutkan kerak-kerak lama

dengan asam-asam khusus tetapi Boiler harus berhenti beroperasi.

- Mechanical cleaning : dengan sikat, pahat, scrub, dan lain-lain.

( Gaffert,Gustaf A. 1974 ).

2.3.2 Peristiwa Korosi

Korosi dapat disebabkan oleh oksigen dan karbon dioksida yang terdapat dalam uap

yang terkondensasi. Korosi merupakan peristiwa logam kembali kebentuk asalnya di

alam misalnya besi menjadi oksida besi, alumunium dan lain-lain. Peristiwa korosi

dapat terjadi disebabkan oleh :

- Gas-gas yang bersifat korosif seperti O2, CO2, H2S

- Kerak dan deposit


- Perbedaan logam ( korosi galvanis )

- pH yang terlalu rendah dan lain-lain

Jenis korosi yang dijumpai pada boiler dan sistem uap adalah general

corrosion, pitting ( terbentuknya lubang ) dan embrittlement ( peretakan baja ).

Adanya gas yang terlarut, oksigen dan karbon dioksida pada air umpan boiler adalah

penyebab utama general corrosion dan pitting corrosion ( tipe oksigen elektro kimia

dan diffrensial ). Kelarutan gas-gas ini di dalam air umpan boiler menurun jika suhu

naik. Kebanyakan oksigen akan memisah pada ruang uap, tetapi sejumlah kecil residu

akan tertinggal dalam larutan atau terperangkap pada kantong-kantong atau dibawah

deposit, hal ini dapat menyebabkan korosi pada logam-logam boiler. Karena itu

pentinguntuk melakukan proses deoksigenasi air boiler.

Jumlah rata-rata korosi atau serangan elektrokimia akan naik jika nilai pH air

menurun. Selain itu air umpan boiler akan dikondisikan secara kimia mencapai nilai

pH yang relatif tinggi. Bentuk korosi yang tidak umum tetapi berbahaya adalah bentuk

korosi embrittlement atau keretakan inter kristalin pada baja yang terjadi jika berada

pada tekanan yang tinggi dan lingkungan kimia yang tidak sesuai. Caustic

embrittlement atau keratakan inter kristalin pada baja yang terjadi jika berada pada

tekanan yang tinggi dan lingkungan kimia yang tidak sesuai. Caustic embrittlement


terjadi pada sambungan penyumbat dan meluas pada ujung tabung dimana celah

memungkinkan perkembangan suatu lingkungan caustic yang terkonsentrasi.

( Diilon,C.P. 1989)

Hidrogen embrittlement adalah bentuk lain dari retakan interkristalin yang

terjadi pada tabung air boiler yang disebabkan tekanan tinggi dan kondisi temperatur

yang tertentu.

Untuk mengurangi terjadinya peristiwa korosi dapat dilakukan pencegahan

sebagai berikut :

- Mengurangi gas-gas yang bersifat korosif

- Mencegah terbentuknya kerak dan deposit dalam boiler

- Mencegah korosi galvanis

- Menggunakan zat yang dapat menghambat peristiwa korosif

- Mengatur pH dan alkalinitas air boiler dan lain-lain

2.3.3. Peristiwa Pembentukan Deposit

Deposit merupakan peristiwa penggumpalan zat dalam air umpan boiler yang

disebabkan oleh adanya zat padat tersuspensi misalnya oksida besi, oksida tembaga

dan lain-lain. Peristiwa ini dapat juga disebabkan oleh kontaminsi uap dari produk

hasil proses produksi. Sumber deposit didalam air seperti garam-garam yang terlarut


dan zat-zat yang tersuspensi didalam air umpan boiler. Pemanasan dan dengan adanya

zat tersuspensi dalam air pada boiler menyebabkan mengendapnya sejumlah muatan

yang menurunkan daya kelarutan , jika temperaturnya dinaikkan. Hal ini menjelaskan

mengapa kerak dan sludge (lumpur) terbentuk. Kerak merupakan bentuk deposit-

deposit yang tetap berada pada permukaan boiler sedangkan sludge merupakan bentuk

deposit-deposit yang tidak menetap atau deposit lunak. ( Milton, J.H. 1990 )

Pada ketel bertekanan tinggi, silika muda mengendap dengan uap dan dapat

membentuk deposit yang menyulitkan pada daun turbin.

Pencegahan – pencegahan yang dapat dilakukan untuk mengurangi terjadinya

peristiwa deposit dapat dilakukan diantaranya :

- Meminimalisasi masuknya mineral-mineral yang dapat menyebabkan

deposit seperti oksida besi, oksida tembaga dan lain – lain

- Mencegah korosi pada sistem kondensat dengan proses netralisasi (

mengatur pH 8,2 – 9,2 ) dapat juga dilakukan dengan mencegah terjadinya

kebocoran udara pada sistem kondensat.

- Mencegah kontaminasi uap selanjutnya menggunakan bahan kimia untuk

mendispersikan mineral-mineral penyebab deposit.


Penanggulangan terjadinya deposit yang telah ada dapat dilakukan dengan acid

cleaning, online cleaning, dan mechanical cleaning.

2.3.4. Kontaminasi Uap

Ketika air boiler mengandung garam terlarut dan zat tersuspensi dengan konsentrasi

yang tinggi, ada kecendrungan baginya untuk membentuk busa secara berlebihan

sehingga dapat menyebabkan steam carryover zat-zat padat dan cairan pengotor

kedalam uap.

Steam carryover terjadi jika mineral-mineral dari boiler ikut keluar bersama

dengan uap ke alat-alat seperti superheater, turbin, dan lain-lain. Kontaminasi-

kontaminasi ini dapat diendapkan kembali pada sistem uap atau zat-zat itu akan

mengontaminasi proses atau material-material yang diperlukan steam.

( Naibaho, P.M. 1996 )

Steam carryover dapat dihindari dengan menahan zat-zat padat terlarut pada

air boiler dibawah tingkat tertentu melalui suatu analisa sistematis dan kontrol pada

pemberian zat-zat kimia dan blowdown. Carryover karbon dioksida dapat

mengembalikan uap dan asam-asam terkondensasi.


Tabel 2 . Kecenderungan Masalah yang Timbul Akibat Tekanan Operasi Boiler.

Masalah

Tekanan Boiler

Rendah (< 20 kgf/cm2)

Fenomena Penyebab

1. Kerak Sebagian besar

pembentukan kerak

terjadi sebagai komponen

hardness atau silika pada

permukaan pemanasan

dan di dalam drum (*)

Kadang-kadang menjadi

penyebab terjadinya

perapuhan dan peretakan

tube evaporasi

Kualitas air yang buruk

dan ion resin exchange

yang kotor

Kondisi yang buruk dan

pengontrolan pelunakan

yang tidak sempurna (*)

Pengontrolan boiler

water yang tidak komplit

(kekurangan blow down,

dsb.)(*)

Jumlah injeksi bahan

kimia yang tidak

mencukupi

2. Korosi Korosi pada permukaan

pemanasan dan pipa

Kurangnya

pengontrolan pH dan


umpan maupun

kondensat yang

melarutkan gas (O2, CO2)

(*)

Deposit korosi

terakumulasi dengan

oksida logam dan

hidratnya pada

permukaan pemanasan

(*)

oxygen scavenging (*)

Recovery dari kondensat

yang mengandung

produk korosi (*)

Terjadinya korosi pada

saat shutdown atau

periode idling (rate

operasi rendah)

3. Carryover Penurunan kemurnian

steam

Berpengaruh pada

kualitas produk

Perubahan load secara

mendadak

Kurangnya

pengontrolan operasi

boiler

Kegagalan pemakaian

separator steam dan

sistem pengontrolan

feedwater

Kebocoran impuritas


dari proses produksi ke

dalam boiler

Masalah

Tekanan Boiler

Tinggi (>75 kg/cm2)/ Sedang(20-75 kg/cm2)

Fenomena Penyebab

1. Kerak Sebagian besar deposit

dari oksida logam,

seperti besi oksida pada

seksi loading panas

tinggi, sering menjadi

pemicu perapuhan dan

peretakan (*)

Kualitas air yang buruk

dan ion resin exchange

yang kotor

Terjadi kontaminasi

oleh hidrat logam

(contohnya, Al(OH)3)

menyebabkan kondisi

yang buruk pada

peralatan pre-treatment

Produk korosi terbawa

ke dalam boiler melalui

umpan dan pipa

kondensat (*)


Kebocoran impuritas

dari proses produksi

Letak penginjeksian

chemical (bahan kimia)

yang kurang tepat

2. korosi Deposit korosi

terakumulasi dengan

oksida logam dan

hidratnya pada

permukaan pemanasan

(*)

Terjadinya korosi

kaustik


pipa umpan dan

kondensat yang

keduanya melarutkan gas

(*)

Produk korosi di dalam

pipa umpan dan pipa

kondensat yang terbawa

masuk ke boiler (*)

Kurangnya

pengontrolan pH dan

oxygen scavenging (*)

Kurangnya pengontrolan

pH dan alkalinitas pada

boiler water

Kenaikan pH boiler

water yang disebabkan

oleh terikutnya Na+ dari

unit demineralisasi



saat shutdown atau

periode idling (rate

operasi rendah)

3. Carryover

Terjadinya perapuhan

pada Superheater

Terbentuknya kerak

pada turbin blades dan

turunnya efisiensi turbin

Kualitas boiler water

yang abnormal,

khususnya ditandai

dengan kenaikan dari

silika

Suspended solids dan

hidrat logam terbawa ke

dalam boiler karena

terjadi kesalahan

pemakaian peralatan

feedwater treatment

Letak penginjeksian

chemical (bahan kimia)

yang kurang tepat

Perubahan load secara

mendadak

Kontaminasi impuritas


dari proses produksi ke

boiler

2.4 Pengolahan Eksternal Air Umpan Boiler

Pengolahan eksternal digunakan untuk membuang padatan tersuspensi, padatan telarut

(terutama ion kalsium dan magnesium yang merupakan penyebab utama pembentukan

kerak) dan gas- gas terlarut (oksigen dan karbon dioksida).

Proses perlakuan eksternal yang ada adalah:

• Koagulasi dan Flokulasi

• Sedimentasi

• Filtrasi

• Demineralisasi

• Softening

• Deaerasi

Metode pengolahan awal adalah sedimentasi sederhana dalam tangki pengendapan

ataupengendapan dalam clarifiers dengan bantuan koagulan dan flokulan. Penyaring

pasirbertekanan, dengan aerasi untuk menghilangkan karbon dioksida dan besi.


2.4.1 Koagulasi dan Flokulasi

Koagulasi dan flokulasi yaitu proses pemberian bahan-bahan koagulan dan flokulan

kedalam air umpan boiler dengan cara penginjeksian. Koagulasi merupakan proses

netralisasi muatan sehingga partikel-partikel dapat saling berdekatan satu dengan yang

lainnya. Flokulasi merupakan proses penyatuan antar partikel-partikel yang sudah

saling berdekatan satu dengan yang lain sehingga partikel-partikel akan saling

menarik dan membentuk flok. Untuk menurunkan turbidity pada inlet clarifier

diinjeksikan bahan kimia, yaitu :

a. Alum Sulfat (Al2(SO4)3 . 18 H2O)

Berfungsi untuk membentuk gumpalan dari partikel yang tersuspensi dalam

air. Bila alum dikontakkan dengan air maka akan terjadi hidrolisa yang menghasilkan

alumunium hidroksida dan asam sulfat. Penambahan alum tergantung pada turbidity

dan laju alir air.

Reaksi yang terjadi adalah :

Al2(SO4)3 . 18 H2O + 6 H2O 2 Al(OH)3 + 3H2SO4 + 18 H2O

Al(OH)3 yang berupa koloid akan mengendap bersama kotoran lain yang

terikut ke dalam air sedangkan H2SO4 akan mengakibatkan air bersifat asam.


b. Caustik Soda (NaOH)

Berfungsi untuk menetralkan asam akibat reaksi pada proses sebelumnya,

konsentrasi caustik soda yang ditambahkan bergantung pada keasaman larutan. PH

diharapkan antara 6 – 8.


H2SO4 + 2 NaOH Na2SO4 + 2 H2O

c. Klorin (Cl2)

Penambahan klorin ini bertujuan untuk mematikan mikroorganisme dalam air,

disamping itu juga untuk mencegah tumbuhnya lumut pada dinding clarifier yang

dapat mengganggu proses selanjutnya.

d. Coagulant Aid (Polymer)

Berfungsi untuk mempercepat proses pengendapan, karena penambahan bahan

ini akan mengikat partikel-partikel yang menggumpal sebelumnya menjadi gumpalan

yang lebih besar (flok) sehingga lebih mudah dan cepat mengendap.

2.4.2 Sedimentasi


Tujuan sedimentasi adalah memberikan kesempatan kepada partikel-partikel besar

untuk mengendap dan partikel yang lebih halus akan membutuhkan waktu endap yang

lebih lama.

2.4.3 Filtrasi

Pengolahan dengan cara filtrasi dapat dilakukan dengan cara penyaringan zat padat

tersuspensi didalam air sebelum air diisikan kedalam boiler. Efisiensi saringan paling

baik bila unit beroperasi pada kecepatan aliran terkecil, padatan akan melalui media

membawa padatan bersamanya. Demikian pada tekanan yang tinggi dapat

memecahkan media akan keluar pada saat dilakukan backwash.

2.4.4 Demineralisasi

Demineralisasi berfungsi untuk membebaskan air dari unsur-unsur silika, sulfat,

chloride (klorida) dan karbonat dengan menggunakan resin. Diagram Alir proses

seperti gambar dibawah ini:


Gambar 2.4 Diagram Alir Demineralizer

a. Cation Tower

Proses ini bertujuan untuk menghilangkan unsur-unsur logam yang berupa ion-

ion positif yang terdapat dalam air dengan menggunakan resin kation R-SO3H (type

Dowex Upcore Mono A-500). Proses ini dilakukan dengan melewatkan air melalui

bagian bawah, dimana akan terjadi pengikatan logam-logam tersebut oleh resin. Resin

R-SO3H ini bersifat asam kuat, karena itu disebut asam kuat cation exchanger resin.


CaCl2 + 2 R – SO3H (R – SO3)2Ca + 2 HCl

MgCl2 + 2 R – SO3H (R – SO3)2Mg + 2 HCl

NaCl2 + 2 R – SO3H (R – SO3)2Na + 2 HCl

CaSO4 + 2 R – SO3H (R – SO3)2Ca + H2SO4

MgSO4 + 2 R – SO3H (R – SO3)2Mg + H2SO4


NaSO4 + 2 R – SO3H 2R – SO3Na + H2SO4

Na2SiO4 + 2 R – SO3H 2R – SO3Na + H2SiO3

CaCO3 + 2 R – SO3H (R – SO3)3Ca + H2CO3

Proses ini menghasilkan asam seperti asam seperti HCl, H2SO4 dan asam-asam

lain. Keasaman berkisar antara Ph 2,8 – 3,5. untuk memperoleh resin aktif kembali,

dilakukan regenerasi dengan menambahkan H2SO4 pada resin tersebut.

b. Degasifier

Dari cation tower air dilewatkan ke degasifier yang berfungsi untuk

menghilangkan gas CO2 yang terbentuk dari asam karbonat pada proses sebelumnya.


H2CO3 H2O + CO2

Proses di degasifier ini berlangsung pada tekanan vakum 740 mmHg dengan

menggunakan steam ejektor, di dalam tangki ini terdapat netting ring sebagai media

untuk memperluas bidang kontak sehingga air yang masuk terlebih dahulu

diinjeksikan dengan steam.. Sedangkan keluaran steam ejektor dikondensasikan

dengan menginjeksi air dari bagian atas dan selanjutnya ditampung dalam seal pot

sebagai umpan recovery tank, maka CO2 akan terlepas sebagai fraksi ringan dan air

akan turun ke bawah sebagai fraksi berat.


c. Anion Tower

Berfungsi untuk menyerap atau mengikat ion-ion negatif yang terdapat dalam

kandungan air yang keluar dari degasifier. Resin pada anion exchanger adalah R =

NOH (Tipe Dowex Upcore Mono C-600).


H2SO4 + R = N – OH (R = N)SO4 + 2 H2O

HCl + R = N – OH R = N – Cl + H2O

H2SiO3 + R = N – OH (R = N)SiO3 + 2 H2O

H2CO3 + R = N – OH R = N – NO3 + H2O

HNO3 + R = N – OH R = N – NO3 + H2O

Reaksi ini menghasilkan H2O, oleh karena itu air demin selalu bersifat netral.

Selanjutnya air outlet anion tower masuk ke mix bed polisher dari bagian atas. Air

keluar tangki ini memiliki pH = 7,5 – 8,5. Untuk memperoleh resin aktif kembali,

dilakukan regenerasi dengan menambahkan NaOH pada resin tersebut.

a. Mix Bed Polisher

Berfungsi untuk menghilangkan sisa-sisa logam atau asam dari proses

sebelumnya, sehingga diharapkan air yang keluar dari mix bed polisher telah bersih


dari kation dan anion. Di dalam mix bed polisher digunakan dua macam resin yaitu

resin kation dan resin anion yang sekaligus keduanya berfungsi untuk menghilangkan

sisa kation dan anion, terutama natrium dan sisa asam sebagai senyawa silika, dengan

reaksi sebagai berikut :

Reaksi Kation :

Na2SiO3 + 2 R – SO3H 2 RSO3Na + H2SiO3

Reaksi Anion :

H2SiO3 + 2 R = N – OH 2 R=N-SiO3 + H2O

Air yang telah bebas mineral tersebut dimasukkan ke polish water tank dan

digunakan untuk air umpan boiler. Air yang keluar dari mix bed polisher ini memiliki

pH antara 6 – 7. ( Anonymous. 1994 )

2.4.5 Deaerasi

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

pemanasan awal air umpan sebelum masuk ke boiler. Seluruh air alam mengandung

gas terlarut dalam larutannya. Gas-gas tertentu seperti karbon dioksida dan oksigen,

sangat meningkatkan korosi. Bila dipanaskan dalam sistim boiler, karbon dioksida


(CO2) dan oksigen (O2) dilepaskan sebagai gas dan bergabung dengan air (H2O)

membentuk asam karbonat (H2CO3).

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. Asam karbonat mengkorosi logam menurunkan umur peralatan dan

pemipaan. Asam ini juga melarutkan besi (Fe) yang jika kembali ke boiler akan

mengalami pengendapan dan meyebabkan terjadinya pembentukan kerak pada boiler

dan pipa. Kerak ini tidak hanya berperan dalam penurunan umur peralatan tapi juga

meningkatkan jumlah energi yang diperlukan untuk mencapai perpindahan panas.

2.5 Pemeliharaan Boiler

Boiler yang berperan dalam proses pengubahan air menjadi uap memerlukan

perlakuan dan perawatan khusus. Masalah yang timbul pada boiler umumnya

disebabkan oleh perlakuan air umpan boiler yang tidak memenuhi persyaratan. Untuk

perawatan dan pemeliharaan boiler dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut :

1. Proses Commisioning awal

2. Operasi pada keadaan normal dan emergency (darurat)

3. Pengawasan dan perawatan

4. Ruangan ketel.


2.5.1 Proses Commisioning Awal

Proses persiapan awal yang dilakukan baik terhadap boiler yang baru ataupun boiler

yang sudah lama adalah suatu pemeriksaan utama yang terdiri dari proses

penghilangan kerak ataupun material asing pada boiler setelah uji hidrostatik dan

pemeriksaan pada kebocoran boiler. Ketel dioperasikan dengan cara pendidihan yang

menggunakan larutan alkali untuk menghilangkan material-material yang

mengandung minyak dan deposit-deposit yang lain. Selama pendidihan, boiler

dioperasikan pada tekanan rendah yang dijaga setengah dari tekanan penuh. Waktu

pendidihan lebih kurang 24 jam. Untuk boiler tekanan tinggi pembersihan secara kmia

dengan mengurangi zat-zat dilakukan untuk menghilangkan kerak. Setelah pendidihan

atau pembersihan secara asam (acid cleaning) boiler dikosongkan, diisi kembali dan

dicuci dengan air segar. Boiler kemudian siap untuk beroperasi pada tekanan uap

optimal dan menggunakan tombol pengaman.

2.5.2 Operasi pada Keadaan Normal dan Darurat


Pengoperasian pada keadaan normal dilakukan oleh pabrik-pabrik ketel yang

memerlukan pemeliharaan dan kondisi air ketel yang baik untuk mencegah timbulnya

kerak atau korosi. Untuk memeriksa secara benar/baik perlu diperhatikan uap dan

temperature uap yang dihasilkan serta menjaga kebersihan gas. Jangka waktu untuk

memulai dan untuk pendinginan boiler setelah dimatikan, ditetapkan dalam petunjuk

manual ketel dan harus diikuti/ dipatuhi dengan baik.

Pengoperasian pada keadaan darurat, merupakan hal yang penting untuk

diperhatikan. Keadaan ini dapat berupa kesalahan pada sediaan air umpan atau sediaan

bahan bakar. Kehilangan udara atau kesalahan pada api pembakaran. Unit boiler yang

modern dilengkapi dengan kunci pengaman yang otomatis untuk aliran sediaan bahan

bakar dan pada saat ketel berhenti beroperasi., jika terjadi keadaan yang

membahayakan.

2.5.3 Pembersihan Boiler

Pembersihan eksternal sering dilakukan dengan penyiaktan dan pengaliran gas atau

dengan air mengalir. Pembersihan internal dengan air dan uap dilakukan dengan cara

manual jika mungkn dan dapat juga dengan menggunakan pembersih kimia secara

otomatis untuk ketel yang modern pada unit boiler terutama pada bagian ketel yang

tidak semuannya dapat dijangkau oleh tangan.


Pembersihan secara kimia harus dilakukan dibawah pengawasan supervisor.

Kebanyakan asam hidroklorik digunakan bersama-sama dengan zat kimia untuk

menghilangkan kerak-kerak yang keras. Pembersihan asam jika dibuat oleh orang

yang tidak kompeten dapat menyebabkan kelebihan zat-zat kimai pada boiler. Setelah

pencucian dengan asam, dinetralkan dengan larutan alkali dan terakhir kali boiler

dioperasikan pada pemanasan tekanan rendah dengan larutan inert.

Pada saat ketel dihentikan uttuk periode yang lama sekitar 1 atau 2 bulan.

Metode storage kering dianjurkan untuk melindungi boiler dari serangan korosi. Ini

memerlukan pembersihan dan pengeringan yang seksama terhadap boiler dan penutup

semua lubang juga menghilangkan air dan udara diruangan boiler dan alat-alat

pengukur tekanan. Penampang material penyerap air ditempatkan untuk

membersihkan kelembapan yang rendah.

(Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia

www.energyefficiencyasia.org/2010/01/20/)

2.6. Spesifikasi Air Umpan Boiler


Untuk boiler tekanan tinggi ( modern ) memerlukan air umpan boiler dengan

spesifikasi yang telah ditentukan, karena dengan tingginya tekanan material yang

ditinggalkan semakin besar, hal ini tentu mempengaruhi efisiensi boiler.


Tabel 2.6 Karakteristik Air Filter

Sumber: Laboratorium Utility PT. PIM


bab 2 tinjauan pustaka 2.1. pengenalan...

Documents