boiler water treatment [compatibility mode]

18
BOILER WATER TREATMENT 8/3/2010 PT POLYCHEM INDONESIA TBK 1 ALEXSANDER KELIK PT POLYCHEM INDONESIA TBK PT POLYCHEM INDONESIA TBK Tuesday, August 03, 2010 DEFINISI Boiler Boiler Digunakan untuk memanaskan air dan membangkitkan (generate) steam (saturated steam/superheated steam) Saturated steam Steam pada titik didih, contoh steam dari pada D110, D112, E621 Superheated steam Steam pada temperature di atas titik didih, contoh steam dari CFB dan Boiler B860 Tuesday, August 03, 2010

Upload: ratu-celia

Post on 24-Apr-2015

58 views

Category:

Documents


3 download

DESCRIPTION

how to operate plant normally, especially for unit utility

TRANSCRIPT

Page 1: Boiler Water Treatment [Compatibility Mode]

BOILER WATER TREATMENT 8/3/2010

PT POLYCHEM INDONESIA TBK 1

ALEXSANDER KELIKPT POLYCHEM INDONESIA TBKPT POLYCHEM INDONESIA TBK

Tuesday, August 03, 2010

DEFINISIBoilerBoiler

Digunakan untuk memanaskan air dan membangkitkan (generate) steam (saturated steam/superheated steam)

Saturated steamSteam pada titik didih, contoh steam dari pada D‐110, D‐112, E‐621

Superheated steamSteam pada temperature di atas titik didih, contoh steam dari CFB dan Boiler B‐860

Tuesday, August 03, 2010

Page 2: Boiler Water Treatment [Compatibility Mode]

BOILER WATER TREATMENT 8/3/2010

PT POLYCHEM INDONESIA TBK 2

WATER / AIRWater (Air) – adalah pelarut universalWater (Air)  adalah pelarut universalAir adalah penghantar listrik yang jelekDengan penambahan ion terlarut, air menjadi penghantar listrik (conductor) yang lebih baikKetika konduktivitas meningkat, kemampuan korosi dan pembentukan kerak (scale) meningkatp g

Tuesday, August 03, 2010

SIFAT KIMIA DASAR AIR

MINERALUDARA

Oxygen

EARTH

Tuesday, August 03, 2010

CalciumMagnesiumSodiumIron

OxygenCarbonMonoxideCarbon Dioxide

ClaySiltSand

Page 3: Boiler Water Treatment [Compatibility Mode]

BOILER WATER TREATMENT 8/3/2010

PT POLYCHEM INDONESIA TBK 3

SIFAT KIMIA DASAR AIRSifat‐sifat kimia air yang penting meliputi:y g p g p

Conductivity / konduktivitasHardness (Ca + Mg) / kesadahanAlkalinity (HCO3 &CO3)PHTSS (Total Suspended Solid) ‐ silts, clay, sandTDS (Total Dissolved Solid) ‐magnesium, calcium, iron, silicaDissolved gases – oxygen, carbon dioxide/monoxide, ammonia

Tuesday, August 03, 2010

SIFAT KIMIA DASAR AIRKONDUKTIVITASKONDUKTIVITASAdalah ukuran banyaknya Total Dissolved Solids (padatanterlarut) dalam air. Dibaca dengan Micromhos (umhos) atau uS/cm

Tuesday, August 03, 2010

Distilat air murni Distilat air mengandung garam

Page 4: Boiler Water Treatment [Compatibility Mode]

BOILER WATER TREATMENT 8/3/2010

PT POLYCHEM INDONESIA TBK 4

SIFAT KIMIA DASAR AIRHARDNESS / KESADAHANAdalah sejumlah ion calcium dan magnesium yang terlarutdalam air.Kalsium dan magnesium adalah komponen yang membuatmake‐up water menjadi sadah (susah dicuci). Material‐matterialhardness bereaksi dengan sabun sehingga membutuhkna lebihbanyak sabun untuk melakuknan pencucian..HARDNESS   CALCIUM & MAGNESIUMHARDNESS = CALCIUM & MAGNESIUMKesadahan air harus dimonitor karena material dalam larutanakan membentuk deposit yang keras, terutama pada heat exchanger (alat pemanas).

Tuesday, August 03, 2010

SIFAT KIMIA DASAR AIRHARDNESS / KESADAHAN

k kDengan kenaikan pH, kelarutan kalsium danmagnesium lebih rendah

Kalsium akan mengendapsebagai kalsiumkarbonate, danmagnesium mengendapsebagai magnesium g ghodroksida. Penghilangankalsium maksimal padapH 9.2, sementaramagnesium optimal padapH 10.2.

Tuesday, August 03, 2010

Page 5: Boiler Water Treatment [Compatibility Mode]

BOILER WATER TREATMENT 8/3/2010

PT POLYCHEM INDONESIA TBK 5

SIFAT KIMIA DASAR AIRALKALINITY

b k b b b bk l h lIon Karbonat atau Bikarbonate bisa menyebabkan permasalahan scalingPH : 1 ‐ 4.3  (FMA & CO2)PH : 4.4 – 8.2  (CO2 + HCO3)PH : 8.3 – 10.2  (HCO3 + CO3)PH : 10.3 – 14  (CO3) 

Alkalinity adalah salah satu komponen kritis pada air. Jika alkalinity terlalutinggi, terbentuk scaling. Bila terlalu rendah, korosi lebih dominan.gg , g ,

Dua bentuk alkalinity yang penting pada sistem cooling water adalahalkalinity karbonat dan bikarbonat. Pada kondisi tertentu, kalsium dankarbonat bisa bereaksi membentuk kalsium karbonat, yang disebut juga“lime deposit”.

Tuesday, August 03, 2010

SIFAT KIMIA DASAR AIRpH SCALE

k b l h h d l d l kpH terukur sebagai jumlah ion hidrogen ynag terlarut dalam air. Ketikajumlah ino hidrogen naik, pH turun dan air menjadi asam, dan sebaliknya. pH diukur pada skala 0‐14.

pH 7 adalah netral. pH  kurang dari 7 adalah asam dan diatas 7 adalah basa. pH 7 tidak berarti air murni, dengan pengertian pada pH 7 adakesetimbangan antara jumlah ion hodrogen (H+) dan ion hidrokisda (OH‐).

Pada pH yang lebih tinggi  potensi yang lebih besar adalah pembentukanPada pH yang lebih tinggi, potensi yang lebih besar adalah pembentukanscale/kerak. Sementara pada pH rendah, potensi korosi lebih besar.

Tuesday, August 03, 2010

| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |pH

BASAASAM

Konsentrasi ion hidrogen bertambah

Page 6: Boiler Water Treatment [Compatibility Mode]

BOILER WATER TREATMENT 8/3/2010

PT POLYCHEM INDONESIA TBK 6

PERMASALAHAN BOILER DAN PENYEBAB

Tipe Permasalahan Penyebab

l k k k f b l l h d l k d d lScale / kerak 1. Menurunkan efisiensi boiler dengan adanya scale/keraksilika dan hardness

2. Evaporasi/penguapanmendadak karena scale berat

1. Lolosnya hardness/silika dari demineralizer unit

2. Pengontrolan kualitas boiler feed water (BFW) yang buruk

3. Treatmen kimiawi yang buruk

Tuesday, August 03, 2010

Korosi 1. Korosi pada pipa BFW, pipa kondensat dsb karena adanya oksigen atau CO2 terlarut

2. Korosi pada tube dibagian bawah endapan metal oksid

1. Deaerasi yang kurang mencukupi pada BFW2. Penurunan pH BFW atau pH kondensat3. Kontaminasi iron pada BFW  dari jalur 

kondensat4. Oksigen masuk pada boiler pada saat shut 

down

PERMASALAHAN BOILER DAN PENYEBAB

Scaling / KerakScaling / KerakKonsentrasi padatan terlarut (dissolved solid) pada zona heating lebih tinggi dari pada bagian lain, sehingga terbentuk lapisan film (concentrated film) yang kemudian menjadi scale

Tuesday, August 03, 2010

Page 7: Boiler Water Treatment [Compatibility Mode]

BOILER WATER TREATMENT 8/3/2010

PT POLYCHEM INDONESIA TBK 7

PERMASALAHAN BOILER DAN PENYEBAB

Scaling / KerakScaling / KerakKonduktivitas thermal pada scale/kerak rendah, sehingga menurunkan efisiensi boiler

Tuesday, August 03, 2010

PERMASALAHAN BOILER DAN PENYEBAB

KorosiKorosiKorosi pada jalur BFW

22

22

2

)(2

2221

2

OHFeOHFe

OHeOOH

eFeFe

→+

→++

+→

−+

−−

−+

Tuesday, August 03, 2010

3222

2

)(42)(4

)(2

OHFeOHOOHFe

OHFeOHFe

→++

→+

Page 8: Boiler Water Treatment [Compatibility Mode]

BOILER WATER TREATMENT 8/3/2010

PT POLYCHEM INDONESIA TBK 8

PERMASALAHAN BOILER DAN PENYEBAB

KorosiKorosiKorosi pada Boiler

Korosi karena adanya oksigen terlarut

2 2FF +→ −+

Tuesday, August 03, 2010

22

22

2

)(2

2221

2

OHFeOHFe

OHeOOH

eFeFe

→+

→++

+→

−+

−−

+

PERMASALAHAN BOILER DAN PENYEBAB

KorosiKorosiKorosi pada Boiler

Korosi karena adanya pengendapan hasil korosi 

Tuesday, August 03, 2010

3222 )(42)(4 OHFeOHOOHFe →++

Page 9: Boiler Water Treatment [Compatibility Mode]

BOILER WATER TREATMENT 8/3/2010

PT POLYCHEM INDONESIA TBK 9

PERMASALAHAN BOILER DAN PENYEBAB

KorosiKorosiKorosi pada Boiler

Korosi karena konsentrasi larutan alkaliBoiler water terkonsentrasi pada heating zone membentuk “concentrated zone”, seperti NaOHKonsentrasi NaOH yang tinggi memicu korosi terhadap metal

2222 HFeONaNaOHFe +→+

Tuesday, August 03, 2010

432222

243222

222

62133

6432

OFeNaOHOOHFeONa

HOFeNaOHOHFeONaHFeONaNaOHFe

+→++

++→++→+

PERMASALAHAN BOILER DAN PENYEBAB

KorosiKorosiKorosi pada Boiler

Korosi karena impurities pada feed waterKetika produk korosi pada jalur feed water masuk ke boiler, terbentuk deposit pada boiler dan menyebabkan “under deposit corrosion” dan “alkaline corrosion”Feed water yang mengandung MgCl2 (terutama yang menggunakan raw water dari air laut, menyebabkan korosi pada material carbon steel

Tuesday, August 03, 2010

2222

22

222

)()(

2

2)(2

OHFeMgClFeClOHMg

HFeClHClFe

HClOHMgOHMgCl

+→+

+→+

+→+

Page 10: Boiler Water Treatment [Compatibility Mode]

BOILER WATER TREATMENT 8/3/2010

PT POLYCHEM INDONESIA TBK 10

PERMASALAHAN BOILER DAN PENYEBAB

KorosiKorosiKorosi pada jalur kondensat

Bikarbonat dan karbonat mengalami dekomposisi thermal menjadi CO2

Gas CO2 mengalir bersama steam  kemudian larut dalam kondensat 

2223

22233

2

2

COOHOHCO

OHCOCOHCO

+→+

++→−−

−−

Gas CO2 mengalir bersama steam, kemudian larut dalam kondensat menjadi asam karbonik (H2CO3)

Tuesday, August 03, 2010

−+−

−+

+↔

+↔

↔+

33

332

3222

COHCOH

HCOHCOH

COHOHCO

PERMASALAHAN BOILER DAN PENYEBAB

KorosiKorosiKorosi pada jalur kondensat

Asam karbonik bereaksi dengan carbon steel dan terjadi korosi

Korosi selanjutnya dipicu oleh produk hasil korosi dengan oksigen

23232 )(HCOFeHCOHFe +↔+

Tuesday, August 03, 2010

OHCOOFeOHCOFe 2232223 2421)( ++→+

Page 11: Boiler Water Treatment [Compatibility Mode]

BOILER WATER TREATMENT 8/3/2010

PT POLYCHEM INDONESIA TBK 11

PERMASALAHAN BOILER DAN PENYEBAB

Carry OverCarry OverCarry over silika dan salt

Lolosnya silika/salt pada boiler water bersama steamKonsentrasi silika dijaga kurang dari 20 ppm  (0.02 mg/liter)Carry over silika menyebabkan scaling pada heat exchanger (reboiler, heater, dsb)

Tuesday, August 03, 2010

BOILER FEED WATER TREATMENTDeaerasi

Untuk menghilangkan gas terlarut yang korosif (oksigen dankarbon dioksida)Kelarutan gas terlarut akan rendah pada titik didih airDilakukan pemanasan dengan steam untuk membuangoksigen dan karbon dioksida terlarutPerforma deaerator rendah pada saat start‐up, sehinggap p, ggdibutuhkan oxygen scavengerTemperatur feed water naik sehingga CO2 dan O2 terlicutidari feed waterCO2 and O2 dibuang melalui venting deaerator

Tuesday, August 03, 2010

Page 12: Boiler Water Treatment [Compatibility Mode]

BOILER WATER TREATMENT 8/3/2010

PT POLYCHEM INDONESIA TBK 12

BOILER FEED WATER TREATMENTDeaerasiDeaerasi

DEAERATOR

Tuesday, August 03, 2010

BOILER FEED WATER TREATMENTDeaerasiDeaerasi

Kelarutan oksigen dalam air murni

Tuesday, August 03, 2010

Page 13: Boiler Water Treatment [Compatibility Mode]

BOILER WATER TREATMENT 8/3/2010

PT POLYCHEM INDONESIA TBK 13

BOILER FEED WATER TREATMENTChemical treatment, ditujukan untuk, j

Material‐material yang menyebabkan terjadinya scale diubahmenjadi fine sludge, sehingga mudah dibuang melewatiblowdownpH boiler water dijaga pada range tertentu untuk mencegahkorosi dan menjaga silika tetap terlarut dalam airOksigen terlarut dibuang dari feed water dan boiler water 

k h k iuntuk mencegah korosipH condensate terjaga pada reange tertentu untuk mencegahkorosi karena oksigen dan karbon dioksidaMencegah permasalahan carry over

Tuesday, August 03, 2010

BOILER FEED WATER TREATMENTJenis Fungsi Bahan Kimia

alkalinity dan pH control kontrol pH dan alkalinity BFW danboiler water untuk mencegah korosi dan

scale

sodium hidroksida

sodium karbonatsodium fosfat

sodium poliphosphat

asam phosphoricscale inhibitor kontrol scale dengan mengubah

komponen hardness dalam boiler water j di d tid k l t t k

sodium hidroksidasodium fosfat

di li h h

Tuesday, August 03, 2010

menjadi endapan yang tidak larut untukdibuang bersama blowndown

sodium poliphosphat

potasium phosphat

sludge dispersant memecah padatan yang terikut dalamboiler water sehingga mudah dibuangbersama blowdown untuk mencegah

scale

polimer sintetictannin

sodium lignin sulfonat

starch

Page 14: Boiler Water Treatment [Compatibility Mode]

BOILER WATER TREATMENT 8/3/2010

PT POLYCHEM INDONESIA TBK 14

BOILER FEED WATER TREATMENTJenis Fungsi Bahan Kimia

k i hil k k i l d l di lfioksigen scavenger menghilangkan oksigen terlarut dalamfeed water (BFW) dan boiler water

untuk mencegah korosi

sodium sulfithydrazinesaccharide

tanninamines

polyphenolantifoam mencegah terjadinya foaming sehingga

mencegah terjadinya carry oversurfactant

Tuesday, August 03, 2010

corrosion inhibitor kontrol pH pada kondensat dan membentuk lapisan film untuk mecegah

korosi

ammoniamorpholine

cyclohexaminealkylamine

hydroxylamine

BOILER FEED WATER TREATMENTOxynon A‐701Oxynon A 701

Sebagai oksigen scavengerHydrazine based (40%)Injection dengan G‐935A/B ke Deaerator D‐920Injection rate

Start up : 85 ppm Vs holding volumn (HV)Maintenance : 0.3 ppm Vs BFW flow rate

Tuesday, August 03, 2010

OHNHNO 22422 2+→+

Page 15: Boiler Water Treatment [Compatibility Mode]

BOILER WATER TREATMENT 8/3/2010

PT POLYCHEM INDONESIA TBK 15

BOILER FEED WATER TREATMENTOxynon M‐601Oxynon M 601

Sebagai corrosion inhibitor pada kondensatMonoethanolamineInjection dengan G‐937A/B ke suction G‐920A/BInjection rate

Start up : 40 ppm Vs holding volumn (HV)Maintenance : 0.4 ppm Vs BFW flow rate

Tuesday, August 03, 2010

BOILER FEED WATER TREATMENTKalgen 351Kalgen 351

Sebagai scale inhibitor dan pH adjuster pada BFW dan boiler waterSodium Phosphat saltInjection dengan G‐936A/B ke D‐110, D‐112, B‐860Injection rate

Start up : 100 ppm Vs holding volumn (HV)Maintenance : 0.4 ppm Vs BFW flow rate (ke D‐110 dan D‐112)

0.4 ppm Vs BFW flow rate (ke Boiler B‐860)

Tuesday, August 03, 2010

Page 16: Boiler Water Treatment [Compatibility Mode]

BOILER WATER TREATMENT 8/3/2010

PT POLYCHEM INDONESIA TBK 16

BOILER FEED WATER TREATMENTKurin Power 932Kurin Power 932

Sebagai iron dan sludge dispersion pada boiler waterSynthetic polymer basedInjection dengan G‐936A/B ke D‐110, D‐112, B‐860Injection rate

Start up : 40 ppm Vs holding volumn (HV)Maintenance : 0.35 ppm Vs BFW flow rate

Tuesday, August 03, 2010

BOILER WATER CONTROLKurin Power 932Kurin Power 932

Sebagai iron dan sludge dispersion pada boiler waterbasedInjection dengan G‐936A/B ke D‐110, D‐112, B‐860Injection rate

Start up : 40 ppm Vs holding volumn (HV)Maintenance : 0.35 ppm Vs BFW flow rate

Tuesday, August 03, 2010

Page 17: Boiler Water Treatment [Compatibility Mode]

BOILER WATER TREATMENT 8/3/2010

PT POLYCHEM INDONESIA TBK 17

BOILER FEED  & BOILER WATER STANDARD JIS B‐8223‐1999

Max operating  Kgf/cm² 10 ‐ 20 20 ‐ 30 30 ‐ 50 50 ‐ 70pressure Kgf/cm 10 ‐ 20 20 ‐ 30 30 ‐ 50 50 ‐ 70

Kind of water Demineralized WaterFeed Water

pH @25 °C 8.0 ‐ 9.5 8.0 ‐ 9.5 8.0 ‐ 9.5 8.0 ‐ 9.5

Hardness mg/l CaCO₃ not detected not detected not detected not detected

Oil & fats mg/l keep posibly low

keep posibly low

keep posibly low

keep posiblylow

Tuesday, August 03, 2010

Dissolved oxygen mg/l O <0.5 <0.1 <0.03 <0.007Iron mg/l Fe <0.1 <0.1 <0.1 <0.05

Copper mg/l Cu ‐ <0.05 <0.03Hydrazine mg/l N₂H₄ ‐ >0.2 >0.06 <0.01

Electrical conductivity μS/cm ‐

BOILER FEED  & BOILER WATER STANDARD JIS B‐8223‐1999

Max operating  Kgf/cm² 10 ‐ 20 20 ‐ 30 30 ‐ 50 50 ‐ 70pressure Kgf/cm 10 ‐ 20 20 ‐ 30 30 ‐ 50 50 ‐ 70

Boiler WaterTreatment methode Coordinated phosphate

pH @25 °C 10 ‐ 20 20 ‐ 30 30 ‐ 50 50 ‐ 70

M‐alkalinity mg/l CaCO₃ <130 <100 ‐ ‐

P‐alkalinity mg/l CaCO₃ <100 <80 ‐ ‐

Tuesday, August 03, 2010

electrical conductivity μS/cm <1200 <800 <600 <500

Chloride mg/l Cl⁻ <150 <100 <80 <50Phosphat ion mg/l PO₄³‐ 10.0 ‐ 30.0 5.0 ‐ 15.0 5.0 ‐ 15.0 3.0 ‐ 10.0hydrazine mg/l N₂H₄ 0.1 ‐ 0.5 ‐ ‐ ‐Silica mg/l SiO₂ <50 <50 <20 <5

Page 18: Boiler Water Treatment [Compatibility Mode]

BOILER WATER TREATMENT 8/3/2010

PT POLYCHEM INDONESIA TBK 18

SUMBER DATAKurita HandbookKurita HandbookSaudi Kayan Boiler Operating TrainingBoiler Water System Basic Knowledge (PT Kurita Indonesia)

Terima Kasih

Tuesday, August 03, 2010