Presiding Hasil Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahun 2017 ISSN 0852-2979

PENGUJIAN BOILER SEBAGAI PENYEDIA ENERGIPENGOLAHAN LIMBAH RADIOAKTIF CAIR

PASCA PERBAlKAN

Sugianto, Supamo, A';fin Istavara, Jonner Sitomlml, He'; Witono,Novia Aris P, Hannta, S'; Ma'1'anto

Pusat Teknologi Limbah Radioakiif - BA TANgiant068@batan,go.id

ABSTRAK

PENGUJIAN BOILER SEBAGAI PENYEDIA ENERGI PENGOLAHAN LIMBAH RADIOAKTIF CArnPASCA PERBAIKAN. Telah dilakukan pengujian boiler sebagai penyedia energi pengolahanlimbah radioakiifcair secara evaporasi. Pengujian dilakukan pasca perbaikan isolator panas pintu back hood boiler, Perbaikanisolator panas dilaktlkan karena lerjadinya panas berlebih pada pinlu back hood boiler yang mencapai 112°C clan322 DC pada cLTobong boiler, Pasca perbaikan dilakukan pcngluian boiler diopL,.asikan unluk mL'llSllplai L'llergipanas pada pengolahan limbah radioakiif cair secara evaporasi dengan durasi 8 jam dalam sehari, Dilakukanpemantauan sctiap jam penyebaran panas pada pinlu back hood dan cerobong boiler, Ilasil pemanlauan panaspada pintu back hood boiler disekitar kaca intai api, temkur rerata 60 DC, dan 145 DC pada cerobong boiler.Temperalur lerukur pasca perbaikan isola lor pmms pilltU back hood boiler anum clan selamal unluk pengoperasianboiler

Kala Klinci : pcngujian, perbaikan, boiler

ABSTRACT

BOILER TESTING .'L~II PROr7DER OF ENERGY PROCESSING OF L1QUIT IVWIOACTIT'E WASTE POST

REF' AIR. Boiler testing has been done as a provider of evaporative energy processing of liquid radioactive waste.The test is done after repair of heat illSulator of back hood boiler door. Heat insulator repair is done because ofexcessive heat on boiler back hood doOl:~ that reach 112 QCand 322°C on boiler chimney. Post-repair boiler

testing is operated to supp(v heat energy to evaporative liquid radioactive waste treatment with a duration of 8hours in a day. Alonitored evel)' hour of heat dissemination on back hood doOl:~and chimney boilers. The resultof heat moniton'ng at boiler hood back door around fire glass. measured mean 60°C. and 145°C on boilerchimney. Measurable temperature after repair of heat insulator door back hood boiler safe and safe for theoperation of the boiler

Keywords: testing. repair, boiler

PENDAHULUAN

Boiler atau ketel uap adalah suatu bejana/wadah yang di dalanmya berisi air atau fluida lainuntuk dipanaskan menggunakan api yang berbahan bakar minyak solar (diesel) sehingga menjadi uappanas bertekanan (steam)[J][4]. Boiler yang dimiliki Pusat Teknologi Limbah Radioaktif - BadanTenaga Nuklir Nasional (PTLR-BAT AN) ada 2 (dua) buah jenis Fire-Tube Boiler (Boiler Pipa Api)dengan 3 fase aliran api dengan kapasitas masing-masing 2000 kg/jam. Boiler ini terdapat 2 bagian didalanmya. yaitu sisi tube/pipa dan sisi barrel/tong. Pada sisi barrel berisi fluida/air yang akandipanaskan dan diubah mel~adi uap panas bertekanan (steam), sedangkan pad a sisi dalam pipamerupakan tempat terjadinya pembakaran 3 (tiga) fase. Api ditimbulkan dari pembakaran semprotanbahan bakar ( solar) oleh burner ke mang bakar. kemudian mengalir pada lorong pipa api utama,pipa-pipa api fase kedua dan ketiga selanjutnya menuju ke cerobong[l].

OOM[m~M,fJ([UPWATtR

:=Juc.

Gambar 1. Diagram alir proses operasi sistem uap [41

179

Sugianto, Suparno, Arifin Istavara, Jonner Sitompul, dkk .. : Pengujian Boiler Sebagai Penyedia Energi ...

Spcsifikasi design boiler: [I J

• Design tckanan• Design operasi• Kapasitas uap

: 10 bar: 8.5 bar

: 2280 kg/jam

Uap panas bcrtckanan (steam) hasil produksi hoiler didistribusikan mclalui pipa distribusi steammenuju evaporator. Didalam evaporator, steam tersebut digunakan untuk memanaskan dan mereduksivolume limbah radioaktif cair menjadi konsentrat. Uap yang keluar dari evaporator. tekanan dansuhunya tumn sehingga teljadi campuran uap dan air ( kondensat )[5].

Kondensat ini dikembalikan lagi ke boiler pada tangki surge kemudian dicampur dengan airbaku yang sudah dilunakkan agar temperatur air umpan mendekati titik didih air, sehingga pernakaianbahan bakar menjadi lebih hemal. Penambahan air pada surge tank menggunakan air yang sudahdilunakkan. Kestabilan level air dijaga denganj70ating valve. Air umpan boiler adalah campuran darikondensat dan air tambahan yang sudah dilunakkan. Air dipompa dari tangki surge ke tangkideaerator. Pada tangki deaerator air umpan disemprotkan uap panas untuk menghilangkan oksigen.Air umpan dari tangki deaerator dipompa ke boiler[l][4].

Proses pembentukan uap teljadi akibat adanya perpindahan panas dari api secara radiasi kedinding pipa. Panas ditemskan secara konduksi pada pipa menuju dinding yang bcrsentuhan dcnganair. Air yang paling dekat dengan pipa mengalami pembahan panas. akibatnya berat jenisnyamenumn. Air panas naik ke pcrmukaan dan digantikan olch air yang suhunya Icbih dingin. Prosessetemsnya teI:iadi secara bemlang-ulang sehingga terjadi pembentukan uap. Uap yang dihasilkanadalah uap panas lanjut. dengan temperatur 160 lie pada tekanan8.3 kg/cm2 [4]

METODOLOGI

Pengujian kemsakan boiler dilakukan dengan mengamati sebaral1 panas pada isolator pintu back hooddan cerobong hoiler.

Gambar 2. Pengamatan sebaran panas menggunakankamera infra merah dan tennometer inframerah

Gambar 3. Perbaikan penambalan retakansemen isolator pil1tu back hood

Gambar 4. Perbaikan asbestos isolator pintu back hood

180

PresidingHasilPenelitiandan KegiatanPTLRTahun2017 ISSN 0852-2979

PEMBAHASAN

A. Pcngukuran Tcmpcratur Scbclum Pcrbaikan IsolatorPcngukuran dilakukan dcngan mcnggunakan kamcra infra mcrah, didapatkan hasil gambarscbaran panas scbagai bcrikut

o IoIIIR Image CorrtnllRtmaoe

TI1HmaiI~_g_e [pOint, lIM _~ ~ " ~~-----~--- " ""~~----Name M.uTem !-Jln rem ""elage ,u ErrnSSfi

290

256

221

181

IR 32194

RKorOlng Palamt'I!M'S

3128

Hidden

0.5

9429 085

••

••

.J\tI10Temp 25

Rei Horn

Elf Otst

Temo Coned

Rec Due

Gambar 5. Pengukuran temperatur dengan fokus cerobong

~I I ••AIIIRlmage ClMTtntlRlmage

Thermallmage Poml IlJne l.lltea

Name "'at Tern Um Tem "",,,'age ErnlSSN

m

".22)

I••

118

IR 32212 37''& 10274 085

" ••39

.vn!)Temp

R~ Hom

Elf atsl

TempCorrtct

RecCuc

25

Gambar 6. Pengukuran temperatur dengan fokus isolator pintll back hood

" AJIIRImage CurrentIRImage

i'hermallmage !~nt 1~'2.elloie3

flame 1J;o:Tern !.1mTern A;verage EmiSSiV.

IR 11125

Recording Parameters

5668

HIOden

1629 085

EmiSSMt,- 085

Amo Temp

Rei Hum

Temp Coned

Rec Dese

25

Gambar 7. Pengukuran lemperatur dengan fokus kaca pengintai api

181

Sugianto, Suparno, Arifin Istavara, Jonner Sitompul, dkk .. : Pengujian Boiler Sebagai Penyedia Energi ...

Hasil pcngukuran tempcratur cerobong. asbestos isolator pintu back hood dan pintu back hood dcngan[okus area kaca pengintai api sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 5, 6 dan 7 dirangkum dalamTabell sebagai berikut :

Tabel I. Data Pengukuran Temperatur sebelum perbaikan isolator panas

No Titik Pengukuran T max °e1.

eerobong 321.942.

Asbestos isolator pintu back hood 322.123.

Pintu back hood 11l.25

Pengukuran panas seperti ditunjllkkan pada Tabel I., menllnjllkkan bahwa terjadi panas berlebih padapintu back hood boiler pada saat pengoperasian boiler untllk melayani kebutuhann uap panas padapengolahan Iimbah radioaktif cair dengan evaporator. Pada tabel I. menunjllkkan data temperaturpada cerobong boiler sebesar 321.94 °e, asbestos isolator pintu back hood 322, 12 °e. pintu back hood111,25 °e. HasH pengukuran panas seperti data tersebut adalah panas yang tidak wajar sehinggateIjadi panas membara pada sekitar asbestos isolator pintu boiler. Demi mel1iaga keselamatan kerjadan keamanan sistem boiler, maka segera boiler dimatikan untuk dilakukan investigasi. Pemeriksaanketidaknormalan operasi boiler dilakukan setelah pendinginan sistem boiler dengan membuka pintllback hood boiler. Secara visual tampak adanya kerusakan batu tahan api pemisah fase I ke rase 2 dan3 serta adanya retakan semen isolator panas pintu back hood boiler. Kerusakan batu tahan api pemisahfase api dari fase I ke fase 2 dan 3, menyebabkan api pad a lorong api utama langsung menujllcerobong boiler, sehingga terjadi kumngnya penyerapan panas api pada pipa api oleh media air yangdipanaskan pada shell diantara pipa api. Selanjutnya dilakukan perbaikan batu tahan api danpenambalan keretakan semen isolator panas pintu back hood boiler.

B. Penh'Ukuran Temperatur Pasca Perbaikan Isolator

Pengukuran Temperatur pasca perbaikan isolator panas dilakukan pada bebempa titikpengukuran untuk mendapatkan data sebaran panas. Pengambilan data penh'Ukuran panasdilakukan pada setiap jam selama opemsi boiler dalam 1 (satu hari dari jam 08.00 sampai denganjam 16.00. Pengukuran dilakukan berulang pada hari yang berbeda

Tabel 2. Data pengukuran sebaran panas setiap jam dalam sehari operasi pada pintu back hood.p --_.-- -------- -~ •• _.

TITIK PENGUKURAN PANASNO

WAKTU

/ JAMABeD

EFG

cerobong(asbestos)(asbestos)

1

08.4537,834,939,051.8133.085,097,32

09.0038,935,340,152,0135,981.698.53

10.0042,737.843.959.5159.0106.0113,04

11.0051.548,642.550,2148,0105,0122,05

12.0056.453,659,955,0133,6103,0119,26

13.0062,959,650,661.0157,699,3123,57

14.0069,365,955,167,8143,6106.4125,68

15.0071,568.056,769,7139,0115,1126,29

16.0073,470.559,372,0155,3108.4127.9Rata2

56,0452.6949,6859,89145,00101.09117,02

182

Prosiding Hasil Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahun 2017

TITIK PENGUKURAN PANAS

Gambar 8. Titik pengukuran sebaran panas

ISSN 0852-2979

Tabel 3. Data pengukuran sebaran panas rerata selama 5 (lima) hari operasi pada pintu back hood.isolator pintu back hood dan cerobong boiler

TlTIK SAMPLE

NOTanggaI EFG

ABCD

cerobong(asbestos)(asbestos)I

23/09/201748.3846.2343.3947.62129.00101.86105,62

2

30/09/20 1749.8547.8443,3949,36130,2598,58106,24

3

02II 0/20 1756.9454.0846.9755.49146.08107.79120,74

4

07/10/201754,6452.2046.8052,82125.32106,00112.31

5

09/10/201756,0452.6949,6859.89145.00101.09117.02

Rata2

53.1750.6146.0453.04135.13103.06112.39

Pasca perbaikan batu tahan api dan penall1balan keretakan semen isolator kell1udiandilakukan pcngujian dengan mengoperasikan boiler. dan dilakukan pengall1atan penyebamn panaspada pintll back hood boiler. asbestos isolator panas pintu boiler, dan pada ccrobong boiler.Pengall1atan dilakllkan dcngan mcngambil data penyebaran panas sctiap I (satu) jam sekali sclama 8(dclapan) jam operasi dalam sehari, dan diulang lagi pengall1bilan data ini lintuk 5 (lima) hari yanglain selama pcngoperasian boiler. Data pcngukuran sebamn panas digambarkan scbagaiman3 Gambar9 dan 10

!!!{J.{J

1(;0.0140.0~

1){J.{J

:;

100.0e ..

80.00. E.. bO.O•...

40.020.0{J.o

__ TITIK SAMPLE A

__ TITIK SAMPLE B

__ TITIK SAMPI F C

--TITIK SAMPLE D

-- TITIK SAMPLE E 'crobong

__ III1K ~AMPII I (."h.·,'m)

- -I!lIK ~AMPII t, (."h"'I<")

0845 09.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 1500 1(;.00

Gambar 9. Graf1k scbaran panas sctiap jam dalam schari opemsi

183

Sugianto, Suparno, Aritin Istavara, Jonner Sitompul, dkk .. : Pengujian Boiler Sebagai Penyedia Energi ...

Pcngukuran panas pada ccrobong tampak lidak stabil. tcmpcratur bcmbah naik clan lumn,bcrgantung pada bcban pcngguna uap panas boiler. Pada saat pcnggunaan uap panas (cvaporasi)kebutuhan uap panasnya banyak. maka secara otOinatis boiler menambah tekanan bahan bakarmcnjadi lebih bcsar mCI~adikan api dalam boiler Icbih bcsar juga schingga tcmkur tcmpcratur padacerobong menjadi naik. Demikian juga sebaliknya pada saat kebutuhan uap panas sedikit. makatckanan bahan bakar boiler mcnjadi Icbih kccil dan api dalam boiler juga Icbih kccil, dan tcmpcraturpada cerobong terukur lebih rendah.

Penyebaran panas pada pintu back hood mulai stabil setelah 5 (lima) jam boiler beroperasi.Temperatur tertinggi pada pintu back hood kurang dari 60°C. jauh lebih rendah dibanding pada saatadanya kerusakan batu tahan api dan adanya keretakan semen isolator panas. Pengamatan sebaranpanas pasca petbaikan batu tahan api dan isolator panas pada 5 (lima) kali operasi boiler ditunjukkanpada Gambar 10. Temperatur rerata pada 5 (lima) hari yang berbeda pengoperasian boilertemperatumya relatif stabil.

160,00 r140.00 t

120.00 .•..•••••._____ -u •••• -----.£. 100,00 t---'- -. -- •... •..::J•.. 80,00~<11

D.-~Q.

60,00~-n

E L:1<11 I- 40,00

20,00 ~

0.00

Tanggal pengamatan

~ TITIK SAMPLE A

_ TITIK SAMPLE B

••••• TITIK SAMPLE C

- TlTIK SAMPLE 0

- TITIK SAMPLE E ccrobong

~ TITIK SAMPLE F (a5bc5to5)

- -TITIK SAMPLE G (a5bc5to5)

Gambar 10. GraHk sebamn panas rerata pada 5 (lima) hari betbeda pengoperasian boiler

KESIMPULAN

Panas berlebih pada cerobong. asbestos isolator pintu back hood dan pintu back hood boilerdisebabkan olch adanya kerusakan batu tahan api dan retakan scmcn isolator panas pintu back hoodboiler. Kerusakan dapat dipetbaiki dengan perbaikan batu tahan api. penggantian seal asbestos danpenambalan retakan semen isolator panas. Hasil dari perbaikan tersebut adalah sebaran panas padacerobong. pintu back hood boiler kembali pada tempemtur nonnal pengoperasian boiler yaitu rereltatempemtur cerobong 135°C. dan pintu back hood 50.71 0c.

DAFTAR PUS TAKA

[1] ARCHITEN. S\wtem Note S'team S:vstem. Jakarta. 1985.[2] WAHY ATMOKO. Design and Calclilation Steam .~vtem. Jakarta 26 Novcmbcr 1985[3] DJOKOSETY ARDJO. M.J, Kctcl Uap. PT. Pradnya Paramita, cctakan kc 3. 1993[4] WITONO HER!. Pengopemsian Boiler, Prosiding Lapomn Kegiatan dan Penelitian tahun

2011,[5] BUDIYONO. Analisis Kcgagalan Proscs Pcmbangkit Uap Pacta Instalasi Pcngolahan Limbah

Radioaktif Cairo Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pellgelolaan Limbah XIV. 2016

184