TELAAH STAFF

STANDAR KUALITAS AIR PEMBANGKIT

STANDAR KUALITAS BBM DAN MINYAK

PELUMAS

NAMA : WAHYU JUNAEDI

NID : 9013011OJT

BIDANG KERJA : OPERASI

PT. PEMBANGKITAN JAWA BALI

UNIT PEMBANGKITAN MUARA KARANG

2013

1

FORM PEMBELAJARAN SISWA OJT

Kompetensi 1 : Standar Kualitas Air Pembangkit

BULAN MATERI YANG

DIPELAJARI REFERENSI TUGAS KENDALA

SOLUSI YANG

DILAKUKAN

JULI

AGUSTUS Pengenalan siklus air

pembangkit

Manual book

PLTGU Blok 2

Piping line

diagram

PLTGU Blok 1

PID diagram

PLTU

Instruksi kerja

penggantian

kation

conductivity

Diskusi

1. Mempelajari

siklus air PLTU

2. Mempelajari

siklus air

PLTGU Blok 1

3. Mempelajari

siklus air

PLTGU Blok 2

Kandungan Cl-

tinggi pada

sample air

kondensat

CC (conduct

after cation)

terdeteksi tinggi

Ketika air

kondensat

terdeteksi Cl-

tinggi, cek juga

CC air

kondensat

apabila terjadi

kenaikan

kemungkinan

condenser

terjadi

kebocoran dan

air laut masuk.

CC terdeteksi

2

BULAN MATERI YANG

DIPELAJARI REFERENSI TUGAS KENDALA

SOLUSI YANG

DILAKUKAN

tinggi segera

ganti dengan

resin baru dan

lakukan

regenerasi resin

lama, tunggu

apakah terjadi

trend naik atau

turun.

SEPTEMBER Eksternal dan internal

treatment air

pembangkit

Manual book

PLTGU Blok 2

Dokumen

exspert

Instruksi kerja

analisa air

siklus

Instruksi kerja

pengoperasian

1. Mempelajari

proses

desalinasi serta

mengetahui cara

pengisian bahan

kimia dan

batasan produk

desal

2. Mempelajari

Ketika

regenerasi

demin plant

dengan tahapan

dan waktu sesuai

prosedur

pengoperasian,

tidak dapat

dicapai hasil

Dilakukan

pengecekan pH

dan conductivity

produk demin

sehingga dapat

diketahui apakah

regenerasi perlu

diflushing

(rinse) kembali.

3

BULAN MATERI YANG

DIPELAJARI REFERENSI TUGAS KENDALA

SOLUSI YANG

DILAKUKAN

demineralisasi

plant

Instruksi kerja

preservasi dan

konservasi

POB analisa air

siklus

Rangkuman

OJT

Diskusi

proses

demineralisasi

serta

mengetahui cara

pengisian bahan

kimia regenerasi

3. Mempelajari

sistem internal

treatment air

pembangkit

dalam keadaan

operasi normal

maupun start up

dan stop

4. Mengetahui

cara treatment

air pendingin

produk yang

sesuai dengan

karakteristik air

demin

Resin keluar

ketika back

wash

Resin keluar

ketika air mix

Sering terjadi

phosphate high

ketika sample air

boiler dianalisa

Phosphate

terdeteksi

rendah namun

pH tinggi

Konsentrasi

Pengaturan flow

air ketika

backwash,

ketika hal ini

sering terjadi

seperti pada

demin plant 1 &

4, penggantian

strainer

dimungkinkan.

Cek kembali

level air pada

vessel, standart

level air ketika

proses air mix

yaitu berada di

atas resin, ketika

air terlalu

4

BULAN MATERI YANG

DIPELAJARI REFERENSI TUGAS KENDALA

SOLUSI YANG

DILAKUKAN

hydrazine

rendah atau

tinggi pada feed

water

Nilai residual

chlorine pada

out-fall rendah

atau tinggi.

banyak maka

resin akan ikut

keluar.

Tiap jam air

boiler harus

dianalisa ulang

untuk

memastikan

konsentrasi

phosphate, dan

ketika phosphate

tetap tinggi

dilakukan

blowdown.

Sering terjadi

phosphate

hidden pada

sisi-sisi pipa

5

BULAN MATERI YANG

DIPELAJARI REFERENSI TUGAS KENDALA

SOLUSI YANG

DILAKUKAN

boiler sehingga

dilakukan

analisa berkala

untuk

memastikan

kondisi air

Lakukan

pengenceran

atau

turun/naikkan

stroke pompa

Request kepada

operator jaga

untuk

menaikkan atau

menurunkan

ampere rectifier

generator

6

BULAN MATERI YANG

DIPELAJARI REFERENSI TUGAS KENDALA

SOLUSI YANG

DILAKUKAN

hypochlorite

OKTOBER Sample table dan

dossing sistem

Manual book

PLTGU Blok 2

Instruksi kerja

pengisian bahan

kimia teknis

Rangkuman OJT

Diskusi

1. Mempelajari

cara pengisian

bahan kimia

teknis

2. Mempelajari

line

pengambilan

sample dan

monitor kualitas

air

3. Mempelajari

peralatan injeksi

dan pendingin

sample

Tidak

tersedianya

indicator level

pada tangki

hydrazine

Pada sample

table PLTU dan

PLTGU sample

air tidak keluar

dan terjadi

endapan.

Sample air

boiler PLTU

tidak keluar dan

terdeteksi chiller

temperature high

Hasil analisa

Rekomendasi ke

bagian konin

untuk memasang

level indicator

pada tangki

Dilakukan

flushing sample

sampai flow air

normal dan air

jernih kembali.

Reset sensor

alarm

temperature

pada sample

table.

Cek kondisi

pompa dengan

7

BULAN MATERI YANG

DIPELAJARI REFERENSI TUGAS KENDALA

SOLUSI YANG

DILAKUKAN

feed water

hydrazine low

ketika stroke

sudah tinggi

Pada silica

analizer tekanan

sample dan

reagen sering

low

Konsentrasi

phospat rendah

dan ph turun

pada LP/HP

drum

bypass lewat

venting

Periksa (test)

tekanan sample

dan reagen,

kemudian atur

agar sesuai dan

normal kembali,

reset alarm

Cek apakah

dossing phospat

auto/manual,

apabila auto

konfirmasi

dengan operator

dan rubah posisi

menjadi manual

dan injeksi

8

BULAN MATERI YANG

DIPELAJARI REFERENSI TUGAS KENDALA

SOLUSI YANG

DILAKUKAN

sampai maks 20

menit. Setelah

itu rubah

kembali dalam

posisi auto

NOVEMBER

DESEMBER

9

Kompetensi 2 : Standar Kualitas BBM dan Minyak Pelumas

BULAN MATERI YANG

DIPELAJARI REFERENSI TUGAS KENDALA

SOLUSI YANG

DILAKUKAN

JULI

AGUSTUS Analisa sample

minyak bulanan

Buku

rangkuman

OJT

Laporan hasil

analisa minyak

Instruksi kerja

analisa BBM

Dokumen

expert

1. Mempelajari

prosedur cara

analisa sample

bahan baker

minyak

bulanan.

2. Mengetahui

standart

kualitas bahan

bakar minyak

Sample minyak

MFO terlalu

kental dan sulit

dianalisa

Panaskan sample

pada oven pada

suhu sekitar 70

C selama 15

menit (apabila

masih kental,

panaskan lagi)

SEPTEMBER Analisa sample

pelumas internal

Buku

rangkuman

OJT

Laporan hasil

1. Mempelajari

prosedur cara

analisa sample

pelumas.

Sample lube oil

PLTU 45

mengandung

banyak air

Rekomendasi ke

bagian mesin

untuk

mengambil

10

BULAN MATERI YANG

DIPELAJARI REFERENSI TUGAS KENDALA

SOLUSI YANG

DILAKUKAN

analisa pelumas

Instruksi kerja

analisa minyak

pelumas

Dokumen

expert

2. Mengetahui

standart

kualitas

minyak

pelumas

hingga terjadi

dua lapisan

(minyak dan air)

Sample tidak

mempunyai

pembanding

sample pada titik

lain atau waktu

pengambilan

diperpanjang

untuk

mnghilangkan

air yang terikut

Kroscek dengan

data karasteristik

minyak pada

saat pembelian

apabila tidak ada

labor tidak bisa

memastikan

kualitas pelumas

tersebut

11

BULAN MATERI YANG

DIPELAJARI REFERENSI TUGAS KENDALA

SOLUSI YANG

DILAKUKAN

OKTOBER Perawatan

instrument analisa

minyak dan

pelumas

Instruksi kerja

pembuatan

reagen analisa

Buku

rangkuman

OJT

Dokumen

expert

Diskusi

1. Mempelajari

perawatan

instrument

analis serta

pengisian dan

pembuatan

reagen analisa

2. Mempelajari

metode

penyimpanan

sample dan

reagen analisa

Water content

metler Toledo

keruh dan sulit

menganalisa

sample

Ganti larutan

xylol (xylene)

dengan yang

baru

NOVEMBER

DESEMBER

12

Standard Kualitas Air Pembangkit

Air Siklus PLTU

Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Muara karang berkapasitas 2x200

MW dengan bahan bakar gas ataupun dapat di combine (gas dan BBM) atau

hanya dengan BBM. Siklus tertutup PLTU dimulai dari Hot well yang diatur

levelnya dengan penambahan air dari Demin Storage Tank. Setelah dari Hot Well

air ditransfer dengan CWP (circulating water pump) menuju Air Ejector yang

berfungsi menjaga vacum unit kemudian menuju Gland Steam Condenser.

Standart air kondensat yaitu conductivity 2-6 s/cm, pH 8.5-9, Cl- 0.1 ppm dan

CC (conductivity after cation) 300C.

3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2

N2H4 + 6Fe2O3 4Fe3O4 + 2H2O + N2

N2H4 + 4CuO 2Cu2O + 2H2O + N2

Setelah Gland Steam Condenser menuju LP Heater yang berjumlah 3 buah

berfungsi untuk memanfaatkan panas dari LP turbin, dari LP Heater menuju

Deaerator. Fungsi Deaerator sendiri yaitu sebagai Heat Exchanger dengan panas

dari uap ekstraksi dan pembuangan non condensable gas melalui venting. Air dari

13

deaerator dipompa dengan BFP (boiler feed pump) menuju HP Heater yang

berjumlah 2 buah (panas HP Heater dari HP Turbin), sebelum masuk HP heater

diambil sample berupa Feed Water dengan standart conductivity 2-6 s/cm, pH

8.5-9 dan hydrazine 0.02-0.04 ppm. Kandungan hydrazine dalam feed water

tergantung oleh jumlah oksigen dalam air, semakin banyak oksigen semakin kecil

kandungan hydrazine dalam feed water dan sebaliknya. Untuk memenuhi standart

hydrazine dilakukan pengenceran konsentrasi hydrazine (apabila konsentrasi

hydrazine terlalu tinggi) dalam tangki injeksi atau merubah stroke pompa.

Hydrazine yang terlalu tinggi dapat membuat pH naik akibat terbentuknya

ammoniak dengan reaksi

3N2H4 4NH3 + N2

adanya ammoniak berlebih tidak diinginkan karena dapat bereaksi dan mengikis

tembaga pada tube heater.

Cu + 4NH3 + 1/2O2 Cu(NH3)4(OH)2

Gambar 1. Proses Siklus Tertutup PLTU Muara Karang

Setelah HP Heater steam menuju economizer (pemanfaatan panas) dan

kemudian masuk di Steam Drum, sebelum menuju Steam Drum dilakukan injeksi

phosphate (Na3PO4 10%) yang berfungsi menaikkan pH dalam boiler (drum).,

injeksi phosphate ini dilakukan hanya ketika pH rendah dan dimatikan ketika pH

tinggi.

14

Na3PO4 + H2O Na2HPO4 + NaOH

Injeksi phosphate yang berlebihan dapat mengakibatkan pH berlebih sehingga

membuat carry over pada tube boiler, disamping itu phosphate dapat bereaksi

dengan senyawa garam yang membuat conductivity tinggi, dengan reaksi

3Ca + 2Na3PO4 Ca3(PO4)2 + 6Na

sample air boiler diambil dari Steam Drum dengan standart conductivity

15

yaitu panas setelah memutar turbin, gas yang berkisar 500 C digunakan untuk

mengubah uap menjadi steam pada HRSG (ST 185 MW).

Gambar 2. Siklus Air PLTGU Blok 1

Pada PLTGU Blok 1berbahan bakar gas atau minyak dengan siklus air

terjadi secara paksa, yaitu transportasi fluida dilakukan dengan bantuan pompa.

Steam yang terkondensasi dalam condenser dengan bantuan air laut masuk dalam

hot well, level hot well diatur dengan penambahan air make up dengan standart

pH lebih dari 6 dan conductivity kurang dari 2 s/cm. pH air make up dibatasi

lebih dari 6 karena untuk mengoptimalkan dan menghemat injeksi kimia penaik

pH. Dari hot well air dipompa oleh CPD (condensate pump discharge) menuju

gland condenser untuk menjaga vacuum, untuk menjaga vacuum dalam gland

condenser dilewatkan steam dari LP turbin. Sebelum masuk gland condenser air

diinjeksi hydrazine dan ammonia, hydrazine berfungsi sebagai oxygen scavenger

dan ammonia berfungsi menaikkan pH, sebelum diinjeksi diambil titik sampling

dengan standart air CPD pH >8 (karena telah bercampur dengan kondensasi

steam), conductivity 2-5 s/cm, cation conductivity max 0.2 , dissolve oksigen <

20 ppb dan chloride max 0.1, parameter CC dan chloride yang tinggi dapat

mengindikasikan terjadi kebocoran air laut. Setelah gland condenser juga diambil

titik sampling berupa condensate after chemical feed dengan standart pH 9-9.6,

conductivity 3-5 s/cm, hydrazine 0.02-0.04 ppm, ammonia < 0.5 ppm dan

16

dissolve oksigen

17

setelah memutar turbin, gas yang berkisar 500 C digunakan untuk mengubah uap

menjadi steam pada HRSG (ST 3x70 MW).

Gambar 3. Proses Siklus PLTGU Muara Karang

Pada PLTGU Blok 2 berbahan bakar gas dengan siklus air terjadi secara

alami, yaitu transportasi fluida dilakukan tanpa bantuan pompa. Steam dari 3 buah

ST yang terkondensasi dalam condenser dengan bantuan air laut masuk dalam hot

well dengan standart yaitu pH 8.9-9.5, conductivity 3-6 s/cm, CC

18

silica 0.02 ppm, chloride 1 ppm, phosphate 10-30 ppm, didalam drum

ditambahkan injeksi phosphate untuk menaikkan pH, fase air masuk ke LP

evaporator dipanaskan dan uapnya kembali ke LP drum (sirkulasi). Fase uap dari

LP drum masuk ke LP superheater yang dipanaskan dan steam yang terbentuk

dengan standart pH 8, conductivity

19

Gambar 4. Desalination Multi Stage Flash

Desalinasi pada PLTGU Blok 2 terdiri dari 2 unit dengan panas berasal

dari auxiliary steam (auxiliary boiler). Produk desal PLTGU Blok 2 hanya satu

karena kondensate dan destilat digabung, hasil produk desal ini mencapai < 4

s/cm. Untuk mencegah scale dan busa juga ditambahkan anti scale basis polimer

dan anti foam sodium bisulfit.

Demineralisasi

Pada proses demineralisasi merupakan penyempurnaan dari destilasi, yaitu

menghilangkan kandungan garam mencapai < 1 s/cm. Proses demineralisasi

pada UP Muara Karang yaitu berdasarkan prinsip ion exchange, dengan model

konvensional ataupun mix bed.

Demineralisasi Plant 1 PLTU Muara Karang bertipe konvensional, yaitu

resin kation dan anion terpisah berbeda vessel. Resin kation berfungsi mengikat

ion garam positif seperti Ca2+

, Mg2+

, Na+, sedangkan resin anion berfungsi

mengikat ion garam negative seperti Cl-, CO3

-, HCO3

-, SO4

2-. Kelebihan dari tipe

konvensional sendiri yaitu pemakaian chemical untuk regenerasi sedikit, pH

produk keluar demin cenderung tinggi. Namun kerugian dari tipe ini yaitu

20

membutuhkan tempat yang relative lebih besar, produk keluar demin cenderung

>0.5 s/cm, dan proses regenerasi yang cukup lama. Tahapan pengoperasian

demineralisasi plant ini terdiri dari dua macem yaitu proses operasi normal

(service) dan proses regenerasi.

Gambar 5. Proses Operasi Normal Tipe Konvensional (service)

Proses operasi normal yaitu aliran air masuk resin kation melalui atas

vessel dan keluar dari bawah, hasil keluaran bersifat asam karena resin kation

menukar ion garam dengan ion hydrogen. Contoh reaksi dengan ion kalsium

dimana R adalah resin

H+-R + Ca

2+ Ca2+-R + H+

air yang keluar dari resin kation langsung mengalir ke resin anion yang juga

melalui atas vessel dan keluar dari bawah, air hasil keluaran cenderung bersifat

basa (pH 7-8). Contoh reaksi dengan ion chloride dimana R adalah resin

R-OH- + Cl

- R-Cl- + OH-

Regenerasi yaitu pengaktifan kembali resin yang jenuh, kejenuhan resin

diukur dengan hasil conductivity yang tinggi. Proses regenerasi resin tipe

konvensional ada 4 tahap yaitu, backwash, chemical inject, slow rinse, fast rinse.

Aliran air untuk proses backwash yaitu dari bawah ke atas yang berfungsi

menghilangkan kotoran dan lapisan film di bagian atas resin serta mengaduk resin

agar resin yang pecah ikut keluar, backwash juga berfungsi menggemburkan resin

agar ketika proses regenerasi resin dapat kontak sempurna dengan chemical

dengan syarat flow aliran maksimum seperti service dan resin tidak boleh keluar.

21

Gambar 6. Proses Backwash Tipe Konvensional

Dalam proses chemical inject, untuk resin kation menggunakan HCl 3-5%

sedangkan untuk resin anion menggunakan NaOH 3-5%, untuk injeksi kimia

regeneran diatur agar tidak kurang atau lebih konsentrasinya karena apabila

kurang akan mengakibatkan regenerasi tidak optimal, sedangkan apabila berlebih

maka akan membutuhkan waktu tambahan yang banyak untuk proses rinsing

(flushing) karena waktu rinsing normal tidak dapat membilas semua kimia

regeneran sehingga produk cenderung basa dan conductivity tinggi, oleh sebab itu

dilakukan rinsing manual. Reaksi ketika regenerasi kation dan anion (kalsium dan

chloride)

Ca2+

-R + HCl H+-R + CaCl2

R-Cl- + NaOH R-OH- + NaCl

22

Gambar 7. Proses Chemical Inject Tipe Konvensional

Gambar 8. Proses Slow Rinse Tipe Konvensional

Setelah proses chemical inject dilakukan slow rinse yang berfungsi untuk

membilas line pipa injeksi agar masuk dan kontak sempurna kedalam tangki resin,

oleh karena itu line pipa slow rinse hamper sama dengan proses chemical inject.

Tahapan terakhir yaitu fast rinse yang prosesnya seperti service namun produk

yang keluar dibuang menuju sump pit. Fungsi fast rinse yaitu membilas resin dan

dinding vessel oleh sisa kimia regeneran. Masalah yang pernah timbul dalam

regenerasi demin plant yaitu terbentuknya channelling karena proses backwash

yang tidak optimal

Gambar 9. Proses Fast Rinse Tipe Konvensional

Table 1. Tahapan Proses regenerasi pada Demineralisasi Plant 1 PLTU Muara

Karang

23

Resin Kation

Tahapan

Resin Anion

Fungsi Waktu

(menit) Sumber air

Waktu

(menit) Sumber air

30 Make up Backwash 15 Make up

Menggemburkan

resin dan

membuang

film/lumpur dan

resin yang pecah

30 Make up Chemical

inject 30 Demin

Mengaktifkan

kembali resin

yang telah jenuh

30 Make up Slow rinse 30 Demin

Membilas sisa

chemical dalam

pipa

45 Make up Fast rinse 120 Make up

Membilas sisa

chemical dalam

dinding vessel

dan resin

Pada UP Muara Karang, demineralisasi plant 3,4 PLTU dan demineralisasi

plant 2 PLTGU Blok 2 merupakan tipe mixed bed. Mixed bed yaitu resin kation

dan anion berada dalam satu vessel, kelebihan sistem ini yaitu tidak memakan

banyak tempat, hasil produk cenderung lebih bagus sekitar < 0.5 s/cm, waktu

regenerasi yang relative singkat. Kekurangan tipe ini yaitu membutuhkan kimia

regeneran yang relative banyak, pH produk cenderung rendah berkisar 5.5-7.

24

Gambar 10. Demineralisasi Plant 3 PLTU Muara Karang

Perbedaan antara mixed bed dan tipe konvesional selain dari tempat resin

yaitu ketika proses regenerasi, regenerasi tipe mix bed lebih komplek dari pada

tipe konvensional. Setelah backwash, resin akan terpisah sesuai berat jenisnya

yaitu kation dibawah dan anion diatas. Injeksi kimia regeneran pada mix bed

dilakukan bersamaan dan dalam satu vessel, HCl 3-4% diinjeksi dari bawah dan

NaOH 3-5% diinjeksi dari atas dan keluar melalui pipa di tengah vessel dan

dibuang di sump pit.

Pencampuran kembali resin setelah injeksi kimia dan slow rinse yaitu

pengadukan dengan udara dari bawah, selalu cek level air pada vessel meskipun

proses dilakukan secara auto karena apabila level air terlalu tinggi dapat

mengakibatkan resin ikut keluar.

Tabel 2. Tahapan Regenerasi Demineralisasi Plant Tipe Mixed Bed UP Muara

Karang

No Tahapan Fungsi

1 Backwash Menggemburkan resin agar kontak sempurna

dengan bahan kimia regeneran, membuang film

dan resin yang pecah, memisahkan antara resin

25

anion dan kation

2 Settle Proses pengendapan resin sesuai dengan berat

jenisnya untuk meratakan permukaan resin

3 Acid/caustic injection Meregenerasi resin yang telah jenuh

4 Slow rinse Membilas jalur injeksi agar sisa kimia regeneran

dapat kontak maksimal dengan resin

5 Partial drain

(drain down)

Mengurangi jumlah level air dalam vessel

hingga membentuk ruang kososng diatas resin

6 Air mix Mencampur kembali resin yang telah

diregenerasi dengan udara dari bawah

7 Water filling Mengisi kembali vessel dengan air hingga penuh

dan membuang udara yang masih tertinggal

8 Fast rinse Membilas resin dan dinding vessel dari sisa

kimia regeneran

Internal Treatment

Pada siklus air pembangkit, selain treatment eksternal berupa desal dan

demin juga dilakukan internal treatment untuk menjaga kualitas air pada sistem

tertutup. Setiap tahapan proses pada pembangkit mempunyai beberapa standart

yang harus dipenuhi, untuk memenuhi standart tersebut setiap pembangkit

menggunakan chemical inject pada air siklus.

PLTU UP Muara Karang menggunakan hydrazine (N2H4) dan TSP (tri

sodium phosphate). Hydrazine berfungsi sebagai oxygen scavenger yaitu senyawa

pengikat oksigen, karena oksigen dapat mengakibatkan korosi. (karat)

Fe + H2O Fe(OH)2 + H2

Fe(OH)2 + O2 Fe(OH)3

Sedangkat phosphate berfungsi untuk menaikkan pH

Na3PO4 + H2O Na2HPO4 + NaOH

Masalah yang sering timbul yaitu phospat hidden atau konsentrasi phosphate tiba-

tiba rendah ketika dianalisa, namun ketika diinjeksi sebentar konsentrasi

26

phosphate naik tajam sehingga pH naik, conductivity juga naik, hal ini disebabkan

ketika naik atau turun beban menggunakan spray superheater.

Pada PLTGU blok 2 injeksi kimia berupa hydrazine, ammonia dan

phosphate, semua injeksi dilakukan secara auto melalui CCR. Pengkontrolan

stroke pompa injeksi berdasarkan flow kondensate dan conductivity air.

NH3 + H2O NH4(OH)

Preservasi

Preservasi yaitu kegiatan pengamanan/perawatan bejana atau line air ketika unit

stop atau shut down. Preservasi dilakukan dengan 2 cara, yaitu preservasi kering

dan asah, preservasi kering dilakukan ketika unit stop dengan rentan waktu lama,

bahan untuk preservasi yaitu silica gel. Silica gel berfungsi menyerap kelembapan

udara yang dimungkinkan masih tertinggal dan dapat mengakibatkan korosi.

Sedangkan preservasi basah dilakukan ketika unit stop dengan waktu relative

singkat

27

kerang atau teritip pada pipa. Sodium hypochlorite diperoleh dari hypochlorite

generator dengan prinsip elektrolisis

Proses NaCl + H2O H2 + NaOCl

NaCl Na+ + Cl-

Katoda (-) Na+ + e

- Na (reduksi)

2Na + 2H2O + 2e- H2 + 2NaOH

Anoda (+) 2Cl- Cl2 + 2e

- (oksidasi)

Cl2 + H2O HOCl + HCl

HCl + NaOH NaCl + H2O

HOCl + NaOH NaOCl + H2O

Pada electrolyzer

NaOH + Cl2 NaCl + NaOCl + H2O

Sodium hypochlorite berfungsi untuk menghambat pertumbuhan

organisme biofouling. Generator hypochlorite dapat memproduksi 65 kg/h NaOCl

pada 5000 A (design) berjumlah 4 buah (2 PLTU, 2 PLTGU Blok 2) dengan

konsentrasi 1200 ppm, diinjeksi dan bercampur dengan air laut menjadi berkisar

1.75 ppm.

Pemerintah daerah mengatur standard residual chlorine dalam hasil

buangan limbah pembangkit maksimal sebesar 0.5 ppm sedangkan peraturan

intern UP Muara Karang ditetapkan 0.2 ppm, hasil tersebut dapat diketahui

melalui pengecekan sampel yang ditambah dengan reagen dengan alat pocket

colorimeter.

28

Gambar 11. Pocket Colorimeter

sering terjadi ketika hasil residual chlorine kurang dari 0.05 ppm harus

direkomendasikan untuk menaikkan ampere generator hypochlorite karena pada

nilai itu dimungkinkan organisme laut tidak terkendali maksimal, dan juga ketika

nilai mencapai 0.2 ppm harus direkomendasikan penurunan tegangan generator

hypochlorite karena telah melewati batasan yang dimungkinkan akan

mengakibatkan ekosistem laut rusak.

Selain air pendingin utama berupa air laut, pada pembangkit menggunakan

air pendingin bantu berupa air dengan kadar garam rendah (air demin). Air demin

digunakan karena apabila terjadi kontak dengan panas tidak terbentuk endapan

garam yang dapat mengakibatkan korosi/scale yang dapat merusak material. Air

pendingin bantu digunakan pada beberapa alat seperti, pendingin oli, pendingin

pompa, serta pendingin H2 generator. Selain syarat air dengan kadar garam rendah

juga tidak mengandung oksigen karena dapat menimbulkan korosi. Pengendalian

kadar oksigen dalam air pendingin bantu digunakan penambahan hydrazine

(N2H2) maksimal 2 liter dengan range 0.5-5 ppm.

Sample Table dan Dossing Sistem

Pengambilan sample air siklus pada pembangkit diambil melalui sample

table, sample table pada PLTU UP Muara Karang terdiri dari beberapa bagian

meliputi cooler, chiller, pressure reduction, temperature valve, pressure gauge,

sensor pH dan conduct (CC) serta flow meter. Sample yang berupa fase uap atau

air turun melalui pipa sample stainless dan didinginkan dengan air dalam heat

exchange, air pendingin disirkulasi dan didinginkan oleh udara dalam cooler.

29

Sample yang berkurang temperaturenya masuk heat exchange yang juga

didinginkan dengan air sampai suhu ruangan, air pendingin disirkulasi dalam

chiller untuk didinginkan kembali. Sample dingin kemudian masuk pressure

reduction yang berfungi mengatur aliran sample dengan pressure gauge sebagai

indicator, untuk mengetahui kecepatan aliran sample dapat juga diatur melalui

valve pada flow meter indicator. Sering terjadi masalah berupa sample tidak

keluar ataupun terjadi endapan pada botol sample, hal ini dimungkinkan line

sample yang mampet serta terjadi akumulasi endapan didalamnya, biasanya

masalah ini dapat diselesaikan dengan flushing sample dengan flow tinggi untuk

membuang kotoran dan melancarkan aliran. Pada sample table juga terdapat

monitor kualitas air siklus digital yang mewakili beberapa parameter dari

beberapa sample.

Gambar 12. Sistem Pendingin Sample pada Sample Table PLTU

Sample table PLTGU Blok 2 hampir sama prinsip proses dan peralatannya

dengan sample table PLTU, namun sample table PLTGU mempunyai analizer

automatic sehingga pembagian tekanan sample harus presisi. Pada sample table

juga terdapat vessel cation conductivity yang berfungsi mengetahui kebocoran air

laut. Namun perbedaan dengan PLTU yaitu terdapat silica dan hydrazine analizer

yang hasilnya dapat diketahui CCR (central control room), yang penggantian

reagen dilakukan secara berkala ketika reagen habis. Masalah yang sering timbul

yaitu pada silica analizer tekanan sample/reagen terdeteksi low sehingga harus

30

dilakukan pengecekan dan pengaturan tekanan/flow agar normal kemudian

mereset alarm.

Gambar 13. Sample Table PLTGU Blok 2

Sistem injeksi pada PLTU 5 UP Muara Karang dilakukan secara manual,

baik pompa hydrazine maupun phosphate yang berjumlah 4 buah (2 hydrazine 2

phospat) dengan switch breaker di sample table. Sistem penginjeksian pompa

yaitu satu on satu standby dengan tipe pompa injeksi jenis torak. Kapasitas pompa

injeksi hydrazine sebesar 36 l/h dengan stroke berkisar 30-45%, bukaan stroke

diatur sedemikian karena untuk memenuhi standard hydrazine pada feed water.

Pompa injeksi phosphate pada PLTU terdapat line parallel penggabungan yang

digunakan ketika emergency atau pompa di satu unit tidak dapat beroprasi,

dengan kapasitas pompa 84.4 l/h. Problem yang sering muncul yaitu ketika hasil

analisa feed water konsentrasi hydrazine rendah, dilakukan pengetesan kondisi

pompa memalui bypass melewati venting apakah tekanan pompa normal atau

tidak.

31

Gambar 14. Pompa Injeksi PLTU 4 Muara Karang

Sistem injeksi PLTGU terdiri dari 2 cara, yaitu manual dan automatis,

namun sistem auto dipilih karena untuk memaksimalkan kinerja automatic sensor.

Pengisian bahan kimia teknis harus menggunakan alat pelindung seperti masker,

sarung tangan, helm dan sepatu safety karena gas yang timbul dapat

membahayakan saluran pernafasan dan juga apabila kontak dengan kulit akan

mengakibatkan iritasi. Sistem control auto injeksi stroke hydrazine dilakukan

berdasarkan flow air kondensate, injeksi phosphate berdasar besar kecilnya

conductivity dalam drum, sedangkan injeksi ammonia dilakukan berdasar flow air

kondensat dan conductivity air kondensat. Perbedaan injeksi hydrazine pekat

PLTU dan PLTGU yaitu pada PLTU hydrazine pekat diinjeksi tetap pada satu

tangki sedangkan pada PLTGU injeksi hydrazine pekat berbeda dengan dilute

hydrazine (tangki dan pompa terpisah), injeksi hydrazine pekat dilakukan saat

stop unit agar kandungan oksigen dalam air hilang. Masalah dalam sistem injeksi

yaitu, hasil analisa kandungan phosphate pada LP/HP drum yang rendah,

konfirmasi dengan operator untuk merubah injeksi dengan sistem manual selama

maksimal 25 menit.

Gambar 15. Pompa Injeksi Ammonia, Dillute Hidrazine, Concentrat Hidrazine,

Phospate LP dan HP Drum PLTGU Blok 2

32

Standar Kualitas BBM dan Minyak Pelumas

BBM (Bahan Bakar Minyak)

Minyak digunakan untuk bahan bakar boiler PLTU untuk memanaskan air,

namun setelah peraturan PLN mengurani jumlah pemakaian minyak dalam

pembangkitan maka bahan bakar diganti dengan gas. Pada PLTU UP Muara

Karang bahan bakar minyak digunakan untuk pemantik awal pembakaran dalam

boiler, penyimpanan minyak diletakkan pada bunker-bunker tangki berkapasitas

ribuan kilo liter. Adapun jenis minyak pada PLTU

1. MFO (Marine fuel Oil)

Minyak Bakar bukan merupakan produk hasil destilasi tetapi hasil dari jenis

residu yang berwarna hitam. Minyak jenis ini memiliki tingkat kekentalan yang

tinggi dibandingkan minyak diesel. Pemakaian BBM jenis ini umumnya untuk

pembakaran langsung pada industri besar dan digunakan sebagai bahan bakar

untuk steam power station dan beberapa penggunaan yang dari segi ekonomi lebih

murah dengan penggunaan minyak bakar. Jenis BBM ini direkomendasikan untuk

mesin diesel teknologi injeksi terbaru (Diesel Common Rail System), sehingga

pemakaian bahan bakarnya lebih irit dan ekonomis serta menghasilkan tenaga

yang lebih besar. Pemakaian MFO pada PLTU untuk pematik burner.

2. High Speed Diesel (HSD)

Merupakan BBM jenis solar yang memiliki angka performa cetane number

45, jenis BBM ini umumnya digunakan untuk mesin trasportasi mesin diesel yang

umum dipakai dengan sistem injeksi pompa mekanik (injection pump) dan

electronic injection, jenis BBM ini diperuntukkan untuk jenis kendaraan bermotor

trasportasi dan mesin industri. HSD dulu digunakan untuk bahan bakar GT blok 1.

3. Diesel Oil (IDO)

Minyak Diesel adalah hasil penyulingan minyak yang berwarna hitam yang

berbentuk cair pada temperatur rendah. Biasanya memiliki kandungan sulfur yang

rendah dan dapat diterima oleh Medium Speed Diesel Engine di sektor industri.

33

Oleh karena itulah, diesel oil disebut juga Industrial Diesel Oil (IDO) atau Marine

Diesel Fuel (MDF).

Minyak pada penyimpanan mempunyai banyak pengotor seperti residu,

begitu juga rembesan minyak pada pondasi tangki. Oleh karena itu laboraturium

UP Muara Karang secara berkala satu bulan sekali menganalisa kualitas minyak

apakah masih layak dan sesuai standart.

Minyak Pelumas

Analisa minyak pelumas pada UP Muara Karang dilakukan by request,

baik secara internal maupun eksternal. Minyak pelumas sendiri terdiri dari

berbagai macam merk dan karakteristik penggunaannya.

Ketika melakukan analisa minyak pelumas maupun BBM harus memakai

alat pelindung diri meliputi masker dan sarung tangan, menyalakan blower dalam

lemari asam setelai selesai analisa flash point minyak pelumas untuk membuang

gas-gas hasil pembakaran.

Pelumas terbagi sesuai pemakaian operasionalnya, seperti minyak trafo,

minyak pelumas turbin, minyak hidrolik, dll. Analisa pelumas sebetulnya hampir

sama dengan analisa minyak bahan bakar, namun ada poin tambahan ataupun

yang terkurangi.

Analisa minyak isolasi/trafo mencakup analisa kimia dan fisika dari

minyak isolasi untuk peralatan listrik. Untuk mengetahui kemampuan isolasi,

kadar campuranan yang mempunyai sifat merusak.

Table 1. Analisa pada Minyak Pelumas dan Bahan Bakar Minyak

Analisa Bahan Bakar

Minyak

Minyak

Pelumas Metode Ket

Spesific Gravity

reduce to 60 oF

V V ASTM D-1298-99

Viskositas 40 oC

dan 100 oC

V V ASTM D-445-03

Kadar Air V V ASTM D-95-99

34

ASTM D-6304-03

Titik Nyala V V ASTM D-93-02a

ASTM D-92-02b

Warna V V ASTM D-1500-02

Total Acid Number V V ASTM D-974-02

Conradson Carbon

Residue V ASTM D-189-01

Kadar Abu V ASTM D-482-03

Nilai kalor V ASTM D-240-02

Sediment content V ASTM D-473-02

Sulfur content

V

Demulsifikasi

V ASTM D-1401-02

Tegangan tembus

V

Minyak

trafo

a) Spesific Gravity reduce to 60 oF

Adalah perbandingan berat bahan bakar minyak dengan berat dari air pada

jumlah dan temperatur yang sama (umumnya 60 O

F).

Gambar 1. Analisa SpGr pada Minyak Pelumas

b) Viskositas 40 oC dan 100 oC

Viskositas adalah suatu ukuran dari besarnya perlawanan suatu bahan cair

untuk mengalir atau ukuran dari besarnya tahapan geser dalam dari suatu bahan

35

cair. Makin tinggi viskositas makin besar tahan geser dalamnya. Viskositas ini

diukur dengan mengukur waktu dari mengalirnya suatu minyak yang banyaknya

telah ditentukan melalui lubang suatu viscometer.

Viskositas adalah sifat yang sangat penting dalam bahan bakar, sebab akan

mempermudah lewatnya bahan bakar melalui pipa-pipa. Kekuatan pompa dalam

menahan pipa akan rendah bila minyak kurang kental.

Gambar 2. Peralatan Analisa Viskositas

c) Conradson Carbon Residue

Metode ini menerangkan bagaimana cara memeriksa jumlah carbon yang

tersisa setelah penguapan suatu minyak. Dan juga bermaksud untuk mengetahui

adanya gejala-gejala yang berhubungan dengan pembentukan arang. Metode ini

biasanya untuk memeriksa minyak yang tidak menguap dan sebagian minyak

terurai karena distilasi pada tekanan atmosfir.

Catatan :

Istilah Carbon Residue yang dimaksud adalah pembentukan sisa-sisa

carbon sesudah penguapan dan pyrolysis pada minyak-minyak. Sisa-sisa endapan

bukan seluruhnya terbentuk oleh carbon, tetapi arang yang dapat berubah lagi

karena pyrolysis.

Agar diperhatikan bahwa pada minyak diesel yang mengandung amyl

nitrate akan menghasilkan kesalahan yang besar, maka dari itu metode ini hanya

khusus untuk memeriksa minyak tanpa Additives (bahan kimia yang

ditambahkan untuk maksud-maksud tertentu).

Banyaknya sisa karbon yang tidak terbakar membuktikan bahwa terjadi

pembakaran tidak sempurna, hal ini selain mempengaruhi besarnya nilai kalor

yang dihasilkan selama proses pembakaran juga menyebabkan jelaga/endapan

36

karbon diruang bakar. Reaksi pembakaran karbon diharapkan sempurna, apabila

semua oxigen yang diperlukan dalam pembakaran dapat membakar habis carbon

yaitu karbon bersenyawa dengan oxigen membentuk carbon dioksida.

C + O2

CO2

bila banyak oxigen (dalam udara kurang untuk mengadakan pembakaran

sempurna terhadap karbon, maka reaksi pembakaran menjadi tidak sempurna.

2C + 02

CO

Pada pembakaran tidak sempurna hanya dihasilkan panas yang kecil.

Selain reaksi tersebut carbon dapat juga bereaksi sebalik-nya bahan bakar yang

harus dibakar, tetapi menjadi reduktor dengan reaksinya sebagai berikut:

CO2

+ C 2CO

d) Kadar Air

Sampel MFO dan IDO (ASTM D-95-99)

Menentukan kadar air di dalam sample dengan menggunakan metode Distilasi

dengan bantuan pelarut. Biasanya metode ini digunakan untuk menganalisa kadar

air pada minyak (bahan bakar atau pelumas) yang mempunyai kadar air relatif

tinggi (> 500 ppm), contohnya minyak bahan bakar untuk jenis IDO (Intermediate

Diesel Oil) dan MFO (Marine Fuel Oil).

a. Ikhtisar metode :

Air yang terkandung dalam sample akan terikat oleh solvent (xylol) dan

dengan bantuan alat distilasi (reflux), air akan menguap bersama solvent lalu

terembunkan dan tertampung pada bagian trap penampung yang dilengkapai

dengan penakar volume. Hasil distilasi tersebut, merupakan campuran air dan

solvent dan air akan terpisah dengan sendirinya dari pelarut karena adanya

perbedaan densitas. Air berada di bawah dan pelarut berada di atas. Kelebihan

pelarut dalam trap akan kembali lagi ke labu didih.

Sampel HSD (ASTM D-6304-03)

Menentukan kadar air di dalam sample dengan menggunakan metode Karl

Fisher secara potensio. Biasanya metode ini digunakan untuk menganalisa kadar

37

air pada minyak (bahan bakar atau pelumas) yang mempunyai kadar air rendah (<

500 ppm), contohnya minyak bahan bakar untuk jenis HSD (High Speed Diesel).

Gambar 3. Peralatan Analisa Water Content

Air dalam minyak bakar (residu) konsentrasinya lebih besar dari pada dalam

minyak solar. Air akan mempengaruhi warna minyak karena air mudah

melarutkan zat lain, sehingga minyak mudah kotor air menyebabkan porosi

terutama dibagian dasar tangki. Oleh sebab itu biasanya tangki disiapkan juga

peralatan untuk pembuangan air (drain).

e) Kadar Abu

Kadar abu adalah sisa-sisa minyak yang tertinggal, setelah semua bagian yang

dapat terbakar dalam minyak, terbakar habis. Dari kadar abu ini dapat diperkiraan

banyaknya logam-logam yang terdapat didalam minyak residu seperti karat besi,

pasir dan lain-lain elemen logam. Kadar abu ini dapat berasal dari minyak bumi

sendiri dan juga dapat bertambah besar selama dalam penyimpanan.

Pada umunya abu dalam bahan bakar minyak (residu) sangat rendah, tetapi

unsur-unsur pembentuk abu seperti Natrium dan Vanadium perlu mendapatkan

perhatian, karena kedua unsur tersebut menyebabkan korosi dan erosi diruang

bakar.

Abu Natrium dan Vanadium (Natrium Vanodat) mempunyai titik leleh yang

rendah (600 900 O

C) sehingga biasanya kedua unsur tersebut menyebabkan

erosi dan korosi pada temperatur tinggi.

Reaksi oksidasi/pembakaran Vanadium adalah sebagai berikut :

2 V + O2

2 VO Oxydule - tidak stabil pada temperatur tinggi.

4 V + 3 O2

2 V2O

3 sexqu oxide

38

V + O2

VO2 Oxide amphoter dengan air membentuk Bioxide

asam atau basa

4 V + 5 O2

2 V2O

5 Oxida amphoter juga yang mampu memberikan tiga

macam asam.

V2O

5 + 2 H

2O H

4V

2O

7 Asam pyrovanadik

V2O

5 + H

2O 2 HV

2O

3 Asam metavanadik

V2O

5 + 3 H

2O 2 H

3VO

4 Asam orthovanadik

Reaksi pembakaran Natrium, adalah sbb:

4Na + O2

2 Na2O natrium oxida

Dengan adanya gas sulfida dalam gas asap akan membentuk garam sulfat

yang berbentuk cair pada temperatur 40 O

C .

2 Na2O + H

4V

2O

7 Na

4V

2O

7 + 2 H

2O Natrium Pyrovanadik

Na2O + 2 HVO

3 2 NaVO

3 + H

2O Natrium Methavanadik

3 Na2O + 2 H

3VO

4 2 Na

3VO

4 + 3 H

2O Natrium Orthovanadik

f) Kadar sediment

Untuk menghitung impurities yang ada dalam minyak bahan bakar sehingga

dapat diketahui tingkat kekotoran minyak bahan bakar. Kotoran-kotoran yang

terkandung pada minyak menurut analisa sediment dapat dibagi menjadi 2, yaitu :

Sediment dalam bentuk padat dan bentuk amorf berwarna coklat disebut

asphalteen.

Sediment dalam bentuk suspensi dan emulsi melayang-layang dalam

minyak dan tidak larut dalam minyak termasuk juga air.

g) Titik Nyala

Titik nyala suatu bahan bakar minyak adalah suhu terendah dari minyak

apabila pada permukaan minyak tersebut didekatkan suatu api. itik nyala ini

diperlukan, sehubungan dengan keamanan penyimpanan dan pengangkutan bahan

bakar minyak terhadap bahaya kebakaran.

39

Gambar 4. Peralatan Analisa Flash Point (suhu tinggi)

- titik nyala adalah temperatur terendah, dimana uap minyak mulai menyambar nyala

api.

- titik api adalah temperatur terendah, dimana minyak mulai terbakar.

- sifat ini harus diperhatikan betul, sebab apabila ada kebocoran yang berarti ada

hubungan dengan udara luar, akan menimbulkan kebakaran.

Gambar 5. Peralatan Analisa Flash Point (suhu rendah)

h) Nilai kalor

Nilai kalor ini adalah besarnya panas yang diperoleh dari pembakaran suatu

jumlah tertentu minyak didalam zat asam. Makin tinggi berat jenis suatu minyak

solar mempunyai nilai kalor lebih besar dari pada minyak diesel.

i) Warna

Warna pada pelumas maupun minyak bakar menenukan banyaknya pengotor

yang terkandung didalamnya, warna tersebut dibandingkan dengan karakteristik

minyak dan pelumas baru. Pengotor sendiri bisa berupa arang/karbon hasil

pemanasan dan pemakaian minyak yang lama, serta logam-logam dari material.

40

Gambar 6. Peralatan Analisa Warna Minyak dan Pelumas

j) Sulfur content

Belerang terdapat dalam semua bahan bakar minyak dalam jumlah yang

sangat sedikit. Tapi karena belerang bersifat korosif, maka pembatasan dari

banyaknya belerang adalah sangat penting didalam spesifikasi bahan bakar

minyak

Kandungan belerang dalam bahan bakar biasanya antara 0,2 5 %. Kandungan

belerang yang makin tinggi mempengaruhi:

Kecepatan pembentukan kerak sulfat

Kecepatan korosi

Kecepatan pembentukan seludge dan sediment dalam penumpangan

Dalam pembakaran, belerang akan beraksi dengan oxigen sebagai berikut:

S + O2

SO2

Sulfur dioxida

Hasil SO2

yang terjadi akan cepat berubah menjadi SO3

dengan adanya oxigen

lebih dalam gas buang .

2S + 3 02

2 SO3

Sulfur Trio oxida

Dalam keadaan lembab (uap air hasil pembakaran Hydrogen)

menyebabkan terjadinya asam yang akan mengakibatkan terjadinya korosi karena

temperatur rendah.

SO2

+ H2O H

2SO

3 Asam sulfit

SO3

+ H2O H

2SO

4 Asam sulfat

Reaksi korosi yang paling tidak diharapkan adalah sebagai berikut:

41

Fe + H2SO

4 FeSO

4 + H

2 O ferro Sulfat

dan akan sangat mungkin ferro sulfat teroksidasi membentuk ferri sulfat

2 FeSO4

+ 2 H2SO

4 + O

2 2 Fe

2(SO

4)3

+ 2 H2O Ferri Sulfat

Gambar 7. Peralatan Analisa Sulfur Content

Garam-garam tersebut akhirnya akan membentuk kerak yang menempel di daerah

konveksi (fouling) dan di tube air heater.

Selain dari keadaan tersebut diatas sifat belerang lainnya yang sangat

mempengaruhi sistem gas buang adalah karena sifat belerang yang mengembun

pada temperatur sekitar 130 O

C, sehingga mengakibatkan penyumbatan pada tube-

tube air heater.

Gambar 8. Peralatan Analisa Automatic Titrator (Sulfur Content)

k) Total Acid Number (TAN)

TAN merupakan nilai yang berpengaruh terhadap karakteristik minyak,

semakin besar nilai TAN berarti bahan itu cenderung mudah mengakibatkan

korose terhadap material.

l) Demulsibility

Kemampuan minyak atau pelumas untuk memisahkan diri dari air.

42

Gambar 9. Peralatan Analisa Demulsifikasi Pelumas

m) Tegangan tembus

Merupakan karakteristik dalam minyak trafo untuk mengetahui berapa besar

kapasitas partikel pelumas untuk menahan tegangan.