UTILITAS

BOILER

1. Pengertian Boiler

Pada dasarnya boiler adalah alat yang berfungsi untuk memanaskan air

dengan menggunakan panas dari hasil pembakaran bahan bakar, panas

hasil pembakaran selanjutnya panas hasil pembakaran dialirkan ke air

sehingga menghasilkan steam (uap air yang memiliki temperatur tinggi).

Dari pengertian tersebut berarti kita dapat menyimpulkan bahwa boiler

berfungsi untuk memproduksisteam (uap) yang dapat digunakan untuk

proses/kebutuhan selanjutnya. Seperti yang kita ketahui bahwa steam

dapat digunakan untuk menjaga suhu dalam kolom destilasi minyak

bumi dan proses evaporasi pada evaporator. Umumnya bakar yang

digunakan untuk memanaskan boiler yaitu batu bara, gas, dan bahan bakar

minyak. Untuk lebih disimpulkan dari pengertiannya boiler

adalahbejanabertekanandenganbentukdanukuran yang

didesainuntukmenghasilkanuappanasatau steam. Steam

dengantekanantertentukemudiandigunakanuntukmengalirkanpanaskesuatu

proses.

2. Sistem Boiler

Sistem boiler terdiri dari: sistem air umpan (feed water system),

sistem steam (steam system) dan sistem bahan bakar (fuel system).

a. Sistem air umpan (feed water system) menyediakan air untuk

boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhan steam.Berbagai

kran disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan.

b. Sistem steam (steam sistem) mengumpulkan dan mengontrol

produksi steam dalam boiler. Steam dialirkan melalui

sistempemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem,

1 Utilitas Boiler

tekanan steam diatur menggunakankran dan dipantau dengan alat

pemantau tekanan.

c. Sistem bahan bakar (fuel sistem) adalah semuaperalatan yang

digunakan untuk menyediakan bahan bakar untuk menghasilkan

panas yangdibutuhkan. Peralatan yang diperlukan pada sistem

bahan bakar tergantung pada jenis bahanbakar yang digunakan

pada sistem.

3. Bagian – bagian Boiler

Bagian-bagian boiler seperti gambar di atas adalah sebagai berikut :

a. Flame tube yang memiliki diameter besar yang akan menghasilkan

pembakaran yang sempurna. Combustion Chamber memiliki dimensi

yang berbeda-beda disesuaikan dengan jenis boiler.

b. Man Hole dan lubang inspeksi untuk mengetahui kondisi boiler secara

cepat seperti kondisi air.

c. “Wet-back” desain boiler dengan ruangan pembalik air dingin

d. Sight holes untuk mengamati pembakaran boiler dari sisi belakang

tabung.

e. Safety flap untuk menghindari kerusakan akibat pembakaran tidak

sempurna.

f. Tempat pembersihan cepat

g. Eksploitasi bahan bakar fase 2 dan 3 yang akan mempengaruhi

efisiensi pembakaran.

h. Lubang kaca untuk mengamati pembakaran dari sisi depan tabung.

i. Sirkulasi natural air boiler.

j. Steady capacity dan tekanan untuk ruang air dan uap.

k. High grade insulation untuk meminimalkan panas yang terbuang (heat

loss).

l. Steam drier, permukaan evaporasi.

2 Utilitas Boiler

4. Komponen Boiler

4.1 Furnace

Komponen ini merupakan tempat pembakaran bahan bakar.

Beberapa bagian dari  furnace siantaranya : refractory, ruang

perapian, burner, exhaust for flue gas, charge and discharge door.

4.2 Steam Drum

Komponen ini merupakan tempat penampungan air panas

dan pembangkitan steam. Steam masih bersifat jenuh (saturated

steam).

4.3 Superheater

Komponen ini merupakan tempat pengeringan steam dan siap

dikirim melalui main steam pipe dan siap untuk menggerakkan

turbin uap atau menjalankan proses industri.

4.4 Air Heater

Komponen ini merupakan ruangan pemanas yang digunakan untuk

memanaskan udara luar yang diserap untuk meminimalisasi udara

yang lembab

4.5 Economizer

Komponenini merupakan ruangan pemanas yang digunakan untuk

memanaskan air dari air yang terkondensasi dari sistem

sebelumnya  maupun air umpan baru.

4.6 Safety valveKomponen ini merupakan saluran buang steam jika terjadi keadaan

dimana tekanan steam melebihi kemampuan boiler menahan

tekanan steam.

4.7 Blowdown valve

Komponen ini merupakan saluran yang berfungsi membuang

endapan yang berada di dalam pipa steam.

3 Utilitas Boiler

5. Jenis-Jenis Boiler

5.1 Fire Tube Boiler

Pada fire tube boiler, gas panas melewati pipa – pipa dan air umpan

boiler adadidalam shell untuk dirubah menjadi steam. Fire tube

boiler biasanya digunakanuntuk kapasitas steam yang relatif kecil

dengan tekanan steam rendah sampaisedang. Sebagai pedoman, fire

tube boiler kompetitif untuk kecepatan steamsampai 12.000 kg/jam

dengan tekanan sampai 18 kg/cm. Fire tube boiler

dapatmenggunakan bahan bakar minyak bakar, gas atau bahan

bakar padat dalamoperasinya. Untuk alasan ekonomis, sebagian

besar fire tube boiler dikonstruksisebagai “paket” boiler (dirakit

oleh pabrik) untuk semua bahan bakar.

 Gambar 1. Fire Tube Boiler

5.2 Water Tube Boiler

Pada water tube boiler, air umpan boiler mengalir melalui pipa –

pipa masuk ke dalam drum. Air yang tersikulasi dipanaskan oleh

gas pembakar membentuk steam pada daerah uap dalam drum.

Boiler ini dipilih jika kebutuhan steam dan tekanan steam sangat

tinggi seperti pada kasus boiler untuk pembangkit tenaga. Water

tube boiler yang sangat modern dirancang dengan kapasitas steam

antara 4.500-12.000 kg/jam, dengan tekanan sangat tinggi. Banyak

water tube boiler yang dikonstruksi secara paket jika digunakan

bahan bakar minyak bakar dan gas. Untuk water tube boiler yang

4 Utilitas Boiler

menggunakan bahan bakar padat, tidak umum dirancang secara

paket.

Karakteristik water tube boiler sebagai berikut :

a. Forced, induced dan balanced draft membantu untuk

meningkatkan efisiensi pembakaran

b. Kurang toleran terhadap kualitas air yang dihasilkan dari

plant pengolahan air

c. Memungkinkan untuk tingkat efisiensi panas yang lebih

tinggi

 Gambar 2. Water Tube Boiler 5.3 Paket Boiler

Disebut boiler paket sebab sudah tersedia sebagai paket yang

lengkap. Pada saat dikirim ke pabrik, hanya memerlukan pipa steam,

pipa air, suplai bahan bakar dan sambungan listrik untuk dapat

beroperasi. Paket boiler biasanya merupakan tipe shell and tube

dengan rancangan fire tube dengan transfer panas baik radiasi

maupun konveksi yang tinggi.

5 Utilitas Boiler

Ciri-ciri dari packaged boilers adalah:

Kecilnya ruang pembakaran dan tingginya panas yang dilepas

menghasilkan penguapan yang lebih cepat.

Banyaknya jumlah pipa yang berdiameter kecil membuatnya

memiliki perpindahan panas konvektif yang baik.

Sistem forced atau induced draft menghasilkan efisiensi

pembakaran yang baik. Sejumlah lintasan/pass menghasilkan

perpindahan panas keseluruhan yang lebih baik.

Tingkat efisiensi thermisnya yang lebih tinggi dibandingkan

dengan boiler lainnya.

Boiler tersebut dikelompokkan berdasarkan jumlah pass/lintasannya

yaitu berapa kali gas pembakaran melintasi boiler. Ruang

pembakaran ditempatkan sebagai lintasan pertama setelah itu

kemudian satu, dua, atau tiga set pipa api. Boiler yang paling umum

dalam kelas ini adalah unit tiga pass/lintasan dengan dua set fire-

tube/pipa api dan gas buangnya keluar dari belakang boiler.

Gambar 3. Jenis Paket Boiler 3 Pass, bahan bakar Minyak

6 Utilitas Boiler

5.4 Boiler Pembakaran dengan Fluidized Bed (FBC)

Pembakaran dengan fluidized bed (FBC) muncul sebagai

alternatif yang memungkinkan dan memiliki kelebihan yang cukup

berarti dibanding sistem pembakaran yang konvensional dan

memberikan banyak keuntungan antara lain rancangan boiler yang

kompak, fleksibel terhadap bahan bakar, efisiensi pembakaran

yang tinggi dan berkurangnya emisi polutan yang merugikan

seperti SOx dan NOx. Bahan bakar yang dapat dibakar dalam

boiler ini adalah batubara, barang tolakan dari tempat pencucian

pakaian, sekam padi, bagas & limbah pertanian lainnya.

Boiler fluidized bed memiliki kisaran kapasitas yang luas

yaitu antara 0.5 T/jam sampai lebih dari 100 T/jam.

Bila udara atau gas yang terdistribusi secara merata dilewatkan

keatas melalui bed partikel padat seperti pasir yang disangga oleh

saringan halus, partikel tidak akan terganggu pada kecepatan yang

rendah. Begitu kecepatan udaranya berangsur-angsur naik,

terbentuklah suatu keadaan dimana partikel tersuspensi dalam

aliran udara sehingga bed tersebut disebut “terfluidisasikan”.

Dengan kenaikan kecepatan udara selanjutnya, terjadi

pembentukan gelembung, turbulensi yang kuat, pencampuran cepat

dan pembentukan permukaan bed yang rapat. Bed partikel padat

menampilkan sifat cairan mendidih dan terlihat seperti fluida yang

disebut “bed gelembung fluida (bubbling fluidized bed)”. Jika

partikel pasir dalam keadaan terfluidisasikan dipanaskan hingga ke

suhu nyala batubara, dan batubara diinjeksikan secara terus

menerus ke bed, batubara akan terbakar dengan cepat dan bed

mencapai suhu yang seragam.

Pembakaran dengan fluidized bed (FBC) berlangsung pada

suhu sekitar 840C hingga 950°C. Karena suhu ini jauh berada

dibawah suhu fusi abu, maka pelelehan abu dan permasalahan yang

terkait didalamnya dapat dihindari. Suhu pembakaran yang lebih

7 Utilitas Boiler

rendah tercapai disebabkan tingginya koefisien perpindahan panas

sebagai akibat pencampuran cepat dalam fluidized bed dan

ekstraksi panas yang efektif dari bed melalui perpindahan panas

pada pipa dan dinding bed. Kecepatan gas dicapai diantara

kecepatan fluidisasi minimum dan kecepatan masuk partikel. Hal

ini menjamin operasi bed yang stabil dan menghindari terbawanya

partikel dalam jalur gas.

5.5 Atmospheric Fluidized Bed Combustion Boiler

Boiler Kebanyakan boiler yang beroperasi untuk jenis ini adalah

Atmospheric Fluidized Bed Combustion (AFBC) Boiler. Alat ini

hanya berupa shell boiler konvensional biasa yang ditambah

dengan sebuah fluidized bed combustor. Sistem seperti telah

dipasang digabungkan dengan water tube boiler/ boiler pipa air

konvensional. Batubara dihancurkan menjadi ukuran 1 – 10 mm

tergantung pada tingkatan batubara dan jenis pengumpan udara ke

ruang pembakaran. Udara atmosfir yang bertindak sebagai udara

fluidisasi dan pembakaran, dimasukkan dengan tekanan, setelah

diberi pemanasan awal oleh gas buang bahan bakar. Pipa dalam

8 Utilitas Boiler

bed yang membawa air pada umumnya bertindak sebagai

evaporator. Produk gas hasil pembakaran melewati bagian super

heater dari boiler lalu mengalir ke economizer, ke pengumpul debu

dan pemanas awal udara sebelum dibuang ke atmosfir.

5.6 Pressurized Fluidized Bed Combustion

Pada tipe Pressurized Fluidized bed Combustion (PFBC), sebuah

kompresor memasok udara Forced Draft (FD), dan pembakarnya

merupakan tangki bertekanan. Laju panas yang dilepas dalam bed

sebanding dengan tekanan bed sehingga bed yang dalam digunakan

untuk mengekstraksi sejumlah besar panas. Hal ini akan

meningkatkan efisiensi pembakaran dan peyerapan sulfur dioksida

dalam bed. Steam dihasilkan didalam dua ikatan pipa, satu di bed

dan satunya lagi berada diatasnya. Gas panas dari cerobong

menggerakan turbin gas pembangkit tenaga. Sistem PFBC dapat

digunakan untuk pembangkitan kogenerasi (steam dan listrik) atau

pembangkit tenaga dengan siklus gabungan (combined cycle).

Operasi combined cycle (turbin gas & turbin uap) meningkatkan

efisiensi konversi keseluruhan sebesar 5 hingga 8 persen.

9 Utilitas Boiler

5.7 Atmospheric Circulating Fluidized Bed Combustion Boiler

Dalam sistem sirkulasi, parameter bed dijaga untuk membentuk

padatan melayang dari bed. Padatan diangkat pada fase yang relatif

terlarut dalam pengangkat padatan, dan sebuah down-comer

dengan sebuah siklon merupakan aliran sirkulasi padatan. Tidak

terdapat pipa pembangkit steam yang terletak dalam bed.

Pembangkitan dan pemanasan berlebih steam berlangsung di

bagian konveksi, dinding air, pada keluaran pengangkat/ riser.

Boiler CFBC pada umumnya lebih ekonomis daripada boiler

AFBC, untuk penerapannya di industri memerlukan lebih dari 75 –

100 T/jam steam.

Untuk unit yang besar, semakin tinggi karakteristik tungku boiler

CFBC akan memberikan penggunaan ruang yang semakin baik,

partikel bahan bakar lebih besar, waktu tinggal bahan penyerap

untuk pembakaran yang efisien dan penangkapan SO2 yang

semakin besar pula, dan semakin mudah penerapan teknik

10 Utilitas Boiler

pembakaran untuk pengendalian NOx daripada pembangkit steam

AFBC.

Gambar 4. CFBC Boiler

5.8 Stoker Fired Boiler

Stokers diklasifikasikan menurut metode pengumpanan bahan

bakar ke tungku dan oleh jenis grate nya. Klasifikasi utamanya

adalah spreader stoker dan chaingate atau traveling-gate stoker.

a. Spreader stokers :

memanfaatkan kombinasi pembakaran suspensi dan

pembakaran grate. Batubara diumpankan secara kontinyu ke

tungku diatas bed pembakaran batubara. Batubara yang

halus dibakar dalam suspensi; partikel yang lebih besar

akan jatuh ke grate, dimana batubara ini akan dibakar dalam

bed batubara yang tipis dan pembakaran cepat. Metode

pembakaran ini memberikan fleksibilitas yang baik

terhadap fluktuasi beban, dikarenakan penyalaan hampir

terjadi secara cepat bila laju pembakaran meningkat. Karena

hal ini, spreader stoker lebih disukai dibanding jenis stoker

lainnya dalam berbagai penerapan di industri.

11 Utilitas Boiler

 Gambar 5. Spreader Stoker Boiler

b. Chain-grate atau traveling-grate stoker :

Batubara diumpankan ke ujung grate baja yang bergerak.

Ketika grate bergerak sepanjang tungku, batubara terbakar

sebelum jatuh pada ujung sebagai abu. Diperlukan tingkat

keterampilan tertentu, terutama bila menyetel grate, damper

udara dan baffles, untuk menjamin pembakaran yang bersih

serta menghasilkan seminimal mungkin jumlah karbon yang

tidak terbakar dalam abu. Hopper umpan batubara

memanjang di sepanjang seluruh ujung umpan batubara

pada tungku.

Sebuah grate batubara digunakan untuk mengendalikan

kecepatan batubara yang diumpankan ke tungku dengan

mengendalikan ketebalan bed bahan bakar. Ukuran batubara

harus seragam sebab bongkahan yang besar tidak akan

terbakar sempurna pada waktu mencapai ujunggrate.

12 Utilitas Boiler

Gambar 6. Traveling Grate Boiler 

5.9 Pulverized Fuel Boiler

Kebanyakan boiler stasiun pembangkit tenaga yang

berbahan bakar batubara menggunakan batubara halus, dan banyak

boiler pipa air di industri yang lebih besar juga menggunakan

batubara yang halus. Teknologi ini berkembang dengan baik dan

diseluruh dunia terdapat ribuan unit dan lebih dari 90 persen

kapasitas pembakaran batubara merupakan jenis ini. 

Untuk batubara jenis bituminous, batubara digiling sampai

menjadi bubuk halus, yang berukuran +300 micrometer (μm)

kurang dari 2 persen dan yang berukuran dibawah 75 microns

sebesar 70-75 persen. Harus diperhatikan bahwa bubuk yang

terlalu halus akan memboroskan energi penggilingan. Sebaliknya,

bubuk yang terlalu kasar tidak akan terbakar sempurna pada ruang

pembakaran dan menyebabkan kerugian yang lebih besar karena

bahan yang tidak terbakar. Batubara bubuk dihembuskan dengan

sebagian udara pembakaran masuk menuju plant boiler melalui

serangkaian nosel burner. Udara sekunder dan tersier dapat juga

13 Utilitas Boiler

ditambahkan. Pembakaran berlangsung pada suhu dari 1300 - 1700

°C, tergantung pada kualitas batubara. Waktu tinggal partikel

dalam boiler biasanya 2 hingga 5 detik, dan partikel harus cukup

kecil untuk pembakaran yang sempurna. Sistem ini memiliki

banyak keuntungan seperti kemampuan membakar berbagai

kualitas batubara, respon yang cepat terhadap perubahan beban

muatan, penggunaan suhu udara pemanas awal yang tinggi dll.

Salah satu sistem yang paling populer untuk pembakaran batubara

halus adalah pembakaran tangensial dengan menggunakan empat

buah burner dari keempat sudut untuk menciptakan bola api pada

pusat tungku.

Gambar 7. Pembakaran tangensial untuk bahan bakar halus 

5.10 Boiler Limbah Panas

Dimanapun tersedia limbah panas pada suhu sedang atau tinggi,

boiler limbah panas dapat dipasang secara ekonomis. Jika

kebutuhan steam lebih dari steam yang dihasilkan menggunakan

gas buang panas, dapat digunakan burner tambahan yang

menggunakan bahan bakar. Jika steam tidak langsung dapat

14 Utilitas Boiler

digunakan, steam dapat dipakai untuk memproduksi daya listrik

menggunakan generator turbin uap. Hal ini banyak digunakan

dalam pemanfaatan kembali panas dari gas buang dari turbin gas

dan mesin diesel.

Gambar 8. Skema sederhana Boiler Limbah Panas

5.11 Pemanas Fluida Termis

Saat ini, pemanas fluida termis telah digunakan secara luas

dalam berbagai penerapan untuk pemanasan proses tidak langsung.

Dengan menggunakan fluida petroleum sebagai media perpindahan

panas, pemanas tersebut memberikan suhu yang konstan. Sistem

pembakaran terdiri dari sebuah fixed grate dengan susunan draft

mekanis. Pemanas fluida termis modern berbahan bakar minyak

terdiri dari sebuah kumparan ganda, konstruksi tiga pass dan

dipasang dengan sistem jet tekanan. Fluida termis, yang bertindak

sebagai pembawa panas, dipanaskan dalam pemanas dan

disirkulasikan melalui peralatan pengguna. Disini fluida

memindahkn panas untuk proses melalui penukar panas, kemudian

fluidanya dikembalikan ke pemanas. Aliran fluida termis pada

ujung pemakai dikendalikan oleh katup pengendali yang

15 Utilitas Boiler

dioperasikan secara pneumatis, berdasarkan suhu operasi. Pemanas

beroperasi pada api yang tinggi atau rendah tergantung pada suhu

minyak yang kembali yang bervariasi tergantung beban sistem. 

Keuntungan pemanas tersebut adalah:

Operasi sistem tertutup dengan kehilangan minimum

dibanding dengan boiler steam.

Operasi sistem tidak bertekanan bahkan untuk suhu sekitar

250 0C dibandingkan kebutuhan tekanan steam 40 kg/cm2

dalam sistem steam yang sejenis.

Penyetelan kendali otomatis, yang memberikan fleksibilitas

operasi.

Efisiensi termis yang baik karena tidak adanya kehilangan

panas yang diakibatkan oleh blowdown, pembuangan

kondensat dan flash steam.

Faktor ekonomi keseluruhan dari pemanas fluida termis

tergantung pada penerapan spesifik dan dasar acuannya. Pemanas

fluida thermis berbahan bakar batubara dengan kisaran efisiensi

panas 55-65 persen merupakan yang paling nyaman digunakan

dibandingkan dengan hampir kebanyakan boiler.

Penggabungan peralatan pemanfaatan kembali panas dalam gas

buang akan mempertinggi tingkat efisiensi termis selanjutnya.

16 Utilitas Boiler

Gambar 9. Konfigurasi Pemanas Fluida Termis

6. Prinsip Kerja Boiler

Prinsip kerja dari boiler (Saturated steam) bisa dilihat pada gambar

di bawah ini.

Air umpan setelah melalui proses pretreatment di softener atau air

condensate dipompakan ke economizer.

Di economizer terjadi pemanasan awal yang memanfaatkan panas buang

di chimney. Pemanasan awal dimaksudkan untuk meningkatkan efisiensi

dari boiler.

17 Utilitas Boiler

Selanjutnya air umpan masuk ke dalam ketel tapi sebelumnya diberikan

chemichal sesuai dosis yang ditentukan.

Setelah itu air umpan yang mengalami pemanasan didalam ketel uap

berubah fasa menjadi steam dan siap didistribusikan.

Setelah steam berubah fasa kembali menjadi air (air condensat) maka bisa

kembali dipompakan kedalam ketel kembali. Air make up hanya

digunakan untuk menggantikan hilangnya air akibat proses blowdown.

7. Masalah-Masalahpada 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 :

a) Pembentukan K erak

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.

Kerak yang menyelimuti permukaan boiler berpengaruh

terhadap perpindahan panas permukaan dan menunjukkan dua akibat

utama yaitu berkurangnya panas yang dipindahkan dari dapur ke air

18 Utilitas Boiler

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.

b) PeristiwaKorosi

Korosi dapat disebabkan oleh oksigen dan karbon dioksida

yang terdapat dalam uap yang terkondensasi. Korosi merupakan

peristiwa logam kembali kebentuk asalnya dalam misalnya besi

menjadi oksida besi, alumunium dan lain-lain. Peristiwa koros

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

19 Utilitas Boiler

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. 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

20 Utilitas Boiler

c) 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 kontaminasi 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.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.

21 Utilitas Boiler

d) KontaminasiUap (Carryover)

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.

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.

22 Utilitas Boiler