Trending Topik

» » » » » Boiler & Permasalahannya

Boiler & Permasalahannya

Sains, Teknologi dan Ekonomi Bisnis    Tuesday, February 17, 2015

Teknik pengolahan air boiler meliputi :
  1. Koagulasi & flokulasi (penggumpalan)
  2. Sedimentasi (pengendapan)
  3. Filtrasi (penyaringan)
  4. Demineralisasi (pengurangan ion mineral)
  5. Softening (pelunakan)
  6. Deaerasi (pengurangan gas terlarut)
  7. Organik treatment sebagai pengurang gas CO2 seperti tannin, pemanasa
  8. Anorganik treatment sebagai pencegah kerak seperti Na3PO4, NaOH 
2 Na3PO4 + 3 CaCO3 --- > 3 Na2CO3 + Ca3(PO4)2 (lumpur)
2 NaOH + MgCO3 --- > Na2CO3 + Mg(OH)2 (lumpur)
Penggunaan NaOH baik untuk mengurangi Mg2+ karena dapat membentuk Mg(OH)2 berbentuk lumpur namun kurang baik pada boiler tekanan tinggi, karena jika terakumulasi di satu titik bisa menyebabkan “caustic embrittlement (keretakan logam)” 

BACA JUGA: Analisa Sistem Koagulasi-Flokulasi-Sedimentasi di PLTU dengan Jar Test
  • Chemical penyerap gas O2 seperti : NaHSO3 (sodium bisulfit), N2H4 (hydrazine)
2 NaHSO3 --- > Na2SO3 +  H2O + SO2
Na2SO3 + ½ O2 --- > Na2SO4 (kristal)
N2H4 + O2 --- > H2O + N2
Gambar 1. Hubungan pH dengan Kandungan Oksigen terhadap Derajat Korosi
Penggunaan Na2SO3 baik digunakan pada ketel bertekanan 65 kgf/cm2 karena jika dioperasikan >65 kgf/cm2 akan menghasilkan gas SO2 yang bisa mengkorosi logam.
  • Chemical pencegah karat seperti : amine/ammonia
  • Chemical anti-kesadahan air seperti : Na2CO3 namun penggunaan chemical ini kurang efektif karena menghasilkan gas CO2 
Na2CO3 + CaSO4 --- > Na2SO4 + CaCO3 
Na2CO3 + MgSO4 --- > Na2SO4 + MgCO3
CaCO3 dan MgCO3 berbentuk lumpur dan bisa dihilangkan dengan blowdown
  • Chemical anti-kesadahan air seperti : Na2Al2O4 (sodium aluminat)
Na2Al2O4 + MgCO3 --- > Na2CO3 + MgAl2O4 (floc dan mengendap)

Beberapa Penyebab Kerak atau Korosi pada Boiler adalah:
  • Kesadahan Air
1. Kesadahan sementara disebabkan garam bikarbonat seperti Ca(HCO3)2 dan Mg(HCO3)2 bisa dihilangkan dengan pemanasan
Ca(HCO3)2 + panas --- > CaCO3 (mengendap) + CO2 + H2O
Mg(HCO3)2 + panas --- > MgCO3 (mengendap) + CO2 + H2O
2. Kesadahan tetap disebabkan garam Ca2+ (CaSO4, CaCl2) dan Mg2+ (MgSO4, MgCl2) bisa dihilangkan dengan chemical treatment
  • Senyawa Silikat (SiO2), Asam Bebas dan Karbonat (CO32-)
Senyawa silikat umumnya terkandung pada air sungai yang digunakan sebagai bahan baku. Treatment yang umum digunakan di PLTU adalah pengikatan di multi-media filter dilanjutkan tersaring di membrane reverse-osmosis dan terakhir pertukaran ion di mixed bed. Sedangkan bikarbonat dalam air boiler berasal dari pemanasan air boiler yang masih mengandung tingkat kesadahan tinggi sehingga melepaskan gas CO2 dan bereaksi dengan air menjadi asam karbonat sesuai reaksi :
CO2 + H2O --- > H2CO3
H2CO3 pelan-pelan bereaksi dengan logam dan besi membentuk garam bikarbonat, sesuai reaksi:
2 H2CO3 + Fe --- > Fe(HCO3)2 + H2
Fe(HCO3)2 + H2O --- > Fe(OH)2 (oksida besi penyebab karat) + H2O + 2 CO2
  • Adanya O2, CO2 dan H2S
Gas O2 akan mengoksidasi ferro-oksida (Fe(OH)2) menjadi ferri-hidroksida (Fe(OH)3) yang mempunyai sifat mudah larut dalam air, sesuai reaksi:
Fe(OH)2 + O2 --- > Fe(OH)3 (karat) + H2O
Gambar 2. Hubungan pH vs Derajat Korosi

Pada saat pH rendah, ion H+ akan melapisi permukaan logam sehingga menimbulkan gas yang meninggalkan permukaan logam sehingga menyebabkan korosi
  • Perbedaan Logam (Korosi Galvanis)
Logam campuran yang teroksidasi menurut prinsip Deret Volta
  • Kebanyakan Akumulasi Soda Caustic (NaOH)
Karena terkonsentrasi di satu titik, maka caustic menyerang metal dan terjadi keretakan “caustic embrittlement”
Berdasarkan jurnal EPRI Cycle Chemistry Guidelines tersebut, didapatkan data bahwa caustic gouging/caustic embrittlement ketika penambahan sodium hydroxide (NaOH) >2 ppm di steam drum boiler.
  • Total Dissolved Solid (TDS) Tinggi
  • Adanya Foaming (Busa) yang Mempercepat Timbulnya Kerak
Foaming disebabkan karena kenaikan dissolved, suspended solid dan kontaminasi minyak serta pH air terlalu tinggi

Akibat yang Disebabkan jika Tube Boiler Berkerak/Korosi adalah:
  1. Efisiensi boiler menurun karena konduktifitas thermal pada pipa berkurang
  2. Berkurangnya panas yang dipindahkan dari furnace ke air sehingga temperatur furnace harus tinggi untuk mencapai pertukaran panas yang diinginkan
  3. Boros konsumsi bahan bakar
  4. Tube boiler bisa pecah karena tekanan yang tinggi dan terakumulasi akibat tersumbat kerak
Cara Pencegahan Agar Tidak Ada Kerak/Korosi pada Boiler adalah:
  1. Pengaturan pH air boiler (dengan Na2CO3, NaOH, Na3PO4) tidak boleh terlalu rendah (korosi) dan terlalu tinggi (buih) dan pembentukan lapisan film (dengan tannin, turunan lignin, turunan glukosa, kanji dan NaNO3)
  2. Menghilangakan gas yang bersifat korosif seperti O2 dan CO2
  3. Melakukan blowdown secara teratur
  4. Mencegah korosi galvanis
 
Kutip Artikel ini sebagai Referensi (Citation):
Feriyanto, Y.E. (2016). Boiler & Permasalahannya, Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya

Referensi:
[1] Feriyanto, Y.E. (2016). Best Practice Experience in Power Plant. Surabaya
[2] EPRI. Cycle Chemistry Guidelines for Combined Cycle Heat Recovery Steam Generators

Previous
« Prev Post
Next
Next Post »

Subscribe to: Post Comments (Atom)