Silica terdapat di alam dalam bentuk silica diokside (SiO2) dan memiliki beberapa karakteristik sebagai berikut:
- Relatif tidak larut dalam asam kecuali HF, reaksi : SiO2 + 4 HF ---> SiF4 + 2 H2O
- Bereaksi dengan basa terutama basa kuat, reaksi : SiO2 + 2 NaOH ---> Na2SiO3 + H2O
 |
| Tekanan Boiler vs Konsentrasi Silica vs pH, sumber: Sohail and Mustafa, 2007 |
Standard Silica vs pH di Siklus Uap-Air PLTU
Berdasarkan grafik dan tabel standard tersebut, bisa diketahui bahwa untuk rata-rata tekanan turbin sedang yaitu 20-75 kgf/cm2 pada pH 9.1 nilai konsentrasi silica sebesar 1.2 ppm = 1200 ppb sedangkan pada pH 9.6 sebesar 1.8 ppm = 1800 ppb.
Makin tinggi tekanan boiler maka silica akan mudah "carry over" dan semakin tinggi silica di boiler water maka makin tinggi kesempatan ter-carry over bersama steam ke sudu turbine.
PLTU memanfaatkan 2 sumber air yaitu air laut dan air sungai. Pada kedua sumber air tersebut terdapat perbedaan cukup signifikan yaitu air laut banyak mengandung unsur hardness (Ca, Mg) dan salt (Na, Cl) sedangkan air sungai banyak mengandung unsur silica (SiO2).
Kandungan silica di PLTU dijaga pada range standar misalnya untuk pasir bed sand boiler CFB tidak boleh berlebihan karena jika terlalu banyak kandungan silica akan membuat pasir keras dan bisa menyebabkan abrasi pada material tube dan jika di feed water dijaga < 20 ppb dengan cara diikat dengan resin mixed bed.
Berdasarkan Handbook of Water Treatment, Kurita (1999) berikut hubungan kelarutan silica pada superheated steam:
Silica (SiO2) akan cenderung terlarut dalam hot condition dan terendapapkan (deposit) pada keadaan cold condition <40 oC sedangkan magnesium silicate (MgSiO3) terendapkan pada >50 oC [Kurita, 1999].
Terdapat 3 jenis endapan silica dan karakteristiknya:
- Sodium disilicate (Na2Si2O5)/[Na6(Si2O7)2], terendapkan pada temperatur 260-371 oC
- Alpha-quartz (SiO2), terendapkan pada temperatur 149-260 oC
- Amorphous silica, terendapkan pada temperatur 38-149 oC
Beberapa penyebab kadar Silica tinggi adalah:
- Kualitas regenerasi resin mixed bed rendah ---> life time
- Temperatur caustic regenerant terlalu rendah ---> OH- kurang efektif membilas resin anion (+) sehingga kemampuan resin anion (+) mengikat SiO2- kurang efektif
- Konsentrasi regenerant terlalu tinggi/rendah
- Resin mixed bed terkontaminasi ---> kemampuan pengikatan ion berkurang
- Jumlah resin mixed bed kurang ---> kemampuan pengikatan ion berkurang/cepat jenuh
- Flowrate terlalu tinggi ketika backwash proses regenerasi resin--> waktu untuk bereaksi/berikatan antara resin & ion kurang
- Silica air umpan bertambah
- Valve air umpan bocor sehingga mencemari produk
- Mixing resin kurang sempurna
- Jika sistem otomatis maka kemungkinan silica analyzer penunjukannya kurang akurat atau jika sistem manual kemungkinan reagent untuk analisa kimia kotor
- Phospate untuk injeksi mengandung silica yang cukup tinggi
BACA JUGA: Memilih Jenis Oxygen Scavenger yang Tepat
Berdasarkan Handbook Steam Power Operation (Woodruff et al, 2000) sebafai berikut:
Penanganan kontaminasi silica yang berlebih adalah:
- Melakukan regenerasi resin secara periodik
- Temperatur caustic dijaga pada range efektifnya sehingga pembilasan resin anion (+) efektif
- Konsentrasi regenerant (HCl & NaOH) sesuatu standar yang sudah ditetapkan
- Volume resin di mixed bed dijaga pada level standarnya
- Flowrate ketika regenerasi diusahakan tidak terlalu cepat
- Memeriksa dan memastikan tidak terdapat kebocoran valve
- Proses mixing diusahakan dengan flow udara yang cukup agar merata (homogen) di tank
- Memastikan silica analyzer ter-kalibrasi secara periodik
- Mengganti reagent untuk analisa silica
- Mengganti phospate dengan kandungan silica rendah
- Membuka valve blowdown steam drum (CBD) tinggi
- Menutup desuperheater spray (DSH)
Bahaya kontaminasi silica tinggi di boiler water PLTU ??
Silica dalam keadaan panas akan terlarut (dissolved solid) dengan boiler water dan ketika dingin akan membentuk kerak di sudu turbine. Sudu yang terus-menerus tertempeli sedimen ini akan menyebabkan gerakannya tidak seimbang (unbalance) sehingga menyebabkan kenaikan vibrasi dan shaft bisa bengkok/patah. Kelarutan silica meningkat seiiring kenaikan temparatur sehingga di PLTU selama beroperasi jarang sekali mengalami kontaminasi silica berlebih dan menurut standar kualitas air dengan menjaga silica <0.02 ppm = 20 ppb maka pengendapan silica di sudu turbine dapat dicegah. Berdasarkan EPRI Cycle Chemistry Guidelines, pH boiler yang cukup tinggi mengurangi silica carry-over (dalam fase vaporous carry-over).
- Silicone dengan lambang "Si" adalah unsur nomor 2 terbanyak dibumi sesudah oksigen "O"
- Silicone Dioxide dengan lambang "SiO2" dikenal dengan sebutan "silica" adalah silicone yang ditemukan di bumi karena silicone ditemukan tidak dalam unsur bebas melainkan dalam kondisi berikatan dengan unsur lain
- Silicate adalah silicone yang sudah bereaksi kompleks membentuk senyawa dan memiliki fase yang berbeda-beda
Sebenarnya apakah silica itu ??
Secara sederhana, silica dikenal dengan istilah "quartz" atau pasir kuarsa. Silica adalah material yang keras, berupa padatan terlarut (dissolved solid) sehingga kandungan berlebih di boiler water bisa menyebabkan fouling, kerusakan membrane RO, abrasi di boiler tube, deposit di sudu turbine dan men-deformasi bentuk sudu turbine.
Kutip Artikel ini sebagai Referensi (Citation):
Feriyanto, Y.E. (2018). Kontaminan Silica dan Penanganannya, Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya
Referensi:
[1] EPRI. Cycle Chemistry Guidelines for Combined Cycle Heat Recovery Steam Generators
[2] Daelami. (2009). Best Practice Pengoperasian Air di PLTU-PLTGU
[3] Marto, S. (2003). Materi Diklat Pengelolaan Air
[4] Sohail, M and Mustafa, I. (2007). Concentration control of silica in water chemical regime for natural circulation high pressure drum boiler unit of thermal power station. Department of Applied Chemistry and Chemical Technology University of Dhaka
[5] Feriyanto, Y.E. (2018). Analisa Kerak Tube Boiler & Condenser. Mengenal Lebih Dalam Teknik Kimia & Manajemen Teknologi, Surabaya
[6] Woodruff, E.,Lammers, H., dan Lammers, T. (2000). Steam Plant Operation, Eighth Edition Handbook
[7] Kurita. (1999). Handbook of Water Treatment, Second Edition. Japan
[8] Frayne, C. (2002). Boiler Water Treatment, Principle and Practice. Vol. 1 and 2. New York-U
Ingin Konsultasi dengan Tim Expert Website, Silakan Hubungi KLIK
Previous
« Prev Post
« Prev Post
Next
Next Post »
Next Post »
1 comments:
apa kaitannya silica tinggi dengan opener desuperheater spray?