Analisa Deposit Pada Blade Turbine dengan Umpan Air Sungai

Keterangan:

• Sampel diambil dari rotor HP Turbine #1
• Sampel berupa serbuk berwarna putih

Analisa:

• Uji XRD menunjukkan bahwa sampel sebagian besar merupakan crystalline dan 20.8% amorph. Senyawa dominan yaitu Sodium (Na) dan Cristoballite (merupakan salah satu bentuk silica)
• Sodium/Natrium (Na) berlebih kemungkinan bisa berasal dari:

1. Jika siklus air adalah bisa berasal dari kemampuan mixed bed turun atau cemaran dari bahan regenerant (diukur conductivity atau sodium outlet mixed bed)
2. Silica bisa berasal dari kebocoran tube condenser karena penggunaan pendingin cooling tower dari air sungai
3. Jika siklus uap adalah garam dari trisodium phospate (Na₃PO₄), reaksi pembentukannya adalah:

H₃PO₄ + Na₂CO₃ ---> Na₂HPO₄ + CO₂ + H₂O

N₂HPO₄ + NaOH ---> Na₃PO₄ + H₂O

Ketika Na₃PO₄ difungsikan sebagai injeksi di steam drum, berikut reaksinya:

(i) Na₃PO₄ + SiO₂ ---> Na₂SiO₃ (garam) + P₂O₅ (lumpur)

(ii) 2 Na₃PO₄ + 3 CaCO₃ ---> 3 Na₂CO₃ (garam) + Ca₃(PO₄)₂ (lumpur) 

Poin (1) umumnya reaksi yang terjadi ketika umpan air sungai sedangkan poin (ii) air laut.  Garam yang bersifat basa digunakan untuk stabilisasi pH siklus uap-air sedangkan lumpur dilakukan blowdown. Ketika garam di siklus uap bernilai tinggi berarti bisa karena purity Na₃PO₄ yang rendah (zat aktif PO₄ rendah dan tingginya Na sebagai filler atau pengikat) atau karena silica yang harusnya diikat oleh Na₃PO₄ sudah minim.

- Cristobalite atau Silica (SiO₂) pada HP Turbine merupakan senyawa yangkemungkinan berasal dari:

• Untuk siklus air bisa berasal dari kebocoran tube condenser atau kemampuan mixed bed menurun (dibuktikan dengan kualitas pengukuran silica outlet CEP dan outlet mixed bed)
• Untuk siklus uap bisa berasal dari silica yang ter-dissolved ketika temperatur tinggi (unit operasi) dan akan terlihat seperti deposit ketika temperatur diturunkan (unit shutdown) karena itu memang menjadi karakteristik silica [Feriyanto, 2019]

Rekomendasi:

1. Pengecekan trending conductivity atau sodium outlet mixed bed dan outlet CEP
2. Pengecekan trending kadar silica steam drum, saturated dan superheated
3. Pengecekan kebocoran tube condenser
4. Jika poin (1) dan (2) normal maka bisa dipastikan purity Na₃PO₄ rendah

Berdasarkan EPRI Cycle Chemistry Guidelines, keberadan phospate (PO₄) harus dijaga agar tidak terjadi korosi tipe SCC (Stress Corrosion Cracking). Standar minimum konsentrasi phospate (PO₄) 0.2 ppm dan maksimum phospate 10 ppm (PO₄) untuk steam outlet drum boiler.

Berikut gambaran deposit yang pernah ditemui di IP turbine:

Berdasarkan grafik bisa didapatkan informasi bahwa kelarutan silica sebanding dengan temperatur dan berbanding terbalik dengan tekanan operasi [Sohail et al., 2007].

Rekomendasi:

1. Pengecekan trending silica outlet mixed bed dan outlet CEP (silica akan terukur tinggi ketika unit baru start dan turun ketika temperatur perlahan naik) sehingga trending harus memperhatikan pola operasi tersebut
2. Jika didapatkan outlet mixed bed dan outlet CEP normal, maka bisa dipastikan penyebabnya adalah silica dari dissolved siklus uap karena pengaruh unit start-stop dalam rentang yang pendek atau kebocoran tube condenser.

Berikut gambaran deposit yang pernah ditemui di LP turbine

Keterangan:

• Sampel diambil dari rotor LP Turbine #1
• Sampel berupa serbuk berwarna kecoklatan

Analisa:

• Uji XRD menunjukkan bahwa sampel hampir 40% terdiri dari amorph sehingga sulit diidentifikasi. Dari hasil pengujian, identifikasi senyawa menunjukkan kecocokan dengan beberapa bentuk senyawa hardness
• CaSO₄ dan CaSiO₃ adalah senyawa yang berasal dari air sungai atau hasil reaksi antara impurities TSP dengan silica atau ion dari air sungai

Rekomendasi:

1. Pengecekan trending hardness outlet mixed bed dan outlet CEP
2. Pengecekan kebocoran tube condenser
3. Pengecekan pola operasi CBD dan level drum untuk mendeteksi adanya carry-over