BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Pengenalan Boiler Boiler merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk menghasilkan steam (uap) dalam berbagai keperluan. Air di dalam boiler dipanaskan oleh panas dari hasil pembakaran bahan bakar (sumber panas lainnya) sehingga terjadi perpindahan panas dari sumber panas tersebut ke air yang mengakibatkan air tersebut menjadi panas atau berubah wujud menjadi uap. Air yang lebih panas memiliki berat jenis yang lebih rendah dibanding dengan air yang lebih dingin, sehingga terjadi perubahan berat jenis air di dalam boiler. Air yang memiliki berat jenis yang lebih kecil akan naik, dan sebaliknya air yang memiliki berat jenis yang lebih tinggi akan turun ke dasar. (Djokosetyardjo,,M.J.1990) Sistem boiler terdiri dari: sistem air umpan, sistem steam dan sistem bahan bakar. Sistem air umpan menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhan steam. Berbagai kran disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan.
Sistem steam mengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler. Steam dialirkan melalui sistem pemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanan steam diatur menggunakan kran dan dipantau dengan alat pemantau tekanan. Sistem bahan bakar adalah semua peralatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan. Peralatan yang diperlukan pada sistem bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan pada sistem. Jenis-jenis boiler : I Berdasarkan bahan Jenis boiler berdasarkan bahan bakar dapat dikelompokkan menjadi : - Boiler bahan bakar padat - Boiler bahan bakar cair - Boiler bahan bakar gas II. Berdasarkan posisi air dan gas panas Jenis boiler berdasarkan posisi air dan gas panas dapat diklasifikasikan sebagai berikut: - Boiler pipa air ( water tube ) - Boiler pipa api ( fire tube ) - Boiler kombinasi
III. Berdasarkan tekanan Jenis boiler berdasarkan tekanan dapat dibagi menjadi : - Boiler tekanan rendah - Boiler tekanan sedang - Boiler tekanan tinggi IV. Berdasarkan sirkulasi Jenis boiler berdasarkan sirkulasi air dapat dibagi atas : - Boiler sirkulasi alami - Boiler sirkulasi paksa 2.2 Kondisi Air Umpan Boiler Air yang digunakan pada proses pengolahan dan air umpan boiler diperoleh dari air sungai, air waduk, sumur bor dan sumber mata air lainnya. Kualitas air tersebut tidak sama walaupun menggunakan sumber air sejenis, hal ini dipengaruhi oleh lingkungan asal air tersebut. Sumber mata air sungai umumnya sudah mengalami pencemaran oleh aktivitas penduduk dan kegiatan industri, oleh sebab itu perlu dilakukan pemurnian. (Santika,Sri.1984)
Air umpan boiler harus memenuhi spesifikasi yang telah ditentukan agar tidak menimbulkan masalah-masalah pada pengoperasian boiler. Air tersebut harus bebas dari mineral-mineral yang tidak diinginkan serta pengotor-pengotor lainnya yang dapat menurunkan efisiensi kerja dari boiler. Feed water harus memenuhi prasyarat tertentu seperti yang diuraikan dalam tabel di bawah ini : Parameter Satuan Pengendalian Batas ph Unit 10.5 11.5 Conductivity µmhos/cm 5000, max TDS Ppm 3500, max P Alkalinity Ppm - M Alkalinity Ppm 800, max O Alkalinity Ppm 2.5 x SiO 2, min T. Hardness Ppm - Silica Ppm 150, max Besi Ppm 2, max Phosphat residual Ppm 20 50 Sulfite residual Ppm 20 50 ph condensate Unit 8.0 9.0 NALCOH. Reference (http://smk3ea.wordpress.com/2008/07/08/air-dan fungsinya-sebagai-umpan-boilerdan cooling-tower/. )
2.3 Masalah-masalah pada 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 : 1. Pembentukan kerak 2. Peristiwa korosi 3. Pembentukan deposit 4. Terjadinya terbawanya uap (steam carryover)
2.3.1. Pembentukan kerak Terbentuk kerak pada dinding boiler terjadi akibat adanya mineral-mineral pembentukan kerak, misalnya ion-ion kesadahan seperti Ca 2+ dan Mg 2+ 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. ( Gaffert,Gustaf A. 1974 ). Kerak yang menyelimuti permukaan boiler berpengaruh terhadap perpindahan panas permukaan dan menunjukkan dua akibat utama yaitu berkurangnya panas yang dipindahkan dari dapur ke air 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. ( Gaffert,Gustaf A. 1974 ). 2.3.2 Peristiwa Korosi Korosi dapat disebabkan oleh oksigen dan karbon dioksida yang terdapat dalam uap yang terkondensasi. Korosi merupakan peristiwa logam kembali kebentuk asalnya di alam misalnya besi menjadi oksida besi, alumunium dan lain-lain. Peristiwa korosi dapat terjadi disebabkan oleh : - Gas-gas yang bersifat korosif seperti O 2, CO 2, H 2 S - 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 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. ( Diilon,C.P. 1989) 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 2.3.3. Peristiwa 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 kontaminsi 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 depositdeposit yang tetap berada pada permukaan boiler sedangkan sludge merupakan bentuk deposit-deposit yang tidak menetap atau deposit lunak. ( Milton, J.H. 1990 ) 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. 2.3.4. Kontaminasi Uap 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. Kontaminasikontaminasi ini dapat diendapkan kembali pada sistem uap atau zat-zat itu akan mengontaminasi proses atau material-material yang diperlukan steam. ( Naibaho, P.M. 1996 ) 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.
Tabel 2. Kecenderungan Masalah yang Timbul Akibat Tekanan Operasi Boiler. Tekanan Boiler Masalah Rendah (< 20 kgf/cm 2 ) Fenomena 1. Kerak Sebagian besar pembentukan kerak terjadi sebagai komponen hardness atau silika pada permukaan pemanasan dan di dalam drum (*) Kadang-kadang menjadi penyebab terjadinya perapuhan dan peretakan tube evaporasi Penyebab Kualitas air yang buruk dan ion resin exchange yang kotor Kondisi yang buruk dan pengontrolan pelunakan yang tidak sempurna (*) Pengontrolan boiler water yang tidak komplit (kekurangan blow down, dsb.)(*) Jumlah injeksi bahan kimia yang tidak mencukupi 2. Korosi Korosi pada permukaan pemanasan dan pipa Kurangnya pengontrolan ph dan
umpan maupun kondensat yang melarutkan gas (O 2, CO 2 ) (*) Deposit korosi terakumulasi dengan oksida logam dan hidratnya pada oxygen scavenging (*) Recovery dari kondensat yang mengandung produk korosi (*) Terjadinya ko rosi pada saat shutdown atau periode idling (rate operasi rendah) permukaan pemanasan (*) 3. Carryover Penurunan kemurnian steam Berpengaruh pada kualitas produk Perubahan load secara mendadak Kurangnya pengontrolan operasi boiler Kegagalan pemakaian separator steam dan sistem pengontrolan feedwater Kebocoran impuritas
dari proses produksi ke dalam boiler Tekanan Boiler Masalah Tinggi (>75 kg/cm 2 )/ Sedang(20-75 kg/cm 2 ) Fenomena 1. Kerak Sebagian besar deposit dari oksida logam, seperti besi oksida pada seksi loading panas tinggi, sering menjadi pemicu perapuhan dan Penyebab Kualitas air yang buruk dan ion resin exchange yang kotor Terjadi ko ntaminasi oleh hidrat logam (contohnya, Al(OH) 3 ) peretakan (*) menyebabkan kondisi yang buruk pada peralatan pre-treatment Produk korosi terbawa ke dalam boiler melalui umpan dan pipa kondensat (*)
Kebocoran impuritas dari proses produksi Letak penginjeksian chemical (bahan kimia) yang kurang tepat 2. korosi Deposit korosi Produk korosi di dalam terakumulasi dengan pipa umpan dan pipa oksida logam dan kondensat yang terbawa hidratnya pada masuk ke boiler (*) permukaan pemanasan Kurangnya (*) Terjadinya korosi kaustik Terjadinya korosi pada pipa umpan dan pengontrolan ph dan oxygen scavenging (*) Kurangnya pengontrolan ph dan alkalinitas pada boiler water kondensat yang Kenaikan ph boiler keduanya melarutkan gas (*) water yang disebabkan oleh terikutnya Na+ dari unit demineralisasi Terjadinya ko rosi pada
saat shutdown atau periode idling (rate operasi rendah) 3. Carryover Terjadinya perapuhan Kualitas boiler water pada Superheater Terbentuknya kerak yang khususnya abnormal, ditandai pada turbin blades dan turunnya efisiensi turbin dengan kenaikan dari silika Suspended solids dan hidrat logam terbawa ke dalam boiler karena terjadi pemakaian kesalahan peralatan feedwater treatment Letak penginjeksian chemical (bahan kimia) yang kurang tepat Perubahan load secara mendadak Kontaminasi impuritas
dari proses produksi ke boiler 2.4 Pengolahan Eksternal Air Umpan Boiler Pengolahan eksternal digunakan untuk membuang padatan tersuspensi, padatan telarut (terutama ion kalsium dan magnesium yang merupakan penyebab utama pembentukan kerak) dan gas- gas terlarut (oksigen dan karbon dioksida). Proses perlakuan eksternal yang ada adalah: Koagulasi dan Flokulasi Sedimentasi Filtrasi Demineralisasi Softening Deaerasi Metode pengolahan awal adalah sedimentasi sederhana dalam tangki pengendapan ataupengendapan dalam clarifiers dengan bantuan koagulan dan flokulan. Penyaring pasirbertekanan, dengan aerasi untuk menghilangkan karbon dioksida dan besi.
2.4.1 Koagulasi dan Flokulasi Koagulasi dan flokulasi yaitu proses pemberian bahan-bahan koagulan dan flokulan kedalam air umpan boiler dengan cara penginjeksian. Koagulasi merupakan proses netralisasi muatan sehingga partikel-partikel dapat saling berdekatan satu dengan yang lainnya. Flokulasi merupakan proses penyatuan antar partikel-partikel yang sudah saling berdekatan satu dengan yang lain sehingga partikel-partikel akan saling menarik dan membentuk flok. Untuk menurunkan turbidity pada inlet clarifier diinjeksikan bahan kimia, yaitu : a. Alum Sulfat (Al 2 (SO 4 ) 3. 18 H 2 O) Berfungsi untuk membentuk gumpalan dari partikel yang tersuspensi dalam air. Bila alum dikontakkan dengan air maka akan terjadi hidrolisa yang menghasilkan alumunium hidroksida dan asam sulfat. Penambahan alum tergantung pada turbidity dan laju alir air. Reaksi yang terjadi adalah : Al 2 (SO 4 ) 3. 18 H 2 O + 6 H 2 O 2 Al(OH) 3 + 3H 2 SO 4 + 18 H 2 O Al(OH) 3 yang berupa koloid akan mengendap bersama kotoran lain yang terikut ke dalam air sedangkan H 2 SO 4 akan mengakibatkan air bersifat asam.
b. Caustik Soda (NaOH) Berfungsi untuk menetralkan asam akibat reaksi pada proses sebelumnya, konsentrasi caustik soda yang ditambahkan bergantung pada keasaman larutan. PH diharapkan antara 6 8. Reaksi yang terjadi adalah : H 2 SO 4 + 2 NaOH Na 2 SO 4 + 2 H 2 O c. Klorin (Cl 2 ) Penambahan klorin ini bertujuan untuk mematikan mikroorganisme dalam air, disamping itu juga untuk mencegah tumbuhnya lumut pada dinding clarifier yang dapat mengganggu proses selanjutnya. d. Coagulant Aid (Polymer) Berfungsi untuk mempercepat proses pengendapan, karena penambahan bahan ini akan mengikat partikel-partikel yang menggumpal sebelumnya menjadi gumpalan yang lebih besar (flok) sehingga lebih mudah dan cepat mengendap. 2.4.2 Sedimentasi
Tujuan sedimentasi adalah memberikan kesempatan kepada partikel-partikel besar untuk mengendap dan partikel yang lebih halus akan membutuhkan waktu endap yang lebih lama. 2.4.3 Filtrasi Pengolahan dengan cara filtrasi dapat dilakukan dengan cara penyaringan zat padat tersuspensi didalam air sebelum air diisikan kedalam boiler. Efisiensi saringan paling baik bila unit beroperasi pada kecepatan aliran terkecil, padatan akan melalui media membawa padatan bersamanya. Demikian pada tekanan yang tinggi dapat memecahkan media akan keluar pada saat dilakukan backwash. 2.4.4 Demineralisasi Demineralisasi berfungsi untuk membebaskan air dari unsur-unsur silika, sulfat, chloride (klorida) dan karbonat dengan menggunakan resin. Diagram Alir proses seperti gambar dibawah ini:
Gambar 2.4 Diagram Alir Demineralizer a. Cation Tower Proses ini bertujuan untuk menghilangkan unsur-unsur logam yang berupa ionion positif yang terdapat dalam air dengan menggunakan resin kation R-SO 3 H (type Dowex Upcore Mono A-500). Proses ini dilakukan dengan melewatkan air melalui bagian bawah, dimana akan terjadi pengikatan logam-logam tersebut oleh resin. Resin R-SO 3 H ini bersifat asam kuat, karena itu disebut asam kuat cation exchanger resin. Reaksi yang terjadi adalah : CaCl 2 + 2 R SO 3 H (R SO 3 ) 2 Ca + 2 HCl MgCl 2 + 2 R SO 3 H (R SO 3 ) 2 Mg + 2 HCl NaCl 2 + 2 R SO 3 H (R SO 3 ) 2 Na + 2 HCl CaSO 4 + 2 R SO 3 H (R SO 3 ) 2 Ca + H 2 SO 4 MgSO 4 + 2 R SO 3 H (R SO 3 ) 2 Mg + H 2 SO 4
NaSO 4 + 2 R SO 3 H 2R SO 3 Na + H 2 SO 4 Na 2 SiO 4 + 2 R SO 3 H 2R SO 3 Na + H 2 SiO 3 CaCO 3 + 2 R SO 3 H (R SO 3 ) 3 Ca + H 2 CO 3 Proses ini menghasilkan asam seperti asam seperti HCl, H 2 SO 4 dan asam-asam lain. Keasaman berkisar antara Ph 2,8 3,5. untuk memperoleh resin aktif kembali, dilakukan regenerasi dengan menambahkan H 2 SO 4 pada resin tersebut. b. Degasifier Dari cation tower air dilewatkan ke degasifier yang berfungsi untuk menghilangkan gas CO 2 yang terbentuk dari asam karbonat pada proses sebelumnya. Reaksi yang terjadi adalah : H 2 CO 3 H 2 O + CO 2 Proses di degasifier ini berlangsung pada tekanan vakum 740 mmhg dengan menggunakan steam ejektor, di dalam tangki ini terdapat netting ring sebagai media untuk memperluas bidang kontak sehingga air yang masuk terlebih dahulu diinjeksikan dengan steam.. Sedangkan keluaran steam ejektor dikondensasikan dengan menginjeksi air dari bagian atas dan selanjutnya ditampung dalam seal pot sebagai umpan recovery tank, maka CO 2 akan terlepas sebagai fraksi ringan dan air akan turun ke bawah sebagai fraksi berat.
c. Anion Tower Berfungsi untuk menyerap atau mengikat ion-ion negatif yang terdapat dalam kandungan air yang keluar dari degasifier. Resin pada anion exchanger adalah R = NOH (Tipe Dowex Upcore Mono C-600). Reaksi yang terjadi adalah : H 2 SO 4 + R = N OH (R = N)SO 4 + 2 H 2 O HCl + R = N OH R = N Cl + H 2 O H 2 SiO 3 + R = N OH (R = N)SiO 3 + 2 H 2 O H 2 CO 3 + R = N OH R = N NO 3 + H 2 O HNO 3 + R = N OH R = N NO 3 + H 2 O Reaksi ini menghasilkan H 2 O, oleh karena itu air demin selalu bersifat netral. Selanjutnya air outlet anion tower masuk ke mix bed polisher dari bagian atas. Air keluar tangki ini memiliki ph = 7,5 8,5. Untuk memperoleh resin aktif kembali, dilakukan regenerasi dengan menambahkan NaOH pada resin tersebut. a. Mix Bed Polisher Berfungsi untuk menghilangkan sisa-sisa logam atau asam dari proses sebelumnya, sehingga diharapkan air yang keluar dari mix bed polisher telah bersih
dari kation dan anion. Di dalam mix bed polisher digunakan dua macam resin yaitu resin kation dan resin anion yang sekaligus keduanya berfungsi untuk menghilangkan sisa kation dan anion, terutama natrium dan sisa asam sebagai senyawa silika, dengan reaksi sebagai berikut : Reaksi Kation : Na 2 SiO 3 + 2 R SO 3 H 2 RSO 3 Na + H 2 SiO 3 Reaksi Anion : H 2 SiO 3 + 2 R = N OH 2 R=N-SiO 3 + H 2 O Air yang telah bebas mineral tersebut dimasukkan ke polish water tank dan digunakan untuk air umpan boiler. Air yang keluar dari mix bed polisher ini memiliki ph antara 6 7. ( Anonymous. 1994 ) 2.4.5 Deaerasi Dalam de-aerasi, gas terlarut, seperti oksigen dan karbon dioksida, dibuang dengan pemanasan awal air umpan sebelum masuk ke boiler. Seluruh air alam mengandung gas terlarut dalam larutannya. Gas-gas tertentu seperti karbon dioksida dan oksigen, sangat meningkatkan korosi. Bila dipanaskan dalam sistim boiler, karbon dioksida
(CO2) dan oksigen (O2) dilepaskan sebagai gas dan bergabung dengan air (H2O) membentuk asam karbonat (H2CO3). Penghilangan oksigen, karbon dioksida dan gas lain yang tidak dapat terembunkan dari air umpan boiler sangat penting bagi umur peralatan boiler dan juga keamanan operasi. Asam karbonat mengkorosi logam menurunkan umur peralatan dan pemipaan. Asam ini juga melarutkan besi (Fe) yang jika kembali ke boiler akan mengalami pengendapan dan meyebabkan terjadinya pembentukan kerak pada boiler dan pipa. Kerak ini tidak hanya berperan dalam penurunan umur peralatan tapi juga meningkatkan jumlah energi yang diperlukan untuk mencapai perpindahan panas. 2.5 Pemeliharaan Boiler Boiler yang berperan dalam proses pengubahan air menjadi uap memerlukan perlakuan dan perawatan khusus. Masalah yang timbul pada boiler umumnya disebabkan oleh perlakuan air umpan boiler yang tidak memenuhi persyaratan. Untuk perawatan dan pemeliharaan boiler dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut : 1. Proses Commisioning awal 2. Operasi pada keadaan normal dan emergency (darurat) 3. Pengawasan dan perawatan 4. Ruangan ketel.
2.5.1 Proses Commisioning Awal Proses persiapan awal yang dilakukan baik terhadap boiler yang baru ataupun boiler yang sudah lama adalah suatu pemeriksaan utama yang terdiri dari proses penghilangan kerak ataupun material asing pada boiler setelah uji hidrostatik dan pemeriksaan pada kebocoran boiler. Ketel dioperasikan dengan cara pendidihan yang menggunakan larutan alkali untuk menghilangkan material-material yang mengandung minyak dan deposit-deposit yang lain. Selama pendidihan, boiler dioperasikan pada tekanan rendah yang dijaga setengah dari tekanan penuh. Waktu pendidihan lebih kurang 24 jam. Untuk boiler tekanan tinggi pembersihan secara kmia dengan mengurangi zat-zat dilakukan untuk menghilangkan kerak. Setelah pendidihan atau pembersihan secara asam (acid cleaning) boiler dikosongkan, diisi kembali dan dicuci dengan air segar. Boiler kemudian siap untuk beroperasi pada tekanan uap optimal dan menggunakan tombol pengaman. 2.5.2 Operasi pada Keadaan Normal dan Darurat
Pengoperasian pada keadaan normal dilakukan oleh pabrik-pabrik ketel yang memerlukan pemeliharaan dan kondisi air ketel yang baik untuk mencegah timbulnya kerak atau korosi. Untuk memeriksa secara benar/baik perlu diperhatikan uap dan temperature uap yang dihasilkan serta menjaga kebersihan gas. Jangka waktu untuk memulai dan untuk pendinginan boiler setelah dimatikan, ditetapkan dalam petunjuk manual ketel dan harus diikuti/ dipatuhi dengan baik. Pengoperasian pada keadaan darurat, merupakan hal yang penting untuk diperhatikan. Keadaan ini dapat berupa kesalahan pada sediaan air umpan atau sediaan bahan bakar. Kehilangan udara atau kesalahan pada api pembakaran. Unit boiler yang modern dilengkapi dengan kunci pengaman yang otomatis untuk aliran sediaan bahan bakar dan pada saat ketel berhenti beroperasi., jika terjadi keadaan yang membahayakan. 2.5.3 Pembersihan Boiler Pembersihan eksternal sering dilakukan dengan penyiaktan dan pengaliran gas atau dengan air mengalir. Pembersihan internal dengan air dan uap dilakukan dengan cara manual jika mungkn dan dapat juga dengan menggunakan pembersih kimia secara otomatis untuk ketel yang modern pada unit boiler terutama pada bagian ketel yang tidak semuannya dapat dijangkau oleh tangan.
Pembersihan secara kimia harus dilakukan dibawah pengawasan supervisor. Kebanyakan asam hidroklorik digunakan bersama-sama dengan zat kimia untuk menghilangkan kerak-kerak yang keras. Pembersihan asam jika dibuat oleh orang yang tidak kompeten dapat menyebabkan kelebihan zat-zat kimai pada boiler. Setelah pencucian dengan asam, dinetralkan dengan larutan alkali dan terakhir kali boiler dioperasikan pada pemanasan tekanan rendah dengan larutan inert. Pada saat ketel dihentikan uttuk periode yang lama sekitar 1 atau 2 bulan. Metode storage kering dianjurkan untuk melindungi boiler dari serangan korosi. Ini memerlukan pembersihan dan pengeringan yang seksama terhadap boiler dan penutup semua lubang juga menghilangkan air dan udara diruangan boiler dan alat-alat pengukur tekanan. Penampang material penyerap air ditempatkan untuk membersihkan kelembapan yang rendah. (Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia www.energyefficiencyasia.org/2010/01/20/) 2.6. Spesifikasi Air Umpan Boiler
Untuk boiler tekanan tinggi ( modern ) memerlukan air umpan boiler dengan spesifikasi yang telah ditentukan, karena dengan tingginya tekanan material yang ditinggalkan semakin besar, hal ini tentu mempengaruhi efisiensi boiler.
Tabel 2.6 Karakteristik Air Filter Sumber: Laboratorium Utility PT. PIM