BUKU V SISTEM ALAT BANTU TUJUAN PELAJARAN : Setelah mengikuti pelajaran ini peserta mampu memahami sistem alat bantu sesuai dengan kebutuhan pengoperasian sistem air pendingin serta prosedur perusahaan. DURASI : 6 JP PENYUSUN : 1. MURDANI 2. WINOTO 3. GAMA Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal i
DAFTAR ISI TUJUAN PELAJARAN..i DAFTAR ISI...ii DAFTAR GAMBAR..iii 1. INJEKSI CHLOR (chlorination).1 2. CHLORINASI LISTRIK(Electro chlorination)..2 3. PROTEKSI TERHADAP KOROSI (Katodik)..2 4. Sistem Pembuang Udara Sisi Air Kondensor (Priming System).6 5. Kondisi air pendingin..8 6. Vakum kondensor...8 Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal ii
DAFTAR GAMBAR Gambar 1 Prinsip terjadinya Korosi/oksidasi... 4 Gambar 2 proteksi dengan anode galvanik... 5 Gambar 3 diagram proteksi katodik dengan arus yang dipaksakan... 5 Gambar 4 Sistem Priming Tertutup... 6 Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal iii
SISTEM ALAT BANTU 1. INJEKSI CHLOR (chlorination) Untuk sistem air pendingin yang menggunakan air laut atau air muara diperlukan injeksi chlor kedalam air pendingin yang tujuannya mencegah berkembang biaknya jasad-jasad renik (micro organisme) yang hidup dalam air pendingin agar tidak menimbulkan gangguan dalam sistem air pendingin utama. Sumber pasokan chlor dapat berupa tabung-tabung gas chlor ataupun chlor cair (sodium hypochlorite) dari unit penghasil chlor (Chlorination plant). Penanganan bahan kimia ini harus hati-hati, karena menyebabkan korosi tertutama terhadap tembaga dan nikel atau campurannya. Metode penginjeksian chlor dapat secara kontinyu, secara berkala (intermitten) atau shock therapy. Metode mana yang digunakan tergantung dari tingkat berkembang biaknya mikroorganisme yang terjadi dan ini ditentukan ahli kimia PLTU. Pada metode shock therapy, penginjeksian tidak dilakukan secara kontinyu melainkan secara periodik. Selang waktu antar periodenya dapat diatur secara otomatis dengan bantuan timer. Hal yang penting diperhatikan adalah konsentrasi chlor yang diinjeksikan harus tepat. Bila dosisnya kurang, maka efeknya terhadap microorganisme akan berkurang. Sedang bila dosisnya terlalu besar, dapat mempengaruhi lingkungan terutama didaerah outfall. Penanganan bahan kimia ini harus hati-hati, karena menyebabkan korosi tertutama terhadap tembaga dan nikel atau campurannya. Air berisi mikroorganisme yang hidup akan membentuk remis dan kotoran yang menempel pada saluran maupun didalam tube kondensor. Pembentukan ini dapat menyebabkan hambatan terhadap aliran, penyumbatan ataupun perpindahan panas didalam kondensor. Besarnya chlorin yang diinjeksikan dibatasi dengan besarnya konsentrasi chlorin disisi Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal 1
keluar kondensor atau dikenal dengan kandungan sisa chlor. Kandungan sisa chlor keluar kondensor maksimum 1 ppm 2. CHLORINASI LISTRIK(Electro chlorination) Pada PLTU yang berlokasi di pantai, chlorine dapat diproduksi dengan proses elektrolisis air laut. Salah sayu cara adalah menggunakan anode karbon dan katode besi dengan air laut sebagai elektrolitnya. Apabila diberikan listrik padanya, maka dihasilkan chlorin pada katode dan hidrogen pada anode. Hidrogen dibuang ke udara, sedangkan chlorine nya ditampung untuk digunakan mengontrol mikroorganisme air laut. 3. PROTEKSI TERHADAP KOROSI (Katodik) Kondensor dan saluran air pendingin yang terbuat dari logam akan mudah menjadi korosi karena kontak secara terus menerus dengan air laut. Pada dasarnya ada dua jenis korosi logam, yaitu korosi basah dan kering. Kebanyakan korosi yang terjadi adalah korosi basah. Hal ini terjadi akibat dari ditempatkannya logam dalam air laut, tanah atau elektrolit pada permukaan logam. Prinsip perlindungan katodik diilustrasikan dalam gambar 34. Benda (obyek) yang akan dilindungi dihubungkan ke sisi negatif (-) dari sumber daya DC dan arus mengalir dari elektrode, sedang yang lain dihubungkan ke sisi positif ( + ) melalui elektrolit ke benda yang dilindungi sehingga dicapai kestabilan secara elektrokimia. Begitu peralatan diaktifkan, pertama elektron mengalir ke katode lokal karena tegangan tinggi. Karena tenaga listrik ( - ) masuk, maka tegangan katode perlahan-lahan turun hingga mencapai tingkat yang sama seperti tegangan katode lokal. Inilah keadaan dimana tegangan yang diproteksi sama dengan perbedaan tegangan permukaan logam. Dengan Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal 2
demikian penyebab korosi dapat dihilangkan. Terdapat dua proteksi katodik dengan cara pemberian arus DC, yaitu sistem anode galvanic dan sistem arus yang dipaksakan (impress current), yaitu : 1) Sistem Anode Galvanic Sistem ini mengerjakan arus listrik yang dibangkitkan oleh aksi galvanic yang terjadi antara logam yang dilindungi dengan logam lain yang nilai tegangannya lebih rendah. Contohnya antara besi dengan seng (zinc), alumunium atau magnesium yang dihubungjkan dengan kawat. Ion logam mengikuti arus listrik yang dipancarkan dari logam dengan nilai tegangan negatif lebih besar. Logam menggunakan pengorbanan korosi sendiri untuk mengamankan logam lain. 2) Sistem Arus Yang Dipaksakan Sistem ini menggunakan anode dalam cairan korosi atau tanah dan anode ini dihubungkan ke sisi positif ( + ) dari sumber daya luar, sementara sisi negatif ( - ) ke obyek yang dilindungi. Dengan demikian arus pelindung mengalirkan dari anode ke permukaan obyek yang akan dilindungi. Terdapat berbagai macam anode, seperti titanium platina, grafit buatan, oksida timah (lead perotide), magnetite dan sebagainya Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal 3
Gambar 1 Prinsip terjadinya Korosi/oksidasi Pemilihan terhadap jenis yang cocok dilakukan sesuai dengan struktur yang dilindungi dengan pelindung katodik. Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal 4
Gambar 2 proteksi dengan anode galvanik Gambar 3 diagram proteksi katodik dengan arus yang dipaksakan Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal 5
4. Sistem Pembuang Udara Sisi Air Kondensor (Priming System) Fungsi utama sistem priming adalah untuk membuang udara dari sisi air pendingin utama agar air pendingin dapat mengisi seluruh pipa-pipa kondensor sehingga proses pendinginan efektif. Saluran pembuang udara sisi air pendingin terletak pada bagian atas water box sisi inlet dan sisi outlet kondensor. Ada 2 macam sistem priming yang banyak dipakai yaitu sistem priming tertutup dan sistem priming terbuka. Ilustrasi sistem priming tertutup terlihat seperti pada gambar 37. Gambar 4 Sistem Priming Tertutup Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal 6
Pada sistem ini, pembuangan udara dilakukan melalui saluran dan katup venting dibagian atas water box hanya dengan mengandalkan tekanan air pendingin. Sedangkan pada sistem terbuka, udara dikeluarkan dari water box melaui saluran yang sama tetapi dengan bantuan perangkat vacum seperti vacum pump. Efektifitas Kondensor Penggunaan air pendingin dengan air laut ataupun air danau dapat menimbulkan pengotoran pada kondensor. Pengotoran timbul akibat terbawanya sampah ataupun lumpur dalam air pendingin yang mengalir kedalam kondensor. Pengotoran ini akan menimbulkan hambatan perpindahan panas sehingga dapat menurunkan vakum kondensor. Terdapat dua jenis pengotoran, yaitu pengotoran pada plat dudukan pipa (tube/shell plate) dan pengotoran bagian dalam pipa. i. Pengotoran Pipa-pipa Kondensor Pengotoran plat dudukan pipa (tube plate) Pengotoran pada tube plate akan mengurangi jumlah aliran air pendingin masuk kondensor sehingga menyebabkan naiknya temperatur air pendingin keluar kondensor. Pengaruh lainnya yaitu merubah kecepatan perpindahan panas, karena adanya perubahan lapisan sekeliling air pendingin. Untuk membersihkan kotoran/sampah ini dapat dilakukan dengan membalik arah aliran air pendingin (back flushing). Hal ini hanya dapat dilakukan pada kondensor melintang menggantung. Atau mengambil langsung kotoran melalui manhole dengan kondensor dalam keadaan beroperasi separoh atau stop mesin singkat. ii. Pengotoran Bagian Dalam Pipa (internal tube) Pengotoran bagian dalam terjadi akibat endapan lumpur ataupun kotoran halus yang terbawa air pendingin. Pengotoran ini juga dapat disebabkan oleh berkembang biaknya Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal 7
mikroorganisme seperti tritip, remis dan sebagainya. Secara operasional pengotoran ini sulit dihilangkan, tetapi dapat dikurangi dengan menggunakan injeksi chlorin atau sodium hypochlorite. Pengotoran ini juga dapat dicegah dengan memasang saringansaringan yang lebih halus serta mengambil air dari sumber relatif bersih. 5. Kondisi air pendingin Air pendingin yang digunakan pada umumnya adalah air laut ataupun air sungai. Air yang digunakan tidak perlu air murni karena proses perpindahan panasnya tidak kontak langsung. Tetapi yang diutamakan adalah air yang bersih dan mempunyai daya hantar panas yang baik. Kondisi air yang keruh dan kotor tidak baik digunakan sebagai pendingin, karena akan mengakibatkan erosi yang tinggi dan pengendapan. Selain itu air yang keruh juga mengurangi kemampuan penyerapan panas. Kecepatan air yang terlalu tinggi menimbulkan erosi dan turbulensi, sedang kecepatan yang terlalu rendah mengakibatkan pengendapan. Tekanan air tidak perlu besar, karena yang diperlukan adalah debit atau volume air agar cukup untuk menyerap panas seoptimal mungkin. 6. Vakum kondensor Kondisi kevakuman kondensor akan berpengaruh terhadap kemampuan dan kinerja turbin uap. Dalam kondisi normal perubahan uap menjadi air didalam ruang tertutu seperti kondensor sesungguhnya juga akan menimbulkan vakum. Oleh karena itu apabila seluruh uap dari turbin berubah menjadi air didalam kondensor, maka vakum kondensor juga makin baik. Namun pada kenyataannya tidak demikian, karena pertama tidak semua uap yang masuk Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal 8
kondensor menjadi air, sebagian uap tidak terkondensasi (noncondensable gas). Kedua, perpindahan panas dari uap ke air terjadi melalui media pipa, sehingga prosesnya dipengaruhi oleh kebersihan pipa, daya hantar panas pipa dan perbedaan temperatur antara uap dan air. Selain itu kevakuman kondensor juga dipengaruhi oleh kemampuan alat penghisap udara/gas (ejektor uap atau pompa vakum) dan sistem perapat (gland seal). Jadi banyak faktor yang mempengaruhi vakum kondensor yang harus diperhatikan agar kevakuman kondensor selalu terjaga dalam rentang kerjanya. Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal 9
SOAL LATIHAN 1. Sebutkan dan jelaskan proteksi katodik pada peralatan pendingin PLTU 2. Sebutkan dan jelaskan jenis-jenis pengotoran yang terjadi pada komponen peralatan pendingin Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal 10