Permasalahan Air Boiler Highpressure

Permasalahan Air Boiler Highpressure

Ini adalah Masalah Air pada Boiler bertekanan Sedang dan Tinggi, jika anda ingin mengetahui masalah air pada boiler tekanan rendah (Low Pressure), anda bisa membaca pada postingan sebelumnya, atau klik disini.

Boiler dengan tekanan tinggi memiliki kapasitas yang lebih tinggi dan fluks panas yang lebih tinggi. Pengaruh kotoran pada air umpan akan meningkat seiring meningkatnya Tekanan. Sehingga pada boiler tekanan sedang atau tinggi digunakan air demineralisasi sebagai air umpannya.

Penyebab masalah kerak pada boiler tekanan sedang dan Tinggi, karena zat terlarut dalam air yang terbentuk di dalam boiler (air dari saluran air umpan dan kondensat). Komponen kerak biasanya adalah oksida besi. Adanya peralatan tambahan pada saluran air umpan dan kondensat yang terbuat dari tembaga atau paduan tembaga, sehingga kerak yang timbul banyak mengandung tembaga, nikel, seng, dan sebagainya sebagai produk korosi.

Berikut adalah analisis kerak yang umum terjadi pada boiler bertekanan sedang atau tinggi, disajikan dalam tabel di bawah ini.

Tabel 2. Contoh Analisis kerak pada Boiler Tekanan Tinggi dan Sedang

SampelBoiler Tekanan (1.600 Psi)Boiler Tekanan (1.000 Psi)
Calcium oxide (CaO)2.0
Magnesium oxide (MgO)
Iron oxide (Fe2O3)99.791.2
Copper oxide (CuO)
Acid insoluble matter0.20.5
Sulfuric acid anhydride (SO3)
Carbonic acid anhydride (CO2)
Phosphoric acid anhydride (P2O5)3.3
Ignition loss3.32.2
Zinc oxide (ZnO)
Aluminum oxide (Al2O3)
Sumber: KURITA WATER INDUSTRIES LTD, Tokyo, Japan

Untuk mencegah masalah kerak yang disebabkan oleh kotoran dalam air umpan, maka harus dilakukan tindakan sebagai berikut:

  1. Kurangi kotoran yang masuk ke dalam boiler dengan melakukan pengendalian pH, penghilangan zat besi, demineralisasi dan sebagainya pada air umpan dan kondensat.
  2. Membuat jadwal pembersihan secara kimia dan pemeriksaan pembersihan berkala kondisi perlekatan kerak pada tabung penguapan yang diambil sampelnya dari bagian boiler yang memiliki beban panas tinggi.

1. Korosi pada feedwater dan Condensate lines

Karena umumnya pada boiler bertekanan sedang sampai tinggi menggunakan air demineralisasi sebagai air umpannya, maka masalah korosi yang terjadi sebelum masuk ke saluran Deaerator tidak begitu berpengaruh, lagi pula suhu sebelum Deaerator ini relative rendah. Tapi setelah air yang melalui DeAerator mulai terlihat adanya korosi, karena suhu mulai tinggi dan adanya peralatan dengan kandungan baja dan tembaga dalam Dearator, serta jika pengoperasian Dearator dan pengolahan air tidak tepat.

Masalah korosi pada deaerator sering ditemukan pada nosel, bagian pemasangan tabung air (tray mounting), dan dinding bagian dalam ruang deaerator. Korosi yang terjadi pada dinding bagian dalam disebabkan oleh kandungan oksigen terlarut dalam air dan erosi korosi dari benturan mekanis.

Sehingga sangat disarankan menggunakan material tahan korosi seperti baja tahan karat pada dinding Deaerator. Untuk mengatasi korosi didaerah Dearator ini adalah:

  1. Menggunakan baja tahan karat
  2. Menyuntikkan Oxygen Scavanger pada saluran masuk deaerator
  3. Mengendalikan pH air umpan.

Sebagai contoh penambahan Oxygen Scavanger pada Air Umpan (Feedwater) dapat kita lihat tabel di bawah ini,

Titik injeksi Oxygen ScavangerSaluran keluar deaeratorSaluran Masuk deaerator
Feedwater (pH)6.78.0
Total iron of feedwater (mg Fe/l)0.430.13

*) Dosisi Oxygen Scavanger adalah 0.13 mg/Liter

Dari tabel kita dapat diketahui, bahwa dengan penambahan oxygen scavenger pada feedwater, akan dapat menurunkan pH air dan menurunkan kandungan Total kandungan besi setelah melewati Deaerator.

Penambahan Korosi ini dapat dipicu juga oleh penggunaan bahan tabung pemanas air umpan  bertekanan tinggi. Apabila konsentrasi oksigen dalam air umpan tinggi dan terjadi penurunan kinerja pada Deaerator, maka bahan tabung pemanas yang terbuat dari Tembaga-Nikel dan Baja karbon, dapat mengalami korosi. Khususnya untuk tabung dari bahan tembaga nikel, dapat terjadi keretakan karena korosi.

2. Korosi Pada Boiler

A. Korosi karena oksigen Terlarut

Korosi karena oksigen terlarut bisa terjadi pada tabung evaporasi. Terutama saat melakukan start-up atau melakukan operasi dengan beban rendah. Hal ini menyebabkan kinerja deaerator menurun dan air umpan termasuk oksigen terlarut disuplai ke dalam boiler pada saat itu.

B. Korosi disebabkan oleh Alkali

Jika tabung evaporator dipanaskan terpusat pada daerah tertentu oleh Super Heater, dengan panas tinggi. Maka air boiler akan terkonsentrasi pada titik tersebut. Zat yang sulit larut akan mengendap dan zat yang mudah larut, seperti natrium hidroksida (NaOH), akan membentuk lapisan film yang terpusat di sana. Apabila konsentrasi NaOH ini terjadi sekitar 20%, maka korosi pada baja karbon (Carbon Steel) akan berlangsung dengan cepat.

Alkali yang dapat menyebabkan korosi ini adalah Trisodium phosphate, potassium hydroxide, tripotassium phosphate. Untuk mencegah korosi alkali tersebut, dilakukan penambahan dengan fosfat atau zat volatil, yang tidak menghasilkan asam bebas.

C. Korosi akibat adanya kotoran pada air umpan

Zat penyebab korosi dari air umpan dan saluran kondensat yang masuk ke dalam boiler,akan menyebabkan korosi. Akan terjadi endapan di bagian bawah dan terjadi korosi alkali.  Adanya adhesi korosi pada permukaan pemanas menyebabkan pemanasan yang lebih tinggi. Jika terjadi kontaminasi air umpan dengan air laut dari kondenser uap, akan menyebabkan korosi pada baja karbon. Karena magnesium klorida dalam air laut dihidrolisis dan menghasilkan asam klorida pada permukaan pemanas.

D. Korosi Tersembunyi

Beberapa zat seperti garam terlarut dalam air boiler mengendap di permukaan pemanas saat beban boiler meningkat dan konsentrasinya meningkat dalam lapisan film pekat. Kemudian zat-zat tersebut larut lagi saat beban dikurangi. Penomena ini disebut dengan “Hide-Out”. Zat yang umum menjadi penyebab “Hide-out” adalah Natrium fosfat (Na3PO4) dan natrium sulfat (Na2SO4).

Karena Boiler tekanan sedang atau tinggi sering kali dilengkapi dengan superheater dan turbin uap, sehingga perhatian yang cukup harus diberikan untuk mencegah terjadinya carryover. Penyebab utama terjadinya carryover pada boiler tekanan sedang atau tinggi adalah terlarutnya garam terlarut dan oksida logam dalam air boiler ke dalam uap.

Kelarutan garam dan oksida logam dalam uap menjadi lebih tinggi seiring dengan peningkatan tekanan dan suhu uap. Terbawanya silika merupakan masalah utama dalam kasus boiler tekanan subkritis karena kelarutan silika dalam uap lebih tinggi daripada garam dan oksida logam lainnya.

Bila uap yang mengandung silika dan garam lainnya disalurkan ke turbin uap, garam-garam ini mengendap dan menempel pada bilah dan nosel turbin. Dengan demikian, efisiensi turbin berkurang.. Garam natrium mengendap pada tingkatan tekanan tinggi dan silika terutama mengendap setelah tingkatan tekanan sedang.

Konsentrasi silika dalam uap harus dijaga di bawah 0,02 mg SiO2/l untuk mencegah pengendapan silika pada bilah turbin.

Bila konsentrasi silika dalam air boiler meningkat, maka konsentrasi silika dalam uap juga meningkat. Oleh karena itu, diperlukan pengendalian konsentrasi silika dalam air boiler agar berada di bawah konsentrasi yang diizinkan sehingga konsentrasi silika dalam uap tetap berada di bawah 0,02 mg/l.

Bila konsentrasi silika dalam air boiler meningkat akibat kondisi operasi de mineralizer yang buruk atau adanya silika koloid dalam air umpan, pH air boiler harus dikontrol pada batas atas rentang kendali dan laju blowdown ditingkatkan.

Share This Post :

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *