Sumber Aneka Karya Abadi - Your trusted partner for laboratory instrument

Bagaimana mengoptimalkan kinerja boiler? Boiler adalah penghasil air panas dan uap (steam) yang penting di banyak industri kimia. Air panas dan uap menggunakan feedwater yang mengandung ion bersadah (hardness), garam, oksigen dan karbon dioksida yang menyebabkan korosi dan pembentukan kerak (scale) sehingga mengurangi efisiensi termal, merusak boiler, dan mengurangi  masa pemakaian (lifetime) peralatan. Oleh karena itu, perlu dilakukan monitoring pada air umpan boiler (boiler feedwater)  untuk meminimalkan resiko-resiko tersebut dengan mengacu pada SNI 7268: 2009 tentang Syarat- syarat Air Pengisi Ketel Uap dan Air Ketel Uap.

Boiler

Boiler merupakan alat yang berfungsi untuk memanaskan air dengan menggunakan panas dari hasil pembakaran bahan bakar, selanjutnya panas hasil pembakaran dialirkan ke air sehingga menghasilkan uap panas (steam). Prinsip kerja boiler adalah memanaskan air hingga mencapai titik didihnya sehingga air berubah menjadi uap (steam). Uap panas itulah yang digunakan untuk berbagai keperluan di industri kimia seperti untuk pemanasan crude oil agar tidak membeku, untuk proses produksi minyak kelapa sawit, dan lain-lain.

Boiler Feedwater

Air yang digunakan dalam pengoperasian boiler disebut dengan boiler feedwater. Boiler feedwater terdiri dari air yang ditambah uap kondensasi. Seringkali, uap yang terkondensasi dikembalikan ke boiler sebagai bagian dari feedwater. Air yang dibutuhkan untuk melengkapi kondensat yang dikembalikan disebut make-up water. Make-up water biasanya disaring dan diolah sebelum digunakan. Komposisi feedwater tergantung pada kualitas make-up water dan jumlah kondensat yang dikembalikan. Untuk makeup water, banyak plant menggunakan air baku (raw water) yang membutuhkan pre-treatment dengan beberapa kombinasi clarifiers, sand filters dan mixed media filter. Air yang dihasilkan kemudian diolah lebih lanjut (treatment tambahan) melalui membran reverse osmosis, demineralisasi (demineralization), elektrodaionisasi (electrodeionization), ultrafiltrasi (ultrafiltration) atau sistem lainnya. Hasil akhirnya adalah air sangat murni (ultrapure water) yang memiliki nilai konduktivitas rendah yang dapat mengoptimalkan kinerja boiler. 

Pemanfaatan kondensat murni sebagai pengganti makeup water memberikan nilai luar biasa bagi pabrik dengan meminimalkan penggunaan bahan kimia dan energi untuk menghasilkan makeup water. Namun, kondensat secara tak terelakkan melibatkan risiko kontaminasi siklus uap dari kebocoran kondensor. Mengembalikan kondensat yang buruk ke boiler dapat menghasilkan efisiensi transfer panas yang berkurang, peningkatan blowdown, dan biaya air, energi dan bahan kimia yang terkait. Pemantauan kondensat memungkinkan deteksi dini kebocoran kondensor dan memberikan informasi tentang total kinerja pengolahan air boiler.

Monitoring Boiler Feedwater

Kualitas air menjadi kunci untuk kinerja dan umur boiler secara keseluruhan. Ada 4 alasan utama pentingnya kualitas air dalam boiler.

1. Air mengandung garam terlarut, yang setelah penguapan air membentuk kerak pada permukaan perpindahan panas. Kerak memiliki kapasitas perpindahan panas yang jauh lebih rendah daripada baja, koefisien perpindahan panas dari kerak adalah 1 kkal / m / ° C / jam terhadap 15 kkal / m / ° C / jam untuk baja. Hal ini menyebabkan panas berlebih dan kegagalan tabung boiler. Kerak juga mengurangi area aliran, yang meningkatkan penurunan tekanan dalam tabung boiler dan perpipaan.
2. pH rendah atau oksigen terlarut dalam air menyerang baja. Hal ini menyebabkan pitting atau menurunkan ketebalan tabung baja sehingga menyebabkan pecahnya tabung boiler.
3. Korosi dengan bantuan aliran terjadi pada pipa baja karbon karena pemindahan lapisan oksida pelindung secara terus menerus pada aliran tinggi.
4. Kotoran dalam feedwater system diangkut ke boiler dan mengendap di permukaan. Akibatnya endapan tersebut tidak terjadi transfer panas, efisiensi berkurang, dan peningkatan risiko kegagalan tabung boiler. Dari boiler, kotoran terbawa ke dalam uap yang menyebabkan kerak dan korosi pada turbine blade. Endapan pada turbin akan mengurangi efisiensi, mengurangi power output pabrik dan pendapatan yang dihasilkan.

Terlepas dari sumber air, masalah dalam pengolahan air akan merambat melalui seluruh siklus uap jika tidak diperbaiki. Demineralisasi air baku atau air kondensat merupakan elemen penting dalam produksi boiler feedwater. Mineral / garam terlarut yang mengendap pada permukaan pemanas, dalam pipa atau pada blade turbin, menyebabkan kerusakan yang signifikan. Fungsi penukar ion dapat dipantau secara terus menerus dengan mengukur parameter seperti konduktivitas atau konten silika.

Memelihara dan mengatasi masalah peralatan yang digunakan untuk memproses air baku (raw water) atau kondensat merupakan langkah penting dalam siklus. Parameter yang perlu dimonitoring untuk kinerja boiler yang optimal dapat dilihat pada tabel berikut:

Tabel 1. Parameter Boiler Feed Water

Masa operasi fasilitas dapat dioptimalkan dengan mematuhi persyaratan ini dan terus memantau parameter kritis. Hal tersebut perlu dilakukan untuk menghindari perbaikan dini dan pekerjaan perawatan.

Referensi:

https://article.eonchemicals.com/fungsi-komponen-boiler-dan-prinsip-kerjanya/

https://www.brighthubengineering.com/power-plants/116056-importance-of-boiler-water-treatment/

https://www.hach.com/PWR-Boiler1

https://www.hach.com/power-pretreat

https://www.prosesindustri.com/2015/01/pengertian-boiler-serta-komponen.html

http://www.sedifilt.com/technical_library/boiler_feedwater_treatment_part_i_why_water_treatment_is_necessary.html

https://onenam.app/service-experts/facts-about-boiler-feedwater-pumps/