Monitoring Silika dan Cara Pengendaliannya

Setiap boiler memiliki kriteria yang sesuai dengan tipe boiler atau tipe pengoperasiannya. Jika berdasarkan konstruksinya, boiler dibagi menjadi 2 tipe, yakni boiler pipa api (boiler fire tube) dan boiler pipa air (boiler water tube). Namun biasanya klasifikasi yang umum digunakan adalah berdasarkan tekanannya, yang secara garis besar juga terbagi atas beberapa kategori. Kategori ini juga menentukan kriteria air umpan yang dibutuhkan untuk sistem boiler tersebut karena semakin tinggi tekanan kerja yang diaplikasikan pada boiler maka suhu boiler akan semakin tinggi. Kriteria air umpan boiler biasanya disesuaikan dengan air boiler agar nantinya steam yang dihasilkan sesuai dengan standar yang berlaku, yakni tidak melebihi 0.02 ppm atau 20 ppb. Tabel 1 menunjukkan kriteria air boiler pada beberapa tipe boiler untuk parameter silika berdasarkan The American Society of Mechanical Engineers (ASME).

Tabel 1. Nilai Ambang Batas Kadar Silika pada Air Boiler

Dari Tabel 1, dapat dilihat bahwa nilai ambang batas silika bergantung pada tekanan kerja yang diaplikasikan pada boiler. Tentunya nilai ini tetap bergantung pada regulasi yang berlaku pada setiap manufaktur yang menjalankan. Untuk mengetahui nilai silika yang terkandung pada air umpan boiler, perlu dilakukan pengambilan sampel (sampling) dan uji silika. Mengapa? Kadar silika yang terkandung pada air umpan boiler akan berpengaruh pada performa boiler dan operator perlu mencegah terjadinya ‘carryover,’ yakni ketika nilai silika pada steam melebihi ambang batas. Tercantum juga pada American Society of Mechanical Engineers (ASME) bahwa keberterimaan nilai silika pada steam tidak boleh melebihi 0.02 ppm atau 20 ppb. 

Sampel silika yang telah dikumpulkan dapat diuji baik secara tidak langsung maupun secara langsung. Cara tidak langsung dilakukan dengan mengumpulkan sampel terlebih dahulu dan dilanjutkan dengan penentuan kadar silika dengan suatu instrumen. Biasanya, metode yang diaplikasikan adalah metode spektrofotometri dengan menggunakan Alat Spektrofotometer atau Kolorimeter. Dipilihnya kedua instrumen ini karena beberapa keuntungannya, antara lain : 

1. Nilai muncul dalam bentuk angka digital, bahkan Alat Spektrofotometer dan Kolorimeter saat ini sudah dapat memunculkan nilai konsentrasi secara langsung pada display Alat sehingga user tidak perlu melakukan perhitungan secara manual.

2. Respon Alat tergolong cepat, yakni 3 - 5 detik.

3. Cara preparasi sampel yang sederhana dan mudah.

4. Alat Spektrofotometer memiliki akurasi dan presisi yang tinggi.

5. Range panjang gelombang luas sehingga dapat mengukur banyak parameter hanya dengan 1 Alat.  Pada kasus boiler, Alat Spektrofotometer dan Kolorimeter juga dapat digunakan untuk mengukur parameter lain seperti kalsium dan magnesium (kesadahan/ hardness), besi (Fe), alkalinitas (Alkalinity), fosfat (PO₄^3-), dan sulfit (SO₃^2-).

6. Dewasa ini juga sudah tersedia Alat Spektrofotometer Portable yang lebih praktis untuk dibawa ke lapangan sehingga efektif untuk monitoring di lapangan secara langsung. 

Langkah strategis lainnya adalah dengan menggunakan alat online yang akrab disebut sebagai Online Silica Analyzer. Alat ini dapat melakukan uji dan monitoring secara otomatis dalam 24/7 dengan kurun waktu yang lama. Operator pun dapat mengatur batas limit atas dan limit bawah pada instrumen dan menghubungkannya pada sistem relay untuk mengirimkan sinyal jika terdapat anomali selama monitoring berlangsung. Tidak hanya itu, Alat Online Silica Analyzer juga dapat menampilkan angka digital serta penyimpanan data sehingga memudahkan operator untuk memantau nilai silika selama proses. 

Gambar 2. Tampilan Alat Online Silica Analyzer

Prinsip Kerja Alat Online Silica Analyzer didasarkan pada prinsip fotometri. Pada awal kerjanya, Alat Online Silica Analyzer akan mendeteksi tekanan pada sistem reagen dan keran selenoid untuk memasukan sampel, reagen dan larutan kalibrasi pada bagian kolorimeter. Untuk memulai siklus analisis, sampel yang telah melewati Y-strainer akan masuk ke dalam alat kolorimeter hingga penuh, dan sistem akan melepaskan reagan ke dalamnya. Magnetic stirrer pada sistem pun bekerja untuk menghomogenitaskan reagen dengan sampel. Pengadukan kemudian berhenti ketika campuran telah stabil dan tidak terdapat gelembung. Warna yang dihasilkan dari hasil reaksi kemudian dibaca oleh alat kolorimeter sehingga hasil pengukuran akan tampil pada display Alat dan sistem akan mengulang siklus ini kembali. 

Dari proses masuk sampel, penambahan reagen dan kalibrasi, semuanya dilakukan secara otomatis oleh sistem. Berbeda dari sistem fotometri lainnya, Alat Online Silica Analyzer tidak membutuhkan air deionisasi sebagai blankonya. Alat ini justru menggunakan sampel sebagai pembanding untuk mengoreksi nilai turbiditas (turbidity) dan warna (color) pada sampel yang berpotensi mengganggu proses pembacaan. Dengan menggunakan Alat Online Analyzer, akan memberikan banyak keuntungan diantaranya :  

1. Uji lebih presisi dan bebas kontaminasi

2. Monitoring dan cara pengendalian dengan cepat karena sistem dapat terkoneksi dengan alarm relay maupun 4 - 20 mA. 

3. Langsung merepresentasikan hasil pengukuran sampel

4. Taraf uji dan pengendalian yang lebih efektif dan efisien

5. Memudahkan dalam dokumentasi data karena adanya sistem data log dan log history pada Alat Online Silica Analyzer

6. Adanya label pada selang dan reagen memudahkan operator untuk melakukan maintenance Alat

Dari penjabaran diatas dapat disimpulkan bahwa pemantauan nilai silika pada air umpan boiler maupun air boiler sangat esensial. salah satu alternatif yang disarankan adalah melalui metode fotometri, yakni dengan menggunakan Alat Spektrofotometer, Kolorimeter dan Alat Online Silica Analyzer. Pemantauan nilai silika dapat dilakukan dengan 2 arah, yakni pengukuran secara berkala melalui sampling pada interval waktu tertentu dan dengan pengukuran yang otomatis secara kontinu. Kedua sistem ini saling melengkapi satu sama lain agar air umpan boiler dan air boiler tetap terjaga kualitasnya sesuai dengan kriteria yang ditargetkan.