PT. Astra Agro Lestari, Tbk.

I. Pendahuluan

Boiler adalah suatu alat untuk membangkitkan/menghasilkan uap dengan memanaskan air yang ada didalam peralatan tersebut dengan menggunakan bahan bakar.Boiler terdiri dari dua bagian utama yaitu : 1. Combustion Chamber (ruang dapur) sebagai tempat pembakaran bahan bakar.2. Heating Surface (permukaan pemanas) sebagai tempat menguapkan air dalam pipa- pipa.

Pada dasarnya ada 2 jenis boiler yang umum dipakai yaitu : 1. Water Tube Boiler, dimana air yang akan diuapkan berada di dalam pipa-pipa dan pemanasnya diluar pipa-pipa.2. Fire Tube Boiler , dimana air yang akan diuapkan berada diluar pipa-pipa dan pemanasnya berada didalam pipa-pipa.

Boiler memiliki berbagai macam bentuk konstruksi. Jika dilihat dari bentuk pipa yang dipanaskan. Boiler dapat diklarifikasikan menjadi : 1. Straight Tube Boiler (boiler dengan pipa lurus)2. Bent Tube Boiler (boiler dengan pipa bengkok).

Jika dilihat dari posisi/kemiringan permukaan pipa yang dipanaskan, boiler dapat diklarifikasikan menjadi : 1. Horizontal Boiler (boiler dengan pipa posisi datar)2. Vertical Boiler (boiler dengan pipa posisi tegak)3. Inclined Boiler (boiler dengan pipa posisi miring)

1.1 Sirkulasi Air pada BoilerSystem sirkulasi air dalam boiler terdiri dari steam drum, pipa down corner, lower drum dan generating tube, water walls (pipa-pipa pada dinding), upper&lower header yang berfungsi sebagai riser tube.Air yang dipanaskan akan naik pada riser tube ke steam drum dan feed water yang relatif lebih dingin akan mengalir melalui down corner ke lower drum. Antara header atas dan bawah terdapat water walls tubes, yang berada pada bagian dalam dapur dan mendapat panas pembakaran secara radiasi. Pada riser tubes fraksi steam akan semakin besar pada bagian atas dan peralatan pemisah akan memisahkan campuran steam dan air dimana steam dialirkan keluar dan air dikembalikan ke steam drum untuk selanjutnya bersirkulasi lagi. Perbedaan density antara air dalam riser tube dan down comer tube akan menghasilkan sirkulasi aliran secara natural ( Natural Circulation Circuit ).Gbr. 1.1 Sirkulasi Air pada Boiler

Untuk mendapatkan uap yang murni, pada bagian dalam drum terdapat peralatan pemisah uap yang dirancang untuk memisahkan air boiler dari uap. Pada alat pemisah ini hanya meng-cover generator tube, sehingga gelembung-gelembung tidak masuk ke pipa down comer dan tidak mengganggu sirkulasi.Gbr. 1.2 Pemisah Uap di dalam DrumCycloneScrubber PlateScrubber Plate Drain

Gbr. 1.3 Penampang Bi-Drum Water Tube BoilerFirst PassSecond PassRadiation ZoneThird PassConvection ZoneSuperheat Area

Gbr. 1.4 Penampang Fire Tube BoilerPhase IIPhase I

Berdasarkan peraturan Depnaker peralatan yang harus dimiliki oleh sebuah Boiler adalah : Dua atau lebih katup pengaman, paling sedikit satu haruslah tipe direct spring loaded. Setiap ketel uap yang mempunyai luas permukaan pemanasan (heating surface) 100 ft2 atau kurang dari 100 ft2 bisa mempunyai hanya satu katup pengaman (safety valve) dalam hal ini haruslah dari jenis direct spring-loaded.Dua alat ukur air (water gauge).Satu alat pengukur tekanan (pressure gauge).Satu blow down valve atau cock.Dua unit pompa pengumpan (electric feed pumps), atau boleh juga satu electric feed pump dan satu injector/steam pump. Setiap steam boiler yang mempunyai heating surface < 150 ft2, atau setiap steam boiler yang diperlengkapi dengan kontrol pengaman otomatis (fail to safe) bisa diperlengkapi dengan satu unit feed pump. Lebih lanjut dua atau lebih steam boiler yang dilengkapi dengan sejumlah feed pump atau injector yang dibutuhkan harus disahkan oleh inspector kepala.Satu katup uap induk (main steam stop valve).Satu feed check valve.Satu isnpector test perlengkapan pengukur tekanan.Satu fusible plug pada setiap dapur (furnace) atau ruang bakar (combustion chamber) Setiap steam boiler yang menggunakan bahan bakar cair atau gas tidak perlu fusible plug.Sebuah low water alarm; low low water alarm tidak diperlukan pada steam boiler ; a. Yang berbahan bakar padat dan generation steam pada tekanan < 250 psi.b. Yang berbahan bakar cair dan gas dan diperlengkapi dengan low-water fuel cut-out.Satu low-water fuel cut-off jika steam boiler itu dipanasi dengan bahan bakar cair atau gas.Papan nama (name plat) dari perusahaan pembuat.Plat registrasi (registration plate). II. Peralatan Pendukung Installasi Boiler

2.1 Softener Softener berfungsi untuk menghilangkan hardness (Calcium dan Magnesium) dari air umpan boiler. Penghilangan hardness ini akan menurunkan kemungkinan pembentukan kerak pada boiler.Tangki softener mengandung resin pertukaran ion sintesis dimana jika air melalui lapisan ini, maka sodium akan digantikan dengan hardness yang ada didalam air.Gbr. 2.1 Softener

Cara kerja softener : 1. Service : Air masuk melalui bagian atas softener dan mengalir melalui lapisan resin penukar ion. Tiap biji resin mempunyai banyak tempat di permukaannya dimana terjadi pertukaran Ca dan Mg hardness yang tidak diinginkan di dalam air.Reaksi : CaCa+ NaZNa + ZMgMg(air)(resin)(air)(resin)Jika sodium (resin) tidak dapat digantikan lagi, maka softener dikatakan jenuh dan unit tersebut harus segera diregenerasi.Gbr. 2.2 Operasi Normal Softener

2. Regenerasi : Regenerasi atau pengaktifan kembali resin dilakukan sebagai berikut : a. Backwash Aliran air dipaksa naik melalui lapisan resin untuk menghilangkan kotoran-kotoran yang terkumpul selama operasi (gbr.2.3.).b. Regenerasi Aliran proses seperti gbr.2.4.Sewaktu regenerasi, larutan garam yang pekat mencuci permukaan resin untuk menaikkan kembali kapasitas penukar ion dari resin. Regenerasi terjadi dengan cara sodium dalam larutan garam menggantikan Ca dan Mg hardness pada resin penukar ion.

Reaksi : CaCa Z + Nacl Na Z+ ClMgMgResin jenuh resin siap air dibuangoleh Ca & Mg digunakan kembali

Gbr. 2.5 Proses Pembilasan (Rinse) c. RinseAliran proses seperti gbr.2.5.Selama siklus rinse, air dipaksa melalui lapisan resin untuk menghilangkan kelebihan garam. Sesudah mencapai batas hardness (< 1 ppm) unit dapat diperasikan kembali.Gbr. 2.4 Proses Backwash dan Regenerasi SoftenerRegenerasiRinseBackwash

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pengoperasian softener : 1. Lakukan hardness test yang teratur pada buangan zeolite softener. Operasi softener yang benar akan menghasilkan air softener dengan hardness dibawah 1 ppm.2. Monitor lamanya operasi. Tiap softener mempunyaikapasitas operasi secara teoritis, jika waktunya berkurang maka system perlu diperiksa.3. Perhatikan larutan tangki regenerant berkekuatan 95 100%. Peralatan Salometer dapat digunakan untuk mengukur kekuatan larutannya.

Beberapa ketentuan standard yang umum diterapkan dalam proses regenerasi softener : 1. Laju aliran service : 0.27 0,55 ltr/menit per liter resin2. Laju aliran backwash : 245 ltr/menit per m2 luas permukaan resin.3. Lama backwash : 10 20 menit.4. Jumlah garam (100%): 0,1 0,2 Kg/ltr resin5. Kadar larutan garam : 10% berat6. Laju air larutan garam: 0,03 0,07 ltr/menit per liter resin.7. Lama regenerasi larutan garam : > 30 menit8. Rinse flow ratc (laju aliran bilas) , - Slow rinse : 0,2 ltr/menit per liter resin- Fast rinse : 0,2 ltr/menit per liter resin9. Rinse time ( waktu pembilasan), - Slow rinse : 60 menit- Fast rinse : 20 menit

2.2 De-aeratorDe-aerator berfungsi untuk mengeluarkan gas-gas terlarut yang bersifat korosif seperti oksigen, karbon dioksida, hydrogen yang ada di dalam air umpan boiler. Pengeluran gas-gas ini dari air umpan akan mengurangi korosi terhadap carbon steel dan copper yang sebagai hasilnya akan melindungi system air umpan dan kondensat.De-aerator yang umum dipakai di pabrik pengolahan kelapa sawit adalah : 1. Vacuum de-aerator,working pressure - 450 ~ - 250 mbarg2. Atmosphiric de-aerator, working pressure 1,20 ~ 1,70 barg3. High Pressure de-aerator, working pressure 1,70 ~ 7,00 barg

Berikut ini grafik kelarutan Oxigen di dalam air.

2.2.1 Vacuum De-aerator

Prinsip Kerja : Air dari feed water tank dialirkan ke dalam de-aerator yang memiliki tekanan vacuum.Dengan adanya nozel pada bagian ujung laluan pipa yang berada di dalam deaerator,membuat air menjadi berbentuk butiran-butiran halus sehingga oksigen yang beradadidalam air akan mudah terlepas dari air.

Cara Pengoperasian : 1. Isi vessel dengan air untuk melihat apakah ada kebocoran pada manhole, sight glass dan sambungan-sambungan flange.2. Buka semua valve3. Jalankan extraction pump dan pastikan pada arah putaran yang benar.4. Buka valve steam ejector untuk mensuplai steam ke steam ejector. Tekanan steam harus sekitar 150 psi (10 barg)5. Check temperatur air, harus dijaga pada 75 C 85 C.6. Check level air dan pastikan tidak melebihi level sigh glass vessel, kontrol aliran ke vessel dengan pengaturan pada Valve-valve inlet ke Vacuum Vessel.7. Valve pada discharge pump harus terbuka penuh.8. Tekanan vacuum dalam vessel -450 mbarg ~ -250 mbarg (-13,3 Hg ~ -7,5 Hg)

Gbr. 2.6 Installasi Vacuum De-aeratorFWT PumpDe-aerator/Booster PumpTo BoilerFeed WaterPump

2.2.2 Atmospheric De-aerator

De-aerator ini memiliki suatu column de-aerator pada bagian atas storage tank. de-aerator column ini berbentuk suatu vessel silinder yang didalamnya terdapat : - Plat yang berlubang (perforated) yang kedudukannya sepeti rak (seperti gbr 2.7.)- Peralatan pendistribusian air pada bagian paling atas.- Peralatan pendistribusian steam pada bagian bawah.

Prinsip Kerja Thermal De-aeratorFeed water masuk ke de-aerator dari bagian Dome dan kemudian didistribusi ke rak-rak plat yang berlubang pada bagian bawahnya. Air memasuki plat berlubang tersebut (dia 5 7 mm) dan turun seperti hujan yang kemudian bersentuhan dengan steam panas yang masuk melalui steam distributor. Sebagai hasil dari pertukaran panas antara steam yang naik dan feed water yang mengalir ke bawah, air mendapat panas yang dapat menaikkannya ke titik didih gas-gas (O2 dan CO2) yang larut dalam air sehingga berubah ke fase gas. Gas-gas ini bersama-sama dengan uap yang tidak terkondensasi akan keluar ke atmosfirmelalui vent valve. Air yang telah dideaerasi akan terkumpul di storage tank.2.2.3 High Pressure De-aerator

Pada de-aerator ini, steam yang bertekanan dimasukkan ke dalam drum de-aerator yang mengandung air dan mengaduk air tersebut. Perpindahan panas dari steam ke air lebih tinggi dan membuat air mendidih sehingga lebih banyak mengeluarkan gas-gas yang terlarut dalam air dari pada system atmoshpheric de-aerator.

De-aerator yang beroperasi dengan baik, level oksigen dari air keluarannya akan megandung Oksigen 0.02 0.05 ppm, yang memerlukan penghilangannya lagi secara Kimiawi. Tingginya level oksigen di dalam air umpan akan menaikkan kecepatan korosi system air umpan dan kondensate dan juga pemakaian bahan kimia yang lebih tinggi.Hubungan performance deaerasi dengan konsumsi chemical( Sumber Castraco Engineering )

Gbr. 2.7 Atmospheric De-aerator

Gbr. 2.8 Pressurised De-aerator

2.3 Feed Water Pump (Pompa Air Umpan)

Feed water pump berfungsi untuk memompakan air yang telah ditreatment ke dalam boiler. Pompa yang digunakan harus memiliki outlet pressure (pressure head) yang tinggi untuk mengimbangi tekanan yang berada di dalam boiler drum. Pompa yang sering digunakan adalah pompa jenis bertingkat (multi stage pump) serperti gbr. 2.9. Pada stasium boiler yang memiliki dua boiler, idealnya harus ada 4 (empat) unit feed water pump dimana dua unit pompa beroperasi kontiniu dan dua unit sebagai cadangan. Pompa-pompa harus dipakai bergantian untuk mencegah kondisi dimana pompa cadangan tidak bisa dipakai saat dibutuhkan.Air yang dipompakan memiliki temperatur minimal 80 C. Hal ini mempunyai keuntungan antara lain : - Dibutuhkan lebih sedikit panas untuk menjadikannya uap sehingga dapat menghemat pemakaian bahan bakar .- Pada suhu yang tinggi tersebut akan lebih banyak gas terlarut yang dilepaskan dan ini akan membantu proses di de-aerator.- Karena suhu air yang cukup tinggi saat masuk ke drum, maka kejutan panas dapat dihindari- Pemanasan feed water dapat dicapai dengan cara pemanasan dengan open steam coil pada feed water tank.

Feed water pump yang umum dipakai terdiri dari dua jenis pompa yaitu : 1. Electric Pump, dimana penggerak pompa menggunakan motor listrik.2. Steam Turbine Pump, dimana penggerak pompa menggunakan steam turbine.

2.3.1 Electric Pump Pengoperasian Pompa Start Pompa - Check air umpan dengan membuka air cock (valve udara), jika air sudah keluar dari cock menandakan air sudah masuk ke dalam pompa.- Dicharge valve (valve keluar) dalam keadaan tertutup dan start motor.- Pada saat start pertama, motor dipswitch on/off pada periode pendek untuk memastikan tidak ada kelainan dan kemudian jalankan pompa.- Setelah pompa mencapai speed specified (normal), discharge valve secara perlahan-lahan dibuka untuk mendapatkan tekanan yang diinginkan dengan melihat pressure gauge atau amp. motor.Stop Pompa- Discharge valve secara perlahan-lahan ditutup dan motor distop setelah discharge valve tertutup penuh. Jika terjadi masalah selama pompa beroperasi, discharge valve harus tertutup penuh dahulu sebelum mematikan motor.

2.3.2 Steam Pump Steam pump berfungsi untuk memompakan feed water ke dalam boiler dengan menggunakan steam turbin sebagai penggerak pompa. Pompa ini digunakan apabila electric pump tidak berfungsi (dalam keadaan emergency) dan juga pada saat boiler tidak memiliki beban sementara masih memiliki steam yang cukup. Penggerak pompa ini (steam turbine) dapat dilihat pada gambar 2.10.

Gbr. 2.9 Electric Feed Water Pump

Gbr. 2. 10 Steam Turbine Feed Water Pump

2.4 Chemical Dosing Pump Chemical dosing pump (pompa bahan kimia) berfungsi untuk menginjeksikan bahan kimia yang dibutuhkan boiler untuk internal water treatment dalam boiler. Pompa chemical ini harus dijaga agar beroperasi dengan baik setiap saat untuk memastikan bahan kimia terinjeksi ke boiler sesuai dengan dosis yang diinginkan.Gbr. 2. 11 Chemical Dosing Pump

Induced Draught Fan (IDFan)Berfungsi untuk menghisap udara hasil pembakaran bahan bakar didalam Dapur Boiler (Furnace).Gbr. 2. 12 Induced Draught Fan 2.5 Fan - Fan

Gbr 2.14 Over Fire FanGbr 2.15 Fuel Feed FanGbr 2.13 Force Draught FanOver Fire FanBerfungsi untuk membuat aliran udara didalam furnace menjadi aliran cyclone sehingga bahan bakar terbakar lebih sempurnaFuel Feed Fan Berfungsi untuk mendorong bahan bakar kedalam furnace dan dengan adanya rotary puffing unit diharapkan bahan bakar dapat terdistribusi merata diseluruh fire grateForce Draught FanBerfungsi sebagai pensupply udara utama untuk proses pembakaran bahan bakar

2.6 Modulating Valve Unit

Berfungsi untuk mengatur feeding air boiler ke dalam drum dengan menjaga level air boiler tetap pada posisi Normal Water LevelGbr 2.16 Modulating Valve System

2.7 Main Steam & Check Valve

Berfungsi sebagai valve pengatur utama output steam keluar dari Boiler dan Check Valve berfungsi untuk menghindari adanya tekanan balik kearah boiler.Gbr 2.17 Main&Check Valve Installation

2.8 Feed Check Valve

Berfungsi sebagai valve isolasi utama feeding air kedalam steam drum dan check valvenya berfungsi menahan tekanan balik dari dalam boiler agar tidak balik ke feed water pump.Gbr 2.18 Feed Check Valve

2.9 Fuel Auto Rotary Feeder

Berfungsi untuk memberikan feeding bahan bakar ke furnace agar bahan bakar masuk dengan lebih merata, kontinu dan tidak menggumpal/menumpuk, alat ini dapat diatur putarannya sehingga feeding bahan bakar dapat disesuaikan dengan kondisi pembakaran.Gbr. 2. 19 Auto Rotary Feeder

Tujuan Perlindungan (treatment) Air BoilerMencegah kerak/deposite pada system BoilerMencegah kebocoran dan kerusakan yang diakibatkan oleh korosi3. Mencegah Carry Over impuirities masuk ke installasi steamIII. Internal Water Treatment BoilerSasaran Penting Pada Pengoperasian Boiler Menghasilkan steam dengan biaya serendah mungkin Memperkecil kerugian akibat pemborosan air Memperkecil kerugian akibat pemborosan bahan kimia Menurunkan biaya operasi dan perawatan Mencegah unscheduled shutdown3.1 Cycle of Consentration ()Karena hanya air murni (H2O) yang menguap sebagai steam, mineral-mineral lain tetap tinggal dalam larutan dan terakumulasi sehingga semakin pekat. = perbandingan konsentrasi ion tertentu dalam air boiler terhadap konsentrasi dalam air feed

3.2 Permasalahan pada Operasional BoilerUntuk mengontrol konsentrasi dissolved solids yang terakumulasi dalam air boiler, supaya tetap stabil dan aman25Pengurangan konsentrasi air dari suspended solid, dissolved solid atau Silica dipengaruhi oleh proses blow down. Proses Blow Down sebaiknya tidak dilakukan melalui water wall drain ketika boiler berbeban, tetapi dilakukan melalui steam drum atau mud drum (jika ada). Pengoperasian blowdown dari water wall header pada kondisi boiler berbeban akan dapat mengganggu sirkulasi air pada riser water wall dan dapat menyebabkan kerusakan (over heated serta bengkok).

Continius blow down merupakan suatu pengontrol konsentrasi yang ekonomis yang sering dipasang pada discharge cyclone separator dalam drum boiler dimana air boiler memiliki konsentrasi maksimum pada titik ini. Secara praktek tidak boleh lebih dari 1 pengurangan level air dalam drum untuk satu kali blow down (max. blow down adalah 5% dari Capasitas Boiler). Mengapa Perlu dilakukan Blow Down3.2.1 Boiler Blow Down

Pengaruh Blowdown terhadap EfisiensiBlowdown terlalu banyak

Blowdown kurangPemborosan Bahan BakarPemborosan AirPemborosan ChemicalGangguan produksi steamTerjadi over-konsentrasi, shg : Foaming Scaling Corrosion Silica CarryoverHubungan Cycle dan Blow Down

Perhitungan Kapasitas Blow Down yang diperlukanBanyaknya jumlah air boiler yang harus di blow down sangat tergantung dari kwalitas feed water boiler dan limit parameter air boiler. Bila refrensi parameter yang digunakan adalah TDS air Boiler maka nilai maksimum yang harus dijaga adalah 1700 ppmContoh : Pada Boiler Kapasitas 20 Tph tekanan kerja 20 barg.Boiler 20 barg TDS 1700 ppmFeed Water M kg/jam 150 ppmSteam 20.000 kg/jamBlow down B kg/jam 1700 ppmUntuk menjaga TDS air boiler tetap 1700 ppm, maka 150M = 1700B

3.2.2 Korosi

Proses Korosi- Reaksi terjadi apabila terdapat oksigen- Temperatur air boiler yang tinggi mempercepat laju korosi- Conductivity air boiler yang tinggi mempercepat reaksi

Faktor-faktor KorosiOksigen terlarutTemperaturConductivity / TDSpHerosiPengaruh Conductivity, Temperatur, Oxygen

Corrosion Vs pH1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 pHCORROSIONSAFE RANGE

Korosi pada aliran Kondensat Disebabkan oleh dekomposisi thermal bicarbonate dan carbonate pada air boiler2NaHCO3 Na2CO3 +CO2 + H2ONa2CO3 + H2O 2NaOH + CO2CO2 + H2O H2CO3Effek dari Korosi Kerusakan pada boiler tube & drum Kerusakan pada sistem after boiler Transportasi & akumulasi produk korosi dlm boiler Biaya reparasi dan perawatan tinggi Unscheduled shut down

3.2.3 DepositDeposit merupakan endapan yang menempel pada dinding pipa dan drum boiler yang berasal dari : - Oksida metal yang terjadi karena korosi pada sistem aliran air umpan dan kondensate.- Zat organik yang terikut masuk pada aliran air umpan.

Penyebab DepositHardness (Ca dan Mg)Silika (SiO2)Oksida logamKerak terbentuk apabila konsentrasi suatu komponen telah melampaui batas kelarutannya pada temperatur dan tekanan tertentuTransfer Panas Pada Pipa Boiler

Penghambat Transfer Panas akibat KerakTube MetalBoiler WaterScaleEffect dari DepositUnder Deposit CorrosionMenghambat perpindahan panas dan menyebabkan Over HeatingMenyebabkan kehilangan effesiecsi produksi steamBiaya Cleaning, Repairing dan perawatan yang tinggi

3.2.4 Carry OverPeristiwa terbawanya komponen padatan dari air boiler ke aliran steamFaktor yang mempengaruhi Carry OverFoaming Terutama disebabkan karena kwalitas air boiler yang jelek dimana kandungan zat-zat yang terdapat dalam air boiler seperti alkalinity, senyawa organik, minyak, dan garam-garam terlarut dan TDS air Boiler yang selalu over limitPriming Terutama disebabkan masalah operasional seperti penurunan tekanan steam yang mendadak karena kenaikkan steam load yang cepat dan kontrol level air boiler yang tidak baik (selalu high level melebihi gauge glass)Kerusakan peralatan Kerusakan pada sistim pemisahan steam kering dengan air (baffles, screens, mesh demisters, chevron separators, ataupun centrifugal separators pada steam drum)

Effect Carri Over Deposit pada superheater dan pipa dryerMenurunnya temperatur dryer karena deposit di pipa dryerOverheating pada superheater - failureBiaya maintenance lebih besarUnscheduled shut down

Mengaontrol pH Air Boiler (10,5 11,5)Mengontrol Konsentrasi Oxigent terlarutSecara Mekanik dengan menggunakan De-aeratorSecara Kimiawi dengan Oxigent scavenger treatment (Sulphite, Hydrazen, Deha dll)Mengontrol pH Kondensat (8 10) dengan bahan Kimia Amine3.3 Pencegahan Corrotion, Deposite dan Carry Over3.3.1 Pencegahan Corrotion3.3.2 Pencegahan DepositeMengontrol kualitas air umpan boiler Hardness, SilicaMengontrol kualitas air boilerHydrate Alkalinity ~ 2,5 x silicaBahan KimiaPhospate Dispersant

Perubahan Struktur Kerak dengan Chemical Treatment

Program Pengendapan ( Precipitating Program )- Alkaline phosphates

Program Pelarutan ( Solubilizing Program) - Polymers dispersants - Chelant

Program Phosphate Base 10 Ca2+ + 6 PO42+ + 2 OH- 3 Ca3(PO4)2.Ca(OH)2 Calcium Hydroxyapatite 3 Mg2+ + 2 SiO32- + 2 OH- 2 MgSiO3.Mg(OH)2 Serpentine Mg2+ + 2 OH- Mg(OH)2 Brucite 3.3.3 Pencegahan Deposit

LIMIT KONTROL AIR BOILER

IV. Peralatan Pengontrol, Pengaman, dan Pembantu lainnya4.1 Water Level Gauge (Pengukur Level Air)Water level gauge atau gauge glass adalah alat untuk melihat tinggi air di dalam drum atas boiler. Gauge glass ini harus selalu dalam keadaan bersih agar level air mudah dilihat. Kebocoran pada sambungannya dapat mengakibatkan perbedaan level antara level gauge glass dengan level air di dalam drum.Gauge glass harus ditest setiap akan dioperasi atau penggantian shift untuk memastikan tidak ada penyumbatan pada saluran steam dan air.1. Tutup steam inlet cock dan water cock.2. Buka drain cock secara perlahan dan pastikan air sudah habis dalam gauge glass.3. Buka water cock dan pastikan air mengalir dengan baik dan kemudian tutup.4. Buka steam cock dan pastikan steam mengalir dengan baik.5. Tutup drain cock dan buka water cock.

Water CockDrain CockSteam CockGbr. 4.1 Bi-Color Water Level Gauge

4.2 Feed Water Modulating Valve dan Alarm System Feed Water Modulating Valve berfungsi untuk mengatur pemompaan air dari Feed Water Pump kedalam steam drum agar level air didalam steam drum dapat dijaga konstan pada posisi Normal Water Level, dan Alarm System berfungsi untuk memberikan peringatan apabila level air dalam boiler pada posisi tidak aman yaitu terlalu rendah atau terlalu tinggi.

Cara Kerja dari Peralatan ini adalah sbb :A. Float & Coil SystemKeperluan air feeding ke boiler disensor pada perubahan level air pada boiler. Pelampung dalam chamber membawa actuator yang terbuat dari besi naik turun yang terletak pada bagian atas pelampung. Hal ini menyebabkan output signal yang bervariasi dari modulating coil dimana modulating control box membandingkannya dengan signal fed back posisi dari electric motor. Kedua signal dibuat kedalam kondisi balance dengan pengaturan posisi motor sehingga menghasilkan perputaran pada orifice disc pada dudukan valve modulating. Perubahan bukaan valve akan menambah / mengurangi aliran feed water ke boiler apabila level air turun / naik pada boiler. Naik turunnya actuator pada modulating control chamber juga akan mengakibatkan outputsignal dari alarm coil. Apabila actuator mencapai suatu titik level yang telah di-adjustsebelumnya, maka relay dalam modulating control box alarm unit akan beroperasi.

B. Differential Pressure Transmitter SystemSystem ini menggunakan suatu alat yang disebut Differential Pressure Transmitter (DPT) untuk mendeteksi level air pada steam drum dan mengirimkan sinyal tersebut dalam bentuk arus listrik 4 20 mA ke Water Level Controller yang selanjutnya mengolah data tersebut dan memberikan sinyal output 4 20 mA kepada Control Valve/Modulating Valve untuk mengatur pembukaan valve sesuai setting value yang di-input-kan ke Controller. Setting Value yang di input kan berupa kondisi Normal Water Level sehingga valve akan bereaksi untuk selalu mempertahankan Level air pada steam drum pada Normal Water Level.

Dilihat dari parameter yang dideteksi system ini terbagi dalam beberapa element ;a. Singele Element ControllerYaitu system yang hanya mendeteksi satu parameter yaitu Drum Water Levelb. 2-Element ControllerYaitu system yang mendeteksi 2 kondisi parameter yaitu Drum Water Level dan Steam Flow.c. 3-Element ControllerYaitu system yang paling lengkap mendeteksi semua kondisi parameter pada system boiler yaitu Drum Water Level, Steam Flow dan Water Flow. Pada system ini Controller akan menganalisa data Water Level dan Steam Flow dan memberikan sinyal pembukaan modulating valve sehingga pada kondisi Setting value jumlah steam yang keluar sama dengan feed water yang masuk kesteam drum.

Gbr. 4.2.a Schematic Float&Coil Water Level Control System

Gbr. 4.2.b Schematic Single Element Water Level Control System

Gbr. 4.2.c Schematic 2-Element Water Level Control System2

Gbr. 4.2.c Schematic 3-Element Water Level Control System

4.3 Safety Valve Safety valve berfungsi untuk menjaga batas tekanan kerja yang telah ditentukan dari boiler.Pada boiler biasanya terdapat dua posisi safety valve yaitu pada superheater dan pada drum.Safety valve pada superheater di-set untuk blow-off pada tekanan yang lebih rendah daripada drum. Hal ini untuk menyakinkan/menjaga aliran steam melalui superheater dalamsemua kondisi beban seperti konsumsi steam lebih kecil daripada jumlah yang dihasilkanboiler. Jenis safety valve yang digunakan umumnya ada dua jenis yaitu single spring dandouble spring safety valve (gbr.4.3).Pengetesan safety valve secara manual dilakukan pada saat main stop valve dalam kondisitertutup untuk meyakinkan bahwa valve berfungsi dengan baik.Gbr 4.3 Shaw Savety Valve

4.4 Soot Blower

Efisiensi dan kapasitas pengoperasian suatu boiler tergantung pada kebersihan bagian luarpipa-pipa boiler. Untuk membersihkan kotoran yang menempel pada bagian luar pipadigunakan soot blower. Interval pembersihan tergantung pada jenis pengoperasian danbahan bakar yang digunakan.

Pengoperasian soot blower sebaiknya dilakukan sewaktu beban boiler antara dan penuh(75% load). Pengoperasian pada beban rendah dimana dapur dengan temperatur yang lebihrendah dapat menghasilkan bahan bakar yang tidak terbakar yang dapat keluar dari dapur(furnace) dan membentuk deposit (kerak) pada pipa-pipa atau berkumpul pada suatu tempat. Pengadukan dari bahan bakar yang terkumpul ini selama soot blowing pada beban rendahdapat menimbulkan suatu ledakan. Oleh karena itu sangat penting diperhatikan supayasemua area laluan gas hasil pembakaran bersih dari bahan-bahan yang dapat terbakar.

Sewaktu akan melakukan soot blowing, pastikan bahwa steam yang digunakan adalah steamBebas dari air kondensat untuk mencegah kerusakan pada pipa-pipa boiler dan pada soot blower sendiri. Oleh karena itu penting untuk melakukan prosedur warming up (pemanasan) sebelum soot blowing dilakukan dengan langkah-langkah sbb : - Buka valve supply steam (1/2 bukaan) untuk memanaskan pipa-pipa dan keluarkan kondensat yang ada di dalam pipa dengan membukan valve drain.- Sesudah 5 10 menit, drain valve ditutup dan buka penuh valve supply steam.- Lakukan soot blowing.

Gbr. 4.4 Clyde Bergemenn Steam Soot Blower

V. OPERASIONAL BOILEROperasional Boiler dalam hal ini bagaimana prosedure untuk Sebelum Proses, Sedang/selama Proses dan Sesudah Proses telah distandarisasikan sesuai dengan Instruksi Kerja Boiler No. : IK.SWT/OPR-01/BLR-01 berikut ini.

VI. PERAWATAN / PEMELIHARAAN BOILER6.1 Pemeliharaan Harian Pembersihan water gauge column dan water gauge glass dengan cara draining.Pengecekan water level alarm dengan blowdown water gauge column sewaktu pengetesan gauge glass.Blowdown mud drum sesuai dengan kwalitas air harian. Jika blowdown dilakukan sewaktu operasi, air pada drum harus pada posisi high level dan selain blowdown harus dilihat posisi water gauge level dan berikan informasi kepada operator valve.Blowdown header dilakukan sebelum penyuplaian stem (kondisi steam tekanan rendah) atau sewaktu boiler shutdown.Sootblowing dilakukan setiap 4 jam untuk menyakinkan pengoperasian boiler effisien.Pembersihan kerak dan fire grate dilakukan setiap 3 4 jam.Pembersihan abu pada buangan dust collector.Analisa air dilakukan setiap 4 jam dan hasilnya dibuat sebagai referensi untuk injeksi chemical boiler dan blowdown.

6.2 Pemeliharaan Mingguan Periksa oli pelumas dan grease untuk fan, feed water pump (motor dan steam feed pump), rotary valve dan pendistribusi bahan bakar.Pembersihan strains feed water inlet ke feed water pump.Pembersihan abu pada dapur dan pemeriksaan dinding bata boiler.Periksa belting fan.Pembersihan ash hopper pada dust collector.Pembersihan abu dan pengecekan impeller pada ID fan.Pemeriksaan chemical injection pump.

6.3 Pemeliharaan Bulanan Periksa air boiler dan feed water, jika tidak sesuai dengan standard yang ditentukan, konsultasi dengan ahli.Pembersihan saluran udara dan pipa-pipa instrumen.Pembersihan abu pada drum bawah, tube bank dan dasar chimney.Pengecekan dan perbaikan damper distribusi.

6.4 Pemeliharaan 6 (Enam) Bulanan Pemeriksaan korosi pada bagian dalam drum, header. Jika scale kerak) pada drum dan pipa-pipa sudah tebal, harus dibersihkan dengan tube cleaner atau peralatan lain.Periksa korosi bagian luar pipa dan perubahan bentuk pipa.Periksa dinding baru dapur, cor-coran dinding, buffle plate dan fire grate.Pemeriksaan keausan impeler fan serta balancing dan alignmentnya.Pembersihan dan pemerksaan instrumentasi, perpipaan udara dan ducting, dll.

6.5 Pemeliharaan Tahunan Pada pemeliharaan tahunan ini dilakukan inspeksi terhadap boiler secarakeseluruhan. Inspeksi boiler yang dilakukan sesuai dengan SOP untuk BejanaTekan adalah sebagai berikut ;6.5.1 Prosedur Pencucian Boiler Blank semua main steam line dan buka pipa feed water ke drum.Pastikan packing yang akan diganti serta cat apexior sudah tersedia.Buka semua valve dan harus diserap ataupun diamplas (seat /discnya) dan dicat bagian luarnya dengan menggunakan cat perak.Buka semua handhole, header cover, manhole serta bersihkan upper drum dan lower drum dengan menggunakan brush baja.Bersihkan bagian dalam semua pipa dengan menggunakan water turbine type tube cleaner pada pipa bagian dalam sampai bersih.Bersihkan bagian luar semua pipa, multi cyclone dan furnace terutama dicelah-celah antara pipa-pipa dan steam drum maupun mud drum.Pastikan arus yang digunakan untuk lampu penerangan memakai arus DC.Pastikan waktu yang digunakan untuk bongkar dan pasang kembali maksimal 3 minggu.Bersihkan plate luar boiler dan cat kembali dengan cat aluminium.

6.5.2 Inspeksi dan Maintenance Site Semua valve yang sudah dibuka harus disusun rapi pada meja kerja dan dibuat code atau nomor urutnya untuk memudahkan pada pemasangan kembali.Semua peralatan untuk steam separator yang di upper drum dibuka dan dibersihkan lalu dibuat codenya.Multi cyclone dan guide valve dichek jangan sampai ada yang sudah keropos.Furnace dicheck terhadap kelurusan pipa, batu api serta fire grate dan bila ada kerusakan harus diperbaiki.Check pipa soot blower terhadap gerakan dan lubang spray.Manhole IDF dibuka dan impeler harus diperiksa.

VII. BOILER CAPACITY, EFFISIENSI dan FUEL BALANCECapasitasBoiler: Steam yang dapat diproduksi / dibangkitkan boiler pada kondisi yang ditentukan. Contoh Capasitas Boiler = 20.000 kg/h pada 100% MCR @ 100 C

Effisiency Boiler: Perbandingan antara panas yang digunakan untuk memproduksi satu satuan massa steam dengan panas yang harus diberikan untuk memproduksi satu satuan massa steam tersebut Biasanya dinyatakan dalam persen.

BOILER

Useful Heat = QusePanas untuk membangkitkan steamHeat Input = QinDari : - Fuel - Udara pembakaranHeat Losses = QlossFlue Gas lossRadition lossAsh, Carbon, COBlow down Heat Balance : Qin = Q use + QlossBoiler Effisiency: E = ( Quse / Qin ) x 100%

Perhitungan Fuel and Steam Balance