Kegunaan air dalam proses industri sangat banyak sekali, selain sebagai air baku pada industri air minum dan pemutar turbin pada pembangkit tenaga listrik, juga sebagai alat bantu utama dalam kerja pada proses proses industri. Selain itu juga air digunakan sebagai sarana pembersihan ( cleaning ) baik itu cleaning area atau alat alat produksi yang tidak memerlukan air dengan perlakuan khusus atau cleaning dengan menggunakan air dengan kualitas dan prasyarat tertentu yang membutuhkan sterilisasi dan ketelitian yang tinggi. Dalam hal ini pembahasan difokuskan pada air sebagai penghasil energi kalor dan sebagai penyerap energi kalor ( pendingin ) dalam industri pada umumnya.A. Air umpan boilerBoiller adalah tungku dalam berbagai bentuk dan ukuran yang digunakan untuk menghasilkan uap lewat penguapan air untuk dipakai pada pembangkit tenaga listrik lewat turbin, proses kimia, dan pemanasan dalam produksi.Sistem kerjanya yaitu air diubah menjadi uap. Panas disalurkan ke air dalam boiler, dan uap yang dihasilkan terus menerus. Feed water boiler dikirim ke boiler untuk menggantikan uap yang hilang. Saat uap meninggalkan air boiler, partikel padat yang terlarut semula dalam feed water boiler tertinggal.Partikel padat yang tertinggal menjadi makin terkonsentrasi, dan pada saatnya mencapai suatu level dimana konsentrasi lebih lanjut akan menyebabkan kerak atau endapan untuk membentuk pada logam boiler.Ketidaksesuaian kriteria air umpan boiler menurut baku mutu diatas akan mempengaruhi berbagai hal, misalnya :1. KorosiPeristiwa korosi adalah peristiwa elektrokimia, dimana logam berubah menjadi bentuk asalnya akibat dari oksidasi yang disebabkan berikatannya oksigen dengan logam, atau kerugian logam disebabkan oleh akibat beberapa kimiaPenyebab korosi Boiller: Oksigen Terlarut Alkalinity ( Korosi pH tinggi pada Boiler tekanan tinggi ) Karbon dioksida ( korosi asam karbonat pada jalur kondensat ) Korosi khelate ( EDTA sebagai pengolahan pencegah kerak )Akibat dari peristiwa korosi adalah penipisan dinding pada permukaan boiler sehingga dapat menyebabkan pipa pecah atau bocor.2. KerakPengerakan pada sistem boiler : Pengendapan hardness feedwater dan mineral lainnya Kejenuhan berlebih dari partikel padat terlarut ( TDS ) mengakibatkan tegangan permukaan tinggi dan gelembung sulit pecah Kerak boiler yang lazim : CaCO3, Ca3 (PO4)2, Mg(OH)2, MgSiO3, SiO2, Fe2(CO3)3, FePO43. EndapanPembekuan material non mineral pada boiler, umumnya berasal dari: Oksida besi sebagai produk korosi Materi organic ( kotoran bio, minyak dan getah ), Boiler bersifat alkalinity jika terkena gliserida maka akan terjadi reaksi penyabunan. Partikel padat tersuspensi dari feedwater ( tanah endapan dan pasir )Dari peristiwa peristiwa ini mengakibatkan terbentuknya deposit pada pipa superheater, menyebabkan peristiwa overheating dan pecahnya pipa, terbentuknya deposit pada sirip turbin, menyebabkan turunnya effisiensiB. Air pendingin dan sirkulasi sebagai Cooling tower dan ChillerColling tower atau menara pendingin adalah suatu sistem pendinginan dengan prinsip air yang disirkulasikan. Air dipakai sebagai medium pendingin, misalnya pendingin condenser, AC, diesel generator ataupun mesin mesin lainnya.Jika air mendinginkan suatu unit mesin maka hal ini akan berakibat air pendingin tersebut akan naik temperaturnya, misalnya air dengan temperature awal ( T1 ) setelah digunakan untuk mendinginkan mesin maka temperaturnya berubah menjadi ( T2 ). Disini fungsi cooling tower adalah untuk mendinginkan kembali T2 menjadi T1 dengan blower / fan dengan bantuan angin. Demikian proses tersebut berulang secara terus menerus.Sedangkan pada chiller temperature yang dibutuhkan relative lebih rendah dibandingkan penggunaan Colling tower.Beda antara cooling dan chiller adalah pada sistem yang digunakan. Maksudnya, bila cooling adalah sistem terbuka sedangkan pada chiller adalah sistem tertutup sehingga proses penguapan lebih rendah dibandingkan dengan sistem terbuka.Sistem air cooling dapat dikategorikan dua tipe dasar, sebagai berikut :1. Sistem air cooling satu aliranSistem air cooling satu arah adalah satu diantara aliran air yang hanya melewati satu kali penukar panas. Dan lalu dibuang kepembuangan atau tempat laindalam proses.Sistem tipe ini mempergunakan banyak volume air. Tidak ada penguapan dan mineral yang terkandung didalam air masuk dan keluar penukar panas. Sistem air cooling satu arah biasa digunakan pada terminal tenaga besar dalam situasi tertutup dari air laut atau air sungai dimana persediaan air cukup tinggi.2. Sistem air cooling sirkulasiPada sistem sirkulasi terbuka ini, air secara berkesinambungan bersikulasi melewati peralatan yang akan didinginkan dan menyambung secara seri. Transfer panas dari peralatan ke air, dan menyebabkan terjadinya penguapan ke udara. Penguapan menambah konsentrasi dan padatan mineral dalam air dan ini adalah efek kombinasi dari penguapan dan endapan, yang merupakan konstribusi dari banyak masalah dalam pengolahan dengan sistem sirkulasi terbuka.Pada peristiwa sirkulasi air ini, akan terjadi proses proses sebagai berikut :a. Pendinginan air cooling tower adakah atas dasar penguapan ( Evaporasi )Pada peristiwa fisika dikenal prinsip jumlah kalor yang diterima = jumlah kalor yang dilepaskan . Kalor untuk melakukan pendinginan dari T2 menjadi T1 sama dengan kalor penguapan atau dengan kata lain air tersebut menjadi dingin dikarenakan sebagian dari air tersebut menguap.Untuk cooling tower, besarnya penguapan dapat dihitung bila diketahui kapasitas pompa sirkulasi ( m3/jam )b. Pada air Cooling tower terjadi pemekatan Garam.Dengan adanya penguapan maka lama kelamaan seluruh mineral yang tidak dapat menguap akan berkumpul sehingga terjadi pemekatan. Dengan banyaknya mineral yang terkandung pada air Cooling tower perlu dilakukan proses Bleed Off dan penambahan air make up. Air yang menguap adalah air yang murni bebas dari garam garam mineral dengan konsentrasi = 0. Pada cooling tower dapat diketahui siklus air pada unit cooling tower adalah dengan cara :Dengan rumusCycle = Tower water chlorideMake up water chlorideTanpa menggunakan parameter khlorida, siklus dapat diketahui dengan membaca konduktivity, yaitu dengan membandingkan konduktivity air tower dengan konduktivity air make up.Masalah yang sering timbul dalam pada seluruh sistem air cooling adalah: KorosifPada pH yang rendah menyebabkan terjadinya korosi pada logam. Begitu juga nitrifying. Penyebab lain adalah dengan adanya bakteri yang dapat menghasilkan asam sulfat. Bakteri yang memiliki kemampuan untuk mengubah hydrogen sulfide menjadi sulfur kemudian mengubah menjadi asam sulfat. Bakteri ini menyerang logam besi, logam lunak dan steiless steel, hidup sebagai anaerobic ( tanpa udara ) KerakPembentukan kerak diakibatkan oleh kandungan padatan terlarut dan material anorganik yang mencapai limit control.Metode yang digunakan untuk mencegah terjadinya pembentukan kerak antara lain :1. Menghambat kerak dengan mengontrol pHDalam keadaan asam lemah ( kira kira pH 6,5 ). Asam sulfat yang paling sering digunakan untuk ini, memiliki dua efek dengan memelihara pH dalam daerah yang benar dan mengubah kalsium karbonat, ini memperkecil resiko terbentuknya kerak kalsium sulfat. Ini memperkecil resiko terbentuknya kerak kalsium karbonat dan membiarkan cycle yang tinggi dari konsentrasi dalam sistem.Mengontrol kerak dengan bleed offBleed off pada sirkulasi air cooling terbuka sangat penting untuk memastikan bahwa air tidak pekat sebagai perbandingan untuk mengurangi kelarutan dari garam mineral yang kritis. Jika kelarutan ini berkurang kerak akan terbentuk pada penukar panas.Mengontrol kerak dengan bahan kimia penghambat kerak.Bahan kimia umumnya berasal dari organic polimer, yaitu polyacrilik dan polyacrilik buatan. Masalah mikrobiologiMicroorganisme juga mampu membentuk deposit pada sembarangan permukaan. Hampir semua jasad renik ini menjadi kolektor bagi debu dan kotoran lainnya. Hal ini dapat menyebabkan efektivitas kerja cooling tower menjadi terganggu. Masalah kontaminasiKeadaan cooling tower yang terbuka dengan udara bebas memungkinkan organisme renik untuk tumbuh dan berkembang pada sistem, belum lagi kualitas air make up yang digunakan.Boiler Cooling Tower 0 Cara Kerja BoilerAgustus 1, 2012 Boiler pada intinya adalah alat pemanas cairan (biasanya air) agar berada di atas titik didihnya sehingga ia menguap.Untuk memanaskan nya ada beberapa tipe boiler fire tube di mana api berada dalam tubing-tubing dengan cairan berada di luar. water tube di mana sebaliknya, air berada dalam tubing dengan api berada di luar.bahan bakar minyak tanah atau solar di pompa dengan tekanan tinggi dan keluar dalam bentuk kabur pada ujung spuyer, di atas spuyer ada diode tegangan tinggi untuk memberikan api supaya minyak yg keluar terbakar, biasanya dibelakang boiler ada photo sel nutuk memonitor api sudah terbakar apa belum kalau tidak terbakar photo sel ini akan mematikan semua mesin bolier agar tidak terjadi semburan minyak yg tidak terbakat, dan sangat berbahaya .Oke kita coba boiler utk steam turbin (turbin uap)Boiler umumnya terdiri dari : Ruang pembakaran : tempat bahan bakar dibakar boiler drum : menampung air demineralized mengalirkannya ke tube dan menampung uap jenuh yang kembali. economiser : water tube, posisinya paling jauh dari sumber panas, fungsinya memanaskan air dengan sisa panas agar efisiensi kalor baik. evaporator : water tube yang fungsinya menguapkan air, posisinya biasanya di tengah superheater : fungsinya memanaskan uap air menjadi superheated steam (uap panas lanjut) Turbin uap : fungsinya merubah energi panas menjadi energi gerak. condenser : fungsinya merubah fasa uap menjadi air kembaliNaaahh.urutan prosesnya spt ini :1. Air demineralized (air tanpa kandungan mineral/air murni) dipompakan ke boiler dari condenser (kita bicara boiler turbin uap yg siklus airnya tertutup) dengan pompa melalui pipa economiser, di economiser , air menerima panas tapi belum menguap/msh fas air.2. Air tsb masuk ke boiler drum dan diteruskan ke seluruh water tube evaporator untuk dirubah fasanya menjadi uap jenuh (uap yg lo liat wkt ngerebus air) / (saturated steam) dan kembali lagi ke boiler drum.3. Uap di boiler drum dialirkan (uap melalui saluran diatas, sdgkan air dibawah) ke superheater tube yg berada paling dekat dgn sumber panas utk merubah uap jenuh menjadi uap panas lanjut (superheated steam)4. superheated steam kmdn dialirkan ke steam turbin untuk menggerakkan blade turbin.5. setelah melalui turbin temperatur uap menurun/begitu juga enthalpy nya, fasanya berubah kembali ke uap jenuh & mengalir ke condenser.6. condenser fasanya dirubah kembali ke fasa cair dan kemudian dipompakan kembali ke boiler,dan siklusnya kembali spt semula.https://ahmadharyanto.wordpress.com/category/boiler/1.5 MASALAH-MASALAH PADA BOILER Suatu boiler atau pembangkit uap yang dioperasikan tanpa kondisi air yang baik , cepat atau lambat akan menimbulkan masalah-masalah yang berkaitan dengan kinerja dan kualitas dari sistem pembangkit uap. Banyak masalah-masalah yang ditimbulkan akibat dari kurangnya penanganan dan perhatian khusus terhadap penggunaan air umpan boiler. Akibat dari kurangnya penanganan terhadap air umpan boiler akan menimbulkan masalah-masalah sebagai berikut : a) Pembentukan kerak Terbentuk kerak pada dinding boiler terjadi akibat adanya mineral-mineral pembentukan kerak, misalnya ion-ion kesadahan seperti Ca2+ dan Mg2+ dan akibat pengaruh gas penguapan. Diamping itu pula dapat disebabkan oleh mekanisme pemekatan didalam boiler karena adanya pemanasan. Jenis-jenis kerak yang umum dalam boiler adalah kalsium sulfat, senyawa silikat dan karbonat. Zat-zat dapat membentuk kerak yang keras dan padat sehingga bila lama penanganannya akan sulit sekali untuk dihilangkan. Silika diendapkan bersama dengan kalsium dan magnesium sehingga membuat kerak semakin keras dan semakin sulit untuk dihilangkan. Kerak yang menyelimuti permukaan boiler berpengaruh terhadap perpindahan panas permukaan dan menunjukkan dua akibat utama yaitu berkurangnya panas yang dipindahkan dari dapur ke air yang mengakibatkan meningkatkan temperatur disekitar dapur, dan menurunnya efisiensi boiler.Untuk mengurangi terjadinya pembentukan kerak pada boiler dapat dilakukan pencegahan-pencegahan sebagai berikut : - Mengurangi jumlah mineral dengan unit softener - Melakukan blowdown secara teratur jumlahnya - Memberikan bahan kimia anti kerak

Zat terlarut dan tersuspensi yang terdapat pada semua air alami dapat dihilangkan/dikurangi pada proses pra-treatment (pengolahan awal) yang terbukti ekonomis. Penanggulangan kerak yang sudah ada dapat dilakukan dengan cara : On-line cleaning yaitu pelunakan kerak-kerak lama dengan bahan kimia selama Boiler beroperasi normal. Off-line cleaning (acid cleaning) yaitu melarutkan kerak-kerak lama dengan asam-asam khusus tetapi Boiler harus berhenti beroperasi. Mechanical cleaning: dengan sikat, pahat, scrub, dan lain-lain.

b) Peristiwa korosi Korosi dapat disebabkan oleh oksigen dan karbon dioksida yang terdapat dalam uap yang terkondensasi. Korosi merupakan peristiwa logam kembali kebentuk asalnya dalam misalnya besi menjadi oksida besi, alumunium dan lain-lain. Peristiwa koros dapat terjadi disebabkan oleh : - Gas-gas yang bersifat korosif seperti O2, CO2, H2S - Kerak dan deposit - Perbedaan logam (korosi galvanis) - pH yang terlalu rendah dan lain-lain

Jenis korosi yang dijumpai pada boiler dan sistem uap adalah general corrosion, pitting (terbentuknya lubang) dan embrittlement (peretakan baja). Adanya gas yang terlarut, oksigen dan karbon dioksida pada air umpan boiler adalah penyebab utama general corrosion dan pitting corrosion (tipe oksigen elektro kimia dan diffrensial). Kelarutan gas-gas ini di dalam air umpan boiler menurun jika suhu naik. Kebanyakan oksigen akan memisah pada ruang uap, tetapi sejumlah kecil residu akan tertinggal dalam larutan atau terperangkap pada kantong-kantong atau dibawah deposit, hal ini dapat menyebabkan korosi pada logam-logam boiler. Karena itu pentinguntuk melakukan proses deoksigenasi air boiler.

Jumlah rata-rata korosi atau serangan elektrokimia akan naik jika nilai pH air menurun. Selain itu air umpan boiler akan dikondisikan secara kimia mencapai nilai pH yang relatif tinggi. Bentuk korosi yang tidak umum tetapi berbahaya adalah bentuk korosi embrittlement atau keretakan inter kristalin pada baja yang terjadi jika berada pada tekanan yang tinggi dan lingkungan kimia yang tidak sesuai. Caustic embrittlement atau keratakan inter kristalin pada baja yang terjadi jika berada pada tekanan yang tinggi dan lingkungan kimia yang tidak sesuai. Caustic embrittlement terjadi pada sambungan penyumbat dan meluas pada ujung tabung dimana celah memungkinkan perkembangan suatu lingkungan caustic yang terkonsentrasi. Hidrogen embrittlement adalah bentuk lain dari retakan interkristalin yang terjadi pada tabung air boiler yang disebabkan tekanan tinggi dan kondisi temperatur yang tertentu. Untuk mengurangi terjadinya peristiwa korosi dapat dilakukan pencegahan sebagai berikut: - Mengurangi gas-gas yang bersifat korosif - Mencegah terbentuknya kerak dan deposit dalam boiler - Mencegah korosi galvanis - Menggunakan zat yang dapat menghambat peristiwa korosif - Mengatur pH dan alkalinitas air boiler dan lain-lain

c) Pembentukan deposit Deposit merupakan peristiwa penggumpalan zat dalam air umpan boiler yang disebabkan oleh adanya zat padat tersuspensi misalnya oksida besi, oksida tembaga dan lain-lain. Peristiwa ini dapat juga disebabkan oleh kontaminasi uap dari produk hasil proses produksi. Sumber deposit didalam air seperti garam-garam yang terlarut dan zat-zat yang tersuspensi didalam air umpan boiler. Pemanasan dan dengan adanya zat tersuspensi dalam air pada boiler menyebabkan mengendapnya sejumlah muatan yang menurunkan daya kelarutan, jika temperaturnya dinaikkan. Hal ini menjelaskan mengapa kerak dan sludge (lumpur) terbentuk. Kerak merupakan bentuk deposit-deposit yang tetap berada pada permukaan boiler sedangkan sludge merupakan bentuk deposit-deposit yang tidak menetap atau deposit lunak.Pada ketel bertekanan tinggi, silika muda mengendap dengan uap dan dapat membentuk deposit yang menyulitkan pada daun turbin. Pencegahanpencegahan yang dapat dilakukan untuk mengurangi terjadinya peristiwa deposit dapat dilakukan diantaranya : Meminimalisasi masuknya mineral-mineral yang dapat menyebabkan deposit seperti oksida besi, oksida tembaga dan lain lain. Mencegah korosi pada sistem kondensat dengan proses netralisasi (mengatur pH 8,29,2) dapat juga dilakukan dengan mencegah terjadinya kebocoran udara pada sistem kondensat. Mencegah kontaminasi uap selanjutnya menggunakan bahan kimia untuk mendispersikan mineral-mineral penyebab deposit. Penanggulangan terjadinya deposit yang telah ada dapat dilakukan dengan acid cleaning, online cleaning, dan mechanical cleaning.

d) Kontaminasi Uap (steam carryover) Ketika air boiler mengandung garam terlarut dan zat tersuspensi dengan konsentrasi yang tinggi, ada kecendrungan baginya untuk membentuk busa secara berlebihan sehingga dapat menyebabkan steam carryover zat-zat padat dan cairan pengotor kedalam uap.Steam carryover terjadi jika mineral-mineral dari boiler ikut keluar bersama dengan uap ke alat-alat seperti superheater, turbin, dan lain-lain. Kontaminasi-kontaminasi ini dapat diendapkan kembali pada sistem uap atau zat-zat itu akan mengontaminasi proses atau material-material yang diperlukan steam.Steam carryover dapat dihindari dengan menahan zat-zat padat terlarut pada air boiler dibawah tingkat tertentu melalui suatu analisa sistematis dan kontrol pada pemberian zat-zat kimia dan blowdown. Carryover karbon dioksida dapat mengembalikan uap dan asam-asam terkondensasi.http://deditutibiokim.blogspot.co.id/2011/12/boiler-dan-jenis-jenis-boiler.html

http://dokumen.tips/documents/motor-listrik-55cac202ed919.html