Mata Pelajaran 4

Simple Inspiring Performing Phenomenal i

BUKU IV

DEAERATOR dan TANGKI AIR PENGISI

TUJUAN PELAJARAN : Setelah mengikuti pelajaran Deaerator dan Tangki Air

Pengisi diharapkan mampu memahami peralatan dan

proses kerja dari Dearator dan Tangki Air Pengisi sesuai

standar PLN yang berlaku.

DURASI : 4 JP

PENYUSUN : 1. EKO SETIONO

2. JEFRI SYANNI

Simple Inspiring Performing Phenomenal ii

DAFTAR ISI

TUJUAN PELAJARAN ....................................................................................................................................... i

DAFTAR ISI .................................................................................................................................................. ii

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................................................................... iii

1. Definsi Deaerator ................................................................................................................. 1

2. Deaerasi .................................................................................................................................. 2

3. Membuang Oksigen (oxygen removal) .......................................................................... 3

4. Membuang Karbon Dioksida (Carbon Dioxide Removal) ........................................ 4

5. Improvisasi Operasi (Improved Operation) ................................................................... 5

6. Improvisasi Perpindahan Panas (improved heat transfer) ....................................... 5

7. Penghematan Enerji (energy saving) ............................................................................. 6

Simple Inspiring Performing Phenomenal iii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Deaerator .................................................................................................................................... 1

Gambar 2. Final Deaeration .......................................................................................................................... 2

Simple Inspiring Performing Phenomenal 1

Deaerator dan Tangki Air Pengisi

1. Definsi Deaerator

Deaerator berfungsi untuk menghilangkan oksigen dan gas yang terlarut dari air pengisi. Jenis

yang digunakan adalah jenis semprot (spray type).

Prinsip operasi deaerator didasarkan pada deaerasi fisikal yang terjadi pada dua tahap, yaitu:

Deaerasi awal (pre-deaeration) dimana air pengisi disemprotkan pada satu sisi ruang uap

(area 1)

Deaerasi akhir (final-deaeration) dalam tangki air dimana uap dikenakan langsung ke air

yang akan di-deaerasi (area 2).

Gambar 1. Deaerator

Area 1

Area 2


Deaerasi awal (pre-deaeration) dilakukan dengan alat penyemprotan (spraying device). Pada

setiap kondisi operasi, penyemprot menjamin pemanasan air kondensat hingga suhu jenuh

(saturation) dan permukaan yang cukup luas untuk perpindahan masa. Karena secara praktis,

kelarutan oksigen didalam air pada suhu jenuh adalah nol, sehingga oksigen yang terbawa dalam

tetesan air akan terlepas dan berada bersama uap disekelilingnya. Karena uap mengkondensasi

pada air, maka konsentrasi oksigen di daerah sekitar penyemprot menjadi naik sehingga

memungkinkan membuang (vent out) sejumlah uap yang konsentrasi oksigennya relatif tinggi.

Deaerasi akhir (final-deaeration) terjadi cara dengan menyuntikkan uap kedalam air pada tangki.

Tergantung pada kondisi uap, suhu dan tekanan air, campuran uap/air dapat digunakan untuk

deaerasi. Alat penyuntik uap yang dirancang dengan tepat, dengan memperhitungkan hidro-

dinamik didalam tangki untuk mendapatkan kontak langsung yang baik antara uap dan air akan

memungkinkan oksigen berpindah keluar dari air dan terbawa kedalam uap.

Gambar 2. Final Deaeration

2. Deaerasi

Deaerasi (Deaeration) adalah proses pembuangan udara dan gas dari air pengisi boiler sebelum

dialirkan kedalam boiler. Deaerasi mekanikal (mechanical deaeration) menghasilkan:

longer equipment life

reduced pipeline replacement costs


lower overall maintenance

lower operating costs

reduced system downtime

Lima tujuan utama pendeaerasian air pengisi boiler, yaitu:

1. membuang oksigen

2. membuan karbon dioksida

3. improvisasi operasi

4. improvisasi perpindahan panas

5. penghematan enerji

3. Membuang Oksigen (oxygen removal)

Membuang oksigen adalah alasan utama pendeaerasian air pengisi, dan paling ekonomis

dilakukan secara mekanikal daripada menggunakan bahan kimia walaupun dengan kimia lebih

sempurna.

Seperti telah diketahui bahwa, oksigen terlarut 10 kali lebih korosif dari pada karbon dioksida,

terutama pada suhu lebih tinggi. Misalnya, air dua setengah kali lebih korosif pada suhu 90°C

dari pada suhu 60°C.

Korosi oksigen terjadi menurut persamaan kimia berikut ini, dalam air besi melarut membentuk

senyawa yang melarut ferrous hydroxide:

Fe + 2H2O = Fe(OH)2 + 2H+

Iron + Water = Ferrous Hydroxide + Hydrogen

Reaksi ini berlanjut sampai dicapai kesetimbangan, bila telah seimbang akan berhenti, dengan

anggapan bahwa airnya bebas dari oksigen. Bagaimanapun, jika oksigen terlarut ada dalam

sistem, oksigen ini akan bergabung dengan ferros hidroksida (ferrous hydroxide) membentuk

senyawa yang tidak melarut ferrik hidroksida (ferric hydroxide) berupa karat (rust):

4Fe (OH)2 + O2 + H2O = 4Fe(OH)3


Ferrous Hydroxide + Oxygen + Water = Ferric Hydroxide

Siklus oksigen terlarut mencegah kesetimbangan dengan terus menerus mengikat ferros

hidroksida dari larutan. Reaksi akan terus berlanjut hingga metal seluruh terlarut, atau semua

oksigen dibuang dari air (deaerated).

Aspek yang paling serius dari korosi oksigen adalah biasanya korosi ini terjadi sebagai lubang

(pitting) yang serangannya terkonsentrasi di area yang kecil pada permukaan metal, sehingga

sangat merusak walaupun hanya sebagian kecil metal yang hilang; lagi pula karbon dioksida

menambah problem korosi.

4. Membuang Karbon Dioksida (Carbon Dioxide Removal)

Jika karbon dioksida ada bersama oksigen, kedua gas ini beraksi bersama-sama menjadi 40%

lebih korosif dari pada bila beraksi sendiri-sendiri. Ferrous hydroxide adalah senyawa alkaline,

dan laju kelarutannya tergantung pada pH airnya. Semakin rendah pH airnya, semakin cepat

kelarutan ferrous hydroxide. Air kondensat yang mengandungi karbon dioksida akan membentuk

asam karbonik (carbonic acid):

CO2 + H2O = H2CO3

Karbon dioksida menyebabkan korosi pada saluran uap yang ditandai dengan penipisan pipa

atau alur-alur (grooving) dibagian bawah pipa. Sumber utama karbon dioksida adalah alkalinitas

bikarbonat dan karbonat pada air penambah boiler, yang karena suhu boiler akan mengalami de-

komposisi termal dan melepas karbon dioksida yang terbawa bersama uap:

2(HCO3) + Heat = (CO3) + CO2 + H2O

Sumber lainnya adalah gas karbon dioksida bebas yang terkandung dalam air, namun bisa

dibuang melalui deaerator.


5. Improvisasi Operasi (Improved Operation)

Disamping membuang oksigen dan karbon bebas, deaerator juga memanaskan air pengisi boiler,

sehingga mengurangi thermal shock.

Ada dua metoda pengisian air kedalam boiler, yaitu:

On-off pumping – metoda paling murah dan sederhana, cocok untuk boiler yang tahan

thermal shock dan drum bervolume besar.

Modulated feedwater pumping – lebih sempurna (sophisticated) dan menghindarkan

boiler dari thermal shock, tapi lebih mahal, sangat cocok untuk boiler dengan drum

bervoluma kecil tetapi beraliran besar, dimana fluktuasi tekanan dan suhu akan

memperburuk pengedalian level air dan karenanya dapat menyebabkan gangguan

shutdown/trip karena level terlalu tinggi atau terlalu rendah.

Sistem deaerator bermodulasi juga diperlukan jika terdapat ekonomiser. Air yang tidak dideaerasi

(non-deaerated) akan benar-benar merusak ekonomiser. Air pengisi termodulasi (yang alirannya

terkendali) juga diperlukan karena biasanya pada beban penuh, air pengisi akan berada dalam

ekonomiser tidak lebih dari 30 detik.

6. Improvisasi Perpindahan Panas (improved heat transfer)

Gas-gas terlarut akan menurunkan efek perpindahan pada peralatan penukar panas. Udara

adalah insulator panas yang sangat baik. Jika ada udara terkonsentrasi pada peralatan penukar

panas, maka akan menghalangi perpindahan panas. Karena udara tidak bergerak kinetis ketika

mengalirkan panas, sehingga cenderung seolah-olah melapisi permukaan penukar panas

Tentu saja, sangat penting untuk membersihkan peralatan proses produksi uap dari gas-gas yang

tidak terkondensasi, adalah sangat penting juga untuk tidak membiarkan gas-gas ini masuk

kedalam sistem dan kedalam sirkulasi sejak dari awal. Gas-gas ini harus dibuang dari sistem

secapatnya, misalnya pada kondenser.


7. Penghematan Enerji (energy saving)

Keuntungan lain deaerisasi adalah sebagai penghemat enerji, karena deaerator sebagai pusat

keseimbangan panas instalasi. Air atau uap yang dijerat (trapped) biasanya dibuang ke udara

luar bisa dialirkan langsung ke dalam deaerator. Enerji dari uap bocor yang dikumpulkan lagi di

deaerator dari sistem jerat (trap) tekanan tinggi cukup besar. Membuat sistem jerat tekanan

rendah tanpa kuras (drain) tetapi langsung memompakan kondensatnya kedalam deaerator

dapat menghemat enerji hingga 6% bahan bakar. Uap bocor (Exhaust steam and flash steam)

yang biasanya dibuang ke udara luar, oleh deaerator bisa digunakan untuk memanaskan air

pengisi. Sumber penghematan enerji lainnya adalah dengan memanfaatkan kembali enerji panas

dari sistem blowdown secara efektif, penghematan hingga 3% dari bahan bakar. Sistem

pemanfaatan kembali panas dari blowdown dapat digabungkan dengan sistem deaerasi.

Mata Pelajaran 4

Documents

Transcript of Mata Pelajaran 4