PEMODELAN WATER TREATjI ... - digilib.batan.go.iddigilib.batan.go.id/e-prosiding/File...

13
Prosiding Seminal' flasi! f'en,,!itian f'2JRf? {ohlin 200·1 PEMODELAN WATER TREATjI,1ENTPENDINGIN SEKUNDER RSG-GAS Sukmanto Dibyo Pus at Pcngcmbangan Tcknologi Rcaktor Riset-Batan ISSN m;54-5278 ABSTRAK PEMODELAN WATER TREATMENT PENDINGIN SEKUNDER RSG-GAS. Integritas sistem pendingin sekunder dapat dipengaruhi oleh kualitas airnya. Korosi dan pengkerakan di air pendingin sekunder perlu diantisipasi secara dini. Pemodelan water treatment sangat berguna untuk mengetahui kondisi kimia air sistem pendingin sekunder RSG-GAS. Penggunaan model water treatment dilakukan dengan software watercyc1e-Rx. Software ini dikembangkan oleh FRENCHCREEK dari data observasi lapangan dan eksperimen laboratorium dengan menggunakan konsep pendekatan yang didasarkan pada teori produk aktifitas ion (ion activity product, lAP). Untuk pemodelan water treatment, data dari LAK RSG-GAS dan kondisi operasi sistem pendingin sekunder digunakan sebagai input dan keluaran yang ditampilkan adalah potensi kerak, dosis inhibitor kerak dan korosi. I-[asil pemodelan ini menunjukkan bahwa dosis inhibitor AMP untuk kerak 1,5 mg/L dan kendali orthopho!Jphate untuk korosi 10 mg/L dapat dilakukan sehingga kualitas air yang baik dapat dipertahankan dan dijaga kualitasnya. Disamping itu diharapkan pula dapat meminimalkan biaya operasional sistem pendingin. Kata kUlIci : model water treatment, illltibitor ABSTRACT WATER TREATMENT MODELING OF THE RSG-GAS SECONDARY COOLANTS. Integrity of secondary cooling system is influenced by water qualities. In case of corrosion and scale in the secondary cooling water, must be anticipated. The water treatment modelization is very useful to detect the water chemistry condition of RSG GAS secondary cooling systems. Utilization of water treatment model has been conducted using waterCycle-Rx software. The software is developed by FRENCHCREEK based on the data field observation and laboratory experiment using concept approach based on theory of ion activity product, lAP. The data for modelization of water treatment was taken from SAR of RSG-GAS and condition of secondmy cooling system operation is used as an input. The output that displayed is scale potential, scale inhibitor dosage and corrosion. Result shows that dosage of scale Inhibitor AMP of 1.5 mg/L and control of orthophosphate for corrosion of 10 mg/L have been conducted therefore the good water qualities could be maintained and kept on quality. It's hoped that the condition will be minimize the operation cost of cooling system. f(eywords: : water treatment model, inltibitor PENDAHULUAN Energi kalor dari reaktor nuklir dipindahkan dengan menggunakan sistem pendingin. Pengambilan kalor ini menggunakan air sebagai sistem pendingin sckunder. Untuk itu, air pendingin sckundcr rcaktor haruslah memenuhi beberapa persyaratan 106

Transcript of PEMODELAN WATER TREATjI ... - digilib.batan.go.iddigilib.batan.go.id/e-prosiding/File...

Page 1: PEMODELAN WATER TREATjI ... - digilib.batan.go.iddigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Energi/P2TRR Thn... · sistem pendingin sekunder dapat dipengaruhi oleh kualitas airnya.

Prosiding Seminal' flasi! f'en,,!itian f'2JRf?{ohlin 200·1

PEMODELAN WATER TREATjI,1ENTPENDINGINSEKUNDER RSG-GAS

Sukmanto DibyoPus at Pcngcmbangan Tcknologi Rcaktor Riset-Batan

ISSN m;54-5278

ABSTRAKPEMODELAN WATER TREATMENT PENDINGIN SEKUNDER RSG-GAS. Integritas

sistem pendingin sekunder dapat dipengaruhi oleh kualitas airnya. Korosi dan pengkerakan di air

pendingin sekunder perlu diantisipasi secara dini. Pemodelan water treatment sangat berguna untukmengetahui kondisi kimia air sistem pendingin sekunder RSG-GAS. Penggunaan model watertreatment dilakukan dengan software watercyc1e-Rx. Software ini dikembangkan olehFRENCHCREEK dari data observasi lapangan dan eksperimen laboratorium dengan menggunakan

konsep pendekatan yang didasarkan pada teori produk aktifitas ion (ion activity product, lAP).Untuk pemodelan water treatment, data dari LAK RSG-GAS dan kondisi operasi sistem pendinginsekunder digunakan sebagai input dan keluaran yang ditampilkan adalah potensi kerak, dosisinhibitor kerak dan korosi. I-[asil pemodelan ini menunjukkan bahwa dosis inhibitor AMP untuk

kerak 1,5 mg/L dan kendali orthopho!Jphate untuk korosi 10 mg/L dapat dilakukan sehinggakualitas air yang baik dapat dipertahankan dan dijaga kualitasnya. Disamping itu diharapkan puladapat meminimalkan biaya operasional sistem pendingin.

Kata kUlIci : model water treatment, illltibitor

ABSTRACTWATER TREATMENT MODELING OF THE RSG-GAS SECONDARY COOLANTS.

Integrity of secondary cooling system is influenced by water qualities. In case of corrosion and scalein the secondary cooling water, must be anticipated. The water treatment modelization is very usefulto detect the water chemistry condition of RSG GAS secondary cooling systems. Utilization of watertreatment model has been conducted using waterCycle-Rx software. The software is developed byFRENCHCREEK based on the data field observation and laboratory experiment using concept

approach based on theory of ion activity product, lAP. The data for modelization of water treatmentwas taken from SAR of RSG-GAS and condition of secondmy cooling system operation is used as an

input. The output that displayed is scale potential, scale inhibitor dosage and corrosion. Result showsthat dosage of scale Inhibitor AMP of 1.5 mg/L and control of orthophosphate for corrosion of 10mg/L have been conducted therefore the good water qualities could be maintained and kept on

quality. It's hoped that the condition will be minimize the operation cost of cooling system.

f(eywords: : water treatment model, inltibitor

PENDAHULUAN

Energi kalor dari reaktor nuklir dipindahkan dengan menggunakan sistem

pendingin. Pengambilan kalor ini menggunakan air sebagai sistem pendingin sckunder.

Untuk itu, air pendingin sckundcr rcaktor haruslah memenuhi beberapa persyaratan

106

Page 2: PEMODELAN WATER TREATjI ... - digilib.batan.go.iddigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Energi/P2TRR Thn... · sistem pendingin sekunder dapat dipengaruhi oleh kualitas airnya.

ISSN 0854-5278 l'emode/oll Woler heolmeill.

SlIk1l101l{O /)/b)'o

terhaclap kestabilan kimia clan ticlak korosif maupun kerak terhaclap bahan logam yang acla

cli sistem pendingin sekunder. Oleh karena itu sistcm pendingin aclalah salah satu sistem

komponen yang sangat penting. Kegagalan operasi reaktor bisa saja discbabkan oleh

kerusakan sistem penclingin sckuncler akibat korosi clan pcngkerakan, bahkan keboeoran

ataupun penyumbatan aliran bisa terjacli. Untuk itu, informasi tentang inclikasi kerusakan

seem'a clini sebaiknya clapat cliketahui. Penggunaan pemoclelan water treatment

memungkinkan clapat mengatasi problema di atas.

Air penclingin sekunder RSG-GAS harus memenuhi persyaratan yang sesuai clengan

fungsinya. Oleh karena itu perawatan kualitas air penclingin senatiasa dilakukan agar

spesifikasi yang acla tetap teljaga sehingga reaktor beroperasi clengan aman. Sebagaimana

diketahui bahwa kehacliran kerak dan proses korosi cli clalam sistem pendingin perIu

dihinclari. Pengendalian kandungan CaC03, MgC03, pH, Kloricl clan lain-lain harus cliatasi

clengan cara melakukan pemoclelan water treament. Hal ini telah lazim dikakukan cli

seluruh clunia clengan menggunakan perangkat lunak (software) 11J.

Kllalitas air pendingin dapat mempengarllbi kebanclalan clan integritas sistcm

pcnclingin itu sencliri. Scbagail11ana cliketal1ui balnva kcl1adiran kerak (scole) maupun korosi

merupakan kcjadian yang cliakibatkan olch pengcnclalian dan pengaturan kualitas air yang

ticlak tepat. Saat ini, penggunaan inhibitor kerak clan korosi l11erupakan satu kesatuan

procluk clari Nalco yang ketepatan closisnya l11asih perIn dikaji.

WaterC)Jcle-Rx mcrupakan software clari FrcnchCrcck yang acla cli P2TRR yang

clapat dil11anfaatkan untuk l11engetahui kondisi kualitas air sistcm mcnara pcnclingin,

memprccliksi tcrjadinya potcnsi kerak, potensi korosi tcrl11asuk dosis inhibitor dan kontrol

pH clcngan asam/alkali yang harus cligunakan [21. FrenchCrcck l11cnggunakan konsep

pendckatan yang diclasarkan pacla teori procluk aktifitas ion (ion activity product, lAP).

Oari uraian lataI' belakang cli atas, l11aka tujuan penelitian ini aclalah l11clakukan

pel110clclan water treatment pendingin sckundcr RSG-GAS. Analisis clilakukan untuk

memoclelkan closis inhibitor baik korosi maupun kerak. Analisis kimia air terhadap

mikroorganismc ticlak termasuk clalal11pemoclclan ini.

107

Page 3: PEMODELAN WATER TREATjI ... - digilib.batan.go.iddigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Energi/P2TRR Thn... · sistem pendingin sekunder dapat dipengaruhi oleh kualitas airnya.

Prosidillg S~lIIillar !!asil!'elleliriall I' ]jRIIliJillll1 200-1

TEOIU DAN METODA

ISSN 0854-5278

WatcrCycIe-Rx Software

Dengan WaterCycle-Rx Software, dapat diantisipasi potensi kerak dan korosi

terhadap komposisi kimia, suhu, rasio siklus dan pH di dalam sistem pendingin. Software

ini dikembangkan berdasarkan korelasi dari data lapangan, data laboratorium dan model

inhibitor untuk mengevaluasi secm-a cepat kualitas air melalui rentang kondisi operasi yang

luas tanpa membutuhkan perhitungan yang merepotkan. Indikasi kerak dapat ditampilkan

dalam bcsaran Langelier saturation index, Ryznar stability index, Puckorius equilibrium

index dan Larson's ratio. Bahkan bilamana semua indek yang ada menunjukkan konflik

perbedaan yang mengakibatkan interpretasi yang tidak jelas terhadap angka yang

dihasilkan, waterCycle menyediakan informasi tambahan yang dikatakan sebagai

sophisticated ion association model saturation levels. Evaluasi kimia air pendingin dapat

disajikan seCal'a sederhana relatif mudah dipahami dengan tampilan grafik dan tabel yang

lengkap.

Software ini melibatkan perhitungan yang juga mampu mengantisipasi adanya

korosi yang tcrkait dengan parameter pH, suhu, dan perubahan komponcn kimia. Sehingga

water treatment chemist dapat mengatur batas kcndali berdasarkan profil parameter di atas.

WaterCycle juga dapat membantu mengestimasi kebutuhan asam atau alkali untuk

menjamin penetapan kontrol pH, sehingga target angka indek yang terkait dengan kualitas

air pendingin yang harus dicapai dapat diperoleh.

Ada beberapa model penggunaan inhibitor yang dapat diestimasi diantaranya untuk

dosis phosphonates aminotrismethylene phosphonic acid (AMP), 1,1hydroxy ethylidene

diphosphonic acid (HEDP), polyacrylic acid (PAA) dan lain-lain.

Bcrikut ini informasi beberapa contoh struktur kimia inhibitor:

AMP HEDPAPhosphonatcsI C H 2

Po 3H OHOH OH 0N-CH2

Po 3H III II\ C H 2

Po 3HHO - P -C - p- OHR-CH2-P-0-

II

III I0

CH30 0-

Konscp Saturasi

Angka indek yang sering digunakan untuk mengetahui kualitas air pendingin,

dipcroleh dari konsep dasar saturasi. Air dikatakan dalam kondisi saturasi dengan senyawa

108

Page 4: PEMODELAN WATER TREATjI ... - digilib.batan.go.iddigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Energi/P2TRR Thn... · sistem pendingin sekunder dapat dipengaruhi oleh kualitas airnya.

ISSN 0854-5278 1}t!mode/all tralL'l" TrC{[fllu!nl .

. SIIklll0l110 [)J/,yo

seperti kalsit apabi!a ticlak mengendapkan clan tidak melarutkan berbagai scnyawa fasa

pad at an (solid phase) ketika tidak tergolak clalam waktu yang tidak terbatas. Air yang tidak

mengendapkan dan melarutkan ini dikatakan clalam kondisi kesetimbangan. Dengan

definisi tersebut, jumlah mineral yang dapat terlarut dalam air dideskripsikan sebagai

prod uk kelarutan (solubility product, Ksp).

Tingkat saturasi yang dihitung oleh berbagai program komputcr umumnya

dibedakan oleh metoda yang digunakan untuk mengestimasi "activity coefficients" pada

rAP. Perbedaan juga tcrIetak pada pemilihan solubility products, variabel suhu dan

konstanta disosiasi untuk estimasi konsentrasi reaktan (C03 dari alkalinitas, P04 dari

arthophosphate).

Langelier Saturation Index

Langelier saturation index (LSl) mcrupakan indikator tingkat saturasi air dengan

mengutamakan kalsit. Saturasi yang dinyatakan oleh LSr ini menggunakan basis 10

logaritmik dari tingkat saturasi kalsit terhadap total kalsium dalam air, karbonat dari total

alkalinitas dan solubility product untuk polymorph kalsit.

Bcsaran LSI dapat diinterpretasikan sebagai perubahan pH yang diperlukan untuk

membawa air menuju kesetimbangan. Air dengan LSr +1.0 berarti berada pad a satu satuan

pH di atas saturasi. Pcngurangan pH sebesar satu satuan membawa air dalam

kesetimbangan. Hai ini tetjadi karena total alkalinitas yang ada sebagai C03 (aktor yang

tidak baik) berkurang sehingga pH turun. Penurunan pH satu satuan tersebut akan

menurunkan konsentrasi C03 dalam air 10 kali lipat. Jadi turunnya satu angka pH akan

menurunkan LSI satu satuan. Penurunan satu satuan pH juga akan menurunkan tingkat

saturasi (IAP/Ksp) 10 kali. Air dalam kondisi tidak-saturasi dengan kalsit apabila LSr = ­

1.0, Kenaikan pH air satu satuan dari kondisi ini akan mcnaikkan kalsit ke kesctimbangan.

Satu satuan pH naik maka kenaikan C03 yang ada dalam alkalinitas karbonat adalah 10

kali. Tingkat Saturasi kalsit juga selaras naik 10 kali.

LSr analog dengan pena!aran pacla tcgangan listrik. Tegangan merupakan driving force

yang menggerakkan elektron l11elewati suatu hal11batan. Kenaikan perbeclaan tegangan

potensial, l11cngakibatkan driving force yang lebih tinggi untuk l11engalirkan

elcktron. Nal11un tegangan, tidak menyatakan besaran arus yang digerakkan. Konsep saturasi

109

Page 5: PEMODELAN WATER TREATjI ... - digilib.batan.go.iddigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Energi/P2TRR Thn... · sistem pendingin sekunder dapat dipengaruhi oleh kualitas airnya.

Prosiding SemI/wI" nisi! Penclition 1'27'f?RTO/l1l1l 200./

yang didasarkan pada angka indek, menyatakan driving force sebagai pembentukan dan

pertumbuhan kerak. Hal ini berarti bahwa hanya sejumlah/beberapa kerak yang akan

terbentuk maupun terlarut untuk menuju air dalam kesetimbangan.

Korosivitas

Indeks kerak seperti pada teori LSI digunakan juga sebagai indikator korosivitas

air terhadap logam besi (mild steel) di mana diasumsikan bahwa apabila air terbentuk

kerak, maka laju korosi diabaikan. Pemahaman yang bisa diterima adalah bilamana air

tidak membentuk kerak maka akan korosif, hal ini diinterpretasikan olch LSI. Sementara

itu lndeks Ryznar Stability mengkombinasikan data empiris dengan teori untuk saturasi

kalsit. Kalsit merupakan parameter penting dalam menentukan korosivitas air. Larson dan

Skold menggunakan data base untuk laju korosi dan mengamati formula angka indeks

korosivitas air terhadap mild steel. Diungkapkan bahwa alkalinitas bertendensi mengurangi

laju korosi clan clianggap bahwa natural inhibitor bcrpartisipasi clalam pembentukan

inhibitor film. Khloricla clan sulfate diketahui menaikkan korosivitas air. Efek ini clijelaskan

clengan interferensi anion-anion clalam membentuk natural inhibitor film. Indikator­

indikator tersebut cligunakan sebagai variabel indepenclen dalam membangun model dosis

inhibitor untuk korosi. Table 1 menyajikan parameter terkait untuk pemodelan korosi.

Tabel 1: Faktar utama yang mempengaruhi Dasis Karasi

NO. Faktor Dampak

1.

Waktu Oosis naik oleh karena residence time.

2.Tingkat SupersaturasiOosis naik oleh karena tingkat saturasi.

3.

Oosis naik oleh karena suhu yang berdampak pada lajuSuhu

reaksi.Suhu berdampak independen pada tinqkat saturasi.4.

PHOosis dipengaruhi oleh pH, disosiasi inhibitor dan

stereokimia.5. Suspensi padatanOosis naik oleh naiknya suspensi padatan karena

absorbsi inhibitor pada padatan.6.Oosis naik apabila terjadi active sites pertumbuhan kerak,

Active siteskarenanya

sistem yanq bersih lebih mudah dijaqa.

110

Page 6: PEMODELAN WATER TREATjI ... - digilib.batan.go.iddigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Energi/P2TRR Thn... · sistem pendingin sekunder dapat dipengaruhi oleh kualitas airnya.

ISSN 0854-5278 l'elllodellll1 Wall'r hell/llle/ll

.':i/lklllolllu Oibyo

Model Laju Korosi

Beberapa model laju korosi, dikembangkan oleh Pisigan-Singley dengan

mengkombinasikan data statis dan dinamis test laboratorium. Dikemukanan bahwa laju

korosi yang diamati berkaitan dengan unsur klOl'ida dan suI fat, kalsium, alkalinitas,

kapasitas buffer, tingkat oksigen terlarut dan exposure.

Problem yang umum dalam pemodelan adalah berkaitan dengan prediksi yang tepat

terhadap korosi pada sistem operasi pendingin. Data test, kupon korosi dan metoda

elektrokimia diandalkan sebagai basis pengukuran laju korosi. Laju korosi pada logam yang

dipoles dibandingkan dengan logam yang lain dalam kondisi yang sama. Laju yang diukur

menggunakan data laboratorium untuk memodelkan sistem operasi di lapangan.

Metoda dasar yang dikemukanan oleh Pisigan dalam membangun korelasi adalah

pemodelan terhadap dampak inhibitors pada korosi. Model tersebut kemudian digunakan

untuk prediksi kebutuhan tingkat inhibitor untuk mencapai target laju korosi tertentu.

Persamaan I adalah jenis model Pisigan untuk menghitung !aju korosi dengan

menggunakan 4 sampai 8 variabel sebagai fungsi komponen kimia air. Persamaan 2

menggunakan ion association model concentrations untuk mengembangkan korelasi

dengan veriabel serupa. Konsentrasi Inhibitor dilibatkan dalam model ini dengan

menambahkan pengaruh inhibitor terhadap laju korosi .

Laju = -----------

dimana

• Alk = total a!kalinitas,

• DO = tingkat oksigen terlarut,• Ca = konsentrasi kalsium,

• B = kapasitas buffer,• Time = jumlah hari exposure,• LSI = Langelier Saturation Index,• al - as = kodisien regresi .

.....................................................................(I)

Laju = K -------- .

(Cat3 (C03t4 (Inhib)a5

111

.................................................(2)

Page 7: PEMODELAN WATER TREATjI ... - digilib.batan.go.iddigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Energi/P2TRR Thn... · sistem pendingin sekunder dapat dipengaruhi oleh kualitas airnya.

Prosidll1g Se/llillOr //asilPell<!/iI;aIlP2JRI?Foillill 200·/

ISSN OX~,'-~27X

dimana

• K = konstanta depend en suhu.• C03 = konsentrasi karbonat, dan.• lnhib = tingkat inhibitor korosi.

Persamaan di atas digunakan melalui analisis regresi yang kemudian diaplikasikan

penggunaannya untuk 2 jenis model yakni model yang cliturunkan clari data laboratorium,

dan model yang cliturunkan dari pengalaman berbagai 'water treatment chemists.

Air Pcndingin Sckundcr

Penanganan kualitas air pcndingin sekunder bertujuan untuk menJaga agar

spesifikasi kualitas air pendingin sekunder tetap tcrpcnuhi sehingga clapat mcnekan

pcrmasalahan yang biasa timbul pada air pcndingin sekundcr yaitu tCljaclinya korosi,

timbulnya kcrak clan aclanya lumut/mikroorganismc. Pcnanganan yang dimaksucl

cliantaranya dcngan eara pengllkuran pH, koncluktivitas clan kanclungan unsur-unsur kimia

sceara rutin clan pemberian bahan kimia/ inhibitor [31. Disamping itu terdapat fasilitas

blow-down llntllk mengurangi konsentrasi mineral kimia di air penclingin dan pembcrian air

make-liP untuk mempertahankan volume air yang ada. Kutipan spesifikasi sistem air

mcnara pendingin RSG-GAS clari data dcsain yang tercantum pacla LAK rcv.8 (Laporan

Ana!isis Kcsclamatan) RSG-GAS disampaikan pada Tabel 2 :

Tabel2 Data desain sistcill menanl pendingin [41

Beban kapasitas kalor kW 33000

Laju alir nominal per modul m'/jam

650Suhu air inlet °C

392

Suhu air outlet °C

32-Suhu Wet bulb udara °C 28

Laju kehilangan air oleh penguapan m.J!.ialll (*)

70,3 5Laju kehilangan air karena pancaran ny'/jam

5

Laju blow-downm'/jam 20--

(*) data pengukuran

Pcmantauan yang dilakukan terhaclap air make-up pcndingin sckunder senantiasa mengacu

dan memperhatikan batasan yang harus dipatuhi clari data LAK RSG-GAS yang

ditunjukkan pada Tabcl 3 clan 4.

112

Page 8: PEMODELAN WATER TREATjI ... - digilib.batan.go.iddigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Energi/P2TRR Thn... · sistem pendingin sekunder dapat dipengaruhi oleh kualitas airnya.

ISSN 0854-5278 PL'lllode/a/J lI'orer Freofmcnl

S"k/J1{J!1/o Oibyo

Tabcl 3. Spcsifikasi KlIalitas Air Pendingill Scklllldcr

PH (-)Konduktivitas normal (~s/cmKonduktivitas Maks (~s/cm)Kalsium sebagai CaC03 maksS04-2 maks (ppm)Hardness total maksimum (Fe total maks (ppm)CI- maks (ppm)Laju korosi maks (mp ..Jumlah bakteri (bakteri/ml

m

6,5 - 8850 - 950

1500280320480

1177.5

310

Tabcl4. Spcsifikasi kllalitas air llmpan untllk air make-ZIp:

PH ( - ) 7 -7,5

Konduktivitas Maks (ps/CI11)

150

Kalsiul11 sebagai CaCO.1l11aks (ppm)

34

SO.I-" maks

(ppm) 67,8

Hardness totalmaks (pPI11)

40

Fe tota Il11aks(pPI11 ) 1

Klorid(pPll1 ) 7, I

TATAKERJA

Data input yang dipakai da]am pemodclan, dikutip dari spesifikasi yang terdapat

pada LAK RSG-GAS yang mcliputi data analisa kimia air make-up pada Tabel 4.

pendingin sekunder pada Tabel 3, data spesifikasi sistem menant pendingin seperti pada

Tabel 2 dan data pendukung lainnya. Parameter penting dan berpengaruh terhadap hasil

output melipllti pH, suhu. rasio siklus dan penggunaan inhibitor (treated/untreated)

scbagaimana ditllnjllkkan pada diagram Gambar 1.

113

Page 9: PEMODELAN WATER TREATjI ... - digilib.batan.go.iddigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Energi/P2TRR Thn... · sistem pendingin sekunder dapat dipengaruhi oleh kualitas airnya.

Prosidillg Semillor//osil ['ellelitioll P2JRf\j'ohuI1200./

Data-data Analisa Air

Make-up pendinginsekunder (LAK)

Data Spesifikasi Sistem

air menara pendingin

ISSN OR5·1-:i278

RUllning WaterCycle-RxSoftware

Penentuan Parameter output

Tanpa inhibitor(output grafik 3

dimensi)

Gambar 1. Diagram Tata Kelja

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dengan Inhibitor dandosisnya (output grafik

3 dimensi)

Pcrtama ka]i yang perlu diperhatibn scbelum membahas tingkat saturasi ka]sit dan

korosi air pcndingin adalah meninjau kualitas air make-up. Oari output WaterCye!c

menunjukkan bahwa kondisi indtkator pada air make-liP barada pacla angka yang aman di

mana tingkat saturasi kalsit=O,068. Kualitas air menjadi berubah sete1ah mengalir sebagai

air pendingin sekunder yang disirkulasikan. Perubahan kualitas air, terjadi setelah proses

penguapan air pendingin akibat dioperasikannya menara pendingin. Rasio konsentrasi

mineral air pendingin sekunder terhadap air make-up (cycle ratio, CR) harus dipertahankan

pada angka tertentu dengan cara membuka aliran blow-down. Sistem pendingin sekunder

RSG-GAS menggunakan angka batas konduktivitas listrik untuk menjaga konsentrasi

terlarut, sementara itu CR tidak tercantum dalam LAK RSG-GAS. Dengan menggunakan

pendekatan kesetaraan hubungan antara konduktivitas dengan kandungan kalsit maka

angka CR untuk pendingin sekunder RSG-GAS sckitar 4,8. Akan tetapi peningkatan

kemampuan menara pendingin RSG-GAS mengindikasikan pula kecenderungan

mempercepat naiknya angka CR [51. (Jambar 2 memberikan tampilan bahwa kondisi pada

114

Page 10: PEMODELAN WATER TREATjI ... - digilib.batan.go.iddigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Energi/P2TRR Thn... · sistem pendingin sekunder dapat dipengaruhi oleh kualitas airnya.

ISSN 0854-5278 !'emode!(J!l 1I/(Jfer {rea/melll ..

•)'ukll/illllo Oil,.""

CR=5, ini merupakan kondisi yang mendckati CR pada RSG-GAS dimana clapat dikatakan

bahwa saturasi kalsit yang dianggap anHm tcrhadap kerak kalsit apabila nilai pH ticlak

melampaui 7,9 at au clalam area no.l clan 2. Jacli, pH yang yang berada di atas 7,9 perlu

perhatian terhadap potensi kerak. Pada sisi angka CR, Apabila diturunkan maka air

pendingin akan memiliki rentang claerah yang lebih aman, tetapi kondisi ini ditinjau dari

aspek kebutuhan air akan lebih konsumtif. Oleh karena itu untuk menghinclari kerak pada

air pendingin, penggunaan inhibitor kalsit dengan dosis tepat sangat diperlukan. Gambar 3

menunjukkan contoh pembcrian inhibitor kerak yang dapat memperlebar rentang claerah

yang aman pada CR=5.

Calcite Saturation Level4

3

2+I.•.•

GambaI' 2. Kondisi Saturasi kalsit pada CR=5

I. :Rcntang yang cukup aman terhadap potensi kerak2. : Tidak ada problem atau potcnsi yang berarti.3. : Pcringatan untuk pemcriksaan dcngan hati-hati, karena mendckati area problem4. : Tetjadi problem kcrak. Treatmen atau remedial action harus dilakukan.

Calcite Saturation Level

30.0

25.0

20.0

15.0

10.0

5.0 ­

0.0

TREATED WITH100° .• AMP

M ~M 0 ••••M q 0.M N 0M

GambaI' 3 Kondisi setelah pemberian inhibitor

115

Page 11: PEMODELAN WATER TREATjI ... - digilib.batan.go.iddigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Energi/P2TRR Thn... · sistem pendingin sekunder dapat dipengaruhi oleh kualitas airnya.

I'rosidillg SellliIlOr//osill'ellelilwII1'2IRRTO!,IIII 20Q.l

ISSN OS5·j-527S

Gambar 4 menunjukkan hasil perhitungan untuk penggunaan inhibitor kerak dimana

besarnya dosis dikaitkan dengan parameter pH, CR dan suhu operasi air penclingin. Oari

grafik 3 dimensi ini terlihat penggllnaan dosis sekitar 1,5 mg/L pacla air pendingin bilamana

kondisinya pada pH sekitar 7,9 sampai 8,0 dengan suhu sekitar 34°C. Sementara itu profil

operasi ditetapkan CR =5. Jadi, perlu kiranya clijaga terhadap bergesernya parameter di atas

karena dapat memasuki arca yang tidak anum.

a"m'" <;;.,..

- ::I"" '"z~ • 0)

--'

g <;;

0,(')z'< Co)E !:!. m

'" "<J> ""~r=m

Gambar 4. Profil pemberian dosis inhibitor kerak AMP

Tingkat saturasi pada air pendingin sekllndcr juga diamati dengan menunjukkan

grafik Langelier Saturation Index (LSl). Hal ini dimaksudkan untuk mclihat kesesuaian

terhadap tingkat saturasi kalsit yang telah dipcroleh. Dari paramcter LSI, dapat dinyatakan

keberadaan kerak atau potensi kecencIerungan melarutk8n kalsit. GambaI' 5 menunjukkan

grafik LSI tersebut pacIa CR=5. Kondisi yang cIiharapkan adalah apabila pH tidak

melampaui 7,83 SUhll 34°C (LSI maksimllm 0,4), dalam kondisi ini driving force untuk

memacu pembentukan kerak kalsit sangat rendah [6J. Angka LSI terse but di atas sedikit

l11cmbcrikan indikasi konflik terhadap angka SL namun tidak cukup berarti.

116

Page 12: PEMODELAN WATER TREATjI ... - digilib.batan.go.iddigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Energi/P2TRR Thn... · sistem pendingin sekunder dapat dipengaruhi oleh kualitas airnya.

ISSN OXS,1-S278

1,00

0,80

0,60

~ 0.400.20

-0.00

·0.20

Langelier Saturation Index

Gambar 5. grafik LSI pada CR=5

PI!/llode/oll Jf'(J!cr Trcatmcnt.

SlIkll1l1l1/0 Dib)'o

Ada beberapa fasilitas yang tersedia dalam software untuk memberikan alternatif

penggunaan jenis inhibitor korosi diantaranya lvlolybdate (MoJ, Belcer 575, pyropho,sphate

dan 100% orthopho.sphate. GambaI' 6 mcnunjukkan dosis inhibitor korosi (kendali

orthophosphate) yang telah digunakan pada air pendingin sekunder RSG-GAS. Sekitar 10

mg/L orthophosphate cukup memberikan bat as aman terhadap laju korosi yang disyaratkan

dan sesuai dengan yang disarankan [71. Angka ini ada kcsesuaian dcngan dosis Nalco yang

saat ini diberikan kcdalam air pendingin sckunder RSG-GAS dan hasil data percobaan

laboratorium [3,8].

100% orthophosphate Dosage Profile

31 0~stuS 1004

GambaI' G Dosis inhibitor dcngan treatmcnt orthophosphatc

117

Page 13: PEMODELAN WATER TREATjI ... - digilib.batan.go.iddigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Energi/P2TRR Thn... · sistem pendingin sekunder dapat dipengaruhi oleh kualitas airnya.

f'rosidll1g ,<;l!lI/lIllir / 111,1 I! /'I!//eI/lwll f'nRH!ll/1II1l 200-1

KESIMPULAN

ISSN OS~,I-~27X

Setelah dikupas karakteristik kualitas air pendingin sekunder RSG-GAS maka dapat

disimpulkan bahwa berdasarkan data LAK (revisi 8) maka kualitas air make-up "tanpa

inhibitor" mcnunjukkan tidak adanya potensi kerak kalsit tetapi mendckati bat as yang tidak

aman. Apabila menggunakan Inhibitor kerak dengan dosis yang tepat maka dapat

mengatasi hal itu, akan tetapi peril! menjaga bergesernya parameter-parameter yang dapat

memasuki area tidak aman. Pada bagian inhibitor korosi. dosis untuk kendali

orthophosphate ada kesesuaian dengan dosis Nalco yang saat ini diberikan kedalam air

pendingin sekunder RSG-GAS maupun hasil data percobaan laboratorium dimana !aju

korosi dapat dijaga pada batas yang minimum.

DAFTAR PUSTAKA

1. fERGUSON RJ, "Computerized Ion Association Model Profiles Complete Range of

Cooling System Parameters". Paper IWC-91-47 52ND Annual Meeting INT'L Water

Conference Pittsburgh. Pennsylvania, Oct 21 - 23, 1991.

2. FRENCHCREEK SOFrW ARE, ., Predictive ivrodeling of Scale. Corrosion & Inhibitor

Dosages For Cooling Water (Input Manual of WaterCycle-Rx) ", Salesman Edition,

2004.

3. DIY AH EL--SUKMANTO 0, "Kimia Air", Diklat Operator Dan Supervisor, P2TRR,

BArAN, 2---18 September 2003.

4. 13ATAN, Laporan Analisis Keselamatan (LAK) RSG-GAS ", Rev.8, 1998.

5. SUKMANTO D, "Penentuan Tingkat Saturasi Kalsit Pada Air pendingin Sekunder IZSG­

GAS", Proseding Seminar Nasional-X TKPSfN, ha1.380, Jakarta Desember 2004.

6. FERGUSON RJ,"Developing Scale Inhibitor Dosage Model", Industrial Water

Treatment Magazine, WaterTech 92, Texas.

7. FERGUSON RJ, " e-mail communications", technical suport, 30 agllstus 2004.

8. ELISABETT-I R, "Evaluasi Konsentrasi Nalco 23226 Sebagai Inhibitor Korosi Pada

Sistem Pcndingin Sekunder RSG-GAS", Jurnal TOM halm.93, no.3,v.5, Ok1.2004.

118