Telaah Staff Kimia PJB - Air SIklus & Bahan Bakar
description
Transcript of Telaah Staff Kimia PJB - Air SIklus & Bahan Bakar
-
TELAAH STAFF
STANDAR KUALITAS AIR PEMBANGKIT
STANDAR KUALITAS BBM DAN MINYAK
PELUMAS
NAMA : WAHYU JUNAEDI
NID : 9013011OJT
BIDANG KERJA : OPERASI
PT. PEMBANGKITAN JAWA BALI
UNIT PEMBANGKITAN MUARA KARANG
2013
-
1
FORM PEMBELAJARAN SISWA OJT
Kompetensi 1 : Standar Kualitas Air Pembangkit
BULAN MATERI YANG
DIPELAJARI REFERENSI TUGAS KENDALA
SOLUSI YANG
DILAKUKAN
JULI
AGUSTUS Pengenalan siklus air
pembangkit
Manual book
PLTGU Blok 2
Piping line
diagram
PLTGU Blok 1
PID diagram
PLTU
Instruksi kerja
penggantian
kation
conductivity
Diskusi
1. Mempelajari
siklus air PLTU
2. Mempelajari
siklus air
PLTGU Blok 1
3. Mempelajari
siklus air
PLTGU Blok 2
Kandungan Cl-
tinggi pada
sample air
kondensat
CC (conduct
after cation)
terdeteksi tinggi
Ketika air
kondensat
terdeteksi Cl-
tinggi, cek juga
CC air
kondensat
apabila terjadi
kenaikan
kemungkinan
condenser
terjadi
kebocoran dan
air laut masuk.
CC terdeteksi
-
2
BULAN MATERI YANG
DIPELAJARI REFERENSI TUGAS KENDALA
SOLUSI YANG
DILAKUKAN
tinggi segera
ganti dengan
resin baru dan
lakukan
regenerasi resin
lama, tunggu
apakah terjadi
trend naik atau
turun.
SEPTEMBER Eksternal dan internal
treatment air
pembangkit
Manual book
PLTGU Blok 2
Dokumen
exspert
Instruksi kerja
analisa air
siklus
Instruksi kerja
pengoperasian
1. Mempelajari
proses
desalinasi serta
mengetahui cara
pengisian bahan
kimia dan
batasan produk
desal
2. Mempelajari
Ketika
regenerasi
demin plant
dengan tahapan
dan waktu sesuai
prosedur
pengoperasian,
tidak dapat
dicapai hasil
Dilakukan
pengecekan pH
dan conductivity
produk demin
sehingga dapat
diketahui apakah
regenerasi perlu
diflushing
(rinse) kembali.
-
3
BULAN MATERI YANG
DIPELAJARI REFERENSI TUGAS KENDALA
SOLUSI YANG
DILAKUKAN
demineralisasi
plant
Instruksi kerja
preservasi dan
konservasi
POB analisa air
siklus
Rangkuman
OJT
Diskusi
proses
demineralisasi
serta
mengetahui cara
pengisian bahan
kimia regenerasi
3. Mempelajari
sistem internal
treatment air
pembangkit
dalam keadaan
operasi normal
maupun start up
dan stop
4. Mengetahui
cara treatment
air pendingin
produk yang
sesuai dengan
karakteristik air
demin
Resin keluar
ketika back
wash
Resin keluar
ketika air mix
Sering terjadi
phosphate high
ketika sample air
boiler dianalisa
Phosphate
terdeteksi
rendah namun
pH tinggi
Konsentrasi
Pengaturan flow
air ketika
backwash,
ketika hal ini
sering terjadi
seperti pada
demin plant 1 &
4, penggantian
strainer
dimungkinkan.
Cek kembali
level air pada
vessel, standart
level air ketika
proses air mix
yaitu berada di
atas resin, ketika
air terlalu
-
4
BULAN MATERI YANG
DIPELAJARI REFERENSI TUGAS KENDALA
SOLUSI YANG
DILAKUKAN
hydrazine
rendah atau
tinggi pada feed
water
Nilai residual
chlorine pada
out-fall rendah
atau tinggi.
banyak maka
resin akan ikut
keluar.
Tiap jam air
boiler harus
dianalisa ulang
untuk
memastikan
konsentrasi
phosphate, dan
ketika phosphate
tetap tinggi
dilakukan
blowdown.
Sering terjadi
phosphate
hidden pada
sisi-sisi pipa
-
5
BULAN MATERI YANG
DIPELAJARI REFERENSI TUGAS KENDALA
SOLUSI YANG
DILAKUKAN
boiler sehingga
dilakukan
analisa berkala
untuk
memastikan
kondisi air
Lakukan
pengenceran
atau
turun/naikkan
stroke pompa
Request kepada
operator jaga
untuk
menaikkan atau
menurunkan
ampere rectifier
generator
-
6
BULAN MATERI YANG
DIPELAJARI REFERENSI TUGAS KENDALA
SOLUSI YANG
DILAKUKAN
hypochlorite
OKTOBER Sample table dan
dossing sistem
Manual book
PLTGU Blok 2
Instruksi kerja
pengisian bahan
kimia teknis
Rangkuman OJT
Diskusi
1. Mempelajari
cara pengisian
bahan kimia
teknis
2. Mempelajari
line
pengambilan
sample dan
monitor kualitas
air
3. Mempelajari
peralatan injeksi
dan pendingin
sample
Tidak
tersedianya
indicator level
pada tangki
hydrazine
Pada sample
table PLTU dan
PLTGU sample
air tidak keluar
dan terjadi
endapan.
Sample air
boiler PLTU
tidak keluar dan
terdeteksi chiller
temperature high
Hasil analisa
Rekomendasi ke
bagian konin
untuk memasang
level indicator
pada tangki
Dilakukan
flushing sample
sampai flow air
normal dan air
jernih kembali.
Reset sensor
alarm
temperature
pada sample
table.
Cek kondisi
pompa dengan
-
7
BULAN MATERI YANG
DIPELAJARI REFERENSI TUGAS KENDALA
SOLUSI YANG
DILAKUKAN
feed water
hydrazine low
ketika stroke
sudah tinggi
Pada silica
analizer tekanan
sample dan
reagen sering
low
Konsentrasi
phospat rendah
dan ph turun
pada LP/HP
drum
bypass lewat
venting
Periksa (test)
tekanan sample
dan reagen,
kemudian atur
agar sesuai dan
normal kembali,
reset alarm
Cek apakah
dossing phospat
auto/manual,
apabila auto
konfirmasi
dengan operator
dan rubah posisi
menjadi manual
dan injeksi
-
8
BULAN MATERI YANG
DIPELAJARI REFERENSI TUGAS KENDALA
SOLUSI YANG
DILAKUKAN
sampai maks 20
menit. Setelah
itu rubah
kembali dalam
posisi auto
NOVEMBER
DESEMBER
-
9
Kompetensi 2 : Standar Kualitas BBM dan Minyak Pelumas
BULAN MATERI YANG
DIPELAJARI REFERENSI TUGAS KENDALA
SOLUSI YANG
DILAKUKAN
JULI
AGUSTUS Analisa sample
minyak bulanan
Buku
rangkuman
OJT
Laporan hasil
analisa minyak
Instruksi kerja
analisa BBM
Dokumen
expert
1. Mempelajari
prosedur cara
analisa sample
bahan baker
minyak
bulanan.
2. Mengetahui
standart
kualitas bahan
bakar minyak
Sample minyak
MFO terlalu
kental dan sulit
dianalisa
Panaskan sample
pada oven pada
suhu sekitar 70
C selama 15
menit (apabila
masih kental,
panaskan lagi)
SEPTEMBER Analisa sample
pelumas internal
Buku
rangkuman
OJT
Laporan hasil
1. Mempelajari
prosedur cara
analisa sample
pelumas.
Sample lube oil
PLTU 45
mengandung
banyak air
Rekomendasi ke
bagian mesin
untuk
mengambil
-
10
BULAN MATERI YANG
DIPELAJARI REFERENSI TUGAS KENDALA
SOLUSI YANG
DILAKUKAN
analisa pelumas
Instruksi kerja
analisa minyak
pelumas
Dokumen
expert
2. Mengetahui
standart
kualitas
minyak
pelumas
hingga terjadi
dua lapisan
(minyak dan air)
Sample tidak
mempunyai
pembanding
sample pada titik
lain atau waktu
pengambilan
diperpanjang
untuk
mnghilangkan
air yang terikut
Kroscek dengan
data karasteristik
minyak pada
saat pembelian
apabila tidak ada
labor tidak bisa
memastikan
kualitas pelumas
tersebut
-
11
BULAN MATERI YANG
DIPELAJARI REFERENSI TUGAS KENDALA
SOLUSI YANG
DILAKUKAN
OKTOBER Perawatan
instrument analisa
minyak dan
pelumas
Instruksi kerja
pembuatan
reagen analisa
Buku
rangkuman
OJT
Dokumen
expert
Diskusi
1. Mempelajari
perawatan
instrument
analis serta
pengisian dan
pembuatan
reagen analisa
2. Mempelajari
metode
penyimpanan
sample dan
reagen analisa
Water content
metler Toledo
keruh dan sulit
menganalisa
sample
Ganti larutan
xylol (xylene)
dengan yang
baru
NOVEMBER
DESEMBER
-
12
Standard Kualitas Air Pembangkit
Air Siklus PLTU
Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Muara karang berkapasitas 2x200
MW dengan bahan bakar gas ataupun dapat di combine (gas dan BBM) atau
hanya dengan BBM. Siklus tertutup PLTU dimulai dari Hot well yang diatur
levelnya dengan penambahan air dari Demin Storage Tank. Setelah dari Hot Well
air ditransfer dengan CWP (circulating water pump) menuju Air Ejector yang
berfungsi menjaga vacum unit kemudian menuju Gland Steam Condenser.
Standart air kondensat yaitu conductivity 2-6 s/cm, pH 8.5-9, Cl- 0.1 ppm dan
CC (conductivity after cation) 300C.
3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2
N2H4 + 6Fe2O3 4Fe3O4 + 2H2O + N2
N2H4 + 4CuO 2Cu2O + 2H2O + N2
Setelah Gland Steam Condenser menuju LP Heater yang berjumlah 3 buah
berfungsi untuk memanfaatkan panas dari LP turbin, dari LP Heater menuju
Deaerator. Fungsi Deaerator sendiri yaitu sebagai Heat Exchanger dengan panas
dari uap ekstraksi dan pembuangan non condensable gas melalui venting. Air dari
-
13
deaerator dipompa dengan BFP (boiler feed pump) menuju HP Heater yang
berjumlah 2 buah (panas HP Heater dari HP Turbin), sebelum masuk HP heater
diambil sample berupa Feed Water dengan standart conductivity 2-6 s/cm, pH
8.5-9 dan hydrazine 0.02-0.04 ppm. Kandungan hydrazine dalam feed water
tergantung oleh jumlah oksigen dalam air, semakin banyak oksigen semakin kecil
kandungan hydrazine dalam feed water dan sebaliknya. Untuk memenuhi standart
hydrazine dilakukan pengenceran konsentrasi hydrazine (apabila konsentrasi
hydrazine terlalu tinggi) dalam tangki injeksi atau merubah stroke pompa.
Hydrazine yang terlalu tinggi dapat membuat pH naik akibat terbentuknya
ammoniak dengan reaksi
3N2H4 4NH3 + N2
adanya ammoniak berlebih tidak diinginkan karena dapat bereaksi dan mengikis
tembaga pada tube heater.
Cu + 4NH3 + 1/2O2 Cu(NH3)4(OH)2
Gambar 1. Proses Siklus Tertutup PLTU Muara Karang
Setelah HP Heater steam menuju economizer (pemanfaatan panas) dan
kemudian masuk di Steam Drum, sebelum menuju Steam Drum dilakukan injeksi
phosphate (Na3PO4 10%) yang berfungsi menaikkan pH dalam boiler (drum).,
injeksi phosphate ini dilakukan hanya ketika pH rendah dan dimatikan ketika pH
tinggi.
-
14
Na3PO4 + H2O Na2HPO4 + NaOH
Injeksi phosphate yang berlebihan dapat mengakibatkan pH berlebih sehingga
membuat carry over pada tube boiler, disamping itu phosphate dapat bereaksi
dengan senyawa garam yang membuat conductivity tinggi, dengan reaksi
3Ca + 2Na3PO4 Ca3(PO4)2 + 6Na
sample air boiler diambil dari Steam Drum dengan standart conductivity
-
15
yaitu panas setelah memutar turbin, gas yang berkisar 500 C digunakan untuk
mengubah uap menjadi steam pada HRSG (ST 185 MW).
Gambar 2. Siklus Air PLTGU Blok 1
Pada PLTGU Blok 1berbahan bakar gas atau minyak dengan siklus air
terjadi secara paksa, yaitu transportasi fluida dilakukan dengan bantuan pompa.
Steam yang terkondensasi dalam condenser dengan bantuan air laut masuk dalam
hot well, level hot well diatur dengan penambahan air make up dengan standart
pH lebih dari 6 dan conductivity kurang dari 2 s/cm. pH air make up dibatasi
lebih dari 6 karena untuk mengoptimalkan dan menghemat injeksi kimia penaik
pH. Dari hot well air dipompa oleh CPD (condensate pump discharge) menuju
gland condenser untuk menjaga vacuum, untuk menjaga vacuum dalam gland
condenser dilewatkan steam dari LP turbin. Sebelum masuk gland condenser air
diinjeksi hydrazine dan ammonia, hydrazine berfungsi sebagai oxygen scavenger
dan ammonia berfungsi menaikkan pH, sebelum diinjeksi diambil titik sampling
dengan standart air CPD pH >8 (karena telah bercampur dengan kondensasi
steam), conductivity 2-5 s/cm, cation conductivity max 0.2 , dissolve oksigen <
20 ppb dan chloride max 0.1, parameter CC dan chloride yang tinggi dapat
mengindikasikan terjadi kebocoran air laut. Setelah gland condenser juga diambil
titik sampling berupa condensate after chemical feed dengan standart pH 9-9.6,
conductivity 3-5 s/cm, hydrazine 0.02-0.04 ppm, ammonia < 0.5 ppm dan
-
16
dissolve oksigen
-
17
setelah memutar turbin, gas yang berkisar 500 C digunakan untuk mengubah uap
menjadi steam pada HRSG (ST 3x70 MW).
Gambar 3. Proses Siklus PLTGU Muara Karang
Pada PLTGU Blok 2 berbahan bakar gas dengan siklus air terjadi secara
alami, yaitu transportasi fluida dilakukan tanpa bantuan pompa. Steam dari 3 buah
ST yang terkondensasi dalam condenser dengan bantuan air laut masuk dalam hot
well dengan standart yaitu pH 8.9-9.5, conductivity 3-6 s/cm, CC
-
18
silica 0.02 ppm, chloride 1 ppm, phosphate 10-30 ppm, didalam drum
ditambahkan injeksi phosphate untuk menaikkan pH, fase air masuk ke LP
evaporator dipanaskan dan uapnya kembali ke LP drum (sirkulasi). Fase uap dari
LP drum masuk ke LP superheater yang dipanaskan dan steam yang terbentuk
dengan standart pH 8, conductivity
-
19
Gambar 4. Desalination Multi Stage Flash
Desalinasi pada PLTGU Blok 2 terdiri dari 2 unit dengan panas berasal
dari auxiliary steam (auxiliary boiler). Produk desal PLTGU Blok 2 hanya satu
karena kondensate dan destilat digabung, hasil produk desal ini mencapai < 4
s/cm. Untuk mencegah scale dan busa juga ditambahkan anti scale basis polimer
dan anti foam sodium bisulfit.
Demineralisasi
Pada proses demineralisasi merupakan penyempurnaan dari destilasi, yaitu
menghilangkan kandungan garam mencapai < 1 s/cm. Proses demineralisasi
pada UP Muara Karang yaitu berdasarkan prinsip ion exchange, dengan model
konvensional ataupun mix bed.
Demineralisasi Plant 1 PLTU Muara Karang bertipe konvensional, yaitu
resin kation dan anion terpisah berbeda vessel. Resin kation berfungsi mengikat
ion garam positif seperti Ca2+
, Mg2+
, Na+, sedangkan resin anion berfungsi
mengikat ion garam negative seperti Cl-, CO3
-, HCO3
-, SO4
2-. Kelebihan dari tipe
konvensional sendiri yaitu pemakaian chemical untuk regenerasi sedikit, pH
produk keluar demin cenderung tinggi. Namun kerugian dari tipe ini yaitu
-
20
membutuhkan tempat yang relative lebih besar, produk keluar demin cenderung
>0.5 s/cm, dan proses regenerasi yang cukup lama. Tahapan pengoperasian
demineralisasi plant ini terdiri dari dua macem yaitu proses operasi normal
(service) dan proses regenerasi.
Gambar 5. Proses Operasi Normal Tipe Konvensional (service)
Proses operasi normal yaitu aliran air masuk resin kation melalui atas
vessel dan keluar dari bawah, hasil keluaran bersifat asam karena resin kation
menukar ion garam dengan ion hydrogen. Contoh reaksi dengan ion kalsium
dimana R adalah resin
H+-R + Ca
2+ Ca2+-R + H+
air yang keluar dari resin kation langsung mengalir ke resin anion yang juga
melalui atas vessel dan keluar dari bawah, air hasil keluaran cenderung bersifat
basa (pH 7-8). Contoh reaksi dengan ion chloride dimana R adalah resin
R-OH- + Cl
- R-Cl- + OH-
Regenerasi yaitu pengaktifan kembali resin yang jenuh, kejenuhan resin
diukur dengan hasil conductivity yang tinggi. Proses regenerasi resin tipe
konvensional ada 4 tahap yaitu, backwash, chemical inject, slow rinse, fast rinse.
Aliran air untuk proses backwash yaitu dari bawah ke atas yang berfungsi
menghilangkan kotoran dan lapisan film di bagian atas resin serta mengaduk resin
agar resin yang pecah ikut keluar, backwash juga berfungsi menggemburkan resin
agar ketika proses regenerasi resin dapat kontak sempurna dengan chemical
dengan syarat flow aliran maksimum seperti service dan resin tidak boleh keluar.
-
21
Gambar 6. Proses Backwash Tipe Konvensional
Dalam proses chemical inject, untuk resin kation menggunakan HCl 3-5%
sedangkan untuk resin anion menggunakan NaOH 3-5%, untuk injeksi kimia
regeneran diatur agar tidak kurang atau lebih konsentrasinya karena apabila
kurang akan mengakibatkan regenerasi tidak optimal, sedangkan apabila berlebih
maka akan membutuhkan waktu tambahan yang banyak untuk proses rinsing
(flushing) karena waktu rinsing normal tidak dapat membilas semua kimia
regeneran sehingga produk cenderung basa dan conductivity tinggi, oleh sebab itu
dilakukan rinsing manual. Reaksi ketika regenerasi kation dan anion (kalsium dan
chloride)
Ca2+
-R + HCl H+-R + CaCl2
R-Cl- + NaOH R-OH- + NaCl
-
22
Gambar 7. Proses Chemical Inject Tipe Konvensional
Gambar 8. Proses Slow Rinse Tipe Konvensional
Setelah proses chemical inject dilakukan slow rinse yang berfungsi untuk
membilas line pipa injeksi agar masuk dan kontak sempurna kedalam tangki resin,
oleh karena itu line pipa slow rinse hamper sama dengan proses chemical inject.
Tahapan terakhir yaitu fast rinse yang prosesnya seperti service namun produk
yang keluar dibuang menuju sump pit. Fungsi fast rinse yaitu membilas resin dan
dinding vessel oleh sisa kimia regeneran. Masalah yang pernah timbul dalam
regenerasi demin plant yaitu terbentuknya channelling karena proses backwash
yang tidak optimal
Gambar 9. Proses Fast Rinse Tipe Konvensional
Table 1. Tahapan Proses regenerasi pada Demineralisasi Plant 1 PLTU Muara
Karang
-
23
Resin Kation
Tahapan
Resin Anion
Fungsi Waktu
(menit) Sumber air
Waktu
(menit) Sumber air
30 Make up Backwash 15 Make up
Menggemburkan
resin dan
membuang
film/lumpur dan
resin yang pecah
30 Make up Chemical
inject 30 Demin
Mengaktifkan
kembali resin
yang telah jenuh
30 Make up Slow rinse 30 Demin
Membilas sisa
chemical dalam
pipa
45 Make up Fast rinse 120 Make up
Membilas sisa
chemical dalam
dinding vessel
dan resin
Pada UP Muara Karang, demineralisasi plant 3,4 PLTU dan demineralisasi
plant 2 PLTGU Blok 2 merupakan tipe mixed bed. Mixed bed yaitu resin kation
dan anion berada dalam satu vessel, kelebihan sistem ini yaitu tidak memakan
banyak tempat, hasil produk cenderung lebih bagus sekitar < 0.5 s/cm, waktu
regenerasi yang relative singkat. Kekurangan tipe ini yaitu membutuhkan kimia
regeneran yang relative banyak, pH produk cenderung rendah berkisar 5.5-7.
-
24
Gambar 10. Demineralisasi Plant 3 PLTU Muara Karang
Perbedaan antara mixed bed dan tipe konvesional selain dari tempat resin
yaitu ketika proses regenerasi, regenerasi tipe mix bed lebih komplek dari pada
tipe konvensional. Setelah backwash, resin akan terpisah sesuai berat jenisnya
yaitu kation dibawah dan anion diatas. Injeksi kimia regeneran pada mix bed
dilakukan bersamaan dan dalam satu vessel, HCl 3-4% diinjeksi dari bawah dan
NaOH 3-5% diinjeksi dari atas dan keluar melalui pipa di tengah vessel dan
dibuang di sump pit.
Pencampuran kembali resin setelah injeksi kimia dan slow rinse yaitu
pengadukan dengan udara dari bawah, selalu cek level air pada vessel meskipun
proses dilakukan secara auto karena apabila level air terlalu tinggi dapat
mengakibatkan resin ikut keluar.
Tabel 2. Tahapan Regenerasi Demineralisasi Plant Tipe Mixed Bed UP Muara
Karang
No Tahapan Fungsi
1 Backwash Menggemburkan resin agar kontak sempurna
dengan bahan kimia regeneran, membuang film
dan resin yang pecah, memisahkan antara resin
-
25
anion dan kation
2 Settle Proses pengendapan resin sesuai dengan berat
jenisnya untuk meratakan permukaan resin
3 Acid/caustic injection Meregenerasi resin yang telah jenuh
4 Slow rinse Membilas jalur injeksi agar sisa kimia regeneran
dapat kontak maksimal dengan resin
5 Partial drain
(drain down)
Mengurangi jumlah level air dalam vessel
hingga membentuk ruang kososng diatas resin
6 Air mix Mencampur kembali resin yang telah
diregenerasi dengan udara dari bawah
7 Water filling Mengisi kembali vessel dengan air hingga penuh
dan membuang udara yang masih tertinggal
8 Fast rinse Membilas resin dan dinding vessel dari sisa
kimia regeneran
Internal Treatment
Pada siklus air pembangkit, selain treatment eksternal berupa desal dan
demin juga dilakukan internal treatment untuk menjaga kualitas air pada sistem
tertutup. Setiap tahapan proses pada pembangkit mempunyai beberapa standart
yang harus dipenuhi, untuk memenuhi standart tersebut setiap pembangkit
menggunakan chemical inject pada air siklus.
PLTU UP Muara Karang menggunakan hydrazine (N2H4) dan TSP (tri
sodium phosphate). Hydrazine berfungsi sebagai oxygen scavenger yaitu senyawa
pengikat oksigen, karena oksigen dapat mengakibatkan korosi. (karat)
Fe + H2O Fe(OH)2 + H2
Fe(OH)2 + O2 Fe(OH)3
Sedangkat phosphate berfungsi untuk menaikkan pH
Na3PO4 + H2O Na2HPO4 + NaOH
Masalah yang sering timbul yaitu phospat hidden atau konsentrasi phosphate tiba-
tiba rendah ketika dianalisa, namun ketika diinjeksi sebentar konsentrasi
-
26
phosphate naik tajam sehingga pH naik, conductivity juga naik, hal ini disebabkan
ketika naik atau turun beban menggunakan spray superheater.
Pada PLTGU blok 2 injeksi kimia berupa hydrazine, ammonia dan
phosphate, semua injeksi dilakukan secara auto melalui CCR. Pengkontrolan
stroke pompa injeksi berdasarkan flow kondensate dan conductivity air.
NH3 + H2O NH4(OH)
Preservasi
Preservasi yaitu kegiatan pengamanan/perawatan bejana atau line air ketika unit
stop atau shut down. Preservasi dilakukan dengan 2 cara, yaitu preservasi kering
dan asah, preservasi kering dilakukan ketika unit stop dengan rentan waktu lama,
bahan untuk preservasi yaitu silica gel. Silica gel berfungsi menyerap kelembapan
udara yang dimungkinkan masih tertinggal dan dapat mengakibatkan korosi.
Sedangkan preservasi basah dilakukan ketika unit stop dengan waktu relative
singkat
-
27
kerang atau teritip pada pipa. Sodium hypochlorite diperoleh dari hypochlorite
generator dengan prinsip elektrolisis
Proses NaCl + H2O H2 + NaOCl
NaCl Na+ + Cl-
Katoda (-) Na+ + e
- Na (reduksi)
2Na + 2H2O + 2e- H2 + 2NaOH
Anoda (+) 2Cl- Cl2 + 2e
- (oksidasi)
Cl2 + H2O HOCl + HCl
HCl + NaOH NaCl + H2O
HOCl + NaOH NaOCl + H2O
Pada electrolyzer
NaOH + Cl2 NaCl + NaOCl + H2O
Sodium hypochlorite berfungsi untuk menghambat pertumbuhan
organisme biofouling. Generator hypochlorite dapat memproduksi 65 kg/h NaOCl
pada 5000 A (design) berjumlah 4 buah (2 PLTU, 2 PLTGU Blok 2) dengan
konsentrasi 1200 ppm, diinjeksi dan bercampur dengan air laut menjadi berkisar
1.75 ppm.
Pemerintah daerah mengatur standard residual chlorine dalam hasil
buangan limbah pembangkit maksimal sebesar 0.5 ppm sedangkan peraturan
intern UP Muara Karang ditetapkan 0.2 ppm, hasil tersebut dapat diketahui
melalui pengecekan sampel yang ditambah dengan reagen dengan alat pocket
colorimeter.
-
28
Gambar 11. Pocket Colorimeter
sering terjadi ketika hasil residual chlorine kurang dari 0.05 ppm harus
direkomendasikan untuk menaikkan ampere generator hypochlorite karena pada
nilai itu dimungkinkan organisme laut tidak terkendali maksimal, dan juga ketika
nilai mencapai 0.2 ppm harus direkomendasikan penurunan tegangan generator
hypochlorite karena telah melewati batasan yang dimungkinkan akan
mengakibatkan ekosistem laut rusak.
Selain air pendingin utama berupa air laut, pada pembangkit menggunakan
air pendingin bantu berupa air dengan kadar garam rendah (air demin). Air demin
digunakan karena apabila terjadi kontak dengan panas tidak terbentuk endapan
garam yang dapat mengakibatkan korosi/scale yang dapat merusak material. Air
pendingin bantu digunakan pada beberapa alat seperti, pendingin oli, pendingin
pompa, serta pendingin H2 generator. Selain syarat air dengan kadar garam rendah
juga tidak mengandung oksigen karena dapat menimbulkan korosi. Pengendalian
kadar oksigen dalam air pendingin bantu digunakan penambahan hydrazine
(N2H2) maksimal 2 liter dengan range 0.5-5 ppm.
Sample Table dan Dossing Sistem
Pengambilan sample air siklus pada pembangkit diambil melalui sample
table, sample table pada PLTU UP Muara Karang terdiri dari beberapa bagian
meliputi cooler, chiller, pressure reduction, temperature valve, pressure gauge,
sensor pH dan conduct (CC) serta flow meter. Sample yang berupa fase uap atau
air turun melalui pipa sample stainless dan didinginkan dengan air dalam heat
exchange, air pendingin disirkulasi dan didinginkan oleh udara dalam cooler.
-
29
Sample yang berkurang temperaturenya masuk heat exchange yang juga
didinginkan dengan air sampai suhu ruangan, air pendingin disirkulasi dalam
chiller untuk didinginkan kembali. Sample dingin kemudian masuk pressure
reduction yang berfungi mengatur aliran sample dengan pressure gauge sebagai
indicator, untuk mengetahui kecepatan aliran sample dapat juga diatur melalui
valve pada flow meter indicator. Sering terjadi masalah berupa sample tidak
keluar ataupun terjadi endapan pada botol sample, hal ini dimungkinkan line
sample yang mampet serta terjadi akumulasi endapan didalamnya, biasanya
masalah ini dapat diselesaikan dengan flushing sample dengan flow tinggi untuk
membuang kotoran dan melancarkan aliran. Pada sample table juga terdapat
monitor kualitas air siklus digital yang mewakili beberapa parameter dari
beberapa sample.
Gambar 12. Sistem Pendingin Sample pada Sample Table PLTU
Sample table PLTGU Blok 2 hampir sama prinsip proses dan peralatannya
dengan sample table PLTU, namun sample table PLTGU mempunyai analizer
automatic sehingga pembagian tekanan sample harus presisi. Pada sample table
juga terdapat vessel cation conductivity yang berfungsi mengetahui kebocoran air
laut. Namun perbedaan dengan PLTU yaitu terdapat silica dan hydrazine analizer
yang hasilnya dapat diketahui CCR (central control room), yang penggantian
reagen dilakukan secara berkala ketika reagen habis. Masalah yang sering timbul
yaitu pada silica analizer tekanan sample/reagen terdeteksi low sehingga harus
-
30
dilakukan pengecekan dan pengaturan tekanan/flow agar normal kemudian
mereset alarm.
Gambar 13. Sample Table PLTGU Blok 2
Sistem injeksi pada PLTU 5 UP Muara Karang dilakukan secara manual,
baik pompa hydrazine maupun phosphate yang berjumlah 4 buah (2 hydrazine 2
phospat) dengan switch breaker di sample table. Sistem penginjeksian pompa
yaitu satu on satu standby dengan tipe pompa injeksi jenis torak. Kapasitas pompa
injeksi hydrazine sebesar 36 l/h dengan stroke berkisar 30-45%, bukaan stroke
diatur sedemikian karena untuk memenuhi standard hydrazine pada feed water.
Pompa injeksi phosphate pada PLTU terdapat line parallel penggabungan yang
digunakan ketika emergency atau pompa di satu unit tidak dapat beroprasi,
dengan kapasitas pompa 84.4 l/h. Problem yang sering muncul yaitu ketika hasil
analisa feed water konsentrasi hydrazine rendah, dilakukan pengetesan kondisi
pompa memalui bypass melewati venting apakah tekanan pompa normal atau
tidak.
-
31
Gambar 14. Pompa Injeksi PLTU 4 Muara Karang
Sistem injeksi PLTGU terdiri dari 2 cara, yaitu manual dan automatis,
namun sistem auto dipilih karena untuk memaksimalkan kinerja automatic sensor.
Pengisian bahan kimia teknis harus menggunakan alat pelindung seperti masker,
sarung tangan, helm dan sepatu safety karena gas yang timbul dapat
membahayakan saluran pernafasan dan juga apabila kontak dengan kulit akan
mengakibatkan iritasi. Sistem control auto injeksi stroke hydrazine dilakukan
berdasarkan flow air kondensate, injeksi phosphate berdasar besar kecilnya
conductivity dalam drum, sedangkan injeksi ammonia dilakukan berdasar flow air
kondensat dan conductivity air kondensat. Perbedaan injeksi hydrazine pekat
PLTU dan PLTGU yaitu pada PLTU hydrazine pekat diinjeksi tetap pada satu
tangki sedangkan pada PLTGU injeksi hydrazine pekat berbeda dengan dilute
hydrazine (tangki dan pompa terpisah), injeksi hydrazine pekat dilakukan saat
stop unit agar kandungan oksigen dalam air hilang. Masalah dalam sistem injeksi
yaitu, hasil analisa kandungan phosphate pada LP/HP drum yang rendah,
konfirmasi dengan operator untuk merubah injeksi dengan sistem manual selama
maksimal 25 menit.
Gambar 15. Pompa Injeksi Ammonia, Dillute Hidrazine, Concentrat Hidrazine,
Phospate LP dan HP Drum PLTGU Blok 2
-
32
Standar Kualitas BBM dan Minyak Pelumas
BBM (Bahan Bakar Minyak)
Minyak digunakan untuk bahan bakar boiler PLTU untuk memanaskan air,
namun setelah peraturan PLN mengurani jumlah pemakaian minyak dalam
pembangkitan maka bahan bakar diganti dengan gas. Pada PLTU UP Muara
Karang bahan bakar minyak digunakan untuk pemantik awal pembakaran dalam
boiler, penyimpanan minyak diletakkan pada bunker-bunker tangki berkapasitas
ribuan kilo liter. Adapun jenis minyak pada PLTU
1. MFO (Marine fuel Oil)
Minyak Bakar bukan merupakan produk hasil destilasi tetapi hasil dari jenis
residu yang berwarna hitam. Minyak jenis ini memiliki tingkat kekentalan yang
tinggi dibandingkan minyak diesel. Pemakaian BBM jenis ini umumnya untuk
pembakaran langsung pada industri besar dan digunakan sebagai bahan bakar
untuk steam power station dan beberapa penggunaan yang dari segi ekonomi lebih
murah dengan penggunaan minyak bakar. Jenis BBM ini direkomendasikan untuk
mesin diesel teknologi injeksi terbaru (Diesel Common Rail System), sehingga
pemakaian bahan bakarnya lebih irit dan ekonomis serta menghasilkan tenaga
yang lebih besar. Pemakaian MFO pada PLTU untuk pematik burner.
2. High Speed Diesel (HSD)
Merupakan BBM jenis solar yang memiliki angka performa cetane number
45, jenis BBM ini umumnya digunakan untuk mesin trasportasi mesin diesel yang
umum dipakai dengan sistem injeksi pompa mekanik (injection pump) dan
electronic injection, jenis BBM ini diperuntukkan untuk jenis kendaraan bermotor
trasportasi dan mesin industri. HSD dulu digunakan untuk bahan bakar GT blok 1.
3. Diesel Oil (IDO)
Minyak Diesel adalah hasil penyulingan minyak yang berwarna hitam yang
berbentuk cair pada temperatur rendah. Biasanya memiliki kandungan sulfur yang
rendah dan dapat diterima oleh Medium Speed Diesel Engine di sektor industri.
-
33
Oleh karena itulah, diesel oil disebut juga Industrial Diesel Oil (IDO) atau Marine
Diesel Fuel (MDF).
Minyak pada penyimpanan mempunyai banyak pengotor seperti residu,
begitu juga rembesan minyak pada pondasi tangki. Oleh karena itu laboraturium
UP Muara Karang secara berkala satu bulan sekali menganalisa kualitas minyak
apakah masih layak dan sesuai standart.
Minyak Pelumas
Analisa minyak pelumas pada UP Muara Karang dilakukan by request,
baik secara internal maupun eksternal. Minyak pelumas sendiri terdiri dari
berbagai macam merk dan karakteristik penggunaannya.
Ketika melakukan analisa minyak pelumas maupun BBM harus memakai
alat pelindung diri meliputi masker dan sarung tangan, menyalakan blower dalam
lemari asam setelai selesai analisa flash point minyak pelumas untuk membuang
gas-gas hasil pembakaran.
Pelumas terbagi sesuai pemakaian operasionalnya, seperti minyak trafo,
minyak pelumas turbin, minyak hidrolik, dll. Analisa pelumas sebetulnya hampir
sama dengan analisa minyak bahan bakar, namun ada poin tambahan ataupun
yang terkurangi.
Analisa minyak isolasi/trafo mencakup analisa kimia dan fisika dari
minyak isolasi untuk peralatan listrik. Untuk mengetahui kemampuan isolasi,
kadar campuranan yang mempunyai sifat merusak.
Table 1. Analisa pada Minyak Pelumas dan Bahan Bakar Minyak
Analisa Bahan Bakar
Minyak
Minyak
Pelumas Metode Ket
Spesific Gravity
reduce to 60 oF
V V ASTM D-1298-99
Viskositas 40 oC
dan 100 oC
V V ASTM D-445-03
Kadar Air V V ASTM D-95-99
-
34
ASTM D-6304-03
Titik Nyala V V ASTM D-93-02a
ASTM D-92-02b
Warna V V ASTM D-1500-02
Total Acid Number V V ASTM D-974-02
Conradson Carbon
Residue V ASTM D-189-01
Kadar Abu V ASTM D-482-03
Nilai kalor V ASTM D-240-02
Sediment content V ASTM D-473-02
Sulfur content
V
Demulsifikasi
V ASTM D-1401-02
Tegangan tembus
V
Minyak
trafo
a) Spesific Gravity reduce to 60 oF
Adalah perbandingan berat bahan bakar minyak dengan berat dari air pada
jumlah dan temperatur yang sama (umumnya 60 O
F).
Gambar 1. Analisa SpGr pada Minyak Pelumas
b) Viskositas 40 oC dan 100 oC
Viskositas adalah suatu ukuran dari besarnya perlawanan suatu bahan cair
untuk mengalir atau ukuran dari besarnya tahapan geser dalam dari suatu bahan
-
35
cair. Makin tinggi viskositas makin besar tahan geser dalamnya. Viskositas ini
diukur dengan mengukur waktu dari mengalirnya suatu minyak yang banyaknya
telah ditentukan melalui lubang suatu viscometer.
Viskositas adalah sifat yang sangat penting dalam bahan bakar, sebab akan
mempermudah lewatnya bahan bakar melalui pipa-pipa. Kekuatan pompa dalam
menahan pipa akan rendah bila minyak kurang kental.
Gambar 2. Peralatan Analisa Viskositas
c) Conradson Carbon Residue
Metode ini menerangkan bagaimana cara memeriksa jumlah carbon yang
tersisa setelah penguapan suatu minyak. Dan juga bermaksud untuk mengetahui
adanya gejala-gejala yang berhubungan dengan pembentukan arang. Metode ini
biasanya untuk memeriksa minyak yang tidak menguap dan sebagian minyak
terurai karena distilasi pada tekanan atmosfir.
Catatan :
Istilah Carbon Residue yang dimaksud adalah pembentukan sisa-sisa
carbon sesudah penguapan dan pyrolysis pada minyak-minyak. Sisa-sisa endapan
bukan seluruhnya terbentuk oleh carbon, tetapi arang yang dapat berubah lagi
karena pyrolysis.
Agar diperhatikan bahwa pada minyak diesel yang mengandung amyl
nitrate akan menghasilkan kesalahan yang besar, maka dari itu metode ini hanya
khusus untuk memeriksa minyak tanpa Additives (bahan kimia yang
ditambahkan untuk maksud-maksud tertentu).
Banyaknya sisa karbon yang tidak terbakar membuktikan bahwa terjadi
pembakaran tidak sempurna, hal ini selain mempengaruhi besarnya nilai kalor
yang dihasilkan selama proses pembakaran juga menyebabkan jelaga/endapan
-
36
karbon diruang bakar. Reaksi pembakaran karbon diharapkan sempurna, apabila
semua oxigen yang diperlukan dalam pembakaran dapat membakar habis carbon
yaitu karbon bersenyawa dengan oxigen membentuk carbon dioksida.
C + O2
CO2
bila banyak oxigen (dalam udara kurang untuk mengadakan pembakaran
sempurna terhadap karbon, maka reaksi pembakaran menjadi tidak sempurna.
2C + 02
CO
Pada pembakaran tidak sempurna hanya dihasilkan panas yang kecil.
Selain reaksi tersebut carbon dapat juga bereaksi sebalik-nya bahan bakar yang
harus dibakar, tetapi menjadi reduktor dengan reaksinya sebagai berikut:
CO2
+ C 2CO
d) Kadar Air
Sampel MFO dan IDO (ASTM D-95-99)
Menentukan kadar air di dalam sample dengan menggunakan metode Distilasi
dengan bantuan pelarut. Biasanya metode ini digunakan untuk menganalisa kadar
air pada minyak (bahan bakar atau pelumas) yang mempunyai kadar air relatif
tinggi (> 500 ppm), contohnya minyak bahan bakar untuk jenis IDO (Intermediate
Diesel Oil) dan MFO (Marine Fuel Oil).
a. Ikhtisar metode :
Air yang terkandung dalam sample akan terikat oleh solvent (xylol) dan
dengan bantuan alat distilasi (reflux), air akan menguap bersama solvent lalu
terembunkan dan tertampung pada bagian trap penampung yang dilengkapai
dengan penakar volume. Hasil distilasi tersebut, merupakan campuran air dan
solvent dan air akan terpisah dengan sendirinya dari pelarut karena adanya
perbedaan densitas. Air berada di bawah dan pelarut berada di atas. Kelebihan
pelarut dalam trap akan kembali lagi ke labu didih.
Sampel HSD (ASTM D-6304-03)
Menentukan kadar air di dalam sample dengan menggunakan metode Karl
Fisher secara potensio. Biasanya metode ini digunakan untuk menganalisa kadar
-
37
air pada minyak (bahan bakar atau pelumas) yang mempunyai kadar air rendah (<
500 ppm), contohnya minyak bahan bakar untuk jenis HSD (High Speed Diesel).
Gambar 3. Peralatan Analisa Water Content
Air dalam minyak bakar (residu) konsentrasinya lebih besar dari pada dalam
minyak solar. Air akan mempengaruhi warna minyak karena air mudah
melarutkan zat lain, sehingga minyak mudah kotor air menyebabkan porosi
terutama dibagian dasar tangki. Oleh sebab itu biasanya tangki disiapkan juga
peralatan untuk pembuangan air (drain).
e) Kadar Abu
Kadar abu adalah sisa-sisa minyak yang tertinggal, setelah semua bagian yang
dapat terbakar dalam minyak, terbakar habis. Dari kadar abu ini dapat diperkiraan
banyaknya logam-logam yang terdapat didalam minyak residu seperti karat besi,
pasir dan lain-lain elemen logam. Kadar abu ini dapat berasal dari minyak bumi
sendiri dan juga dapat bertambah besar selama dalam penyimpanan.
Pada umunya abu dalam bahan bakar minyak (residu) sangat rendah, tetapi
unsur-unsur pembentuk abu seperti Natrium dan Vanadium perlu mendapatkan
perhatian, karena kedua unsur tersebut menyebabkan korosi dan erosi diruang
bakar.
Abu Natrium dan Vanadium (Natrium Vanodat) mempunyai titik leleh yang
rendah (600 900 O
C) sehingga biasanya kedua unsur tersebut menyebabkan
erosi dan korosi pada temperatur tinggi.
Reaksi oksidasi/pembakaran Vanadium adalah sebagai berikut :
2 V + O2
2 VO Oxydule - tidak stabil pada temperatur tinggi.
4 V + 3 O2
2 V2O
3 sexqu oxide
-
38
V + O2
VO2 Oxide amphoter dengan air membentuk Bioxide
asam atau basa
4 V + 5 O2
2 V2O
5 Oxida amphoter juga yang mampu memberikan tiga
macam asam.
V2O
5 + 2 H
2O H
4V
2O
7 Asam pyrovanadik
V2O
5 + H
2O 2 HV
2O
3 Asam metavanadik
V2O
5 + 3 H
2O 2 H
3VO
4 Asam orthovanadik
Reaksi pembakaran Natrium, adalah sbb:
4Na + O2
2 Na2O natrium oxida
Dengan adanya gas sulfida dalam gas asap akan membentuk garam sulfat
yang berbentuk cair pada temperatur 40 O
C .
2 Na2O + H
4V
2O
7 Na
4V
2O
7 + 2 H
2O Natrium Pyrovanadik
Na2O + 2 HVO
3 2 NaVO
3 + H
2O Natrium Methavanadik
3 Na2O + 2 H
3VO
4 2 Na
3VO
4 + 3 H
2O Natrium Orthovanadik
f) Kadar sediment
Untuk menghitung impurities yang ada dalam minyak bahan bakar sehingga
dapat diketahui tingkat kekotoran minyak bahan bakar. Kotoran-kotoran yang
terkandung pada minyak menurut analisa sediment dapat dibagi menjadi 2, yaitu :
Sediment dalam bentuk padat dan bentuk amorf berwarna coklat disebut
asphalteen.
Sediment dalam bentuk suspensi dan emulsi melayang-layang dalam
minyak dan tidak larut dalam minyak termasuk juga air.
g) Titik Nyala
Titik nyala suatu bahan bakar minyak adalah suhu terendah dari minyak
apabila pada permukaan minyak tersebut didekatkan suatu api. itik nyala ini
diperlukan, sehubungan dengan keamanan penyimpanan dan pengangkutan bahan
bakar minyak terhadap bahaya kebakaran.
-
39
Gambar 4. Peralatan Analisa Flash Point (suhu tinggi)
- titik nyala adalah temperatur terendah, dimana uap minyak mulai menyambar nyala
api.
- titik api adalah temperatur terendah, dimana minyak mulai terbakar.
- sifat ini harus diperhatikan betul, sebab apabila ada kebocoran yang berarti ada
hubungan dengan udara luar, akan menimbulkan kebakaran.
Gambar 5. Peralatan Analisa Flash Point (suhu rendah)
h) Nilai kalor
Nilai kalor ini adalah besarnya panas yang diperoleh dari pembakaran suatu
jumlah tertentu minyak didalam zat asam. Makin tinggi berat jenis suatu minyak
solar mempunyai nilai kalor lebih besar dari pada minyak diesel.
i) Warna
Warna pada pelumas maupun minyak bakar menenukan banyaknya pengotor
yang terkandung didalamnya, warna tersebut dibandingkan dengan karakteristik
minyak dan pelumas baru. Pengotor sendiri bisa berupa arang/karbon hasil
pemanasan dan pemakaian minyak yang lama, serta logam-logam dari material.
-
40
Gambar 6. Peralatan Analisa Warna Minyak dan Pelumas
j) Sulfur content
Belerang terdapat dalam semua bahan bakar minyak dalam jumlah yang
sangat sedikit. Tapi karena belerang bersifat korosif, maka pembatasan dari
banyaknya belerang adalah sangat penting didalam spesifikasi bahan bakar
minyak
Kandungan belerang dalam bahan bakar biasanya antara 0,2 5 %. Kandungan
belerang yang makin tinggi mempengaruhi:
Kecepatan pembentukan kerak sulfat
Kecepatan korosi
Kecepatan pembentukan seludge dan sediment dalam penumpangan
Dalam pembakaran, belerang akan beraksi dengan oxigen sebagai berikut:
S + O2
SO2
Sulfur dioxida
Hasil SO2
yang terjadi akan cepat berubah menjadi SO3
dengan adanya oxigen
lebih dalam gas buang .
2S + 3 02
2 SO3
Sulfur Trio oxida
Dalam keadaan lembab (uap air hasil pembakaran Hydrogen)
menyebabkan terjadinya asam yang akan mengakibatkan terjadinya korosi karena
temperatur rendah.
SO2
+ H2O H
2SO
3 Asam sulfit
SO3
+ H2O H
2SO
4 Asam sulfat
Reaksi korosi yang paling tidak diharapkan adalah sebagai berikut:
-
41
Fe + H2SO
4 FeSO
4 + H
2 O ferro Sulfat
dan akan sangat mungkin ferro sulfat teroksidasi membentuk ferri sulfat
2 FeSO4
+ 2 H2SO
4 + O
2 2 Fe
2(SO
4)3
+ 2 H2O Ferri Sulfat
Gambar 7. Peralatan Analisa Sulfur Content
Garam-garam tersebut akhirnya akan membentuk kerak yang menempel di daerah
konveksi (fouling) dan di tube air heater.
Selain dari keadaan tersebut diatas sifat belerang lainnya yang sangat
mempengaruhi sistem gas buang adalah karena sifat belerang yang mengembun
pada temperatur sekitar 130 O
C, sehingga mengakibatkan penyumbatan pada tube-
tube air heater.
Gambar 8. Peralatan Analisa Automatic Titrator (Sulfur Content)
k) Total Acid Number (TAN)
TAN merupakan nilai yang berpengaruh terhadap karakteristik minyak,
semakin besar nilai TAN berarti bahan itu cenderung mudah mengakibatkan
korose terhadap material.
l) Demulsibility
Kemampuan minyak atau pelumas untuk memisahkan diri dari air.
-
42
Gambar 9. Peralatan Analisa Demulsifikasi Pelumas
m) Tegangan tembus
Merupakan karakteristik dalam minyak trafo untuk mengetahui berapa besar
kapasitas partikel pelumas untuk menahan tegangan.