UTILITAS AIR UMPAN BOILER (BOILER FEED WATER)
Disusun oleh: Dwi Priyo Utomo (125061100111003) Rendhy Mahendra Simanjuntak (125061105111001)
TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA 2014
A. Definisi Air Umpan Boiler Air bagi suatu industri adalah bahan penunjang baik untuk kegiatan langsung atau tak langsung. Penggunaan air di industri biasanya untuk mendukung beberapa sistem antara lain sistem pembangkit uap (boiler), sistem pendingin, sistem pemroses, dll. Salah satu aplikasi penggunaan air dalam industri adalah pada sistem pembangkit uap (boiler). Boiler adalah bejana tertutup dimana panas pembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk uap panas atau steam. Kebutuhan energi dan sistem pemanasan dalam industri umumnya dipenuhi dengan cara memanfaatkan steam yang dibangkitkan dalam suatu boiler. Air umpan boiler adalah air yang disuplai ke boiler untuk dirubah menjadi steam. Dua sumber air umpan adalah: (1) Kondensat atau steam yang mengembun yang kembali dari proses (2) Air makeup (air baku yang sudah diolah) yang harus diumpankan dari luar ruang boiler dan plant proses. Air yang berasal dari sungai, danau, dan sumur, tidak dapat langsung digunakan untuk air umpan boiler. Air yang digunakan harus diolah terlebih dahulu, karena jika tidak, maka masa pakai boiler akan berkurang. B. Syarat Air untuk Boiler Feed Water Kebutuhan energi dan sistem pemanasan dalam industri umumnya dipenuhi dengan cara memanfaatkan steam yang dibangkitkan dalam suatu ketel (boiler). Air yang berasal dari sungai, danau, dan sumur, tidak dapat langsung digunakan untuk air umpan ketel. Air yang digunakan harus diolah terlebih dahulu, karena jika tidak, maka masa pakai ketel akan berkurang. Kebutuhan energi dan sistem pemanasan dalam industri umumnya dipenuhi dengan cara memanfaatkan steam yang dibangkitkan dalam suatu ketel (boiler). Air yang berasal dari sungai, danau, dan sumur, tidak dapat langsung digunakan untuk air umpan ketel. Air yang digunakan harus diolah terlebih dahulu, karena jika tidak, maka masa pakai ketel akan berkurang. Air yang akan digunakan untuk air umpan boiler adalah air yang tidak mengandung bahan yang tidak mengakibatkan endapan yang dapatmenjadi kerak pada boiler, tidak mengandung unsur yang dapat mengakibat buih dan juga tidak korosif. Poin penting mengenai air umpan boiler yang harus ada :
Kotoran harus di bawah nilai pembatas dalam boiler agar tidak terjadi endapan
Batas semprotan silika air <0,02 ppm ketika boiler umpan turbin .
O2 terlarut dihilangkan dengan dearasi.
Ph harus rengtang sekitar 8,5-9,2 dengan fwh tembaga dan 9,2-9,5 dengan fwh baja.
Hal-hal yang mempengaruhi effisiensi boiler adalah bahan bakar dan kualitas air umpan boiler. Parameter-parameter yang mempengaruhi kualitas air umpan boiler antara lain :
Oksigen terlarut; Dalam jumlah yang tinggi dapat menyebabkan korosi pada peralatan boiler.
Kekeruhan; Dapat mengendap pada perpipaan dan peralatan proses serta mengganggu proses.
pH; Bila tidak sesuai dengan standart kualitas air umpan boiler dapat menyebabkan korosi pada peralatan.
Kesadahan; Merupakan kandungan ion Ca dan Mg yang dapat menyebabkan kerak pada peralatan dan perpipaan boiler sehingga menimbulkan local overheating.
Fe; Fe dapat menyebabkan air berwarna dan mengendap di saluran air dan boiler bila teroksidasi oleh oksigen.
Asiditas; Kadar asiditas yang tinggi dapat menyebabkan korosi.
Beberapa kotoran utama yang sering ditemukan pada boiler di berikan pada tabel 2.1. Tabel B.1 pedoman asme untuk kualitas air modern industri air umpan boiler untuk operasi kontinyu. Tekanan
Total
Total
Suspended
Silica
Konduktivitas
(psig)
Solids
Alkalinitas
Solid
(ppm)
Micro.ohm/cm
(ppm)
(ppm)
(ppm)
0– 300
3.5
700
300
150
7
301– 450
3
600
250
90
6
451– 600
2.5
500
150
40
5
601– 750
2
400
100
30
4
751– 900
1.5
300
60
20
3
901– 1.000
1.25
250
40
8
2
1.001–1.500
1
200
21
2
150
kotoran yang ditemukan dalam boiler tergantung pada kualitas air umpan yang diolah, proses pengolahan yang digunakan dan prosedur pengoperasian boiler. Sebagai aturan umum, semakin tinggi tekanan operasi boiler akan semakin besar sensitifitas terhadap kotoran.
C. Proses Pengolahan Air Umpan Boiler C.1. Pengolahan air umpan boiler secara umum Sebelum digunakan sebagai umpan air yang berasal dari berbagai jenis sumber, terlebih dahulu diolah menggunakan pengolahan air secara eksternal. Pengolahan eksternal dilakukan di luar titik penggunaan air yang bertujuan untuk mengurangi atau menghilangkan impurities. Jenis-jenis proses pengolahan eksternal ini antara lain : -
Sedimentasi
-
Filtrasi
-
Pelunakan (softening)
-
Deionisasi (Demineralisasi)
-
Deaerasi
Setelah mengalami pengolahan pendahuluan (eksternal), air umpan boiler harus mengalami pengolahan khusus. Pengolahan ini menggunakan berbagai macam zat kimia, yang diinjeksikan/ditambahkan ke air umpan boiler. Penambahan bahan kimia ini diharapkan dapat digunakan untuk mencegah berbagai akibat yang dapat merugikan performansi kerja dari boiler. Penambahan bahan-bahan kimia pada air umpan boiler merupakan proses yang esensial, terlepas dari kenyataan apakah air itu diolah atau tidak sebelumnya. Oleh karena itu, pengolahan eksternal dalam beberapa hal tidak diperlukan, sehingga air dapat langsung digunakan setelah penambahan beberapa bahan-bahan kimia saja. Contoh penambahan bahan-bahan kimia pada air umpan boiler tanpa harus mengalami pengolahan terlebih dahulu adalah : -
Apabila boiler beroperasi pada tekanan rendah atau sedang
-
Apabila sejumlah besar kondensat digunakan kembali sebagai air umpan
-
Bila air baku digunakan untuk air umpan boiler telah memiliki kualitas yang baik
Proses pengolahan air dengan bahan-bahan kimia ini memiliki beberapa kesulitan. Kesulitan yang utama adalah kesadahan air umpan yang samgat tinggi sehingga banyak lumpur yang terbentuk. Pengolahan air umpan boiler dengan penambahan bahan-bahan kimia yang dilakukan tanpa pengolahan eksternal juga memperbesar kemungkinan pembentukan kerak pada sistem sebelum boiler dan pada saluran-saluran air umpan. Agar boiler dapat bekerja dengan baik dan mencegah terjadinya masalah-masalah yang timbul pada boiler,maka air yang akan digunakan sebelum masuk ke boiler, harus dproses terlebih dahulu, pengolahan air ini meliputi :
C.1.2 Pengolahan Eksternal Pengolahan eksternal digunakan untuk membuang padatan tersuspensi, padatan terlarut (terutama ion kalsium dan magnesium yang merupakan penyebab utama pembentukan kerak) dan gas-gas terlarut (oksigen dan karbon dioksida). Proses perlakuan eksternal yaitu:
Demineralisasi Deaerasi (mekanis dan kimia) Osmosis balik
C.1.2.1 Demineralisasi Sebelum digunakan, perlu membuang zat padatan(mineral-mineral) dan warna dari bahan baku air, sebab bahan tersebut dapat mengotori resin yang digunakan pada bagian pengolahan berikutnya. Metode pengolahan awal adalah
Sedimentasi sederhana Clarifier dengan bantuan koagulan dan flokulan. Filtrasi, dengan aerasi untuk menghilangkan karbon dioksida dan besi, dapat digunakan untuk menghilangkan garam-garam logam dari air sungai.
Tahap awal pengolahan adalah menghilangkan garam sadah. Penghilangan yang hanya garam sadah disebut pelunakan, sedangkan penghilangan total garam dari larutan disebut penghilangan mineral atau demineralisasi. Proses pengolahan eksternal dijelaskan dibawah ini. C.1.2.2 Deaerasi Dalam deaerasi, gas terlarut seperti oksigen dan karbon dioksida, dibuang dengan pemanasan air umpan sbelum masuk ke boiler. Seluruh air alam mengandung gas terlarut dalam larutannya. Gas-gas tertentu seperti karbon dioksida dan oksigen, sangat meningkatkan korosi. Bila dipanaskan dalam sistem boiler, karbon dioksida dan oksigen dilepaskan sebagai gas dan bergabung dengan air membentuk asam karbonat. Penghilangan oksigen, karbon dioksida dan gas lain yang tidak dapat terembunkan dari air umpan boiler sangat penting bagi umur peralatan boiler dan juga keamanan operasi. Asam karbonat mengkorosi logam menurunkan umur pemipaan dan peralatan. Asam ini juga melarutkan besi (Fe) yang jika kembali ke boiler akan mengalami pengendapan dan menyebabkan terjadinya pembentukan kerak pada boiler dan pipa. Kerak ini tidak hanya berperan dalam penurunan umur peralatan tapi juga meningkatkan jumlah energi yang diperlukan untuk mencapai perpindahan panas. Deaerasi dapat dilakukan dengan de-aerasi mekanis, de-aerasi kimiawi, atau duaduanya. Deaerasi mekanis untuk penghilangan gas terlarut digunakan sebelum penambahan bahan kimia untuk oksigen. Deaerasi mekanis didasarkan pada hukum fisika Charles dan
Henry. Secara ringkas hukum tersebut menyatakan bahwa penghilangan oksigen dan karbon dioksida dapat disempurnakan dengan pemanasan air umpan boiler, yang akan menurunkan konsentrasi oksigen dan karbon dioksida di sekitar atmosfer air umpan. Deaerasi mekanis dapat menjadi yang paling ekonomis, beropasi pada titik didih air pada tekanan dalam deaerator. De-aerasi mekanis dapat berjenis vakum atau bertekanan. Deaerator berjenis vakum beroperasi dibawah tekanan atmosfer, dan dapat menurunkan kandungan oksigen dalam air hingga kurang dari 0,02 mg/liter. Pompa vakum atau steam ejector diperlukan untuk mencapai kondisi vakum. De-aerator jenis bertekanan beroperasi dengan membiarkan steam menuju air umpan melalui klep pengendali tekanan untuk mencapai tekanan operasi yang dikehendaki. Jenis ini dapat mengurangi kadar oksigen hingga 0,005 mg/liter. Terdapat kelebihan steam tekanan rendah, tekanan operasi dapat dipilih untuk menggunakan steam ini sehingga akan meningkatkan ekonomi bahan bakar. Dalam sistem boiler, steam lebih disukai untuk de-aerasi sebab:
Steam tersedian dengan mudah Steam menambah panas yang diperlukan untuk melengkapi reaksi
Sementara de-aerator mekanis yang paling efisien menurunkan oksigen hingga ke tingkat yang sangat rendah (0,005 mg/liter), namun jumlah oksigen yang sangat kecil sekalipun dapat menyebabkan bahaya korosi terhadap sistem. Sebagai akibatnya, praktek pengoperasian yang baik memerlukan penghilangan oksigen yang sangat sedikit tersebut dengan bahan kimia pereaksi oksigen seperti sodium sulfat yang akan meningkatkan TDS dalam air boiler dan meningkatkan blowdown dan kualitas air make-up. Hydrasin bereaksi dengan oksigen membentuk nitrogen dan air. Senyawa tersebut selalu digunakan dalam boiler tekanan tinggi bila diperlukan air boiler dengan padatan yang rendah, karena senyawa tersebut tidak meningkatkan TDS air boiler. C.1.2.3 Osmosis Balik Osmosis balik menggunakan kenyataan bahwa jika larutan dengan konsentrasi yang berbeda-beda dipisahkan dengan sebuah membran semi-permeable, air dari larutan yang berkonsentrasi lebih kecil akan melewati membran untuk. k mengencerkan cairan yang berkonsentrasi tinggi. Jika cairan yang berkonsentrasi tinggi tersebut diberi tekanan, prosesnya akan dibalik dan air dari larutan yang berkonsentrasi tinggi mengalir kelarutan yang lebih lemah. Hal ini dikenal dengan osmosis balik. C.1.3. Pengolahan Internal Pengolahan Internal (Internal Treatment) adalah pengkondisian Air boiler dengan bahan kimia dan pengaturan lainnya agar korosi dan kerak dapat dihindari dan kemurnian uap terjaga baik. Pengolahan ini dengan cara pemberian bahan kimia langsung kedalam boiler bersama-sama dengan air pengisi boiler. Reaksi yang terjadi menyebabkan naiknya kandungan padatan yang dapat menyebabkan pembusaan dan carry over. Jumlah zat padat dapat ditekan dengan pengaturan blowdown. Tujuan pengolahan ini untuk mengontrol zat-zat padat, alkalinitas, kelebihan fosfat,
gas-gas korosif, menghindarkan timbulnya kerak yang dapat melekat dan mengeras pada dinding atau pipa-pipa boiler dan membuat lapisan boiler lebih tahan terhadap korosi. Beberapa mekanisme yang terjadi dalam Internal Treatment, antara lain: 1.
Mereaksikan kesadahan dengan bahan kimia, agar kerak calcium carbonate yang keras berubah menjadi endapan yang lunak berlumpur sehingga bisa dibuang melalui blow-down. 2. Mengkondisikan pH/Alkalinity air boiler untuk menghindarkan pengerakan silica. 3. Penggunaan anti-busa (anti foam) untuk mencegah potensi pembusaan yang akan mengakibatkan terjadinya carry-over dan menurunkan kemurnian uap.
Beberapa jenis bahan kimia yang umum dipergunakan dalam Internal treatment adalah: Fosfat (jenis ortho ataupun polyfosfat) : bereaksi kesadahan calcium untuk menetralisir kesadahan air dengan membentuk hydrat tricalcium fosfat yang berbentuk lumpur dan dapat dibuang melalui blow down secara terus-menerus atau secara berkala melalui bawah ketel. Natural and synthetic dispersants (Dispersant): meningkatkan sifat dispersif Air Boiler. Beberapa contoh Polymeric Dispersant adalah: - polimer Alam : lignosulphonates, tannin - polimer sintetik : polyacrylates, maleat acrylate copolymer, maleat styrene copolymer,dsb. Sequestering agents (anti scale) seperti phoshate organic (phosphonates), Polymaleic acid (PMA), Sulfonated co-polymer, dsb. Oxygen scavengers (Pemakan Oksigen): seperti natrium sulfit, tannis, hidrazin, hidroquinon/progallol berbasis derivatif, hydroxylamine derivatif, asam askorbat derivatif, dll. Oxygen Scavengers ini, dikatalisasi ataupun tidak, akan mengurangi kadar oksigen terlarut dalam feed-water. Beberapa jenis dari oxygen scavenger ini juga berfungsi sebagai passivator untuk mempassivasi permukaan logam seperti Hydrazine, Hydroxylamine derivate,dll. Pilihan produk dan dosis yang diperlukan akan tergantung pada jenis alat mekanis yang digunakan (Deaeator atau Heating Tank) Anti foaming or anti priming agents : campuran bahan aktif permukaan yang mengubah tegangan permukaan cairan, menghilangkan busa dan mencegah terbawa air halus partikel. C.2. Pengolahan air umpan boiler dengan penambahan bahan kimia Tujuan penambahan bahan-bahan dalam proses pengolahan air umpan boiler adalah sebagai berikut :
(1)
Bereaksi dengan kesadahan dan kandungan silika air umpan dan mencegah pengendapannya pada permukaan logam boiler. Ion-ion kalsium dapat diendapkan dalam bentuk kalsium hidoksi apatit (3Ca3(PO4)2.Ca(OH)2) dan kalsium karbonat (CaCO3), dan ion-ion magnesium dan silika diendapkan dalam bentuk sarpentin (2MgSiO3.Mg(OH)2.H2O), magnesium silikat (MgSiO2) dan magnesium hidroksida (Mg(OH)2). Reaksi-reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : 3 Ca2+ + 2 PO43-
Ca2+ + HCO3- + OH
CaCO3 + H2O
Mg(OH)2
Mg2+ + 2 OH 2+
-
2-
Ca3(PO4)2
3Mg + 2OH + 2SiO3 + H2O
2MgSiO3.Mg(OH)2.H2O
4Mg2+ + 2OH- + 2PO43-
2Mg3(PO4)2.Mg(OH)2
pH yang cukup baik untukproses ini adalah di atas 9,5. Kondisi ini memungkinkan pembentukan endapan yang adapa mengalir dengan mudah pada saat dilakukan blow down. Blow down adalah merupakan proses yang terjadi pada tanki boiler dimana kontaminan berupa slurry akan dikeluarkan. Penggunaa bahan-bahan kimia khusus untuk mengendalikan pembentukan kerak (chelating agents) merupakan alternative lain yang dapat dilakukan. Bahan-bahan kimia ini bersama ion-ion seperti kalsium dan magnesium dapat membentuk senyawa kompleks yang larut dalam air. Penggunaan chelating agent ini hanay sesuai untuk boiler bertekanan rendah dan air umpan boiler dengan kesadahan yang rendah (1-2ppm). Contoh dari chelating agent adalah NTA (Nitrilo triacetic acid) dan EDTA (ethylene diamine tetraacetic acid). (2)
Menjadikan zat-zat tersuspensi seperti lumpur, esadahan dan besi oksida menjadi suatu massa yang tidak melekat pada logam boiler. Pengaturan sifat lumpur agar tidak melekat pada logam boiler dilakukan dengan penggunaan bermacam-macam bahan organic yang masuk golongan tannin, lignin atau alginate. Bahan-bahan organic ini perlu dipilih dan diproses sedemikian rupa sehingga efektif dan stabil pada tekanan operasi boiler. Pengeluaran lumpur dari boiler dilakukan dengan cara blow down.
(3)
Menyediakan perlindungan anti busa untuk memungkinkan pemekatan padatan terlarut dan tersuspensi dalam air boiler sampai taraf tertentu tanpa terjadi carry over. Pembentukan carry over dapat terjadi akibat disain boiler yang kurang baik, alat pemisah steam dan air yang tidak efektif atau akibat level air yang tinggi. Busa dapat terbentuk akibat adanya padatan yang terlarut atau tersuspensi dalam air, alkalinitas atau akibat masuknya material yang dapat merangsang pembentukan busa seperti kondensat steam yang terkontaminasi oleh minyak. Penggunaan senyawa-senyawa
pencegahan pembentukan busa (anti foam agent), dapat dilakukan untuk mengatasi masalah ini, akan tetapi cara yang lebih ekonomis adalah dengan melakukan pengolahan air yang baik, penigkatan blow down dari boiler dan menghilangkan senyawa yang dapat membantu pembentukan busa dari kondensat steam yang didaur ulang (recycle). (4)
Menghilangkan oksigen dari air dan menyediakan alkalinitas yang cukup untuk mencegah korosi boiler. Sejumlah oksigen dapat terbawa dalam air umpan boiler meskipun sudah melewati tahap deaerasi. Kandungan oksigen ini harus dihilangkan untuk mencegah terjadinya korosi. Bahan kimia untuk menghilangkan oksigen (chemical oxygen scavenger) yang biasa digunakan adalah ntarium sulfit dan hydrazine. Reaksi yang terjadi pada proses ini adalah sebagai berikut : 2 Na2SO3 + O2
2 Na2SO4
N2H4 + O2
H2O + N2
Natrium sulfit digunakan pada proses ini karena alas an-alasan seperti: mempunyai kecepatan reaksi yang cepat pada temperature rendah, mudah untk diumpankan dan sisa yang tidak bereaksi dapat dianalisis dengan mudah. Hydrazine dapat digunakan untuk menghilangkan oksigen tanpa menambah jumlah kandungan padatan terlarut atau padatan tersuspensi. Hydrazine hanya dapat bereaksi dengan oksigen bebas pada suhu tinggi, dan boiler dengan tekanan di bawah 400 psig tidak dapat menggunakan senyawa ini. Hydrazine yang tidak bereaksi akan menambah kandungan ammonia dan nitrogen bebas di air boiler. Hydrazine baik digunakan jika pemakaian natrium sulfit menghasilkan impurities pada kukus yang dapat merusak katalis dan pada tekanan tinggi natirum sulfit akan menambah padatan terlarut di air boiler. Oleh sebab itu hydrazine lebih banyak dipakai pada plant yang menggunakan boiler tekanan tinggi. Jumlah hydrazine yang ditambahkan sama dengan jumlah oksigen terlarut dan berlebih 100% untuk menjaga agar kandungan minimum di air umpan tetap sebesar 0,05 – 0,1 ppm. Hydrazine adlaah larutan beracun dan harus ditangani secara berhatihati. D. Permasalahan Air Umpan Boiler Penggunaan air umpan boiler (BFW) akan menimbulkan beberapa masalah jika tidak dicermati dengan baik karena sunber air yang digunakan tidak dapat langsung digunakan untuk air umpan boiler. Jika tidak ditangani dengan baik, maka akan menimbulkan masalah dalam unit air umpan boiler antara lain :
a. Pembentukan kerak boiler b. Terjadinya korosi c. Pembentukan busa D.1. Pembentukan Kerak Boiler Kerak pada ketel dapat terjadi karena pengendapan (precipitation) langsung dari zat pengotor pada permukaan perpindahan panas atau karena pengendapan zat tersuspensi dalam air yang kemudian, melekat pada logam dan menjadi keras. Kerak dapat mengakibatkan terjadinya pemanasan tidak merata atau bisa dikatakn pemanasan hanya terjadi di satu titik saja (local overheating) yang mengakibatkan logam boiler gagal berfungsi (failure). Macammacam kerak yang dapat terbentuk akibat senyawa-senyawa impurities pada air umpan boiler ditunjukan pada tabel berikut. Tabel Macam-macam kerak pada boiler Senyawa
Nama menurut mineralogi
Rumus Senyawa
Kalsium karbonat
Calcite/argonit
CaCO3
Kalsium sulfat
Anhydrite
CaSO4
Magnesium hidroksida
Brucite
Mg(OH)2
Basiccalcium phospat
Hydroxypatite
3Ca3(PO4)2.Mg(OH)2
Magnesium hydroxyphospat
----
Mg3(PO4)2.Mg(OH)2
Besi oksida
Haematit, geothit
Fe2O3.FeOOH
Kalsium dan magnesium
serpentin
3MgO.2SiO2.2H2O
Silikat
Analcite
Na2O.Al2O3.4SiO2.2H2O
Acmite
Na2O.Fe2O3.4SiO2
Xonottlite
CaO.5SiO2.H2O
Pectolite
Na2O.4CaO.6SiO2.H2O
D.2. Korosi pada boiler Pengertian korosi secara sederhana adalah perubahan kembali logam menjadi bentuk bijihnya. Proses Korosi sebenarnya merupakan proses elektrokimia yang rumit dan kompleks. Korosi dapat menimbulkan kerusakan yang luas pada permukaan logam. Penyebab utama timbulnya korosi, antara lain : a. pH air yang rendah
b. Gas-gas yang terlarut dalam air seperti : O2, CO2, dll c. Garam-garam yang terlarut dan padatan tersuspensi Kontak antara permukaan logam dan air menyebabkan terjadinya reaksi korosi sebagai berikut : Fe + 2 H2O
Fe(OH)2 + H2
Reaksi di atas pada suatu saat akan mencapai keadaan kesetimbangan dan korosi tidak akan berlanjut; akan tetapi adanya oksigen terlarut dan pH air yang rendah akan mengakibatkan terganggunya kesetimbangan dan reaksi bergeser ke sebelah kanan. Reaksi yang terjadi akibat adanya oksigen dan pH yang rendah adalah sebagai berikut : 4 Fe(OH)2 + O2 + 2 H2O
Fe(OH)3
2 H2 + O2
2 H2O
Fe(OH)2 + 2 H+
Fe2+ + 2 H2O
Pergeseran ara reaksi korosi ke sebelah kanan menyebabkan berlanjutnya peristiwa korosi pada logam-boiler. Alkalinitas yang rendah dan adanya garam-garam dan padatan terlarut dalam air dapat membantu terjadinya korosi. D.3. Pebentukan busa Pembentukan busa (foaming) adalah peristiwa pembentukan gelembung-gelembung di atas permukaan air dalam drum boiler. Penyebab timbulnya busa adalah adanya kontaminasi oleh zat-zat organic atau zat-zat kimia yang ada dalam air umpan boiler yang tidak terkontrol dengan baik. Busa dapat mempersempit ruang pelepasan uap-panas (steam-release space) dan dapat menyebabkan terbawanya air serta kotoran-kotoran bersama-sama uap air. Kerugian yang dapat ditimbulkan oleh hal ini adalah terjadinya endapan dan korosi pada logam-logam dalam sistem boiler. E. Cara Menangani Masalah Pada Unit Boiler Feed Water E.1 Pengendalian Kerak Pembentukan kerak dipengaruhi oleh jumlah padatan terlarut yang ada di air. CaCO3 merupakan kerak yang sering ditemui pada sistem air boiler dan terbentuk jika kadar Ca dan alkalinitas air terlalu tinggi. Pengendalian gangguan ini dimaksudkan untuk mencegah pembentukan kerak CaCO3 dengan menjaga agar kadar Ca dan alkalinitas dalam air sirkulasi cukup rendah, dan
mencegah pengendapan kerak pada permukaan logam. Untuk maksud pertama dapat ditempuh dua cara, yaitu : (1) menurunkan konsentrasi air yang bersirkulasi (2) menambah asam, misalnya H2SO4, agar pH air di bawah 7 Untuk kedua cara tersebut dapat digunakan inhibitor kerak berupa chemicals seperti polifosfat, fosfonat, ester fosfonat dan poliacrylat. Kecenderungan pembentukan kerak dapat diperkirakan menggunakan Langelier Saturation Index (LSI) dan Ryznar Stability Index (RSI). Fokus utama penggunaan kedua index ini adalah untuk mengatur kondisi air pemanas agar tidak membentuk kerak dan tidak bersifat korosif. Index LSI berharga positif (+) berarti air cenderung untuk membentuk kerak CaCO3, dan jika berharga negatif (-) air tidak jenuh dengan CaCO3, cenderung untuk melarutkan CaCO3 dan bersifat korosif. Identik dengan LSI, harga RSI lebih kecil dari 6,0 menunjukkan kecenderungan pembentukan kerak dan jika lebih besar dari 6,0 berarti cenderung untuk melarutkan CaCO3 dan bersifat korosif. E.2 Pengendalian Korosi Pengendalian korosi dilakukan dengan cara menambahkan chemicals yang berfungsi sebagai inhibitor (penghambat). Inhibitor yang umum dipakai adalah polifosfat, kromat, dikromat, silikat, nitrat ferrosianida dan molibdat. Dosis inhibitor yang digunakan harus tepat, karena suatu inhibitor hanya dapat bekerja efektif setelah kadarnya mencapai harga tertentu. Kadar minimum yang dibutuhkan oleh suatu inhibitor agar dapat bekerja secara efektif disebut batas kritis. Pengendalian Pembentukan Fouling dan Penghilangan Padatan Tersuspensi Pembentukan fouling yang disebabkan oleh mikroorganisme dapat dicegah atau dikendalikan menggunakan klorin, klorofenol, garam organometal, ammonium kuartener, dan berbagai jenis mikrobiosida (biosida). Klorin merupakan chemicals yang paling banyak dipakai. Dosis pemakaian klorin yang efektif adalah sebesar 0,3 sampai 1,0 ppm. Pengolahan yang tepat diperoleh secara percobaan, karena penggunaan beberapa biosida secara bersamasama kadang-kadang memberikan hasil yang lebih baik dan senyawa-senyawa tersebut acap kali digunakan bersama klorin. Padatan tersuspensi dalam air merupakan masalah yang cukup serius. Padatan tersuspensi tersebut dapat menempel pada permukaan perpindahan panas sehingga mengakibatkan berkurangnya efisiensi perpindahan panas. Salah satu metoda yang digunakan untuk mengendalikan padatan tersuspensi adalah dengan melakukan filtrasi secara
kontinu terhadap sebagian air yang disirkulasi Sistem Air Pemanas dengan Resirkulasi Tertutup dan Sistem Air Pemanas Sekali-Lewat Sistem air pemanas dengan resirkulasi tertutup membutuhkan sejumlah kecil air make-up untuk mengurangi gangguan. Air demin atau kondensat uap, biasanya digunakan sebagai sebagai air make-up.Pada sistem air pemanas sekali-lewat, tidak ada proses pemekatan. Jika proses pemekatan tidak terjadi, maka kadar padatan terlarut relatif sama dengan air umpan.Kekurangan pada sistem ini adalah terjadi kenaikan temperatur, sehingga perlu usaha untuk menurunkan temperatur tersebut. Pengolahan seringkali dimaksudkan untuk mencegah atau meminimumkan kerak atau korosi dan juga berfungsi untuk mengurangi fouling yang disebabkan oleh padatan tersuspensi dan organisme laut. Chemicals yang digunakan untuk maksud tersebut identik dengan yang dipakai untuk resirkulasi terbuka, kecuali pada pengendalian korosi. Pemakaian inhibitor korosi pada sistem ini sama sekali tidak praktis, sehingga masalah korosi ditangani dengan cara melapisi permukaan peralatan dengan serat yang diperkuat dengan plastik, semen, atau menggunakan peralatan yang tahan terhadap korosi. E.3. Mengatasi Foaming Foaming terjadi karena tingginya caustic soda, garam-garam sodium lainnya. Selain itu foaming juga disebabkan karena adanya minyak-minyak atau kontaminasi zat-zat organik. Pencegahannya dapat dilakukan dengan: 1. Pemberian asam organik dan castrol oil (minyak jarak). 2. Garam barium 3. Polyamida, poly alkilene glicol. 4. Kontrol adanya lumpur dan kerak. 5. Kontrol alkalinitas dari air tersebut. Bila sudah terjadi foaming maka langkah pertama dapat yang kita lakukan untuk mengatasinya adalah dengan mengeluarkan air di dalam boiler ( blow down ) sampai foaming yang terjadi di dalam gelas penduga di rasa telah hilang. Kemudian memasukan air kembali dan mengeluarkanya lagi ( membilas ), baru kemudian di masukan air baru yang kondisinya masih bagus. Namun bila penyebabnya adalah air dari pemurni ( R.O ) maka dapat di pastikan bahwa air hasil cucian dari R.O tidak memenuhi standar yang telah di
tetapkan untuk air pengisi boiler. Dan untuk mengatasinya kita harus mengevaluasi cara pencucian air pada resin / softener dan mengecek kondisi membrane pada R.O.
