KIMIA AIR.pdf

7/21/2019 KIMIA AIR.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/kimia-airpdf 1/46

Copyrights 2011

Page 1

PT. PLN (PERSERO)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN KIMIA AIR

PENDAHULUAN

MgCl2CaCl2MgCO3

CaCO3

N2

CO2

O2

Laut

H2O

Awan Awan

Air murni dengan rumus kimia H2O mempunyai sifat sebagai pelarut zat – zat yang sangatbaik , sehingga dalam keadaan bebas dialam , jarang didapat air murni , air murni diperolehdengan jalan melalui proses pengolahan air ( water treatment ) .Untuk kebutuhan suatu pembangkit listrik seperti air pendingin mesin diesel dan air boilerPLTU / PLTG , tidak cukup menggunakan air murni sebagai media , karena masih dibutuhkankriteria tertentu .Oleh sebab itu , bagi seorang Enjinir / Asisten Enjinir kimia perlu mempunyai pengetahuandan pengalaman dalam menangani air yang dibutuhkan , dengan memperhatikan :

1 . Sifat – sifat air yang dipakai2 . Pengaruh kandungan air terhadap peralatan / sistem3 . Cara mengendalikannya

Berdasarkan hal – hal tersebut diatas , maka berikut ini diuraikan pengetahuan tentang kimiaair untuk pembangkit listrik , agar peralatan yang dilalui oleh air tidak menimbulkan masalahkorosi ataupun deposit , sehingga dapat menunjang efisiensi perusahaan .

1. SIFAT ZAT – ZAT YANG TERKANDUNG DIDALAM AIR

Sebelum kita mempelajari pengaruh zat – zat terkandung terhadap suatu peralatan , adabaiknya kita mengenal terlebih dahulu sifat dari zat – zat tersebut .Pada umumnya gangguan terhadap suatu peralatan / sistem yang bermedia air adalahdisebabkan oleh zat – zat , yang umumnya bersifat korosif dan pembentuk deposit / kerak.Zat – zat tersebut dapat berupa gas , zat padat , cair dan microorganisme .Untuk mengenal sifat kimianya , berikut ini diuraikan proses reaksinya terhadap peralatan

/ material :



Copyrights 2011

Page 2

PT. PLN (PERSERO)


1 .1. Zat – zat terkandung dalam air berupa gas .

Seperti carbon dioksida ( CO2 )1 sulfur dioksida ( SO2 )1 sulfur trioksida ( SO3 )

oksigen ( O2 ) dan lain – lain . Air yang mengandung gas – gas tersebut akanbersifat korosif , yaitu :

CO2 + H2O H2CO3 FeCO3 Fe

SO2 + H2O H2SO3 FeSO3 + H2

SO3 + H2O H2SO4 FeSO4

Sedangkan gas oksigen tersebut bersifat oksidator

2Fe + 2H2O + O

2 2Fe(OH)

24Fe(OH) + 2H2O + O2 4Fe(OH)3

Dengan demikian agar air yang masuk sistem diusahakan seminim mungkinmengandung gas – gas tersebut .

1.2. Zat – zat terkandung dalam air berupa zat cair .

Kandungan zat cair dalam air dapat berupa asam , seperti asam khlorida ( HCI ),asam sulfat ( H2SO4 ) , Atau basa amoniak cair ( NH4OH ) , juga minyak , yangumumnya berasal dari limbah industri . Asam – asam dalam air menimbulkan air bersifat korosif terhadap peralatan dari

logam , sedangkan amoniak cair korosif terhadap peralatan yang terbuat daritembaga ( CU ) , kuningan ( Cu – Zn ) , alumunium brazz ( Cu – A1 ) dan lain – lain .

2 CU + O2 + 8NH4OH 2 CU ( NH3 )4(OH )2 + 6 H2O

1.3. Zat – zat terkandung dalam air berupa zat padat .

Air yang tidak murni selalu mengandung padatan yang dapat dibedakan menjadi 3kelompok berdasarkan besarnya partikel .

1 . Padatan terlarut2 . Padatan tersuspensi dan koloid3 . Padatan sedimen

1.3.1. Padatan terlarut.

Padatan ini terdiri dari senyawa – senyawa anorganik dan organik yang larutdalam air, seperti kalsium khlorida ( CaCl2 ) , magnesium sulfat ( MgSO4 ) ,magnesium chlorida ( MgCl2 ) , natrium chlorida ( NaCl ), natrium silikat( Na2SiO3 ) .Garam – garam kalsium dan magnesium menjadikan air bersifatsadah dapat menimbulkan gangguan terjadinya kerak ( CaCO3 , CaSO4 ) danlumpur ( MgCO3 ,Mg(OH )2 ) .

Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2

Ca Cl2 + SO

4

2- CaSO4 + 2 Cl-

Ca Cl2 + CO32- CaCO3 + 2 Cl-

Kerak



Copyrights 2011

Page 3

PT. PLN (PERSERO)


Mg(HCO3)2 MgCO3 + H2O + CO2

Mg SO4 + CO32-

MgCO3 + SO4

2-

Mg Cl2 + CO32- MgCO3 + 2 Cl- Lumpur

Garam magnesium umumnya tidak stabil , mudah terhidrolisa danmembentuk asam , sehingga air akan bersifat korosif .

Mg Cl2 + 2H2O Mg(OH)2 + 2 HCLGaram natrium silikat ( Na2Si O3 ) dalam air panas juga akan

terhidrolisa ,menghasilkan kerak silikat yang sangat keras dan seperti porselin ,

kristalnya sangatkecil , padat dan rapat .

Na2SiO3 + H2O NaOH + H2SiO3

H2O + SiO2

Garam – garam chlorida seperti natrium chlorida ( NaCl ) dalam air dapatmenjadikan air korosif .

1.3.2. Padatan tersuspensi dan koloid

Padatan jenis ini menyebabkan air menjadi keruh, tidak larut , tidak dapatmengendap langsung , seperti tanah liat , koloid , termasuk koloid silikat .Tanah liat ini dalam bentuk suspensi dapat berbulan – bulan , kecuali bilakeseimbangannya terganggu oleh zat – zat lain , seperti tawas ( alum ) ,sehingga terjadi penggumpalan dan mengendap .Koloid silikat sering lolos dalam proses pengolahan air , sehingga terjadikerak keras di daerah panas .

1.3.3. Padatan terendap ( Sedimen )

Sedimen adalah yang padatan yang dapat langsung mengendap jika air

didiamkan . Padatan yang mengendap tersebut terdiri dari partikel – partikelpadat yang berukuran lebih besar dari padatan tersuspensi , relatif besar danberat, seperti pasir ( SiO2 )menimbulkan erosi pada material dan penyumbatanaliran air .

1.4. Kandungan Micro Organisme

Micro organisme seperti ganggang dan bakteri akan dapat tumbuh dengan baikpada sistem air pendingin open sirkit yang menggunakan air laut , maupun dengansistem menara pendingin ( Cooling tower ) .



Copyrights 2011

Page 4

PT. PLN (PERSERO)


DIAMETERPARTIKEL

###

MACAMZAT

JUMLAH PARTIKELUNTUK MENCAPAIVOLUME YANGSAMA DENGAN

PARTIKEL YANGMEMPUNYAI # 10 ###

LUASPERMUKAANCm 2

WAKTU PENGENDAPAN

SEDIMEN:

10

1

10 -1

10 -2

10 -3

PARTIKEL-KOLOID

10 -4

10 -5

10 -6

Batu kerikil

P a s i r

Pasir lembut

Lumpur

Bakteri

- PARTIKELKOLOID

1

10 3

10 6

10 9

10 12

10 15

10 13

10 21

3,14

31,42

314,2

3140

31400

311772

2333 m2

28329 m2

0 , 3 detik

3 detik

38 detik

55 jam

230 jam

6,3 tahun

63 tahun

2. PENGARUH ZAT – ZAT TERKANDUNG TERHADAP SISTEM

Umumnya zat – zat terkandung dalam air akan mempengaruhi peralatan pemabangkitlistrik dan ini tergantung dari air apa digunakan , apakah sudah diolah sebelumnya , sertabagaimana kontrolnya . Seperti telah diuraikan sebelumnya , bahwa zat – zat yangterkandung dalam air dapat merubah sifat air , sehingga bila digunakan tanpapengolahan terlebih dahulu dapat berpengaruh pada sistem .

Zat – zat yang mempengaruhi sistem

2 .1. Garam – garam yang dapat menimbulkan deposit / kerak , seperti garam – garamkalsium ( Ca ++ ), magnesium ( Mg ++ ) dan silikat ( SiO3

2- ) Garam – garam ini akanmempengaruhi daerah saluran pertukaran panas, seperti di PLTD pada silinderblock terdapat lumpur, pada silinder liner terjadi kerak , pada Exhaus valve timbultermal stress , deposit pada pipa boiler PLTU / PLTGU , deposit Pada sudu – suduturbin PLTU / PLTGU .

Akibat dari hal – hal diatas antara lain adalah :

1 . Silinder liner tersumbat , mesin dapat pecah ( PLTD )2 . Dapat menimbulkan exhaus valve dapat patah karena termal stress .

3 . Pipa boiler dapat pecah ( PLTU / PLTGU )4 . Turbin deposit dan unbalance ( PLTU/ PLTGU )5 . Sel – sel pada hypochlorite generator terbakar .



Copyrights 2011

Page 5

PT. PLN (PERSERO)


2 . 2 . Zat – zat padat tersuspensi , koloid silikat dan pasir .

Kandungan air ini dapat langsung menimbulkan kerak atau lumpur sehingga

dapat menyebabkan erosi pada sistem air pendingin , mengurangi pertukaranpanas dan penyumbatan – penyumbatan ( PLTD /PLTU /PLTGU ) .

2 . 3 . Garam – garam chlorida ( C1 ) Oksigen terlarut ( O2 ) , Karbon dioksida ( CO 2 ) ,Sulfur dioksida ( SO 2 ) dan asam –asam ( H + ) dan amoniak ( NH 4 OH ) dalam airpendingin dapat menimbulkan korosi .

2.3.1. Garam – garam khlorida ( CI )

Garam – garam ini , seperti Natrium Khlorida ( NaCL ) , Kalsium Khlorida( CaCl2 ) yang banyak terdapat dalam air laut atau air pompa dekatdaerah pantai , merupakan elektronik kuat , yaitu dapat menimbulkan korosi

galvanic dalam sistem air pendingin seperti peralatan heat exchanger dankondensor .Di dalam sistem air pendingin heat exchanger PLTD terdapatperbedaan material yang dipakai , dalam hal ini logam yang lebih anodikakan terkorosi lebih dulu , perhatikan penampang heat exchanger berikut (lihat gambar ) .

BAGIAN – BAGIAN HEAT EXCHANGER

No BAGIAN-BAGIANNYA

STEELPIPE

STEELPLATE

NAVELBRASS

COPPER STEELBAR

PUREZINC

NEOPRAN

1

23

456

7

89

1011

SHELL

INLET HEADRETURNHEADTUBE SHEETTUBEBAFFLEPLETEPUTECTINGPLATEBOLT , NUTSHELLFLENGE

COMPANIONOGRING

V

VV

V

V

V

VV

V

V

V



Copyrights 2011

Page 6

PT. PLN (PERSERO)


Gambar Kontruksi Heat Exchanger

Di PLTU / PLTGU , korosi galvanik dapat terjadi kondensor , dimana materialtube – tube kondensor berbeda dengan body kondensor dan berada dalamlingkungan / media air laut sebagai ekotrolit . Selain dari itu garam – garamchlorida ( CL ) dapat menimbulkan korosi sela , seperti pada daerah

sambungan pipa dan korosi pada turbin PLTU .

2.3.2. Gas - gas oksigen ( O2 ), CO2 dan SO2

Gas – gas ini dapat masuk ke dalam sistem melalui kebocoran seal pompa, gas buang masuk sistem air pendingin PLTD melalui kerusakan sealsilinder head juga melalui air make up atau cooling tower. Gas oksigenterlarut dapat menimbulkan korosi lubang ( pittimg ), sedangkan gas CO2 danSO2 dapat menimbulkan korosi merata pada pipa sisi air .

2.3.3 Asam – asam HCI , H2SO4 dan NH4OH

Asam – asam ini dapat menimbulkan korosi merata pada sirkit air yangdilaluinya. Terbentuknya asam ini dapat berasal dari air buangan industri ,kebocoran gas buang pada PLTD atau dari hidrolisa garam tidak stabilwaktu ada kebocoran kondensor di PLTU , yang menyebabkan pH air < 7. Amoniak cair ( NH4 OH ) akan dapat melarutkan material sistim airpendingin yang terbuat dari Cu , seperti tube – tube intercooler , radiator ,heat exchanger , tube – tube , kondensor dan lain – lain .

2.4. Micro Organisme

Micro organisme jenis ganggang dapat menyumbat saringan – saringan air

pendingin , tube - tube kondensor , pompa – pompa dan mengurangikecepatan pertukaran panas .Bakteri merupakan salah satu jenis microorganisme yang dalam air merusak bangunan – bangunan cooling toweryang terbuat dari beton .



Copyrights 2011

Page 7

PT. PLN (PERSERO)


3. PENANGGULANGAN TERHADAP PENGARUH KANDUNGAN AIR

Secara prinsip ada beberapa cara penanggulangan , yaitu :

a . Mengolah fluida / media / lingkungan , menjadi media yang sesuai kriteria yangdibutuhkan ( pengolahan air ) .

b . Membuat material yang tahan terhadap korosi atau stress .c . Membuat lapis lindung pada permukaan material .d . Menggunakan cathodic protection .

3.1. Pengolahan Air

Untuk mencegah terjadinnya korosi dan deposit kerak yang sangat mengganggupada sistem , maka air baku perlu diolah terlebih dahulu , yaitu dengan carapengolahan air ( Eksternal Water treatment ) , kemudian air yang masuk sistem

diolah dengan sistem internal Water Treatment .

3.1.1. Kita mengenal beberapa cara pengolahan air sebelum dipakai masuk sistem( Eksternal Water Treatment )

a . Flokulasi dan koagulasib . Proses pengendapan kimiac . Filtrasid . Evaporasi / Desalinasie . Pertukaran ionf. Reverse Osmosa ( Osmosa Balik )

A. Flokulasi dan Koagulasi

Flokulasi dan koagulasi merupakan proses penyatuan partikel – partikel yang halusdan kotoran – kotoran koloid dalam air menjadi satu massa yang segera dapatdipisahkan dan disaring . Partikel –partikel koloid mempunyai permukaan yang luas ,sehingga mereka tetap dalam keadaan suspensi dan partikel – paryikel suspensimempunyai muatan listrik negatif yang menyebabkan saling tolak menolak sehinggatidak dapat bersatu Ada beberapa macam koagulasi yang dipakai , seperti garamalumunium sulfat ( AI2 ( SO4 ), Fery sulfat Fe2 ( SO4 )3 , Fery Chlorida ( FeCI3 )dan lain – lain . Ion – ion ini mempunyai 3 muatan positif , sehingga keaktifan merekauntuk mengikat muatan negatif dan koloid sangat besar , dan dengan pemakaian

yang baik dapat membentuk jala – jala yang bermassa dan mudah mengendap . Akhir – akhir ini banyak industri menggunakan poli elektrolit yang mempunyai rantaipanjang bermuatan positif , sehingga koagulasi akan cepat .

B. Proses Pengendapan Kimia

Pada proses ini zat – zat kimia ditambahkan untuk bereaksi dengan mineral – mineral yang terlarut dalam air , dan menghasilkan endapan . Cara ini dapatmengurangi ion – ion kalsium dan magnesium terlarut dan CO2, seperti padaproses kapur soda ( lime soda softener ) berikut ini :



Copyrights 2011

Page 8

PT. PLN (PERSERO)


Ca( HCO3)2 + Ca( OH )2 2 CaCO3 + 2H2O

Mg ( HCO3 )2 + Ca(OH)2 2 CaCo3 + Mg( OH )2 + 2H2O

Sadah sementara kapur Lumpur yang dapat di pisahkan

Mg CI2 + Ca(OH )2 Mg( OH )2 + CaCO3

Mg CI2 + Ca( OH ) 2 Mg( OH )2 + CaCI2

Sadah tetap lumpur sadah tetap

CO2 + Ca ( OH )2 2 CaCO3 + H2O

Dalam hal ini kapur hanya efektif untuk mengurangi kesadahan sementara .

Untuk mengendapkan kesadahan tetapnya , dipakai soda abu ( Na2Co3 ), denganreaksi :

Ca CI2

Ca SO4 + Na2CO3 CaCO3 + Na2SO4

Mg SO4 + Na2CO3 MgCO3 + 2NaCl

Mg Cl2

Sadah tetap Lumpur Air lunak

Pemakaian efektif dari koagulasi dapat membantu menghilangkan silika , karenaakan dapat diserap kedalam lumpur koagulasi . Cara pelunakan kapur soda iniada 2 cara , yaitu dengan cara batch dan cara continu .Pada cara batch , bahan – bahan kimia dicampur ke dalam tangki , kemudianlumpur yang terjadi dipisahkan dan air yang jernih dikeluarkan dari tangki .Sedangkan cara continynu menggunakan beberapa tangki , masing – masingdipakai untuk :

1 . Mengatur pertimbangan zat – zat kimia yang dipakai dan air masuk .2 . Tempat reaksi , sampai lumpur terpisah

3 . Mengalirkan air yang bersih keluar tangki

Bila dilaksanakan dalam kondisi temperatur ambient, disebut cold line sodesofterner , dan bila temperatur operasi naik disebut hot line sode softerner. Padaproses kapur soda ini , garam – garam kalsium dan magnesium bercampur denganbubur kapur dan soda untuk membentuk endapan dari kalsium karbonat danmagnesium hidroksida . Setelah pengendapan , air lunak tersaring . Seorang kimiaakan menghitung perbandingan yang tepat antara kapur dan soda. Hasil air inimasih kurang cocok untuk air make up , karena masih mengandung zat padatterlarut , dan dapat menimbulkan deposit pada permukaan heat transfer .

D. Filtrasi ( penyaringan )

Ada beberapa macam saringan untuk menjernihkan air dari partikel – partikel yangtersuspensi dan terendap , antara lain yang sering terpakai adalah sand Filter (



Copyrights 2011

Page 9

PT. PLN (PERSERO)


saringan pasir ) dan carbon filter ( saringan carbon ) . Kelebihan carbom filteradalah dapat menyerap warna , bau dan koloid . Bila pasir / koral sudah jenuh ,perlu di back wash , sedang untuk carbon filter perlu pula dialiri steam untukmengembangkan pori – pori yang berfungsi penyerap .

Gravity Sand Filter

1. OverFlow2. Filter Influent3. Coarse Media4. Fine Media5. Filtrate Nozzles6. Filtrate Chamber

7. Level Controller8. Filter Reject9. Washbox10. Counter-Current Washer11. Airlift12. Central Feed Chamber13. Actuated Valve

Kontruksi Sand Filter



Copyrights 2011

Page 10

PT. PLN (PERSERO)


Komponen Carbon Active Filter

Gambar proses pengolahan air dengan system flokulasi,koagulasi,pengendapankimia,filtrasi/penyaringan ( Instalasi Pengolahan air minum mini dengan bahan baku airsungai )

1 2 3 4

SUNGAI

POMPA

BAK AIR BAKU

POMPA

SAND

FILTER

BAK PENGENDAP

POMPA

DRAIN

DRAIN

SAND

FILTER

CARBONACTIVE

FILTER

TOWER

KE

PERUMAHAN



Copyrights 2011

Page 11

PT. PLN (PERSERO)


KETERANGAN :INJEKSI BAHAN KIMIA.

1. CAUSTIC SODA.

2. ALUMUNIUM SULPHATE(TAWAS/ALUM)3. POLYELECTROLYTE.4. CALSIUM HYPOICHLORITE(KAPORIT) )(DESINFEKTAN ).

E. Evaporasi

Cara ini sama prinsipnya dengan distilasi, yaitu air yang diolah diuapkan kemudiandiembunkan menjadi air distilate ( air tawar ).

1. Diagram EvaporatorBila airnya sadah maka akan dapat menimbulkan kerak pada tangki karenanya pulasebelum masuk ke tangki diberi bahn kimia anti scale, seperti poli posphat, dan

endapan yang terjadi diblowdown. Alat evaporasi ini disebut evaporator

Unit Evaporator



Copyrights 2011

Page 12

PT. PLN (PERSERO)


Jet

Ejector Steam

Antiscalant

Feedwate

Pump

Mist

Separator

Product

pump

Brine

pump

Stage nStage n-1Stage 2Stage 1

Brine Brine

Condensat

epump

Feed Heater

Pressure

Reducing

Valve

Preheate

dFeedwater

2. Desalinasi

Alat untuk mengurangi kadar garam dengan cara evaporasi disebut jugadesalination plant . Ada beberapa sistem Desalination plant yang dipakai di PLTD /PLTGU , diantaranya adalah one through multiple stage flash evaporator , circulatingmultiple stage flash evaporator dan Multi Efek Desalination.

a. One Through MSF



Copyrights 2011

Page 13

PT. PLN (PERSERO)


ST 1ST 17

Ejector steam

FT6437 PV6313

2nd 1st

PI6449

Hogging Ejector

Ejector condenser

FT6305 TE6308

FT6414CV6411CT6417

TE6308

DUMP

PRODUCT WATER

PUMP

ANOR

BSTB

BRINE RECERCULATIONPUMP A

STB

BNOR

V6336

BLOWDOWN PUMP

CV6319 FT6319

FEED

DUMP

CV6436

CV6420 FT6435 TE6434

HCV6346

LT6347

PT6344

TIC6343

LT6428

CV6421 PT6421 CV6343

DESUPERHEATER

BRINE HEATER

HOTWELL

PCV6423

CONDENSATE

ASTB

BNOR

HCV6312

DISCHARGE

STEAM

BRINE RECERCULATION

ANOR

BSTB

Sea Water Supply

Heat Rejection

ST.18ST.19

MAKE UP

DISC

TE6311

ST.17 ST.01

TE6340

TE6426

Tiap-tiap tingkat terdiri dari 2 (dua) ruangan , yaitu ruangan penguapan dan ruanganpengembunan. Air laut dipompa dan dilewatkan kedalam pipa-pipa penukar kalor didalamruangan kondensasi (sebagai pendingin), dan sekaligus juga dipanaskan oleh uap yangtimbul diruang penguapan (mengambil kalor latent). Selanjutnya air laut dipanaskan didalam

pemanas air laut (brine heater), dan dimasukkan kedalam ruang penguapan (flash chamber)tingkat pertama.

b. Recirculating MSF

Sistem ini terdiri dari heat recovery section, heat rejection section, seperti diperlihatkan padagambar 2. Setelah melewati bagian condensor heat rejection, sebagai pendingin. Sebagianair laut dipakai sebagai air penambah pada tingkat terakhir, dan sebagian lagi dibuangkeluar (blowdown). Sebagian brine tingkat terakhir diencerkan dengan air penambah (makeup) dan disirkulasikan melewati pendingin (condensor) heat recovery section dan sisa airbrine sebagian dibuang untuk mempertahankan concentration factor. Setelah melewaticondensor-condensor dari heat recovery section, brine dipanaskan sampai suhu terminalnyadan masuk tingkat pertama ruang penguapan (flash chamber). Penguapan berlanjut terus

didalam ruang-ruang penguapan, brine mengalir dari tingkat pertama sampai tingkatterakhir. Setelah dicampur dengan air penambah, brine mengalir kedalam pompa sirkulasidan proses berulang kembali



Copyrights 2011

Page 14

PT. PLN (PERSERO)


c. Multi Efek Desalination

Uap yang berasal dari auxilary steam masuk ke dalam tube-tube pada efek pertama untuk

memanasakan air laut. Air laut masuk ke dalam efek pertama dengan cara dispray ke tube-

tube yang berisi uap. Saat itu juga uap yang ada didalam tube akan terkondensasi dan

menghasilkan destilat kemudian ditampung di destilat box, di lain sisi temperatur air laut

akan naik dan menguap karena tekanan yang dibawah atmosfer . uap yang terbentuk akan

masuk ke efek ke dua dan seterusnya hingga efek terakhir. Diefek terakhir atau disebut juga

final condensor,uap tersebut kontak dengan tube yang berisi air laut sehingga menghasilkan

destilat. Air laut yang tidak teruapkan ditampung di dalam brine chamber dibuang ke laut.

E. Pertukaran ion adalah

Reaksi kimia antara zat padat ( penukar ion ) dan fluida yang mana ion – ionditukar dari satu zat ke zat yang lain . Ada 2 macam penukar ion , yaitu penukarkation dan penukar anion . Zeolit adalah penukar kation yang tersusun secaraalamiah dari Natrium , Alumunium dan pasir .( Na2O. YAI2O3 2SiO2.aH2O )berfungsi mengadakan pertukaran kation antara yang terlarut dalam air terutama

ion calsium ( Ca++

) dan Magnesium ( Mg++

) dengan ion Natrium ( N a+

) yangterdapat pada Zeolite .

Ca++Ci2- Ca++Ze- Na+CL-

+ Na+2Ze - +Mg++SO4

- Mg++Ze- Na+2SO4

Kandungan Zeolite Jenuh Air lunak Air aktif

Zeolite yang sudah jenuh dapat diaktifkan kembali dengan jalan dialiri larutan

sodium clorida ( NaCI ).

Ca++Ci2-

Mg++SO4-

Ca++Ze-

Mg++Ze- 2 Na+CL-

Na+2SO4



Copyrights 2011

Page 15

PT. PLN (PERSERO)


Ca++Ze- + 2Na + CI Na+2Ze- + CaCe-2

Mg++Ze- + 2Na+CI- Na+Ze- + Mg++CI-2

Zeolite Zat yang me - Zeoliter Air sadahJenuh regenerasi aktif dibuang

Gambar Zeolit

PENGOPERASIAN :

Raw Water masuk kedalam tengki , turun melewati Natrium Zeolite , air lunaknya naikkeatas melalui pipa riser dan keluar lewat kontrol ke tangki make up .

REGENERASI :

Bila Zeolite telah jenuh , diaktifkan kembali oleh garam ( NaCI ). Larutan garam inidimasukan ketangki lewat riser kebawah , kemudian naik keatas melewati Zeolite dankeluar . Jika sudah selesai , dilaksanakan slow rinse . Untuk lengkapnya informasi ,lihat instruction pengoperasian water treatment SWD PLTD . Penukar ion lainnya yangsekarang banyak dipakai adalah resin sintetik yang terbuat dari polisterine pori – pori . Ada 2 macam resin , yaitu kation ( Hydrogen ion exchanger ) dan resin anion (

Hydroxyl ion exchangerr ) . Kedua resin ini bisa dipakai untuk memurnikan air dengansistem dimineralisasi , yaitu sistem yang dipakai PLTU / PLTGU .



Copyrights 2011

Page 16

PT. PLN (PERSERO)


HYDROGEN ION EXCHANGER

HCl

Pump Filter CationExchange

CationResin

NaOH

AnionExchange

r

AnionResin

Dengan mengalirkan air melewati alat penukar ion, diharapkan diperoleh air murni

F

R

E

S

H

W

AT

E

R

Bila dilewatkan melalui resin kation ( Hydrogen cation exchanger ) , maka ion – ionpositif dalam air akan ditukar dengan ion Hydrogen yang terdapat dalam resin .Secara sederhana proses realisasinya ditulis sebagai berikut :

Gambar penukar kation



Copyrights 2011

Page 17

PT. PLN (PERSERO)


Reaksi :

Na+CL- + R-H+ H+Cl- + R-Na+ Resin Kation

Ca2+CI2 + 2 R-H+ R-

2Ca2+ + 2H+CI-

Mg2+CI2 + 2R-H+ R-

2Mg2+ + 2H+CI-

Kandungan Resin Resinair Kation non aktif

Ca2+ ( HCO3 )2 + 2R-H- R-2Ca2+ + H+2CO2-

3 Kandungan air setelahmelalui resin

Efluen air yang melalui resin kation bersifat asam . Karena ada asam yang mudahterurai , seperti H2CO3 dan H2SO3 maka air perlu dilakukan melalui degassifier untukmembuang gas – gasnya .

H2CO3 H2O + CO2

H2SO3 H2O + SO2

Bila resin kation telah jenuh , berarti tidak dapat lagi menukarkan ion Hydrogennya ,maka resin sudah diaktifkan kembali , dalam hal ini melalui proses regenerasi . Zatyang dipakai untuk regenerasi adalah asam, biasanya asam chlorida ( HCI ) atauasam sulfat H2SO4

R-2Ca2+ + H+2SO42- 2R-H+ + Ca 2+SO42-

R-2Ca2+ + 2H+CI- 2R-H+ + Ca2+CI-2

resin Zat yang Resin Kandungan jenuh meregenerasi aktif sisa regenerasi

HYDROXYL ION EXCHANGER ( RESIN ANION )

Pada umumnya air yang melalui resin anion ini adalah yang telah dilewatkan melalui

resin kation , jadi air yang mengandung asam , sehingga reaksinya sebagai berikut :

H+2SO42- + 2R+OH R+2So42- + 2H+OH-

H+CI- + R+OH- R+CI- + H+OH-

Bila resin Anion ini sudah jenuh , perlu diregenerasi dengan basa , umunya dengansoda api / caustic ( NaOH ). Sehingga resin aktif kembali .

R+2So4

2- +2Na+OH- 2R+OH- + Na+2 SO42-

R

+

CI

-

+ Na

+

OH

-

R

+

OH

-

+ Na

+

CL

-



Copyrights 2011

Page 18

PT. PLN (PERSERO)


Reaksi :H+Cl- + R+OH- H+OH- + R+Cl- Resin Anion

System demineralisasi ada 2 type

Resin

Kation

Resin

Anion

Resin

Kation + Anion



Copyrights 2011

Page 19

PT. PLN (PERSERO)


1. Sistem demineralisasi multi bed

PENGOPERASIAN :

Raw water masuk, diinjeksi alumunium sulfat terlebih dahulu dan suspensi yangterkandung disaring didalam saringan koral / carbin aktif, air yang jernih masuk kepenukar kation sehingga air keluar bersifat asam , diteruskan ke tangki pembuangangas- gas, kemudian ke tangki penukar anion, sehingga air yang keluar akan bebas darimineral .

REGENERASI :

Setelah beroperasi sejumlah air tertentu, resin perlu diaktifkan kembali. Resin kationdengan asam chlorida atau asam sulfat, resin anion dengan caustic soda ( NaOH ) .

Step regenerasi

1. Back wash2. Setting3. Injeksi HCI atau NaOH4. Rinse ( Slow dan Fast rinse )

HCl

Zeolit

1 2

3

4

5

6

7

8

10

9

drain

Gambar : Regenerasi Unit Kation

Reaksi :R-Na+ + H+Cl- R-H- + Na+Cl- Jenuh Injeksi Asam Reaksi aktif Limbah



Copyrights 2011

Page 20

PT. PLN (PERSERO)


NaOH

Zeolit

1 2

3

4

5

6

7

8

10

9

drain

Air dr unit kation

Gambar: Regenerasi Unit Kation

Reaksi :R-Cl+ + Na+OH- R+OH- + Na+Cl- Jenuh Injeksi Caustic Resin Aktif Limbah

2 . SISTEM DEMINERALISASI SINGLE BED ( MIXED BED)

PENGOPERASIAN : Air dari booster pump masuk ke mixed Bed filter , disini ion positif dan negatifdalam air ditukar dengan ion hidroksil dari resin , air yang keluar adalah air bebasmineral .

R-OH

R-H

NaCl

Garam

H2O

NaCl

R-Na

R-Cl

H OH

Gambar : Penukar Mix-Bed



Copyrights 2011

Page 21

PT. PLN (PERSERO)


REGENERASI :

W1

W2

W3

W5

W6

W4

R5

R6

B2

B3

B4

EFFLUENT NEUTRALIZATION SUMP

B1

DW1DW2

R3

R2R4

MIXING AIR

RECEIVERPS1

DESTILLED

BOOSTER PUMP

DESTILLED

WATER

TO

DEMINTANK

R1

R-OH

R-H

MA1

NaOHHCl

REGENERASI :

Resin yang sudah jenuh diregerasi dengan HCI dan Na OHsesuai dengan sequen step regerasi

1 . Back wash2 . Setting3 . Caustic Injection

4 . Caustic Displacement5 . Acid Injection6 . Acid Displacement7 . Rinse8 . Draining9 . Mixing

10. Fill up11. Fast rinse12. Cek Conductivity



Copyrights 2011

Page 22

PT. PLN (PERSERO)


SELECTIVITY OF CATION AND STRONG BASE ANION RESINS

Cations Anions

Calcium ( Ca +2 ) Sulfate ( SO4-2 )

Magnesium ( Mg +2 ) Chloride ( CI - )

Ammonium ( NH4+ ) Bicarbonate( HCO3

- )

Potassium ( K + ) Silica ( Exchanges as HsiO3 - )

Sodium ( Na + ) Hydroxide ( OH - )

Hydrogen ( H + )

TYPICAL SPESIFIKASI KWALITAS AIR YANG DIPAKAI UNTUK PENGISIDEMINERALISING PLANT

Constituent Limit Pretreatment

TSS Essentially zero Clarification / filtration polishingfilter – 20 micron

Organics Essentially zero Lime softening Chlorination /filtration Activated carbonfiltration

Chlorine < 0 . 1 mg/l Actived carbon filtrationDechlorination

Iron ( ferric ) < 0 .1 mg/l Lime softening / filtrationFiltrationManganese greendsand -filtration

TDS Typically < 500 mg/ l Desalination ( R . O . or other )

f. Reverse Osmosis

R.O. (Reverse Osmosis) adalah suatu metode pemurnian melalui membran semi permeabledi mana suatu tekanan tinggi (50-60 PSI) diberikan melampaui tarikan osmosis sehinggaakan memaksa air melewati proses osmosis terbalik dari bagian yang memiliki kepekatantinggi ke bagian dengan kepekatan rendah. Selama proses ini terjadi, kotoran dan bahanyang berbahaya akan dibuang sebagai air tercemar. Molekul air dan bahan mikro yang lebihkecil dari pori-pori R.O. akan melewati pori-pori membran dan hasilnya adalah air yangmurni.



Copyrights 2011

Page 23

PT. PLN (PERSERO)


Bagian utama dari sistim RO terdiri dari pompa-pompa dan motor, filtration system, tangki-tangki, membrane, cleaning system, piping system serta instrument control. Air laut yangakan memasuki system RO, sebelumnya di injeksi dengan klorin di water intake untukmencegah gangguan dari biota lain dan mencegaH potensi terjadinya korosi di pipa-pipa.Klorin yang di injeksikan di water intake adalah sekitar 1 ppm. Air kemudian ditampungdalam Sea Water Tank untuk kemudian melalui treatment di RO. Berikut ini adalah bagian-

bagian yang ada dalam system RO.

a. Automatic Filter (Arkal).

Filter ini bertujuan untuk memisahkan padatan tersuspensi dengan ukuran > 100 mikron. Arkal mempunyai kapasitas 143 m3/jam. Arkal bisa melakukan back wash secara otomatis,dengan setting 25 detik back wash, 5 detik delay (pindah modul).back wash dilakukan di tiappasang modulyang bergantian dengan modul lain dengan memanfaatkan perbedaantekanan antara produk arkal dengan saluran drain. Terdapat 2 buah train,tiap train terdiridari 6 pasang modul,antar modul dihubungkan dengan three way valve. Produk arkalditampung di dalam sea water tank.



Copyrights 2011

Page 24

PT. PLN (PERSERO)


Gambar Arkal

b. Ultra Filtration (UF)

Filter ini memisahkan partikel dengan ukuran > 0,1 mikron yang telah melewati Arkal.

Terdapat 2 buah train, 1 trin terdiri dari 84 modul.Didalam Ultra Filtration juga terjadibackwash secara otomatis yang pengaturannya berdasarkan timer, yaitu 30 menitproduksi,berhenti,kemudian back wash yang semuanya berlangsung dalam 1 train. Backwash berlangsung selama 210 detik, dengan rincian 70 detik pertama aliran udara = air,140detik sisanya aliran air.Air yang di accept di filter ini ditampung pada UF tank dengankapasitas produksi 125 m3/jam. Di UF tank di cek kadar Cl2 yang keluar dari Arkal.

Gambar Ultra Filtration

c. Catridge Filter

Filter ini menyaring partikel dengan ukuran > 5 mikron. Filter ini dipasang untukmengntisipasi bila ada partikel yang lolos dari UF. Sebelum masuk catridge filter, airdiinjeksikan anti klorin, yaitu Na2SO3 dan anti scalant, yaitu poli karboksilat. Tujuanpenginjeksian anti klorin adalah karena catridge filter mempunyai bahan yang tidak tahanterhadap klorin. Bila terpapar pada klorin, maka serat catridge akan meluruh. Sedangkantujuan ditambahkannya anti scalant adalah untuk mencegah terbentuknya endapan padaRO yang dikhawatirkan akan menyumbat RO dan mengganggu kinerja dan efisiensi RO.Sebagai Anti Scale, biasanya digunakan bahan kimia yang berjenis polimer. Pada desaltplan misalnya, digunakan poly phosphate. Namun pada RO, jenis bahan yang digunakanberbeda. Hal ini karena pada prosesnya desalt dan RO mempunyai suhu operasi yangberbeda, sehingga scale yang terbentuk pun berbeda. Maka bahan yang digunakan punharus disesesuaikan. Injeksi dilakukan dengan selang yang dihubungkan langsung ke dalampipa aliran air.

IN

OUT



Copyrights 2011

Page 25

PT. PLN (PERSERO)


Gambar Catridge Filter

d. Sea Water RO (SWRO)

adalah perangkat untuk memurnikan air dari partikel-partikel pengotor dari air laut. SWRO terdiridari 11 vessel, dengan tiap tabungnya mempunyai 6 lembar membrane yang tergulung didalamnya. Jenis membrane yang digunakan adalah Thin Film Composite (TSC). Pada SWROproses masuknya air adalah dari luar membran dan produknya ke luar dari bagian dalammembrane dengan aliran paralel, artinya air masuk ke dalam 11 tabung secara bersama -sama. Air masuk SWRO mempunyai conductivity 46200 µЅ dengan dipompakan HPP SWRO(P = 38 bar).Keluar SWRO dengan conductivity < 500 µЅ. SWRO mempunyai kapasitas 50m3/jam. Produk SWRO kemudian ditampung dalam SWRO tank sebelum dialirkan ke BWRO.

SWRO mempunyai kemampuan reject 75% dan permeat 25%.

Membran Reverse Osmosis

e. Breakist Water RO (BWRO).

Pada dasarnya BWRO sama dengan SWRO. Bedanya adalah BWRO berfungsi untukmemurnikan air sungai. Pada hal ini air dari SWRO dianggap sebagai air tawar yangberkarakteristik hampir sama dengan air sungai. Pada BWRO terdapat 7 tabung membrane,dengan tiap tabungnya terdiri dari 4 lembar membrane. Berbada dengan SWRO,padaBWRO aliran airnya seri,terbagi menjadi 3 stage:

Stage pertama terdiri dari 4 vessel,produknya ke BWRO tank,sedangkan rejectnya kestage ke dua.

Stage ke dua terdiri dari 2 vessel,produknya ke BWRO tank,sedangkan rejectnya ke



Copyrights 2011

Page 26

PT. PLN (PERSERO)


stage ke tigaStage ketiga terdiri dari 1 vessel,produknya ke

BWRO tank,sedangkan rejectnya ke stage ke UF permeat tank.

Produk SWRO mempunyai conductivity < 15 µЅ lalu kemudian ditampung dalam BWROtank. BWRO mempunyai kemampuan reject 25% dan permeat 75%. Hal ini karena pada

BWRO air yang lewat sudah lebih murni sehingga tidak banyak pengotor yang tertahan.Pada BWRO juga dilakukan pengecekan parameter yang sama dengan SWRO. Dari BWROtank, air kemudian dialirkan ke Fresh Water Tank untuk kemudian dilakukan demineralisasidi mixed bed demineralizer.

Gambar RO Vessel



Copyrights 2011

Page 27

PT. PLN (PERSERO)


3.2 Internal Water Treatment

condenser

169 k, 538 C

40 k, 336 C

39 k, 538 C

10 k, 330 C

174 k

251 C

180 k, 142 C

28 k. 40 C

12 k, 109 C

G

SUBFP

DEAERATOR

LP HEATER

LP HEATER

LP HEATER 4

LP HEATER 3

LP HEATER 2

HP HEATER 6

HP HEATER 8

HP HEATER 7

BFP

HP IPLP 1 LP 2

HP BY PASS

LP BY PASS

MAIN DRUM

BOILER

SUPER

HEATERREHEATER

ECONOMIZER

DESAL PLANT

FWT

DEMIN

PLANT

COND.

PUMP

COND

POLISH

T U R B I N E S

SEA

GLAND ST

COND

FUEL

ASH

Gambar sirkulasi air uap PLTU Suralaya Unit 5,6,7

Berikut ditampilkan gambar siklus air sederhana PLTU/PLTGU Priok

Sekilas Tentang PLTGU Priok

30oC 35oC

Aliran air laut = 106.600 M3/jam

SIKLUS AIR SEDERHANA PLTU /PLTGU UBP PRIOK

ChlorinatioanPlant (NaOCl)

Desalination Plant 1

Desalination Plant 2

<100

uS/cm < 5

uS/cm

Demineralitation Plant

HRSG

Condensor Water

intake

G

Out fallLaut Jawa

WWTP(Waste Water Treatment Plant)

Semua limbah cair

GT

30oC 35oC



Copyrights 2011

Page 28

PT. PLN (PERSERO)


Seperti telah diuraikan diatas , bahwa salah satu pencegahan terhadap kerusakanperalatan adalah dengan cara mengolah fluidanya, dalam hal ini tidak cukup denganpengolahan eksternal , melainkan perlu pengolahan didalam sistem yang disebutInternal Water Treatment .

a . SISTEM DI PLTU / PLTGU – Lihat Typical Flow DiagramChemical Treatment sebagai berikut :

3.2.1. Sistem air kondensat

Hydrazine (N2H4) diinjeksikan kedalam dicharge pompa kondensat( Condensate Pump Discharge ) atau sesudah Condensate Polisher agardapat mengikat oksigen terlarut dan mengatur pH air condensate antara 9,2 – 9,4, juga agar pada inlet deserator kadar hydrazine mencapai minimum 10 ug / l .Oksigen terlarut didalam air kondensat harus dijaga serendah mungkin jika lebih

dari 20 ug/l , maka harus di identifikasi sumber kebocoran dan ambil langkahpembetulan .

AIR KONDENSAT NORMAL LEVEL 1 LEVEL 2

02 Terlarut < 20 ug / 1 > 20 < 40 ug/ 1Maksimum 336 j / th

> 40 ug / 1 Maksimum48 j / th

Bila kondensor bocor , maka Cathion conducting dan DirectConductivity akan naik , dan perlu mengambil langkah secepatnyaSbb :

AIR KONDENSAT NORMAL LEVEL 1 LEVEL 2 LEVEL 3

Cathion Conductivity

Direct Conductivity

< 50 us / cm

< 500 us/ cm

> 50 < 140 us / cmIdentifikasi bagian yangbocor lalu out ofservice /dengan mengguna –kansaw dust

> 140 us / cmBeban di – turunkan &kondensor diisolasi

> 5000us / cmUnit – trip

3.2.2 . Sistem Air Pengisi

Tujuan Internal Treatment didaerah air pengisi ini adalah untuk mengurangikontaminasi dan korosi , yang dapat menjadikan air boiler dan SprayDesuperheater terkontaminasi .



Copyrights 2011

Page 29

PT. PLN (PERSERO)


Batasan untuk air pengisi dapat dilihat pada tabel berikut :

A N A L I S I S H A R G A

Total Fe

Total CupHO2 di air kondensat

di deacratorN2H4 di air kondensat

Di deacrator outletNH 4 OH

10 ug / I

10 ug / I9 , 2 – 9 , 420 ug / I5 ug / I20 ug / I10 ug / I< 1000 ug / I

pH air pengisi dikontrol antara 9 , 2 – 9 , 4 dengan penambahan amoniasesudah condensat polisher . Dalam hal ini membutuhkan antara 0 , 5 – 1 ppmamonia . Pengaturan pH ini untuk mengurangi korosi pada baja dan tembagadi high pressure feed heater . Hydrazine juga diinjeksikan secara kontinu didischarge condensate pump atau sesudah condensate polisher dan padadeaerator outlet , agar kadar N2H4 dijaga < 10 ug / I di economiser inlet ( lihattabel * )Kontaminasi pada air pengisi disebabkan :1 . Kebocoran kondensor , sehingga Ca2+ , Mg2+ dan CI- dapat masuk ke boiler .2 . Kebocoran udara masuk ke kondensor atau daerah lain , sehingga Oksida

Fe dan Cu dari korosi tube condensor dan heater heater dapat masuk keboiler .

Hydrazine meskipun bereaksi lambat dengan oksigen , namun dapat mereduksioksida – oksida Fe2O3 pada sistem air pengisi menjadi Fe3O4 ( Magnetite Film ).

* TABEL ECONOMISER INLET

DISCHARGE BEP NORMAL LEVEL 1 LEVEL 2 LEVEL 3

Disolved Oxygen < 5 ug / I > 50 < 10 ug / IMaksimum 336 j/th

> 10 < 20 ug / IMaksimum 48 jam / th

> 20 ug / I Maksi 4 j/ th Unit out ofservice

3.2.3 . Sistem Air Boiler

Air boiler harus dijaga dalam kondisi normal , Internal boiler water pada boilertekanan rendah biasanya dengan injeksi garam fosfat , untuk mengkontrol pHair boiler dan mencegah terbentuknya kerak Ca dan Mg sulfat atau silkat .

3.2.4. Hubungan Fosfat dengan pH adalah sebagai berikut :

Injeksi fosfat sebaiknya campuran antara Na3PO4 dan Na2HPO4 , agar kondisipH air boiler berada dibawah curve , karena tidak menimbulkan free causticseperti pada campuran Na3PO4 dan NaOH . Dengan alasan fosfat dapatmenimbulkan deposit ” Hide out ” , maka ada unit lebih menyukai volatiletreatment sebagai kontrol pH dan bebas padatan , tentunya kwalitas airpengisi harus baik dan tube – tube condensor dengan tergantung dari designboilernya . Bila kondisi air boiler dibawah atau diatas dari harga batasnya ,maka maksimum waktu 4 jam dan blow down untuk menormalkan ,

selanjutnya harga pH < 8 , maka segera harus shut down . Boiler harusdioperasikan pada tahanan drum yang berkaitan dengan penentuan padaCurve antara silikadan tekanan .



Copyrights 2011

Page 30

PT. PLN (PERSERO)


Typical batasan untuk kelas 600 – 900 psig dan 900 – 1500 psig dapat dilihatpada tabel berikut :

( 600 to 900 psig ) ( 900 to 1500 psig )

pH 9 , 4 to 9 ,8 9 ,3 to 9, 5M alkalinity, mg /l 50 ( maximum ) 20 ( maximum )As CaCO3 PO4 , mg/ l as such 5 to 10 4 to 6SiO2 4,0 ( maximum ) 2,0 ( maximum )Spec, Cond , uS / cm 250 ( maximum ) 100 ( maximum )

Disamping dengan Internal Treatment , maka korosi juga dapat dicegahdengan menjaga magnetite film pada boiler jangan sampai rusak , antara lainkarena hydrogen damage , free caustic yang tinggi dan sering melaksanakanacid cleaning . Untuk sistem air pendingin kondensor , korosi water box

kondensor dapat dicegah dengan cara menempatkan Zink anode atau dengansistem cathodic protection .

3.2.5 SISTEM DI PLTD( Internal Water treatment dan system pendingin di PLTD Bukit Asam )

MAKE – UP17 M

3/JAM

SETARA AIRMINUM

BAKPOMPA

COOLER

FAN

760 M3

/JAM

TANKPOMPA

B

COOLING

TOWER

ENGINE JACKET COOLER

OIL COOLER

TURBO CHARGER

INTER COOLER



Copyrights 2011

Page 31

PT. PLN (PERSERO)


SYARAT-SYARAT

D1-A D2-B

TOTALHARDINESSCHLORIDE ( CI )SILICA ( S1 02 )IRON ( Fℓ )CONDUCTIVITYPH

< 150< 150< 150< 1< 1000

9-10

< 400-

< 150< 1< 1000

7-8

PPMPPMPPMPPMMMHO

Korosi maupun deposit pada sistem air pendingin sekunder maupun primer diinjeksikaninhibitor anti korosif dan deposit , contoh :Larutan inhibitor Kurilex L – 107 , bahan kimia yang dibutuhkan untuk keperluanpengisian dasar dan penambahan pada air pendingin, diatur seperti daftar berikut .Objective value for quality control of cooling water

Analytical item Stand value forcontrol

Frequency of analysis Analytical instrument

pH ( at 25 o C )

Kurilex L-107

Concertration (ppm)

Chloric ion ( ppm cl - )

6,5 10 .0

> 300

< 100

Once a week

Once a week

Once a week

Model KP-3pH meter

Model PI – 3 tester

Model KW – 1 tester

Type of systemItem

Primary cooling water system Intercooler cooling watersystem

Basicchar ging

Quantity of water contained

Basic dosing concentration

Basic dosing quantity

12 m3 ( 6m3 x 2 sets )

500 ppm

12 m3 x 5000 ppm = 60 kg

14 m3 ( 7 m3 x 2 sets )

5000 ppm

14 m3 x 5000 ppm = 70 kg

Additionalchar ging

Quantity of leakage

Concentration of chemical additionallydosed

Quantity of additionally dosedchemical

0,2 m / day( 0,1 m3 / day x 2 sets )

3000 ppm

0,2 m3 / day x 3000 ppmx 7 days

= 4,2 kg / week

0,2 m / day( 0,1 m3 / day x 2 sets )

3000 ppm

0,2 m3 / day x 3000 ppmx 7 days

= 4,2 kg / week



Copyrights 2011

Page 32

PT. PLN (PERSERO)


3.2.6 Pengecekan kwalitas air pendingin

o Pengecekan kadar Chlorida dan Sulfat < 100 ppm .Lihat 2.1. a. Diatas. Pengecekan ini sekalian untuk mengetahui adanya

kebocoran disisi heat exchanger .

o Pengecekan harga pH air pendingin antara 8,5 – 9,5. Lihat instructionyang diberikan supplier tentang bahan pengolahan air pendingin.Pengecekan dengan pH meter ( perhatikan temperatur dan alkalinitinya ) .Menaikan harga pH dapat dengan jalan menambahkan 40 % NaOH ataupenambahan inhibitornya .

o Pengecekan harga NitritLihat prosedur instruksi dari supplier tentang pengolahan air pendingin .Nitrit yang berasal dari inhibitor Nitrite Borate , seperti DewiNC , Dukem702 atau dari werklene 5000 – D, berfungsi anti korosif . Pengetesan

dengan tablet indikator yang merubahwarna air sample .

3.2.7. PADA SISTEM PLTP

Berhubung fluida panas bumi yang dipakai untuk menggerakan turbinberbentuk uap air yang mengandung gas – gas , antara lain H2O , CO2 , SO2 dll, serta kandungan zat – zat padat seperti SiO2 , CI- dll , maka pencegahankorosi dan deposit pada peralatan – peralatan di PLTP dilakukan dengan carasebagai berikut :



Copyrights 2011

Page 33

PT. PLN (PERSERO)


3.2.7 PENCEGAHAN PENGARUH ZAT – ZAT TERKANDUNG DARI FLUIDA PLTP .

1 . Pencegahan Korosi Didaerah Pipa Transmisi

a . Pipa dilapisi glass wool , agar tidak hanya mencegah hilangnya panas,tetapi juga agar tidak berhubungan langsung dengan udara luar yangkorosif .

b . Bila unit stop , agar pipa selalu dalam kondisi bertekanan uap untukmencegah masuknya udara kedalam pipa .

2 . Pencegahan pengaruh Korosi dan Deposit Didaerah Turbin

Meskipun dari resorvoir uap yang dihasilkan adalah vapour dominated dankering dan dapat dialirkan langsung ke unit, namun untuk menjaga kwalitetuap yang baik , perlu disediakan separator dan demister . Separator

berfungsi untuk memisahkan uap dari padatan terlarut seperti silika , garambatu – batuan abu dan air , sedangkan demister untuk menangkap titik – titikair dalam uap , sehingga uap masuk turbin akan bebas dari air danpadatan terlarut . Disamping membatasi kandungan zat – zat terlarut dalam uapdan menjadikan uap betul – betul kering melalui pengoperasian separator ,flasher dan demister maka perlu material turbin disesuaikan dengan desainyang tahan terhadap korosi , antara lain :

a. Dipasang pelindung erosi stellite pada sudu – sudu tingkat terakhir ,untuk menahan erosi karena water droplet dalam aliran uap . Stelliteini diletakan ke sudut turbin dengan solder broz atau silver .

b. Material rotor turbin dengan karakteristik :* Tidak mudah pecah : super low sulphur < 0,005 %* Kurang sensitif terhadap SCC :

- Low nicel < 0,5%- Lower sustenitizing temperature = 910oC

Pada umumnya material rotor dari CrMov alloy steel dan sedikit Ni .

c. Sudut – sudut akhir dengan material 17-4 pH (kuat terhadap fatique)dan sudut pertama dengan material 12 Cr .

d. Standard material untuk Casing dibuat dari plat carbon steel ASTM

273 AISI 1020 ATAU BS 4360 .

3 . Pencegahan Korosi didaerah Kondensor

Untuk mencegah terjadinya korosi pada daerah kondensor, maka diperlukan:

a . Air pendingin ditreatment dengan NaOH agar netral , yang diinjeksikanpada sisi outlet basin cooling tower . Pompa injeksi ( 1 stan by )akan bekerja otomatik berdasarkan input signal dari pH meter , yangdipasang dibasin cooling tower. Bila pH air dibawah 7 maka pompaotomatis bekerja dan stop pada pH 8,5 sehingga pH air pendingin padarange 7-8,5 .



Copyrights 2011

Page 34

PT. PLN (PERSERO)


b . Material Condensor

Condensor shell dibuat pertama kali dari pabrik dengan bahan dari platcarbon steel yang dilapisi dengan epoxy resin ., kemudian belakang praktis

menggunakan plat carbon steel 20 mm yang dilapisi stainless steel SS 316setebal 2 mm . Untuk spray header , splash tray , fixing , spray nozzeldan lain – lain, dipakai stainless steel SS 304 atau SS 316 . Pipa – pipakondensat dapat dibuat dari fiber glass reinforced plastic .

4 . Pencegahan Korosi Didaerah Cooling Tower

Karena air kondensat sangat korosif, pH antara 4-6, maka untuk mengatasi iniperalatan perlu disesuaikan yang tahan korosi, antara lain :

a . Pipa – pipa air dibuat dari glass fibre reinforced plasticb. Fitting – fitting sistem air pendingin yang kontak langsung dengan

pendingin dibuat dari stailess steel .c . Basin cooling tower dibuat dari beton yang di lapisi sejenis asphal ( coal

terepoxy ) yang tahan terhadap serangan asam dan sulfat .d . Tower fill support : SS 316 atau fibre glass reinforced plastic .e . Fan deck dan dinding penyekat dari treated wood .f . Fan stack : fibre glass .

Tabel : Standar Kualitas air baku

No. PARAMETER SATUAN AIR

BAKU(MAX)

1 Warna Pt. CoScale

100

2 Bau - Relatif

3 Kekeruhan NTU 20

4 Besi mg/liter 2,0

5 Mangan mg/liter 1,3

6 Khlorida mg/liter 4000

7 BahanOrganik

mg/liter 40

8 TDS mg/liter 12000



Copyrights 2011

Page 35

PT. PLN (PERSERO)


Standar Kualitas Air di Perairan Umum

( Peraturan Pemerintah No.20 Tahun 1990 )

No Parameter Satuan Kadar Maksimum

GolonganA

GolonganB

GolonganC

GolonganD

FISIKA

1 Bau - - - - -

2 Jumlah zat padat terlarut Mg/L 1000 1000 1000 1000

3 Kekeruhan Skala NTU 5

4 Rasa -

5 Warna Skala TCU 15

6 Suhu oC Suhuudara

7 Daya Hantar Listrik Umhos/cm 2250

KIMIA anorganik

1 Air raksa Mg/lt 0.001 0.001 0.002 0.005

2 Aluminium Mg/lt 0.2 -

3 Arsen Mg/lt 0.005 0.05 1 1

4 Barium Mg/lt 1 1

5 Besi Mg/lt 0.3 5

6 Florida Mg/lt 0.5 1.5 1.5

7 Kadmium Mg/lt 0.005 0.01 0.01 0.01

8 Kesadahan CaCO3 Mg/lt 5009 Klorida Mg/lt 250 600 0.003

10 Kromium valensi 6 Mg/lt 0.005 0.05 0.05 1

11 Mangan Mg/lt 0.1 0.5 2

12 Natriun Mg/lt 200 60

13 Nitrat sebagai N Mg/lt 10 10

14 Nitrit sebagai N Mg/lt 1.0 1 0.06

15 Perak Mg/lt 0.05

16 .pH 6.5 - 8.5 5 - 9 6 – 9 5 – 9

17 Selenium Mg/lt 0.01 0.01 0.05 0.05

18 Seng Mg/lt 5 5 0.02 2

19 Sianida Mg/lt 0.1 0.1 0.02

20 Sulfat Mg/lt 400 400

21 Sulfida sebagao H2S Mg/lt 0.05 0.1 0.002

22 Tembaga Mg/lt 1.0 1 0.02 0.1

23 Timbal Mg/lt 0.05 0.01 0.03 1

24 Oksigen terlarut (DO) Mg/lt - >=6 >3

25 Nikel Mg/lt - 0.5

26 SAR (Sodium AbsortionRatio)

Mg/lt - 1.5 – 2.5



Copyrights 2011

Page 36

PT. PLN (PERSERO)


Kimia Organik

1 Aldrin dan dieldrin Mg/lt 0.0007 0.017

2 Benzona Mg/lt 0.01

3 Benzo (a) Pyrene Mg/lt 0.00001

4 Chlordane (total isomer) Mg/lt 0.0003

5 Chlordane Mg/lt 0.03 0.003

6 2,4 D Mg/lt 0.10

7 DDT Mg/lt 0.03 0.042 0.002

8 Detergent Mg/lt 0.5

9 1,2 Dichloroethane Mg/lt 0.01

10 1,1 Dichloroethane Mg/lt 0.0003

11 Heptachlor heptachlorepoxide

Mg/lt 0.003 0.018

12 Hexachlorobenzene Mg/lt 0.00001

13 Lindane Mg/lt 0.004 0.05614 Metoxychlor Mg/lt 0.03 0.035

15 Pentachlorophenol Mg/lt 0.01

16 Pestisida total Mg/lt 0.1

17 2,4,6 Trichlorophenol Mg/lt 0.01

18 Zat Organik (KMnO4) Mg/lt 10

19 Endrin Mg/lt - 0.001 0.004

20 Fenol Mg/lt - 0.002 0.001

21 Karbon kloroform ekstrak Mg/lt - 0.05

22 Minyak dan lemak Mg/lt - Nihil 1

23 Organofosfat dan carbanat Mg/lt - 0.1 0.1

24 PCD Mg/lt - Nihil

25 Senyawa aktif biru metilen Mg/lt - 0.5 0.2

26 Toxaphene Mg/lt - 0.005

27 BHC Mg/lt - 0.21

Mikrobiologik

1 Koliform tinja Jml/100ml 0 2000

2 Total koliform Jml/100ml 3 10000

Radioaktivitas 1 Gross Alpha activity Bq/L 0.1 0.1 0.1 0.1

2 Gross Beta activity Bq/L 1.0 1.0 1.0 1.0

Golongan A : air untuk air minum tanpa pengolahan terlebih dahulu



Copyrights 2011

Page 37

PT. PLN (PERSERO)


WATER QUALITY CONTROL NORMAL OPERASI DAN BATASNYA( MUARA KARANG)

ITEM CONDENSATOR FEED WATER BOILER WATER STEAM

pH PADA 25° C’

UPPER LIMIT

MAXIMUM

AVAILABLE

MINIMUM

LOWER LIMIT

9.5

9.3

9.2

9.0

8.5

9.5

9.3

9.2

9.0

8.5

9.5

9.4

9.3

8.5

9.5

9.3

9.2

9.0

8.5

CONDUCTIVITY

(S/CM)

UPPER LIMIT

MAXIMUM

AVAILABLE

MINIMUM

LOWER LIMIT

7

5

4

3

7

5

4

3

50

18

14

10

7

5

4

3

CATION

CONDUCTIVITY



Copyrights 2011

Page 38

PT. PLN (PERSERO)



CATION

C0NDUCTIVITY

UPPER LIMIT

MAXIMUM

AVAILABLE

MINIMUM

LOWER LIMIT

0.3

0.2

0.1

0.1

0.2

0.1

0.1

N2H4 (PPM )

UPPER LIMIT

MAXIMUM

AVAILABLE

MINIMUM

LOWER LIMIT

0.008

0.006

0.004

0.040

0.020

0.005

0.040

0.020

0.005

PO4 (PPM )

UPPER LIMIT

MAXIMUM

AVAILABLE

MINIMUM

LOWER LIMIT

2.5

2.0

1.5

SIO2 (PPM )

UPPER LIMIT



Copyrights 2011

Page 39

PT. PLN (PERSERO)



MAXIMUM

AVAILABLE

MINIMUM

LOWER LIMIT

0.005

0.003

0.002

0.020

0.010

0.005

0.002

0.3

0.2

0.15

0.1

0.020

0.005

CL (PPM )

UPPER LIMIT

MAXIMUM

AVAILABLE

MINIMUM

LOWER LIMIT

0.1 0.1

0.1

0.1

T-Fe (PPB )

UPPER LIMIT

MAXIMUM

AVAILABLE

MINIMUM

LOWER LIMIT

20

50

10

5



Copyrights 2011

Page 40

PT. PLN (PERSERO)



T-CU (PPB )

UPPER LIMIT

MAXIMUM

AVAILABLE

MINIMUM

LOWER LIMIT

5

5

2

2

DO (PPB)

UPPER LIMIT

MAXIMUM

AVAILABLE

MINIMUM

LOWER LIMIT

42

20

10

5

7

5

5

5



Copyrights 2011

Page 41

PT. PLN (PERSERO)


TABEL STANDARD AIR KONDENSAT DAN AIR PENAMBAH

UNTUK KETEL BERTEKANAN 170 /KG/CM2

ITEM PH SC CC SIO2 DO2 Cu Fe AIRKONDENSAT

9,2-9,5 < 10 μ MHO/CM

(SPECIFICCONDUCTIVITY)

< 0,3 μMHO/CM

CATIONCONDUCTIVITY

<0,02PPM

,0,015PPM

<0,01PPM

<0,02PPM

AIRPENAMBAH

7 <0,3 μ MHO/CM <0,02PPM

STANDARD AIR PENGISI KETEL

TEKANAN KERJA(ATM)

40 ATM 60 ATM 80 ATM

OKSIGEN TERLARUT(PPM )

< 0.02 < 0.02 < 0.02

TOTAL BESI (PPM) < 0,05 < 0,05 < 0,001

TOTAL TEMBAGA < 0,01 < 0,01 < 0,005

PH PADA 25°C (PPM) 8-9 8-9 8-9

CONDUCTIVITY

μ s/cm

< 1,0 <0,5 <0,3

CHLORIDA - - -

HYDRAZIN (N2H4 ) 0,01-0,03 0,01-0,03 0,01 -0,03

UNTUK KETEL BERTEKANAN 170 /KG/CM2

Air Pengisi Ketel

ITEM PH SC SIO2 DO2 N2H4

AIR PENGISIKETEL 9,2-9,5 < 10 μ MHO/CM


<0,02 PPM ,0,007PPM <0,03- 0,05

PPM



Copyrights 2011

Page 42

PT. PLN (PERSERO)


Untuk Ketel dengan tekanan 40,60 dan 80 atm

STANDARD AIR KETEL

TEKANAN KERJA(ATM )I

40 ATM 60 ATM 80 ATM

SILIKA (PPM ) < 10 < 4

PHOSPHAT (PPM) <10 < 10 < 3

CONDUCTIVITY(μS/CM

- < 2500 < 1150

pH 9 - 10 9 - 10 9 - 10

Untuk ketel dengan tekanan 170 kg/cm2

ITEM PH SC SIO2 P04 Cl

AIRKETEL

9,2-9,5 <20 μ MHO/CM


<0,185 PPM ,0,007 PPM <0,5 PPM

MAINSTEAM

9,2-9,5 <10μ MHO/CM <0,015 PPM



Copyrights 2011

Page 43

PT. PLN (PERSERO)


5. LIMBAH CAIR

Limbah cair dapat dikelompokan menjadi:

5.1 Limbah Cair dari External Treatment

Limbah buangan Water Treatment Plant

Limbah hasil sisa regenerasi Water Treatment Plant dapat bersifat asam (pH < 7,0)ataupun basa (pH > 7,0) tergantung dari banyaknya buangan pencucian sisaregenerasi WTP.

Cara bekerjanya proses netralisasi sebagai berikut:

Pada posisi permukaan tertentu air sisa buangan cucian regenerasi didalam bakpenetral disirkulasikan dengan pompa penetral (start secara manual). Tergantung dari

pembacaan sensor saat itu, apabila pH menunjukan asam (pH < 0,7), maka larutanbasa dari katup tangki harian kausitik akam pembuka dan menetralkan air buangandemikian sebaliknya dengan larutan asam dari tangki harian asam HCI. Apabila pHtelah memenuhi syarat baku mutu air buangan (7-9) , air dibuang ke luar ke setelahpembuangan.

Gambar 7 :Netralisasi Wtp

UNIT

NEUTRALIS

ATION PIT

OILSKI

WASTE

WATER

STORAGE

-

WASTE

WATER

STORAGE

-

pH

CONTROL AND

SLUDGE ENRICHME

MIXIN

G PIT [ 10

CLEAR

WATER PIT

NEUTRALI

SATION PIT

DILUT

ED HCL

MIXIN

G PIT [ 10

PURIFIED WASTE

WATER

1

5

0

M

3

/

1

5

0

M

3

/

2

0

M

3

/

2

0

M

3

/

2

0

M

3

/

2

0

M

3

/

190M3

190M

1,5M

190FILT

DILUT

EDNaOH

COAG

ULANT TANK

COAG

ULANT AID

40M

40M

5M3

TO

2

M3/

FILTERED

0,5M3/hr SLUD

COAGULAN

T SEDIMENTA

40

0

.

1

M

3

/

0

.

0

7

5

M

3

6,4

10,92

7

M

3

/

33

M3/h

2,14

20

M3/h

3,65

190

0

.

0

7

5

M

3

0

.

0

7

5

M

3

0

.

0

7

5

M

3

0

.

0

7

5M

3

0.075

0

.

1

M

3

/

40

7

M

3

/

2

M3/

DUAL

MEDI

A

DUAL

MEDI

A

40

4040

40

40 40

20

M3/h

40

PURIF

IED WAST

E

Ket:

Kapasitas WWTP 40



Copyrights 2011

Page 44

PT. PLN (PERSERO)


Limbah buangan desalination plant

Brine dari pompa blowdown secara periodik dipantau nilai pH, suhu dan kandunganphosphatnya (apabila memakai poly phosphate injection system). Apabila terdapat

deviasi dilakukan tindakan-tindakan koreksi agar air buangan tidak melebihi nilaiambang batas.

5.2 Limbah Cair dari Internal Water Treatment

Limbah buangan dari Internal Water Treatment

Limbah dari buangan air ketel perlu dipantau dan diketahui nilai pH-nya , kandunganphosphate, tidak boleh melebihi nilai ambang batas yang diijinkan. Apabila terjadidevisi pada air buangan, maka segera dilakukan tindakan pencegahan (misalnya

dengan mengurangi blowdown ketel dan lain sebagainya).

Limbah air pendingin Condensor dan Chlorination Plant

Untuk menekan perkembangan pertumbuhan biota laut yang dapat menggangguproses perpindahan kalor dicondensor, maka pada sisi masuk saluran air pendingindiinjeksikan larutan cairan Hypochlorite secara berkesinambungan.

Kadar Hypochlorite yang terlalu berlebihan dapat merusak habibat microorganismebiota laut sehingga dapat mengganggu ekosistem. Apabila kadar Hypochlorite didalamair pendingin melebihi batas yang disyaratkan (> 0,1 ppm), maka perlu dilakukankoreksi pada hypochlorite generator dengan cara mengecilkan arus elektrolysis.

Limbah buang (air panas) juga dapat dihasilkan dari air pendingin apabila disipasipanas yang dibuang dari uap bekas turbin diserap oleh air pendingin.

Dalam rancang bangun PLTU telah dipikirkan tentang kemungkinan disipasi panastersebut, sehingga untuk menanggulanginya saluran air pendingin, (kanal) dibuatsepanjang 1.800 m agar memberi kesempatan penurunan suhu air pendingin dansuhu air lautdapat dikatakan serendah mungkin (<2 C).

5.3 Limbah domestic (sewage treatment)

Limbah domestic berasal dari buangan domestic gedung sentral dan gedung administrasi.Sebelum disalurkan ke bak digestion (penghancur) terlebih dahulu ditampung di bakpenampungan.Dari bak penampungan di pompa ke bak penghancur. Didalam bak penghancur airbuangan diaduk dengan udara blower agar sisa buangan teroksidir dan mengendap sertabakteri aerob dapat hidup tanpa terjadi pembusukan .Untuk menghapus bakteri phatogen yang dapat menyebabkan penyakit (coli) air buangandiinjeksi dengan larutan sodium hypochlorite. Sebagai parameter pengukuran hasiltreatment adalah: kadar sisa cl2 dan BOD-5 yang terkandung didalam air buangan

domestic. Apabila melebihi NAB, maka perlu dilakukan koreksi untuk memperbaiki kondisi treatment(misalnya dengan memperpanjang pengadukan atau menambah larutan desinfectant).



Copyrights 2011 Page 45

PT. PLN (PERSERO)


Gambar 11 : Sewage pump and sewage treatment



PT. PLN (PERSERO)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN KIMIA AIR - AKM

Limbah dari proses Hydrogen Plant

Setiap penggantian larutan electrolit KOH sebelum dibuang kesaluran pembuangan perlu

dinetralkan terlebih dahulu dengan larutan asam

Limbah bahan bakar minyak dan pelumas

Limbah minyak umumnya berasal dari ceceran pencucian peralatan dengan bahanpencuci minyak atau ceceran dari burner gunyang masuk kesaluran drain gedung sentral. Air buangan (drain) dari gedung sentral sebelum dibuang kesaluran pembuanganditampung terlebih dahulu didalam separator oil. Minyak dan pelumas yang lebih ringandari air akan mengalir lewat luberan kedalam bak khusus sedang air yang bebaas minyakdibuang dan disalurkan ke saluran pembuangan.Minyak atau pelumas yang tertampung didalam bak khusus dikumpulkan dan dipindahkansecara manual ke oil recovery pit. Dari oil recovery pit dipompa ke bunker disatukandengan bahan bakar HFO (Heavy Fuel Oil).

Documents

KIMIA AIR.pdf