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

(psig)

Total

Solids

(ppm)

Total

Alkalinitas

(ppm)

Suspended

Solid

(ppm)

Silica

(ppm)

Konduktivitas

Micro.ohm/cm

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 dua-

duanya. 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 de-

aerator. 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-

Ca3(PO4)2

Ca2+

+ HCO3- + OH CaCO3 + H2O

Mg2+

+ 2 OH Mg(OH)2

3Mg2+

+ 2OH- + 2SiO3

2- + H2O 2MgSiO3.Mg(OH)2.H2O

4Mg2+

+ 2OH- + 2PO4

3- 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 berhati-

hati.

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). Macam-

macam 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 bersama-

sama 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.