PENGOLAHAN AIR UMPAN BOILERMAKALAHDisusun Sebagai Pemenuhan
Tugas Matakuliah UtilitasDosen Pengampu : Wa Ode Cakra Nirwana ST.,
MT.
Disusun Oleh:Dewi Nugrahani (115061100111001)Winda Fauzi I
(115061101111003)Afida Khofsoh (115061100111031)Faridatul Hasanah
(115061100111023)Renanto Pandu W (115061107111009)
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS
BRAWIJAYAMALANG2013BAB IPENDAHULUAN
1.1. Latar BelakangDisetiap jenis industri, baik industri kimia,
industri bahan makanan hingga Pembangkit Tenaga Uap (PLTU) tidak
terlepas dari penggunaan boiler. Boiler merupakan perangkat yang
digunakan untuk membentuk uap. Sehingga Uap tersebut dapat
digunakan sebagai sistem utilitas dalam pabrik atau industri
tersebut. Misalnya pada PLTU, maka uap tersebut adalah sebagai
penggerak turbin, sedangkan pada industri kimia uap ini seringkali
digunakan sebagai pemanas pada heat exchanger. Boiler dapat bekerja
jika terdapat air, atau sering disebut dengan air umpan boiler.
Sehingga air ini bukan sembarang air. Terdapat karakteristik
tertentu agar air tersebut dapat dijadikan air umpan boiler. Oleh
karena itu, perlu dilakukan pengolahan pada air agar dapat
tercapainya beberapa karakteristik air umpan boiler.
1.2. Rumusan Masalah1. Apa pengertian boiler?2. Bagaimana
Karakteristik air umpan boiler?3. Bagaimana pengolahan air, hingga
air tersebut memenuhi kriteria atau sesuai dengan karakteristik air
umpan boiler?4. Jika air tersebut tidak diolah, apa dampaknya?5.
Bagaimana aplikasi boiler pada PLTU?
1.3. TujuanDapat menjelaskan rumusan masalah.
BAB II PEMBAHASAN
A. DEFINISI BOILERBoiler adalah perangkat yang digunakan untuk
membentuk uap. Uap yang terbentuk kemudian diteruskan pada mesin
uap/ turbin untuk pembentukan energi atau sebagai pemanasan pada
heat exchanger. Pada boiler uap dapat dibentuk dengan tekanan yang
lebih besar daripada tekanan atmosfer dengan cara memanaskan air
yang berada di dalam boiler dengan gas-gas panas dari hasil
pembakaran bahan bakar. Sebuah boiler sendiri harus dilengkapi
dengan perangkat yang mempunyai kriteria sebagai berikut : (
Bansal,2005)1. Dapat menghasilkan uap dengan ukuran berat tertentu
pada waktu tertentu pula.2. Kadar air yang dihasilkan harus sedikit
mungkin3. Suhu pada pemakaian alat pemanas lanjut uap berubah tidak
terlalu banyak4. Penggunaan bahan bakar harus sehemat mungkin5.
Jika pemakaian uap berubah-ubah, maka tekanan uap tidak boleh
berubah banyak.Sistem boiler terdiri dari sistem air umpan, sistem
steam, dan sistem bahan bakar. Sistem air umpan menyediakan air
untuk boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhan steam.
Berbagai kran disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan
dari sistem air umpan, penanganan air umpan diperlukan sebagai
bentuk pemeliharaan untuk mencegah terjadi kerusakan dari sistem
steam. Sistem steam mengumpulkan dan mengontrol produksi steam
dalam boiler, steam dialirkan melalui sistem pemipaan ke titik
pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanan steam diatur menggunakan
kran dan dipantau dengan alat pemantau tekanan. Sistem bahan bakar
adalah semua peralatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar
untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan. Peralatan yang diperlukan
pada sistem bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang
digunakan pada sistem. ( Jenkins, 2010)Sebuah boiler merupakan
bagian dari sistem boiler yang menerima semua bahan pencemar dari
sistem di depannya. Kinerja boiler, efisiensi dan umur layanan
merupakan hasil langsung dari pemilihan dan pengendalian air umpan
yang digunakan dalam boiler.
B. AIR UMPAN BOILER DAN KRITERIANYAAir umpan boiler adalah air
yang diumpankan ke boiler untuk kemudian diubah menjadi uap. Dua
sumber air umpan adalah kondensat atau uap yang mengembun dari
proses dan air yang sudah diolah dari luar ruang boiler atau plant.
Air umpan boiler harus memenuhi spesifikasi yang telah ditentukan
agar tidak menimbulkan masalah-masalah pada pengoperasian boiler.
Air tersebut harus bebas dari Mineral-mineral yang tidak diinginkan
serta pengotor-pengotor lainnya yang dapat menurunkan efisiensi
kerja dari boiler. Air umpan harus memenuhi persyarat tertentu
seperti yang diuraikan pada tabel di bawah ini :
C. DAMPAK AIR BIASA (BELUM DI OLAH) BILA DIGUNAKAN SEBAGAI AIR
UMPAN BOILER 1. Adanya gas-gas CO2 dan oksigen serta adanya logam
FeGas-gas tertentu seperti karbon dioksida dan oksigen sangat
meningkatkan korosi. Bila dipanaskan dalam sistem boiler,
karbondioksida (CO2) dan oksigen (O2) dilepaskan sebagai gas dan
bergabung dengan air (H2O) membentuk asam karbonat (H2CO3). Asam
karbonat mengkorosi logam menurunkan umur peralatan dan pemipaan.
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.2. Adanya
endapanEndapan dalam boiler dapat diakibatkan dari kesadahan air
umpan dan hasil korosi dari sistem kondensat dan air umpan.
Kesadahan air umpan dapat terjadi karena kurangnya sistem
pelunakan.Endapan dan korosi menyebabkan kehilangan efisiensi yang
dapat menyebabkan kegagalan dalam pipa boiler dan ketidakmampuan
memproduksi steam. Endapan bertindak sebagai isolator dan
memperlambat perpindahan panas. Sejumlah besar endapan diseluruh
boiler dapat mengurangi perpindahan panas yang secara signifikan
dapat menurunkan efisiensi boiler.3. Kotoran Yang Menyebabkan
EndapanBahan kimia yang paling penting dalam air yang mempengaruhi
pembentukan endapan dalam boiler adalah garam kalsium dan magnesium
yang dikenal dengan garam sadah. Kalsium dan magnesium bikarbonat
larut dalam air membentuk larutan basa/kali dan garam-garam
tersebut dikenal dengan kesadahan alkali. Garam-garam tersebut
terurai dengan pemanasan, melepaskan karbondioksida dan membentuk
lumpur lunak, yang kemudian mengendap.4. SilicaKeberadaan silika
dalam air boiler dapat meningkatkan pembentukan kerak silika yang
keras. Silika juga berinteraksi dengan garam kalsium dan magnesium,
membentuk silikat kalsium dan magnesium dengan daya konduktivitas
panas yang rendah. Silika dapat meningkatkan endapan padasirip
turbin, setelah terbawa dalam bentuk tetesan air dalam steam, atau
dalam bentuk yang mudah menguap dalam steam pada tekanan
tinggi.
D. METODE PENGOLAHANSebelum digunakan sebagai umpan, air yang
berasal dari berbagai jenis sumberdiolah terlebih dahulu.
Pengolahan air umpan dapat dibedakan menjadi dua, yaitu : (Setiadi,
2007)1. Pengolahan EksternalPengolahan air secara eksternal ini
dapat dibagi menjadi tiga kategori, yaitu :A. Proses pendahuluan
(pretreatment)Proses ini umumnya digunakan untuk memperoleh
kualifikasi air pendingin atau sebagai proses awal untuk penyediaan
air dengan kualitas yang lebih tinggi.B. Proses filtrasiProses ini
khusus untuk menghilangkan zat padat tersuspensiC. Proses
penurunan/penghilangan padatan terlarutProses ini bertujuan
menghilangkan padatan terlarut (dissolved solid) tanpa menggunakan
metoda pengendapan secara kimiawi (chemical precipitation),
misalnya: proses pertukaran ion (ion exchange).1.1 Proses
PendahuluanProses-proses pendahuluan yang akan dibahas antara lain
: sedimentasi, aerasi, dan klarifikasi.1.1.1 SedimentasiSedimentasi
adalah suatu proses yang bertujuan memisahkan/mengendapkan zat-zat
padat atau suspensi non-koloidal dalam air. Pengendapan dapat
dilakukan dengan memanfaatkan gaya gravitasi. Cara yang sederhana
adalah dengan membiarkan padatan mengendap dengan sendirinya.
Setelah partikel-partikel mengendap, maka air yang jernih dapat
dipisahkan dari padatan yang semula tersuspensi di dalamnya. Cara
lain yang lebih cepat adalah dengan melewatkan air pada sebuah bak
dengan kecepatan tertentu sehingga padatannya terpisah dari aliran
air dan jatuh ke dalam bak pengendap tersebut. Kecepatan
pengendapan partikel-partikel yang terdapat di dalam air bergantung
kepada berat jenis, bentuk dan ukuran partikel, viskositas air dan
kecepatan aliran dalam bak pengendap. Hubungan ukuran partikel
dengan waktu pengendapan ditunjukkan pada Tabel 4.1.
Alat sedimentasi terdiri atas dua jenis, yaitu jenis bak
pengendap segi empat (rectangular) seperti terlihat pada Gambar
4.2, dan jenis lingkaran (circular) seperti terlihat pada Gambar
4.3. Jenis segi empat biasanya digunakan untuk laju alir air yang
besar, karena pengendaliannya dapat dilakukan dengan mudah,
sedangkan keuntungan alat sedimentasi jenis lingkaran yaitu
memiliki mekanisme pemisahan lumpur yang sederhana. Proses
sedimentasi biasanya dilakukan sebelum proses klarifikasi.
Cara kerja bak pengendapan rectangular adalah pertama, air yang
akan di endapkan masuk melewati inlet, lalu menuju sludgr
collector, dimana sludge tersebut akan berada di bawah, dan
mengalir menuju sludge disposal. Sedangkan pada sisi atas, air
mengalir melalui tube modulus, tube modulus merupakan saluran yang
cukup kecil, sehingga hanya mampu dilewati air tanpa sludge.
Setelah itu air keluar sebagai efluen.Sedangkan pada bak
pengendapan jenis lingkaran (circular) air mengalir melalui bagian
bawah, lalu mengalir ke atas diatas akan tertabrak dengan dinding
atap, lalu mengalir ke bawah, dan sludge akan tertahan pada sludge
collection lalu air yang tidak mengandung sludge akan mengalir
keatas, melalui tube modulus dan keluar sebagai efluen.1.1.2
KlarifikasiProses klarifikasi bertujuan untuk menghilangkan padatan
tersuspensi, baik yang kasar, halus atau bersifat koloid. Proses
ini mencakup koagulasi, flokulasi dan sedimentasi yang
masing-masing merupakan langkah-langkah tersendiri dengan
persyaratan tertentu yang harus dipenuhi untuk memperoleh hasil
yang dikehendaki. Apabila ada kondisi yang merugikan salah satu
dari ketiga langkah tersebut, maka hasil yang diperoleh akan kurang
memuaskan. Langkah-langkah proses klarifikasi tersebut adalah
sebagai berikut :(i) KoagulasiKoagulasi adalah proses penetralan
partikel-partikel yang ada dalam air sehingga sesamanya tidak
saling tolak menolak dan dapat diendapkan bersamasama. Bahan kimia
pengendap dimasukkan ke dalam air dan diaduk dengan cepat. Hasil
reaksi kimia yang terjadi disebut flok (floc) yaitu partikel bukan
koloid yang sangat halus.(ii) FlokulasiFlokulasi merupakan
kelanjutan proses koagulasi, partikel-partikel halus hasil
koagulasi membentuk suatu gumpalan yang besar sehingga lebih mudah
mengendap. Proses flokulasi dibantu dengan cara pengadukan yang
lambat.Proses klarifikasi dilakukan dengan cara penambahan bahan
kimia tertentu, misalnya : alum (aluminium sulfat), natrium
aluminat, ferri sulfat, ferri klorida, dan sebagainya. Proses
pengendapan dipercepat dengan penambahan coagulant aid seperti:
separan, clays, coagulant aid 2350, dsb.Reaksi-reaksi yang dapat
terjadi pada proses klarifikasi adalah sebagai berikut :
Air yang telah menjalani proses koagulasi dan flokulasi masuk ke
tahap sedimentasi yang merupakan tahap akhir dari proses
klarifikasi. Air yang bersih dapat dipisahkan setelah flok
mengendap. Efisiensi proses ini tidak dapat mencapai 100% sehingga
air yang dihasilkan masih mengandung zat-zat yang tersuspensi dalam
bentuk carry over flocs.Desain alat klarifikasi yang paling tua
ditunjukkan pada Gambar 4.4. Langkah-langkah proses klarifikasi
pada alat tersebut dilakukan pada ruangan-ruangan yang terpisah.
Langkah-langkah proses pada alat klarifikasi yang lebih modern
dikombinasikan dalam satu alat. Contoh alat tersebut adalah alat
jenis solids contact seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.5.
1.1.3 AerasiAerasi adalah proses mekanis pencampuran air dengan
udara. Tujuan aerasi adalah sebagai berikut :1. Membantu dalam
pemisahan logam-logam yang tak diinginkan seperti besi (Fe) dan
mangan (Mn). Besi lebih sering ditemukan daripada mangan. Besi yang
terdapat dalam air biasanya berbentuk ferobikarbonat atau
ferosulfat. Oksigen yang dikontakkan dengan air akan merubah
senyawa-senyawa tersebut menjadi ferioksida yang tidak larut dalam
air sehingga dapat dipisahkan dengan menggunakan filter. 2.
Menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air terutama yang
bersifat korosif. Contoh gas seperti ini adalah CO yang dapat
menurunkan pH air sehingga membantu proses korosi pada logam.
Proses penghilangan gas akan makin baik dengan :- kenaikan
temperatur- lamanya waktu kontak- makin luasnya permukaan kontak
antara air dengan udara- banyaknya volume gas yang kontak dengan
air3. Menghilangkan bau, rasa dan warna yang disebabkan oleh
mikroorganisma. Penurunan kualitas air tersebut disebabkan oleh
bahan organik yang mengalami dekomposisi, sisa-sisa atau
bahan-bahan hasil metabolisme mikroba.
Aerasi dilakukan dalam alat yang disebut aerator. Aerator jenis
forced draft fan diperlihatkan pada Gambar 4.6. Gambar 4.7 dan 4.8
memperlihatkan aerator jenis coketray aerator dan pressure aerator
yang berfungsi untuk mengoksidasi besi terlarut menjadi besi yang
tak larut dengan diikuti pemisahan melalui filter.
Coke tray aerator adalah salah satu jenis dari Tray Aerator yang
berbahan "Coke". Baki coke adalah sebuah aerator yang terdiri dari
serangkaian karbon aktif dari nampan, yang tersusun berurutan
antara yang satu dengan yang lain, dengan mendistribusikan air
melewati baki-baki coke air dialirkan mengunakan mesin dan di
tambung dibak atas coke tray aerator. Lubang-lubang dalam baki
harus dirancang sebaik-baiknya agar oksigen yang masuk dapat
maksimal.Selain mengaerasi air, karbon aktif didalam baki coke tray
aerator berfungsi menyaring kontaminan organik keluar dari air.
Serupa Metode ini pernah digunakan untuk mengobati orang-orang yang
telah menelan racun Roti yang dipanggang dalam oven sampai
menghitam, berubah menjadi aktif karbon. Kemudian pasien memakan
roti panggang yang gosong. karbon menarik racun ke dalam karbon dan
keluar dari pasien sistem. tray aerator Coke bekerja dengan cara
yang sama, menggangkat kontaminan keluar dari air. (Ansyah,
2011)
1.2 FiltrasiProses filtrasi bertujuan untuk menahan zat-zat
tersuspensi (suspended matter) dalam suatu fluida dengan cara
melewatkan fluida tersebut melalui suatu lapisan yang berpori-pori,
misalnya : pasir, anthracite, karbon dan sebagainya. Fluida dapat
berupa cairan (zat-zat tersuspensi dalam cairan/slurry) atau gas.
Zat-zat tersuspensi dapat berukuran sangat halus atau kasar, kaku
atau kenyal, berbentuk bulat atau sangat tidak beraturan. Produk
yang diinginkan dapat berupa filtrat atau padatan (cake).Pada
kondisi tertentu, filtrasi dapat digunakan untuk proses penjernihan
air dengan cara penyaringan langsung terhadap air baku. Media
penyaring (filter) dapat dioperasikan dengan baik untuk jangka
waktu tertentu, jika pressure drop meningkat sampai batas yang
diizinkan, maka harus dilakukan pembersihan filter dengan cara cuci
balik (backwashing). Cuci-balik dilakukan dengan cara mengalirkan
air secara berlawanan arah dengan arah aliran pada saat operasi
selama 5 - 10 menit, setelah itu dilakukan pembilasan.Lempengan
press yang digunakan ada yang berbentuk bujur sangkar atau
lingkaran, ada yang terletak vertikal dan horisontal. Tetapi
umumnya lempengan untuk zat padat itu dirancang dengan membuat
tekukan pada permukaan lempeng, atau dalam bentuk plate-and-frame.
Pada desain plate and frame ini, lempengan berbentuk bujur sangkar
dengan panjang sisi 6-28 in dan disusun silih berganti dengan
bingkai terbuka. Lempengan tersebut tebalnya berkisar 0,25 sampai 2
in, sedangkan bingkainya setebal 0,25 sampai 8 inci. Lempengan dan
bingkai itu didudukkan secara vertikal pada rak logam dengan medium
filter dipasang menutupi setiap bingkai dan dirapatkan dengan
bantuan sekrup dan rem hidraulik. Bubur umpan masuk pada satu ujung
rakitan lempeng dan bingkai tersebut. Slurry mengalir melalui
saluran yang terpasang memanjang pada salah satu sudut rakitan dari
sudut tersebut melalui saluran tambahan mengalir ke dalam
masing-masing bingkai. Di sini zat padat itu diendapkan di atas
permukaan pelat. Cairan mengalir menembus kain filter, melalui alur
atau gelombang pada permukaan lempeng, sampai keluar press filter
tersebut.Sesudah filter tersebut dirakit, slurry dimasukkan dari
pompa atau tangki pendorong pada tekanan 3 sampai 10 atm. Filtrasi
lalu diteruskan sampai tidak ada lagi zat cair yang keluar dan
tekanan filtrasi naik secara signifikan. Hal ini terjadi bila
bingkai sudah penuh dengan zat padat sehinggga slury tidak dapat
masuk lagi. Filter itu disebut jammed. Setelah itu, cairan pencuci
dapat dialirkan untuk membersihkan zat padat dari bahan-bahan
pengotor yang dapat larut. Cake tersebut kemudian ditutup dengan
uap atau udara untuk membuang sisa zat cair tersebut
sebanyak-banyaknya. Filter itu lalu dibongkar, cake padatnya
dikeluarkan dari medium filter sehingga jatuh ke konveyor menuju
tempat penyimpanan. Pada kebanyakan press filter, operasi tersebut
berlangsung secara otomatis.Sampai cake bersih, proses pencucian
memakan waktu beberapa jam karena cairan pencuci cenderung
mengikuti jalur termudah dan melangkahi bagian-bagian cake yang
terjejal rapat. Jika cake tidak terlalu rapat, sebagian besar
cairan pencuci tidak efektif membersihkan cake. Jika diinginkan
pencucian sampai benar-benar bersih, biasanya dibuat sluury lagi
dengan cake yang belum tercuci sempurna. Pencucian lebih lanjut
dapat menggunakan zat cair pencuci dalam kuantitas besar dan
menyaringnya kembali dengan shell-and-leaf filter sehingga
memungkinkan pencucian yang lebih efektif dari pada plate and frame
filter.
Filter dapat digolongkan menjadi beberapa jenis berdasarkan
siklus operasinya batch atau kontinu, produk yang diinginkan
filtrat atau cake atau gaya pendorongnya (driving force). Jenis
filter yang dikenal berdasarkan gaya pendorong yang digunakan
antara lain jenis gravity filter (Gambar 4.9) dan pressure filter
(Gambar 4.10)
Pressure filter cukup banyak digunakan karena memiliki beberapa
keuntungan, antara lain :a. sedikit memerlukan tempatb.
pemasangannya mudah, murah dan cepatc. unit-unit lain mudah
ditambah jika diperlukand. mengurangi biaya pemompaan air untuk
proses selanjutnyaPressure filter juga memiliki beberapa
kekurangan, antara lain :a. keadaan media penyaring sukar dilihatb.
keadaan backwashing tidak dapat dilihat langsungc. kehilangan media
penyaring tidak dapat dilihat langsungContoh jenis filter yang lain
adalah up flow filter (Gambar 4.11). Penamaan filter ini didasarkan
pada arah alirannya yaitu dari bawah ke atas. Ukuran media
penyaring ditentukan dari Uniformity-Coefficient (koefisien
keseragaman). Semakin kecil harga koefisien ini, semakin seragam
ukuran media penyaring tersebut.
dengan :Uniformity = d60 = ukuran ayakan yang meloloskan 60% wt
sampel yang dianalisa.Effective size = d10 = ukuran ayakan yang
meloloskan 10% wt sampel yang dianalisa.
Suatu mesin press bersaringan berisi satu set plat yang didesain
untuk menyediakan serangkaian ruang atau kompartemen yang di
dalamnya padatan dikumpulkan. Plat-plat tersebut dilingkupi media
penyaring seperti kanvas. Lumpur dapat mencapai tiap-tiap
kompartemen dengan tekanan tertentu, cairan melalui kanvas atau
keluar melalui pipa pembuangan, meninggalkan padatan cake basah
dibelakangnya. Plat dari suatu mesin press bersaringan dapat
berbentuk persegi/lingkaran, horizontal, atau vertikal.(Zainuddin,
2011)Pres filter terdiri atas elemen-elemen filter (hingga mencapai
100 buah) yang berdiri tegak atau terletak mendatar, disusun secara
berdampingan atau satu di atas yang lain. Elemen-elemen ini terbuat
dari pelat-pelat beralur yang dilapisi kain filter dan disusun pada
balok-balok luncur sehingga dapat digeser-geser. Dengan suatu sumbu
giling atau perlengkapan hidraulik, pelat-pelat itu dipres menjadi
satu diantara bagian alat yang diam (bagian kepala) dan bagian yang
bergerak. Saluran masuk dan saluran keluar terdapat dibagian kepala
(untuk sistem tertutup) atau saluran keluarnya di samping
pelat-pelat (untuk sistem terbuka).Filter ini terdiri dari
seperangkat lempengan yang dirancang untuk memberi sederetan
kompartemen untuk pengumpulan zat padat. Lempengan tersebut ditutup
dengan medium filter seperti kanvas. Slurry umpan masuk ke dalam
masing-masing lempengan dan medium filternya dengan tekanan,
cairannya lewat melalui kanvas dan keluar melalui pipa keluaran dan
meninggalkan zat padat basah di antara lempengan tersebut.
1.3 Pertukaran IonPertukaran ion secara luas digunakan untuk
pengolahan air dan limbah cair, terutama digunakan pada proses
penghilangan kesadahan dan dalam proses demineralisasi air.1.3.1
Prinsip-prinsip Pertukaran IonPertukaran ion adalah sebuah proses
fisika-kimia. Pada proses tersebut senyawa yang tidak larut, dalam
hal ini resin, menerima ion positif atau negatif tertentu dari
larutan dan melepaskan ion lain ke dalam larutan tersebut dalam
jumlah ekivalen yang sama. Jika ion yang dipertukarkan berupa
kation, maka resin tersebut dinamakan resin penukar kation, dan
jika ion yang dipertukarkan berupa anion, maka resin tersebut
dinamakan resin penukar anion.Contoh reaksi pertukaran kation dan
reaksi pertukaran anion disajikan pada reaksi (4.15) dan (4.16) di
bawah ini : Reaksi pertukaran kation :
Reaksi pertukaran anion :
Reaksi (4.15) menyatakan bahwa larutan yang mengandung CaCl2
diolah dengan resin penukar kation NaR, dengan R menyatakan resin.
Resin mempertukarkan ion Na larutan dan melepaskan ion Na yang
dimilikinya ke dalam larutan. Secara ilustratif hal ini diberikan
pada Gambar 4.11. Proses penukaran kation yang diikuti dengan
penukaran anion untuk mendapatkan air demin (demineralized water)
diberikan pada Gambar 4.12. Tahap terjadinya reaksi pertukaran ion
disebut tahap layanan (service).Jika resin tersebut telah
mempertukarkan semua ion Na yang dimilikinya, maka reaksi
pertukaran ion akan terhenti. Pada saat itu resin dikatakan telah
mencapai titik habis (exhausted), sehingga harus diregenerasi
dengan larutan yang mengandung ion Na seperti NaCl. Tahap
regenerasi merupakan kebalikan dari tahap layanan. Reaksi yang
terjadi pada tahap regenerasi merupakan kebalikan reaksi (4.15).
Resin penukar kation yang mempertukarkan ion Na tahap tersebut di
atas dinamakan resin penukar kation dengan siklus Na. Resin penukar
kation dengan siklus H akan mempertukarkan ion H pada tahap layanan
dan regenerasi.
1.3.2 Jenis-jenis Resin Penukar IonBerdasarkan jenis gugus
fungsi yang digunakan, resin penukar ion dapat dibedakan menjadi
empat jenis, yaitu :1. resin penukar kation asam kuat2. resin
penukar kation asam lemah3. resin penukar anion basa kuat, dan4.
resin penukar anion basa lemahResin penukar kation mengandung gugus
fungsi seperti sulfonat (R-SOH), phosphonat (R-POH), phenolat
(R-OH), atau karboksilat (R-COOH), dengan R menyatakan resin. Gugus
fungsi pada resin penukar ion asam kuat adalah asam kuat seperti
sulfonat, phosphonat, atau phenolat, dan gugus fungsi pada resin
penukar asam lemah adalah karboksilat.Gugus fungsi pada resin
penukar anion adalah senyawa amina (primer/R-NH, sekunder/R-NH,
tersier/R-R'N) dan gugus ammonium kuartener (R-NR'/tipe I,
R-R'NOH/tipe II), dengan R' menyatakan radikal organik seperti CH.
Resin anion yang mempunyai gugus fungsi ammonium kuartener disebut
resin penukar anion basa kuat dan resin penukar anion basa lemah
mempunyai gugus fungsi selain ammonium kuartener.1.3.2.1 Resin
Penukar Kation Asam KuatResin penukar kation asam kuat yang
beroperasi dengan siklus H, regenerasi dilakukan menggunakan asam
HCl atau H2SO4. Reaksi pada tahap layanan adalah sebagai berikut
:
Konsentrasi asam keseluruhan yang dihasilkan oleh reaksi (4.17)
disebut Free Mineral Acid (FMA). Jika nilai FMA turun, berarti
kemampuan resin mendekati titik-habis dan regenerasi harus
dilakukan. Reaksi pada tahap regenerasi adalah sebagai berikut
:
1.3.2.2 Resin Penukar Kation Asam LemahGugus fungsi pada resin
penukar kation asam lemah adalah karboksilat (RCOOH). Jenis resin
ini tidak dapat memisahkan garam yang berasal dari asam kuat dan
basa kuat, tetapi dapat menghilangkan kation yang berasal dari
garam bikarbonat untuk membentuk asam karbonat, atau dengan kata
lain resin ini hanya dapat menghasilkan asam yang lebih lemah dari
gugus fungsinya.Reaksi-reaksi yang terjadi pada tahap layanan untuk
resin penukar kation asam lemah dengan siklus H, dinyatakan oleh
reaksi-reaksi berikut ini :
Larutan regenerasi dan reaksi yang terjadi pada tahap regenerasi
identik dengan resin penukar kation asam kuat.1.3.2.3 Resin Penukar
Anion Basa KuatResin penukar kation asam kuat siklus hidrogen akan
mengubah garam-garam terlarut menjadi asam (reaksi 4.18), dan resin
penukar anion basa kuat akan menghilangkan asam-asam tersebut,
termasuk asam silikat dan asam karbonat. Reaksi-reaksi yang terjadi
pada tahap layanan dan regenerasi adalah sebagai berikut :Operasi
layanan :
Regenerasi :
1.3.2.4 Resin Penukar Anion Basa LemahResin penukar anion basa
lemah hanya dapat memisahkan asam kuat seperti HCl dan HSO , tetapi
tidak dapat menghilangkan asam lemah seperti asam silikat dan asam
karbonat, oleh sebab itu resin penukar anion basa lemah acap kali
disebut sebagai acid adsorbers. Reaksi-reaksi yang terjadi pada
tahap layanan adalah sebagai berikut :
Resin penukar anion basa lemah dapat diregenerasi dengan NaOH,
NHOH atau NCO seperti ditunjukkan oleh reaksi di bawah ini :
1.3.3 Operasi Sistem Pertukaran IonOperasi sistem pertukaran ion
dilaksanakan dalam empat tahap, yaitu :1. tahap layanan (service)2.
tahap pencucian balik (backwash)3. tahap regenerasi, dan4. tahap
pembilasanTahapan-tahapan tersebut dapat pula dilihat pada Gambar
4.14
1.3.3.1 Tahap LayananTahap layanan adalah tahap dimana terjadi
reaksi pertukaran ion, seperti ditunjukkan oleh reaksi-reaksi
(4.17), (4.19), (4.20), (4.21) dan (4.24) di atas. Watak tahap
layanan ditentukan oleh konsentrasi ion yang dihilangkan terhadap
waktu, atau volume air produk yang dihasilkan.Hal yang penting pada
tahap layanan adalah kapasitas (teoritik dan operasi) dan beban
pertukaran ion (ion exchange load). Kapasitas pertukaran teoritik
didefinisikan sebagai jumlah ion secara teoritik yang dapat
dipertukarkan oleh resin per satuan massa atau volume resin.
Kapasitas pertukaran ion teoritik ditentukan oleh jumlah gugus
fungsi yang dapat diikat oleh matriks resin. Kapasitas operasi
adalah kapasitas resin aktual yang digunakan untuk reaksi
pertukaran pada kondisi tertentu. Beban pertukaran ion adalah berat
ion yang dihilangkan selama tahap layanan dan diperoleh dari hasil
kali antara volume air yang diolah selama tahap layanan dengan
konsentrasi ion yang dihilangkan. Tahap layanan ini dilakukan
dengan cara mengalirkan air umpan dari atas (down flow).1.3.3.2
Tahap Pencucian BalikTahap pencucian balik dilakukan jika kemampuan
resin telah mencapai titik habis. Sebagai pencuci digunakan air
produk. Pencucian balik mempunyai sasaran sebagai berikut :1.
pemecahan resin yang tergumpal2. penghilangan partikel halus yang
terperangkap dalam ruang antar resin3. penghilangan kantong-kantong
gas dalam unggun, dan4. pembentukan ulang lapisan resin Pencucian
balik dilakukan dengan pengaliran air dari bawah ke atas (up flow).
Pada tahap ini terjadi pengembangan unggun antara 50 hingga
70%.1.3.3.3 Tahap RegenerasiTahap regenerasi adalah operasi
penggantian ion yang terserap dengan ion awal yang semula berada
dalam matriks resin dan pengembalian kapasitas ke tingkat awal atau
ke tingkat yang diinginkan.Larutan regenerasi harus dapat
menghasilkan titik puncak (mengembalikan waktu regenerasi dan
jumlah larutan yang digunakan). Jika sistem dapat dikembalikan ke
kemampuan pertukaran awal, maka ekivalen ion yang digantikan harus
sama dengan ion yang dihilangkan selama tahap layanan. Jadi secara
teoritik, jumlah larutan regenerasi (dalam ekivalen) harus sama
dengan jumlah ion (dalam ekivalen) yang dihilangkan (kebutuhan
larutan regenerasi teoritik). Operasi regenerasi agar resin
mempunyai kapasitas seperti semula sangat mahal, oleh sebab itu
maka regenerasi hanya dilakukan untuk menghasilkan sebagian dari
kemampuan pertukaran awal. Upaya tersebut berarti bahwa regenerasi
ditentukan oleh tingkat regenerasi (regeneration level) yang
diinginkan. Tingkat regenerasi dinyatakan sebagai jumlah larutan
regenerasi yang digunakan per volume resin. Perbandingan kapasitas
operasi yang dihasilkan pada tingkat regenerasi tertentu dengan
kapasitas pertukaran yang secara teoritik yang dapat dihasilkan
pada tingkat regenerasi itu disebut efisiensi regenerasi. Efisiensi
regenerasi resin penukar kation asam kuat yang diregenerasi dengan
H anion basa kuat yang diregenerasi dengan NaOH antara 20-50%, oleh
sebab itu pemakaian larutan regenerasi 2-5 kali lebih besar dari
kebutuhan teoritik. Pada resin penukar kation asam lemah dan resin
penukar anion basa lemah efisiensi dapat mendekati harga 100%, atau
dengan kata lain kebutuhan larutan regenerasi untuk resin penukar
golongan lemah lebih sedikit. Hal tersebut dapat dijelaskan dengan
dua alasan. Pertama, kekariban resin golongan lemah dengan ion H
dan ion OH lebih besar dibandingkan dengan resin golongan kuat.
Kedua, nilai koefisien selektivitas untuk regenerasi adalah
kebalikan dari koefisien selektivitas untuk pertukaran awal.Besaran
untuk menyatakan tingkat efisiensi penggunaan larutan regenerasi
adalah nisbah regenerasi (regeneration ratio) yang didefinisikan
sebagai berat larutan regenerasi dinyatakan dalam ekivalen atau
gram CaCO dibagi dengan beban pertukaran ion yang dinyatakan dalam
satuan yang sama. Semakin rendah nisbah regenerasi, semakin efisien
penggunaan larutan regenerasi. Harga nisbah regenerasi merupakan
kebalikan harga efisiensi regenerasi. Operasi regenerasi dilakukan
dengan mengalirkan larutan regenerasi dari atas.1.3.3.4 Tahap
PembilasanTahap pembilasan dilakukan untuk menghilangkan sisa
larutan regenerasi yang terperangkap oleh resin. Pembilasan
dilakukan menggunakan air produk dengan aliran down flow dan
dilaksanakan dalam dua tingkat, yaitu :1. tingkat laju alir rendah
untuk menghilangkan larutan regenerasi, dan2. tingkat laju alir
tinggi untuk menghilangkan sisa ion.Limbah pembilasan tingkat laju
alir rendah digabungkan dengan larutan garam dan dibuang, sedangkan
limbah pembilasan tingkat laju alir tinggi disimpan dan digunakan
sebagai pelarut senyawa untuk regenerasi.1.3.3.5 Penghilangan Gas
(Deaerator)Penghilangan gas dilakukan sebelum air keluaran kolom
kation diolah di kolom resin penukar anion dimaksudkan untuk
mengurangi beban pertukaran pada kolom penukar anion, yang berarti
juga mengurangi penggunaan larutan regenerasi. Setelah tahap
pertukaran kation di resin penukar kation siklus hidrogen,
alkalinitas bikarbonat yang dikandung dalam air umpan akan
dikonversi menjadi asam karbonat dan karbondioksida, seperti
disajikan pada reaksi (4.26) di bawah ini : CO + HO HCO H + HCOHal
tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut : karena air keluaran
resin penukar kation bersifat asam, maka reaksi kesetimbangan di
atas akan bergeser ke kiri. Air yang diolah di kolom degasifier
mengandung karbon dioksida yang ekivalen dengan alkalinitas
bikarbonat ditambah dengan jumlah karbon dioksida yang larut dalam
air tersebut.Cara kerja kolom degasifier mengikuti teori-teori yang
berlaku untuk proses stripping (pelucutan). Kandungan CO2 dalam air
dilucuti menggunakan udara yang dihembuskan oleh blower (Gambar
4.15) atau secara vakum (Gambar 4.16). Pemakaian kolom degasified
dapat mengurangi kandungan karbon dioksida menjadi 5 mg/l.
2. Pengolahan InternalSetelah mengalami pengolahan eksternal,
air umpan boiler harus mengalami pengolahan internal. 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 ketel.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 ketel.ketel.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 ketel tanpa harus mengalami
pengolahan terlebih dahulu adalah :- apabila ketel beroperasi pada
tekanan rendah atau sedang- apabila sejumlah besar kondensat
digunakan kembali sebagai air umpan- atau bila air baku yang
digunakan untuk air umpan ketel telah memiliki kualitas yang
baikProses pengolahan air dengan penambahan bahan-bahan kimia ini
memiliki beberapa kesulitan. Kesulitan yang utama adalah bila
kesadahan air umpan sangat tinggi sehingga banyak lumpur yang
terbentuk. Hal ini dapat menaikkan jumlah blow down. Pengolahan air
umpan ketel dengan penambahan bahan-bahan kimia yang dilakukan
tanpa pengolahan pendahuluan (pengolahan eksternal) juga
memperbesar kemungkinan pembentukan kerak pada sistem sebelum ketel
dan pada saluran-saluran air umpan.Masalah-masalah umum yang
membutuhkan pengolahan internal adalah :(1) Masalah korosiUntuk
mencegah korosi dan scale digunakan bahan-bahan anorganik seperti
kromat, seng, orthophospat maupun bahan organik seperti polimer
sintetik, organic nitrogen compounds, dan organic phosphorous
compounds. Kekurangan penggunaan poliphospat adalah jika
poliphospat berubah menjadi orthophospat, yang dapat bereaksi
dengan kalsium membentuk calsium phospat scale. Untuk mencegah ini
pH sistem perlu dijaga sekitar 7,0 dan juga perlu ditambahkan
polimer sintetik untuk menstabilkan calsium poliphospat.(2) Masalah
pembentukan kerakBahan-bahan kimia yang biasa digunakan untuk
menghambat terjadinya deposit : a. Threshold inhibitorBahan kimia
jenis ini adalah poliphospat dan organophosphorous dan polimer
seperti poliacrilatea dapat digunakan untuk mengurangi pengendapan
yang ditimbulkan kalsium, besi dan mangan.b. DispersantBahan kimia
jenis ini adalah polielektrolit. Tujuan dari bahan kimia ini adalah
untuk mencegah pengendapan dari dari padatan yang tersuspensi.c.
SurfactantsBahan kimia yang digunakan untuk mencegah deposit
padatan dengan cara ini adalah surface active agents. Bahan-bahan
kimia jenis ini mengakibatkan padatan-padatan tersuspensi tetap
bergerak dalam air sehingga mencegah deposit. Surface active agents
yang biasa digunakan untuk mencegah terjadinya deposit akibat
mikroorganisme adalah dengan penambahan biocides. Biocide ini dapat
digunakan untuk membunuh koloni mikroba. Biocide yang sering
digunakan adalah chlorine, yang efektif bekerja pada pH 7,0. Bahan
kimia lain yang sering digunakan adalah bromide, karena bromide
tetap efektif pada pH tinggi.d. Pengubah susunan kristalContoh dari
bahan kimia jenis ini adalah tannin, lignin, dan polimer sintetik.
Dengan penambahan bahan kimia jenis ini, deposit tetap terbentuk
tapi dengan struktur yang lemah, sehingga mudah dihancurkan.
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 ketel sebagai kerak. Ion-ion kalsium dapat
diendapkan dalam bentuk kalsium hidroksi apatit (3Ca(PO).Ca(OH))
dan kalsium karbonat (CaCO), dan ion-ion magnesium dan silika
diendapkan dalam bentuk sarpentin (2MgSiO.Mg(OH).HO), magnesium
silikat (MgSiO) dan magnesium hidroksida (Mg(OH)). Reaksi-reaksi
yang terjadi adalah sebagai berikut :
pH yang cukup baik untuk proses ini adalah di atas 9,5. Kondisi
ini memungkinkan pembentukan endapan yang dapat mengalir dengan
mudah pada saat dilakukan blow down. Penggunaan bahan-bahan kimia
khusus untuk mengendalikan pembentukan kerak (chelating agents)
merupakan alternatif 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 agents
ini hanya sesuai untuk boiler bertekanan rendah dan air umpan ketel
dengan kesadahan yang rendah (1-2 ppm). Contoh dari chelating agent
adalah NTA (nitrilo triacetic acid) dan EDTA (ethylene diamine
tetraacetic acid).(2) Menjadikan zat-zat tersuspensi seperti
lumpur, kesadahan dan besi oksida menjadi suatu massa yang tidak
melekat pada logam ketel. Pengaturan sifat lumpur agar tidak
melekat pada logam ketel dilakukan dengan penggunaan bermacam-macam
bahan organik yang masuk golongan tannin, lignin atau alginat.
Bahan-bahan organik ini perlu dipilih dan diproses sedemikian rupa
sehingga efektif dan stabil pada tekanan operasi ketel. Pengeluaran
lumpur dari ketel dilakukan dengan cara blow down.(3) Menyediakan
perlindungan anti busa untuk memungkinkan pemekatan padatan
terlarut dan tersuspensi dalam air ketel sampai taraf tertentu
tanpa terjadi carry over. Pembentukan carry-over dapat terjadi
akibat disain ketel 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 pencegah
pembentukan busa (anti foam agents), dapat dilakukan untuk
mengatasi masalah ini, akan tetapi cara yang lebih ekonomis adalah
dengan melakukan pengolahan air yang baik, peningkatan blow down
dari ketel 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 ketel. Sejumlah
oksigen dapat terbawa dalam air umpan ketel 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 natrium
sulfit dan hydrazine. Reaksi yang terjadi pada proses ini adalah
sebagai berikut :
Natrium sulfit digunakan pada proses ini karena alasan-alasan
seperti : mempunyai kecepatan reaksi yang cepat pada temperatur
rendah, mudah untuk 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 natrium 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 adalah larutan
beracun dan harus ditangani secara hati-hati.
D. APLIKASI PADA PLTUPembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) adalah
pembangkit listrik yang memanfaatkan energi panas dari steam untuk
memutar turbin sehingga dapat digunakan untuk membangkitkan energi
listrik melalui generator. Steam yang dibangkitkan ini berasal dari
perubahan fase air yang berada pada boiler akibat mendapatkan
energi panas dari hasil pembakaran bahan bakar. Kandungan air dalam
boiler harus memiliki kualitas yang baik atau konsentrasi partikel
yang sesuai dengan standar air boiler. Pengolahan air dilakukan
dengan menambahkan cairan kimia (phosfat) untuk menetralkan
kandungan garam pada air boiler. Campuran air dengan zat kimia bisa
menimbulkan kerak atau lumpur yang menempel pada dinding boiler.
Operasi yang tepat untuk menjaga kondisi boiler dan membuang semua
kotoran dalam air boiler adalah dengan cara blowdown. Blowdown
merupakan suatu operasi yang lazim dilakukan pada boiler, tetapi
bila berlebihan bisa menimbulkan kerugian termal. Oleh karena itu,
jumlah pengoperasian blowdown perlu diantisipasi guna mengurangi
kerugian termal, khususny pada kinerja boilerUntuk mendapatkan air
yang memenuhi persyaratan untuk keperluan ketel uap (boiler) dalam
suatu Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) diperlukan Water
Treatment. Ada 2 cara pengolahan, yaitu; Pengolahan yang dilakukan
diluar Boiler (external treatment) danPengolahan didalam Boiler
(internal treatment). Berikut ini dijelaskan cara treatment dan
batas-batas zat padatan terlarut di dalam air steam druma.)
KhloridaHampir semua air mengandung garam khlorida, sehingga
konsentrasi garam khlorida dapat dipakai untuk memperkirakan
banyaknya zat padat terlarut dalam air. Pada PLTU, penguapan yang
terus menerus pada boiler akan mengakibatkan zat padat terlarut
akan makin banyak (konsentrasinya bertambah). Dengan mengontrol
konsentrasi khlorida dalam air ketel, maka dapat diperkirakan zat
padat terlarutnya dan selanjutnya dapat dilakukan blowdown untuk
menguranginya. Zat padat terlarut dalam air ketel, dibatasi sebagai
berikut:
b.) KonduktivitasKonduktivitas merupakan kesanggupan air untuk
menghantarkan arus listrik. Dalam larutan, daya hantar listrik ini
disebabkan oleh adanya ion-ion sehingga dengan mengukur
konduktivitas dapat diketahui jmlah zat padat terlarut didalamnya.
Kemurnian uap dapat dilihat dengan mengukur konduktivitas kondensat
yang merupakan taksiran zat padat yang carry over sebagai uap tidak
murni Berikut siklus air dan uap pada PLTU
Air yang berasal dari air laut diproses dalam Desalination
Plant. Kemudian air diproses dalam Demineralisasi Plant, yang
berfungsi mengecilkan kadar ion hingga mencapai kadar ion hingga
mencapai kadar ion dengan konduktifitas 0,2 v/cm.Air ini ditampung
dalam Demineralisasi Plant dan sebuah Stand By yaitu Reserved Feed
Water Tank dimana sewaktu-waktu air siap disirkulasi ke sistem. Air
ini masuk ke kondensor pada suhu 40C lalu dipompa dengan Condesate
Extraction Pump ke Condensate Polishing untuk menurunkan kadar
garam mineral yang terkandung pada air, lalu dilanjutkan ke pemanas
dengan memanfaatkan uap panas bertekanan tinggi dari Air Ejektor.
Dilanjutkan ke pemanas GlantSteam, dengan memanfaatkan uap panas
bertekanan tinggi, yang dipakai sebagai perapat poros turbin.Air
dipanaskan lagi di dalam Low Pressure Heater 1 hingga bersuhu 58C,
dilanjutkan dengan L.P Heater 2 hingga bersuhu 76,5 C dan ke L.P
Heater 3 hingga suhu 109 C. Dari situ air dilewatkan Deaerator,
dimana air diberikan uap panas agar gas oksigen terpisah dan dapat
dibuang. Juga terjadi poros Hidrazine, yaitu pemisahan sisa gas
yang masih terkandung pada air. Dearator juga memanaskan air hingga
140 C.Kemudian air dipompa oleh Boiler Feed Pump ke High
PressureHeater. H.P Heater dibagi menjadi beberapa tinggkat, yitu
H.P Heater 5 dengan suhu keluaran 173 C, H.P Heater 6 dengan suhu
keluaran 201 C, H.P Heater 7 dengan suhu keluaran 251 0C, H.P
Heater 8 dengan suhu keluaran 270 C.Dari Heater air di alirkan ke
economizer dengan memanfaatkan gas hasil pembakaran yang
bertemperatur tinggi. Hal ini bertujuan agar temperature air masuk
boiler tidak jauh beda dengan air yang ada di boiler Lalu air
dimasukkan ke Steam Drum. Di Steam Drum terjadi pemisahan antara
air dan dan uap. Air di steam drum disirkulasikan ke pipa-pipa wall
tube dan down comer pada dinding boiler untuk dipanaskan, hingga
akhirnya kembali lagi ke steam drum. Aliran pada Wall Tube dan Down
Comer adalah akibat perbedaan massa jenis air dan uap.Uap yang
telah terbentuk dipanaskan lagi di superheater yang terdiri dari
primari superheater dan secondary superheater, hingga keluarnya
berupa uap super heated bersuhu 538C dengan tekanan 169 Kg/Cm. Uap
kemudian masuk ke HP by pass yang berfungsi untuk menutup aliran
uap ke turbin saat start Up atau Eergency. Uap diekspansikan ke
High Preasure Turbin. Untuk pengaturan putaran H.P Turbin terdapat
Valve, misalnya Main Stop Valve yang mengatur aliran saat start up
dan Main Governing Valve yang mengatur uap saat dibebani pada
putaran nominalnya. Dari H.P Turbin, uap mengalami penurunan
tekanan dan temperature. Lalu menuju reheater untuk dipanaskan
kembali hingga mencapai temperature 538 C dan stop valve yang
mengatur aliran uap. Kemudian uap di ekspansikan lagi di
intermediat pressure turbin dan kemudian langsung masuk ke low
preassure turbin 1 dan 2 tanpa mengalami pemanasan ulang. H.P
turbin, L.P Turbin, L.P Turbin di kopel menjadi satu proses untuk
menggerakan generator yang menghasilkan listrik.
DAFTAR PUSTAKA
Bansal, R,K. 2005. Mechanical Engineering (0bjective type ), New
Delhi : Laxmi Publications (P) LtdDewantara, Bima. 2010. Tinjauan
Teknis Perubahan Kinerja Steam Drum Di Boiler Akibat Blowdown Pada
PLTU Unit 3 Dan 4 (Studi Kasus di PT PJB UP Gresik)|. Surabaya :
ITS
Jenkins, Dilwin. 2010. Wood pellet heating system. UK :
Earthscan
Setiadi, Tjandra. 2007. Pengolahan dan Penyediaan Air. Bandung :
ITB
http://ansyah32.blogspot.com/2011/06/tray-aerasi.html(http://tutorial-kuliah.blogspot.com/2009/06/tugas-kuliah-teori-tentang-filterpress.html