PLTU
yang menggunakan boiler tipe circulating fluidized
bed (CFB) dilengkapi peralatan yaitu cylone separator.
Pada umumnya cyclone
berjumlah 2 buah untuk setiap boiler dan beroperasi pada temperatur 800 s/d
900 oC serta tekanan -101 s/d 94 Pa.
 |
| Gambar 1. Penampang Boiler CFB |
Permasalahan
yang sering muncul pada cyclone adalah kerontokan refractory atau
ring plate dinding cyclone. Kasus dibawah ini adalah patahnya ring
plate sebagai support cyclone bagian atas.
 |
| Gambar 2. Penampang Upper Cyclone |
 |
Gambar 3. Kerusakan Outlet Cyclone (Upper)
|
Pengujian
Material Outlet
Cyclone dan Support
Pengujian insite yang
dilakukan meliputi pengujian komposisi material menggunakan XRF analyzer
dan kekerasan material menggunakan hardness gauge, hasilnya pembacaan
sebagai berikut:
Tabel 1. Hasil Uji XRF untuk Mengetahui Komposisi
Material Outlet Cyclone (Upper)
Hasil analisa sebagai berikut :
Base
material (Ring) Cyclone (Sisi A dan B)
Material : 2304
Kondisi
: Crack pada base material,
pada welding
sisi atas
Support Cyclone
Sisi A
Material : HL
Jumlah : Support panjang :
8 buah dan support pendek : 4 buah
Kondisi
: Patah pada support
terutama pada area welding
Support Cyclone
Sisi B
Material
: HL
Kondisi
: support sudah dimodifikasi disisi outer cyclone,
tidak bisa mengecek sisi dalam
Tabel 2. Hasil Uji Hardness Material Outlet Cyclone
Material 2304 yang bersumber dari specification sheet
di www.sandmeyersteel.com
didapatkan data bahwa :
Dari hasil hardness test dan
dibandingkan dengan properties
material standar yaitu HRC 20 didapatkan bahwa sifat kekerasan naik 37.5 to
55.5% dari standar awal. Sesuai teori diatas bahwa untuk operasi dalam jangka
panjang >300 oC akan mengalami precipation hardening,
sedangkan temperatur normal operasi outlet cyclone
800 s/d 900 oC.
Fish Bone Diagram
 |
Gambar 4. Fishbone Diagram Kemungkinan Penyebab
Crack pada Outlet Cyclone
|
Seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 4, bahwa kemungkinan-kemungkinan yang bisa
menyebabkan crack
pada outlet
cyclone adalah sebagai berikut :
- Faktor Material
Untuk penyebab
karena pengaruh material, bisa diakibatkan oleh hal-hal sebagai berikut :
Material Grade 2304 termasuk dalam duplex stainless steel
-
Faktor Lingkungan
Faktor lingkungan
yang dimaskud adalah fluida gas yang mengalir dalam hal ini adalah flue gas
dan partikel abu atau pasir :
Analisa kemungkinan penyebab dominan
Dari uraian fishbone diagram diatas,
bisa didapatkan data bahwa pengaruh material dan kondisi operasi adalah
kemungkinan penyebabnya. Sesuai data material 2304 yang bersumber dari
specification sheet www.sandmeyersteel.com
didapatkan bahwa :
Sesuai sifat properties diatas
disebutkan bahwa seharusnya material alloy 2304 tidak cocok digunakan untuk
operasi dalam waktu yang lama >300 oC sehingga untuk jangka
panjang direkomendasikan upgrade material yang tahan terhadap kondisi operasi outlet cyclone.
Data spesifikasi untuk material HL,
sumber : www.nickelinstitute.org adalah
sebagai berikut :
Sesuai
sifat properties
diatas disebutkan bahwa material tipe HL cocok digunakan untuk operasi sampai
1800 oF (982 oC) dan cocok digunakan untuk flue gas karena
tahan korosi dan kandungan sulphur yang tinggi.
Jangka Panjang
Alternatif jangka panjangnya
diusulkan dilakukan modifikasi pada :
- Material dan support-nya (upgrade material dimaksudkan untuk memilih material yang tahan terhadap temperatur tinggi (diatas 650 C atau bahkan mendekati kondisi operasionalnya 800-900 C). Untuk material boiler dengan temperatur diatas 650 dari literatur didapatkan material yang tahan misalnya 316, 304, 347 (nickel base alloy)
- Sistem support outlet cyclone didesign agar tidak terhambat pemuaian dan penyusutan saat boiler start/shutdown
Kesimpulan
Sesuai hasil hal diatas bisa
disimpulkan beberapa hal sebagai berikut :
- Material ring plate adalah alloy 2304
- Material support adalah tipe HL
- Hardness base material 2304 plate megalami kenaikan dari estimasi awal 20 HRC ke 32-38 HRC (naik sebesar 37.5 to 55.5%)
- Rekomendasi tindakan jangka pendek adalah perbaikan lasan ring plate dan penambahan support serta modifikasi pengait support ke dinding dibuat lebih ke dalam untuk memperkuat daya cengkeraman ketika ring plate muai-susut, prosedur pengelasan dan quality control pengelasan
- Rekomendasi jangka penjang adalah upgrade material ring plate seperti nickel base alloy (AISI type 304, 316 dan 347)
- Koneksi support ke ring plate bisa sliding (tidak dilas) dan dihindari penyambungan dengan welding pada tekukan bending support
Kutip Artikel ini Sebagai Referensi (Citation):
Feriyanto, Y.E (2018). Root Cause Failure Analysis (RCFA) Kerontokan Cyclone CFB Boiler PLTU, Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya
Referensi:
[1] Feriyanto, Y.E. (2017). Kajian Enjiniring RCFA Kerontokan Cyclone CFB Boiler PLTU. Surabaya
[1] Feriyanto, Y.E. (2017). Kajian Enjiniring RCFA Kerontokan Cyclone CFB Boiler PLTU. Surabaya
Previous
« Prev Post
« Prev Post
Next
Next Post »
Next Post »