Trending Topik

Analisa Deposit Pada Blade Turbine dengan Umpan Air Sungai

Diposting oleh On Wednesday, March 04, 2020

Deposit pada material baja adalah hal yang lumrah terjadi seperti di PLTU kejadian tersebut bisa terjadi pada jalur sepanjang peralatan siklus air-uap seperti tube boiler, steam drum dan blade turbine. Analisa deposit pada tube boiler sudah dibahas di artikel yang lalu, KLIK DISINI. Pada pembahasan kali ini difokuskan pada analisa deposit di blade turbine.
Pembagian ruang turbine didasarkan pada MW yang dibangkitakan, pada umumnya untuk kapasitas <100 MW hanya terdiri dari 2 bagian yaitu high pressure (HP) turbine dan low pressure (LP) turbine sedangkan untuk kapasitas >100 MW terdiri dari 3 bagian dengan diantara bagiannya ada intermediate pressure (IP) turbine.
Gambar 1. Ruang Bagian Turbine
Urutan siklus air-uap adalah: air sungai-WTP-[Condensate-Steam Drum-Superheated-HP turbine-IP turbine-Reheater-LP turbine-Condenser-Condensate]
Berikut gambaran deposit yang pernah ditemui di HP turbine
 

Berikut hasil analisa XRD:

Gambar 2. Peralatan XRD
Gambar 3. Peak yang Ditampilkan XRD

Gambar 4. Hasil Konversi Peak dengan Database XRD
Gambar 5. Komposisi Unsur Deposit

Keterangan:

  • Sampel diambil dari rotor HP Turbine #1
  • Sampel berupa serbuk berwarna putih

Analisa:

  • Uji XRD menunjukkan bahwa sampel sebagian besar merupakan crystalline dan 20.8% amorph. Senyawa dominan yaitu Sodium (Na) dan Cristoballite (merupakan salah satu bentuk silica)
  • Sodium/Natrium (Na) berlebih kemungkinan bisa berasal dari:

  1. Jika siklus air adalah bisa berasal dari kemampuan mixed bed turun atau cemaran dari bahan regenerant (diukur conductivity atau sodium outlet mixed bed)
  2. Silica bisa berasal dari kebocoran tube condenser karena penggunaan pendingin cooling tower dari air sungai
  3. Jika siklus uap adalah garam dari trisodium phospate (Na3PO4), reaksi pembentukannya adalah:

H3PO4 + Na2CO3 ---> Na2HPO4 + CO2 + H2O

N2HPO4 + NaOH ---> Na3PO4 + H2O

Ketika Na3PO4 difungsikan sebagai injeksi di steam drum, berikut reaksinya:

(i) Na3PO4 + SiO2 ---> Na2SiO3 (garam) + P2O5 (lumpur)

(ii) 2 Na3PO4 + 3 CaCO3 ---> 3 Na2CO3 (garam) + Ca3(PO4)2 (lumpur) 

Poin (1) umumnya reaksi yang terjadi ketika umpan air sungai sedangkan poin (ii) air laut.  Garam yang bersifat basa digunakan untuk stabilisasi pH siklus uap-air sedangkan lumpur dilakukan blowdown. Ketika garam di siklus uap bernilai tinggi berarti bisa karena purity Na3PO4 yang rendah (zat aktif PO4 rendah dan tingginya Na sebagai filler atau pengikat) atau karena silica yang harusnya diikat oleh Na3PO4 sudah minim.

- Cristobalite atau Silica (SiO2) pada HP Turbine merupakan senyawa yangkemungkinan berasal dari:

  • Untuk siklus air bisa berasal dari kebocoran tube condenser atau kemampuan mixed bed menurun (dibuktikan dengan kualitas pengukuran silica outlet CEP dan outlet mixed bed)
  • Untuk siklus uap bisa berasal dari silica yang ter-dissolved ketika temperatur tinggi (unit operasi) dan akan terlihat seperti deposit ketika temperatur diturunkan (unit shutdown) karena itu memang menjadi karakteristik silica [Feriyanto, 2019]

Ketika Na3PO4 (TSP) diinjeksikan di steam drum terjadi reaksi sebagai berikut:

Na3PO4 + H2O ---> H3PO4 + NaOH

Beberapa fungsi injeksi TSP adalah: [Frayne, 2002]

  • Mencegah acid corrosion, adanya residual NaOH hasil reaksi
  • Menambah kelarutan silica, sama dengan poin 1
  • Sebagai lapisan pasifasi

Rekomendasi:

  1. Pengecekan trending conductivity atau sodium outlet mixed bed dan outlet CEP
  2. Pengecekan trending kadar silica steam drum, saturated dan superheated
  3. Pengecekan kebocoran tube condenser
  4. Jika poin (1) dan (2) normal maka bisa dipastikan purity Na3PO4 rendah

Berdasarkan EPRI Cycle Chemistry Guidelines, keberadan phospate (PO4) harus dijaga agar tidak terjadi korosi tipe SCC (Stress Corrosion Cracking). Standar minimum konsentrasi phospate (PO4) 0.2 ppm dan maksimum phospate 10 ppm (PO4) untuk steam outlet drum boiler.

Berikut gambaran deposit yang pernah ditemui di IP turbine:


 Keterangan:

  • Sampel diambil dari rotor IP Turbine #1
  • Sampel berupa serbuk berwarna kecoklatan

Analisa:

  • Uji XRD menunjukkan bahwa sampel sebagian besar merupakan crystalline dan hanya 7.2% berupa amorph dan mayoritas terdiri dai quartz
  • Quartz atau Silica (SiO2) pada rotor IP Turbine merupakan senyawa yangkemungkinan berasal dari:
  1. Untuk siklus air bisa berasal dari kebocoran tube condenser atau kemampuan mixed bed menurun (dibuktikan dengan kualitas pengukuran silica  outlet CEP dan outlet mixed bed)
  2. Untuk siklus uap bisa berasal dari silica yang ter-dissolved ketika temperatur tinggi (unit operasi) dan akan terlihat seperti deposit ketika temperatur diturunkan (unit shutdown) karena itu memang menjadi karakteristik silica [Feriyanto, 2019]


Berdasarkan grafik bisa didapatkan informasi bahwa kelarutan silica sebanding dengan temperatur dan berbanding terbalik dengan tekanan operasi [Sohail et al., 2007].

Rekomendasi:

  1. Pengecekan trending silica outlet mixed bed dan outlet CEP (silica akan terukur tinggi ketika unit baru start dan turun ketika temperatur perlahan naik) sehingga trending harus memperhatikan pola operasi tersebut
  2. Jika didapatkan outlet mixed bed dan outlet CEP normal, maka bisa dipastikan penyebabnya adalah silica dari dissolved siklus uap karena pengaruh unit start-stop dalam rentang yang pendek atau kebocoran tube condenser.

Berikut gambaran deposit yang pernah ditemui di LP turbine






Keterangan:

  • Sampel diambil dari rotor LP Turbine #1
  • Sampel berupa serbuk berwarna kecoklatan

Analisa:

  • Uji XRD menunjukkan bahwa sampel hampir 40% terdiri dari amorph sehingga sulit diidentifikasi. Dari hasil pengujian, identifikasi senyawa menunjukkan kecocokan dengan beberapa bentuk senyawa hardness
  • CaSO4 dan CaSiO3 adalah senyawa yang berasal dari air sungai atau hasil reaksi antara impurities TSP dengan silica atau ion dari air sungai

Rekomendasi:

  1. Pengecekan trending hardness outlet mixed bed dan outlet CEP
  2. Pengecekan kebocoran tube condenser
  3. Pengecekan pola operasi CBD dan level drum untuk mendeteksi adanya carry-over


Kutip Artikel ini sebagai Referensi (Citation):
Feriyanto, Y.E. (2020). Analisa Deposit Pada Blade Turbine dengan Umpan Air Sungai, Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya

Referensi:
[1] Feriyanto, Y.E. (2018). Analisa Kerak Tube & Condenser. Best Practice Experience in Power Plant. Surabaya.
[2] Feriyanto, Y.E. (2018). Kontaminan Silica & Penanganannya. Best Practice Experience in Power Plant. Surabaya.
[3] Frayne, C. (2002). Boiler Water Treatment, Principles and Practice. Vol. 1 dan 2. New York-USA

Ingin Konsultasi dengan Tim Expert Website, Silakan Hubungi KLIK

Kandungan Air (Water/Moisture Content) di Minyak Pelumas (Oil Lubricating)

Diposting oleh On Tuesday, July 30, 2019

Berdasarkan EPRI "Maintaining Lube Oil" dikupas mengenai macam-macam water content dan cara menurunkannya. Di PLTU penanganan water content erat kaitannya dengan lubricating system, dimana terdapat standar parameter khusus agar sistem pelumasan pada peralatan rotating bekerja secara sempurna.
Keberadaan air (water content) di oil pelumas dapat menyebabkan: [EPRI, 2001]
  • Korosi pada permukaan logam
  • Peningkatan oksidasi
  • Pembentukan sludge
  • Mengurangi ketahanan film oil (bisa menyebabkan peningkatan wear)
  • Peningkatan operasi material yang bergesekan
  • Deplete additive dengan proses hydrolysis
  • Menaikkan viscosity 
  • Mengurangi film thickness pada 2 permukaan material yang dilumasi
  • Meningkatkan wear failure
Peningkatan wear failure ---> material metal yang terkelupas karena keausan atau abrasi atau reaksi kimia maka ketika bertemu dengan air sesuai reaksi:

M + H2O ---> MO + H2 

M (metal) akan mengikat oxygen dari water sehingga dibebaskan gas H2 yang bisa menyebabkan hydrogen embrittlement sehingga metal yang bergesekan menjadi rapuh (peningkatan laju wear) [Garvey and Fogel, 1996]

Kontaminan water/moisture pada oli bisa menyebabkan reaksi kimia dengan aditif pada oli, bisa dibaca di: Aditif Kimia pada Pelumas Oli. Moisture bisa menyebabkan korosi pada oil tank atau part yang dilewati oli. Moisture/water bisa mengurangi kadar dispersant dan emulsifier pada aditif kimia oli sehingga kemampuan oli untuk coalescing/agglomerating (menyatu) menjadi berkurang. Selain itu juga mengurangi kadar Zinc (Zn) pada aditif oil Zinc Dithiophospate (ZDTP) yang digunakan sebagai anti-wear. [Garvey and Fogel, 1996]

Terdapat beberapa sumber air (water) di oli pelumas:
  • Oil cooler leak
  • Seal/gland steam sealing leak
  • Condensation
  • Atmosphere (through breather, acces cover, vent)
Terdapat 3 phase water content yaitu:
  • Free Water, air yang terpisah sempurna dengan oil dan bisa dilihat secara visual terpisah dibagian bawah oil 
  • Emulsified Water, air yang bercampur cukup sempurna dengan oil, ketika dikocok akan berbuih dan menunjukkan pengeruhan warna pada oil. Kontaminan ini bisa dilihat secara visual namun phase tidak berpisah dengan oil 
  • Dissolved Water, air yang bercampur sempurna dengan oil dan tidak bisa dilihat secara visual
Terdapat satu lagi parameter yang umum kami temui yaitu Total Water (merupakan gabungan antara dissolved water + free water). Di beberapa laboratorium ketika tidak menunjukkan fase air-nya maka cenderung menampilkan parameter water content. Ini bisa dianalisa sebagai free water atau total water tergantung peralatan yang mereka pakai.

Terdapat 3 cara menurunkan kandungan water content di minyak pelumas yaitu:
  • Centrifuging, bisa digunakan untuk menurunkan free water dan sebagian emulsified water. Di PLTU banyak mengaplikasikan sistem ini karena prinsipnya yang menggunakan gaya sentrifugal sehingga biaya energi cukup rendah
  • Absorbent Polymer/Dessicant Filter, hanya bisa digunakan untuk menurunkan free &emulsified  water dengan prinsip seperti desikator atau eksikator atau silica gel. Dengan memanfaatkan agent dessicant maka air akan terikat
  • Vacuum Dehydration/Distillation, bisa digunakan untuk menurunkan 3 water content (free water, emulsified water dan 80% dissolved water). Prinsipnya oli dilewatkan heater pada temperatur 150 degF dan dilewatkan vacuum distillation column. Sistem ini mampu menurunkan water content sampai 50 ppm (0.005%) namun energi yang dibutuhkan sangat besar sehingga sistem ini paling boros diantara yang lainnya

Kutip Artikel ini sebagai Referensi (Citation):
Feriyanto, Y.E. (2019). Kandungan Air (Water Content) di Minyak Pelumas, Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya

Referensi :
[1] EPRI. (2001).  Maintaining Lube Oil System Cleanliness in Motor Bearing Application. California
[2] Feriyanto, Y.E. (2015). Lubricating & Sealing System PLTU. www.caesarvery.com, Surabaya
[3] Feriyanto, Y.E. (2016). Analisa Oli Pelumas (Tribology) dan Referensi Report. www.caesarvery.com, Surabaya
[4] Garvey, R., and Fogel, G. (1996). Estimating Water Content in Oils: Moisture in Solution, Emulsified Water, and Free Water. US Department of Defense

Ingin Konsultasi dengan Tim Expert Website, Silakan Hubungi KLIK

Macam-Macam Grease Lubrication (Pelumas)

Diposting oleh On Monday, June 10, 2019

Grease (Bahasa Jawa : gemuk ) : pelumas semi-solid (gel) yang terbuat dari 3 bahan utama yaitu base lubricant/oil/lemak (hewani atau nabati), thickener (pengental) dan aditive sehingga grease memiliki high viscosity. Grease berguna sebagai lubricating or sealing dengan fungsi-fungsi yaitu base lubricant untuk mengurangi gesekan, thickener untuk mempertahankan posisi pelumas ketika benda berputar dan aditive untuk meningkatkan sifat chemical properties sesuai tempat aplikasi. Penggunaan umumnya pada equipment yang lambat pergerakannya (slow moving) seperti gearbox, journal bearing, ball joint, roller conveyor dan heavy equipment. 
Sistem kategori grease distandarkan oleh "National Lubricting Grease Institute-NLGI" sebagai berikut :
  • Nilai 000-6 (000 = softest/liquid dan 6 = hardest/solid) umumnya grease diberi kode #2 (sesuai standard butter)
  • LA & LB : untuk chassis lubricant dan GA, GB & GC untuk wheel bearing


Istilah-istilah yang sering digunakan adalah :
  • Dropping Point : titik (temperatur) dimana grease melewati dari keadaan solid ke liquid (titik tetes)
  • Oxidation Stability : ketahanan grease terhadap chemical yang disebabkan karena udara atmosfer yang bisa menyebabkan reaksi oksidasi

Berikut macam-macam grease lubrication yang dibedakan berdasarkan thickener :
  • Straight Lithium
  • Lithium Complex
Good water resistence dan tahan temperatur sampai 150 degC
  • Alumunium Complex
Good high temperature (177-204 degC), good water resistant, good oxidation stability dan good pumpability. Cocok digunakan untuk peralatan yang memproduksi barang food grade
  • Polyurea
Good oxidative resistance dan banyak digunakan pada komponen elctric motor
  • Organophilic Clay
Dibuat dengan memberikan arus listrik sehingga clay menjadi bermuatan ion. Grease ini tidak cocok jika di-mixing dengan grease tipe lain karena dikhawatirkan muatan listrik menjadi tidak stabil. Sifat properties good high temperature
  • Calcium Complex
Good water resistance dan good lower temperature (<65 degC)
  • Calcium Sulphonate
Very good corrosion resistance
  • Sodium
Good adhesion dan corrosion protection namun tidak bisa digunakan di air
  • Silicone Grease
Terbuat bukan dari based oil melainkan dari silicone based. Cocok digunakan pada high temperature dan rubber sealing karena sifatnya yang tidak merusak karet

Kutip Artikel ini sebagai Referensi (Citation):
Feriyanto, Y.E. (2019). Macam-Macam Grease Lubrication (Pelumas). www.caesarvery.com. Surabaya

Referensi:
[1] www.efficientplantmag.com. (2009). Grease Basic : Selection and Application
[2] www.penriteoil.com. Understanding Greases

Ingin Konsultasi dengan Tim Expert Website, Silakan Hubungi KLIK

Penyebab dan Cara Penanganan Total Acid Number (TAN) atau Angka Asam dan Total Base Number (TBN) di Oli Pelumas

Diposting oleh On Monday, April 01, 2019

Total Acid Number (TAN) adalah tingkat keasaman yaitu banyaknya miligram (mg) KOH yang digunakan untuk menetralkan 1 gram asam di oli pelumas. Asam (acid) terbentuk karena degradasi unsur aditif dan komposisi kimia di oli pelumas sehingga dengan tingginya keberadaan senyawa asam tersebut bisa membahayakan sistem pelumasan. Jenis asam umumnya adalah naphtenic acid, garam ammonia, resin, logam berat. TAN berhubungan juga dengan oxidation (keduanya adalah parameter uji kualitas oil pelumas pada trivektor "chemistry"). Oksidasi di oil tedapat 3 karakter yaitu:
  1. Weak carboxylic acid
  2. Sludge
  3. Varnish
Beberapa Penyebab Keberadaan Acid Number pada Oli:
  • Life-time oil yang disebabkan aditif anti-oxidant sudah habis bereaksi
  • Keberadaan dissolved oxygen yang tinggi sehingga menyebabkan aditif anti-oxidant memaksa untuk penetralan sehingga lebih cepat habis
  • Water content yang tinggi bisa menyebabkan ter-disosiasi-nya atom H dan O yang bisa mengurangi aditif anti-oxidant
Cara-Cara untuk Mengurangi Acid Number adalah:
  1. Destruction, memanaskan oli pada suhu 300-4750 oC ditambah katalis CaO atau CaCO3 sehingga unsur carbon dioxide penyebab asam bisa terlepas ke udara dan prosesnya disebut decarboxylation, [US Patent, 1937]
  2. Adsorption, mereaksikan dengan NiO, MgO, Al2O3, organic amine, diethyl amine, diethylenetriamine, strong base ion exchange (NaOH)
  3. Extraction, menggunakan metanol
  4. Neutralization, menggunakan larutan ammonia dengan ethylene glikol dengan titran adalah KOH sedangkan katalis menggunakan barium (Ba) dan alumunium (Al) [Shohaimi et al, 2008]
Total Base Number (TBN) adalah tingkat kebasaan yaitu banyaknya basa yang berkurang untuk menetralkan 1 gram asam di oli pelumas atau kata lain mengukur sisa aditif detergent pada pembakaran dalam/diesel engine.
 
Kutip Artikel ini sebagai Referensi (Citation):
Feriyanto, Y.E. (2019). Cara Mengurangi Acid Number (TAN) di Oli Pelumas, Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya

Referensi:
[1] Yang, J., dan Gao, J. (2006). Reduction of Total Acid Number of Crude Oil and Distillate. Journal of Energy Source, Vol. 29 (1)
[2] US Patent. (1937). Process of Removing Naphtenic Acid from Hydrocarbon Oil
[3] Shohaimi, N., Jaafar, J., dan Abu bakar, W. (2008). A Chemical Technique for Total Acid Number Reduction in Crude Oil. Chemistry Department
[4] Garvey, R., and Fogel, G. (1996). Estimating Water Content in Oils: Moisture in Solution, Emulsified Water, and Free Water. US Department of Defense
[5] EPRI. (2002). Lube Oil Predictive Maintenance, Handling, and Quality Assurance Guideline

ARTIKEL TERKAIT:
1. Analisa Oli Pelumas (Tribology) dan Referensi Report (1 of 2)
2. Analisa Bilangan Kimia
3. Lubricating & Sealing System di PLTU 

Mengenal Biodiesel (B20) Sebagai Bahan Bakar

Diposting oleh On Monday, March 04, 2019

Biodiesel adalah bahan bakar turunan dari fatty acid methyl ester (FAME) jika trigliserida (lemak nabati/hewani) menggunakan pelarut metanol dan fatty acid ethyl ester (FAEE) jika pelarut etanol. FAME dan FAEE diperoleh dari proses trans-esterifikasi lemak hewan/tumbuhan.

Trans-Esterifikasi adalah proses pertukaran gugus antara ester dan alkohol dengan proses biodiesel-nya adalah trigliserida disaring kemudian direaksikan dengan NaOH sebagai katalis dan alkohol (metanol/etanol) sebagai pereaksi.

BACA JUGA: Mengenal Biodiesel, Standard dan Parameternya

Pemerintah Indonesia mulai menggalakkan penggunaan blending biodiesel dengan petrodiesel untuk mengurangi ketergantungan terhadap minyak bumi. Rekomendasi pemerintah adalah penggunaan B20 yang artinya campuran antara 20% biodiesel dan 80% petrodiesel.
Biodiesel yang umum digunakan di negara-negara maju adalah B5, B10 dan B20 dan jika diatas itu maka masih memerlukan penelitian lebih lanjut tentang dampak terhadap mesin bakar walaupun sebagian kecil negara ada yang menggunakan biodiesel sampai B30.

Penggunaan pelarut yang umum adalah metanol bukan etanol karena beberapa sebab yaitu :
  • Metanol lebih mudah di-recycle walaupun lebih bersifat racun daripada etanol
  • Harga metanol lebih murah dibandingkan etanol
  • Mencari etanol yang murni sulit karena umumnya didapatkan sebagai minuman
Karakteristik biodiesel sebagai alternatif bahan bakar sebagai berikut :
  • Biodiesel lebih conductive daripada petrodiesel sehingga lebih mudah menjadi agent peng-korosif material
  • Biodiesel dapat mengoksidasi membentuk korosif peroxide
  • Korosif di ruang bakar dan penyimpanan bisa ditimbulkan karena peroxide, water dan sulphur
  • Biodiesel bisa mendegradasi sealing elastis (rubber), gasket dan hose
  • Terdapat deposit bagian bawah disepanjang jalur bahan bakar ---> solusinya adalah dengan penggantian filter yang rutin karena jika sampai filter jebol, maka deposit akan menutup lubang injector pump dan merusak sistem instrumentasi
  • Viskositas biodiesel lebih tinggi dari petrodiesel sehingga dalam pembakaran memungkinkan mengurangi daya serta bahan bakar yang tidak habis terbakar bisa menyebabkan sludge di ruang bakar
BACA JUGA: Analsia Oli Pelumas (Tribology) dan Referensi Report (2 of 2)
  • Biodiesel menghasilkan net caloric value kurang dari 12% jika dibandingkan petrodiesel karena lower speed engine and power
  • Biodiesel membutuhkan storage yang tepat karena auto-oksidasi dengan udara ambient bisa saja terjadi dan menyebabkan oxidative-degradation
  • Biodiesel memiliki tingkat kestabilan dan kebersihan lebih tinggi dibandingkan petrodiesel karena dapat mengurangi emisi gas buang (CO, particulate matter, hydrocarbon) dan biodegradable namun menambah emisi gas NOx 
  • Biodiesel memiliki masalah dalam flow ketika temperatur dingin 0 s/d 10 oC karena akan mengendap
  • Biodiesel tidak compatible untuk material copper (Cu), lead (Pb), bronze, tin (Sn) dan zinc (Zn) namun cocok untuk material dari alumunium (Al), steel (FeC) dan fiberglass
  • Selama penyimpanan, biodiesel bertindak sebagai detergent sehingga akan mengurai sludge di bottom storage dan ketika dialirkan ke injector maka filter harus sering diganti
Untuk meningkatkan kekurangan sifat properties yang dimiliki biodiesel maka dilakukan langkah-langkah sebagai berikut :
  • Pencampuran dengan petrodiesel, misalnya B5, B10, B20
  • Penggunaan aditif, umumnya adalah antioksidan baik alami maupun sintetis untuk mencegah proses oksidasi. Aditif yang digunakan umumnya adalah Mo, Mg, Nonyl phenoxy acetic acid
  • Modifikasi chemical dan physical dari biodiesel product
Standar parameter pada "petroleum diesel"
 Standar parameter pada "biodiesel"
Parameter terukur di biodiesel sebagai berikut :
  • Flash Point : temperatur dimana uap bahan bakar mencapai batas lower flammability dan akan terbakar dengan sendirinya
  • Acid Number (TAN) : jumlah KOH (dalam mg) yang digunakan untuk menetralisir oli (per 1 gram)
BACA JUGA: Analisa Bilangan Kimia
  • Free and Total Glycerin : parameter untuk melihat tingkat konversi dari lemak yang digunakan untuk menghasilkan biodiesel. Produk proses konversi adalah residu lemak yang tidak bereaksi dan residu metanol/etanol yang digunakan sebagai pereaksi. Lemak mengandung beberapa komponen seperti free glycerin (FG), mono-glyceride (MG), d-glyceride (DG) dan tri-glyceride (TG). Sedangkan total glycerin = FG + 0.255 MG + 0.146 DG + 0.103 TG
  • Cold Soak Filtration (CSFT) : parameter yang digunakan untuk mengetahui kegagalan biodiesel ketika dicampur dengan petrodiesel pada suhu ekstrem (dingin)
  • Oxidation Stability : parameter untuk mengetahui ketahanan biodiesel selama penyimpanan karena biodiesel mudah mengoksidasi lingkungan
  • Water Content : parameter yang digunakan untuk mengetahui kandungan air di biodiesel dan ini bisa digunakan untuk mengetahui seberapa dampak terhadap filter
  • Cloud Point : temperatur dimana biodiesel mulai membeku/kristal dan tidak bisa mengalir kembali. Parameter ini digunakan untuk mengetahui titik operasi biodiesel ketika suhu ekstrem
  • Cetane Number (CN) : skala pembakaran yang digunakan untuk mesin diesel sedangkan Octane Number (ON) untuk mesin bensin. Jika CN terlalu tinggi berarti pembakaran dapat terjadi sebelum udara dan bahan bakar tercampur sehingga bisa menimbulkan pembakaran tidak sempurna ditandai dengan smoke sedangkan CN terlalu rendah maka suara mesin kasar, pembakaran tidak sempurna, mesin lambat panas. CN umumnya berkisar antara 45-70
Kutip Artikel ini sebagai Referensi (Citation):
Feriyanto, Y.E. (2019). Mengenal Biodiesel (B20) Sebagai Bahan Bakar, Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya

Referensi:
[1] Feriyanto, YE. (2019). Mengenal Biodiesel (B20) Sebagai Bahan Bakar, Best Practice Experience. Surabaya
[2] Developing a B20 Fuel Quality Standard. (2012).  Department of Sustainability, Environment, Water, Population and Comunities
[3] Komariyah, L. (2017). Biodiesel Effect on Fuel Filter. Journal of Physics
[4] Xue, J., Grift, T., dan Hansen, A. (2010). Effect of Biodiesel on Engine Performance and Emission. Journal of Renewable and Sustainable Energy Review
[5] Biodiesel : Advantages and Potential Problem. www.bellperformance.net
[6] Voicu, I., Chiriac, R., dan Apostolescu, N. (2013). Effect of Hydrogen Induction in A Diesel Engine Operating with Biodiesel B20 at Different Injection Timing. University of Buccharest
[7] Alleman Quality Parameters and Chemical Analysis for Biodiesel Produced in United States 

Ingin Konsultasi dengan Tim Expert Website, Silakan Hubungi KLIK

Kontaminan Fe di Air Boiler

Diposting oleh On Sunday, December 30, 2018

Besi (Fe) adalah unsur utama di material PLTU seperti tube, tank, pipe, valve dan vessel. Keberadaan unsur ini diperhatikan secara seksama di air boiler meliputi analisa kerak dan analisa air. Analisa air dilakukan secara kontinyu sedangkan analisa kerak ketika sedang maintenance.
Mengapa kandungan Fe di air boiler dikendalikan ??
Karena Fe yang tinggi di boiler dimungkinkan berasal dari material tube yang terkikis. Tube terkikis bisa disebabkan karena pengaruh operasi atau kontaminan kimia berbahaya yang bisa bereaksi dengan material tube carbon steel. Pola operasi seperti pH tidak sesuai standard, overheat dan flowrate yang terlalu tinggi sedangkan kontaminan kimia seperti kandungan dissolved oxygen (DO) atau carbon dioxide yang tinggi, kandungan chloride dan sulphite tinggi serta phospate dan hydrazine yang tinggi yang menyebabkan kenaikan pH drastis.

BACA JUGA: Kontaminan Gas Terlarut di Air Boiler

Apakah akibat dari Fe tinggi di air boiler ??
Fe yang terkikis dari tube boiler dan bereaksi dengan oksigen menghasilkan 2 fase senyawa yang bermanfaat dan merugikan di PLTU. Senyawa yang bermanfaat adalah terbentuknya lapisan magnetite berwarna kehitaman yang berfungsi sebagai lapisan film di permukaan tube berfungsi menghindarkan reaksi kimia merugikan antara kontaminan di fluida dengan material tube. Sedangkan senyawa yang merugikan adalah hematite yang berwarna kemerahan yaitu produk korosi yang dibiarkan terus-menerus bisa memberikan kebuntuan di tube dan jangka panjang menyebabkan pengurangan thickness tube boiler.

Berapakah standar Fe yang umum di air boiler ??
Sistem sampling di air boiler untuk analisa Fe terbagi menjadi 2 yaitu economizer dan steam drum, dimana standar di economizer < 20 ppb sedangkan di steam drum < 250 ppb. Steam drum bernilai lebih tinggi karena dimungkinkan bertambahnya kontaminan dari injeksi phospate dan siklus uap-air melewati tube boiler.

Bagaimanakah cara pengukuran kandungan Fe ??
Untu analisa air menggunakan peralatan spectrofotometer sedangkan analisa kerak menggunakan peralatan X-Ray Difraction (XRD).
Kutip Artikel ini sebagai Referensi (Citation):
Feriyanto, Y.E. (2018). Kontaminan Fe di Air Boiler, Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya

Referensi:
[1] Feriyanto, Y.E. (2016). Best Practice Experience in Power Plant. Surabaya

Ingin Konsultasi dengan Tim Expert Website, Silakan Hubungi KLIK

Pengaruh pH di Sistem PLTU

Diposting oleh On Monday, December 24, 2018

pH memiliki kepanjangan "potential hydrogen" yang artinya adalah derajat kemampuan unsur "H+". pH memiliki range antara 0-14 dengan pembagian sebagai berikut:
  • 0-6.9 adalah asam (acid)
  • 7.00 adalah netral
  • 7.1-14 adalah basa (alkaline)
Sumber Gambar: www.uerotherm.com
Asam ditandai dengan adaya H+ di dalam senyawa sedangkan basa ditandai dengan adanya OH-. Keberadaan asam-basa di boiler water mempengaruhi kinerja operasi PLTU dan berikut dikupas tentang sebab-akibat karena pH:
Berdasarkan Kurita (1999), berikut hubungan "pH vs laju korosi pada material tube carbon steel":

Neutralizing amine pada tube material carbon steel akan mengurangi laju reaksi korosi pada pH 7 karena pada pH <6 atau pH >10 laju korosi meningkat. Sedangkan untuk ammonia laju korosi pada tube material copper (Cu) meningkat pada pH >9. Disinilah fungsi adjustment pH pada boiler PLTU yaitu untuk mengurangi laju korosi pada tube material.

Sebab-Sebab pH RENDAH di PLTU sebagai berikut:
  • Air laut umpan di WTP memiliki pH yang cukup rendah sehingga dengan adjust pH dengan dosis sama pada kondisi ideal di pre-treatment tidak terlalu berpengaruh signifikan
  • Residual chlorine dari injeksi chlorine di intake sampai pada outlet mixed bed yang menyebabkan proses reduksi dan menghasilkan ion chloride. Hal ini bisa disebabkan karena injeksi dechlorination (Sodium Bissulphite-SBS/Sodium MetaBisulphite-SMBS) kurang efektif atau sistem multi-media filter (MMF) berupa activated carbon tidak ter-install atau kurang efektif
  • Salah satu membrane Reverse Osmosis (RO) jebol sehingga produk permeate tercemari ion chloride
  • Resin anion (+) sudah jenuh sehingga kurang bisa mengikat sempurna ion negatif (-) air umpan seperti Cl-, SO42-, NO3-
  • Jumlah/volume resin anion/kation tidak seimbang
  • Regenerasi kurang maksimal misalnya penggunaan HCl kurang, konsentrasi rendah, flowrate backwash terlalu tinggi
  • HCl sebagai regenerant resion kation (-) ketika proses rinsing kurang bersih sehingga ketika operasi mixed bed residu HCl terikut ke produk demineralized water
  • Tube condenser retak/bocor sehingga cooling water berupa air laut mencemari condensate dan terikut sampai boiler water
  • Banyaknya kandungan gas terlarut di boiler water terutama CO2, dimana gas tersebut mudah sekali berikatan dengan air membentuk H2CO3 yang bersifat asam. Hal ini disebabkan oleh kurang efektifnya injeksi hydrazine (N2H4) dalam pengikatan gas terlarut
Akibat pH RENDAH di PLTU sebagai berikut:
  • Kebutuhan pH adjustment meningkat
  • Resin anion (+) cepat jenuh karena bekerja ekstra mengikat ion (-)
  • Meng-korosi perpipaan berbahan carbon steel atau stainless steel misalnya crevice corrosion, pitting atau galvanic corrosion
  • Laju penipisan thickness pipa semakin besar
  • Kebutuhan injeksi hydrazine dan phospate meningkat
  • CBD full open menyebabkan defisit demineralized water
  • Korosi pada sudu turbine ---> acid corrosion
  • Lapisan magnetite (Fe3O4) tidak bisa terbentuk sehingga material tidak memiliki protective layer
  • Lapisan hematite (Fe2O3) mudah terbentuk karena kehadiran oksigen berlebih yang bersifat asam
BACA JUGA: Kontaminan Fe di Air Boiler

 Sebab-Sebab pH TINGGI di PLTU sebagai berikut:
  • Air umpan mengandung total hardness yang tinggi seperti Ca, Mg, Na sehingga ketika melewati RO dan mixed bed masih menyisakan residu yang besar dan sampai pada boiler water
  • NaOH sebagai regenerant resin anion (+) ketika proses rinsing kurang bersih sehingga ketika operasi maka mixed bed residu NaOH terikut ke produk demineralized water
  • Resin kation (-) sudah jenuh sehingga kurang bisa mengikat sempurna ion positif/alkali (-) air umpan seperti Ca, Mg, Na
  • Jumlah/volume resin anion/kation tidak seimbang
  • Regenerasi kurang maksimal misalnya penggunaan NaOH kurang, konsentrasi rendah, flowrate backwash terlalu tinggi
  • Injeksi hydrazine (N2H4) berlebih sehingga dalam prosesnya menghasilkan ammonia (NH3) yang memiliki pH tinggi
  • Injeksi phospate berlebih di steam drum
Berdasarkan EPRI Cycle Chemistry Guidelines, phospate harus dijaga di boiler system agar terhindar dari phospate attack dengan standar minimum phospate (PO4) 0.2 ppm dan maksimum phospate (PO4) 10 ppm.

Akibat pH TINGGI di PLTU sebagai berikut:
  • Merusak membrane RO karena membrane tidak kuat terhadap alkali tinggi namun cukup kuat terhadap asam
  • Resin kation (-) cepat jenuh karena bekerja keras bereaksi dengan ion (+)
  • Caustic embrittlement yaitu material tube/turbine getas karena kebanyakan akumulasi caustic (alkali/basa)
  • Scale & deposit terbentuk dan lapisan magnetite (Fe3O4) ter-degradasi
Kutip Artikel ini sebagai Referensi (Citation):
Feriyanto, Y.E. (2018). Pengaruh pH di Sistem PLTU, Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya

Referensi:
[1] Feriyanto, Y.E. (2016). Best Practice Experience in Power Plant. Surabaya
[2] EPRI. Cycle Chemistry Guidelines for Combined Cycle Heat Recovery Steam Generators
[3] Kurita. (1999). Handbook of Water Treatment, Second Edition. Japan

Ingin Konsultasi dengan Tim Expert Website, Silakan Hubungi KLIK

Kontaminan Silica dan Penanganannya

Diposting oleh On Monday, December 17, 2018

Silica terdapat di alam dalam bentuk silica diokside (SiO2) dan memiliki beberapa karakteristik sebagai berikut:
  • Relatif tidak larut dalam asam kecuali HF, reaksi : SiO2 + 4 HF ---> SiF4 + 2 H2O
  • Bereaksi dengan basa terutama basa kuat, reaksi : SiO2 + 2 NaOH ---> Na2SiO3 + H2O
Tekanan Boiler vs Konsentrasi Silica vs pH, sumber: Sohail and Mustafa, 2007
Standard Silica vs pH di Siklus Uap-Air PLTU
Berdasarkan grafik dan tabel standard tersebut, bisa diketahui bahwa untuk rata-rata tekanan turbin sedang yaitu 20-75 kgf/cm2 pada pH 9.1 nilai konsentrasi silica sebesar 1.2 ppm = 1200 ppb sedangkan pada pH 9.6 sebesar 1.8 ppm = 1800 ppb.
Makin tinggi tekanan boiler maka silica akan mudah "carry over" dan semakin tinggi silica di boiler water maka makin tinggi kesempatan ter-carry over bersama steam ke sudu turbine.
PLTU memanfaatkan 2 sumber air yaitu air laut dan air sungai. Pada kedua sumber air tersebut terdapat perbedaan cukup signifikan yaitu air laut banyak mengandung unsur hardness (Ca, Mg) dan salt (Na, Cl) sedangkan air sungai banyak mengandung unsur silica (SiO2).
Kandungan silica di PLTU dijaga pada range standar misalnya untuk pasir bed sand boiler CFB tidak boleh berlebihan karena jika terlalu banyak kandungan silica akan membuat pasir keras dan bisa menyebabkan abrasi pada material tube dan jika di feed water dijaga < 20 ppb dengan cara diikat dengan resin mixed bed.
Berdasarkan Handbook of Water Treatment, Kurita (1999) berikut hubungan kelarutan silica pada superheated steam:

Silica (SiO2) akan cenderung terlarut dalam hot condition dan terendapapkan (deposit) pada keadaan cold condition <40 oC sedangkan magnesium silicate (MgSiO3) terendapkan pada >50 oC [Kurita, 1999]. 

Terdapat 3 jenis endapan silica dan karakteristiknya:
  1. Sodium disilicate (Na2Si2O5)/[Na6(Si2O7)2], terendapkan pada temperatur 260-371 oC
  2. Alpha-quartz (SiO2), terendapkan pada temperatur 149-260 oC
  3. Amorphous silica, terendapkan pada temperatur 38-149 oC
Beberapa penyebab kadar Silica tinggi adalah:
  • Kualitas regenerasi resin mixed bed rendah ---> life time
  • Temperatur caustic regenerant terlalu rendah ---> OH- kurang efektif membilas resin anion (+) sehingga kemampuan resin anion (+) mengikat SiO2- kurang efektif
  • Konsentrasi regenerant terlalu tinggi/rendah
  • Resin mixed bed terkontaminasi ---> kemampuan pengikatan ion berkurang
  • Jumlah resin mixed bed kurang ---> kemampuan pengikatan ion berkurang/cepat jenuh
  • Flowrate terlalu tinggi ketika backwash proses regenerasi resin--> waktu untuk bereaksi/berikatan antara resin & ion kurang
  • Silica air umpan bertambah
  • Valve air umpan bocor sehingga mencemari produk
  • Mixing resin kurang sempurna
  • Jika sistem otomatis maka kemungkinan silica analyzer penunjukannya kurang akurat atau jika sistem manual kemungkinan reagent untuk analisa kimia kotor
  • Phospate untuk injeksi mengandung silica yang cukup tinggi
BACA JUGA: Memilih Jenis Oxygen Scavenger yang Tepat

Berdasarkan Handbook Steam Power Operation (Woodruff et al, 2000) sebafai berikut:
Penanganan kontaminasi silica yang berlebih adalah:
  • Melakukan regenerasi resin secara periodik
  • Temperatur caustic dijaga pada range efektifnya sehingga pembilasan resin anion (+) efektif
  • Konsentrasi regenerant (HCl & NaOH) sesuatu standar yang sudah ditetapkan
  • Volume resin di mixed bed dijaga pada level standarnya
  • Flowrate ketika regenerasi diusahakan tidak terlalu cepat
  • Memeriksa dan memastikan tidak terdapat kebocoran valve
  • Proses mixing diusahakan dengan flow udara yang cukup agar merata (homogen) di tank
  • Memastikan silica analyzer ter-kalibrasi secara periodik
  • Mengganti reagent untuk analisa silica
  • Mengganti phospate dengan kandungan silica rendah
  • Membuka valve blowdown steam drum (CBD) tinggi
  • Menutup desuperheater spray (DSH)
Bahaya kontaminasi silica tinggi di boiler water PLTU ??
Silica dalam keadaan panas akan terlarut (dissolved solid) dengan boiler water dan ketika dingin akan membentuk kerak di sudu turbine. Sudu yang terus-menerus tertempeli sedimen ini akan menyebabkan gerakannya tidak seimbang (unbalance) sehingga menyebabkan kenaikan vibrasi dan shaft bisa bengkok/patah. Kelarutan silica meningkat seiiring kenaikan temparatur sehingga di PLTU selama beroperasi jarang sekali mengalami kontaminasi silica berlebih dan menurut standar kualitas air dengan menjaga silica <0.02 ppm = 20 ppb maka pengendapan silica di sudu turbine dapat dicegah. Berdasarkan EPRI Cycle Chemistry Guidelines, pH boiler yang cukup tinggi mengurangi silica carry-over (dalam fase vaporous carry-over).

Perbedaan Silicone, Silicone Dioxide/Silica dan Silicate ??
  • Silicone dengan lambang "Si" adalah unsur nomor 2 terbanyak dibumi sesudah oksigen "O"
  • Silicone Dioxide dengan lambang "SiO2" dikenal dengan sebutan "silica" adalah silicone yang ditemukan di bumi karena silicone ditemukan tidak dalam unsur bebas melainkan dalam kondisi berikatan dengan unsur lain
  • Silicate adalah silicone yang sudah bereaksi kompleks membentuk senyawa dan memiliki fase yang berbeda-beda
Sebenarnya apakah silica itu ??
Secara sederhana, silica dikenal dengan istilah "quartz" atau pasir kuarsa. Silica adalah material yang keras, berupa padatan terlarut (dissolved solid) sehingga kandungan berlebih di boiler water bisa menyebabkan fouling, kerusakan membrane RO, abrasi di boiler tube, deposit di sudu turbine dan men-deformasi bentuk sudu turbine.

Kutip Artikel ini sebagai Referensi (Citation):
Feriyanto, Y.E. (2018). Kontaminan Silica dan Penanganannya, Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya

Referensi:
[1] EPRI. Cycle Chemistry Guidelines for Combined Cycle Heat Recovery Steam Generators
[2] Daelami. (2009). Best Practice Pengoperasian Air di PLTU-PLTGU
[3] Marto, S. (2003). Materi Diklat Pengelolaan Air
[4] Sohail, M and Mustafa, I. (2007). Concentration control of silica in water chemical regime for natural circulation high pressure drum boiler unit of thermal power station. Department of Applied Chemistry and Chemical Technology University of Dhaka
[5] Feriyanto, Y.E. (2018). Analisa Kerak Tube Boiler & Condenser. Mengenal Lebih Dalam Teknik Kimia & Manajemen Teknologi, Surabaya
[6] Woodruff, E.,Lammers, H., dan Lammers, T. (2000). Steam Plant Operation, Eighth Edition Handbook
[7] Kurita. (1999). Handbook of Water Treatment, Second Edition. Japan
[8] Frayne, C. (2002). Boiler Water Treatment, Principle and Practice. Vol. 1 and 2. New York-U

Ingin Konsultasi dengan Tim Expert Website, Silakan Hubungi KLIK