Dokumen ini membahas pentingnya pengolahan air pengisi boiler untuk mencegah kotoran, kerak, endapan, dan korosi pada ketel uap. Berbagai jenis pencemar dalam air, efeknya pada komponen ketel, serta langkah-langkah pencegahan yang diperlukan untuk menjaga kualitas air dan efisiensi sistem ketel uap dijelaskan. Pengolahan air meliputi external dan internal treatment, serta penggunaan bahan kimia untuk memperbaiki kualitas air agar sesuai dengan persyaratan operasional.

1. Risnaldi
Pacific Indopalm Industries

2. Air alam mengandung bermacam kotoran yang
merupakan unsur/senyawa kimia yang
mengandung :
- Padatan terlarut
- Padatan tersuspensi
- Gas-gas terlarut
Dapat dicegah
Melakukan Pengolahan air pengisi Boiler
- Pembentukan kerak
- Pembentukan endapan
- Korosi
- Kerapuhan

3. Sumber air pengisi boiler:
Air sungai
Air laut
Air hujan
Dalam ketel uap banyak terjadi reaksi kimia yang rumit dan
kompleks dan mempunyai tekanan sehingga menimbulkan
bermacam-macam endapan, kerak, korosi, priming, carry
over dan caustic embrittlement
Untuk itu air dari alam tidak dapat langsung digunakan
sebelum dilakukan uji laboratorium untuk mengetahui
komposisi yang tergandung didalamnya

4. KEMURNIAN AIR PENGISI KETEL
DIPENGARUHI
Jumlah dan keadaan dari pada kotoran yang terlarut
Kotoran yang mengandung kesadahan, besi dan silika lebih berbahaya
dari garam-garam natrium.
► Jumlah pemakaian
► Desain ketel
(tekanan,panas,dan kecepatan
perpindahan panasnya).
PERSYARATAN

5. KOTORAN DALAM AIR
Kotoran terlarut dalam air kerak dan endapan,
Kerak menyebabkan overheating dan kegagalan pada boiler
metal.
Pengotor dalam air dapat menyebabkan karatan pada logam
ketel (terutama O2) :
• Menyerang bagian mana saja yang kontak
dengan air
• Lubang-lubang setempat/bintik-bintik setempat
• Macam-macam keretakan pada metal yang
mengalami tegangan (strees)

6. Nama Simbol Nama Umum Akibat
Calsium Carbonat CaCO3 Batu kapur Endapan ringan
Calsium Bicarbonat Ca(HCO3)2 Endapan ringan +
CO2
Calsium Sulfat CaSO4 Gypsum Endapan Keras
Calsium Klorida CaCl2 Korosi
Magnesium Carbonat MgCO3 Magnesit Endapan ringan
Magnesium Sulfat MgSO4 Korosi
Magnesium Bicarbonat Mg(HCO3)2 Endapan, korosi
Sodium Klorida NaCl Garam dapur Elektrolisis
Sodium Carbonat Na2CO3 Soda cuci Alkalinitas
Sodium Bicarbonat NaHCO3 Soda kue Priming, busa
Sodium Hidroksida NaOH Kaustik soda Alkalinitas, retak
kaostik
Sodium Sulfat Na2SO4 Alkalinitas
Silikon Dioksida SiO2 Silika Endapan keras
PENGOTOR DALAM AIR

7. PERMASALAHAN YANG TIMBUL JIKA AIR BOILER TIDAK DI OLAH
1. Pembentukan kerak dan endapan
Endapan ketel yang paling umum mengandung : Ca(HCO3)2, CaCo3,
CaSO4, Mg(HCO3)2, MgCO3, Mg(OH)2 atau SiO2, besi oksida, silika, dan
endapan lumpur yang telah di olah juga mungkin juga mengandung
kalsium dan magnesium fosfat.
Masalah yang di timbulkan oleh endapan.
Lapisan air yang dekat dengan dinding ketel menjadi lebih pekat di
bandingkan dengan air yang ada di sebelah dalam, sehingga lama
kelamaan akan menebal dan mengeras dan terjadi kerak yang menempel
pada dinding tersebut.

8. Ciri-ciri dari kerak :
a. Kerak karbonat ( CaCO3)
- keras dan padat
- kristalnya halus
- rapuh
- larut dalam asam
b. Kerak silikat ( CaSiO3)
- keras seperti porselin
- tidak larut dalam asam
c. Kerak besi
- Warna coklat kehitaman
- larut dalam asam
d. Kerak analciet ( Na2O Al2O3 4SiO2 2H2O)
- Keras seperti persolin
- Kristalnya halus
- Keraknya sangat padat
- Melekat sangat kuat pada logam
- Mempunyai daya hantar panas sangat
rendah
- Tidak larut dalam asam.
PERMASALAHAN YANG TIMBUL JIKA AIR BOILER TIDAK DI OLAH

9. 2. Korosi
Korosi adalah proses perubahan bentuk kimiawi dari logam yang
disebabkan oleh bereaksi dengan bahan kimia yang ada di
lingkungan, atau dapat di artikan sebagai kombinasi dari reaksi
kimia dan aliran listrik. Korosi kedalam dapat menyerang
permukaan logam secara luas dan dapat masuk logam.
a. Bagian yang mengalami korosi
Korosi timbul pada sistem air pengisi sebagai
akibat pH air yang terlalu rendah yang di sebabkan
terlarutnya gas-gas O2 dan CO2 didalam air.
PERMASALAHAN YANG TIMBUL JIKA AIR BOILER TIDAK DI OLAH

10. Fe + O2 + H2O
CO2 + H2O H2CO3 (asam)
Fe2O3.xH2O
Bagaimana korosi dapat terjadi ?
SYARAT
O2 dan H2O
Nuansa Asam (CO2)
Korosi
E
L
E
K
T
R
O
K
I
M
I
a
PERMASALAHAN YANG TIMBUL JIKA AIR BOILER TIDAK DI OLAH

11. b. Kelelahan korosi
Keretakan jenis ini dalam ketel (logam) dapat timbul dengan dua
cara yang berbeda :
 Stress yang berulang-ulang
 Retak kelelahan korosi biasanya tebal, tumpul dan mengenai butiran-butiran
logam. Biasanya pada disekeliling pipa.
c. Retak kaostik
Adalah suatu jenis kegagalan logam ketel uap yang serius dengan tanda khusus tidak
terputus, umumnya merupakan retak intergranular.
Keretakan ini biasanya akibat dari pada :
 Logam mengalami stress
 Adanya silika dalam air
 Air ketel uap mengandung NaOH
 Kebocoran sedikit sehingga pada bagian metal yang mengalami stress terjadi
pengentalan kadar NaOH.
PERMASALAHAN YANG TIMBUL JIKA AIR BOILER TIDAK DI OLAH

12. Masalah yang di sebabkan oleh korosi :
 Terjadi kerusakan pada logam ketel uap
 Pengendapan dari hasil-hasil korosi membentuk
endapan
 Menyebabkan kobocoran pada pipa -pipa ketel
 Korosi di bawah endapan tertentu akan melemahkan logam
sehingga terjadi kegagalan dari pada pada pipa ketel
 Dalam sistem kondensat uap, penggantian dari pada saluran dan
peralatan akibat korosi adalah mahal.
PERMASALAHAN YANG TIMBUL JIKA AIR BOILER TIDAK DI OLAH

13. Usaha pencegahan korosi pada sistem ketel uap :
 Menghilangkan O2 yang terlarut dalam air pengisi ketel
uap
 Mengurangi jumlah CO2 bebas di dalam sistem ketel uap
 Mengatur keadaan alkalin dalam air ketel uap
 Memelihara kebersihan pada permukaan bagian dalam
pipa dan drum
 Menghilangkan gas-gas korosif di dalam sistem uap dan
kondensat dengan pengolahan dengan bahan kimia.
PERMASALAHAN YANG TIMBUL JIKA AIR BOILER TIDAK DI OLAH

14. 4. Foam dan priming
Pembusaan (foaming) adalah terbentuknya gelembung air di dalam drum dan
priming adalah permukaan air yang bergelombang di dalam drum.
Sebab-sebab terjadinya busa (foam) dan priming pada ketel uap adalah :
- Air di dalam ketel uap mengandung minyak dan caustic soda yang
membentuk sabun dan menghasilkan busa.
- Konstruksi ketel uap yang tidak sesuai dengan desain
- Kecepatan yang M alkali terlalu tinggi
- Fluktuasi yang tiba-tiba di dalam air ketel uap, disamping itu kotoran
PERMASALAHAN YANG TIMBUL JIKA AIR BOILER TIDAK DI OLAH

15. Sebab terjadinya busa
Karena kadar padatan yang sangat tinggi didalam air ketel,
biasanya bahan-bahan tertentu seperti alkali, minyak, lemak,
pelumas, bahan-bahan organik tertentu, dan padatan
tersuspensi sebagai penyebab utama.
Pengaruh padatan tersuspensi terhadap uap
Padatan tersuspensi berkumpul dalam lapisan pemukaan yang
mengililingi suatu gelembung uap dan membuat lapisan
tersebut lebih padat dan tidak mudah pecah, sehingga terjadi
busa akibatnya uap yang dihasilkan kurang baik.
AIR BOILER BERKUALITAS RENDAH

16. Masalah yang di timbulkan minyak.
Pencermaran air Boiler oleh minyak adalah berbahaya di lihat dari 3 (tiga)
hal :
Minyak dapat melapisi permukaan logam yang akan menghambat
pemindahan panas dan meyebabkan logam mendapat panas yang
berlebihan (over heating).
Minyak meyebabkan lumpur menjadi kental dan menempel pada
permukaan bidang pemanasan.
Menyebabkan pembusaan dan carry over.
Cara menghilangkan minyak
Melakukan pembuangan air ketel uap (blow down) sampai seluruh minyak
keluar dan mencapai sumbernya.
AIR BOILER BERKUALITAS RENDAH

17. Masalah yang akan timbul jika air terbawa ke dalam uap adalah :
• Penurunan dalam efesisinsi pengoperasian
• Erosi dari pada turbin
• Terjadi endapan di dalam sistem uap dam kondensat, yaitu berasal dari padatan yang
terlarut dan tersuspensi air ketel
• Bila endapan terjadi di dalam suprheater dan turbin, maka akan terjadi overheating
dan kegagalan dari pipa-pipa superheater dan penurunan efesiensi pada turbin uap.
• Kotoran yang terbawa oleh uap akan menimbulkan banyak kesukaran dalam proses-
proses dimana uap akan di gunakan.
Hal-hal yang menyebabkan air terbawa ke dalam uap adalah :
• Air terlalu tinggi
• Beban ketel uap terlampaui
• Perubahan beban ketel uap yang tiba-tiba.
AIR BOILER BERKUALITAS RENDAH

18. Syarat-Syarat Air Pengisi Boiler
1. Air tidak boleh membentuk kerak/endapan
2. Air tidak boleh korosif terhadap pipa pipa boiler
3. Air tidak boleh menyebabkan terjadinya carry
over, dsb

19. SISTEM PENGOLAHAN AIR PENGISI
BOILER

20. JENIS-JENIS PENGOLAHAN AIR BOILER
A. External Treatment (pengolahan luar)
B. Internal Treatment (pengolahan dalam )

21. 1. External Treatment
Dengan memberikan obat-obatan atau pengolahan yang
bersifat mekanis
Tujuan pengolahan ini untuk menghilangkan zat-zat padat
yang terkandung didalamnya, menghilangkan zat-zat larut
yang dapat membahayakan boiler
Secara garis besar tujuannya :
• Penjernihan
• Aerasi dan dearasi
• Penurunan menghilangkan kadar silikat

22. 1. AIR SUNGAI 2. BAR SCREEN 3. KOLAM
PENAMPUNG
CHLORIN ( ClO2 )
Fungsi :
MENGOKSIDASI GARAM-GARAM
MENGIKAT SENYAWA ORGANIK
MEMATIKAN MICROBA -MIKROBA
4. PENGADUKAN
CEPAT
( FAST MIXING )
KAPUR ( Ca ( OH ) 2 )
Fungsi :
@ UNTUK MENGATUR
DERAJAT KEASAMAN ( pH ) AIR
SESUAI DENGAN KEBUTUHAN
PROSES
POLY ALUMUNIUM CHLORIDE
(PAC) ( Al2 (OH)nCl6-n )
Fungsi :
MENGIKAT PARTIKEL
"COLLOIDAL MATERIAL" (
ZARAH LUMPUR)YANG LARUT
DALAM AIR TETAPI TIDAK
MENGENDAP
AID POLYMER
Fungsi :
@ MENETRALKAN PH SESUAI DENGAN
KEBUTUHAN PROSES ( 6.2 ~ 6.7 )
@ MENGURANGI DAYA TOLAK MENOLAK ZARAH
LUMPUR YANG MEMPUNYAI MUATAN NEGATIF
SEHINGGA MEMPERKECIL DAYA TOLAK MENOLAK
SAAT MEMBENTUKAN FLOC - FLOC (DEBU-DEBU
HALUS )
5. PENGADUKAN
LAMBAT
( SLOW MIXING )
6. PENGGUMPALAN
7. PENGENDAPAN
8.PENYARINGAN
DENGAN GRAFITASI
9. GRAVITY FILTER
( FILTRASI )
10. TANGKI
STOC AIR BERSIH
11. SUPPLY KE
LAPANGAN
KETRANGAN
1. SUMBER AIR
2. PENYARINGAN BENDA-BENDA YANG TERANGKUT
3. UNTUK MENGATUR VOLUME AIR DAN PENGENDAPAN PARTIKEL
4. AIR DIPOMPAKAN DARI KOLAM PENAMPUNG KE BAK
PENAMPUNG DISERTAI DENGAN INJEKSI BAHAN KIMIA
5. AIR DIPOMPAKAN KE BAK SEDIMENTATION DAN DIADUK
PELAN PELAN SEHINGGA AKAN TERJADI PENGGUMPALAN FLOC
FLOC (6) DAN PENGENDAPAN (7), 8,9 PROSES PENYARINGAN
TAHAPAN - TAHAPAN PROSES WATER TREATMENT ( EXTERNAL PROSES ) Lampiran No.1

27. 2. Pengolahan air di dalam Boiler (internal treatment)
Tujuan :
• Menghilangkan kesadahan dan mencegah pengendapan kerak pada
logam boiler.
• Pengaturan bahan tersuspensi seperti lumpur dari kesadahan, oksida
besi dalam boiler agar tidak melekat pada boiler.
• Menyediakan pelindung anti busa (anti foam) untuk memungkinkan
suatu konsentrasi yang sesuai dari padatan yang terlarut dan
tersuspensi di dalam air tanpa membawa busa ke dalam uap.
• Menghilangkan O2 dari air boiler dan mengatur alkalinitas yang
cukup untuk menghindari korosi pada ketel uap.

28. De-aerasi mekanis untuk penghilangan gas terlarut digunakan sebelum penambahan bahan kimia untuk oksigen.
De-aerasi mekanis didasarkan pada hukum fisika Charles dan Henry : Pemanasan air umpan boiler, yang akan
menurunkan konsentrasi oksigen dan karbon dioksida dapat disempurnakan dengan pemanasan air umpan boiler,
yang akan menurunkan kosentrasi oksigen dan karbon dioksida disekitar atmosfir air umpan

29. Bahan Kimia yang digunakan
- Na2CO3, NaOH, dan Na3PO4 untuk mengikat Mg+2 dan Ca+2
- Na2SiO3 untuk mengatur alkalinitas dan mengikat Mg+2
- NaSO3 , Hydrazine untuk mengikat O2
Sodium sulfit akan bereaksi dengan oksigen membentuk 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.
- Poly Fosfat dan bahan organik untuk mencegah kerak dan korosi
- Senyawa Amina untuk penetralan, bersama bahan lain membentuk film
yang dapat mencegah korosi yang disebabkan oleh kondensat

30. a. Reaksi sulfat dalam internal treatment
CaSO4 tidak larut pada suhu tinggi dan membentuk kerak.
CaSO4 + Na2CO3 CaCO3 + Na2SO4
3 CaSO4 + 2 Na3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 Na2SO4
CaSO4 + Na2SiO3 CaSiO3 + Na2SO4
b. Reaksi silikat dalam internal treatment
Silika dapat mengendap langsung membentuk kerak
atau bereaksi dengan Ca membentuk kerak keras dan dengan Mg
membentuk lumpur
Solusinya dengan menjaga alakalinitas tetap tinggi

31. c. Pengisian bahan-bahan kimia dalam internal treatment
Dalam bentuk larutan, menggunakan tangki dan proportionating
pump.
• Softening chemical ( fosfat, soda ash, coustic dan lain-lain) di
tambahkan langsung kedalam air pengisi ketel uap pada titik
dekat pemasukan ke dalam drum ketel uap, tujuannya agar
langsung bereaksi dengan air sebelum masuk kedaerah penghasil
uap (steam generating).
• Bahan kimia pengikat O2 (sulfat dan hidrazine ) dimasukan
kedalam sistem air pengisi ketel uap.
• Bahan kimia pencegah kerak dan korosi dalam sistem air pengisi
ketel uap (poli fosfat bahan organik dan lain-lain sebagainya )
harus di tambahkan kedalam sistem air pengisi ketel uap secara
terus menerus.
• Bahan kimia pencegah korosi pada sistem kondensat di
tambahkan langsung kedalam uap atau kedalam sistem air pengisi
ketel uap.