BAB II TEORI. Laporan Kerja Praktek Program Studi Teknik Mesin

BAB II TEORI 2.1. Sejarah Berdirinya PT.Polychem Indonesia, TBK PT Polychem Indonesia Tbk pada awalnya didirikan pada 1986 sebagai PT Andayani Megah memproduksi nilon, poliester dan rayon kabel untuk ban. Pada tahun 1991, PT Gajah Tunggal Tbk. Produsen ban terbesar di Indonesia, mengakuisisi mayoritas Andayani Megah saham dan terdaftar di bursa saham Indonesia pada tahun 1993 dengan nama PT GT Petrochem Industries Tbk. Untuk memperluas bisnis, pada tahun 1994 GT Petrochem Industries mengakuisisi Filamendo Sakti, yang memasok lebih dari 80% dari kebutuhan filamen nilon dan poliester diperoleh dan athylene glikol fasilitas yang beroperasi pada waktu yang sama. GT Petrochem Industries kemudian Indonesia mulai membangun pertama tanaman karet sintetis. Pada tahun 1997, kapasitas produksi poliester filamen nilon diperluas dan menyelesaikan costruction dari pabrik etilen glikol kedua diikuti dengan dimulainya pembangunan pabrik poliester kedua. Selama tahun 1998 perusahaan Indonesia mulai membangun tanaman etoksilat pertama dan menyelesaikan fasilitas manufaktur karet sintetis. Pada tahun 1999 perusahaan mulai membangun filamen poliester dan pabrik kedua. Pada tahun 2004, serat konjugasi berongga ditambahkan ke lini produk untuk menyegarkan divisi poliester. Setelah bertahun-tahun tumbuh dan berkembang, pada bulan Desember 2005, PT GT Petrochem industri mengubah identitas menjadi PT Polychem Indonesia Tbk sebagai perusahaan memutuskan untuk kembali fokus bisnis untuk menghasilkan produk poliester berkualitas tinggi dan etilena glikol serta etoksilat. Kebijakan ini positif

Laporan Kerja Praktek Program Studi Teknik Mesin

6

meningkatkan kinerja untuk menjadi perusahaan petrokimia nasional terkemuka. Polychem Indonesia mengoperasikan dua divisi utama, divisi poliester dan divisi kimia. Pembagian poliester menghasilkan filamen poliester, berputar ditarik benang poliester, dan serat stapel poliester. Pabrik kedua poliester yang berlokasi di Tangerang dan Karawang dirancang untuk memenuhi kebutuhan industri tekstil di Indonesia. Untuk memastikan kualitas produksi poliester, Polychem Indonesia memanfaatkan teknologi proses produksi dari teknologi terkemuka kelas dunia zimmer Aktiengesellschaft dari Jerman. Pembagian kimia menghasilkan etilena glikol, yang merupakan salah satu dari dua bahan baku utama yang digunakan untuk memproduksi poliester. Pabrik etilena glikol menghasilkan satu utama mono produk etilena glikol (MEG), dan dua oleh produk Di-etilena glikol (DEG) dan Tri-etilena glikol (TEG). Perusahaan ekspor etilena glikol terutama untuk asia, america utara dan eropa. Pembagian kimia juga menghasilkan etoksilat sebagai produk sekunder. Etoksilat adalah bahan baku utama untuk memproduksi surfaktan dan deterjen. Proses perizinan untuk glikol dan etoksilat tanaman itu dari penyedia teknologi terkenal di dunia (desain ilmiah Co.inc.-USA). Detail lebih lanjut deskripsi dan spesifikasi dari produk kami dapat dilihat di katalog produk.

Manajemen Solid dan Sertifikasi ISO Operasi bisnis Polychem Indonesia diterapkan di bawah lima prinsip panduan. Mereka adalah: perintis, kehati-hatian, kebanggaan pengerjaan, komitmen pelanggan & loyalitas. Merintis berarti kami memproduksi & memasarkan produk yang mendukung pertumbuhan yang cepat dari industri, khususnya industri poliester di Indonesia. Dengan peralatan berteknologi tinggi di laboratorium, Polychem Indonesia berhasil meningkatkan proses manufaktur sebagai aplikasi prinsip kehati-hatian. Dengan sumber daya manusia ahli, Polychem Indonesia bertujuan untuk hasil terbaik dalam setiap produk yang dihasilkan oleh perusahaan yang dilakukan dalam prinsip pengerjaan kebanggaan. Untuk memastikan kepuasan pelanggan dan loyalitas


7

berkomitmen untuk menempatkan prioritas dalam menyediakan produkproduk berkualitas, layanan yang handal & mendukung secara profesional. Bersamaan

dengan

prinsip,

Polychem

Indonesia

telah

berhasil

mempertahankan sistem manajemen perusahaan yang solid, yang dibuktikan dengan sertifikasi ISO 9002 kualitas terakreditasi ke pabrik benang filamen pada Oktober 1995 (ISO 9002), pabrik poliester tangerang pada Januari 1997 (ISO 9002 ), pabrik ban kabel pada Mei 1997 (ISO 9002), dan pabrik poliester karawang di Juli 2002 (ISO 9001). Sumber daya manusia merupakan salah satu kunci untuk strategi pertumbuhan Polychem Indonesia. Oleh karena itu perusahaan menempatkan prioritas untuk sumber daya manusia dengan berinvestasi dalam program pelatihan untuk pengembangan keterampilan mereka. Banyak dari karyawan perusahaan adalah lulusan program pelatihan tiga tahun di Politeknik Gajah Tunggal. Perusahaan juga mengirimkan karyawannya untuk mengikuti kursus teknis pendek dan seminar diadakan di luar negeri dan domestik.

Penghargaan Zero Kecelakaan Pembagian kimia perusahaan dianugerahi penghargaan zero accident pada 25 Januari 2000. Ini merupakan pencapaian yang luar biasa sebagai canggih dan kompleksitas dalam menangani bahan kimia tertentu membuat operasi sangat penting di kali. Situasi seperti memaksa karyawan untuk bekerja dengan presisi dan disiplin dalam tingkat yang sangat tinggi. Penghargaan ini merupakan bukti keseriusan kami dalam menerapkan prinsip kehati-hatian.

Perlindungan Lingkungan Polychem Indonesia juga menyangkut dengan perlindungan lingkungan. Di pabrik karawang, semua proses teknis dan produk dilakukan dan diproduksi dalam lingkungan ekologis terkendali. Limbah dari produksi neutrilized melalui fasilitas kontrol yang ketat terlebih dahulu sebelum dibuang. Proses ini dilakukan oleh tim teknis laboratorium yang berpengalaman. Upaya ini telah memungkinkan perusahaan untuk memperoleh akreditasi ISO 14001


8

untuk perlindungan lingkungan. Dengan pabrik seluas 240.000 meter persegi dan 2.800 pekerja terampil, Polychem Indonesia posisi diri hari ini sebagai salah satu perusahaan petrokimia terkemuka di Indonesia.

PT Polychem Indonesia Tbk selalu memperhatikan kinerjanya sebagai perusahaan adalah menghubungkan keyrole penting dalam industri skala besar. Tantangan global yang sangat kompetitif tidak meninggalkan ruang bagi setiap perusahaan dengan kualitas biasa-biasa saja, karena itu kami berusaha untuk memberikan solusi terbaik kepada pelanggan kami, memenuhi kebutuhan dan kepuasan mereka yang akan membawa kita untuk kemitraan saling menguntungkan dan terus mengejar mulia untuk menjadi terkemuka perusahaan poliester.

2.2. Kebijakan Perusahaan Berbagai upaya telah dilakukan dalam rangka meningkatkan keselamatan dan kesehatan kerja. Salah satunya melalui peningkatan pengetahuan dan pemahaman dari pengusaha dan pekerja sebagai pekerja proses produksi terhadap berbagai peraturan atau norma keselamatan dan kesehatan kerja. Peraturan keselamatan dan kesehatan kerja dibuat untuk dipatuhi terutama oleh para pekerja proses produksi agar terhindar dari segala resiko kerja, seperti, kecelakaan kerja, penyakit akibat kerja, serta peledakan dan kebakaran. Sebagai wujud pertanggung jawaban terhadap keselamatan dan kesehatan kerja, PT. Polychem Indonesia, TBK, akan selalu konsisten untuk melaksanakan memelihara dan meningkatkan program keselamatan dan kesehatan kerja sesuai dengan peraturan dan ketentuan yang berlaku untuk melindungi pekerja sebagai salah satu aset perusahaan dari segala resiko kerja dengan cara memberikan lingkungan dan tempat kerja yang aman. Perusahaan memandang keselamatan dan kesehatan kerja sebagai bagian yang integral dari fungsi perencanaan dan pengambilan keputusan, dari setiap aktivitas perusahaan, oleh karena itu para pimpinan perusahaan harus melaksanakan program keselamatan dan kesehatan kerja pada tingkat


9

prioritas yang sama dengan komponen-komponen lainnya seperti, kualitas, kuantitas, biaya dan lain-lain.

Untuk mencapai tujuan tersebut, perusahaan membutuhkan kerja sama yang erat dari setiap pekerja. Pelaksanaan dan peningkatan program keselamatan dan kesehatan kerja diharapkan dapat meningkatkan efektivitas dan effisiensi kerja, sehingga dapat meningkatkan produktivitas kerja dan hasil usaha.

2.3. Ketentuan-ketentuan Umum Perusahaan 2.3.1. Kewajiban & Hak Manajemen i. Melakukan pemeriksaan kesehatan dari tenaga kerja yang akan diterima sebagai tenaga kerja baru. ii. Memeriksakan kesehatan semua tenaga kerja secara berkala pada dokter yang ditunjuk oleh perusahaan. iii. Menunjukan dan menjelaskan pada tiap tenaga kerja baru tentang: - Kondisi-kondisi dan bahaya yang dapat timbul dalam temapt kerjanya. - Semua alat pengamanan dan alat alat perlindungan dalam tempat kerjanya. - Alat-alat perlindungan diri bagi tenaga kerja yang bersangkutan. - Cara-cara dan sikap yang aman dalam melaksanakan pekerjaan. iv.

Menyediakan secara Cuma-Cuma, semua alat perlindungan diri yang diwajibkan pada tenaga kerja dan menyediakan bagi setiap orang lain yang memasuki tempat kerja tersebut, disertai dengan petunjukpetunjuk yang diperlukan.

v.

Menyelenggarakan pelatihan orientasi keselamatan kerja bagi pekerja baru sebelum pekerja yang bersangkutan dikirim ke Departemen penggunanya.

vi.

Menyelenggrakan pembinaan bagi semua tenaga kerja, dalam pencegahan kecelakaan, pemberantasan kebakaran serta peningkatan


10

keselamatan dan kesehatan kerja dan dalam pemberian pertolongan pertama pada kecelakaan. 2.3.2. Kewajiban & Hak Pekerja i. Memenuhi dan mentaati semua petunjuk keselamatan kerja dan kesehatan kerja yang ditentukan. ii. Memakai alat-alat perlindungan diri yang diwajibkan. iii. Memberikan keterangan yang benar bila diminta. iv. Menyatakan keberatan kerja pada pekerjaan dimana semua syaratsyarat keselamatan dan kesehatan kerja serta alat-alat perlindungan diri yang diwajibkan diragukan olehnya, kecuali dalam hal-hal khusus yang ditentukan lain oleh atasannya dalam batas-batas yang masih bisa dipertanggung jawabkan. 2.3.3. Masuk & Keluar Lokasi Pabrik i. Setiap orang yang masuk kedalam lokasi pabrik harus menggunakan tanda pengenal yang sah. ii. Keluar atau masuk kedalam lokasi pabrik harus melalui jalur yang sudah ditentukan. iii. Setiap orang yang akan masuk atau keluar lokasi pabrik dengan membawa barang harus melalui izin memasukan atau izin mengeluarkan barang. 2.3.4. Batasan Merokok i. Dilarang keras merokok didalam area/ kawasan pabrik. ii. Merokok hanya diizinkan pada tempat-tempat yang telah ditentukan. iii. Pelanggran terhadap batasan merokok dapat dikenakan tindakan disiplin sesuai dengan kesepakatan kera bersama (KKB) yang berlaku.


11

2.3.5. Kebersihan, Kerapihan dan Kenyamanan Area Kerja. i. Buang sampah pada tempat yang telah ditentukan dan kembalikan semua peralatan ketempatnya semula. Setelah bekerja, area kerja harus selalu bersih, rapi, kering dan tidak licin. ii. Bahan yang mudah terbakar harus disimpan ditempat yang aman, diberi label dan jauh dari sumber-sumber api. iii. Setiap pekera bertanggung jawab terhadap kebersihan & kerapihan tempat kerjanya. iv. Tempat kerja harus mempunyai ventilasi yang cukup baik. v. Tempat kerja harus memiliki penerangan yang cukup baik. 2.3.6. Kecelakaan Kerja i. Pekerja bertanggung jawab atas keselamatannya sendiri dan keselamatan sesama pekerja dengan selalu menaati petunjukpetunjuk keselamatan kerja. ii. Setiap kecelakaan kerja yang mengakibatkan kecelakaan pada manusia atau kerusakan pada peralatan harus segera dilaporkan kepada atasan. iii. Setiap pekerja yang lengah atau sengaja tidak mengindahkan petunjuk keselamatan kerja dapat dikenakan tindakan disiplin.


12

2.4. Struktur Organisasi PT. Polychem Indonesia, Tbk.

Gambar 2.1 Struktur perusahaan PT. Polychem Indonesia, Tbk. [1]


13

2.5. Visi, Misi, dan Moto PT. Polychem, Tbk. 

Visi Perusahaan: Untuk menjadi pemimpin dan paling dapat diandalkan mitra regional dalam polyester dan industri terkait.



Misi Perusahaan: Selalu maksimal dalam efisiensi dan daya saing Optimal dalam respon dan konsisten dalam pertumbuhan.



Moto Perusahaan: -

Selalu focus

-

Inovatif

-

Terpercaya

-

Unggul

2.6. Lokasi PT. Polychem Indonesia, Tbk

Gambar 2.2 Lokasi PT. Polychem Indonesia, Tbk Tangerang [1]

PT. Polychem Indonesia terletak di Jl. Daan Mogot Km 21 Poris Plawad Cipondoh, Tangerang, Banten. Kode Pos: 15119


14

2.7. Instruksi Kerja 2.7.1. Pengoperasian dan Penanggung jawab: - Foremen Shift bertanggung jawab dalam kelancaran jalannya mesin yang beroperasi. - Engineer bertanggung jawab atas perawatan, perbaikan, serta analisa ketidaksesuaian didalam mesin, sehingga mesin dapat berjalan dengan lancar. - Section chief bertanggung jawab dalam memonitoring, mengkoordinir dan mengevaluasi hasil analisa mesin secara keseluruhan. 2.7.2. Penggantian Mesin yang beroperasi - Untuk perawatan, mesin yang beroperasi harus diganti sesuai jadwal. - Lapor shift leader bagian produksi dan jalankan mesin stand by. - Bila tidak normal jalankan mesin lain. - Panggil atasan bila tidak dapat mengatasi. - Informasikan bagian produksi. - Buat laporan dan catat semua kejadian kedalam catatan mesin.

2.8. Pengenalan Boiler Boiler

merupakan

suatu

peralatan

yang

digunakan

untuk

menghasilkan steam (uap) dalam berbagai keperluan. Air di dalam boiler dipanaskan oleh panas dari hasil pembakaran bahan bakar (sumber panas lainnya) sehingga terjadi perpindahan panas dari sumber panas tersebut ke air yang mengakibatkan air tersebut menjadi panas atau berubah wujud menjadi uap. Air yang lebih panas memiliki berat jenis yang lebih rendah dibanding dengan air yang lebih dingin, sehingga terjadi perubahan berat jenis air di dalam boiler. Air yang memiliki berat jenis yang lebih kecil akan naik, dan sebaliknya air yang memiliki berat jenis yang lebih tinggi akan turun ke dasar. [2]


15

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 katup disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan. Sistem steam mengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler. Steam dialirkan melalui sistem pemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanan steam diatur menggunakan katup 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.

2.9. Klasifikasi boiler : I. Berdasarkan posisi air dan gas panas Jenis boiler berdasarkan posisi air dan gas panas dapat diklasifikasikan sebagai berikut : - Boiler pipa air (water tube) - Boiler pipa api (fire tube) - Boiler kombinasi II. Berdasarkan bahan Jenis boiler berdasarkan bahan bakar dapat dikelompokkan menjadi : - Boiler bahan bakar padat - Boiler bahan bakar cair - Boiler bahan bakar gas III. Berdasarkan tekanan Jenis boiler berdasarkan tekanan dapat dibagi menjadi : - Boiler tekanan rendah - Boiler tekanan sedang - Boiler tekanan tinggi IV. Berdasarkan sirkulasi Jenis boiler berdasarkan sirkulasi air dapat dibagi atas : - Boiler sirkulasi alami - Boiler sirkulasi paksa


16

2.10. Jenis-jenis Boiler 2.10.1. Fire Tube Boiler Pada fire tube boiler, gas panas melewati pipa – pipa dan air umpan boiler ada didalam shell untuk dirubah menjadi steam. Fire tube boiler biasanya digunakan untuk kapasitas steam yang relatif kecil dengan tekanan steam rendah sampai sedang. Sebagai pedoman, fire tube boiler kompetitif untuk kecepatan steam sampai 12.000 kg/jam dengan tekanan sampai 18 kg/cm. Fire tube boiler dapat menggunakan bahan bakar minyak bakar, gas atau bahan bakar padat dalam operasinya. Untuk alasan ekonomis, sebagian besar fire tube boiler dikonstruksi sebagai “paket” boiler (dirakit oleh pabrik) untuk semua bahan bakar.

Gambar 2.3 Fire Tube Boiler [3] 2.10.2. Water Tube Boiler Pada water tube boiler, air umpan boiler mengalir melalui pipa-pipa masuk ke dalam drum. Air yang tersikulasi dipanaskan oleh gas pembakar membentuk steam pada daerah uap dalam drum. Boiler ini dipilih jika kebutuhan steam dan tekanan steam sangat tinggi seperti pada kasus boiler untuk pembangkit tenaga. Water tube boiler yang sangat modern dirancang dengan kapasitas steam antara 4.500-12.000 kg/jam, dengan tekanan sangat tinggi. Banyak water tube boiler yang dikonstruksi secara paket jika digunakan bahan bakar minyak bakar dan gas. Untuk water tube boiler yang menggunakan bahan bakar padat, tidak umum dirancang secara paket.


17

Karakteristik water tube boiler sebagai berikut : - Forced, induced dan balanced draft membantu untuk meningkatkan efisiensi pembakaran. - Kurang toleran terhadap kualitas air yang dihasilkan dari plant pengolahan air. - Memungkinkan untuk tingkat efisiensi panas yang lebih tinggi

Gambar 2.4 Water Tube Boiler [4] 2.10.3. Paket Boiler Disebut boiler paket sebab sudah tersedia sebagai paket yang lengkap. Pada saat dikirim ke pabrik, hanya memerlukan pipa steam, pipa air, suplai bahan bakar dan sambungan listrik untuk dapat beroperasi. Paket boiler biasanya merupakan tipe shell and tube dengan rancangan fire tube dengan transfer panas baik radiasi maupun konveksi yang tinggi. Ciri-ciri dari packaged boilers adalah: -

Kecilnya ruang pembakaran dan tingginya panas yang dilepas menghasilkan penguapan yang lebih cepat.

-

Banyaknya jumlah pipa yang berdiameter kecil membuatnya memiliki perpindahan panas konvektif yang baik.


18

-

Sistem forced atau induced draft menghasilkan efisiensi pembakaran yang baik. Sejumlah lintasan/pass menghasilkan perpindahan panas keseluruhan yang lebih baik.

-

Tingkat efisiensi thermisnya yang lebih tinggi dibandingkan dengan boiler lainnya.

Boiler tersebut dikelompokkan berdasarkan jumlah pass/lintasannya yaitu berapa kali gas pembakaran melintasi boiler. Ruang pembakaran ditempatkan sebagai lintasan pertama setelah itu kemudian satu, dua, atau tiga set pipa api. Boiler yang paling umum dalam kelas ini adalah unit tiga pass/lintasan dengan dua set fire-tube/pipa api dan gas buangnya keluar dari belakang boiler.

Gambar 2.5 Jenis Paket Boiler 3 Pass, bahan bakar Minyak [5]

2.10.4. Boiler Pembakaran dengan Fluidized Bed (FBC) Pembakaran dengan fluidized bed (FBC) muncul sebagai alternatif yang memungkinkan dan memiliki kelebihan yang cukup berarti dibanding sistem pembakaran yang konvensional dan memberikan banyak keuntungan antara lain rancangan boiler yang kompak, fleksibel terhadap bahan bakar,


19

efisiensi pembakaran yang tinggi dan berkurangnya emisi polutan yang merugikan seperti SOx dan NOx. Bahan bakar yang dapat dibakar dalam boiler ini adalah batubara, barang tolakan dari tempat pencucian pakaian, sekam padi, bagas & limbah pertanian lainnya. Boiler fluidized bed memiliki kisaran kapasitas yang luas yaitu antara 0.5 T/jam sampai lebih dari 100 T/jam. Bila udara atau gas yang terdistribusi secara merata dilewatkan keatas melalui bed partikel padat seperti pasir yang disangga oleh saringan halus, partikel tidak akan terganggu pada kecepatan yang rendah. Begitu kecepatan udaranya berangsur-angsur naik, terbentuklah suatu keadaan dimana partikel tersuspensi dalam aliran udara sehingga bed tersebut disebut “terfluidisasikan”. Dengan kenaikan kecepatan udara selanjutnya, terjadi pembentukan gelembung, turbulensi yang kuat, pencampuran cepat dan pembentukan permukaan bed yang rapat. Bed partikel padat menampilkan sifat cairan mendidih dan terlihat seperti fluida yang disebut “bed gelembung fluida (bubbling fluidized bed)”. Jika partikel pasir dalam keadaan terfluidisasikan dipanaskan hingga ke suhu nyala batubara, dan batubara diinjeksikan secara terus menerus ke bed, batubara akan terbakar dengan cepat dan bed mencapai suhu yang seragam. Pembakaran dengan fluidized bed (FBC) berlangsung pada suhu sekitar 840°C hingga 950°C. Karena suhu ini jauh berada dibawah suhu fusi abu, maka pelelehan abu dan permasalahan yang terkait didalamnya dapat dihindari. Suhu pembakaran yang lebih rendah tercapai disebabkan tingginya koefisien perpindahan panas sebagai akibat pencampuran cepat dalam fluidized bed dan ekstraksi panas yang efektif dari bed melalui perpindahan panas pada pipa dan dinding bed. Kecepatan gas dicapai diantara kecepatan fluidisasi minimum dan kecepatan masuk partikel. Hal ini menjamin operasi bed yang stabil dan menghindari terbawanya partikel dalam jalur gas. 2.10.5. Atmospheric Fluidized Bed Combustion (AFBC) Dari kebanyakan boiler yang beroperasi untuk jenis ini adalah Atmospheric Fluidized Bed Combustion Boiler (AFBC). Alat ini hanya berupa shell boiler konvensional biasa yang ditambah dengan sebuah


20

fluidized bed combustor. Sistem seperti telah dipasang digabungkan dengan water tube boiler/boiler pipa air konvensional. Batubara dihancurkan menjadi ukuran 1 – 10 mm tergantung pada tingkatan batubara dan jenis pengumpan udara ke ruang pembakaran. Udara atmosfir yang bertindak sebagai udara fluidisasi dan pembakaran, dimasukkan dengan tekanan, setelah diberi pemanasan awal oleh gas buang bahan bakar. Pipa dalam bed yang membawa air pada umumnya bertindak sebagai evaporator. Produk gas hasil pembakaran melewati bagian super heater dari boiler lalu mengalir ke economizer, ke pengumpul debu dan pemanas awal udara sebelum dibuang ke atmosfir. 2.10.6. Pressurized Fluidized Bed Combustion Boiler (PFBC) Pada tipe Pressurized Fluidized bed Combustion (PFBC), sebuah kompresor memasok udara Forced Draft (FD), dan pembakarnya merupakan tangki bertekanan. Laju panas yang dilepas dalam bed sebanding dengan tekanan bed sehingga bed yang dalam digunakan untuk mengekstraksi sejumlah besar panas. Hal ini akan meningkatkan efisiensi pembakaran dan peyerapan sulfur dioksida dalam bed. Steam dihasilkan didalam dua ikatan pipa, satu di bed dan satunya lagi berada diatasnya. Gas panas dari cerobong menggerakan turbin gas pembangkit tenaga. Sistem Pressurized

Fluidized

bed

Combustion

dapat

digunakan

untuk

pembangkitan kogenerasi (steam dan listrik) atau pembangkit tenaga dengan siklus gabungan (combined cycle). Operasi combined cycle (turbin gas & turbin uap) meningkatkan efisiensi konversi keseluruhan sebesar 5 hingga 8 persen. 2.10.7. Atmospheric Circulating Fluidized Bed Combustion Boilers (CFBC) Dalam sistem sirkulasi, parameter bed dijaga untuk membentuk padatan melayang dari bed. Padatan diangkat pada fase yang relatif terlarut dalam pengangkat padatan, dan sebuah down-comer dengan sebuah siklon merupakan aliran sirkulasi padatan. Tidak terdapat pipa pembangkit steam yang terletak dalam bed. Pembangkitan dan pemanasan berlebih steam


21

berlangsung

di

bagian

konveksi,

dinding

air,

pada

keluaran

pengangkat/riser. Boiler CFBC pada umumnya lebih ekonomis daripada boiler AFBC, untuk penerapannya di industri memerlukan lebih dari 75 – 100 T/jam steam. Untuk unit yang besar, semakin tinggi karakteristik tungku boiler CFBC akan memberikan penggunaan ruang yang semakin baik, partikel bahan bakar lebih besar, waktu tinggal bahan penyerap untuk pembakaran yang efisien dan penangkapan SO2 yang semakin besar pula, dan semakin mudah penerapan teknik pembakaran untuk pengendalian NOx daripada pembangkit steam AFBC.

Gambar 2.6 CFBC Boiler [6] 2.10.8. Stoker Fired Boilers Stokers diklasifikasikan menurut metode pengumpanan bahan bakar ke tungku dan oleh jenis grate nya. Klasifikasi utamanya adalah spreader stoker dan chaingate atau traveling-gate stoker. 

Spreader stokers : memanfaatkan kombinasi pembakaran suspensi dan pembakaran grate. Batubara diumpankan secara kontinyu ke tungku diatas bed pembakaran batubara. Batubara yang halus


22

dibakar dalam suspense, partikel yang lebih besar akan jatuh ke grate, dimana batubara ini akan dibakar dalam bed batubara yang tipis dan pembakaran cepat. Metode pembakaran ini memberikan fleksibilitas yang baik terhadap fluktuasi beban, dikarenakan penyalaan hampir terjadi secara cepat bila laju pembakaran meningkat. Karena hal ini, spreader stoker lebih disukai dibanding jenis stoker lainnya dalam berbagai penerapan di industri.

Gambar 2.7 Spreader Stoker Boiler [7] 

Chain-grate atau traveling-grate stoker : Batubara diumpankan ke ujung grate baja yang bergerak. Ketika grate bergerak sepanjang tungku, batubara terbakar sebelum jatuh pada ujung sebagai abu. Diperlukan tingkat keterampilan tertentu, terutama bila menyetel grate, damper udara dan baffles, untuk menjamin pembakaran yang bersih serta menghasilkan seminimal mungkin jumlah karbon yang tidak terbakar dalam abu. Hopper umpan batubara memanjang di sepanjang seluruh ujung umpan batubara pada tungku. Sebuah grate batubara digunakan untuk mengendalikan kecepatan batubara yang diumpankan ke tungku dengan mengendalikan ketebalan bed bahan bakar. Ukuran batubara harus seragam sebab bongkahan yang besar


23

tidak akan terbakar sempurna pada waktu mencapai ujung grate.

Gambar 2.8 Traveling Grate Boiler [8] 2.10.9. Pulverized Fuel Boiler Kebanyakan boiler stasiun pembangkit tenaga yang berbahan bakar batubara menggunakan batubara halus, dan banyak boiler pipa air di industri yang lebih besar juga menggunakan batubara yang halus. Teknologi ini berkembang dengan baik dan diseluruh dunia terdapat ribuan unit dan lebih dari 90 persen kapasitas pembakaran batubara merupakan jenis ini. Untuk batubara jenis bituminous, batubara digiling sampai menjadi bubuk halus, yang berukuran +300 micrometer (μm) kurang dari 2 persen dan yang berukuran dibawah 75 microns sebesar 70-75 persen. Harus diperhatikan bahwa bubuk yang terlalu halus akan memboroskan energi penggilingan. Sebaliknya, bubuk yang terlalu kasar tidak akan terbakar sempurna pada ruang pembakaran dan menyebabkan kerugian yang lebih besar karena bahan yang tidak terbakar. Batubara bubuk dihembuskan dengan sebagian udara pembakaran masuk menuju plant boiler melalui serangkaian nosel


24

burner. Udara sekunder dan tersier dapat juga ditambahkan. Pembakaran berlangsung pada suhu dari 1300 - 1700 °C, tergantung pada kualitas batubara. Waktu tinggal partikel dalam boiler biasanya 2 hingga 5 detik, dan partikel harus cukup kecil untuk pembakaran yang sempurna. Sistem ini memiliki banyak keuntungan seperti kemampuan membakar berbagai kualitas batubara, respon yang cepat terhadap perubahan beban muatan, penggunaan suhu udara pemanas awal yang tinggi dll. Salah satu sistem yang paling populer untuk pembakaran batubara halus adalah pembakaran tangensial dengan menggunakan empat buah burner dari keempat sudut untuk menciptakan bola api pada pusat tungku.

Gambar 2.9 Pembakaran tangensial untuk bahan bakar halus [9] 2.10.10. Boiler Limbah Panas Dimanapun tersedia limbah panas pada suhu sedang atau tinggi, boiler limbah panas dapat dipasang secara ekonomis. Jika kebutuhan steam lebih dari steam yang dihasilkan menggunakan gas buang panas, dapat digunakan burner tambahan yang menggunakan bahan bakar. Jika steam tidak langsung dapat digunakan, steam dapat dipakai untuk memproduksi daya listrik menggunakan generator turbin uap. Hal ini banyak digunakan


25

dalam pemanfaatan kembali panas dari gas buang dari turbin gas dan mesin diesel.

Gambar 2.10 Skema sederhana Boiler Limbah Panas [10]

Pemanas Fluida Termis Saat ini, pemanas fluida termis telah digunakan secara luas dalam berbagai penerapan untuk pemanasan proses tidak langsung. Dengan menggunakan fluida petroleum sebagai media perpindahan panas, pemanas tersebut memberikan suhu yang konstan. Sistem pembakaran terdiri dari sebuah fixed grate dengan susunan draft mekanis. Pemanas fluida termis modern berbahan bakar minyak terdiri dari sebuah kumparan ganda, konstruksi tiga pass dan dipasang dengan sistem jet tekanan. Fluida termis, yang bertindak sebagai pembawa panas, dipanaskan dalam pemanas dan disirkulasikan melalui peralatan pengguna. Disini fluida memindahkn panas untuk proses melalui penukar panas, kemudian fluidanya dikembalikan ke pemanas. Aliran fluida termis pada ujung pemakai dikendalikan oleh katup pengendali yang dioperasikan secara pneumatis, berdasarkan suhu operasi. Pemanas beroperasi pada api yang


26

tinggi atau rendah tergantung pada suhu minyak yang kembali yang bervariasi tergantung beban sistem.

Keuntungan pemanas tersebut adalah: -

Operasi sistem tertutup dengan kehilangan minimum dibanding dengan boiler steam.

-

Operasi sistem tidak bertekanan bahkan untuk suhu sekitar 250°C dibandingkan kebutuhan tekanan steam 40 kg/cm2 dalam sistem steam yang sejenis.

-

Penyetelan kendali otomatis, yang memberikan fleksibilitas operasi.

-

Efisiensi termis yang baik karena tidak adanya kehilangan panas yang diakibatkan oleh blowdown, pembuangan kondensat dan flash steam.

Faktor ekonomi keseluruhan dari pemanas fluida termis tergantung pada penerapan spesifik dan dasar acuannya. Pemanas fluida thermis berbahan bakar batubara dengan kisaran efisiensi panas 55-65 persen merupakan yang paling nyaman digunakan dibandingkan dengan hampir kebanyakan boiler. Penggabungan peralatan pemanfaatan kembali panas dalam gas buang akan mempertinggi tingkat efisiensi termis selanjutnya.

Gambar 2.11 Konfigurasi Pemanas Fluida Termis [11]


27

2.11. Kondisi Air Umpan Boiler Air yang digunakan pada proses pengolahan dan air umpan boiler diperoleh dari air sungai, air waduk, sumur bor dan sumber mata air lainnya. Kualitas air tersebut tidak sama walaupun menggunakan sumber air sejenis, hal ini dipengaruhi oleh lingkungan asal air tersebut. Sumber mata air sungai umumnya sudah mengalami pencemaran oleh aktivitas penduduk dan kegiatan industri, oleh sebab itu perlu dilakukan pemurnian. [12] 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. Feed water harus memenuhi prasyaratan tertentu seperti yang diuraikan dalam tabel di bawah ini : Tabel 2.1 Persyaratan Kandungan Feed Water [13] Spesifikasi

Kuantitas

Satuan

Tekanan umpan Temperatur umpan

7,7 29,0

kg/cm2 °C

Alkalinitas

15,0

ppm sebagai CaCO3

Klorida

6,0

ppm sebagai CaCO4

Sulfat

41,0

ppm sebagai CaCO5

Total anion

62,0

ppm sebagai CaCO6

Kalsium Magnesium

9,0 4,0

ppm sebagai CaCO7 ppm sebagai CaCO8

Na + K

49,0

ppm sebagai CaCO9

Total Kation

62,0

ppm sebagai CaCO10

Klorin

0,5

ppm sebagai CaCO11

Silika

36,0

ppm sebagai CaCO12

PH

6,5 - 7,0

Konduktivitas

100

MM ohm/cm

Besi

0,1

ppm sebagai Fe

Bahan organik

5,0

ppm wt

Turbidditas

3,0

ppm (max)

Warna

20,0

ppm sebagai hazen unit


28

2.12. Spesifikasi Air Umpan Boiler Untuk boiler tekanan tinggi (modern) memerlukan air umpan boiler dengan spesifikasi yang telah ditentukan, karena dengan tingginya tekanan material yang ditinggalkan semakin besar, hal ini tentu mempengaruhi efisiensi boiler. Tabel 2.2 Karakteristik Air Filter [14] Spesifikasi Kuantitas

Satuan

Tekanan umpan

7,7

kg/cm2.G

Temperatur umpan

29,0

°C

Alkalinitas

15,0

ppm sebagai CaCO3

Klorida Sulfat

6,0 41,0


Total anion

62,0

ppm sebagai CaCO3

Kalsium

9,0

ppm sebagai CaCO3

Magnesium

4,0

ppm sebagai CaCO3

Na + K

49,0

ppm sebagai CaCO3

Total Kation Klorin

62,0 0,5


Silika

36,0

ppm sebagai CaCO3

PH

6,5 - 7,0

Konduktivitas

100

MM ohm/cm

Besi

0,1

ppm sebagai Fe

Bahan organik Turbidditas

5,0 3,0

ppm wt ppm (max)

Warna

20,0

ppm sebagai hazen unit

2.13. Proses Pengolahan Air Feed Water Proses pengolahan (Treatment) air yang akan di gunakan sebagai feed water adalah sebagai berikut, air PDAM dari tandon atas turun secara gravitasi dan masuk kedalam Feed Water Tank (FWT) ketika katup dibuka. Tetapi terlebih dahulu air PDAM tersebut masuk kedalam Softener. Softener ini berfungsi untuk melunakkan air bahan baku bolier. Setelah itu air tersebut akan mengalir masuk kedalam Feed Water Tank (FWT). Air bahan baku boiler yang ada di dalam FWT harus ditreatment lagi untuk menghilangkan


29

mineral-mineralnya

dan

oksigen

yang

terkandung,

yaitu

dengan

menambahkan larutan Dosage atau larutan Housemen dengan cara diinjeksikan. Baru setelah FWP diaktifkan dan katup dibuka maka air bahan baku boiler yang telah ditreatment yang berada di FWT dapat dialirkan masuk kedalam boiler. Ada juga beberapa sistem treatment air bahan baku boiler yang menggunakan Demin. Demin atau Demineralisasi digunakan untuk menghilangkan mineral-mineral yang ada di dalam boiler, yaitu dengan menggunakan Resin (pasir kering), Anion yang berupa (NaOH), Kation yang berupa (HCl) dan penggunaan Mixbed. Yang digunakan sebagai parameter air bahan baku boiler untuk menghindari korosi atau untuk meningkatkan performance boiler, yaitu dengan : 

pH



Hardness



Conductivity



Kandungan Clorate (Cl)



Kandungan Silica, dll

2.14. Karakteristik Boiler Ada beberapa petunjuk yang memberi gambaran spesifik dari boiler dapat diketahui melalui karakteristiknya sebagai berikut : 1. Tekanan effektif dari boiler dinyatakan dalam bar (kg/cm2)atau N/m2 atau Pa (pascal). 2. Suhu uap panas lanjut. Suhu uap kondisi kering dimana besarnya lebih kecil dari suhu 550°C hal ini untuk menyelamatkan pipa boiler. 3. Produksi uap tiap jam atau kapasitas penyimpanan untuk boiler, untuk Boiler kapasitas rendah besarnya antara 10 kg/jam sampai 250 Kg/ jam. Untuk boiler kapasitas besar bisa mencapai 4000 ton/ jam. 4. Luas panas pengumpan adalah luas metalik dari pemproduksi uap yang berhubungan langsung dengan gas panas. Untuk kapasitas rendah mencapai 2 m2 untuk kapasitas besar mencapai 2000 m2


30

5. Produksi uap spesifik adalah produksi uap tiap jam tiap m2 dari luas panas penguapan untuk kapasitas kecil 10 kg/ jam m2 dan kapasitas besar 60 Kg/jam m2. 6. Randemen termis dari boiler adalah perbandingan antara jumlah kalor yang diserap oleh boiler untuk penguapan dengan jumlah kalor yang diberikan bahan bakar/jam.

2.15. Persiapan Pengoperasian Boiler Dalam persiapan pengoperasian boiler yang perlu dilakukan adalah sebagai berikut : 1. Pemeriksaan air yang ada di tandon Pemeriksaan air yang ada di dalam tandon perlu dilakukan karena supply air dalam boiler berasal dari air yang ada di dalam tandon. Pemeriksaan tandon bertujuan agar air dapat terus disuplai ke dalam boiler saat level air dalam boiler menunjukkan minimnya air di dalam sehingga dapat menghindari kerusakan boiler ataupun meledaknya boiler.

2. Pemeriksaan air di Feed Water Tank Pemeriksaan ini perlu dilakukan untuk mengetahui persedian air yang ada di dalam FWT. 3. Pemeriksaan air yang ada di dalam boiler lewat Monitor atau Manual 4. Pemeriksaan Bahan bakar 5. Pemeriksaan Listrik (Power Supply) 6. Pengaturan Valve 7. Start Dalam proses pengoperasian boiler yang juga harus diperhatikan adalah kualitas air yang akan digunakan sebagai feed water ke dalam boiler. Karena air yang akan digunakan dalam boiler apabila tidak diolah terlebih dahulu dapat menyebabkan korosi pada boiler. Dan hal ini dapat menyebabkan turunnya performance (efisiensi) boiler. Korosi ini timbul akibat bereaksinya H2O dengan FeC yang membentuk CO yang dapat


31

menimbulkan korosi. Korosi ini juga dapat menyebabkan penipisan logam baik pada boiler ataupun saluran-saluran yang ada sehingga sangat berbahaya sekali jika itu terjadi karena dapat menyebabkan hal-hal yang tidak diinginkan seperti peledakan ataupun kebakaran dan lain sebagainya.

2.16. Masalah-masalah pada Boiler Suatu boiler atau pembangkit uap yang dioperasikan tanpa kondisi air yang baik, cepat atau lambat akan menimbulkan masalah-masalah yang berkaitan dengan kinerja dan kualitas dari sistem pembangkit uap. Banyak masalah-masalah yang ditimbulkan akibat dari kurangnya penanganan dan perhatian khusus terhadap penggunaan air umpan boiler. Akibat dari kurangnya penanganan terhadap air umpan boiler akan menimbulkan masalah-masalah sebagai berikut : 1. Pembentukan kerak 2. Peristiwa korosi 3. Pembentukan deposit 4. Terjadinya terbawanya uap (steam carryover) 2.16.1. Pembentukan kerak Terbentuk kerak pada dinding boiler terjadi akibat adanya mineralmineral pembentukan kerak, misalnya ion-ion kesadahan seperti Ca2+ dan Mg2+ dan akibat pengaruh gas penguapan. Diamping itu pula dapat disebabkan oleh mekanisme pemekatan didalam boiler karena adanya pemanasan. Jenis-jenis kerak yang umum dalam boiler adalah kalsium sulfat, senyawa silikat dan karbonat. Zat-zat dapat membentuk kerak yang keras dan padat sehingga bila lama penanganannya akan sulit sekali untuk dihilangkan. Silika diendapkan bersama dengan kalsium dan magnesium sehingga membuat kerak semakin keras dan semakin sulit untuk dihilangkan. Kerak yang menyelimuti permukaan boiler berpengaruh terhadap perpindahan panas permukaan dan menunjukkan dua akibat utama yaitu berkurangnya panas yang dipindahkan dari dapur ke air yang mengakibatkan meningkatkan temperature disekitar dapur, dan menurunnya efisiensi boiler.


32

Untuk mengurangi terjadinya pembentukan kerak pada boiler dapat dilakukan pencegahan-pencegahan sebagai berikut : - Mengurangi jumlah mineral dengan unit softener - Melakukan blowdown secara teratur jumlahnya - Memberikan bahan kimia anti kerak

Zat terlarut dan tersuspensi yang terdapat pada semua air alami dapat dihilangkan/dikurangi pada proses pra-treatment (pengolahan awal) yang terbukti ekonomis. Penanggulangan kerak yang sudah ada dapat dilakukan dengan cara: -

On-line cleaning yaitu pelunakan kerak-kerak lama dengan bahan kimia selama Boiler beroperasi normal.

-

Off-line cleaning (acid cleaning) yaitu melarutkan kerak-kerak lama dengan asam-asam khusus tetapi Boiler harus berhenti beroperasi.

-

Mechanical cleaning : dengan sikat, pahat, scrub, dan lain-lain. [15]

2.16.2. Peristiwa Korosi Korosi dapat disebabkan oleh oksigen dan karbon dioksida yang terdapat dalam uap yang terkondensasi. Korosi merupakan peristiwa logam kembali kebentuk asalnya di alam misalnya besi menjadi oksida besi, alumunium dan lain-lain. Peristiwa korosi dapat terjadi disebabkan oleh : - Gas-gas yang bersifat korosif seperti O2, CO2, H2S - Kerak dan deposit - Perbedaan logam ( korosi galvanis ) - pH yang terlalu rendah dan lain-lain

Jenis korosi yang dijumpai pada boiler dan sistem uap adalah general corrosion, pitting ( terbentuknya lubang ) dan embrittlement (peretakan baja). Adanya gas yang terlarut, oksigen dan karbon dioksida pada air umpan boiler adalah penyebab utama general corrosion dan pitting corrosion (tipe oksigen elektro kimia dan diffrensial). Kelarutan gas-gas ini di dalam air umpan boiler menurun jika suhu naik. Kebanyakan oksigen akan memisah pada ruang uap,


33

tetapi sejumlah kecil residu akan tertinggal dalam larutan atau terperangkap pada kantong-kantong atau dibawah deposit, hal ini dapat menyebabkan korosi pada logam-logam boiler. Karena itu pentinguntuk melakukan proses deoksigenasi air boiler. Jumlah rata-rata korosi atau serangan elektrokimia akan naik jika nilai pH air menurun. Selain itu air umpan boiler akan dikondisikan secara kimia mencapai nilai pH yang relatif tinggi. Bentuk korosi yang tidak umum tetapi berbahaya adalah bentuk korosi embrittlement atau keretakan inter kristalin pada baja yang terjadi jika berada pada tekanan yang tinggi dan lingkungan kimia yang tidak sesuai. Caustic embrittlement atau keratakan inter kristalin pada baja yang terjadi jika berada pada tekanan yang tinggi dan lingkungan kimia yang tidak sesuai. Caustic embrittlement terjadi pada sambungan penyumbat dan meluas pada ujung tabung dimana celah memungkinkan perkembangan suatu lingkungan caustic yang terkonsentrasi. [16] Hidrogen embrittlement adalah bentuk lain dari retakan inter kristalin yang terjadi pada tabung air boiler yang disebabkan tekanan tinggi dan kondisi temperatur yang tertentu. Untuk mengurangi terjadinya peristiwa korosi dapat dilakukan pencegahan sebagai berikut : - Mengurangi gas-gas yang bersifat korosif - Mencegah terbentuknya kerak dan deposit dalam boiler - Mencegah korosi galvanis - Menggunakan zat yang dapat menghambat peristiwa korosif - Mengatur pH dan alkalinitas air boiler dan lain-lain 2.16.3. Peristiwa Pembentukan Deposit Deposit merupakan peristiwa penggumpalan zat dalam air umpan boiler yang disebabkan oleh adanya zat padat tersuspensi misalnya oksida besi, oksida tembaga dan lain-lain. Peristiwa ini dapat juga disebabkan oleh kontaminasi uap dari produk hasil proses produksi. Sumber deposit didalam air seperti garam-garam yang terlarut dan zat-zat yang tersuspensi didalam air umpan boiler. Pemanasan dan dengan adanya zat tersuspensi dalam air pada boiler menyebabkan mengendapnya sejumlah muatan yang menurunkan daya


34

kelarutan, jika temperaturnya dinaikkan. Hal ini menjelaskan mengapa kerak dan sludge (lumpur) terbentuk. Kerak merupakan bentuk deposit-deposit yang tetap berada pada permukaan boiler sedangkan sludge merupakan bentuk deposit-deposit yang tidak menetap atau deposit lunak. [17] Pencegahan-pencegahan yang dapat dilakukan untuk mengurangi terjadinya peristiwa deposit dapat dilakukan diantaranya : - Meminimalisasi

masuknya

mineral-mineral

yang

dapat

menyebabkan deposit seperti oksida besi, oksida tembaga dan lainlain. - Mencegah korosi pada sistem kondensat dengan proses netralisasi (mengatur pH 8,2 – 9,2) dapat juga dilakukan dengan mencegah terjadinya kebocoran udara pada sistem kondensat. - Mencegah kontaminasi uap selanjutnya menggunakan bahan kimia untuk mendispersikan mineral-mineral penyebab deposit.

Penanggulangan terjadinya deposit yang telah ada dapat dilakukan dengan acid cleaning, online cleaning, dan mechanical cleaning. 2.16.4. Kontaminasi Uap Ketika air boiler mengandung garam terlarut dan zat tersuspensi dengan konsentrasi yang tinggi, ada kecendrungan baginya untuk membentuk busa secara berlebihan sehingga dapat menyebabkan steam carryover zat-zat padat dan cairan pengotor kedalam uap. Steam carryover terjadi jika mineral-mineral dari boiler ikut keluar bersama dengan uap ke alat-alat seperti superheater, turbin, dan lain-lain. Kontaminasi-kontaminasi ini dapat diendapkan kembali pada sistem uap atau zat-zat itu akan mengontaminasi proses atau material-material yang diperlukan steam. [18] Steam carryover dapat dihindari dengan menahan zat-zat padat terlarut pada air boiler dibawah tingkat tertentu melalui suatu analisa sistematis dan kontrol pada pemberian zat-zat kimia dan blowdown. Carryover karbon dioksida dapat mengembalikan uap dan asam-asam terkondensasi.


35

Tabel 2.3 Kecenderungan Masalah yang Timbul Akibat Tekanan Operasi Boiler. Tekanan Masalah

1. Kerak

Rendah (< 20 kgf/cm2) Fenomena

Penyebab

Sebagian besar pembentukan kerak terjadi sebagai komponen hardness atau silika pada permukaan pemanasan dan di dalam drum (*)

Kualitas air yang buruk dan ion resin exchange yang kotor

Kadang-kadang menjadi penyebab terjadinya perapuhan dan peretakan tube evaporasi

2. Korosi

Korosi pada permukaan pemanasan dan pipa umpan maupun kondensat yang melarutkan gas (O2, CO2) (*) Deposit korosi terakumulasi dengan oksida logam dan hidratnya pada permukaan pemanasan (*)


Kondisi yang buruk dan pengontrolan pelunakan yang tidak sempurna (*) Pengontrolan boiler water yang tidak komplit (kekurangan blowdown, dsb.)(*) Jumlah injeksi bahan kimia yang tidak mencukupi Kurangnya pengontrolan pH dan oxygen scavenging (*) Recovery dari kondensat yang mengandung produk korosi (*) Terjadinya korosi pada saat shutdown atau periode idling (rate operasi rendah)

36

3. Carryover

Penurunan kemurnian steam

Perubahan load secara mendadak

Berpengaruh pada kualitas produk

Kurangnya pengontrolan operasi boiler Kegagalan pemakaian separator steam dan sistem pengontrolan feed water Kebocoran impuritas dari proses produksi ke dalam boiler

Tekanan Boiler Masalah

1. Kerak

Tinggi (>75 kg/cm2)/ Sedang (20-75 kg/cm2) Fenomena

Penyebab

Sebagian besar deposit dari oksida logam, seperti besi oksida pada seksi loading panas tinggi, sering menjadi pemicu perapuhan dan peretakan (*)

Kualitas air yang buruk dan ion resin exchange yang kotor Terjadi kontaminasi oleh hidrat logam (contohnya, Al(OH)3) menyebabkan kondisi yang buruk pada peralatan pretreatment Produk korosi terbawa ke dalam boiler melalui umpan dan pipa kondensat (*) Kebocoran impuritas dari proses produksi

2. Korosi

Deposit korosi terakumulasi dengan oksida logam dan


Letak penginjeksian chemical (bahan kimia) yang kurang tepat Produk korosi di dalam pipa umpan dan pipa kondensat yang terbawa

37

hidratnya pada permukaan masuk ke boiler (*) pemanasan (*) Kurangnya Terjadinya korosi kaustik pengontrolan pH dan oxygen scavenging (*) Terjadinya korosi pada pipa umpan dan kondensat Kurangnya yang keduanya pengontrolan pH dan melarutkan gas (*) alkalinitas pada boiler water Kenaikan pH boiler water yang disebabkan oleh terikutnya Na+ dari unit demineralisasi

3. Carryover

Terjadinya korosi pada saat shutdown atau periode idling (rate operasi rendah) Terjadinya perapuhan Kualitas boiler water pada Superheater yang abnormal, khususnya ditandai Terbentuknya kerak pada dengan kenaikan dari turbin blades dan turunnya silika efisiensi turbin Suspended solids dan hidrat logam terbawa ke dalam boiler karena terjadi kesalahan pemakaian peralatan feedwater treatment Letak penginjeksian chemical (bahan kimia) yang kurang tepat Perubahan load secara mendadak Kontaminasi impuritas dari proses produksi ke boiler


38

2.17. Pengolahan Eksternal Air Umpan Boiler Pengolahan

eksternal

digunakan

untuk

membuang

padatan

tersuspensi, padatan telarut (terutama ion kalsium dan magnesium yang merupakan penyebab utama pembentukan kerak) dan gas- gas terlarut (oksigen dan karbon dioksida).

Proses perlakuan eksternal yang ada adalah: 

Koagulasi dan Flokulasi



Sedimentasi



Filtrasi



Demineralisasi



Softening



Deaerasi

Metode pengolahan awal adalah sedimentasi sederhana dalam tangki pengendapan atau pengendapan dalam clarifiers dengan bantuan koagulan dan

flokulan.

Penyaring

pasir

bertekanan,

dengan

aerasi

untuk

menghilangkan karbon dioksida dan besi. 2.17.1. Koagulasi dan Flokulasi Koagulasi dan flokulasi yaitu proses pemberian bahan-bahan koagulan dan flokulan kedalam air umpan boiler dengan cara penginjeksian. Koagulasi merupakan proses netralisasi muatan sehingga partikel-partikel dapat saling berdekatan satu dengan yang lainnya. Flokulasi merupakan proses penyatuan antar partikel-partikel yang sudah saling berdekatan satu dengan yang lain sehingga partikel-partikel akan saling menarik dan membentuk flok. Untuk menurunkan turbidity pada inlet clarifier diinjeksikan bahan kimia, yaitu : a. Alum Sulfat (Al2(SO4)3 . 18H2O) Berfungsi untuk membentuk gumpalan dari partikel yang tersuspensi dalam air. Bila alum dikontakkan dengan air maka akan terjadi hidrolisa yang menghasilkan alumunium hidroksida dan asam


39

sulfat. Penambahan alumunium tergantung pada turbidity dan laju alir air. Reaksi yang terjadi adalah : Al2(SO4)3 . 18H2O + 6 H2O  2 Al(OH)3 + 3H2SO4 + 18 H2O Al(OH)3 yang berupa koloid akan mengendap bersama kotoran lain yang terikut ke dalam air sedangkan H2SO4 akan mengakibatkan air bersifat asam. b. Caustik Soda (NaOH) Berfungsi untuk menetralkan asam akibat reaksi pada proses sebelumnya, konsentrasi caustik soda yang ditambahkan bergantung pada keasaman larutan. PH diharapkan antara 6 – 8. Reaksi yang terjadi adalah : H2SO4 + 2 NaOH  Na2SO4 + 2 H2O c. Klorin (Cl2) Penambahan

klorin

ini

bertujuan

untuk

mematikan

mikroorganisme dalam air, disamping itu juga untuk mencegah tumbuhnya lumut pada dinding clarifier yang dapat mengganggu proses selanjutnya. d. Coagulant Aid (Polymer) Berfungsi untuk mempercepat proses pengendapan, karena penambahan

bahan

ini

akan

mengikat

partikel-partikel

yang

menggumpal sebelumnya menjadi gumpalan yang lebih besar (flok) sehingga lebih mudah dan cepat mengendap. 2.17.2. Sedimentasi Tujuan sedimentasi adalah memberikan kesempatan kepada partikelpartikel besar untuk mengendap dan partikel yang lebih halus akan membutuhkan waktu endap yang lebih lama. 2.17.3. Filtrasi Pengolahan dengan cara filtrasi dapat dilakukan dengan cara penyaringan zat padat tersuspensi didalam air sebelum air diisikan kedalam boiler. Efisiensi saringan paling baik bila unit beroperasi pada kecepatan


40

aliran terkecil, padatan akan melalui media membawa padatan bersamanya. Demikian pada tekanan yang tinggi dapat memecahkan media akan keluar pada saat dilakukan backwash. 2.17.4. Demineralisasi Demineralisasi berfungsi untuk membebaskan air dari unsur-unsur silika, sulfat, chloride (klorida) dan karbonat dengan menggunakan resin. Diagram Alir proses seperti gambar dibawah ini:

Gambar 2.12 Diagram Alir Demineralizer

a. Cation Tower Proses ini bertujuan untuk menghilangkan unsur-unsur logam yang berupa ion-ion positif yang terdapat dalam air dengan menggunakan resin kation R-SO3H (type Dowex Upcore Mono A-500). Proses ini dilakukan dengan melewatkan air melalui bagian bawah, dimana akan terjadi pengikatan logam-logam tersebut oleh resin. Resin R-SO3H ini bersifat asam kuat, karena itu disebut asam kuat cation exchanger resin. Reaksi yang terjadi adalah : CaCl2

+ 2 R – SO3H  (R – SO3)2Ca + 2 HCl

MgCl2 + 2 R – SO3H  (R – SO3)2Mg + 2 HCl NaCl2

+ 2 R – SO3H  (R – SO3)2Na + 2 HCl


41

CaSO4 + 2 R – SO3H  (R – SO3)2Ca + H2SO4 MgSO4 + 2 R – SO3H  (R – SO3)2Mg + H2SO4 NaSO4 + 2 R – SO3H  2R – SO3Na

+ H2SO4

Na2SiO4 + 2 R – SO3H  2R – SO3Na

+ H2SiO3

CaCO3 + 2 R – SO3H  (R – SO3)3Ca + H2CO3

Proses ini menghasilkan asam seperti asam seperti HCl, H2SO4 dan asam-asam lain. Keasaman berkisar antara Ph 2,8 – 3,5. untuk memperoleh resin aktif kembali, dilakukan regenerasi dengan menambahkan H2SO4 pada resin tersebut. b. Degasifier Dari cation tower air dilewatkan ke degasifier yang berfungsi untuk menghilangkan gas CO2 yang terbentuk dari asam karbonat pada proses sebelumnya. Reaksi yang terjadi adalah : H2CO3  H2O + CO2 Proses di degasifier ini berlangsung pada tekanan vakum 740 mmHg dengan menggunakan steam ejektor, di dalam tangki ini terdapat netting ring sebagai media untuk memperluas bidang kontak sehingga air yang masuk terlebih dahulu diinjeksikan dengan steam. Sedangkan keluaran steam ejektor dikondensasikan dengan menginjeksi air dari bagian atas dan selanjutnya ditampung dalam seal pot sebagai umpan recovery tank, maka CO2 akan terlepas sebagai fraksi ringan dan air akan turun ke bawah sebagai fraksi berat.

c. Anion Tower Berfungsi untuk menyerap atau mengikat ion-ion negatif yang terdapat dalam kandungan air yang keluar dari degasifier. Resin pada anion exchanger adalah R = NOH (Tipe Dowex Upcore Mono C-600). Reaksi yang terjadi adalah : H2SO4

+

R = N – OH  (R= N)SO4

+ 2H2O

HCl

+

R = N – OH  R = N – Cl

+ H2O


42

H2SiO3

+

R = N – OH  (R= N)SiO3

H2CO3

+

R = N – OH  R = N – NO3 + H2O

HNO3

+

R = N – OH  R = N – NO3 + H2O

+ 2H2O

Reaksi ini menghasilkan H2O, oleh karena itu air demin selalu bersifat netral. Selanjutnya air outlet anion tower masuk ke mix bed polisher dari bagian atas. Air keluar tangki ini memiliki pH = 7,5 – 8,5. Untuk memperoleh resin aktif kembali, dilakukan regenerasi dengan menambahkan NaOH pada resin tersebut.

d. Mix Bed Polisher Berfungsi untuk menghilangkan sisa-sisa logam atau asam dari proses sebelumnya, sehingga diharapkan air yang keluar dari mix bed polisher telah bersih dari kation dan anion. Di dalam mix bed polisher digunakan dua macam resin yaitu resin kation dan resin anion yang sekaligus keduanya berfungsi untuk menghilangkan sisa kation dan anion, terutama natrium dan sisa asam sebagai senyawa silika, dengan reaksi sebagai berikut : Reaksi Kation : Na2SiO3 + 2 R – SO3H  2RSO3Na + H2SiO3 Reaksi Anion : H2SiO3 + 2 R = N – OH  2R = N-SiO3 + H2O Air yang telah bebas mineral tersebut dimasukkan ke polish water tank dan digunakan untuk air umpan boiler. Air yang keluar dari mix bed polisher ini memiliki pH antara 6 – 7.[19] 2.17.5. Deaerasi Dalam de-aerasi, gas terlarut, seperti oksigen dan karbon dioksida, dibuang dengan pemanasan awal air umpan sebelum masuk ke boiler. Seluruh air alam mengandung gas terlarut dalam larutannya. Gas-gas tertentu seperti karbon dioksida dan oksigen, sangat meningkatkan korosi. Bila dipanaskan dalam sistim boiler, karbon dioksida (CO2) dan oksigen (O2) dilepaskan sebagai gas dan bergabung dengan air (H2O) membentuk asam


43

karbonat (H2CO3). Penghilangan oksigen, karbon dioksida dan gas lain yang tidak dapat terembunkan dari air umpan boiler sangat penting bagi umur peralatan boiler dan juga keamanan operasi. Asam karbonat mengkorosi logam menurunkan umur peralatan dan pemipaan. Asam ini juga melarutkan besi (Fe) yang jika kembali ke boiler akan mengalami pengendapan dan meyebabkan 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. 2.18. Teori Pemeliharaan Pemeliharaan merupakan suatu fungsi dalam suatu perusahaan pabrik yang sama pentingnya dengan fungsi-fungsi lain seperti produksi. Hal ini karena apabila kita mempunyai peralatan atau fasilitas. Biasanya kita selalu berusaha untuk tetap mempergunakan peralatan atau fasilitas tersebut. 1) Tujuan utama fungsi pemeliharaan : a) Kemampuan produksi dapat memenuhi kebutuhan sesuai dengan rencana produksi. b) Menjaga kualitas pada tingkat yang tepat untuk memenuhi apa yang dibutuhkan oleh produk itu sendiri dan kegiatan produksi yang tidak terganggu. c) Untuk membantu mengurangi pemakaian dan penyimpanan yang diluar batas dan menjaga modal yang diinvestasikan dalam perusahaan mengenai investasi tersebut. d) Untuk mencapai tingkat biaya pemeliharaan serendah mungkin, dengan melaksanakan kegiatan maintenance secara efektif dan efisien keseluruhannya.

2) Jenis-jenis pemeliharaan Preventive maintenance Merupakan kegiatan pemeliharaan dan perawatan yang dilakukan untuk mencegah timbulnya kerusakan-kerusakan yang tidak terduga


44

dan menemukan kondisi atau keadaan yang dapat menyebabkan fasilitas produksi mengalami kerusakan pada waktu digunakan dalam proses produksi. Corrective atau Breakdown Maintenance Merupakan kegiatan pemeliharaan dan perawatan yang dilakukan setelah terjadinya kerusakan atau kelainan pada fasilitas atau peralatan sehingga tidak dapat berfungsi dengan baik.

3) Masalah efisiensi dalam pemeliharaan a) Tindakan-tindakan apa yang harus dilakukan untuk memelihara atau merawat peralatan yang ada dan untuk memperbaiki mesinmesin yang rusak. b) Alat-alat atau komponen-komponen apa yang dibutuhkan dan harus disediakan agar tindakan-tindakan pada bagian pertama diatas dapat dilakukan. Jadi dalam persoalan teknis ini semua mesin atau peralatan yang rusak harus diperbaiki. Untuk perbaikan tersebut semua tindakan atau usaha harus dilakukan secara teknis dan tidak dapat dihindarkan.

4) Tugas-tugas atau kegiatan pemeliharaan a) Inspeksi (inspections) meliputi kegiatan pengecekan atau pemeriksaan secara berkala sesuai dengan rencana serta kegiatan pengecekan atau pemeriksaan terhadap peralatan yang mengalami kerusakan dan membuat laporan-laporan dari hasil pengecekan atau pemeriksaan tersebut. b) Kegiatan teknik (Engineering) meliputi kegiatan percobaan atas peralatan

yang

baru

dibeli,

dan

kegiatan-kegiatan

pengembangan peralatan atau komponen peralatan yang perlu diganti,

serta

melakukan

penelitian-penelitian

terhadap

pengembangan tersebut.


45

c) Kegiatan produksi merupakan kegiatan pemeliharaan yang sebenarnya, yaitu memperbaiki dan mereparasi mesin-mesin dan peralatan.

5) Usaha-usaha untuk menjamin kelancaran kegiatan pemeliharaan a) Menambah jumlah peralatan-peralatan dan perbaikan para pekerja bagian pemeliharaan, sehingga dapatlah diharapkan rata-rata waktu kerusakan dari mesin dapat dikurangi. b) Menggunakan suatu preventive maintenance, karena dengan cara ini kita dapat mengganti alat-alat atau part yang sudah dalam keadaan kritis sebelum rusak. c) Diadakannya suatu cadangan didalam suatu sistem produksi pada tingkat-tingkat yang kritis, sehingga kita mempunyai suatu tempat yang paralel apabila terjadi suatu kerusakan yang mendadak. d) Mengadakan percobaan untuk menghubungkan tingkat-tingkat sistem produksi lebih cermat dengan dengan cara mengadakan suatu persediaan cadangan diantara berbagai tingkat yang ada.[20]

Mesin utama dan mesin pendukung harus mendapatkan pemeliharaan yang optimal agar dapat memperlancar kegiatan produksi. Hal tersebut menjadi bagian penting di PT. Polychem Indonesia, dimana semua proses produksi yang dilakukan menggunakan berbagai macam mesin. Hampir disemua bagian menggunakan steam boiler yang berbeda jenisnya, steam boiler menjadi bagian yang sangat penting untuk menunjang produksi tekstil yang hanya diperlukan pada saat melakukan proses produksi. Walaupun hanya digunakan saat memproduksi tekstil, ketel uap memerlukan perawatan yang baik saat sedang digunakan ataupun saat tidak beroperasi. Perawatan secara umum pada dasarnya ada dua macam yaitu preventive maintenance dan corrective maintenance. Perawatan tersebut menjadi sangat penting untuk melakukan efektifitas dan efisiensi terhadap


46

kinerja produksi, maka dibutuhkan divisi tertentu yang khusus fokus untuk menangani perawatan mesin tersebut secara optimal, sehingga saat dibutuhkan untuk melakukan produksi, mesin dalam keadaan siap dan tidak mengalami hambatan-hambatan yang bisa mengganggu jalannya proses produksi. Sehingga dapat menghasilkan proses produksi yang optimal.


47

BAB II TEORI. Laporan Kerja Praktek Program Studi Teknik Mesin

Recommend Documents