Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah VII Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK
ISSN 1410-6086
UNJUK KERJA SISTEM TATA UDARA UNTUK MENUNJANG OPERASI PENGOLAHAN LIMBAH RADIOAKTIF Budiyono Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN ABSTRAK UNJUK KERJA SISTEM TATA UDARA UNTUK MENUNJANG OPERASI PENGOLAHAN LIMBAH RADIOAKTIF. Usaha mempertahankan kinerja peralatan sistem tata udara telah dilakukan selama tahun 2008. Kegiatan bertujuan untuk memperoleh sistem peralatan yang selalu optimal beroperasi mendukung proses pengolahan limbah radioaktif di Instalasi Pengolahan Limbah Radioaktif (IPLR). Kegiatan dilakukan dengan cara mengoperasikan, merawat secara preventif, dan memperbaiki kerusakan peralatan serta pengukuran paramater operasinya. Hasil kegiatan diperoleh suhu daerah tipe A di bawah 25 oC, daerah tipe B di bawah 28 oC dan daerah tipe C di bawah 50 oC. Nilai kelembaman relatif daerah tipe A dan tipe B kurang dari 60 % dan tipe C lebih besar dari 60 %. Tekanan negatif masing-masing zona sesuai standar persyaratan yaitu zona 1 antara 0 − -2 daPa, zona 2 antara -8 − -10 daPa dan zona 3 antara -12 − -14 daPa, kecuali pada zona 4 di atas -22 daPa. ABSTRACT PERFORMANCE OF VENTILATION SYSTEM FOR SUPPORTING RADIOACTIVE WASTE TREATMENT OPERATION Activity to maintain performance equipment of arrangement atmosphere system have been done in 2008. Activities to obtain the equipment system optimum operate to support radioactive waste treatment process in Radioactive Waste Treatment Installation. Activity is done by the way of operating, preventive and curative maintenance and gauging of operation parameter. Result of activity are obtained type A region temperature under 25 oC, type B region under 28 oC and type C region less than 50 o C. Relative humidity value of type A and type B region under 60 % and type C region more than 60 %..The negative pressure at every zone were measured up of admission pressure, i.e 0 − -2 daPa of zone 1, - 8 − -12 daPa of zone 2, and -12 − -14 of zone 3, except at zone 4 above -22 daPa.
diperlihatkan pada Gambar 1. Sedangkan blok diagram sistem penghisapan dapat dilihat pada Gambar 2.
PENDAHULUAN Sistem tata udara merupakan rangkaian sarana penunjang yang harus terpasang pada suatu instalasi nuklir. Oleh karena itu di Instalasi Pengolahan Limbah Radioaktif (IPLR) juga dilengkapi dengan sistem ini. Sistem tata udara IPLR dibagi menjadi dua kelompok peralatan yakni sistem Ventilation Air Conditioning (VAC) dan gas buang (offgas). Sistem VAC berguna untuk mengatur suhu dan kelembaban udara serta tekanan negatif pada setiap zona IPLR. Sedangkan sistem gas buang berfungsi untuk menjamin pengumpulan dan penyaringan terhadap aliran gas-gas aktif atau diragukan yang berasal dari beberapa peralatan/sistem di IPLR.
Unjuk kerja peralatan diharapkan selalu optimal dalam mempertahankan persyaratan suhu, kelembaban, tekanan negatip dan pressure drop HEPA filter. Operasi sistem VAC harus mampu menjaga suhu di setiap ruangan tipe A kurang dari 25 oC, ruangan tipe B kurang dari 28 oC dan untuk ruangan tipe C di bawah 50 oC. Kelembaban relatif di setiap ruangan tipe A dan tipe B dijaga kurang dari 60 % sedangkan ruangan tipe C di atas 60 %. Ruangan tipe A adalah semua ruangan yang secara permanen merupakan daerah zona 2. Ruang tipe B meliputi ruang sesaat daerah zona 3, sedangkan ruang tipe C merupakan semua ruangan di daerah zona 4.
Sistem VAC IPLR dibagi lagi menjadi dua kelompok peralatan yaitu bagian penghembusan dan bagian penghisapan. Peralatan penghembusan diantaranya meliputi saluran udara luar, filter udara, cooling battery, blower fan, heating battery dan sistem distribusi. Sedangkan peralatan penghisapan terdiri dari filter udara (HEPA), exhaust fan, cerobong dan sistem distribusi. Blok diagram sistem penghembusan
Selain mampu menjaga suhu dan kelembaban, sistem VAC juga harus mampu menjaga agar setiap ruangan berada pada keadaan hampa parsial terhadap tekanan udara luar (negative pressure), sehingga kemungkinan adanya kontaminan yang keluar ruang IPLR dapat dihindari. Untuk tujuan tersebut, ruangan IPLR dibagi menjadi 4 zona, dimana masing-masing zona
152
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah VII Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK
mempunyai tekanan negatif yang berbeda. Tekanan negatif dijaga untuk zone 1 berkisar antara 0 – -2 daPa, zone 2 antara - 8 – -10 daPa, zone 3 antara -12 – -14 daPa dan zone 4 lebih besar dari -22 daPa. Zona 1 meliputi antara daerah udara luar dan daerah zona 2. Zona 2 merupakan daerah terkontrol tanpa bahaya kontaminasi sehingga dapat secara kontinyu ditempati oleh personil. Zona 3 meliputi antara daerah 2 dan daerah 4, sedangkan zona 4 adalah daerah terlarang atau daerah dengan penggunaan terbatas dengan resiko kontaminasi. Dengan sistem zona yang mempunyai tekanan negatif berbeda, udara akan mengalir dari daerah yang bertekanan tinggi (zona 1) menuju ke daerah bertekanan paling rendah (zona 4). Bila terjadi kasus kontaminasi di zona 4, maka zat radioaktif tidak akan menyebar ke
ISSN 1410-6086
daerah lain yang ditempati pekerja. Tekanan negatif setiap ruang dipengaruhi oleh kondisi pressure drop filter HEPA yang terpasang. Filter HEPA yang telah jenuh akan mengurangi tekanan negatif. Oleh karena untuk mempertahankan tekanan negatif, filter HEPA yang telah jenuh harus segera diganti. Sebagaimana diketahui bahwa filter HEPA yang terpasang pada sistem VAC dan gas buang di IPLR ada 60 buah, 48 beroperasi dan 12 buah difungsikan sebagai cadangan (stand-by). Jumlah filter HEPA yang cepat tersumbat dan harus diganti 35 buah, yang terdiri dari 32 buah pada casing general dan 3 buah pada casing zona 4. Makalah ini menyajikan unjuk kerja sistem tata udara untuk menunjang operasi pengolahan limbah radioaktif selama tahun 2008
air chiller
air chiller
Blower Filter Zona 1,2 Heating battery Zona 3
Udara luar Cooling battery
Sullage
Gambar 1. Blok diagram sistem penghembusan udara segar
.
153
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah VII Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK
ISSN 1410-6086
TANGKI LAUNDRY GLOVE BOX NETRALISASI KOMPAKSI ZONA 2 ZONA 3
4.1.01 4.0.01 4.B.02 4.B.01
= Filter
= exhaust fan
= Cerobong
Gambar 2. Blok diagram sistem penghisapan udara
C5012 atau C5013 untuk mengevakuasi udara dari ruang zona 4. Apabila tekanan negatif telah tercapai, dilanjutkan dengan menghidupkan exhaust fan C5102A atau C5102B. Exhaust fan akan menghisap udara di setiap ruang zona 2 dan 3. Setelah tekanan negatif pada zona tersebut tercapai dilanjutkan dengan operasi pompa blower C5101 A dan C5101B. Pompa berfungsi untuk menghembuskan udara segar yang telah mengalami perlakuan dalam sistem air handling unit (AHU). Perlakuan yang dimaksud adalah udara luar dihisap melewati filter dan disinggungkan dengan cooling battery yang didalamnya mengalir air chiller. Udara yang suhunya telah turun hingga 15 oC kemudian dinaikkan kembali dengan heating battery untuk mengurangi kandungan airnya. Udara dengan suhu dan kelembaban tertentu itulah yang dihembuskan ke setiap ruangan.
TATA KERJA Bahan 1. 2. 3. 4.
3. 4. 5.
Plug dari bahan tembaga dengan diameter 3 inch Lem besi Oli SAE 10 Filter HEPA Sofiltra-Camfil No. reff. 1505.37 • Effisiensi 99,99% • Rangka baja dari galvanis, Seal PVC dan gasket neoprene • Luas muka penyaringan : 21 m2 • Dimensi : 610 x 305 x 292 mm • Berat : 14 kg Vinyl bag. Grease (untuk temperature tinggi) V-belt
Metode 1. Pengoperasian Sistem tata udara dioperasikan selama delapan jam setiap hari kerja. Tahapan pelaksanaan operasi diawali dengan menghidupkan exhaust fan
154
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah VII Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK
ISSN 1410-6086
masuk filter dicatat sebagai pressure drop.
2. Pemeliharaan Pemeliharaan sistem tata udara dilakukan baik perawatan rutin maupun perbaikan. Perawatan rutin yang dilakukan adalah pelumasan sistem, penggantian filter HEPA yang telah jenuh dan pembersihan filter-filter udara. Perbaikan dilakukan pada bagian AHU yang mengalami kebocoran air chiller. Air chiller keluar dari header cooling coil bagian bawah karena telah terjadi korosi. Perbaikan dengan cara menutup lubang kebocoran dengan plug berbahan tembaga, yang ditekan dan diberi perekat iron glue.
HASIL DAN PEMBAHASAN Unjuk kerja sistem tata udara selama tahun 2008 rata-rata baik. Hal ini diindikasikan dengan pencapaian target suhu, kelembaban, tekanan negatif dan pressure drop HEPA filter yang dipersyaratkan di Instalasi Pengolahan Limbah Radioaktif. Unjuk kerja tersebut dapat dilihat pada Gambar 3, Gambar 4, Gambar 5 dan Gambar 6. Grafik pada Gambar 3 menunjukkan bahwa nilai rata-rata suhu ruangan tipe A, B dan C pada bulan Januari sampai dengan September masih dalam batas persyaratan. Suhu daerah tipe A di bawah 25 oC, daerah tipe B di bawah 28 oC, dan daerah tipe C di bawah 50 oC. Selama bulan Oktober target pendinginan ruangan tipe A dan tipe B tidak tercapai karena adanya kebocoran pipa pada bagian header cooling coil.. Bocornya pipa mengakibatkan keluarnya sebagaian air chiller sebelum masuk ke cooling coil sehingga kapasitas air tidak tercukupi. Berkurangnya sirkulasi air menurunkan kemampuan pendinginan udara, sehingga suhu udara yang dihembuskan ke setiap
3. Pengambilan data Suhu dan kelembaban relatif diukur dengan termohigrometer. Pengukuran dilakukan di daerah tipe A, tipe B dan tipe C. Tekanan hampa parsial atau tekanan negatif IPLR diukur menggunakan Aneroid barometer. Pengukuran dilakukan di zona 1, zona 2, zona 3 dan zona 4. Pressure drop filter HEPA diukur dengan manometer U merk SOFILTRA. Media yang dipakai adalah oli SAE 10. Caranya pipa masukan Manometer U dihubungkan pada bagian tekanan masuk filter, sedangkan pipa keluarannya dihubungkan dengan tekanan saluran keluar filter. Perbedaan tekanan antara sebelum dan sesudah 30
Suhu (derajad celcius)
27,5 25 22,5 20 17,5 15 12,5 10 7,5 5 2,5 0 Jan
Peb
Mar
Apr
Mei
Jun
jul
Ags
Sep
Okt
Nop
Bulan
Tipe A
Tipe B
Gambar 3. Grafik suhu ruangan IPLR
155
Tipe C
Des
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah VII Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK
ruangan tidak mencapai persyaratan. Setelah lubang kebocoran ditutup pada akhir bulan Oktober, suhu udara segar yang dihembuskan ke setiap ruangan kembali turun. Hal ini diperlihatkan pada grafik bahwa rata-rata suhu untuk bulan Nopember sampai dengan Desember telah memenuhi syarat kembali.
ISSN 1410-6086
terlepas ke lingkungan. Pola aliran dijaga agar udara dari zona 1 mengalir ke zona 2 kemudian zona 3 dan terakhir di zona 4. Gambar 5 menunjukkan bahwa tekanan negatif zona 1, zona 2 dan zona 3 sesuai persyaratan. Zona 1 masuk dalam range 0 – -2 daPa, zona 2 antara -8 – -10 daPa dan zona 3 antara -12 – -14 daPa. Tekanan negatif zona 4 tidak memenuhi persyaratan di bawah -22 daPa. Hal ini disebabkan telah tersumbatnya filter HEPA yang terpasang, selain banyaknya kebocoran ruangan.
Gambar 4 menunjukkan bahwa nilai rata-rata kelembaban di ruang IPLR pada bulan Januari sampai dengan bulan September telah memenuhi syarat. Nilai kelembaban relatif di ruang tipe A dan tipe B di bawah 60 %, sedangkan di ruang tipe C di atas 60 %. Nilai kelembaban relatif di ruang tipe A dan tipe B pada bulan Oktober tidak tercapai ketika ada kebocoran jaringan distribusi air chiller. Untuk bulan Nopember sampai Desember syarat nilai kelembaban kembali tercapai.
Udara ruang IPLR yang dievakuasi keluar cerobong dilewatkan melalui sistem filter. Filter berguna untuk menyaring partikel-partikel radioaktif agar tidak terlepas ke lingkungan. Ada dua jenis filter HEPA yang dipakai penyaringan yaitu tipe 1505.37 dengan range operasi 25 - 105 daPa dan tipe 1501.37 dengan range operasi 25 90 daPa. Grafik pressure drop filter HEPA selama tahun 2008 diperlihatkan pada
Tekanan negatif ruang IPLR diperlukan untuk menjaga kontaminan tidak
70 65 60
Kelembaban relatif (%)
55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Jan
Peb
Mar
Apr
Mei
Jun
jul
Ags
Sep
Okt
Bulan Tipe A
Tipe B
Tipe C
Gambar 4. Grafik kelembaban relatif ruang IPLR
156
Nop
Des
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah VII Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK
persyaratan di bawah 105 daPa adalah PDI 5142 B dan PDI 5142 C. Kondisi yang sama terjadi pada filter off gas dimana pressure drop masih di bawah 90 daPa. Pada grafik juga terlihat pressure drop filter general PDI 5142 D dan E kembali turun ke 35 daPa setelah dilakukan penggantian filter pada awal bulan Desember.
Gambar 6. Grafik memperlihatkan bahwa filter general PDI 5142 E yang berisi 8 buah filter telah jenuh sejak bulan Januari sehingga damper ditutup dan filter tidak dioperasikan. Pada bulan Juli, kejenuhan filter juga terjadi pada filter general PDI 5142 A dan 5142 D. Pressure drop HEPA filter general yang masih memenuhi
Jan 0
Peb
Mar
Apr
Mei
ISSN 1410-6086
Bulan Jun jul
Ags
Sep
Okt
Nop
Des
-2
-6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -20
Zona 1
Zona 2
Zona 3
Zona 4
Gambar 5. Grafik tekanan negatif ruang IPLR
110 100 90 80
PDI 5142 A
70
PDI 5142 B
60
PDI 5142 C
50
PDI 5142 D PDI 5142 E
40
Zona 4
30 20 10
es D
ju l A gs Se p O kt N op
0
Ja n Pe b M ar A pr M ei Ju n
Pressure drop (daPa)
Tekanan negatif (daPa)
-4
Bulan
Gambar - 6. Grafik pressure drop filter HEPA IPLR
157
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah VII Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK
ISSN 1410-6086
DAFTAR PUSTAKA
KESIMPULAN
1.
Dari bahasan diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa unjuk kerja sistem tata udara dalam menunjang operasi pengolahan limbah radioaktif selama kegiatan tahun 2008 telah berhasil: 1. Memenuhi peryaratan suhu pada setiap ruang kecuali pada bulan Oktober 2. Memenuhi persyaratan kelembaban relatif kecuali pada bulan Oktober 3. Memenuhi persyaratan tekanan negatif kecuali pada zona 4. 4. Memenuhi peryaratan pressure drop filter HEPA
2.
3.
4.
5.
158
P2PLR, “ Sistem Ventilasi dan Penyegaran Udara (VAC) dan Gas Buang”, P2PLR-BATAN, Serpong, 1990. Sofiltra-Camfil, “Air Filters Absolute Nuclear Type” La Garrene-Colombes Cedex, France. SUWARNA, “Pengoperasian Unit VAC & Off Gas”, PTPLR-BATAN, Serpong, 2000. BUDIYONO, ”Analisis Kejenuhan Hepa Filter IPLR”, PTLR-BATAN, Serpong 2007 BUDIYONO, ”Pengoperasian Sistem Tata Udara IPLR”, PTLR-BATAN, Serpong 2008
