Pengolahan Air Untuk Boiler (Ketel Uap)

Pengolahan Air Untuk Boiler (Ketel Uap)

UNIT PENGADAAN UAP

 

Uap (Steam) sangat berperan penting dalam proses untuk menggerakkan mesin-mesin bertenaga uap dan pemanas awal. Sebuah ketel uap (boiler) digunakan untuk mengubah air menjadi uap dengan pertolongan panas. Ditinjau dari tenaga termis (panas) yang didapat dengan pembakaran bahan bakar, ketel uap termasuk External Combustion Engine, yaitu pesawat tenaga dimana pembakaran bahan bakar dilakukan di luar pesawat (mesin uap) itu sendiri.

Uap yang dihasilkan mempunyai tenaga termis, tenaga potensial dan tenaga kinetis yang dimanfaatkan sebagai berikut:

      a. Tenaga termis yang dikandung uap dapat langsung digunakan sebagai bahan pemanas pada proses  industri.

      b. Tenaga potensial dari uap diubah menjadi tenaga mekanik dengan mesin uap untuk selanjutnya diperoleh tenaga mekanik.

      c.  Tenaga kinetis dari uap diubah menjadi tenaga putar dengan suatu turbin uap. Selanjutnya dapat digunakan untuk membangkitkan tenaga listrik.

A. Ketel Uap

ketel uap adalah suatu pesawat yang digunakan untuk mengubah air yang ada di dalamnya menjadi uap dengan cara dipanaskan. Dengan adanya bahan perantara air tersebut, maka di dalam ketel uap harus ada ruang atau tempat air. Uap yang dibentuk di dalam ketel mempunyai tekanan yang lebih besar dari pada tekanan udara luar, maka ketel harus mampu menahan tekanan uap tersebut. Kekuatan ketel uap tergantung dari bentuk dan bahannya. Bentuk yang lebih kuat untuk menahan tekanan yang lebih besar dari dalam adalah bentuk bulat cembung dan silinder sebab dengan bentuk semacam itu sukar berubah bentuknya yang disebabkan oleh tekanan dari dalam. Tetapi bentuk bulat cembung ini tidak digunakan untuk ketel uap karena konstruksinya yang sulit unruk dikerjakan. Oleh karena itu pada umumnya ketel uap dibuat dalam bentuk silinder. Bahan untuk ketel uap harus baik karena disamping harus menahan tekanan yang tinggi juga harus tahan pada suhu yang tinggi. Biasanya digunakan baja Siemens-Martin yang liat dan mudah dikerjakan.

Gambar 5-8. Skema proses pada Ketel Uap (Boiler)

Air Pengisi Ketel

A.    Sumber-sumber air pengisi ketel

Macam-macam air yang dapat digunakan sebagai air pengisi ketel adalah air sumur dan air kondensat. Air kondensat sudah murni sehingga tidak perlu mengalami pengolahan yang khusus, sedangkan untuk air yang berasal dari sumur perlu mendapat pengolahan-pengolahan lebih dahulu.

B.     Syarat Air Pengisi Ketel

Pada dasarnya air yang akan digunakan, terutama yang digunakan sebagai air pengisi ketel, harus memenuhi syarat. Air yang berasal dari alam (sungai dan tanah) tidak ada yang dalam keadaan murni, biasanya terdapat pengotor-pengotor, antara lain :

1. Zat tersuspensi, seperti lumpur dan tanah liat. Biasanya dihilangkan dengan penyaringan.

2. Zat terlarut, seperti garam-garam mineral (garam magnesium, kalsium dan lain-lain).

Tabel 5-1. Syarat air pengisi ketel dan air ketel

Spesifikasi Air	pengisi ketel	Air ketel
Kesadahan	< 0,1 OD	<0,1 OD
pH	7,5-8,0	10,0-10,8
TDS	Tidak nyata	max 1500
PAlkali	50 ppm	300 ppm
M Alkali	100 ppm	500 ppm
Chlorine	Tidak nyata	max 70 ppm
Sulfit	30 ppm	max 60 ppm
Oksigen	Tidak nyata	-
Silikat	Tidak nyata	-
Fe		Tidak nyata
P205		Max 30 ppm

 

 

 

 

A.    Persyaratan air umpan boiler :

Boiler atau ketel uap merupakan sebuah alat untuk pembangkit uap dimana uap ini berfungsi sebagaizat pemindah tenaga kaloris. Tenaga kalor yang dikandung dalam uap dinyatakan dengan entalpi panas.

           

Hal-hal yang mempengaruhi efisiensi boiler adalah bahan bakar dan kualitas air umpan boiler.Parameter-parameter yang mempengaruhi kualitas air umpan boiler antara lain:

1.      Oksigen terlarut, dalam jumlah yang tinggi dapat menyebabkan korosi pada peralatan boiler.

2.      Kekeruhan, dapat mengenda pada perpipaan dan peralatan proses serta mengganggu proses.

3.    PH. Bila tidak sesuai dengan standar kualitas air umpan boiler dapat menyebabkan korosi pada peralatan

4.      Kesadahan, merupakan kandungan ion Ca dan Mg yang dapat menyebabkan kerak pada peralatan serta perpipaan boiler sehingga menimbulkan local overheating

5.      Fe, dapat menyebabkan air bewarna dan mengendap disaluran air dan boiler bila teroksidasi oleh oksigen

Secara umum air yang akan digunakan sebagai umpan boiler adalah air yang tidak mengandung unsur yang dapat menyebabkan terjadinya endapan yang dapat membentuk kerak pada boiler dan air yang tidak mengandung unsur yang dapat menyebabkan korosi boiler. 

Berikut ini merupakan persyaratan bakumutu air umpan boiler :

Tabel baku mutu air umpan boiler

Parameter	Satuan	Ukuran
PH	unit	10,5-11,5
Conductivity	Ymhos/cm	5000, max
TDS	Ppm	3500, max
P-Alkalinity	ppm	-
M- Alkalinity	Ppm	800 , max
O – Alkalinity	Ppm	2,5 x SiO2 , min
T - Hardness	Ppm	-
Silica	Ppm	150, max
Besi	Ppm	2, max
PHospat residual	Ppm	-
SulpHite residual	Ppm	20,50
PH Condensate	Unit	8,0 – 9,0

Harga PH pada air umpan boiler dan air pendingin penting untuk diperhatikan untuk mencegah terjadinya korosi. Terdapat hubungan antara PH dan laju terjadinya korosi pada bahan kontruksi dari logam mid steel yang menunjukkan adanya kecenderungan menurunnya korosi dengan naiknya harga pH . Namun pada bahan kontruksi dari logam Cu terjadi sebaliknya, yaitu kecenderungan laju korosi menaik dengan menaiknya harga pH diatas 9.

A.    Karakteristik air boiler :

       

           1.      PH

Merupakan indikasi untuk keasaman suatu zat . PH (Pondus hidrogenium) ditentukan oleh jumlah hydrogen bebas (H⁺) dalam suatu zat. PH adalah factor logaritmik, ketika sebuah larutan menjadi 10x lebih asam, PH akan jatuh oleh satu unit.

          2.      Daya hantar listrik/konduktivitas

Daya hantar listrik adalah kemampuan dari larutan untuk menghantarkan arus listrik yang dinyatakan dalam pmhos/cm. Harga daya hantar listrik dari umpan air boiler di[erhatikan untuk mencegah terjadinya endapan kerak pada bagian permukaan perpidahan panas dan untuk menjaga kemurnian steam.

         3.      Alkalinitas

Didefinisikan sebagai jumlah anion dalam air yang akan bereaksi untuk menetralkan ion H⁺ . Harga alkalinitas tinggi tidak dikehendaki untuk umpan air boiler karena dapat menimbulkan pembusaan dan carryover.

        4.      Kesadahan, karbonat dan non karbonat

        5.      Silica

       6.      Besi

       7.      Phospat

       8.      Turbiditas, sifat optic dari suatu larutan yang menyebabka cahaya yang melaluinya terabsorsi.

       9.      TTS ( Total Suspendied Solid)

   E. 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:

      1.      Koagulasi dan Flokulasi

      2.      Sedimentasi

      3.      Filtrasi

      4.      Demineralisasi

      5.      Softening

      6.      Deaerasi

Metode pengolahan awal adalah sedimentasi sederhana dalam tangki pengendapan  ataupengendapan dalam clarifiers dengan bantuan koagulan dan flokulan. Penyaring  pasirbertekanan, dengan aerasi untuk menghilangkan karbon dioksida dan besi.

    

    E.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.  Aluminium Sulfat (Al2(SO4)3 . 18 H2O)

      b.  Natrium Hidroksida (NaOH)

      c.   Klorin (Cl2)

      d.  Coagulant Aid (Polymer) 

    E.2  Sedimentasi

Tujuan sedimentasi adalah  memberikan kesempatan kepada partikel-partikel besar  untuk mengendap dan partikel yang lebih halus akan membutuhkan waktu endap yang  lebih lama.

   

    E.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 aliran terkecil, padatan akan melalui media  membawa padatan bersamanya. Demikian pada tekanan yang tinggi dapat  memecahkan media akan keluar pada saat dilakukan backwash.

    

    E. 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 2.4 Diagram Alir Demineralizer

a.  Cation exchenger

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.

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 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 bersihdari 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      ---->         2 RSO3Na +  H2SiO3

Reaksi Anion :

H2SiO3   +   2 R = N – OH    ---->       2 R=N-SiO3 +  H2O 

 Air yang telah bebas mineral tersebut dimasukkan ke polish water tank  dandigunakan untuk air umpan boiler. Air yang keluar dari mix bed polisher ini memiliki  pH antara 6 – 7. ( Anonymous. 1994 ) 

E.5 Deaerasi 

  

Dalam deaerasi, 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 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.

 

1.       pH (Eksponen Hydrogen / derajat keasaman air). pH yang terlalu tinggi ataupun terlalu rendah akan menyebabkan terjadinya kerak. Pada pH tinggi juga dapat menyebabkan busa.
2. Kandungan Silika (SiO2). Silika dapat larut pada air dan uap pada tekanan dan suhu tinggi. Silika dapat menyebabkan deposit (kerak) tipis yang sulit di hilangkan di pipa-pipa boiler dan pipa uap. Hal tersebut dapat mengakibatkan pemanasan yang terlokalisasi, sehingga perpindahan panas yang terjadi tidak optimal. Silika yang terbawa uap akan mengendap pada suhu rendah di blade turbin sehingga turbin terrsumbat dan berkurang efisiensinya. Silika dapat di hilangkan cara distilasi, demineralisasi, dan blowdown.
3. Gas terlarut berupa O2 dan CO2 pada air dapat menyebabkan terjadinya korosi pada pipa-pipa. Hal ini dapat diatasi dengan cara deaerasi, oxygen scavenger, netralisasi basa.
4. Kandungan Chlorine yang didapatkan dari Cl- sebagai unsur dari air laut (NaCl) dapat mengakibatkan terbentuknya endapan dan menyebabkan potensi korosi. Kandungan chlorine ini dapat dikurangi dengan destilasi, demineralisasi, dan blowdown.
5. Zat Padat Terlarut (Total Dissolved Solid) adalah suatu jumlah zat-zat padat seperti silika dan garam yang terlarut dalam air. Silica dan garam dapat menyebabkan foaming dan carry over, yaitu terbawanya zat padat terlarut bersama uap ke turbin dan superheater. Dampak lanjut dari carry over juga dapat menyebabkan terjadinya korosi.
6. Kesadahan atau kemampuan air untuk mencegah terbetuknya busa pada sabun dan ditunjukkan oleh kandungan garam-garam dari Ca dan Mg pada air tersebut. Air sadah dapat menyebabkan kerak pada boiler karena terjadinya pemanasan.


Kesadahan dapat bersifat sementara dan tetap. Kesadahan sementara adalah kesadahan yang disebabkan karena adanya kandungan garam Ca dan Mg dalam bentuk bikarbonat (HCO3-). CaCO3 yang terbentuk dapat mengendap karena adanya pemanasan sehingga dapat dipisahkan. Sedangkan kesadahan tetap adalah kesadahan yang disebabkan karena adanya kandungan Ca dan Mg dengan sulfat (SO42-) dan klorida (Cl-). Sifat sadah tersebut tidak dapat dihilangkan dengan pemanasan seperti di kesadahan sementara, sehingga perlu dilakukan treatment.
7. Conductivity (daya hantar listrik). Kemampuan suatu larutan untuk menghantarkan listrik disebabkan karena adanya garam-garam yang terkandung pada air laut sebagai air baku.Karena adanya conductivity maka dapat pula terjadi korosi karena adanya arus listrik. Sifat ini dapat dihilangkan dengan demineralisasi dan blowdown.

3.2.2. Priming
Priming adalah keluarnya air bersama-sama dengan uap secara tiba-tiba dan keras dari boiler. Priming terjadi akibat ketinggian air di dalam boiler melewati level yang seharusnya. Adanya priming dapat menyebabkan kerusakan mesin dan turbin. Penyebab priming dapat terjadi karena persoalan mekanis dan sebagian lagi persoalan kimia, seperti:
1. Ketinggian air di dalam boiler terlalu tinggi.
2. Konsentrasi tinggi dari bahan kimia dalam air.
3. Kotoran-kotoran yang menyebabkan naiknya tegangan permukaan.
4. Pembukaan katup uap terlalu cepat.

3.2.3. Carry Over
Carry over terjadi karena adanya zat padat yang ada didalam air boiler ikut dengan air atau steam keluar boiler dan akan mengendap pada pipa-pipa uap, keran-keran, superheater, mesin atau turbin. Padatan ini akan merusak sudu-sudu turbin dan pelumasan dari mesin-mesin. Selain itu akibat adanya pemanasan, maka zat padat yang ada didalam air akan timbul dan melekat pada metal kemudian dengan pemansan lebih lanjut akan pecah atau lepas sehingga bisa merusak benda-benda yang dilekati zat padat tersebut.
Carry over dari air boiler merupakan persoalan mekanis atau sebagian persoalan kimia. Kalau penyebabnya masalah mekanis meliputi: defisiensi pada boiler design, ketinggian air, penyalaan yang tidak benar, over loading dan perubahan yang mencolok. Kalau penyebabnya masalah kimia, disebabkan adanya kandungan zat-zat kimia yang melebihi critical concentration-nya.
Pencegahannya:
1. Disain boiler haruslah baik.
2. Jika penyebabnya adalah persoalan kimia, maka perlu diperhatikan: keadaan dan jumlah zat padat yang ada di dalam air boiler.

3.2.4. Scale (kerak)
Kerak didalam boiler disebabkan oleh garam-garam Ca++ dan Mg ++. Scale yang terbentuk akan menyebabkan:
1. Isolasi terhadap panas sehingga energi dari bahan bakar tertolak.
2. Scale ini kadang-kadang tiba-tiba pecah, sehingga air langsung berhubungan dengan ketel yang akan menimbulkan pecahan (kebocoran) karena ketel mendapat tekanan yang kuat.
Jenis-jenis kerak yang terdapat pada boiler:
1. Sludge (lumpur).
Kerak ini tidak mengganggu terlalu banyak, dengan blow downlumpur-lumpur tadi bisa dikurangi. Selain dari maksud di atas blow down berguna untuk:
a. Mengontrol ketinggian air.
b. Mengontrol konsentrasi bahan kimia pada air.
c. Pembuangan pada waktu pembersihan.
2. Scale yang melekat pada dinding ketel.
Kerak ini lebih sukar dibersihkan sebab melekat pada dinding. Ada 2 macam tipe kerak ini, yaitu:
a. Scale porous.
Sifatnya merusak boiler sebab di dalam scale tersebut mengurung steam. Dimana akan terjadi gelembung-gelembung steam yang akan merusak diding karena adanya peristiwa kelewat panas. Contohnya: Scale calsife
b. Scale solid
Scale ini sifatnya lebih padat dibandingkan dengan scale porous. Dibandingkan scale porous, scale ini kurang daya rusaknya terhadap ketel. Contohnya: aragonate scale.
Selain garam-garam Ca dan Mg, oli juga dapat merusak ketel sebab oksida besi dengan oli akan membentuk lumpur yang akan menghalangi daya serap panas oleh air boiler.
Yang menyebabkan scale adalah:
1. Garam-garam Ca dan Mg sulfat dan silikat
Contohnya: CaSO4, Mg silikat, Ca silikat. Garam-garam ini solubilitinya berkurang sehinnga mengendap pada dinding-dinding yang panas. Scale ini terjadi karena peristiwa fisika.
2. Garam-garam Carbonat.
Contohnya: CaCO3, MgCO3. Garam-garam ini akan mengendap pada temperatur tinggi, sehingga mengendap pada dinding ketel. Air yang diambil daris umber air biasanya mengandung CaHCO3 yang terurai pada pemanasan sampai 70oC.
CaHCO3 CaCO3 + CO2 + H2O
Jadi sewaktu dimasukkan ke dalam ketel CaCO3 sudah merupakan butiran-butiran kecil sehingga CaCO3 tidak merupakan scale pada dinding ketel, tetapi merupakan sludge pada air yang dipanasi.
3. SiO2, Al2O3 dan Mg(OH)2.

Cara pencegahannya:
Ion-ion Mg dan Ca yang selalu membuat scale dapat dicegah dengan menurunkan hardnessnya. Untuk boiler-boiler lama masih bisa 10 Do. Tetapi untuk tipe boiler sekarang airnya harus mempunyai kesadahan jauh di bawah 10 Do. Untuk penghilangan atau pengurangan kesadahan tersebut dapat dilakukan dengan:
1. Eksternal Softening.
Eksternal softening adalah cara pelunakan air yang akan dilakukan di luar boiler. Misalnya:
a. Lime soda softening
b. Phosphat Softening
c. Demineralization
d. Silica removal.
e. Oil removal
2. Internal Softening
Internal softening adalah cara pelunakan air yang dilakukan di dalam boiler. Misalnya:
a. Penambahan soda.
b. Penambahan phosphat
c. Penambahan senyawa organik.
d. Penambahan algor, dan lain-lain.
Selain penambahan bahan-bahan tersebut, untuk mengontrol mutu umpan boiler dan mencegah pembentukan kerak, dapat juga dilakukan injeksi pada deaerator ke sistem pembangkit steam yaitu hidrazin (N2H4) 1% berat. Penambahan bahan kimia ini bertujuan untuk menyerap atau mengikat kandungan oksigen terlarut dalam air bebas mineral.

3.2.5. Korosi
Korosi adalah perusakan pada logam. Perusakan yang cukup besar bisa menyebabkan reparasi yang berat bahkan kadang-kadang ketel tersebut harus dihentikan pemakaiannya.
Penyebab korosi:
a. Asam atau pH rendah.
Pada saat pH rendah, ion-ion hidrogen akan melapisi permukaan logam sehingga menimbulkan gas yang meninggalkan permukaan logam tersebut sehingga menyebabkan terjadinya korosi.
b. Adanya oksigen
Adanya oksigen yang terlarut akan menyebabkan korosi sebagai berikut:
1. oksigen akan mengoksidasi ferrooksida. Fe(OH)2 akan menjadi Ferrihidroksida Fe(OH)3. Fe(OH)3 mempunyai sifat mudah melarut di dalam air. Reaksinya adalah sebagai berikut:
4 Fe(OH)2 + O2 + H2O Fe(OH)3.
2. Oksigen akan bereaksi dengan ion hidrogen yang melapisi permukaan logam. Ion hidrogen tersebut terjadi karena karena adanya reaksi Fe++ dengan air.
Fe++ + 2 H2O Fe(OH)2 +2 H+
4 H+ + O2 2H2O
Dengan hilangnya lapisan tadi membuka kemungkinan korosi seperti halnya pada reaksi (1).
c. Adanya bikarbonat
Adanya bikarbonat di dalam air boiler akan menyebabkan terjadinya CO2, karena pemanasan dan adanya tekanan. CO2 akan terjadi bereaksi dengan air menjadi asam karbonat. Asam ini pelan-pelan akan bereaksi dengan logam dan besi membentuk garam bikarbonat. Garam bikarbonat ini dengan pemansan akan membentuk CO2 lagi.Sekali lagi CO2 bereaksi dengan air membentuk asam, demikian terus menerus sehingga bisa membentuk suatu siklus.
Fe + 2 H2CO3 Fe (HCO3)2 + H2
Fe(HCO3)2 + H2O + panas Fe(OH)2 + 2H2O + 2CO2
d. Adanya gas: H2S, SO2 dan NH3
Adanya gas H2S, SO2 dan NH3 bisa menyebabkan korosi, tetapi tidak sehebat yang disebabkan oleh gas O2 atau CO2.
e. Adanya bahan-bahan organik
Adanya bahan-bahan organik yang berupa asam organik yang masuk k edalam boiler akan menyebabkan terjadinya korosi.
f. Adanya minyak dan gemuk.
Minyak dan gemuk yang berasal dari minyak bumi, binatang dan tumbuh-tumbuahn akan menghasilkan asam organik dan gliserin. Asam organik akan bereaksi dengan besi, contohnya CO2 yang berasal dari asam organik juga merupakan salah satu penyebab terjadinya korosi.

Pencegahan korosi:
Untuk mencegah terjadi nya korosi dapat dilaksanakan seperti berikut ini:
a. Penagturan alkalinitas dan pembentukan lapisan film, dimana pH air boiler diharapkan lebih besar dari 9,5 dan kecil kandungan alkali hidroksida. Alkalinitas bisa diatur dengan menambahkan soda ash (NaCO3), kaustik soda (NaOH) dan trisodium phosphat.
b. Untuk menghilangkan kandungan O2 dapat dilakukan dengan deaerasi, sedangkan untuk menghilangkan CO2 dapat dilakukan dengan pemanasan dengan cara pemanasan pendahuluan secara terbuka pada boiler feed water. Dapat juga dengan ,menambahkan bahan-bahan kimia, misalnya: tannin, dan turunan glucose.
c. Memberikan perlindungan dengan pembentukan film yaitu menggunakan tannin, turunan lignin dengan turunan glukosa.
d. Jika penyebab korosi adalah karena iar kondensat maka pencegahan dapat dilakukan dengan menambahkan senyawa amin atau amonia.

3.2.6. Caustic Embrittlement.
Salah satu penyebab terjadinya kerapuhan pada logam adalah karena adanya NaOH bebas di dalam air boiler yang terkonsentrasi pada suatu titik kebocoran dan secara kimia akan menyerang metal tersebut. Akibat dari serangan kimia tersebut, akan timbul retakan yang tidak beraturan apalagi pada metal yang terkena tekanan.
Pencegahan Caustic Embrittlement:
a. Mencegah kebocoran pada daerah metal yang mengalami tekanan.
b. Penambahan inhibitor
c. Menjaga alkalinitas hidroksida yang rendah pada iar boiler dengan cara:
1. Mengontrol pH dengan menggunakan phosphat. PH dari air boiler terkontrol dengan cara melihat endapan trisodium phosphat dan pH yang dapat dilihat dari kurva.


2. Penambahan bahan-bahan kimia untuk mencegah embrittlement, yaitu dengan menambahkan lignin, tannin dan sodium nitrat.

3.3. Panas
Panas dapat dipakai untuk merubah air menjadi steam. Panas bisa didapatkan dari matahri, listrik, gas, minyak batubara dan kayu. Pemakaian bahan-bahan tersebut tergantung dari besar kecilnya steam yang dihasilkan. Untuk pemakaian yang sifatnya komersial dipakai bahan bakar dari minyak, batu bara atau gas.

Bahan bakar:
Berdasarkan bentuk fasanya bahan bakar dapat dibedakan menjadi:
1. Bahan bakar padat (solid), misalnya batu bara atau kayu.
2. Bahan bakar cair
Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan bahan bakar cair, yaitu:
a. Heating value
b. Flash poin
c. Fire point
3. Bahan bakar gas
Untuk bahan bakar gas cara penyalaannya lebih mudah dibandingkan dengan kedua bahan bakar yang lain, yang perlu diperhatikan adalah campuran antara minyak dan udara untuk menyempurnakan pembakaran.

Efesiensi Boiler
Khusus untuk bahan bakar cair (minyak), heating value sangat diperhatikan , untuk dapat menghitung efesiensi boiler. Heating value dapat dhitung dengan menggunakan persamaan Dulong, yaitu:

HV = 14.600 C + 62.000 (H – O/8) +4.050 S

Dimana:
HV = Heating value, Btu/lb of fuel
C = berat atom karbon/ lb of fuel
H = berat atom Hidrogen/ lb of fuel
O = berat atom Oksigen/ lb of fuel
S = berat atom Sulfur /lb of fuel

Efesiensi Boiler dapat dinyatakan dengan:

output bisa dinyatakan dengan:
1. Banyaknya steam yang terjadi, dimana di dalam hal ini ditunjukkan dari total bahan bakar yang dinyalakan pada suatu periode dan total air yang diubah menjadi uap pada periode yang sama pula.
2. Banyaknya energi fuel yang dipakai untuk efesiensi bisa dinyatakan sebagai berikut:



3.4. Operasi Boiler
Didalam pelaksanaan operasi boiler (ketel) ada 3 masalah yang biasanya ditemui yaitu:
1. Internal treatment
2. Resirkulasi
3. Pembersihan boiler
Meliputi:
a. pembersihan kerak (scale) yang berasal dari air boiler
b. pembersihan kerak yang berasal dari bahan bakar.

3.4.1. internal treatment
untuk internal treatment di dalam boiler harus diperhatikan apakah boiler tersebut bertekanan rendah atau bertekanan tinggi.
a. internal treatment boiler bertekanan rendah
salah satu campuran bahan kimia yang dipakai di dalam jenis boiler ini adalah : Natrium silikat tau campuran bahan kimia yang mengandung Natrium silikat dan alkali lainnya. Bahan kimia ini bisa diberikan dalam bentuk liquid ataupun solid.
Campuran dari soda ash dan natrium phospat dengan Natrium bicromat ataupun Natrium cromat juga baik dipakai. Jika alkali yang digunakan sebagai bahan treatment, sebaikknya air boiler hanya mengandung 100-350 ppm hidroksida dengan total alkalinity paling tinggi adalah 300-500 ppm yang dinyatakan dalam CaCO3. Untuk alkalinity yang lebih tinggi dari 1000 ppm tidak baik bagi boiler.
Sodium silikat tidak hanya meningkatkan alkalinity tetapi juga mencegah korosi dengan membentuk film pada permukaan logam boiler.
Pemakaian kromat sebagai bahan kimia treatment, mengadung 500-1000 ppm kromat sebagai Na2CrO4 dengan pH di atas 7,5. Untuk itu dipakai Natrium bikarbonat. Tetapi, bila pH lebih kecil dari7,5 beberapa jenis alkali dapat dikombinasikan dengan Natrium bikarbonat ini.
b. Internal treatment untuk boiler bertekanan tinngi
Di dalam boiler yang bertekanan tinggi ada beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu:
1. Total Solid
Jumlah solid di dalam boiler perluperlu diperhatikan untuk menghindari hal-hal yang tidak dikehendaki. Total dissolved solid, suspended solid, alkalinity dan minyak harus dikontrol untuk mencegah carry over yang paling memuaskan adalah pada konsentrasi 1500-3500 ppm total solid.
Dalam penambahan bahan bahan kimia anti foam diperkenankan sampai 30.000 ppm. Untuk mengurangi total solid dapat dilakukan blow down sebelum terbentuk carry over atau priming.
2. Alkalinity
Alkalinity air boiler harus tinggi untuk mencegah korosi karena adanya asam. Campuran Phosphat, Caustic soda, Soda ash sangat menolong untuk mengatur alkalinity di dalam boiler.
3. Phosphat
Kelebihan PO4 akibat dari penambahan bahan kimia pada treatment dapat terjadi. Oleh karena itu sebaiknya konsentrasi PO4 tidak lebih dari 30-60 ppm.
4. Hardness
Diharapkan hardness di dalam air boiler adalah nol, tetapi hal seperti ini sangat sulit untuk dicapai.

Internal treatment dengan bahan kimia
Bahan kimia yang biasa digunakan di dalam internal treatment untuk boiler tekanan adalah:
1. Soda Ash (Na2CO3)
Akibat penambahan Na2CO3, soda akan bereaksi dengan kerak berbentuk sulfat dari kalsium dan magnesium membentuk lumpur karbonat yang bisa dihilangkan dengan cara blow down.
Na2CO3 + CaSO4 CaCO3 + Na2SO4
Na2CO3 + MgSO4 MgCO3 + Na2SO4
Sedangkan MgSO4 juga bisa bereaksi dengan Caustic soda membentuk Mg(OH)2 yang merupakan lumpur.
MgCO3 + H2O + panas 2NaOH + CO2
2 NaOH + MgSO4 Mg (OH)2 + NaSO4
Soda Ash kurang baik digunakan sebagai bahan kimia pembersih air karena dapat membentuk gas CO2. Tetapi bila dikombinasikan dengan senyawa organik seperti: tannin, lignin, penggunaan soda lebih baik jika dibandingkan dengan phosphat. Penggunaan soda dengan bahan organik tersebut akan membentuk lumpur, tetapi lumpur tersebut dapat dihilangkan degan proses blow down.
2. Caustic soda (NaOH)
Caustic Soda sebagai bahan alkali akan menetralisir korosi yang disebabkan oleh asam atau gas. Tetapi, caustic soda kurang sesuai digunakan untuk bahan kimia pemebersih air boiler yang bertekanan tinggi. Kelebihan caustic soda akan menyebabkan caustic embrittlement, tetapi sangat baik untuk mengurangi Mg, karena reaksi NaOH dengan Mg akan membentuk Mg(OH)2 yang berupa lumpur.
3. Natrium Phosphat
Phosphat akan menghasilkan Calsium phosphat yang berupa lumpur.
3CaCO3 + Na3PO4 Ca(PO4)2 + 3NaCO3
Kelebihan PO4 diharapkan tidak melebihi dari 50 ppm, selain menggunakan Na3PO4 dapat juga digunakan bahan kimia lain, seperti:
a. Disodium phosphat
3CaCO3 + 2NaH2PO4 Ca3(PO4)2 + Na2CO3 + 2H2O + 2CO2
b. Monosodium phosphat
2NaH2PO4 + CaCO3 + 4NaOH Ca3(PO4)2 + 3Na2CO3 + 2H2O
c. Sodium metaphosphat
2NaPO4 + 3CaCO3 + 4NaOH Ca3(PO4)2 + 3Na2CO3 + 2H2O
d. Asam phosphat
2H3PO4 + 3CaCO3 + 6NaOH Ca3(PO4)2 + 3Na2CO3 + 6H2O
4. Silicat dan aluminat
Sodium aluminat, bila bereaksi dengan magnesium akan membentuk floc dan mengendap sebagai magnesium aluminat. Jika ada silica, Ca dan Mg aluminat silica akan terbentuk. Beberapa kompleks silica tidak bisa dicegah dengan internal softening karena temperatur tinggi dan kecepatan penguapan senyawa tersebut terbentuk apalagi kalau ada senyawa aluminium dan besi.
5. Chemical deareation
Untuk boiler bertekanan tinggi, O2 dapat dihilangkan dengan :
a. Metallic iron
Karena reaksinya lambat, kapasitasnya rendah, maka jarang digunakan
b. Ferrous hydroxide
FeSO4 dan NaOH ditambahkan membentuk Fe(OH)2 yang akan bisa menghilangkan O2
c. Beberapa senyawa sulfur
Senyawa yang dapat digunakan adalah Na2SO3
Na2SO3 + 1/2 O2 Na2SO4
Biasanya sulfit dapat dirusak dengan reaksi autooxidation, yang mana menghasilkan SO4 tetapi dilain pihak dapat direduksi menjadi S. Kecepatan reaksi dari Na2SO3 dengan O2 dapat dipercepat dengan menggunakan autokatalis tertentu, biasanya garam-garam Cobalt Copper atau logam-logam berat.
Air untuk unit pendingin dan HE Percobaan Na2SO3 + O2
Waktu reaksi
1 ppm Cu 80 ppm Na2SO3 bereaksi dengan 8-10 ppm O2 5 menit
0,001 ppm cobalt Sama 1 menit
0,01 ppm cobalt Sama 15-20 menit

d. Hydrazin (N2H4)
Hydrazin dengan O2 bereaksi membentuk N2
N2H4 + O2 2H2O + N2
N2 gas yang keluar tidak berbahaya bagi steam, total solid tidak bertambah. Efesiensi dan kemurnian bisa mencapai 100%, 1 ppm hydrazin akan menghilangkan 1 ppm atau 0,698 ml perliter O2.
Kecepatan reaksi antara hydrazin dengan O2 berdasarkan temperatur adalah:
- pada temperatur rendah kecepatannya rendah
- pada 90oC kecepatannya bertambah
- pada 140oC cepat
Hydrazin juga melindungi permukaan besi sehingga melindunginya dari korosi. Karena sifatnya yang eksplosive, hydrazin dibuat dalam bentuk hydrazin phosphat atau garam lainnya. Hydrazin merupakan bahan kimia yang berbahaya , sehingga usahakan tidak mengenai kulit dan konsentrasinya tidak melebihi 10 ppm dalam udara .
6. Bahan kimia yang digunakan sebagai pencegah caustic embrittlement
Ada beberapa bahan kimia yang dapat digunakan untuk mencegah caustic embrittlement yang dapat menyebabkan keretakan pada dinding boiler. Bahan kimia tersebut bisa berupa:
a. Tannin
Tannin dapat diperoleh dari ekstrak kayu. Tannin dapat mengganggu pembentukan kristal, mencegah timbulnya stuktur jarum atau rajut sehingga kristal tersebut menjadi lemah. Pengendapa n dapat dicegah sehingga kerak yang terbentuk tidak menjadi keras tetapi akan membentuk lumpur yang dapat terdispersi dan bisa dihilangkan dengan blow down. Tetapi tannin bisa menyebabkan warna coklat air boiler, tidak stabil pada temperatur dan hanya dipakai lebih dari 300 psia.
b. Lignin
Lignin bisa didapatkan dari kayu yang biasa digunakan sebagai bahan baku kertas. Lignin yang akan digunakan dilarutkan terlebih dahulu dengan bahan kimia tertentu atau dibentuk menjadi sulfonated sodium salt yang dapat larut dalam air. Fungsi dari lignin sebagai protective film dari deposit-deposit magnesium yang akan melekat pada besi dan juga sebagai pelindung terhadap serangan caustic embrittlement.
7. Glukosa
Glukosa mempunyai 6 rantai Carbon yang membentuk stuktur senyawa organik alami tersebut. Fungsi dari glukosa ini adalah sebagai bahan pendispersi sludge sehingga tidak membentuk kerak (scale) yang keras.
8. Seewed derivatives
Seewed derivatives merupakan reaktive dan dispersive colloid seperti tannin dan lignin atau lignin derivative yang berguna untuk mengendpakan Ca dan Mg.
9. Starch atau kanji
Starch atau kanji atau aci adalah karbohidrat kompleks yang berguna untuk membuat film sehingga mengurangi terjadinya kerak.

Peralatan untuk chemical treatment
Peralatan untuk keperluan ini dibagi menjadi dua, yaitu:
1. Peralatan untuk feed water tekanan rendah/ medium
2. Peralatan untuk concentrated boiler water yang bertekanan tinggi

Korosi menjadi salah satu masalah yang sangat lazim terjadi pada boiler. Bahkan dapat dikatakan bahwa, tidak ada boiler yang tidak mengalami korosi. Karena boiler menggunakan media kerja air yang jika tidak diperhatikan, akan sangat mudah mengkorosi pipa-pipa boiler.

Air murni yang hanya tersusun oleh molekul H₂O dan tanpa ada zat lain yang terlarut di dalamnya, bersifat tidak korosif. Zat-zat lain yang terlarut di dalam air lah yang menjadi salah satu pemicu air memiliki sifat yang korosif. Oksigen menjadi salah satu gas yang mudah larut di dalam air dan menjadi penyebab utama terjadinya korosi pada pipa-pipa boiler.

Temperatur air juga menjadi salah satu faktor pendukung terjadinya korosi. Seperti yang kita ketahui bersama bahwa air di dalam boiler akan mencapai temperatur yang sangat tinggi sesuai dengan jenis boiler yang digunakan. Air yang berada pada temperatur tinggi akan memiliki sifat-sifat yang sangat berbeda dengan air pada temperatur ruang. Pada temperatur di atas temperatur kritisnya, air akan menjadi lebih mudah melarutkan berbagai macam zat yang bahkan sebelumnya tidak mudah larut. Hal ini diakibatkan karena pada temperatur tersebut air lebih mudah terionisasi dan pecah membentuk ion-ion H₃O⁺ dan OH^-. Faktor inilah yang semakin mendorong terjadinya korosi pada pipa-pipa boiler.

Proses Terjadinya Korosi
(Sumber)

Korosi pada pipa-pipa boiler melibatkan atom Fe yang mengalami kontak dengan air sehingga teroksidasi membentuk kation Fe²⁺ dengan jalan melepaskan dua elektronnya. Elektron-elektron tersebut selanjutnya akan mereduksi atom oksigen dan bereaksi dengan air membentuk ion hidroksida.
    Fe       → Fe²⁺ + 2e^-
    O₂ + 2H₂O + 4e^-   → 4OH^-

Selanjutnya ion Fe²⁺ bereaksi dengan ion OH^- membentuk ferro hidroksida.
    Fe²⁺ + 2OH^-   → Fe(OH)₂

Pada kondisi kekurangan oksigen, atau biasa disebut dengan anaerobik, ferro hidroksida dapat teroksidasi lebih lanjut untuk membentuk lapisan magnetit yang justru bermanfaat bagi boiler untuk mencegah korosi yang lebih parah.
    3Fe(OH)₂       → Fe₃O₄ + H₂ + H₂O

Berikut adalah bentuk-bentuk korosi yang terjadi pada boiler:

1. Penipisan Pipa. Korosi pertama pada boiler biasa terjadi pada pipa yang alirannya mengalami semacam tabrakan atau turbulen, seperti pada lekukan pipa. Kondisi ini menyebabkan molekul-molekul Fe hanya teroksidasi hingga membentuk Fe²⁺ dan tidak lebih lanjut membentuk Fe³⁺ yang berfungsi untuk membentuk magnetit. Karena tidak terbentuk lapisan magnetit, maka korosi akan lebih dalam mengikis pipa boiler. Pengikisanpun terus berlanjut didukung dengan aliran fluida di dalam pipa yang turbulen, sehingga ketebalan pipa berangsur-angsur menipis akibat korosi jenis ini.

Berikut adalah kondisi-kondisi yang memicu terjadinya korosi jenis ini:

• Aliran yang bertabrakan.
• Nilai pH yang rendah
• Kandungan oksigen di dalam air terlalu tinggi
• Adanya zat kimia yang memudahkan besi untuk lebih mudah terlarutkan

Korosi ini sangat berbahaya karena pada suatu saat pipa yang terkorosi dapat pecah dan meledak akibat tekanan fluida yang tinggi pada sisi pipa yang menipis. Untuk menghindarinya perlu dilakukan inspeksi menyeluruh pada setiap bagian pipa boiler. Jika ditemukan tanda-tanda penipisan pipa atau korosi, segera ganti bagian tersebut dengan pipa baru.

·  Oxygen Pitting. Korosi ini disebabkan oleh adanya kandungan oksigen yang berlebihan pada air boiler. Molekul oksigen akan terlokalisasi pada suatu titik tertentu dan mengoksidasi besi pipa pada titik tersebut. Hasil korosi yang ditimbulkan tidak tetap menempel pada area sebelumnya, akan tetapi molekul Fe(OH)₂ akan terlarut ke dalam air dan meninggalkan jejak berupa lubang kecil (pitting) pada permukaan pipa. Jika kandungan oksigen terus berlebihan, maka akan semakin banyak lubang pitting yang ditimbulkan atau bahkan akan semakin memperdalam lubang yang sebelumnya sudah terbentuk.

Oxygen Pitting Pada Pipa Boiler
(Sumber)

Oxygen pitting biasa terjadi pada boiler kecil yang tidak terdapat fasilitas deaerasi untuk menghilangkan udara terlarut di dalam air. Boiler yang dalam kondisi tidak sedang beroperasi dan pipa-pipanya terisi oleh udara bebas, kemungkinan terjadinya oxygen pitting juga cukup besar.

·  Chelant Corrosion. Chelant adalah salah satu jenis zat kimia yang umumnya berupa asam ethylenediaminetetraacetic dan asam nitrilotriacetic, yang berfungsi sebagai pengikat ion-ion kalsium, magnesium, dan besi agar tetap larut di dalam air boiler. Zat ini biasa digunakan pada sistem pengolahan air boiler untuk mencegah ion-ion mineral agar tidak mengendap dan membentuk kerak pada pipa boiler. Akan tetapi jika penggunaan chelant ini tidak terkontrol, maka ia akan justru mengkorosi pipa boiler itu sendiri karena sifatnya yang asam.

·  Corrosion Fatigue. Korosi jenis ini biasa terjadi pada boiler yang berukuran besar. Lebih spesifik lagi, korosi ini terjadi pada pipa-pipa boiler sisi waterwall yang menggantung tinggi. Area waterwall menjadi area transisi fluida air dari cair untuk menjadi uap, sehingga proses nucleate boilling yang terjadi pada permukaan sisi dalam pipa ditambah dengan adanya tegangan pada pipa akibat posisinya yang "menggantung", mendorong terjadinya corrosion fatigue. Faktor lain yang akan mempercepat terjadinya korosi ini adalah kandungan oksigen terlarut di dalam air boiler yang terlalu tinggi, serta pH air yang terlalu rendah.

Formasi Corrosion Fatigue

·  Menghilangkan Kandungan Mineral Dalam Air. Seperti yang telah kita bahas pada artikel sebelumnya, adanya mineral-mineral yang terlarut di dalam air selain menimbulkan endapan padat ia juga dapat memicu terjadinya korosi galvanik. Untuk menghilangkan kandungan mineral di dalam air ada beberapa metode:

1. Demineralisasi menjadi satu metode yang paling banyak digunakan pada boiler-boiler besar pembangkit listrik tenaga uap. Cara ini sangat efektif karena dapat mengurangi mineral-mineral terlarut menjadi hampir hilang sama sekali. Air yang akan digunakan sebagai media kerja boiler mengalami beberapa tahapan proses seperti filtrasi, reverse osmosis, dan pertukaran ion. Untuk lebih jelasnya, silahkan baca artikel berikut.

Tahapan demineralisasi yang berperan untuk menghilangkan kandungan mineral di dalam air adalah pertukaran ion (ion exchange). Di dalam mixed bed terdapat resin yang mengandung gugusan aktif anion OH^- dan kation H⁺. Pada saat pertukaran ion terjadi, zat-zat resin akan menangkap ion-ion mineral dalam air dan melepaskan gugusan aktif ion OH^- dan H⁺ ke dalam air. Keseimbangan yang terjadi akan mereaksikan OH^- dan H⁺ membentuk atom-atom H₂O baru. Dalam jangka waktu tertentu, resin di dalam mixed bed akan jenuh dan perlu dilakukan regenerasi.

2. Metode yang lebih sederhana adalah dengan menambahkan air kapur (Ca(OH)₂) ke dalam air boiler. Penambahan air kapur akan menaikan nilai pH, mengubah CO₂ terlarut menjadi bikarbonat (HCO₃^-), dan terus berlanjut hingga menjadi karbonat (CO₃^2-). Proses ini mengakibatkan mengendapnya kalsium carbonat karena jumlah ion karbonat terlarut yang semakin tinggi. Efek lain adalah ikut mengendap pula magnesium menjadi magnesium hidroksida.

Efek samping dari penggunaan air kapur untuk mengurangi mineral terlarut adalah terbentuknya endapan padat. Sehingga jika penambahan air kapur ke dalam air boiler dilakukan pada saat boiler sedang beroperasi, maka endapan yang terbentuk justru akan membahayakan boiler karena dapat menyumbat pipa boiler. Oleh karena itu jika ingin menggunakan air kapur untuk mengurangi kandungan mineral di dalam air, disarankan agar dilakukan di luar sistem boiler.

3. Pada boiler berkapasitas besar terdapat sebuah fasilitas untuk membuang sebagian air boiler yang mengandung kotoran-kotoran mineral. Saluran ini biasa dinamakan boiler continuous blow down. Saluran ini membuang sebagian kecil air yang berada di dalam steam drum.

Steam drum pada boiler menjadi tempat dipisahkannya air dengan uap air. Mineral-mineral yang terlarut di dalam air tidak akan ikut menguap atau terlarut ikut ke dalam uap air. Ia akan tertinggal di dalam air boiler. Dan jika jumlahnya sudah melebihi batas yang diijinkan, maka saluran continuous blow down dapat dibuka untuk membuang kotoran-kotoran tersebut.

·  Mengontrol Nilai pH Air Boiler. Metode terakhir yang juga cukup penting untuk mencegah terjadinya korosi pada boiler adalah dengan menjaga nilai pH air boiler. Jika pH terlalu rendah, menandakan air bersifat asam yang juga sangat korosif. Jika pH terlalu tinggi, maka air bersifat basa dan dapat menimbulkan foaming. Kondisi air basa juga dapat menimbulkan korosi caustic embrittlement.

Menjaga pH air juga berfungsi untuk menjaga lapisan magnetite pada permukaan pipa boiler. Magnetite berfungsi sebagai lapisan film untuk menghalangi terjadinya korosi lebih besar pada permukaan pipa boiler di balik lapisan magnetite ini. Nilai pH yang paling baik untuk menjaga lapisan magnetite dan mencegah terjadinya korosi adalah 8,5 - 9,5. Namun nilai ini dapat berbeda-beda antara boiler yang satu dengan yang lain, karena nilai pH yang tepat tergantung atas tekanan sistem boiler, jenis metal, jenis air, dan jenis perlakuan kimia terhadap air boiler.

Air boiler cenderung mengalami penurunan nilai pH karena adanya mineral terlarut di dalamnya. Mineral-mineral ini tidak dapat ikut menguap atau larut ke dalam uap air. Sehingga ia akan bereaksi dengan air membentuk asam dan menurunkan nilai pH. Ammonia menjadi zat kimia yang paling umum digunakan untuk menjaga pH air pada nilai terbaiknya. Hal ini dikarenakan ammonia yang bereaksi dengan air akan menghasilkan ion OH^-.
    NH₃ + H₂O → NH₄⁺ + OH^-

Beberapa parameter kontrol air yang perlu adalah sebagai berikut :

• pH scale, yaitu jumlah ion H+ dalam air. pH < 7 adalah kondisi asam dan pH > 7 basa. pH air boiler yang baik berkisar 10,5 – 11, 5. Di luar ini resiko korosi pada pipa-pipa boiler semakin besar.
• Deposit besi (Fe) < 0,3 ppm Fe. Deposit besi menimbulkan kerak pada boiler.
• Kandungan O2 berpengaruh terhadap laju korosi. Kandungan O2 akan semakin rendah dengan naiknya temperatur.
• Total dissolve solid (TDS). Air berkemampuan melarutkan mineral. Namun dalam keadaan jenuh, mineral tersebut akan mengendap. Batas kontrol TDS adalah 2035 ppm. Lebih dari itu TDS akan meninggalkan kerak. TDS yang penting untuk diketahui antara lain hardness, alkalinity dan silica.

TDS dinyatakan dalam ppm. Jumlah padatan terlarut dalam satuan mhos disebut juga dengan conductivity. Hubungannya dinyatakan sebagai berikut :

TDS = 0,65 . conductivity

Hardness

Hardness adalah jumlah ion Ca dan Mg dalam air dalam ppm CaCo3. Temperatur yang makin tinggi menyebabkan hardness makin tidak larut sehingga timbul kerak.

Alcalinity

Alcalinity merupakan ion carbonat, bicarbonat dan hydrat. TDS dalam air :

• Kation (+), yaitu Ca, Mg, Na, H+
• Anion (-), yaitucarbonat (Co3-), bicarbonat (HCO3-), hodrat (OH-), silica (SiO2), sulfat (So4=), dan klorida (Cl-)

Alcalinity terdiri dari :

• p.alcalinity = 0,5 carbonat + hydrat
• m.alcalinity = bicarbonat + carbonat = carbonat + hydrat
• o.alcalinity (hydrat) = 2p – m

Misalnya jika p = 300 ppm; m = 500 ppm –> 0 = 2p – m = 100 ppm

Silica

Silica dalam air terdri dari SiO2 (tidak larut) dan silica yang berikatan (Na2SiO3). SiO2 + 2NaOH –> 2NaSiO3 + H2O. Silica yang melebihi 150 ppm menyebabkan carryover dan kerak. o.alcalinity memiliki kandungan silica, menurut persamaan :

o.alcalinity = 2,5 . silica

o.alcalinity berfungsi mengikat silica menjadi Na2SiO3 atau MgSiO2 untuk dikeluarkan melalui blowdown.