Fakta dasarnya tegas: air umpan (feedwater) bertekanan untuk HRSG (heat recovery steam generator) harus sangat murni. Oksigen terlarut (DO, dissolved oxygen) yang tak terkendali atau kondensat yang mengasam (akibat CO₂, air ingress, dan sebagainya) dapat memicu flow‑accelerated corrosion/FAC pada pipa baja karbon dan economizer (www.power-eng.com) (www.chemengonline.com).

Praktiknya, feedwater dideaerasi secara mekanik (thermal degasification), lalu diberi perlakuan kimia. Target industri: DO residu di kisaran satuan ppb dan pH (25 °C) tipikal di rentang 9,6–10,0 (www.power-eng.com) (www.chemengonline.com).

Pencapaian disiplin ini terbukti menurunkan carryover produk korosi besi hingga hanya beberapa ppb (meridian.allenpress.com) (www.chemengonline.com). Sebaliknya, kualitas air yang melenceng bisa melonjakkan level Fe satu orde besaran.

Target kimia sirkuit HRSG

Setelah deaerasi, “oxygen scavenger” kimia dipakai untuk menghabiskan sisa DO—sering mencapai residu <5–10 ppb (www.chemengonline.com). Pada saat yang sama, agen basa (amonia/neutralizing amines) menjaga pH agak basa (~9–10) untuk melindungi permukaan baja (www.power-eng.com) (www.powermag.com).

Pemantauan modern mengandalkan cation conductivity after cation exchange/CACE (konduktivitas setelah penukar kation) untuk “menyaring” kontribusi amonia/amin dan menampakkan kontaminasi sesungguhnya (www.power-eng.com) (www.chemengonline.com).

Baca juga: Pengolahan Limbah Secara Kimia

Oxygen scavenger: hidrazin, CHZ, DEHA

Hidrazin (N₂H₄) lama menjadi standar karena bereaksi setara stoikiometrik dengan O₂: N₂H₄ + O₂ → 2H₂O + N₂, menghabiskan 1 mg/L O₂ per 1 mg/L hidrazin (ro.scribd.com), sekaligus menambah nol padatan terlarut (no solids). Hidrazin juga mempasi­vasi baja dengan membentuk ulang film protektif Fe₃O₄ (www.chemengonline.com).

Keterbatasannya jelas: hidrazin toksik dan terduga karsinogen, serta terurai menjadi amonia pada temperatur boiler. Karena itu banyak plant mengganti atau membatasi hidrazin. Carbohydrazide/CHZ (N₂H₄CO) muncul sebagai alternatif lebih aman yang juga efektif men‑scavenge O₂; studi boiler menunjukkan ~0,7 mg/L CHZ efektif mengeliminasi DO dan berperilaku serupa hidrazin (www.researchgate.net). Pada feedwater bertekanan/≥250 °C, CHZ terurai menjadi hidrazin + CO₂ (melepaskan NH₄⁺ perlahan), dengan dosing terkontrol dapat menjaga residu hidrazin sekitar 30–40 ppb (www.researchgate.net). Eksperimen menunjukkan CHZ dan produk terurainya tidak mempercepat korosi baja karbon (meridian.allenpress.com).

DEHA (diethylhydroxylamine) juga lazim. Ia volatil dan terdistribusi ke loop uap/kondensat, namun efisiensinya lebih rendah daripada hidrazin sehingga butuh temperatur atau dosis lebih tinggi untuk efektif (meridian.allenpress.com). Dalam air panas, DEHA terurai menjadi diethylamine, ethylamine, acetaldehyde, dan acetate—meningkatkan konduktivitas (meridian.allenpress.com). Uji menunjukkan DEHA memerlukan beban jauh lebih tinggi/masukan panas untuk menurunkan DO dan sedikit menaikkan ORP, berbeda dari hidrazin (meridian.allenpress.com), namun DEHA beserta produk terurainya tidak menaikkan laju korosi baja karbon (meridian.allenpress.com).

Konklusinya, ada trade‑off: hidrazin sangat efisien namun toksik dan “inactive to blowing down”; DEHA (serta organik lain seperti erythorbate atau hydroquinone) lebih aman tetapi menyumbang konduktivitas volatil dan beban asam karbonat/organik. Program praktis sering memanfaatkan paket bahan kimia boiler bertema oxygen scavenger—misalnya opsi komersial seperti oxygen scavengers—dengan kontrol ketat pada residu DO.

Setpoint DO dan penyetelan dosis

Praktik industri membidik DO residu jauh di bawah 10 ppb (sering <5 ppb) untuk mencegah korosi (www.chemengonline.com). Panduan menyebut lapisan awal Fe₃O₄ yang diterapkan dengan baik akan dipertahankan oleh overlayer FeOOH bila DO terkendali; bila DO naik, tembaga dan baja bisa cepat terkorosi (www.chemengonline.com).

Program pemantauan merekomendasikan DO = 5–10 ppb dan cation conductivity ≤0,2 µS/cm sebagai target kemurnian (www.chemengonline.com). Dosis dihitung setara: ~1 mg/L hidrazin netralisasi 1 mg/L O₂ (ro.scribd.com), atau sekitar 0,7 mg/L carbohydrazide per 1 mg/L O₂ (www.researchgate.net).

Penyetelan lapangan memakai sensor DO atau ORP (oxidation‑reduction potential). Saat ada in‑leakage O₂, feed dinaikkan; sebaliknya bila konduktivitas melonjak akibat by‑product organik, feed diturunkan. Dosis presisi memerlukan pompa injeksi yang stabil—contoh, paket dosing pump untuk kontrol kimia kontinu—agar respon terhadap deviasi berlangsung cepat dan proporsional.

Kontrol modern HRSG kerap bergantung pada CACE untuk “memotong” kontribusi amonia/amin dan mengungkap kontaminasi riil (www.power-eng.com) (www.chemengonline.com).

baca juga: 

Pengertian dan Pengaruh TDS dan TSS Terhadap Kualitas Air

Kontrol pH dengan amonia dan amin

Untuk menekan korosi asam akibat CO₂/O₂ residu, feedwater dijaga alkalis. Reaksinya: NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻, yang menyangga asam karbonat dan menahan pH tetap tinggi (www.power-eng.com). Praktiknya, pH feedwater 25 °C ditahan sekitar 9,0–9,6 (sering dikutip 9,6–10,0 untuk sistem all‑ferrous) (www.power-eng.com) (www.powermag.com). Di bawah pH ~8–9, pelarutan besi pada baja karbon melonjak—terutama pada temperatur tinggi (www.power-eng.com).

Banyak plant gabungkan amonia + organic amine. Contoh, satu pembangkit 830 MW (unit Siemens H‑class) memakai campuran amonia dan monoethanolamine/MEA untuk pH kondensat ≈9,4–9,8 (www.powermag.com). Pada kasus ini, sekitar 10 ppm NH₃/MEA aktif menghasilkan pH 9,6 dalam air murni, yang mengimplikasikan hanya ~2,1 gal/hari make‑up chemical pada 99% kondensat return—namun plant itu mendosis ~22 gal/hari (hampir 10× kebutuhan teoretis) (www.powermag.com), menyorot losses (amine venting) dan pentingnya kontrol feed yang presisi.

Secara umum, untuk pH ≈9,6 dalam air sangat murni, konsentrasi amonia orde 5–20 ppb (µmol/L) mungkin diperlukan—bergantung temperatur dan level CO₂ (www.power-eng.com) (www.powermag.com). Level aktual dapat diverifikasi via CACE (amonia menjadi NH₄⁺ dan berkontribusi ke CACE).

Dalam praktik komersial, paket neutralizing amine dipilih untuk menaikkan pH sekaligus mendistribusi alkalinitas di loop uap‑kondensat, melengkapi peran amonia.

Pemilihan amin dan stabilitas termal

Selain amonia (NH₃), amin netralisasi meliputi morpholine, cyclohexylamine/CHA, ethanolamine/ETA, methoxypropylamine/MPA (www.watertechonline.com). Masing‑masing punya volatilitas dan kebasaan (distribution ratios) berbeda, umumnya menghasilkan pH fase cair lebih tinggi dibanding amonia pada dosis sama (www.watertechonline.com), tetapi akan terdegradasi pada air panas (membentuk CO₂, organik, NH₃) (www.watertechonline.com).

Guideline merekomendasikan amonia ≤0,5 ppm (0,5 mg/L) bila ada alloy tembaga untuk menghindari korosi/carryover tembaga (www.scribd.com). Sirkuit HRSG umumnya bebas tembaga, tetapi anjuran ini penting untuk distribusi. Atas dasar stabilitas termal, morpholine, CHA, ETA, dan MPA lazim di plant bertekanan tinggi (www.watertechonline.com).

Tujuan keseluruhan: memastikan pH tetap basa ringan di seluruh loop. Contoh, satu studi menemukan pH evaporator LP ~9,1, sementara konsensus menargetkan ≥9,6 (penurunan pH di bawah ~8 memicu shutdown) (www.scribd.com) (www.watertechonline.com).

Baca juga: 

Penerapan Sistem Biofilter dalam Pengolahan Limbah Air

Logika kontrol dan parameter monitor

Ketika ada CO₂ ingress atau oksigenasi, amonia menetralkan keasaman yang muncul. Di lapangan, kontrol memakai pengukuran pH langsung (sulit di air ultra‑murni) atau dosing berbasis konduktivitas. Karena amonia menambah NH₄⁺, konduktivitas spesifik naik—maka CACE dipakai untuk memantau impuritas sesungguhnya (www.power-eng.com) (www.chemengonline.com).

Pada all‑volatile treatment/AVT (regimen kimia yang hanya memakai zat volatil), logika kontrol mengaitkan feed amonia pada setpoint CACE yang mewakili pH target. Dengan ini, 20–70 ppb NH₃ di feedwater akan mempertahankan pH sekitar 8,0–8,5 bila ammonia‑only (seperti pada oxygenated treatment/OT) (www.scribd.com), atau ~9,6 bila all‑volatile reducing penuh. Instrumen CACE lazim menggunakan kolom penukar kation; dalam praktik fasilitas, pilihan media resin seperti ion exchange resin memudahkan implementasi pengukuran ini.

Hasil terukur dan studi kasus

Program kimia feedwater yang ketat—DO <5–10 ppb dan pH tinggi—secara nyata menurunkan transport besi. Contoh, pada oxygenated water treatment/OT, konsentrasi Fe terlarut turun dari ~10 ppb (dengan scavenger konvensional) menjadi ~1–2 ppb saat overlay kecil O₂+amonia dibentuk (www.scribd.com). Meski kondisi sangat inert (nyaris nol O₂) kadang mendorong FAC, kebanyakan HRSG memilih DO sangat kecil dengan AVT. Hasil level besi (mis. ≤2 ppb) dan laju korosi rendah konsisten dengan prediksi kestabilan baja pada pH 9–10 (www.chemengonline.com) (meridian.allenpress.com).

Secara kuantitatif, koreksi dosis yang benar menghasilkan dampak jelas. Studi kasus di Indonesia: penambahan ~0,084 kg/jam amonia ke make‑up water menaikkan pH feed dari ~8,0 menjadi ~9,2–9,53, sesuai target desain plant (www.researchgate.net). Pendekatan stoikiometrik—menyeimbangkan mol NH₃ terhadap CO₂—adalah praktik baku.

Di sisi O₂, laju dosing berbasis aliran dan DO terukur; aturan praktis: ~1 mg/L hidrazin per 1 mg/L O₂, atau ekuivalennya pada scavenger alternatif (ro.scribd.com). Pada feedwater lembap kaya CO₂, amonia menetralkan ~1 mg/L CO₂ per ~0,7 mg/L NH₃ (membentuk NH₄HCO₃), meski rasio tepatnya bergantung temperatur.

baca juga: Media Filtrasi : Sand Filter, Carbon Filter dan Iron Filter

Standar dan praktik kepatuhan

Secara umum, utilitas besar menuntut pH feedwater ≈9,6–10,0 dan DO ultra‑rendah (www.power-eng.com) (www.chemengonline.com). Di Indonesia, meski tidak ada regulasi lokal khusus yang mewajibkan bahan kimia tertentu, plant harus memenuhi mutu air boiler setara standar internasional (mis. level konduktivitas dan silika ABMA/ASME) (www.power-eng.com) (www.chemengonline.com).

Studi lokal menegaskan bahwa mengejar norma global (DO ≪10 ppb, pH ~9,5) itu realistis sekaligus krusial; kegagalan mencapainya terbukti meningkatkan risiko korosi. Intinya, program kimia siklus berbasis data—termasuk pemantauan periodik DO, konduktivitas, dan pH—adalah tulang punggung operasi HRSG yang andal (www.chemengonline.com) (www.power-eng.com) (www.powermag.com) (meridian.allenpress.com) (www.researchgate.net) (www.researchgate.net).

Di sisi implementasi, bundel bahan kimia boiler yang relevan—mulai scavenger hingga amin netralisasi—umumnya diinjeksikan kontinu. Portofolio seperti oxygen scavengers dan neutralizing amine untuk kontrol pH, yang dialirkan via dosing pump dan dimonitor dengan CACE berbasis resin penukar kation, membentuk kerangka kerja teknis yang konsisten dengan angka dan praktik yang dipaparkan di atas.