Jejak garam dan silika yang terbawa uap bisa memangkas daya turbin 5–20% dan memicu kegagalan. Kuncinya: desain steam drum yang tepat dan pengolahan air hingga level ppb.
Peringatan keras datang dari lapangan: sebuah turbin 30 MW kehilangan lebih dari 5% output gara‑gara pengotor yang terbawa uap; di kasus lain, turbin baru dipaksa offline hanya tiga bulan setelah start‑up akibat deposisi kilat dari pemisahan drum yang buruk (www.watertechnologies.com). Di pabrik ammonia dan urea, yang hidup dari turbin uap besar untuk panas proses dan listrik, kemurnian uap bukan sekadar KPI—ia penentu keselamatan dan efisiensi (www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com).
Standar modern meminta uap superpanas membawa total padatan hanya setara ppb (parts per billion, satuan konsentrasi ultra‑renik). Untuk turbin industri 300–1500 psig (psig: tekanan relatif terhadap atmosfer), panduan global menyebut 10–30 ppb (0,01–0,03 mg/L) total padatan demi mencegah fouling (www.watertechnologies.com). Sebagai pembanding, kode lama ABMA/ASME pernah “menggaransi” ~0,03% carryover; praktik sekarang mengejar kontaminasi yang jauh lebih rendah—orde besaran di bawahnya.
Di hulu, pengolahan air baku menuju kemurnian ini lazimnya mengandalkan reverse osmosis (RO) dan demineralisasi. Banyak fasilitas proses memilih RO air payau berkinerja tinggi seperti brackish-water RO untuk memangkas TDS (total dissolved solids) sebelum tahap polishing.
Daur Ulang Air 80–98% di Pencucian Batubara dengan Thickener & Clarifier
Dampak carryover dan deposisi bilah
Carryover (pengangkutan pengotor) terjadi lewat dua rute: entrainment mekanis (droplet air boiler ikut terbang) dan carryover uap (vaporous) untuk spesies volatil—terutama silika/SiO₂ (www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com). Pemisahan yang buruk, level drum terlalu tinggi, foaming/priming, atau TDS melonjak membuat carryover meledak (www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com).
Droplet yang terangkut membawa seluruh “kimia” air boiler—garam terlarut dan padatan tersuspensi—yang lalu membentuk film lengket di nosel dan bilah turbin. Geometri aliran berubah: dinding saluran jadi kasar dan tersumbat, resistansi naik, drop tekanan meningkat, kapasitas dan efisiensi pun turun (www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com). Figur 18‑1 pada rujukan yang sama menunjukkan kenaikan tekanan antar‑tahap hingga 5% seiring penumpukan padatan—kasus 30 MW tadi kehilangan >5% output (www.watertechnologies.com).
Dampaknya tidak selalu gradual. Satu pabrik terpaksa mematikan turbin baru dalam tiga bulan karena deposisi cepat akibat pemisahan drum yang buruk (www.watertechnologies.com). Pada turbin uap jenuh, kelembapan tinggi memicu erosi atau kejutan termal—slug air besar menimbulkan tegangan mekanis dan fault. Deposisi juga bisa “memekatkan” korosif: larutan terkondensasi klorida/alkali memicu pitting pada rotor dan disk (www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com).
Secara kimia, bilah turbin sering ditemukan bertonasi natrium dan silikat; silika amorf (SiO₂) paling lazim (www.watertechnologies.com). Silika lebih larut di uap panas, lalu mengendap saat uap mengembang dan mendingin—membentuk kerak “kaca” di tahap tekanan rendah (www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com).
Konsekuensi ekonominya besar: fouling memangkas efisiensi ~5% atau lebih dan kapasitas hingga 20% (www.watertechnologies.com). Cuci‑uap atau blowing bisa meluruhkan garam yang mudah larut, tetapi kerak kaya silika perlu blasting abrasif saat offline—berhari‑hari downtime. Biaya hilang produksi dan perbaikan umumnya jauh lebih tinggi ketimbang investasi pada pengolahan air dan internal drum yang lebih baik. Dalam kasus ekstrem, deposisi tak merata menimbulkan unbalance rotor, thrust aksial berlebih, vibrasi, bahkan kegagalan; katup governor/stop pernah dilaporkan macet oleh deposit hingga memicu overspeed dan kerusakan (www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com).
Batas kemurnian uap dan faktor silika
Untuk memenuhi spesifikasi turbin, pemisahan harus mengeluarkan ≥99,97% fasa cair yang ikut terbawa—praktik desain “remove 99.97% or more” ini jamak (www.watertechnologies.com). Selain itu, attemperating water (air semprot pengatur suhu uap) wajib semurni uap (perlakuan volatil saja) agar tidak memasukkan padatan baru (www.watertechnologies.com).
Khusus silika: kebanyakan garam tidak banyak menguap di bawah ~2400 psig, namun SiO₂ sudah mulai volatil sejak ~400 psig; rasio distribusinya air‑uap meroket dengan kenaikan tekanan (www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com). Karena itu operator menargetkan silika sangat rendah—sering <10–20 ppb di uap. Secara empiris, banyak turbin mentoleransi ~0,02 ppm silika; desain modern sering meminta <0,01 ppm (www.watertechnologies.com).
Panduan data lain menunjukkan pada 751–1000 psig, total padatan uap yang bisa diharapkan hanya 0,1–0,5 ppm (di luar silika) (www.watertechnologies.com). Produsen turbin industri lazim menuntut total padatan uap hanya beberapa hingga puluhan ppb (www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com).
Untuk polishing akhir menuju level tersebut, banyak unit memanfaatkan resin campuran seperti mixed-bed yang saat regenerasi terpisah dan mampu memberikan silika di bawah 20 ppb dengan TDS sangat rendah. Pada feedwater, unit demineralizer (kation/anion kuat/lemah) dan EDI (electrodeionization untuk produksi air ultrapure kontinu) menjadi andalan.
3 Chemical Dust Suppressant Hemat Air untuk Tambang Batu Bara
Desain dan operasi internal steam drum
Sub‑ppm kemurnian uap dicapai secara mekanis di steam drum (bejana pemisah uap‑air). Layout modern—sebagaimana di manual desain (pdfcoffee.com; www.watertechnologies.com)—mengandalkan multi‑tahap pemisahan:
• Primary separation di inlet drum: campuran uap‑air dihantam baffle perubahan arah atau ruang umpan siklon. Prinsipnya inersia: droplet berat menabrak dinding dan mengalir turun. Banyak boiler menaruh cyclone separators (pemisah siklon) di drum—inlet tangensial memutar aliran agar droplet terlempar radial (www.researchgate.net; www.watertechnologies.com). Manual desain Kvaerner merinci siklon vertikal untuk “merobek” campuran menjadi dua fasa terpisah (pdfcoffee.com; pdfcoffee.com).
• Primary steam scrubber/coalescer: uap dari siklon masih membawa kabut halus. Bagian ini memakai pelat bergelombang/louver. Di desain Kvaerner, piramida pelat bergelombang (coalescer) dipasang di atas pelat demister berperforasi; droplet dipaksa berbelok, menabrak permukaan, koalesen, dan menetes ke water well (pdfcoffee.com).
• Secondary steam scrubbers (steam purifiers): sisa droplet mikro ditangkap oleh tumpukan lembaran bergelombang tipis atau wire mesh. Uap terus berbalik‑balik di kanal sempit sehingga droplet mengimpak dan rontok (pdfcoffee.com). Drum besar sering menempatkan dua baris purifier paralel di sisi berlawanan (pdfcoffee.com). Kuncinya: luas permukaan besar pada kecepatan uap rendah untuk mencegah re‑entrainment (www.watertechnologies.com; pdfcoffee.com).
• Demister/perforated plates: meski tidak disebut eksplisit di sumber tertentu, banyak desain menambah demister tipis/mesh di atas outlet uap. Contoh pada primary scrubber yang duduk di atas pelat stainless perforasi (pdfcoffee.com) (catatan: “tidak disebut eksplisit di sumber yang dikutip” dipertahankan sesuai konteks makalah).
Seluruh kondensat tertangkap mengalir ke kanal air dan kembali ke drum; level dijaga otomatis. Blowdown (pembuangan air pekat) mengontrol akumulasi padatan. Anti‑foam kadang diperlukan karena foaming/TDS tinggi bisa menggagalkan separator; data menunjukkan melipatgandakan TDS kira‑kira melipatgandakan carryover, dan foaming dapat menaikkannya lebih jauh lagi (www.watertechnologies.com).
Secara fisika, pemisahan gravitasi “murni” hanya efektif di tekanan rendah. Di atas ~200 psig, rasio densitas air‑uap menyusut; pada 1000 psig, air hanya ~20× lebih padat dari uap, sehingga entrapment naik dan drum harus raksasa bila tanpa siklon/scrubber (www.watertechnologies.com). Dengan desain yang baik, bahkan boiler multi‑ribu psig bisa menahan padatan uap <0,05 ppm (www.watertechnologies.com).
Kontrol operasi dan monitoring berkesinambungan
Operasi harian penting untuk mempertahankan kemurnian: level drum dijaga relatif rendah namun memastikan pembasahan separator; feedwater dideaerasi (penghilangan O₂) dan diberi bahan kimia sesuai spesifikasi—O₂ diambil, pH disetel, silica scavenger ditambahkan jika selenium, dll.—sementara konduktivitas, alkalinitas, dan silika dimonitor kontinu. Kenaikan silika ditahan dengan menaikkan blowdown sesuai kebutuhan (www.watertechnologies.com).
Program kimia boiler lazim mencakup penangkap oksigen seperti oxygen scavengers untuk menurunkan O₂ terlarut ke <0,1 ppm, ditambah amina penetral neutralizing amine guna kontrol pH, serta alkalinity control yang menstabilkan alkalinitas dan scale control untuk mencegah kerak.
Dosis bahan kimia yang presisi menjadi krusial; banyak operator mengandalkan dosing pump untuk akurasi injeksi. Kondensat pasca penukar panas juga kerap “dipoles” kembali menggunakan condensate polisher agar tidak membawa pengotor ke siklus.
Sumber air baku yang rumit biasanya memerlukan pretreatment membran: ultrafiltration efektif sebagai pretreatment ke RO untuk air permukaan; “hardness” dapat diturunkan dengan softener atau nano‑filtration bertekanan lebih rendah daripada RO. Resin generik untuk bangun sistem ion exchange tersedia sebagai ion-exchange resin. Di sisi lain, kualitas air proses di pembangkit/industri besar sering mengandalkan RO laut; tak sedikit fasilitas yang memakai sistem seperti sea-water RO untuk pasokan makro.
Catatan khusus: air attemperation harus semurni uap, “volatile treatment only”, agar tidak menyuntikkan padatan baru ke aliran superpanas (www.watertechnologies.com). Kondensat diuji, terutama saat start‑up, untuk studi carryover—kebocoran heater atau loop kondensasi kerap jadi titik buta.
Parameter lokal dan rujukan standar
Di Indonesia, regulasi kimia uap formal minim, sehingga praktik mengacu ke ASME/ABMA/EPRI. Rekomendasi vendor lokal untuk layanan >20 bar menuntut konduktivitas <3000 μS/cm, Fe <0,1 mg/L, dan kontaminan lain di level ppb; untuk silika hanya disebut “pressure dependent”—implisit harus diperkecil (selaras target <0,02 ppm uap) (adikatirtadaya.co.id). Rujukan dan angka‑angka operasional di atas bersandar pada Veolia Water Handbook (bab Steam Purity dan Turbine Deposition) (www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com), manual desain steam drum (pdfcoffee.com; pdfcoffee.com), dan kajian pemisah drum (www.researchgate.net).
Dust Control Haul Road Tambang: Desain, Perawatan, dan Kimia Efektif
Implikasi keandalan dan target operasional
Target yang umum dipakai—total padatan uap ~0,01 ppm dan silika <0,02 ppm—terbukti membantu menghindari penalti kinerja 5–20% yang sering terlihat pada turbin terfouling (www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com). Dampak ikutannya: lebih sedikit outage tak terjadwal, risiko unbalance dan kegagalan turun, serta umur pakai turbin memanjang. Banyak pabrik mencatat operasi tanpa gangguan selama bertahun‑tahun setelah berinvestasi pada pengolahan air yang lebih baik dan internal drum modern—berbanding terbalik dengan boiler lama yang berulang kali alami isu integritas.
Kesimpulannya lugas dari rujukan industri: kemurnian uap itu non‑negotiable untuk keandalan turbin, dan kombinasi desain drum + kendali kimia wajib menurunkan carryover ke level ppb. Carryover memang “tak bisa dihilangkan sama sekali”, tetapi harus dibatasi hingga tingkat yang bisa ditoleransi (www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com).
Catatan skematik: diagram akan menunjukkan uap masuk drum, melewati siklon, lalu scrubber bergelombang dengan kanal drain di bawahnya (di sini tidak ditampilkan). Dalam praktik, internal ini mampu menghilangkan ≥99,9% kelembapan.
