Deaerator bisa menurunkan O₂ terlarut hingga satuan ppb, tetapi jejak O₂ level ppt masih bisa memicu pitting cepat. Praktik terbaik HRSG memadukan “chemical polishing” (hydrazine, carbohydrazide, DEHA) dengan alkalinitas volatil (ammonia/amine) pada pH 9,6–10,0.
Di balik efisiensi turbin gas modern, ada disiplin kimia air yang ketat. Heat Recovery Steam Generator (HRSG, generator uap pemulih panas) hidup dari feedwater yang nyaris tanpa oksigen dan sedikit basa. Deaerasi mekanis menghapus >90–99% O₂ terlarut lewat pemanasan/steam stripping—kinerja baiknya bisa menurunkan O₂ ke satuan ppb (≈7–20 ppb) menurut Power Engineering dan Water Technologies. Namun bahkan jejak level ppt (parts per trillion) masih bisa mempercepat pitting dan korosi tube ekonomizer, sehingga “chemical polishing” menjadi wajib (Water Technologies, Dieselship).
Target operasionalnya nyata: O₂ <5–10 ppb sebelum masuk HRSG. Ada juga program oxygenated treatment (penyuntikan O₂ ~5–150 ppb dipadu pH tinggi untuk membentuk film oksida besi pelindung) yang dilaporkan Power Engineering dan Power Engineering, tetapi pendekatan ini mensyaratkan air ultra‑murni dan metalurgi bebas tembaga. Produksi air ultra‑murni berkelanjutan lazimnya mengandalkan unit seperti electrodeionization (EDI). Walau begitu, bahkan bila deaerator mekanis mengklaim 99% efisiensi, sisa kecil yang tertinggal tetap berbahaya tanpa perlakuan kimia, tegas Water Technologies.
Penghilangan oksigen secara kimia
Begitu air “kill water” yang berwarna cokelat kopi keluar dari deaerator, oxygen scavenger (reduktor pengikat O₂) disuntikkan—biasanya di discharge pompa kondensat atau feedwater—untuk menyingkirkan ppb terakhir sebelum HRSG. Untuk aplikasi HRSG bertekanan tinggi, industri bergeser ke scavenger organik. Inorganik seperti sulfite cocok untuk tekanan rendah.
Contoh utama: hydrazine (N₂H₄), carbohydrazide (CHZ, (NHNH)₂CO), dan diethylhydroxylamine (DEHA). Dosis presisi membutuhkan peralatan dosing pump yang akurat dan paket kimia seperti oxygen scavengers khusus boiler.
Baca juga:
Penerapan Sistem Biofilter dalam Pengolahan Limbah Air
Hydrazine: cepat, tanpa residu garam
Hydrazine bereaksi 1:1 secara berat dengan O₂ (N₂H₄ + O₂ → N₂ + 2H₂O). Praktiknya, dosisnya rendah—sekitar 0,02–0,15 mg/L (20–150 ppb) di air boiler—untuk memastikan O₂ feedwater <10 ppb (Dieselship, Power Engineering). Aturan praktisnya: ≈1 mg/L hydrazine menetralkan ~1 mg/L O₂. Di atas ~350°C, hydrazine terurai menjadi NH₃ + N₂ sehingga turut menambah alkalinitas (Dieselship).
Kelemahan krusial: toksisitas dan isu regulasi. Uni Eropa mengklasifikasikan hydrazine sebagai karsinogen C1B (Fineamin), dan banyak yurisdiksi mendorong penggantian (Corrosion (Meridian), Fineamin). Kinerjanya pun tidak efektif pada T rendah (<50°C), dan NH₃ hasil uraian dapat melucuti oksida tembaga sehingga memicu korosi paduan tembaga (Dieselship). Banyak pembangkit beralih ke alternatif yang lebih aman (Fineamin, Corrosion (Meridian)).
Carbohydrazide: efektif di tekanan tinggi
Carbohydrazide (CHZ) adalah scavenger organik padat yang terurai menjadi hydrazine + CO₂ di boiler. Pemberian umumnya sekitar dua kali stoikiometri (≈2 mol CHZ per 1 mol O₂) sebagai margin aman (The Water Network). Praktik lapangan menempatkan dosis 0,5–1,0 mg/L (500–1000 ppb) di feedwater (Cheresources) dengan residual 20–60 ppb CHZ di air boiler (The Water Network).
Kelebihan CHZ: tidak menambah TDS (tidak membentuk garam), efektif di tekanan tinggi—hingga ~170 bar (Dieselship)—dan lebih aman ditangani ketimbang hydrazine murni. Produk sampingnya NH₃ dan CO₂; bila terbawa (carryover), CO₂ dapat membentuk asam karbonat sehingga pH kondensat perlu dikendalikan. Efektivitasnya setara hydrazine pada T tinggi (Corrosion (Meridian)) tetapi tidak efektif di bawah ~9–10 bar (butuh ~230°C untuk terurai) (The Water Network). Residual CHZ dipantau dengan uji khusus; bila Fe/Cu terangkat, laju CHZ dinaikkan bertahap (The Water Network).
DEHA: film magnetit, perlu suhu/konsetrasi lebih
Diethylhydroxylamine (DEHA) adalah amina organik pereduksi kuat, efektif di boiler bertekanan tinggi dan feedwater bersuhu sangat tinggi. Seperti hydrazine, DEHA membantu pembentukan film magnetit tipis pada baja (Dieselship). Namun reaksinya lebih lambat ketimbang hydrazine/CHZ pada suhu moderat; sering kali butuh dosis atau suhu lebih tinggi untuk kinerja O₂ removal setara (Corrosion (Meridian)). Dosis DEHA mirip CHZ (biasanya mengejar residual beberapa mg/L) dan diinjeksikan kontinu.
DEHA terurai sebagian menjadi amina organik (diethylamine, ethylamine) dan asetat bila O₂ hadir, yang menaikkan konduktivitas air tanpa meninggalkan inorganik (Corrosion (Meridian)). Studi menunjukkan DEHA perlu konsentrasi atau suhu lebih tinggi dibanding hydrazine/CHZ (Corrosion (Meridian)), tetapi tidak mempercepat korosi baja karbon (Corrosion (Meridian)). Karena non‑volatil, mayoritas DEHA tetap di fase cair (sebagian kecil volatil dapat muncul di uap). DEHA populer di Eropa dan pembangkit bertekanan tinggi sebagai pengganti hydrazine.
Opsi lain untuk tekanan rendah
Pada ≤60 bar, sulfite (Na₂SO₃) dengan katalis tembaga dapat sangat cepat mengikat O₂ (≈8 ppm Na₂SO₃ per 1 ppm O₂), tetapi menambah padatan sulfat dan menurunkan alkalinitas, sehingga tidak dipakai pada HRSG bertekanan tinggi modern. Hydroquinone/erythorbic acid kadang dipakai di boiler fosil atau saat layup, namun jarang diperlukan pada HRSG once‑through CCGT.
Singkatnya: targetnya adalah O₂ nyaris nol. Praktik industri memegang O₂ feedwater <10 ppb dan menjaga residual scavenger positif kecil (Dieselship). Ekonomizer sangat rentan; tanpa scavenger kimia, kebocoran ekonomizer “dapat terjadi dalam hitungan jam” saat kontaminasi O₂ (Water Technologies).
Kontrol alkalinitas: ammonia dan amine volatil
Untuk menahan serangan asam dan flow‑accelerated corrosion (FAC, korosi yang dipercepat aliran), feedwater dijaga sedikit basa. HRSG secara universal memakai all‑volatile treatment (AVT, kimia volatil yang tidak meninggalkan garam). Ammonia (NH₃) murah dan volatil penuh; umumnya diinjeksi untuk mencapai pH(25°C) 9,0–10,0 (Power Engineering, POWER Magazine). Reaksinya: NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻, yang menyangga asam karbonat.
Panduan EPRI 2013 menaikkan setpoint menjadi 9,6–10,0 pH untuk sistem HRSG all‑ferrous (POWER Magazine, Power Engineering), sedangkan praktik lama (atau sistem logam campuran dengan tembaga) menjaga 8,8–9,3 (Power Engineering). Kenaikan pH beberapa persepuluh bisa sangat signifikan: menaikkan pH umpan LP drum dari ~9,1 menjadi ~9,3–9,5 praktis menghentikan kerusakan FAC pada satu studi kasus (WaterTech Online).
Karena pH bersifat logaritmik, membidik 9,6–10,0 butuh NH₃ jauh lebih besar. Perhitungan menunjukkan konsentrasi NH₃ di kondensat melonjak dari ~2300 ppb pada pH 9,6 ke ~11.800 ppb di pH 10,0—naik lima kali lipat (POWER Magazine). Ammonia setinggi ini (~2–12 mg/L) bisa membebani polishers kondensat dan tidak nyaman ditangani (POWER Magazine). Ammonia bebas juga korosif terhadap paduan tembaga—“death to copper” (Eng‑Tips)—sehingga sirkuit HRSG modern umumnya bebas tembaga. Paket amina penetral pH seperti neutralizing amine sering dipilih untuk mengelola kompromi ini.
Banyak pembangkit menggabungkan ammonia (untuk pH bulk) dengan campuran amine netralisasi: cyclohexylamine (CHA), morpholine, methoxypropylamine (MPA), monoethanolamine (MEA) (WaterTech Online, Power Engineering). Setiap amina berbeda volatilitas dan kebasaan: MPA volatilitasnya rendah (bertahan di air LP), CHA sangat volatil (ikut uap) (WaterTech Online, WaterTech Online). Pendekatan khas: MPA dosis rendah di discharge pompa kondensat untuk pH sirkuit LP, plus sedikit CHA (kadang morpholine/MEA) di feedwater HP. Tujuannya pH cair ≈9,3–9,8 di seluruh sistem; 9,3–9,5 di LP drum lazim (WaterTech Online). Berbagai program tersedia di lini alkalinity control.
baca juga:
Pengertian dan Pengaruh TDS dan TSS Terhadap Kualitas Air
Setpoint, instrumentasi, dan dosis
Amine dan NH₃ dipompa ke pompa kondensat atau feedwater dan dicampur sempurna. Karena ammonia menaikkan konduktivitas, praktik modern memakai cation conductivity (CACE, konduktivitas setelah kolom kation) untuk menaksir pH (Power Engineering). Pada pH >9,6, batas CACE yang disarankan ≈0,2 μS/cm (Power Engineering). Panel instrumen kini memantau pH via differential conductivity (setelah kolom kation) untuk sensitivitas lebih tinggi (Power Engineering).
Setpoint tipikal program kimia feedwater: O₂ terlarut <10 ppb; pH(25°C) ~9,6–10,0 (AVT volatil); specific conductivity <0,1 μS/cm atau CACE <0,2 μS/cm (Power Engineering, Power Engineering); besi total <1–2 ppb. Monitor digital (pH, DO, CACE, FO) menopang kontrol ini.
Dosis berlangsung kontinu: cukup amine/NH₃ untuk menjaga pH. Konsentrasi umpan ammonia lazim ~1–10 mg/L, disetel sesuai setpoint; pH diverifikasi lewat titrasi offline atau via CACE/SC dan tabel konversi (Power Engineering). Residual amine di kondensat sesekali diukur. Contoh implementasi: EcoEléctrica CPS menginjeksikan MPA di pompa kondensat untuk pH LP, dan campuran CHA/morpholine di feed HP (WaterTech Online). Sistem pemakaian bahan kimia yang stabil sangat bergantung pada dosing pump yang konsisten.
Dampak pada polisher dan resin
Kenaikan pH tinggi dan residual scavenger menambah beban polishers kondensat: dari pH 9,6 ke 10,0, NH₄⁺ di kondensat bisa naik dari ~2,3 ppm ke ~11,8 ppm (POWER Magazine), berpotensi menyaturasi resin penukar ion dan menaikkan kebocoran Na/Cl (POWER Magazine). Di atas pH 9,6, removal silika oleh polisher standar dilaporkan menurun (POWER Magazine). Karena itu, adopsi pH sangat tinggi perlu memastikan pemolesan memadai—sering mengoperasikan bed kation dalam bentuk H⁺, atau memasang polisher tambahan—agar kontrol korosi tidak mengorbankan metrik kemurnian lain (POWER Magazine, POWER Magazine).
Di tataran peralatan, condensate polisher dan kualitas resin menjadi kunci. Kinerja dan umur pemakaian sangat dipengaruhi bentuk ionik di kondensat; pilihan dan manajemen ion-exchange resin menentukan seberapa baik sistem menahan beban NH₄⁺ yang meningkat.
Dampak protektif dan hasil kinerja
Menjaga pH di kisaran high‑9 secara drastis menurunkan FAC dan korosi umum. EPRI 2013 eksplisit menaikkan rentang alkalin dari 9,2–9,6 ke 9,6–10,0 (POWER Magazine). Bukti lapangan selaras: setelah pH LP dinaikkan dari 9,1 ke ~9,4, tidak ada FAC lanjutan (WaterTech Online). Teknologi pemantauan modern bahkan memungkinkan konsentrasi besi di kondensat/feedwater turun di bawah ~2 ppb (Power Engineering).
Catatan regulasi Indonesia
Regulasi Indonesia belum menspesifikasi kimia air HRSG secara langsung, namun blowdown boiler harus memenuhi baku mutu pembuangan. Standar terkait (SNI) membatasi pH 6–9 dan membatasi ammonia serta logam di level ppm rendah atau sub‑ppm (Global‑Regulation). Praktiknya, residual NH₃ atau amine di blowdown harus dinetralkan (sering via tangki netralisasi) sebelum dilepas. AVT yang volatil nyaris tidak menambah garam, sehingga cocok untuk meminimalkan buangan dan volume blowdown.
Arah industri: beralih dari hydrazine
Tren global jelas: peralihan dari hydrazine karena isu kesehatan/lingkungan (Corrosion (Meridian), Fineamin). Jerman, UE, dan negara Barat memfasenya; US OSHA, IARC, NTP mengklasifikasikan hydrazine sebagai karsinogen (Corrosion (Meridian), Fineamin). Program modern memfavoritkan CHZ atau DEHA sebagai pengganti “non‑hazardous” (Corrosion (Meridian), Corrosion (Meridian)), dan banyak pemilik proaktif mengadopsinya (Corrosion (Meridian), Fineamin).
Baca juga:
Penerapan Sistem Biofilter dalam Pengolahan Limbah Air
Ringkasan praktik terbaik
Blueprint feedwater HRSG yang terbukti: (1) deaerasi hampir tuntas (DO <10 ppb); (2) pemberian scavenger organik untuk melucuti residu O₂; (3) pH feedwater di high‑9 via ammonia/amine (AVT) untuk menekan FAC; (4) pemantauan kontinu DO, pH/CACE, besi, dan konduktivitas terhadap target. Implementasi ini umumnya menggandakan target konsentrasi ammonia feedwater (dan beban resin) dibanding praktik lama pH 9,0–9,3 (POWER Magazine, POWER Magazine), namun terbukti secara data memangkas laju korosi. Pembangkit yang menerapkan rezim kimia ini melaporkan umur ekonomizer lebih panjang, kebocoran berkurang, dan besi sering kali di bawah 2 ppb (Power Engineering).
