Setiap 1% jalur aliran bilah yang tersumbat bisa memangkas ~1% output unit. Dari kebersihan bilah hingga reblading 3D, data lapangan menunjukkan MW yang “hilang” bisa dipulihkan cepat—dan permanen saat upgrade.
Di turbin uap HRSG (heat recovery steam generator), deposit setipis film bisa merusak aerodinamika bilah. Bahkan lapisan tipis pada nosel atau bilah “mengubah bentuk asli” dan mengasari jalur aliran, menaikkan resistansi aliran serta pressure drop—langsung mengurangi daya tersedia (watertechnologies.com).
Contoh lapangan tegas: turbin 30 MW yang “menelan” air terkontaminasi (silika dan oksida) kehilangan lebih dari 5% output akibat deposit pada bilah (watertechnologies.com). Pengalaman industri menguatkan: copper plating di bilah HP bisa memangkas kapasitas ~2–3 MW per bulan, kira‑kira 1 MW output hilang untuk setiap 1–2 lb deposit yang terkumpul (powermag.com). Tanpa intervensi, deposit juga bisa mengimbangkan rotor secara buruk atau memaksa trip tak terencana—sebuah unit terhenti hanya tiga bulan setelah start‑up karena deposit dari boiler (watertechnologies.com).
Kualitas uap dan disiplin kimia siklus
Silika adalah “musuh senyap” di HRSG/COGEN. Silika dapat menguap ke fase uap pada tekanan serendah 400 psig (pounds per square inch gauge) dan kembali mengendap saat uap mendingin, terutama di tingkat tekanan rendah (watertechnologies.com). Praktik industri menahan silika uap di bawah 0,02 ppm untuk menghindari deposit pada blading (watertechnologies.com).
Air attemperation (air pendingin uap untuk kontrol temperatur) harus dimurnikan—tanpa kontaminan volatil—agar tidak memicu scaling turbomachinery (watertechnologies.com) (watertechnologies.com). Korosi tembaga juga krusial dikendalikan: tembaga terlarut dan oksida logam lain melapisi bilah HP dan “secara signifikan [mengurangi] kemampuan pembangkitan unit” sambil menaikkan heat rate (jumlah energi panas per kWh) (powermag.com).
Praktik yang mapan pada HRSG tanpa komponen tembaga: gunakan all‑volatile treatment (AVT, pengkondisian kimia volatil penuh) dan oxygenated treatment/OT (injeksi oksigen terkontrol untuk membentuk lapisan pasif pada besi), bukan kimia fosfat atau scavenger warisan (powermag.com) (powermag.com). Penyetelan pH dengan amina volatil bisa dibantu oleh neutralizing amine, dengan injeksi akurat memakai dosing pump untuk menjaga alkalinitas dan mengontrol kontaminan.
Di sisi pemurnian air, polishing kondensat mengurangi partikel dan kation/anion yang memperparah deposit; banyak unit memanfaatkan condensate polisher. Untuk makeup ultra‑murni, resin campuran pada mixed‑bed menghasilkan silika <20 ppb (20 bagian per miliar), sejalan dengan target 0,02 ppm dalam uap; alternatif tanpa regenerasi kimia adalah EDI (electrodeionization) kontinyu. Pretreatment dari air permukaan/air tanah lazim memakai ultrafiltration sebelum RO (reverse osmosis), dan pembangkit di pesisir sering menggunakan sea water RO untuk makeup sistem.
Baca juga:
Penerapan Sistem Biofilter dalam Pengolahan Limbah Air
Pemantauan kinerja dan intervensi pembersihan
Unit yang rapi mengandalkan pemantauan kontinyu: aliran/tekanan uap, temperatur exhaust, hingga kontaminasi oli lumas untuk menangkap fouling dini (powermag.com) (massengineers.com). Tekanan antar‑tingkat yang naik atau efisiensi isentropik (rasio performa aktual terhadap ideal) yang menurun di HP cylinder sering menandai penumpukan; sensor deposit inline atau boroscope periodik memetakan lokasi (watertechnologies.com) (powermag.com).
Pembersihan dilakukan sesuai temuan: water wash atau jet kondensat encer untuk meluruhkan garam terlarut; metode mekanis (blasting, sikat) untuk scale tak larut (massengineers.com) (powermag.com). Pembersihan busa kimia (chemical foam) seperti “CuSol” mampu melarutkan oksida tembaga/besi di bilah tanpa bongkar casing (powermag.com) (powermag.com). Dalam satu kasus, pembersihan busa 4–5 hari **mengembalikan seluruh kapasitas yang hilang**; uji performa paska‑cleaning langsung mengonfirmasi pemulihan penuh (powermag.com).
Untuk mencegah carryover, filtrasi partikel di feedwater dan demister yang baik di drum HRSG wajib; kontrol antifoam dan operasi blowdown menekan kelolosan droplet. Filtrasi tambahan ke halus bisa melalui cartridge filter pada housing yang sesuai tekanan. Sebagai kaidah, silika uap dijaga di bawah 0,02 ppm (watertechnologies.com).
Dampak kuantitatif dan biaya kinerja
Analisis published memperkirakan bahwa blockage jalur aliran bilah sebesar 1% bisa memangkas ~1% output unit. Fouling yang persisten mendorong penalti heat rate beberapa persen: satu pembangkit era awal ditemukan mengonsumsi lebih dari 10% bahan bakar (heat input) dibanding desain awalnya (mdpi.com). Perbaikan terarah (memperbaiki kebocoran kondensor, membersihkan pemanas) di plant itu memulihkan sekitar 5 MW output (dari 120 MW) (mdpi.com).
Sebaliknya, abai pembersihan berujung downtime berulang: unit fosil di AS yang terganggu carryover magnetit perlu rebuild besar tiap 5–6 tahun karena “efisiensi HP/IP turun hingga 5%” dalam 3–4 tahun akibat erosi partikel padat (modernpowersystems.com). Singkatnya, kehilangan kapasitas incremental ~1–3 MW per tahun per 100 MW turbin akibat fouling itu lazim, setara penalti efisiensi tahunan beberapa persen (watertechnologies.com) (powermag.com).
Aturan praktis industri (turunan dari data perbaikan) menyebut setiap pound deposit bisa “mencuri” ~1 MW kapasitas (powermag.com). Satu dataset plant menunjukkan kapasitas turun ~7 MW selama 7 tahun akibat copper build‑up, lalu melonjak kembali sesudah cleaning (powermag.com).
Strategi kebersihan dan operasi harian
Steam‑Water Chemistry Controls. Jaga kemurnian kondensat/feedwater dan treatment yang tepat. Pada HRSG tanpa tembaga, gunakan AVT dan OT (bukan fosfat atau scavenger warisan) untuk mencegah korosi besi yang memasok partikel ke turbin (powermag.com) (powermag.com). Pantau silika, alkalinitas, dan kontaminan; lakukan blowdown sesuai kebutuhan. Implementasi AVT dapat disokong oleh injeksi neutralizing amine yang terukur dengan dosing pump.
Condensate Polishing dan Filtrasi. Saring partikel pada boiler feedwater; gunakan demister di drum HRSG untuk mencegah carryover droplet. Polishing kondensat dengan condensate polisher dan produksi makeup ultra‑murni via EDI atau mixed‑bed membantu menahan silika uap di bawah 0,02 ppm (watertechnologies.com).
Performance Monitoring. Trend indikator kunci (specific steam consumption, temperatur exhaust, profil tekanan) untuk menangkap de‑rating. Tekanan tingkat yang meningkat atau efisiensi isentropik yang menurun di HPC bisa menandai wedge deposit (watertechnologies.com) (powermag.com).
Regular Cleaning. Jadwalkan off‑line washing atau foam cleaning pada outage besar (1–3 tahun). Steam blow‑through sederhana dapat meluruhkan garam terlarut (massengineers.com), namun film tembaga/besi sering butuh chemical foam (powermag.com). Banyak plant melakukan full HP‑path foam clean saat inspeksi mayor untuk “restore the lost capacity” dan menghindari erosi efisiensi progresif (powermag.com).
baca juga:
Pengertian dan Pengaruh TDS dan TSS Terhadap Kualitas Air
Modernisasi jalur uap saat overhaul
Bahkan dengan kebersihan sempurna, efisiensi siklus bergantung pada desain turbin. Saat major overhaul, re‑powering dengan komponen steam‑path modern membuka kenaikan tambahan. Teknologi terbaru memakai aerodinamika dan seal maju (bilah 3D‑curved, chord lebih sempit, reaction meningkat, tip‑shrouds, dense packing) untuk mengekstraksi energi lebih banyak dari uap yang sama (power‑eng.com) (researchgate.net). Paket upgrade khas mencakup reblading profil‑optimal, penambahan/rekonfigurasi stage (sering 1–4 stage baru), full‑arc HP admission, serta perbaikan area exhaust LP dan moisture removal.
Gains terukur. Retrofit unit batu bara 390 MW menaikkan efisiensi isentropik HP ~5%, IP ~4%, LP ~2,5%, mendongkrak gross output dari 360 menjadi 371 MW—sekitar 11 MW (3% kapasitas neto) dan peningkatan heat rate ekuivalen ~1,5% (power‑eng.com) (power‑eng.com). Di mesin lebih tua, gain bisa lebih besar: retrofit plant subkritis ~500 MW memberi HP +8–10% dan IP +2–4%, menghasilkan kenaikan output 20–27 MW (powermag.com).
Pada turbin USC 800–1.300 MW, upgrade HP komprehensif mampu memulihkan 8–11% efisiensi di seksi HP, setara penurunan heat rate unit 2–2,5% dan kenaikan output 30+ MW (modernpowersystems.com). Seksi HP bisa mendekati efisiensi “mid‑90%” setelah retrofit (dibanding “mid‑80s” pada desain lama) (modernpowersystems.com) (power‑eng.com).
Studi simulasi terbaru menguatkan dampak bilah 3D: mengganti desain 2D lama pada turbin 210 MW dengan stage 3D‑optimized bisa menaikkan efisiensi desain per seksi (HP dari ~83% ke 90%, LP dari ~82% ke 94%) (researchgate.net). Hasil model: kenaikan daya neto 14 MW (pada aliran uap tetap) atau penurunan heat rate 6,6% (researchgate.net). Ringkasnya, reblading “3‑D optimized” lazim memberi 5–10%+ peningkatan efisiensi turbin‑generator dibanding bilah usang (researchgate.net) (powermag.com).
Dampak finansial dan praktik utilitas
Pada kasus 390 MW di atas, pemakaian uap turun 1,5% di beban penuh memangkas heat input ~54 MMBtu/jam (million Btu per jam), menghemat ≈$162/jam (~$1,4 juta/tahun) (power‑eng.com). Karena aliran uap sama menghasilkan 11 MW lebih banyak daya, pendapatan tambahan ≈$3,3 juta/tahun terealisasi (power‑eng.com). Perhitungan ringkas: perbaikan heat rate 100 Btu/kWh pada unit 500 MW baseload dapat menghemat kira‑kira $5–15 juta per tahun (powermag.com). Dengan biaya retrofit (a few $M–10M), payback sering 1–3 tahun (power‑eng.com) (powermag.com).
Utilitas besar sudah menormalisasi jalur ini. TVA dan lain‑lain rutin melakukan reblading dan upgrade rotor turbin untuk “menjaga rating boiler tidak berubah” sambil menaikkan MW (modernpowersystems.com). Setelah upgrade dua unit 700 MW, TVA melaporkan efisiensi silinder HP mendekati mid‑90s (hanya ~1% penurunan selama satu dekade) dan gain heat rate berkelanjutan ~2% untuk unit secara keseluruhan (modernpowersystems.com). Proyek‑proyek ini juga memperpanjang interval overhaul besar dan menurunkan masalah erosi (integral shrouds dan single‑flow mengeliminasi banyak solid‑particle erosion yang mengganggu turbin lama) (modernpowersystems.com) (modernpowersystems.com).
Baca juga:
Penerapan Sistem Biofilter dalam Pengolahan Limbah Air
Ringkasan operasional
Kesimpulannya, kontrol kimia uap‑air yang teliti dan kebersihan bilah adalah garis depan: perawatan rutin mencegah kehilangan aerodinamika yang bisa memotong efisiensi beberapa persen. Pembersihan korektif (water wash, chemical foam) dapat mengembalikan 1–3 MW per 100 MW mesin. Di atas itu, modernisasi steam‑path saat overhaul menghasilkan lompatan lebih besar: studi menunjukkan ≥5% gain efisiensi siklus neto (heat‑rate drop) dan kenaikan MW dua digit dari geometri bilah dan seal baru. Upgrade membayar dirinya lewat penghematan bahan bakar dan tambahan produksi. Operator—termasuk di armada HRSG combined‑cycle Indonesia—patut memosisikan kebersihan bilah sebagai perawatan preventif esensial, dan merencanakan retrofit turbin untuk menangkap manfaat efisiensi multi‑MW dan multi‑persen (watertechnologies.com) (power‑eng.com) (modernpowersystems.com) (researchgate.net).
Sumber: Ringkasan ini merujuk studi dan laporan kasus terbaru dengan dasar kuantitatif (watertechnologies.com) (powermag.com) (power‑eng.com) (modernpowersystems.com) (researchgate.net). Data yang dikutip mencakup gain performa terukur, perbaikan heat rate, dan hasil finansial nyata dari pembangkit (power‑eng.com) (powermag.com) (researchgate.net).
