Analisis Kerusakan dan Perawatan Boiler agar Efisiensi Naik Hingga 90%

Sebelum mempelajari lebih jauh cara perawatan boiler dan analisis kerusakan boiler, perlu dipahami terlebih dahulu tentang boiler dan prinsip kerjanya. Boiler termasuk bejana tertutup, panas pembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk air panas atau steam. Air panas atau steam pada tekanan tertentu kemudian digunakan untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Air adalah media yang berguna dan murah untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Jika air dididihkan sampai menjadi steam, volumenya akan meningkat sekitar 1.600 kali, merupakan peralatan yang harus dikelola dan dijaga dengan sangat baik. Ini Komponen berlaku di boiler manapun. Jika ingin melakukan perawatan boiler, periksalah air dan mesinnya. Perawatan boiler yang baik adalah perawatan boiler yang sampai mengenai perawatan airnya.

Komponen utama boiler

1.  Drum Ketel:

- Sebagai “steam separators” dan“purificators”.

- Sebagai pencampur air  agar homogen.
Komponen ini termasuk komponen yang perlu diperiksa ketika melakukan perawatan boiler.

2.  Superheater digunakan untuk memanaskan uap jenuh yang terpisah di dalam drum uap. Dalam beberapa bagian uap tersebut hanya dipanaskan sedikit di atas titik saturasi dimana dalam bagian yang lain mungkin dipanaskan sampai temperatur yang signifikan untuk penambahan penyimpanan energi. Bagian superheater ini normalnya diletakkan dalam aliran gas yang lebih panas, di depan evaporator.

Secara pemeriksaan visual, terbentuknya kerak di permukaan luar dan dalam pada pipa superheater  yang akan menghambat perpindahan panas sehingga terjadi akumulasi panas disekitar  lokasi tersebut. Terjadinya pipa superheater pecah disebabkan akibat memperoleh tekanan tinggi dan korosif disekitar pipa. Dalam melakukan perawatan boiler, komponen ini perlu diperiksa lebih lanjut.

Untuk itu perlu pemeriksaan menyeluruh dan pengujian seperti :

-    Makroskospik

-    Pengujian tarik dan kekerasan

-    Pemeriksaan komposisi kimia bahan.

-    Pemeriksaan struktur Mikro

-    Pemeriksaan komposisi kerak

3.  Economizer  digunakan untuk pemanasan awal feedwater sebelum uap dipindahkan melalui superheater atau steam outlet dan air keluar melalui blowdown. Pada umumnya economizer diletakkan di dalam gas yang lebih dingin pada bagian hilir (down stream) evaporator. Jika ingin melakukan perawatan boiler, periksalah economizer ini.

4.  Evaporator merupakan bagian yang berfungsi menaikkan temperatur air mencapai titik didih. Pada evaporator terjadi peristiwa perubahan fase dari cair menjadi uap. Jika ingin melakukan perawatan boiler, periksalah bagian evaporator ini.

5. Bahan Bakar

 Bahan bakar untuk boiler pabrik kelapa sawit adalah serabut (fiber) atau cangkang. Serabut adalah bahan bakar padat yang bebentuk seperti rambut, apabila telah mengalami proses pengolahan berwarna coklat muda, serabut ini terdapat dibagian kedua dari buah kelapa sawit setelah kulit buah kelapa sawit.didalam serabut dan daging buah sawitlah minyak CPO terkandung.

Panas yang dihasilkan serabut jumlahnya lebih kecil dari yang dihasilkan oleh cangkang, oleh karena itu perbandingan lebih besar serabut dari pada cangkang. Di samping serabut lebih cepat habis menjadi abu apabila dibakar, pemakaian serabut yang berlebihan akan berdampak buruk pada proses pembakaran karena dapat menghambat proses perambatan panas pada pipa water wall, akibat abu hasil pembakaran beterbangan dalam ruang dapur dan menutupi pipa water wall,disamping mempersulit pembuangan dari pintu ekspansion door (Pintu keluar untuk abu dan arang) akibat terjadinya penumpukan yang berlebihan.

Boiler yang digunakan di pabrik kelapa sawit memiliki spesifikasi sebagai berikut :

1. Kapasitas Uap                                                :  20 Ton/jam
2. Temperatur Uap                                            :  2500C -2800  C
3. Tekanan Uap                                                  :  20 kg/cm2
4. Temperatur air umpan                                 :  90°C
5. Efisiensi Ketel Uap                                        :  75 %
6. Pemakaian bahan bakar                              :  75% serabut dan 25% cangkang.

Kondisi operasi berdasarkan data umumnya, pipa superheater boiler memiliki temperatur 250°C dan tekanan kerja  20 kg/m2 dengan kondisi fluida mengalir pada temperatur dan tekanan yang tinggi dengan waktu yang lama, maka akan terjadi degradasi dari pipa akibat pemanasan, juga terjadi erosi yang mengakibatkan penipisan ketebalan pipa. Selain itu reaksi antara uap air dengan pipa mengakibatkan terjadinya deposit didalam pipa, hal ini pun bila beroperasi dengan waktu yang lama akan mengakibatkan penurunan sifat material. Pada pipa Superheater mengalami pecah, dari hasil pengamatan kegagalan tersebut diakibatkan penurunan kekuatan material akibat kondisi operasi yang sama.

Pecahnya pipa Superheater tersebut adalah akibat beroperasi pada temperatur yang tinggi (overheating) dengan waktu operasi yang lama dan dikuti pelunakan (anealing) sehingga terjadi erosi oleh aliran uap dalam pipa yang menyebabkan penipisan pada pipa hingga pipa tidak bisa menahan beban kerja dan terjadi kegagalan (Failure).

Mengukur Kinerja Boiler

Menganalisis kerusakan dan bagusnya perawatan boiler bisa dilihat dari kinerja mesin. Kinerja Mesin Yang Bisa Diukur  :

1. Equivalent Availibility Factor (EAF)
2. Capacity Factor (CF)

3. Planned Outage Factor (POF) 

4. Operating Availibility Factor (OAF) 

5. Output Factor (OF) 

6. Service Factor (SF)

7. Availibility (A) 

8. Performance Rate

9. Quality Rate

Perawatan Boiler

Setelah boiler sudah diperiksa, langkah berikutnya adalah langkah perawatan. Perawatan untuk boiler suatu kegiatan dengan tujuan agar fasilitas atau asset yang di pelihara atau dirawat selalu berada dalam keadaan yang dikehendaki. Secara garis besar klasifikasi terapan dari teknik pemeliharaan dapat dibagi menjadi empat kelompok yaitu  :

1. Perawatan Boiler secara Preventif (Preventif  maintenance),

Perawatan boiler ini dimaksudkan untuk menjaga keadaan peralatan sebelum peralatan itu menjadi rusak. Pada dasarnya, perawatan boiler yang dilakukan adalah untuk mencegah timbulnya kerusakan - kerusakan yang tak terduga dan menentukan keadaan yang dapat menyebabkan fasilitas produksi mengalami kerusakan pada waktu digunakan dalam proses produksi. Dengan demikian semua fasilitas – fasilitas produksi yang mendapatkan perawatan preventif akan terjamin kelancaran kerjanya dan selalu diusahakan dalam kondisi yang siap digunakan untuk setiap proses produksi setiap saat. Hal ini memerlukan suatu rencana dan jadwal perawatan boiler yang sangat cermat dan rencana yang lebih tepat

2. Perawatan boiler secara Korektif  (corrective  maintenance)

Perawatan boiler ini dimaksudkan untuk memperbaiki perawatan yang rusak. Pada dasarnya aktivitas perawatan boiler yang dilakukan adalah pemeliharaan dan perawatan yang dilakukan setelah terjadinya suatu kerusakan atau kelainan pada fasilitas atau peralatan. kegiatan ini sering disebut sebagai kegiatan perbaikan atau reparasi. Perawatan korektif dapat juga didefinisikan sebagai perbaikan yang dilakukan karena adanya kerusakan yang dapat terjadi akibat tidak dilakukanya perawatan preventif maupun telah dilakukan perawatan preventif tapi sampai pada suatu waktu tertentu fasilitas dan peralatan tersebut tetap rusak. jadi dalam hal ini, kegiatan perawatan sifatnya hanya menunggu sampai terjadi kerusakan, baru kemudian diperbaiki atau dibetulkan.

3. Perawatan boiler secara reaktif (Break down  maintenance)

Perawatan boiler ini merupakan perawatan tidak terencana sehingga tidak ada jadwal perawatan atau pemeriksaan rinci terhadap mesin dan tidak ada upaya yang dilakukan untuk mengantisipasi atau mencegah terjadinya kerusakan, mesin diperbaiki hanya bila terjadi kerusakan

4. Perawatan boiler secara Deteksi Dini (Predictive  maintenance)

Perawatan ini merupakan pengembangan lanjut dari perawatan pencegahan. Dalam hal ini kegagalan fungsi mesin dapat diketahui lebih awal dengan cara memonitor serta menetukan kondisi mesin tersebut pada saat beroperasi sehingga dapat memperkirakan atau menjadwalkan perbaikan secara efisien dan efektif, juga memungkinkan untuk memperbaiki penyebab kerusakan mesin serta mencegah problem yang sama terulang sebelum terjadi kerusakan. Kerugian yang ditimbulkan oleh perawatan deteksi dini adalah upah pekerja dan biaya penggantian suku cadang harus dikeluarkan setiap saat bila diperlukan.

5. Perawatan boiler secara proaktif (Proactive maintenance). Perawatan boiler ini merupakan pengembangan lanjut dari perawatan deteksi dini, dimana data data kegagalan fungsi yang terekam pada mesin dianalisa dan diambil tindakan untuk perbaikan kondisi operasi mesin sehingga dapat memaksimalkan produktifitas, efisiensi dan umur mesin. Pada perawatan proaktif ini walaupun initial cost nya tinggi tapi biaya perawatan dan operasi (through life cost) rendah.

Dari aspek ekonomi, sangat penting untuk mengetahui seberapa lama sistem untuk pipa beroperasi dengan baik sesuai dengan spesifikasi desain teknik, sebab jika waktu produksi dari sebuah peralatan dapat ditentukan secara tepat, maka nilai ekonomi dan investasi jangka panjang dari peralatan tersebut dapat pula ditentukan dengan lebih pasti, khususnya jika hal ini menimpa sistem yang sudah berumur(aging). Beberapa analisis yang disarankan untuk mengetahui performance tube superheater secara komprehensif antara lain:

      1.  Manajemen pemeliharaan dengan sistem quality control dan terdokumentasi dan ada reportnya.     
      2.  Ketersediaan alat yang diorder propertinya harus sesuai standar yang telah ditetapkan.
      3.  Perlunya memperhatikan temperatur kerja pada saat proses boiler bekerja.

Dari sisi kimia boiler, periksalah siklus boiler secara berkala (silakan baca blog kami terkait apa itu siklus), dosing pump perlu diatur sesuai dengan kebutuhan. Beberapa kadar kimia sengaja ditinggikan oleh sebagian pihak karena kepentingan tertentu, padahal tidak perlu setinggi itu.

Hubungi: Ridho Muhtadi (081513515678) untuk konsultasi perawatan boiler lebih lanjut.