lap utility ok
DESCRIPTION
utilitas kaltim 1 PKTTRANSCRIPT
Unit Utility
12
BAB II
BAGIAN UTILITY KALTIM-1
Pabrik Utility Kaltim-1 berfungsi sebagai unit pendukung pabrik
Ammonia Kaltim-1 dalam memproduksi ammonia dan pabrik Urea Kaltim-1
dalam memproduksi urea. Pada operasionalnya pabrik utility menyediakan
kebutuhan air laut, sodium hipokloride, air pendingin, air tawar, air demin,
kebutuhan steam, tenaga listrik serta kebutuhan udara pabrik dan instrumentasi
untuk menunjang kelancaran produksi pabrik amoniak dan urea.
Untuk menyediakan kebutuhan-kebutuhan tersebut, pabrik Utility Kaltim-1
dibagi menjadi 8 unit (sistem) yaitu :
1. Unit Sistem Air Laut
2. Unit Khlorinasi
3. Unit Desalinasi
4. Unit Sweet Cooling Water System
5. Unit Demineralisasi
6. Unit Pembangkit Steam (Boiler Denaeyer)
7. Unit Pembangkit Listrik (Power House)
8. Unit Instrumen Air dan Plant Air (IA/PA)
II.1. Unit System Air Laut
Air laut sebagian besar digunakan sebagai sistem pendingin dalam pabrik
dengan sistem ONCE TROUGH (satu kali lewat).
Penggunaan air laut antara lain :
1. Sebagai pendingin sekali lewat (One Through) pada Condenser turbin
dan Marine Plate Exchanger (MPE).
2. Sebagai sumber bahan baku air tawar pada unit Desalinasi.
3. Sebagai bahan baku pembuatan larutan Sodium Hypochlorite pada unit
Chlorinasi.
Air laut diperoleh dengan menggunakan pompa air laut. Air laut sebelum
siap digunakan sebagai bahan baku air pabrik harus dalam keadaan bersih dari
kotoran seperti kayu, sampah, binatang laut seperti udang, kerang dan ubur-ubur,
Unit Utility
13
tumbuhan laut dll. agar tidak menyumbat perpipaan dan peralatan serta bersih dari
zat-zat yang dapat menimbulkan korosi seperti Amonia dan Urea.
Sebelum dipompakan, air laut dibersihkan terlebih dulu dari kotoran-
kotoran melalui tiga tahap penyaringan, yaitu:
1. Coarse Bar Screen (saringan kasar), berfungsi menahan kotoran-
kotoran yang besar seperti kayu, ubur-ubur dan sebagainya.
2. Rake Screen (PA-4101 A/B/C). Kotoran yang lolos dari bar screen
akan menempel di bawah rake screen, kemudian kotoran yang tersaring
dibersihkan dan dibawa ke atas dengan penggaruk yang digerakkan
dengan sistem hidrolik.
3. Rotary Screen (F-1411 A/B, S-2045). Berfungsi membersihkan
kotoran yang sangat kecil. Kapasitas masing-masing saringan 39.000
m3/jam. Untuk membersihkan kotoran yang menempel pada saringan
dilakukan penyemprotan dengan sea water menggunakan spray nozzle.
Kecepatan putaran motor rotary screen dapat diatur dengan dua macam
kecepatan yaitu : high speed (16 rpm) dan low speed (8 rpm).
Setelah melalui ketiga saringan tersebut, diharapkan air laut bebas dari
kotoran/sampah padat. Seterusnya air laut masuk ke sea water basin yaitu tempat
penampungan air laut yang sudah bersih, sekaligus sebagai suction dari lima
pompa laut. Kemudian air laut yang sudah bersih itu dipompa ke pemakai.
Untuk membunuh dan menghambat pertumbuhan karang laut, rumput laut,
ganggang dan mikroorganisme, dilakukan injeksi dengan larutan sodium
hipoklorit (NaOCl) dengan konsentrasi 1 ppm pada sea water intake secara terus
menerus (continous dozing). Injeksi sodium hipoklorit juga dilakukan pada setiap
periode tertentu (setiap 4 jam) dengan konsentrasi 10 ppm (shock dozing) di
header air laut. Maksud shock dozing adalah untuk memberikan efek kejutan
terhadap mikroorganisme sehingga mikroorganisme tersebut menjadi tidak kebal.
Pompa air laut ada 5 buah, yaitu: GA-4101 A/B/C/D/F dengan kapasitas
masing-masing 13.900 m3/jam (design 15.000 m3/jam) dengan tekanan 4,1
kg/cm2g (Act 2,8 kg/cm2 g.). Dalam kondisi normal, 4 pompa beroperasi dan 1
pompa standby. Pompa GA-4101 A/B/C/D/F digerakkan dengan motor listrik
dengan tegangan 6,6 kV, masing-masing sebesar 2,7 MW. Tenaga listrik untuk
Unit Utility
14
GA-4101 A/B/D disuplai dari integrasi PKT 1A dan generator BBC, sedangkan
untuk GA-4101 C/F disuplai dari integrasi PKT 1B.
Disamping 5 buah pompa, juga terdapat dua buah fire pump (GA 4180
A/B) yang berfungsi untuk:
1. Emergency fire hydrant
2. Pengisian pipa-pipa air laut sebelum dilakuakn start up pompa air laut
3. Pengisian temporary pipe unit 3000 (ammonia storage)
Pompa GA-4180 B digerakkan oleh motor 380 V sebesar 250 kW, sedangkan
pompa GA-4180 A oleh diesel. Kapasitas masing-masing pompa tersebut adalah
500 m3/jam.
II.2. Unit Klorinasi
Unit khlorinasi berfungsi untuk memproduksi larutan sodium
hyphochloride (NaOCl) dengan konsentrasi antara 500-2000 ppm. Unit ini dapat
dioperasikan dengan rate produksi yang berbeda-beda yaitu : 25 %, 50 %, 75 %,
100 % sesuai dengan jumlah arus DC yang dialirkan dari Rectifier serta
banyaknya jumlah sel elektrolisis yang digunakan. Larutan sodium hyphochloride
digunakan sebagai desinfektan untuk membunuh mikroorganisme yang terdapat di
air laut. Pembentukan NaOCl ini dilakukan dengan proses elektrolisa dalam suatu
sel elektrokimia.
Sebelum air laut dengan flow 47 m3/jam masuk ke sel elektrolisis maka air
laut tersebut dilewatkan Strainer untuk menyaring kotoran/suspended solid.
Jumlah flow yang masuk dikontrol oleh FISL-3801. Air laut keluar Strainer
kemudian masuk ke Electrolyzer EL-3801 A. Tiap unit electrolysis cell bank
terdiri dari beberapa sel yang disusun seri sehingga membentuk cell bank dimana
setiap sel memiliki elektroda (katoda/anoda). Sumber arus DC dalam proses
elektrolisa ini disuplai dari trafo yang dapat menyuplai arus maksimum 4400
Ampere dan tegangan sebesar 90 Volt. Reaksi elektrolisa yang terjadi di
electrolysis cell bank adalah sebagai berikut :
Di air laut : 2 NaCl → 2 Na+ + 2 Cl-
Di anoda : 2 Cl- → Cl2 + 2 e-
Unit Utility
15
Di Katoda : 2 H2O + 2 e- → H2 + 2 OH-
Di larutan : 2 Na+ + 2 OH- + Cl2 → NaOCl + NaCl + H2O
Keseluruhan : NaCl + H2O + Listrik → NaOCl + H2
Konsentrasi NaOCl yang dihasilkan tergantung dari jumlah arus yang
dialirkan ke dalam sel elektrolisis, semakin banyak arus listrik yang di alirkan
maka konsentrasinya pun semakin tinggi. Untuk lebih mengoptimalkan proses
elektrolisa di Electrolizer selanjutnya, larutan NaOCl dan gas hidrogen yang
dihasilkan dipisahkan terlebih dahulu di separator D-3801, baru kemudian produk
Electrolizer digabung lagi dengan gas yang terpisah di separator D-3801
kemudian di masukkan ke tangki penampungan larutan NaOCl yang dilengkapi
dengan blower GB-4101 A/B. Blower ini akan menghembuskan udara sebanyak 4
Nm3/min ke dalam tangki penampungan NaOCl untuk mengurangi konsentrasi
gas hidrogen di dalam tangki. Gas hidrogen memiliki batas Low Explosive Limit
(batas minimum gas atau vapour agar dapat terbakar di udara) 4 %, untuk
mencegah hal itu terjadi maka konsentrasi gas hidrogen dijaga dibawah 1 %. Jika
blower tidak bisa bekerja dengan baik maka untuk menghindari terjadinya ledakan
maka secara otomatis unit khlorinasi ini akan trip. Trip juga bisa terjadi jika suhu
pada sel elektolisis mengalami kenaikan hingga mencapai suhu 450C.
Alat electrolyzer yang terdapat di Kaltim-1 untuk saat ini efisiensinya
cenderung menurun dan hanya beroperasi satu reactifier saja, terlebih sejak
peristiwa meledaknya salah satu separator di unit khlorinasi ini pada tanggal 17
Februari 2008 yang hingga saat ini belum diketahui penyebab pastinya.
Larutan NaOCl ini digunakan untuk countinous dozzing dengan laju alir
35 M3/jam dengan pompa GA-4104 AS, dan shock dozzing dengan pompa GA-
4105 AB dengan laju alir 175 M3/jam. Apabila ada kekurangan larutan NaOCl di
Kaltim-1 maka digunakan tie-in dari Kaltim-2.
Performa atau kinerja unit klorinasi sangat dipengaruhi oleh kebersihan
masing-masing cell. Apabila cell tersebut bersih dari endapan garam atau kerak
biasanya senyawa Mg(OH)2 dan CaCO3, maka konsentrasi produk NaOCl juga
akan bagus. Indikator lainnya yang menunjukkan kinerja sel adalah jumlah daya
yang dibutuhkan, adanya kenaikan temperatur hingga mencapai 450C serta hasil
Unit Utility
16
analisa NaOCl itu sendiri. Oleh karena itu dibutuhkan Acid Washing untuk
mengembalikan kinerja sel elektolisis. Acid Washing ini dilakukan dengan
mensirkulasikan larutan HCl 2-5 % sebanyak 15 m3/jam ke dalam sel elektrolisis
selama 30 menit. Reaksinya sebagai berikut :
Mg (OH ) 2 + 2 HCL → Mg CL2 + 2 H2O .
Ca CO3 + 2 HCL → CaCL2 + H2O + CO2
Meskipun prosesnya disebut Acid Washing namun tidak semua asam kuat
bisa digunakan,salah satunya H2SO4 sebab jika menggunakan H2SO4 justru akan
membentuk endapan MgSO4 dan CaSO4 yang susah dibersihkan. Hal ini tentu
berbeda jika menggunakan HCl dimana endapan yang dihasilkan yang berupa
MgCl2 dan CaCl2 lebih mudah larut. Konsentrasi HCl yang digunakan pun
maksimal 5 % sebab jika lebih dari itu dikhawatirkan nantinya HCl tersebut justru
akan merusak sel elektrolisis yang terbuat dari Titanium. Hal ini tentu sangat
merugikan karena harga titanium itu sangat mahal.
II.3. Unit Desalinasi
Unit ini berfungsi untuk memproduksi air tawar dari air laut dengan cara
menghilangkan garam-garam yang terdapat dalam air laut melalui proses
evaporasi dan kondensasi.
Utility Kaltim-1 mempunyai 4 unit desal lama (Desal I,II,III dan IV)
dimana tiap unit didesain untuk menghasilkan 50 m3/jam dengan kebutuhan steam
8,4 ton/jam, air laut 650 m3/jam, power 290 kW, dan terdiri dari 24 stage yang
terbagi atas 4 vessel. Dan mempunyai 1 unit desal baru yang didesain untuk
memproduksi distilate 70 m3/jam, kebutuhan steam 14 ton/jam, air laut yang
dipakai 650 m3/jam, dan terdiri dari 20 stage. Kondisi sekarang desal I dan II tidak
di aktifkan lagi karena sudah tidak efisien dikarenakan banyak material yang
rusak, sedang desal IV dalam proses penggantian tube (retubing).
Desain dari unit desalinasi lama dan baru menggunakan proses :
• Single effect : Panas penguapan dari air laut yang teruapkan
tidak digunakan sebagai steam pemanas pada
evaporator lain, melainkan dikembalikan pada
Unit Utility
17
unit tersebut.
• Once through : air laut yang telah mengalami penguapan
langsung dibuang dari system, dan sebagai
balannya ditambahkan make up fresh sea water.
• Long tube : Terdiri dari tube condenser yang panjang
disusun secara paralel dengan aliran brine pada
setiap evaporator vessel.
• Multi stage : evaporator dibagi menjadi beberapa tingkat agar
didapatkan perbedaan temperatur yang kecil.
• Flash evaporation
:
air laut dari brine heater yang masuk ke
evaporator akan teruapkan secara spontan
(flash) karena kelebihan panas pada brine yang
masuk ke stage down stream.
Prinsip Flash Destilation
Air akan teruapkan ketika dipanaskan sampai titik didihnya, 100 oC pada
tekanan atmosfer. Penguapan cairan dalam evaporator dapat berlangsung pada
tekanan diatas atau diatas tekanan atmosfer sangat tergantung pada temperatur
cairan yang masuk ke evaporator.
Ketika cairan pada temperatur tertentu masuk dalam ruang yang mana
tekanannya dijaga dibawah tekanan jenuhnya, cairan tersebut akan mulai
teruapkan secara spontan. Penguapan spontan ini disebut ”flash evaporation”. Dan
jika ruangan tersebut dihubungkan keruangan berikutnya dimana tekanannya
dijaga lebih rendah dengan alat penyekat yang sesuai, maka flash evaporation
akan terjadi lagi pada ruangan berikutnya.
Uap dari cairan yang dihasilkan melalui proses evaporasi secara teoritis
murni tanpa ada zat-zat yang muncul atau terlarut dalam cairan. Air murni ini
akan terbentuk ketika dikondensasikan. Unit desalinasi jenis multi-stage banyak
pada menggunakan prinsip ini untuk merubah air laut menjadi air tawar.
Unit Utility
18
Uraian Proses
Desalinasi Lama
Air laut dipompa dengan pompa booster (GA-1201) masuk ke stage 24,
terus mengalir sampai stage 1 melalui bundle tube condenser bagian atas. Keluar
dari stage 1 air laut kemudian masuk ke Brine heater (E-1215) melalui tube side.
Steam pemanas pada Brine hearter mengalir melalui sheel side. Air laut
yang dipanaskan dengan steam bertekanan 4 bar dan temperatur 150º C ,
temperaturnya akan menjadi 92 º C. Air laut keluar brine heater dengan
temperatur 92 º C seterusnya mengalir masuk ke evaporator stage 1 sampai stage
24 (E-1211, E-1212, E-1213 , E-1214) melalui sheel side dan disebut Brine
water.
Di dalam evaporator , pada stage 1 sampai stage 24 air laut akan menguap
sesuai dengan kondisi tekanan dan temperatur masing–masing stage. Selanjutnya
uap dari brine akan terkondensasi pada over head tube condenser yang dialiri air
laut, sedangkan uap tersebut memanaskan air laut yang melalui tube, hasil
kondensasi dari uap brine disebut Distilate sebagai produk unit Desalinasi .
Di setiap stage evaporator tekanan dijaga vakum dengan ejector sistem
menggunakan steam bertekanan 4 bar. Pada stage 24 tekanan vakum dijaga
konstan dengan maksud supaya boiling point (titik didih) larutan tetap . ada dua
tingkat ejector yang digunakan yaitu: ejector tingkat pertama dan ejector tingkat
dua .
Ejector tingkat pertama (G–1241 AR) menghisap gas non Condensable
dari evaporator stage 24, dimana gas-gas non condensable tersebut
dikondensasikan di precondenser (F-1211) dengan air laut. gas yang terkondensasi
di pre condenser seterusnya di buang ke Barometric collecting pit (F –1202)
Ejektor tingkat dua (G-1251 AR) menghisap gas non condensable dari
evaporator stage 1,2,6 dimana gas non condensable tersebut dikondensasikan di
inter condenser (F–1214) dengan air laut. gas yang terkondensasi di inter
condenser seterusnya dibuang ke baromatric colecting pit (F – 1202) akhirnya
sisa gas non condesable dibuang ke atmosfir setelah dikondensasikan di after
condenser (F–1215) dengan air laut. gas yang terkondensasi di after Condenser
dibuang ke barometric collecting pit .
Unit Utility
19
Untuk mengontrol brine yang telah pekat, maka brine tersebut dibuang
(blow down) secara terus menerus . sebagai balance-nya ditambahkan fresh sea
water yang juga terus menerus (Flow sea water = flow blow down + flow
Distilate product) .
Uap dari brine masih membawa butiran brine yang dapat mempengaruhi
kualitas distillate. Maka untuk itu dipasang Demister dibagian atas evaporator
pada setiap stage yang berfungsi menghambat butiran-butiran brine. Seterusnya
produk distillate dipompa dengan pompa distilate (GA–1215 A) dan dikontrol
kualitasnya dari kandungan padatan terlarut total (TDS) pada harga tertentu.
Pengontrolan dilakukan dengan condutivity meter RASH – 12101, dimana
conductivity adalah fungsi dari TDS terutama adanya garam-garam NaCl.
Conductivity produk distillate dibatasi pada harga : 25 μs . apabila conductivity :
< 25 μs , maka produk distilate akan masuk ke Raw condensate tank (F –1302)
melalui control Valve V-12101 A . Apabila conductivity : > 25 μs , maka produk
akan di buang ke sewer (parit) melalui control valve CV-12101 B kedua control
valve CV-12101 AB bekerja secara otomatis .
Untuk mencegah terjadinya scale pada tube condenser dan tube brine
heater, di inlet pompa booster (GA–1201) diinjeksikan bahan kimia anti scale
Dukem 908 secara terus menerus dengan konsentrasi : 1,5 –3,0 ppm dan untuk
mencegah terjadinya foaming, juga di inlet pompa booster (GA-1201)
diinjeksikan bahan kimia anti foam Antispumin secara terus menerus dengan
konsentrasi : 0,2 – 0, 5 ppm.
Desalinasi Baru
Air laut dipompa dengan pompa booster (P–001) masuk ke stage 20, terus
mengalir sampai ke stage 1 melalui tube side condenser. Keluar dari stage 1 air
laut kemudian masuk ke brine heater (E-001) melalui tube side. Di brine heater
air laut dipanaskan dengan steam tekanan 4 bar temperatur 150 ºC melalui shell
side. Air laut keluar dari brine heater temperaturnya akan naik menjadi 103 º, air
laut temperatur 103 ºC terus mengalir masuk ke evaporator stage 1 sampai stage
20 melalui shell side dan disebut brine. Didalam evaporator, brine dari stage 1
sampai stage 20 akan menguap sesuai dengan kondisi tekanan dan temperatur
Unit Utility
20
masing–masing stage. Selanjutnya uap dari brine akan mengkondensasi pada tube
yang dialiri air laut, sedangkan uap tersebut memanaskan air laut yang melalui
tube. Hasil dari kondensasi dari uap brine disebut Distilate sebagai Product unit
desalinasi.
Di setiap stage evaporator tekanan dijaga vakum dengan ejector system
menggunakan steam 40 bar melalui control valve FV–060 di let down ke tekanan
17 bar. Pada stage 20 tekanan vakum dijaga konstan dengan maksud supaya
boiling point (titik didih) larutan tetap. Ada dua tingkat ejector yang digunakan
yaitu: ejector tingkat pertama dan ejector tingkat kedua.
Ejetor tingkat pertama (J–001 AB) menghisap gas non condensable dari
evaporator stage 20, dimana gas non condensable tersebut dikondensasikan di
ejector condenser (E–002) seterusnya dibuang ke sea water out fall menggunakan
pompa blow down (P – 003).
Ejetor tingkat kedua (J–002 AB) menghisap gas non condensable dari
evaporator stage 1, 2 dan 8, dimana gas non condensable tersebut
dikondensasikan di ejector condenser (E–002) dengan air laut. Gas yang
terkondensasi di ejector condenser (E–002) seterusnya dibuang ke sea water out
fall menggunakan pompa blow down (P–003).
Untuk mengontrol brine yang telah pekat, maka brine tersebut dibuang
(blow down) secara terus menerus. Sebagai balance–nya ditambahkan fresh sea
water juga seara terus menerus (flow sea water = flow blow down + flow distillate
product).
Uap dari brine masih membawa butiran brine yang dapat mempengaruhi
kwalitas distillate. Maka untuk itu dipasang Demister dibagian atas evaporator
pada setiap stage yang menghambat butiran–butiran brine. Seterusnya produk
distillate dipompa dengan pompa distillate (P–002) dan dikontrol kwalitasnya
dari kandungan padatan terlarut total (TDS) pada harga tertentu.
Pengontrolan dilakukan dengan conductivity meter ARA–030, dimana
conductivity adalah fungsi dari TDS terutama adanya garam-garam NaCl.
Conductivity produk distillate dibatasi pada harga 25 µs. Apabila conductivity <
25 µs, maka produk distillate akan masuk ke Raw condensate tank, RCT (F –
1302) melalui control valve LV – 030. Apabila conductivity > 25 µs , maka
Unit Utility
21
produk distillate akan dibuang ke sea water out fall melalui ontrol valve LV –
031. Kedua control valve LV – 030 & LV – 031 bekerja secara otomatis.
Untuk mencegah terjadinya scale pada tube Condenser dan tube Brine
heater , maka pada discharge pompa booster (P–001) di injeksikan bahan kimia
anti scale Belgard EVN secara terus menerus dengan konsentrasi 1,5-3,0 ppm
dan untuk menjaga terjadinya Foaming (busa), maka pada discharge pompa
booster (P-001) diinjeksikan baham kimia anti foam Antispumin juga secara terus
menerus dengan konsentrasi 0,2 ~ 0,5 ppm.
II.4. Cooling Water System
Unit ini berfungsi mendinginkan kembali sweet cooling water di amonia
plant dan utility plant. Sistem yang digunakan adalah sistem sirkulasi tertutup dan
mempunyai persyaratan tertentu. Hal ini dimaksudkan agar tidak terjadi korosi,
scaling dan slime pada peralatan yang dilalui oleh air pendingin. Walau sistem
tertutup, kebocoran-kebocoran kadang masih ada, sehingga make up air demin
dibutuhkan untuk menjaga level tangki dalam kondisi normal (80%). Untuk
mencegah fouling dan korosi dalam SCW diinjeksi dengan Nalco 121 S dengan
base NaNO2 untuk membuat lapisan film dan Polycrine sebagai pengontrol
bakteri (biocide) agar jumlah bakteri dalam SCW max 30 col/cc.
Sweet cooling water setelah dipompa sebagai media pendingin di cooler-
cooler unit pemakai kemudian didinginkan kembali di unit cooling water dengan
Marine Plate Heat Exchanger (MPHE). Setelah temperaturnya kembali normal
baru dipompa kembali ke user. Media pendingin yang digunakan di plate
exchanger adalah air laut yang dipompa dari unit pompa laut dengan sistem sekali
tempuh. MPHE dilakukan cleaning ketika temperature outlet tinggi. Cleaning
menggunakan chemical sulfamic acid 10% dengan cara di sirkulasi. Bila secara
chemical cleaning tidak mampu membersihkan baru menggunakan mechanical
cleaning. Selain itu Strainer di MPHE juga harus dibersihkan, indikasinya
pressure drop > 1 kg/cm2 (tapi biasanya pressure drop 0,5 kg/cm2 sudah
dibersihkan). Pembersihannya dengan cara di backwash menggunakan air. Ada
dua sub unit di cooling water ini, yaitu small user dan big user.
Small User
Unit Utility
22
Dipakai di amonia plant dan utility plant, antara lain untuk oil cooler,
pendingin bearing-bearing pompa, pendingin AC central control room, dan
juga untuk mendinginkan generator BBC, dan mendinginkan bearing
pompa P-2013 ABR ketika emergency. Untuk mensirkulasikan SCW
small user sebanyak 545 m3/jam dan tekanan 3,8-4 bar maka dalam normal
operasi diperlukan dua pompa dan satu standby yang digerakkan dengan
motor listrik, yaitu G-1404 ABR. Untuk pompa yang standby, maka akan
running jika menerima sinyal dari PAL-14004. Untuk menstabilkan
tekanan suction dipasang vessel F-1411 dengan volume 16,6 m3. Untuk
mendinginkan dalam keadaan normal diperlukan satu unit marine plate
dan satu stand by. Flow sea water untuk satu unit plate exchanger sekitar
1500 m3/jam.
Big User
Digunakan khusus pada amonia plant. Untuk mensirkulasikan SCW big
user sebanyak 5600 m3/jam dan tekanan 3,8-4 bar maka menggunakan
pompa yang digerakkan oleh steam turbin (GT-1401 A) yang bertekanan
40 bar, speed turbin 690 rpm dan kebutuhan laju alir steam sebesar 14
ton/jam. Pompa lainnya yang bisa digunakan untuk mengalirkan SCW big
user ini adalah pompa G-1401 R yang digerakkan oleh motor untuk stand
by dan akan running jika mendapat sinyal dari PAL-14003. Untuk
mendinginkan kembali SCW ada 10 unit plate. Pada normal operasi hanya
diperlukan 8 plate exchanger, masing-masing memerlukan sea water 1500
m3/jam.
Untuk menjaga jumlah padatan (suspended solid) yang terikut pada SCW
big user maka dipasang alat Sand Filter (F-1414) yang diisi pasir kwarsa.
Untuk menangkap pasir kwarsa yang terkadang lolos terikut SCW maka
setelah Sand Filter dipasang alat Sand Trap (F-1415). Flow SCW ke Sand
filter F-1414 hanya sejumlah : 18 M3/jam, dimonitor pada indikasi FI-
1408. Apabila terdapat perbedaan tekanan inlet dan outlet sand filter F-
1414 menunjukkan harga : 0,6 bar, maka menandakan sand filter sudah
kotor. Untuk pembersihan sand filter yang kotor dengan cara back wash
dengan demin water dan dibubbling dengan udara pabrik (PA).
Unit Utility
23
II.5. Unit Demineralisasi
Unit demineralisasi berfungsi untuk memproses raw condensate menjadi
air demin bebas mineral sebagai umpan boiler. Raw condensate berasal dari :
1. Raw condensate proses desalinasi
2. Steam turbine condensate
3. Ammonia process condensate
a. Raw Condensate proses desalinasi
Kondensate ini merupakan produk distilate dari unit desalinasi yang
ditampung dalam raw condensate tank (F-1302).
b. Steam Turbine Condensate
Kondensate ini berasal dari turbin pabrik amoniak dan utilitas. Kondensat
turbin sebanyak 290 m3/jam dialirkan ke bagian bawah catridge filter yang berisi
154 buah katun untuk menyaring partikel-partikel padatan yang terbawa dengan
ukuran > 50 μ S. Kondensate keluar melalui bagian atas catridge filter dan
kemudian di tampung dalam raw condensate tank (F-1302).
c. Ammonia process condensate
Kondensate ini berasal dari CO2 removal pabrik amonia dengan
temperatur 120 O – 140 O C, tekanan 29 bar, laju 60 ton/jam, kandungan NH3 500
ppm dan kandungan CO2 500 ppm.
Pemrosesan Ammonia Process Condensate.
Sebelum ditampung dalam raw condensate tank, condensate ini mengalami
tahapan treatment dalam alat–alat berikut :
1. Stripper Tower (D-1301).
Proses kondensat masih mengandung 500 ppm NH3 dan 500 ppm CO2. Di
stripper tower kandungan NH3 dan CO2 diturunkan menjadi NH3 sekitar 50 ppm
dan CO2 sekitar 100 ppm dengan cara di stripping dengan steam tekanan 4 kg/cm2
G dan steam tekanan 0,5 kg/cm2 G.
Proses kondensat dari F-1051 dan F-1058 CO2 removal tekanannya 29
kg/cm2 G dan temperaturnya 120-140 oC. Sebelum masuk ke stripper tower,
tekanannya diturunkan ke tekanan atmosfer sehingga kandungan NH3 dan CO2
akan terflush ke atmosfer dengan steam stripping tekanan 4 kg/cm2 G dan steam
Unit Utility
24
stripping tekanan 0,5 kg/cm2 G yang dialirkan dari bagian bawah column stripper
tower.
2. Cooler (E-1301).
Proses kondensat keluar dari bagian bawah column stripper tower dengan
temperatur 102 oC. Temperatur ini masih terlalu tinggi untuk resin cation filter
yang didesign operasinya maximal temperatur : 85 oC. Oleh karena itu proses
kondensat dari stripper tower sebelum masuk ke cation filter didinginkan terlebih
dahulu di cooler dengan air laut sehingga temperatur turun menjadi 60 oC.
Kemudian proses kondensat masuk ke cation filter lewat bagian atas melewati
resin cation didalam cation filter yang beroperasi secara seri.
3. Operasi Cation Filter (F-1311 AB).
Di dalam teori, garam-garam yang terlarut didalam air akan terurai
menjadi ion positif dan ion negatif dalam jumlah yang sama besar. Proses
kondensat dari CO2 removal mengandung ammonia (NH3) dan carbon dioksida
(CO2). Ammonianya akan terurai menjadi ion NH4 dan ion OH, sedangkan
carbon dioksidanya berada sebagai CO2 free, HCO3 atau CO3 (tergantung PH).
Ion NH4 dan ion OH ini didalam cation filter akan bereaksi dengan resin cation
menjadi air (H2O), sedangkan CO2 free akan dibuang ke atmosfer di degasifier.
Resin cation adalah suatu material sintesis yang dapat menukar ion-ion
positif, dengan reaksi sebagai berikut :
NH4 + OH + HR NH4R + H2O.
Untuk mengaktifkan kembali resin cation, maka dilakukan regenerasi dengan
larutan HCl konsentrasi 5 ~ 7 %.
Reaksi regenerasi sebagai berikut :
NH4R + HCl HR + NH4CL
4. CO2 Degasifier (D-1302).
Air keluar dari bagian bawah cation filter masih mengandung 100 ppm
CO2, mengalir masuk kebagian atas CO2 degasifier tersebar merata melalui pall
ring yang ada didalam degasifier tersebut. CO2 ini berasal dari CO2 free dan
HCO3. Karena PH di cation filter turun, ion HCO3 terkonversi menjadi CO3 free.
Dari bagian bawah degasifier dialirkan udara dari blower secara counter current
Unit Utility
25
(berlawanan arah) dengan aliran proses kondensat. CO2 didalam air akan
berpindah ke udara, seterusnya dibuang ke atmosfer. Air yang sudah bebas dari
NH3 dan CO2 seterusnya mengalir masuk tanki.
Uraian Proses Demineralisasi
Proses ini bertujuan untuk menghilangkan kandungan garam mineral dari
dalam air dengan cara pertukaran ion. Air didalam RC Tank (kapasitas 2500 m3)
masih mengandung ion positif dan ion negatif, dimana ion-ion tersebut akan
membentuk garam-garam di dalam air. Ion positif (cation) diantaranya: kalsium
(Ca), magnesium (Mg), sodium (Na), potassium (K). Ion negatif (anion)
diantaranya: sulfate (SO4), chloride (Cl), nitrate (NO3), karbon dioksida (CO2),
silika (SiO2).
Proses demineralisasi bertujuan untuk mengeluarkan garam-garam yang
terbentuk tadi, menggunakan resin-resin penukar ion (resin cation dan resin anion)
yang ada didalam mixed bed filter. Resin kation adalah suatu material sintesis
yang dapat menukar ion positif, sedangkan resin anion adalah suatu material
sintesis yang dapat menukar ion negatif.
Raw Condensate dari tangki F-1302 dialirkan ke Mixed Bed Filter F-1303
ABC dan didalam mixed bed filter tersebut terjadi proses demineralisasi dalam
dua step yaitu:
Air melalui penukar ion positif (cation) dengan reaksi sbb :
NaCl + R-H R-Na + HCl
Air melalui penukar ion negatif (anion) dengan reaksi sbb :
HCl + R-OH R-Cl + H2O
Melalui kedua step tersebut, didapat hasil akhir air demin (H2O) yang
sudah bebas mineral (demineralised water). Seterusnya aliran air demin melalui
resin trap, dimana resin trap tersebut berfungsi untuk menangkap resin-resin yang
lolos dan terikut aliran air demin. Lolosnya resin dapat diketahui apabila PDISH-
13215 yang dipasang pada resin trap tersebut menunjukan harga 0,6 bar. Aliran
Unit Utility
26
air demin seterusnya masuk ke tanki demin. Air demin dari tanki demin dipompa
dengan pompa demin ke user
Ada tiga buah mixed bed filter di unit demineralisasi untuk memproduksi
air demin yang bebas mineral, masing-masing kapasitas mixed bed filter tersebut
adalah 275 m3/jam. Pada kondisi normal, dua buah mixed bed filter beroperasi,
sedang sebuah lagi dalam keadaan stand by atau regenerasi.
Air demin yang diproduksi oleh mixed bed filter selanjutnya ditampung di
tangki demin yang berkapasitas 1250 m3 dan dipompa oleh pompa demin (untuk
air umpan boiler, sebagian lagi untuk make up sistem sweet cooling water. .
Regenerasi Mix Bed Filter
Semakin lama kemampuan resin cation dan anion menjadi berkurang dan
akhirnya menjadi jenuh. Kalau resin cation dan resin anion sudah jenuh, ion-ion
dari air umpan (RC) ke mixed bed filter akan lolos. Lolosnya ion-ion ini ditandai
dengan naiknya conductivity meter. Adapun lolosnya silika (SiO2) dimonitor
pada silika analyzer.
Untuk mengaktifkan lagi resin-resin tersebut, maka dilakukan regenerasi
dengan larutan NaOH konsentrasi 4 ~ 6 % untuk resin anion, untuk resin cation
diregenerasi dengan larutan HCl konsentrasi 5 ~ 7 %.
Regenerasi Resin Kation dengan larutan HCL
NaR + HCl RH + NaCl
Regenerasi Resin Anion dengan larutan NaOH
RCl + NaOH ROH + NaCl
II.6. Unit Pembangkit Steam (Boiler Denaeyer)
Boiler denaeyer dirancang untuk menghasilkan steam superheater
bertekanan 40 kg/cm2G dan temperatur 410oC. Boiler ini terdiri dari dua unit,
yaitu E-2010 A/B dengan kapasitas masing-masing 90 ton/jam (total 180
ton/jam). Boiler Feed Water (BFW) yang dipakai berasal dari kondensat pabrik
Unit Utility
27
urea (V-2901) sebanyak 150 ton/jam dan kekurangannya di make-up dari
demineralized water tank (F-1306). Sebelum dipakai, BFW ditreatment dulu
dalam deaerator V-2015 untuk menghilangkan gas-gas terlarut.
Untuk menghilangkan gas terlarut ada dua cara yaitu :
• Mekanis
Cara ini menggunakan steam tekanan 0.3 bar untuk men-strip (melucuti)
gas-gas terlarut dari liquid. Cara ini selain dapat melepaskan gas O2 dan
CO2 sekaligus sebagai pemanasan awal dan menjaga temperature air
umpan boiler pada temperature 105 ºC sebelum masuk ke boiler.
• Kimiawi
Cara ini menggunakan bahan kimia (oxygen scavenger) untuk mengikat
gas-gas yang terlarut. Zat kimia yang digunakan salah satunya hydrazine
(N2H4) dari tanki F – 2016 yang dialirkan melalui pompa hydrazine P–
2016, diinjeksikan pada inlet dan outlet Deaerator V – 2015. Hydrazine ini
akan bereaksi dengan O2, dengan reaksi sebagai berikut :
O2 + N2H4 → N2 + 2 H2O
BFW juga diinjeksikan trisodium phosphat (TSP) dan disodium
phospat(DSP) yang berfungsi mengikat garam-garam Ca, Mg, dan menaikkan pH
antara 9-10 dan ditambahkan amine untuk mendapatkan kondensat dengan pH
tetap tinggi. Di dalam deaerator, BFW diinjeksi dengan steam 0,3 kg/cm2G (let
down dari steam 4 kg/cm2G dan temperatur 147oC) sehingga temperatur naik
menjadi 105oC. BFW dari deaerator dipompakan ke economizer (E-2011 A/B)
dengan pompa P-2013 ABR dengan tujuan menaikkan temperatur sebelum masuk
ke steam drum. Sebelum masuk economizer, diinjeksikan lagi dengan hydrazin
(N2H4) dengan tujuan mengikat sisa gas O2.
BFW yang keluar dari economizer pada 155oC, lalu masuk ke upper drum.
Dari upper drum, air bersirkulasi secara alamiah karena beda berat jenis menuju
lower drum. Steam jenuh yang dihasilkan pada temperatur 255oC dipanaskan lagi
pada superheater untuk mendapatkan steam superheated pada temperatur 390oC
dan tekanan 40 kg/cm2G. Panas yang digunakan berasal dari panas pembakaran
Unit Utility
28
gas bumi dengan udara. Gas bumi diambil dari SKG yang telah mengalami
penurunan tekanan. Sebelumnya dilakukan pemanasan awal di E-2014. Udara
disuplai dari blower K-2012 A/B dengan excess O2 sebesar 2-5 %. Gas buang
hasil pembakaran pada temperatur 1290oC memberikan panas pada superheater
sehingga temperatur turun menjadi 600oC, lalu naik ke convection bank untuk
memanasi boiler di riser steam drum sehingga temperatur turun lagi menjadi
370oC. Gas ini selanjutnya dimanfaatkan lagi di economizer untuk memanaskan
air umpan yang berasal dari deaerator dan kemudian dibuang ke atmosfer melalui
stack X-2011 A/B dengan temperatur 195oC. Dari upper drum maupun lower
drum, dilakukan blow down secara kontinyu untuk menghindari terjadinya
akumulasi padatan dalam drum. Blow down di lower drum dilakukan secara
intermitten, besarnya sekitar 1% dari produk steam.
II.7. Unit Power House
Power yang digunakan di Kaltim-1 berasal dari 3 sumber yaitu dari
intergrasi PKT 1A, PKT 1B dan BBC (unit prower house Kaltim-1). Integrasri
PKT 1A dan BBC digabung (normally close) menyuplai kebutuhan listrik ke
sebagian utility Kaltim-1 yaitu pompa laut GA-4101 A/B/D dan ammonia Kaltim-
1. Sedangkan integrasi PKT 1B menyuplai kebutuhan listrik ke sabagian utility
Kaltim-1 yaitu pompa laut GA-4101 C/F dan urea kaltim-1.
Unit power house adalah unit pembangkit tenaga listrik untuk memenuhi
kebutuhan listrik pabrik utility, ammonia dan urea kaltim-1. Ada dua buah
generator utama yang digerakkan oleh steam turbine dan dua buah generator
emergency yang digerakkan oleh diesel engine.
Generator utama :
• BBC generator G-1511, kapasitas 20 MVA (16 MW), tegangan 6,6 KV,
frequency 50 Hz.
• Borsig generator G-1510 (Sudah Tidak Aktif), kapasitas 14 MVA (11,2
MW), tegangan 6,6 KV, frequency 50 Hz.
Unit Utility
29
Generator emergency:
Generator caterpillar (dua buah), kapasitas masing-masing 1,825 MVA
(1,46 MW), tegangan 500 V, frequency 50 Hz. Listrik dari generator caterpillar
ini men-supply busbar 500 V MCC urea lewat breaker S2 MCC urea dan men-
supply busbar 500 V MCC ammonia lewat panel P-1502-5. Apabila diperlukan
generator caterpillar ini dapat men-supply tegangan 6,6 KV melalui trafo step-up
500 V/6,6 KV dengan kapasitas 2MVA (1,6 MW). Listrik men-supply busbar 6,6
KV HVSG (high voltage switch gear) lewat panel P-1501-5.
Generator Utama BBC (G-1511)
Peralatan utamanya adalah : turbin, gear box (reducer gear), generator, air
cooler, lubricating oil dan control oil.
Turbin (GT-1511).
Turbin adalah suatu peralatan yang dapat merubah energi potensial yang
dikandung uap (steam) menjadi energi kinetik (di nozel turbin) lalu menjadi
mekanik (memutar sudu-sudu turbin) dan melalui shaft yang dipasang antara
turbin, gear box dan generator sekaligus memutar rotor generator, dimana energi
mekanik ini dirubah oleh generator menjadi energi listrik.
Turbin BBC dengan speed 9035 rpm digerakkan oleh steam tekanan 80
kg/cm2 G, temperatur 480 oC, flow 50 ton/jam berasal dari steam produk auxiliary
boiler dan steam tekanan 40 kg/cm2 G, temperatur 400 oC, flow 80 ton/jam
berasal dari steam produk boiler denaeyer + ekstraksi syn gas compressor dan atau
let down valve 80 kg/cm2 G ke 40 kg/cm2 G. Steam tekanan 80 kg/cm2 G mengalir
melalui main stop valve HP (MSV HP) kemudian melalui 3 buah control valve
HP cam shaft masuk ke sisi turbin HP. Steam tekanan 40 kg/cm2 G mengalir
melalui mein stop valve MP (MSV MP), kemudian melalui 3 buah control valve
MP cam shaft masuk ke sisi turbin MP.Sebagian steam diambil sebagai steam
ekstraksi melalui control valve ekstraksi tekanan 12,5 kg/cm2 G, temperatur 240 oC dan flow 80 ton/jam.Sebagian lagi sejumlah 50 ton/jam dikondensasikan di
condenser melalui 3 buah control valve LP cam shaft. Exhaust turbin sejumlah 50
ton/jam melalui shell side didinginkan oleh air laut melalui tube side dengan flow
4000 m3/jam. Banyaknya air laut diatur oleh FV-15104. Condenser dijaga pada
Unit Utility
30
tekanan vacuum – 0,9 kg/cm2 G menggunakan tekanan 4 kg/cm2 G steam ejector
(start-up ejector dan main ejector).
Setelah steam terkondensasi di condenser, ditampung di hot well dan
dipompa oleh pompa kondensat ke ejector condenser, dimana ejector condenser
ini berfungsi mengkondensasikan gas non condensable yang dihisap ejector dari
condenser. Aliran kondensat seterusnya menuju catridge filter dan masuk tangki
atau aliran condensate dapat dikirim ke tangki (urea Kaltim-1).
Turbin BBC dapat dioperasikan dengan steam tekanan 80 kg/cm2 G saja
atau dengan steam tekanan 40 kg/cm2 G saja atau steam tekanan 80 kg/cm2 dan 40
kg/cm2 yang dilakukan secara paralel. Sebelum 3 buah control valve HP cam
Shaft dan 3 buah control valve MP cam shaft terdapat line by pass dari line MP
(40 kg/cm2 G) ke line HP (80 kg/cm2 G) melalui sebuah control valve
Gear box (Reducer Gear Box).
Gear box berfungsi menurunkan putaran turbin 9036 rpm menjadi 1500
putaran poros generator. Putaran gear box dibatasi dengan over speed trip gear
box (OST) sebesar 1800 rpm.
Generator (G-1511).
Generator berfungsi merubah energi mekanik menjadi energi listrik. Energi
listrik yang dihasilkan adalah 20 MVA (16 MW), tegangan 6,6 KV, 3 phase,
frequency 50 Hz dan cos phi 0,8. Energi listrik ini dialirkan ke reactor, berfungsi
sebagai stabilizer tegangan dan seterusnya ke busbar 6,6 KV HVSG lewat panel
P-1501-2.
Air Cooler E-06-1511 ABC.
Karena generator telah menghasilkan listrik, maka winding stator menjadi
panas. Untuk mendinginkan temperatur winding stator digunakan sirkulasi udara
didalam generator itu sendiri dan udaranya didinginkan dengan sweet cooling
water (air cooler).
Lubricating Oil.
Lubricating oil berfungsi sebagai pendingin bearing turbin, bearing gear
box, bearing generator. Oli dari tangki F-04-1511 dipompa oleh pompa G-01-
1511 A, digerakkan oleh putaran gear box, mengalir ke oil cooler E-04-1511 AR
didinginkan dengan sweet cooling water, terus disaring kotorannya di oil filter F-
Unit Utility
31
05-1511 AR. Sebagian aliran oli digunakan sebagai pendingin control oil E-13-
1511 dan sebagian lagi digunakan sebagai pendingin bearing-bearing turbin, gear
box dan generator. Seterusnya setelah mendinginkan bearing-bearing tadi, oli
menjadi panas dan dikembalikan ke tangki F-04-1511 untuk didinginkan dan
disirkulasikan lagi.
Control Oil.
Fungsi control oil adalah sebagai penggerak sistem hydraulic MSV HP,
MSV MP, CV HP cam shaft, CV MP cam shaft, CV LP cam shaft turning gear.
Dari tangki control oil F-08-1511, oli dipompa dengan pompa G-03-1511 AR
sampai tekanan 130 bar, lalu menuju control oil filter F-07-1511 AB untuk
disaring kotorannya. Seterusnya aliran oli menuju accumulator F-09-1511 AB
dengan maksud untuk menjaga supaya supaya tekanan oli konstan 130 bar dan
digunakan sebagai penggerak sistem hydraulic MSV HP, MSV MP, CV HP cam
shaft, CV MP cam shaft, CV LP cam shaft dan shaft turning gear. Sebelum
kembali ke tangki control oil, control oil tersebut didinginkan terlebih dahulu
dengan lubricating oil di E-13-1511 dan seterusnya disirkulasikan lagi.
II.8. Unit Instrument Air / Plant Air (IA/PA)
Udara pabrik (Plant Air/PA) adalah udara yang digunakan untuk
pelayanan umum di area pabrik. Udara instrumen (Instrument Air/IA) adalah
udara kering yang dipakai sebagai penggerak sistem instrumentasi pneumatik di
seluruh pabrik. PA dan IA diambil dari kompresor udara G-1003 di pabrik
Ammonia. Udara ditampung di dalam receiver tank (FA-1902) yang sekaligus
berfungsi untuk pelepasan air, pada tekanan 7-8 kg/cm2G. Udara yang keluar dari
receiver dibagai menjadi dua, yaitu untuk IA dan PA.
Untuk memenuhi PA, udara dari receiver dapat digunakan langsung tanpa
diolah lagi. Sedangkan untuk keperluan IA, udara dibersihkan dari kotoran, yaitu
disaring di pre-filter (FD-1901) dan dikeringkan agar terbebas dari uap air dengan
menggunakan activated alumina (desicant) yang berbentuk granular putih dengan
ukuran 2 - 4 mm, kapasitas penyerapan 250 gr H2O/kg desicant di Dryer (KA-
1902). Dryer ini beroperasi bergantian secara otomatis, satu operasi dan satu lagi
proses regenerasi (auto change over). Regenerasi diperlukan untuk
Unit Utility
32
mengembalikan activated alumina dari kondisi jenuh ke kondisi awal. Regenerasi
dilakukan dengan menurunkan tekanan secara mendadak ke tekanan atmosferis,
sehingga air yang berada di dalam activated alumina akan teruapkan dan terlepas
ke lingkungan.
Udara yang keluar Dryer kemudian disaring lagi di After Filter (FD-1902).
Udara kering dengan kandungan maksimum H2O 300 ppm pada dew point (DP)
kurang dari –30oC yang bebas dari debu dan minyak ini baru bisa digunakan
sebagai IA. Tekanan di receiver tank (FA-1902) perlu dijaga agar kebutuhan PA
dan IA dapat terpenuhi dengan baik. Bila tekanan di FA-1902 turun hingga 5,5
kg/cm2G, maka perlu dinaikkan lagi tekanannya dengan menggunakan kompresor
cadangan GB-1902 dan K-2030 A/B. Bila tekanan masih turun minimum IA 4,5
kg/cm2G, maka suplai udara PA akan tertutup dan N2 akan masuk pada line IA
(bila tekanan normal kembali, control valve pada line PA akan terbuka pelan-
pelan untuk menjaga tekanan udara tetap stabil). Syarat-syarat udara instrumen
adalah :
• Udara kering (H2O max. 300 ppm, T = 37oC)
• Bebas debu
• Bebas minyak.