Sumartono, Yolanda Vivina Mithaya (2019) Analisis Kegagalan Air Preheater pada Circulating Fluidized Bed Boiler. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Preview |
Text
2114100085_UNDERGRADUATE THESES.pdf Download (3MB) | Preview |
Abstract
Konsumsi listrik masyarakat Indonesia terus meningkat, namun tidak diimbangi dengan jumlah ketersediaan listrik yang ada. Berdasarkan data Kementerian Energi Sumber Daya dan Mineral (KESDM) pada tahun 2017, persentase rasio elektrifikasi Indonesia sebesar 92,75%. Sehingga pemerintah mengembangkan Pembangkit listrik Tenaga Uap (PLTU) berkapasitas 2 x 25 MW. PLTU ini menggunakan boiler dengan tipe Circulating Fluidized Bed (CFB) untuk menghasilkan uap yang digunakan untuk memutar turbin. Salah satu komponen utama pada CFB Boiler adalah heat recovery area (HRA). HRA memanfaatkan panas dari flue gas untuk memanaskan fluida yang mengalir pada tube yang ada. Pada penelitian ini, telah ditemukan kegagalan berupa kebocoran tube dikarenakan adanya lubang dan penipisan atau pengurangan ketebalan tube air preheater di seluruh permukaan yang melebihi batas toleransi. Sehingga tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui penyebab dan mekanisme terjadinya kegagalan air preheater pada Circulating Fluidized Bed Boiler
Tahapan pengujian pada penelitian analisis kegagalan ini dilakukan dengan melakukan pengamatan makroskopis pada spesimen dengan cara visual inspection, melakukan pengukuran spesimen, kemudian spesimen dipotong menjadi beberapa sampel untuk dilakukan pengujian metalografi untuk mengetahui struktur mikro, pengujian komposisi kimia menggunakan spektrometer dan Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) untuk mengetahui persentase komposisi penyusun spesimen, produk korosi dengan X-Ray Diffraction (XRD) untuk mengetahui senyawa dari produk korosi, dan terakhir dilakukan pengujian Scanning Electron Microscope (SEM) dan Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) untuk mengetahui karakteristik struktur mikro serta menganalisa secara kuantitatif dari presentase suatu elemen.
Dari penelitian analisis kegagalan ini diketahui bahwa kegagalan pada tube air preheater disebabkan oleh mekasisme sulfuric acid dew point corrosion. Mekanisme sulfuric acid dew point corrosion terjadi ketika sulfur berikatan dengan oksigen serta uap air membentuk gas H2SO4. Dikarenakan gas H2SO4 terkondensasi pada temperatur 153,12 0C dan berubah menjadi larutan asam sulfat, sedangkan temperatur dipermukaan luar tube adalah 116,5 0C maka terbentuklah produk korosi. Produk korosi ini terbentuk dikarenakan adanya reaksi antara larutan asam sulfat, uap air dan logam. Produk korosi yang terbentuk pada permukaan luar tube yaitu magnetite atau Fe3O4, sedangkan produk korosi yang terbentuk antara permukaan dalam tube dengan udara yaitu hematite atau Fe2O3. . Korosi yang terjadi secara kontinu dan progresif menyebabkan ketebalan tube hanya 0,73 milimeter diseluruh permukaan melebihi batas toleransi sebesar 1,35 milimeter.
================================================================================================
Indonesian electricity consumption is keep increasing. However, it is not followed by the increasing of electricity supplies. Based on Ministry of Energy and Mineral Resources (KESDM) data in 2017, Indonesia percentage of electrification ratio is 92.75%. Therefore, government developes Thermal Power Station with capacity of 2 x 25 MW. This thermal power station is using Circulating Fluidized Bed (CFB) type of boiler to produce steam to rotate the turbine. One of the main component in CFB Boiler is Heat Recovery Area (HRA). HRA utilize heat from gas flue to heaten flowing fluids in the tubes. This research has found several failure, which is tube leaking, caused by hole and reduction of the thickness if air preheater tube across all surface that surpassed tolerance limit. The purpose of this research is to finding out the cause and mechanism of air preheater in Circulating Fluidized Bed Boiler failure.
Testing steps in this failure analysis research is started by macroscopic observation of the specimen by visual inspection. Then the step followed by specimen measuring, and specimen cut into several sample to be tested using metallography test to understands the microstructure. After that chemical composition testing is done using spectrometer and Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) to obtain percentage of specimen constituent compositions and corrosion product using X-Ray Diffraction (XRD) to find the compound of the corrosion product. Last, Scanning Electron Microscope (SEM) and Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) is done to obtain microstructure charasteristics and analyze quantitatively the precentation of the elements.
This failure analysis research obtained that failure in air preheater tube is caused by sulfuric acid dew corrosion mechanism. Sulfuric acid dew corrosion mechanism is due to sulfur bonded to oxygen and water vapor, forming H2SO4 gas. This gas condensed in temperature of 153.12°C and turned into sulfate acid solution, where the tube surface temperature is 116.5°C, therefore corrosion is formed. This corrosion product is formed because of there was reaction between sulfate acid solution, water vapor, and metal. The formed corrosion product in tube outer surface is magnetite or Fe3O4, and the formed corrosion product in tube inner surface is hematite or Fe2O3. Corrosion is happened continuously and progressively, causing tube thickness only 0.35 milimeters across the surface, surpassing tolerance limits of 1.35 milimeters.
| Item Type: | Thesis (Undergraduate) |
|---|---|
| Additional Information: | RSM 621.194 Sum a-1 2019 |
| Uncontrolled Keywords: | analisa kegagalan, air preheater, cfb boiler |
| Subjects: | T Technology > TD Environmental technology. Sanitary engineering > TD899.S68 Steam power plants T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ164 Power plants--Design and construction |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis |
| Depositing User: | Yolanda Vivina Mithaya Sumartono |
| Date Deposited: | 10 May 2022 03:32 |
| Last Modified: | 10 May 2022 03:32 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/60895 |
Actions (login required)
 |
View Item |