Kenalan Dengan pH Air Pembangkit

Pendahuluan

Dalam sistem pembangkit listrik tenaga uap, kualitas air menjadi penentu utama keandalan dan umur panjang peralatan. Salah satu parameter yang tampak sederhana namun sangat krusial adalah pH—ukuran keasaman atau kebasaan air. Meskipun sering dianggap sebagai angka kecil di layar monitor, penyimpangan sedikit saja dari nilai idealnya dapat menimbulkan konsekuensi besar: korosi, kerak, hingga kerusakan total sistem.

Artikel ini mengajak pembaca mengenal lebih dekat peran pH dalam sistem air-uap pembangkit, memahami batas operasionalnya, dampak penyimpangan nilai pH, serta studi kasus nyata dan peran laboratorium kimia dalam mengelolanya.

Kenalan dengan pH Air

pH (potential of hydrogen) adalah skala yang digunakan untuk menunjukkan tingkat keasaman atau kebasaan suatu larutan. Dalam konteks sistem air dan uap di pembangkit listrik, pH tidak hanya sekadar angka—ia mencerminkan kondisi kimia yang memengaruhi stabilitas operasional seluruh sistem.

Secara teknis, pH memengaruhi:

Solubilitas logam
Laju reaksi kimia
Efektivitas bahan kimia treatment (seperti fosfat, amonia, hidrazin)
Stabilitas endapan atau kerak

Karena air bersih pada dasarnya bersifat netral (pH 7), dalam sistem pembangkit air harus dimodifikasi menjadi sedikit basa agar dapat melindungi permukaan logam dari korosi, terutama pada tekanan dan temperatur tinggi.

Batasan Operasi

Setiap bagian dari sistem air dan uap pada pembangkit memiliki rentang pH ideal yang ditentukan berdasarkan material konstruksi, tekanan operasi, serta desain siklus kimia yang digunakan (fosfat, AVT, atau lainnya). Batasan pH ini sangat penting untuk menjaga kestabilan operasi, mencegah korosi, dan menghindari terbentuknya endapan.

Mengacu pada pedoman dari EPRI Technical Report 1025310 – “Cycle Chemistry Guidelines for Fossil Plants: Phosphate Treatment for Drum Units”, serta referensi pendukung dari dokumen teknis EPRI lainnya, nilai pH ideal pada beberapa titik kritis sistem adalah sebagai berikut:

Boiler drum tekanan tinggi: pH 9,0 – 10,5
(tergantung tekanan operasi dan strategi pengkondisian, seperti coordinated atau congruent phosphate)
Condensate dan Feedwater (Non-Copper Alloy System): pH 8,8 – 9,5
(dengan AVT [All Volatile Treatment] menggunakan ammonia atau amina sebagai alkalizing agent)
Cooling Water System (Sistem Terbuka): pH 6,5 – 9,0
(berdasarkan pedoman umum pengolahan air pendingin untuk menghindari korosi dan scaling)

Penyimpangan dari rentang ini dapat menyebabkan peningkatan laju korosi, pengendapan senyawa fosfat, atau bahkan kerusakan peralatan akibat pH yang terlalu rendah atau terlalu tinggi. Oleh karena itu, pemantauan dan penyesuaian pH secara berkala menjadi krusial dalam menjaga integritas sistem.

Selain mengacu pada standar internasional seperti EPRI, manual book pembangkit, instruksi kerja internal, dan best practice di lapangan juga menjadi referensi penting yang disesuaikan dengan kondisi aktual masing-masing unit. Pendekatan ini membantu memastikan bahwa kontrol pH tidak hanya sesuai teori, tetapi juga efektif secara praktis dalam konteks operasional nyata.

Dampak

Penyimpangan pH, sekecil apapun, dapat menyebabkan konsekuensi serius, di antaranya:

pH Terlalu Rendah (<8,5)
→ Air menjadi lebih asam → meningkatkan korosi pada permukaan logam seperti pipa, HP heater, dan boiler tube.
→ Risiko kerusakan condensate pump dan HP feedwater pump karena kontaminasi logam berat.
pH Terlalu Tinggi (>10,5)
→ Air terlalu basa → memicu endapan fosfat dan senyawa lain pada permukaan logam.
→ Potensi carry over di boiler drum meningkat → menurunkan efisiensi turbin.

Kerusakan akibat ketidakseimbangan pH umumnya tidak langsung terlihat, namun akumulatif dan sering terlambat disadari hingga muncul gangguan signifikan seperti turbine pitting, tuberupture, atau kerugian downtime akibat kebocoran heat exchanger.

Studi Kasus

Studi Kasus Penurunan pH pada Sistem Feedwater Tekanan Menengah

Kondisi Awal
Pada salah satu unit pembangkit dengan sistem drum boiler bertekanan menengah (sekitar 45–60 bar), terjadi penurunan nilai pH feedwater dari 9,2 ke 8,4 yang berlangsung selama 3 hari berturut-turut. Investigasi awal menunjukkan bahwa penyebab utama adalah penurunan aliran injeksi ammonia akibat gangguan pada dosing pump.

Dampak yang Terjadi
Penurunan pH ini berdampak signifikan terhadap kondisi metalurgi sistem air-uap. Terpantau:

Kadar besi (Fe) di condensate naik hingga 15 ppb, melebihi batas normal <5 ppb untuk sistem tekanan menengah (mengacu pada EPRI Technical Report 1004935, Vol. 1, Feedwater and Boiler System Chemistry Guidelines).
Terlihat endapan korosi berwarna cokelat pada strainer pompa kondensat, indikasi terlarutnya oksida besi dari pipa akibat kondisi asam.

Tindakan Korektif yang Dilakukan
Berikut langkah teknis yang segera diambil untuk memulihkan kondisi kimia:

Meningkatkan dosis ammonia secara bertahap hingga mencapai set point target pH 9,1–9,3.
Melakukan verifikasi pH di dua titik sampling berbeda (di outlet dearator dan inlet boiler feed pump) untuk memastikan distribusi kimia yang merata.
Monitoring parameter kritis (pH, Fe, dan konduktivitas) dilakukan setiap 4 jam menggunakan alat portabel dan data trending SIWATER PRO.
Inspeksi visual di area rawan korosi dilakukan saat shift pergantian untuk memastikan tidak ada progresifitas korosi lokal.

Hasil Evaluasi
Setelah 48 jam tindakan korektif:

pH feedwater kembali stabil di angka 9,1.
Kadar besi turun menjadi 4,2 ppb.
Korosi visual tidak menunjukkan peningkatan.
Kinerja dosing pump dikalibrasi ulang dan dijadwalkan untuk perawatan berkala.

Dasar Acuan Teknis:
Seluruh tindakan korektif mengacu pada pedoman EPRI Feedwater and Boiler System Chemistry Guidelines (TR-1004935, Vol. 1) dan EPRI Cycle Chemistry Guidelines for Fossil Plants. Dalam standar tersebut, pH feedwater untuk sistem tekanan menengah dianjurkan berada pada kisaran 9,1–9,3 untuk mengoptimalkan perlindungan dari korosi, terutama pada baja karbon.

Peran Lab Kimia & SIWATER

Pengendalian pH tidak mungkin berjalan efektif tanpa kolaborasi antar-bidang, terutama Laboratorium Kimia sebagai garda depan monitoring kualitas air. Lab bertanggung jawab atas:

Verifikasi hasil pH secara manual (pengukuran langsung)
Verifikasi alat online pH analyzer
Pengawasan konsistensi injeksi chemical

Kini, dengan hadirnya SIWATER PRO, pemantauan pH menjadi lebih cepat, transparan, dan akurat. SIWATER memungkinkan:

Deteksi dini anomali pH melalui grafik tren
Alarm jika pH menyimpang dari batas aman
Integrasi logsheet pH harian & online analyzer dalam satu dashboard

Dengan SIWATER, keputusan untuk tindakan korektif dapat diambil lebih cepat, bahkan sebelum kerusakan muncul.

Penutup

pH mungkin hanya sebuah angka kecil, tetapi di dunia pembangkitan tenaga listrik, ia memegang peran besar sebagai penjaga stabilitas sistem air dan uap. Pengabaian terhadap parameter ini bisa berujung pada kerugian operasional yang signifikan.

Dengan pemahaman teknis yang baik, referensi standar seperti EPRI, manual book pembangkit, serta penggunaan tools digital seperti SIWATER, pengendalian pH kini tidak lagi reaktif—melainkan proaktif dan berbasis data.