LABORATORIUM PRAKTIKUM TEKNIK PERAWATAN SEMESTER GANJIL TAHUN AJARAN 2013/2014 MODUL
: Cooling Tower
PEMBIMBING : Dr. Ir. Ahmad Rifandi, M.Sc
Praktikum
: 28 Oktober2013
Penyerahan : 4 November 2013 (Laporan)
Oleh : Kelompok
:X
Nama
: 1.RizkiMochammad R 2. VoninurtiSeptiani
,111424027 ,111424028
3. WildaRahma F
Kelas
,111424029
: 3A-TKPB
PROGRAM STUDI DIPLOMA IV TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2013
COOLING TOWER
I. LATAR BELAKANG Pada
unit
pendingin
biasanyamenggunakankondensordenganpendingin
yang air.Hal
berkapasitasbesar,
inidisebabkankarena
factor
ekonomis.Untukitudiperlukanalatbantusirkulasi air yang disebutmenarapendingin (cooling tower).
Alatiniberfungsiuntukmendinginkan
air
panans
yang
berasaldarikondensordanmensirkulasikannyakembalikemenarapendingin.Menarapendinginmerup akansuatuperlatan
yang
digunakanuntukmenurunkansuhualiran
dengancaramenyerappanasdari
air
danmengemisikannyakeatmosfir.
Menarapendinginmenggunakanpenguapandimanasebagianair
diuapkankealiranudara
bergerakdankemudiandibuangkeatmosfir.Menarapendinginmampumenurunkansuhu lebihdariperlatan-peralatanperpindahanpanas hanyamenggunakanudarauntukmembuangpanas,
air
yang seperti
lain radiator
danolehkarenaitubiayanyalebihefektifdanefisien.
Gambar 1. Diagram skematik sistim menara pendingin
yang air yang
dalammobil,
II. TUJUAN 1. Mengerticarakerjadari system menarapendingin (cooling tower). 2. Mengerticarakerjamasing-masingkomponenmenarapendingin. 3. Melakukanperawatandanperbaikanringan. 4. Mengetahuikondisi/
kinerja
cooling
tower
denganmengukur
variable-
variabeloperasiuntukmengetahuipenyimpangandarikondisi normal. 5. Mampumemberikansolusiperawatandanperbaikan.
III. DASAR TEORI Komponen-komponen dari Cooling tower adalah: 1. Rangka dan casing Hampir semua menara memiliki rangka berstruktur yang menunjang tutup luar (wadah/casing), motor, fan, dan komponen lainnya. Dengan rancangan yang lebih kecil, seperti unit fiber glass, wadahnya dapat menjadi rangka. 2. Bahan pengisi Terdapat dua jenis bahan pengisi, yakni:
Bahan pengisi berbentuk percikan/splash fill: air jatuh bdi atas lapisan yang berurut dari batang pemercik horizontal, secara terus-menerus pecah menjadi tetesan yang lebih kecil, sambil membasahi permukaan bahan pengisi. Bahan pengisi percikan dari plastic memberikan perpindahan panas yang lebih baik daripada bahan pengisi percikan dari kayu.
Bahan pengisi berbentuk film: terdiri dari permukaan plastic uang yipis dengan jarak yang berdekatan dimana di atasnya terdapat semprotan air, membentuk lapisan film yang tipis dan melakukan kontak dengan udara. Permukaannya dapat berbentuk datar bergelombang, berlekuk, atau pola lainnya. Jenis bahan pengisi film lebih efisien dan memberi perpindahan panas yang sama dalam volume yang lebih kecil daripada bahan pengisi jenis splash.
3. Kolam air dingin Kolam air dingin terletak pada atau dekat bagian bawah menara, dan menerima air dingin yang mengalir turun melalui menara dan bahan pengisi. Kolam biasanyamemiliki sebuah lubang atau titik terendah untuk pengeluaran air dingin. 4. Drift eliminators Alat ini menanglap tetesan air yang terjebak dalam aliran udara agar tidak hilang ke atmosfir. 5. Saluran udara masuk
Ini adalah titik masuk bagi udara menuju menara. Saluran masuk ini dapat berada pada seluruh sisi menara. 6. Louvers Kegunaan louvers adalah untuk menyamakan aliran udara ke bahan pengisi dan menahan air dalam menara. 7. Nosel Alat ini menyemprotkan air untuk membasahi bahan pengisi. 8. Fan Fan aksial (jenis baling-baling) dan sentrifugal keduanya digunakan di dalam menara. Fan ini disesuaikan untuk mengirim aliran udara yang dikehendaki . Beberapa istilah yang digunakan dalam cooling tower ini adalah :
Drift: droplet air yang terbawa oleh udara keluar dari cooling tower. Droplet drift ini mempunyai konsentrasi yang murni sama seperti air yang msuk ke tower. Kecepatan drift secara khusus diturunkan dengan menggunakan alat seperti baffle, yang disebut dengan drift eliminator, udara mengalir setelah meninggalkan daerah fill dan spray tower.
Blow out: droplet air keluar cooling tower dengan memutar, secara umum pada aliran udara masuk yang terbuka. Air juga dapat hilang, tidak memutar, melalui deburan atau misting. Alatnya seperti wind server, louver, splash deflector. Dan water diverter yang digunakan untuk membatasi kehilangan ini.
Plume: aliran udara keluar yang jatuh meninggalkan cooling tower. Plume ini terlihat ketika air menguap yang mengandung kondensat yang kontak dengan pendingin air.
Blow down: bagian mensirkulasi aliran air yang keluar untuk mempertahankan atau mempertahankan junlah padatan terlarut dan yang murni lainnya pada level yang sesuai.
Leaching: menghilangkan bahan kimia pengawet kayu dengan mencucinya pada air yang mengalir melalui cooling tower berstruktur kayu.
Noise: pancaran bunyi yang sangat kuat dari cooling tower dan catatan yang yang diberikan dari jarak arahnya. Bunyi dibangkitkan dengan air yang jatuh, gerak air dari kipas, daun kipas yang bergerak didalam struktur, dan motor, gearbox atau sabuk penggerak. Cooling tower ini berfungsi untuk melepaskan panas air yang keluar dari kondensor agar air dapat diresirkulasi atau dikeluarkan dan digunakan kembali. Major Components 1.
Cooling Tower(Supply) Basin
Air disediakan dari pemecatan Berputar-Putar Sistem Penyediaan Air [bagi/kepada] suatu Kolom/Dok/Bak Distribusi, dari yang mana Pompa Menara Pendingin mengambil suatu pengisapan. 2.
Cooling Tower Pumps Pompa [yang] besar ini menyediakan air pada (di) atas 100,000 galon per menit [bagi/kepada] satu atau lebih Menara Pendingin. Masing-Masing pompa pada umumnya (di) atas 15 kaki dalam. Motor Perakitan mungkin (adalah) 8 [bagi/kepada] 10 kaki tinggi. Total permintaan elektrik dari semua Menara Pendingin pompa mungkin (adalah) sebanyak . seperti 5% tentang keluaran yang elektrik setasiun [itu].
PRINSIP KERJA COOLING TOWER Air panas yang masuk pada bagian atas cooling tower didistribuskan secara merata didalam rumah cooling tower, lalu akan jatuh kebawah dikarenakan gaya gravitasi atau pancaran air diarahkan ke bawah. Air yang masuk dan udara melalui filling arahnya searah. Disana terjadi perpindahan panas dan perpindahan massa, dimana perpindahan panas dan perpindahan massa terjadi dari air ke udara. Udara yang banyak memiliki kandungan air(jenuh) disirkulasikan dengan kipas sehingga udara yang belum jenuh masuk ke rumah cooling tower. Air dingin yang ditampung di bak penampung digunakan kembali. Dalam proses ini, terjadi penghilangan air karena terjadi penguapan. Sehingga harus diberi masukan air tambahan (make up water). Air dingin yang dihasilkan dilewatkan melalui saringan agar kotoran-kotoran atau padatan-padatan mineral tertahan dan tidak melewati alat lainnya. TIPE-TIPE COOLING TOWER Cooling tower dimasukan kedalam dua subdivisi utama, yaitu : 1. Natural draft atau atmospheric Cooling tower jenis ini menggunakan cerobong asap beton yang sangat besar untuk memasukan udara melalui media. Dikarenakan ukuran tower yang besar (tinggi 500 kaki dan diameter dasarnya 400 kaki) maka secara umum digunakan untuk laju alir diatas 200000 gal/menit. Biasanya jenis tower ini digunakan untuk menghasilkan daya di Amerika Serikat. Jenis ini tidak menggunakan kipas untuk mengahsilkan aliran udaranya, udara diperoleh dari aliran induksi natural atau alami dari spray tekanan.
2. Mechanical draft Cooling tower jenis ini paling banyak digunakan. Tower ini menggunakan kipas besar untuk mengambil udara melalui sirkulasi air. Air mengalir kebawah diatas permukaan fill yang membantu meningkatkan panas antara air dan udara.Cooling tower jenis Mechanical Draft dibagi menjadi dua macam yaitu :
Forced Draft Tower jenis ini mempunyai kipas, basin, dan pipa yang diletakan didalam struktur tower. Pada jenis ini , kipas diletakan dibagian bawah atau dasar. Tidak ada celah pada dinding bagian luarnya. Struktur baja atau susunan kayu tertutupi dengan panel yang terbuat dari aluminium, galvanized baja, atau asbestos cemnent board. Selama operasi kipas mengahsilkan udara pada kecepatan rendah secara horizontal melalui packing dan kemudian secara vertical berlawanan dengan aliran air yang kebawah yang terjadi pada sisi kipas. Drift eliminator diletakan pada atas tower yang melepaskan air yang masuk ke udara. Vibrasi dan noise dikurangi ketikan alat berputar yang terbuat dari pondasi padat (solid). Kipas ini sering mengatasi dry air atau keringnya udara, pengurangan erosi, dan masalah kondensasi air.
Induced Draft Tower jenis ini terdiri dari 2 macam yaitu : 1. Counterflow 2. Crossflow Jenis counterflow dan crossflow ini selain dimasukan kedalam induced draft juga dapat dimasukan kedalam karakteristik cooling tower berdasarkan aliran udaranya.
Counterflow
Pada tower counterflow ini, udara bergerak naik secra vertical melalui fill, berlawanan dengan jatuhnya air. Dikarenakan keperluan pemasukan yang tinggi dan daya hisap yang penuh, penggunaan system spray bertekanan tinggi, tekanan udara yang hilang besar, maka beberapa counterflow tower kecil yang secara fisik lebih tinggi, memerlukan lebih banyak pompa, dan menggunakan lebih banyak kipas dibandingkan crossflow. Pada counterflow tower yang lebih besar, penggunaan system distribusi bertekanan rendah gravity-releated, ditambah dengan ketersediaan
daerah masukan dan daerah plenum untuk pengaturan udara, menyebabkan perawatan yang sangat diperlukan.
Crossflow
Tower jenis ini mempunyai fill konfigurasi yang aliran udaranya mengalir secara horizontal, air yang akan didinginkan dialirkan kedalam kolom masukan air panas yang diletakan dibagian atas fill, dan didistribusikan ke fill secara gravitasi melalui lubang orificies didasar basin. Cooling tower jenis crossflow ini terdiri atas 3 macam, yaitu double flow, single flow, spray filled
IV.
DATA PENGAMATAN
Komponen
Nama Komponen
Keterangan
Berfungsi untuk menyemprotkan Nozel
air sehingga akan mengalir melalui bahan pengisi
Media yang digunakan untuk Bahan Pengisi
memperluas kontak antara air dengan udara, sehingga perpindahan panasnya akan lebih baik
Berfungsi untuk mensirkulasikan Fan
udara yang ada pada cooling tower
Rangka berstruktur yang Casing
menunjang tutup luar (wadah / casing), motor, fan, dan komponen lainnya
Kolam Penampung Air
Berfungsi untuk menampung air yang menetes dari bagian bahan pengisi yang telah kontak dengan udara
Pipa ini digunakan untuk Pipa
mengeluarkan air yang ada di
Blowdown
dalam cooling tower atau untuk menguras cooling tower
Pipa ini berfungsi untuk Pipa
mencegah kelebihan air yang ada
Overflow
pada bak penampung air cooling tower
Pipa Air Hangat (inlet cooling tower)
Pipa Air dingin (Outlet cooling tower)
Pipa ini mengalirkan air dari hasil proses pertukaran panas diperalatan proses. Air inilah yang akan didinginkan pada cooling tower.
Pipa ini mengalirkan air yang telah didinginkan di cooling tower, dan siap untuk disirkulasikan kembali menuju peralatan penukar panas yang ada di proses.
Berfungsi untuk mensirkulasikan Pompa
air yang ada pada sistem perpipaan cooling tower
Tangki
Tangki ini berfungsi untuk
penampung
menampung air yang telah
air dingin
diproses di cooling tower.
V.
PEMBAHASAN Cooling tower merupakan alat yang berfungsi untuk mendinginkan air panas yang berasal
dari kondensor yang akan disirkulasikan lagi ke cooling tower. Pada praktikum kali ini, kami melakukan praktikum perawatan terhadap cooling tower.Perawatan ini bertujuan agar umur dari cooling tower menjadi lebih panjang dan menjaga ketahanan dari komponen-komponennya. Masalah yang sering muncul pada menara pendingin adalah munculnya kerak, korosi, adanya mikroorganisme lain, dan lumpur. Pada cooling tower yang ada di Gedung TKA terdapat beberapa masalah di antaranya terdapatnya mikroorganisme seperti lumut dan katak juga munculnya korosi pada pipa saluran air panas. Mikroorganisme tersebut muncul karena sistem pendingin air biasanya menggunakan sirkulasi dimana kontak dengan udara adalah hal yang utama dalam transfer panas, hal ini memungkinan kontak yang sangat besar dengan spora algae, jamur dan bakteri (mikroorganisma ) dari udara. Sedangkan korosi yang merupakan proses oksidasi terjadi karena adanya kontak dari ion Fe di dalam air dengan oksigen. Perawatan cooling tower pada prinsipnya adalah perawatan sistem pendingin, mulai dari tandon air, perpipaan, cooling tower sampai pada cooling point ( pendingin alat produksi ). Perawatan dengan bahan kimia harus diperhatikan aspek keseimbangan antara mencegah pembentukan kerak dengan keberhasilan menahan atau mencegah terbentuknya korosi. Penentuan dosis chemical didasar pada total volume sistem, make up air yang dikonsumsi, jenis cooling tower, tata letak dan system perpipaan serta analisa air yang dipakai. Adakalanya terbentuk endapan yang berlebihan, hal ini terjadi karena kondisi solid dalam air yang terlalu tinggi. Bila pembentukan lumpur terbentuk pada sistem terbuka pada bagian sisi dari cooling tower, maka perawatan cukup dengan membersihkan lumpur yang mengendap secara manual. Mikroorganisme dihambat dengan memberikan chemical yang dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme tersebut.
VI.
KESIMPULAN
1. Cooling Tower yang digunakan di Lab. PILOT PLANT POLBAN merupakan sistem tertutup. 2. Adanya Korosi dan kerak pada komponen Cooling tower disebabkan karena adanya kandungan ion-ion seperti Fe2+,Ca2+,dan Mg2+. 3.
DAFTAR PUSTAKA
Subiyanto, Gatot. 2006. TeknikPerawatan. Bandung : Politeknik Negeri Bandung. Walas, Stanley M. 1988. Chemical Process Equipment. Butterworth Publisher http://kynas-coating.com/seputar-korosi/38-water-treatment-maintenance-system-for-cooling tower.html http://7sinners.blogspot.com/2010_05_01_archive.html http://langkahpetualang.wordpress.com/2009/09/07/cooling-tower/
