Pendingin generator menggunakan air
generator yang beroperasi selain memproduksi energi listrik juga menghasilkan panas didalam generator. Sistem pendingin generator diperlukan untuk menyerap panas yang timbul didalam generator sehingga mencegah terjadinya panas lebih yang dapat merusak isolasi. Panas didalam generator merupakan kerugian yang menurunkan efisiensi generator. Kerugian yang menimbulkan panas didalam generator meliputi : 1. Kerugian tembaga listrik Konduktor stator dan rotor yang dilalui arus listrik mempunyai nilai tahanan tertentu. Besarna nilai tahanan ini tergantung pada panjang, luas penampang dan jenis materialnya (biasanya tembaga). Aliran arus listrik (I) yang mengalir melalui konduktor yang mempunyai tahanan (R) menimbulkan panas. Besarnya panas ditentukan oleh rumus : Panas = I2 . R ( watt) 2. Kerugian besi magnetis Kumparan rotor Generator dialiri arus sea rah yang dipasok dari eksiter sehingga menjadi magnet. Rotor yang berputar menyebabkan medan magnetnya memotong kumparan stator dan membangkitkan listrik. Tetapi tegangan juga dihasilkan didalam inti statornya sendiri (ingat ggl lawan) sehingga meningkatkan arus Eddy (arus pusar). Begitu arus mengalir melalui kumparan, arus Eddy juga timbul di dalam inti dan mengakibatkan panas. Untuk mengurangi besarnya arus Eddy yang menimbulkan panas, maka inti stator dibuat dari lembaran-lembaran plat pla t tipis yang disebut laminasi. Laminasi dibuat dari baja silikon khusus yang diisolasi satu sama lai n dengan vernis atau material isolasi lain. Bagian lain dari struktur stator juga harus diperhatikan untuk mencegah terjadinya arus Eddy. 3. Kerugian gesekan dan angin (windage) Selama rotor berputar pada kecepatan nominalnya, (3000 rpm), maka terjadi peningkatan panas karena pengaruh gesekan dan angin terhadap media yang mengelilinginya. Panas yang timbul pada item 1, tergantung dari besarnya arus yang mengalir pada kumparan atau oleh besarnya beban , sedang panas yang ditimbulkan oleh item 2 dan 3 hampir konstan tidak tergantung pada beban. Jumlah kerugian tersebut diatas harus diusahakan kecil hingga tidak lebih dari 2 % dari output Generator. Oleh karena itu sistem pendingin harus mampu mencegah kenaikan temperatur melebihi batas operasinya.
Macam-macam Macam-macam Pendingin Untuk menyerap dan membuang panas (disipasi) yang timbul didalam Generator yang sedang beroprasi dapat digunakan beberapa macam media pendingin. pendingin. Media pendingin tersebut adalah : - Udara - Hidrogen - Air
Sistem pendingin adalah suatu sistem yang menyankut tentang pendinginan suatu perlatan. Sistem pendingin dmaksudkan untuk mengurangi panas berlebih dari suatu peralatan agar peralatan tersebut tiak cepat rusak. Dalam sistem pendingin ada beberapa media yang digunakan untuk pendinginan yaitu :
a. Air Air berfungsi sebagai media pertukaran panas dengan oli. Sistem pendinginan air bersirkulasi ini berfungsi untuk menjaga suhu oli sesuai dengan temperatur kerjanya. Sistem pendingin air (water cooling system) merupakan sistem pendingin dengan tingkat kegagalan sangat rendah. Pendinginan dengan air Keuntungan : - Kerapatannya tinggi ( 4545 lebih besar dari H2 ) - Daya hantar panasnya tinggi ( 3,139 ) - Koefisien perpindahan panas tinggi ( 13,7 ) Kerugian : - Rumit konstruksi dan operasinya - Kondisi kimia air harus terkontrol - Memungkinkan air merembes ke sisi gas
Telah disebutkan bahwa untuk generator yang besar maka fungsi pendinginan harus efektif, Karena keluaran generator terutama dibatasi oleh panas a kibat rugi-rugi pada kumparan rotor dan stator. Dalam hal pendinginan, secara praktis udara digunakan untuk generator sampai 50 MVA, untuk generator 35 MVA s/d 250 MVA menggunakan pendingin hidrogen cara konvensional (convensional hydrogen-cooling) dan untuk generator diatas kapasitas 160 MVA digunakan pendingin Hidrogen cara langsung (hydrogen inner-cooling). Sedangkan pada generator yang sangat besar, diatas 650 MVA, pendinginan efektif diperoleh dengan mengembangkan pendingin hidrogen cara langsung. Dimana cara yang terakhir ini dilakukan dengan memberi tekanan pada celah rotor (pressurized-gap-cooling). Sedangkan kumparan stator berpendingin air. Beberapa faktor yang membuat air menjadi coolant yang baik adalah : 1. Sangar berlimpah dan tidak mahal. 2. Dapat ditangani dengan mudah dan aman digunakan. 3. Dapat membawa panas per unit volume dalam jumlah yang besar. 4. Tidak mengembang ataupun menyusut (volumenya) pada perubahan suhu dalam range normal. 5. Tidak terdekomposisi.
Beberapa parameter penting dalam sistem air pendingin : 1. Konduktivitas mengindikasikan jumlah dissolved mineral dalam air. 2. pH, menunjukkan indikasi dari tingkat keasaman atau kebasaan dari air. 3. Alkalinitas, berupa ion carbonate (CO 3-2) dan ion bicarbonate (HCO3-). 4. Hardness / kesadahan, menunjukkan jumlah ion calcium dan magnesium yang ada dalam air. Pada umumnya air digunakan sebagai media pendingin karena faktor-faktor sebagai berikut: 1.Air merupakan malcri yang dapat diperoleh dalam jumlah besar. 2.Mudah dalam pcngaturan dan pengolahan. 3.Menyerap panas yang relatif tinggi persatuan volume. 4.Tidak mudah menyusut secara berarti dalam batasan dengan adanya perubahan temperatur pendingin. 5.Tidak terdekomposisi. Adapun syarat-syarat air yang digunakan sebagai media pendingin: 1.Jernih, maksudnya air harus bersih, tidak terdapat partikel-parlikel kasar yaitu batu, krikil atau partikel-partikel halus seperti pasir, tanah dan lumut yang dapat menyebabkan air kotor. 2.Tidak menyebabkan korosi. 3.Tidak menyebabkan fouling , fouling disebabkan oleh kotoran yang terikut saat air masuk unit pengolahan air seperti pasir, mikroba dan zat-zat organik. Berikut ini adalah standar industri terhadap air pendingin yang digunakan: Kadar Maksimum No. Jenis Air Limbah Parameter Metode Pengukuran (mg/L) Standard Method 4500Residu Klorin 2 Cl 1. Air Pendingin Karbon Organik SNI-06-6989.28-2005 5 Total atau APHA 5310 Tabel 1.1: Standar Industri Terhadap Air Pendingin (KEP-49/MENLH/11/2010) Secara umum, industri menerapkan parameter air pendingin ialah sebagai berikut:
Tabel 1.2: Parameter Air Pendingin (Setiadi, 2007) Ada tiga system air pendingin yang biasa digunakan di industri yaitu : 1. Once through.system 2. Open evaporative recirculating. 3. Closed non-evaporative recirculating. Masalah dalam Air Pendingin Permasalahan pada air pendingin, apabila tidak dikontrol dengan baik, akan menimbulkan efek negatif pada keseluruhan proses atau operasi. Contohnya meningkatkan biaya perawatan, perbaikan peralatan, frekuensi shutdown lebih sering (untuk cleaning), mengurangi efisiensi transfer panas, menimbulkan pemborosan bahan bakar untuk power plant , dan lain-lain. Beberapa permasalahan umum pada air pendingin, adalah sebagai berikut: Korosi Korosi adalah proses elektrokimia dimana logam kembali ke bentuk alaminya sebagai oksida. Beberapa tipe korosi yang sering terjadi antara lain general attack, pitting, dan galvanic attack . Kerugian yang ditimbulkan oleh korosi pada sistem air pendingin adalah penyumbatan dan kerusakan pada sistem perpipaan. Kontaminasi produk yang diinginkan karena adanya kebocoran-kebocoran, dan menurunnya efisiensi perpindahan panas. Scale Scale adalah lapisan padat dari material inorganik yang terbentuk karena pengendapan. Beberapa scale yang sering terjadi berupa calcium carbonat, calcium phosphate, magnesium silicate, dan silica Fouling Fouling adalah akumulasi dari material solid yang berbeda dari scale. Fouling dapat dikendalikan secara mekanikal atau dengan menggunakan pengolahan kimia. Biological Contamination Biological contamination adalah pertumbuhan tidak terkontrol dari mikroba yang dapat menimbulkan pembentukan deposit, fouling, corrosion, dan scale.
