BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Alat Alat penu penuka karr kalo kalorr meru merupa paka kan n sala salah h satu satu cara cara yang yang dite ditemp mpuh uh untu untuk k meningkatkan efisiensi thermal. thermal. Adapun beberapa jenis alat penukar kalor yang digunakan adalah Superheater, Ekonomizer, Feed Water Heater, kondensor, Heat Exchanger Exchanger dan dan lain sebagainya. Kond Konden ensor sor adalah adalah alat alat pada pada siste sistem m refri refrige geras rasii yang yang digun digunak akan an untu untuk k melepaskan kalor. Untuk melepaskan kalor yang dibawa oleh air dari kondensor di dalam sistem refrigerasi digunakan sebuah menara pendingin. Menara Menara pendin pendingin gin mending mendinginka inkan n air dengan dengan mengo mengontak ntakkan kan air tersebu tersebutt deng dengan an udar udara. a. Air Air masu masuk k ke bagi bagian an punc puncak ak dari dari mena menara ra pend pendin ingi gin n dan dan didistribusikan ke bagian bafel-bafel ( packing yang packing yang terbuat dari kayu) yang tepat berada bawah pendistribusi pendistribusi tersebut. tersebut. Luas permukaan permukaan air yang besar dibentuk dibentuk dengan dengan memercikkan air ke bawah dari satu bafel ke bafel yang lainnya. Bafel atau bahan pengisi pengisi biasanya terbuat dari kayu. Sebuah Sebuah menara pendingin pendingin dapat mending mendinginka inkan n air yang yang melewat melewatinya inya mendek mendekati ati tempera temperatur tur wet wet bulb bulb udara sekeliling. Menara pendingin ( bahasa Inggris: Inggris: cooling tower ) adalah adalah alat penghila penghilang ng panas yang digunakan untuk memindahkan kalor buangan ke atmosfer . Menara pendingin pendingin dapat menggunak menggunakan an penguapan air atau air atau hanya menggunakan udara saja untu untuk k
mend mendin ingi gink nkan anny nya. a.
Mena Menara ra
pend pendin ingi gin n
umum umumny nyaa
digu diguna naka kan n
untu untuk k
mend mending ingink inkan an air yang yang dialir dialirka kan n pada pada kilang kilang minyak minyak , pabrik pabrik kimia kimia,, pusat pembangkit pembangkit listrik, dan pendinginan gedung. Menara yang digunakan bervariasi dalam ukurannya.
Cooling tower
Page IV-1
1.2 Tujuan Penyusunan Adapun tujuan penyusunan dalam makalah ini adalah untuk mempelajari atau mengetahui karateristik dari cooling tower .
1.3 Permasalahan a. Mengetahui dan memahami jenis-jenis dari cooling tower b. Mengetahui dan memahami sistem kerja dari cooling tower c. Mengetahui dan memahami bagian-bagian atau komponen dari cooling
tower d. Mengetahui dan memahami perawatan umum pada cooling tower beserta
komponennya.
1.4 Batasan Masalah Makalah Makalah ini membahas membahas tentang jenis-jenis jenis-jenis mencakup mencakup jenis-jenis dari Cooling
Tower , Sist Sistem em kerj kerjaa dari dari Cooling Cooling Tower Tower , bagianbagian-bag bagian ian atau kompon komponen en dari dari Cooling Tower , serta perawatan umum Cooling Tower beserta beserta kompo komponenny nennya. a.
1.5 Metode Penyusunan Metode penyusunan yang digunakan penyusun untuk mendapatkan informasi maupun data dalam penyusunan makalah ini adalah dengan dua metode, yaitu : a. Studi Studi Lapan Lapangan gan atau atau Survey Survey Suatu Suatu cara pengum pengumpul pulan an data data dengan dengan mengada mengadakan kan survey survey langsung langsung ke lapangan yakni melihat kondisi cooling tower secara tower secara langsung. b. Studi Kepustak Kepustakaan aan
Cooling tower
Page IV-2
1.2 Tujuan Penyusunan Adapun tujuan penyusunan dalam makalah ini adalah untuk mempelajari atau mengetahui karateristik dari cooling tower .
1.3 Permasalahan a. Mengetahui dan memahami jenis-jenis dari cooling tower b. Mengetahui dan memahami sistem kerja dari cooling tower c. Mengetahui dan memahami bagian-bagian atau komponen dari cooling
tower d. Mengetahui dan memahami perawatan umum pada cooling tower beserta
komponennya.
1.4 Batasan Masalah Makalah Makalah ini membahas membahas tentang jenis-jenis jenis-jenis mencakup mencakup jenis-jenis dari Cooling
Tower , Sist Sistem em kerj kerjaa dari dari Cooling Cooling Tower Tower , bagianbagian-bag bagian ian atau kompon komponen en dari dari Cooling Tower , serta perawatan umum Cooling Tower beserta beserta kompo komponenny nennya. a.
1.5 Metode Penyusunan Metode penyusunan yang digunakan penyusun untuk mendapatkan informasi maupun data dalam penyusunan makalah ini adalah dengan dua metode, yaitu : a. Studi Studi Lapan Lapangan gan atau atau Survey Survey Suatu Suatu cara pengum pengumpul pulan an data data dengan dengan mengada mengadakan kan survey survey langsung langsung ke lapangan yakni melihat kondisi cooling tower secara tower secara langsung. b. Studi Kepustak Kepustakaan aan
Cooling tower
Page IV-2
Suatu Suatu cara cara pengump pengumpula ulan n data data melalu melaluii perpust perpustaka akaan, an, buku, buku, majalah majalah,, dan internet yang berhubungan dengan judul yang tertulis.
1.6
Sistematika Penyusunan Adapun sistematika penyusunan penyusunan dalam penyusunan penyusunan makalah ini adalah dimulai
dari bab I sampai dengan bab 4, yaitu :
BAB I PENDAHULUAN Pada bab pendahuluan ini penyusun menjelaskan tentang latar belakang alat penghilang panas yaitu cooling cooling tower . Adapun Adapun
bab bab ini melipu meliputi ti : latar latar belak belakan ang, g, tujua tujuan n
penyusunan, penyusunan, permasalahan, permasalahan, batasan batasan masalah, metode penyusunan, penyusunan, dan sistematika sistematika penyusunan. penyusunan.
BAB II ISI Pada bab Isi ini penyusun menjelaskan lebih terperinci tentang cooling tower sehingga tower sehingga lebih mudah dalam memahaminya memahaminya (berisi tentang pembahasan pembahasan permasalahan). permasalahan). Dalam bab ini mencakup mencakup jenis-jenis dari Cooling Tower , Sistem kerja dari Cooling Tower ,
bagian-bagian bagian-bagian atau komponen komponen dari Cooling Tower , serta perawatan umum Cooling Tower beserta beserta kompo komponennya nennya..
BAB III PEMBAHASAN Pada bab ini berisi tentang pembahasan dari keseluruhan materi yang telah diuraikan.
BAB V KESIMPULAN
Cooling tower
Page IV-3
Dalam bab ini akan mencakup inti-inti dari bab-bab sebelumnya.
BAB II ISI
2.1
Jenis-jenis dari Cooling Tower
Cooling tower
Page IV-4
Jenis cooling tower dapat dibedakan berdasarkan pada aliran udara yang melewati packing . Terdapat beberapa jenis cooling tower , yaitu : •
Jenis atmosferik
•
Jenis mechanical draft
Perbandingan antara luasan tanah yang diperlukan dengan beberapa tipe dari pendingin air untuk beban panas yang sama yaitu : Cooling pond
1000
Spray filled tower
15
Wood filled tower
4
Mechanical draft conterflow 1,5 Mechanical draft crossflow
1 sampai 2
2.1.1 Jenis Atmosferik
Merupakan jenis cooling tower yang paling sederhana. Jenis cooling tower ini sangat bergantung pada kondisi udara atmosfer yang bertiup secara horizontal serta bergantung pada kondisi cuaca. Dengan demikian cooling tower ini sebaiknya ditempatkan pada lokasi yang cukup terbuka luas. Jenis cooling tower ini memiliki beberapa tipe, yaitu : a. Cooling ponds Cooling ponds adalah suatu cara pendinginan air yang sederhana, mudah dan murah tetapi sangat tidak efisien dalam perpindahan panasnya. Tipe ini mempunyai kolom ( ponds) yang besar. Sehingga memerlukan luasan tanah yang besar. Proses perpindahan panas terjadi pada permukaan air dengan cara kontak langsung antara air dengan udara.
Cooling tower
Page IV-5
Udara
Udara Air Basin Gb. 4.2-1. Cooling ponds
b. Spray filled tower Jenis menara ini cukup tinggi dan mempunyai louvers dimana udara yang bergerak, melalui menara pendingin dalam arah mendatar saling berpotongan dengan aliran air yang disemprotkan ke bawah.
Gb. 4.2-2. Spray filled tower c. Wood filled tower Tipe ini hampir sama dengan spray filled tower hanya saja ada penmabahan packing atau baffling untuk meningkatkan percikan air dan menyediakan luas permukaan air untuk kontak antara udara dengan air. Air jatuh dari packing satu ke packing yang lainnya dan udara masuk secara horizontal.
Cooling tower
Page IV-6
d. Natural draft tower Pada tipe ini udara mengalir karena dihisap oleh cerobong (chimney) yang besar diatas packing. Ketinggian dari cerobong pada menara pendingin ini, sekitar 50 hingga 100 meter. Kemampuan cerobong untuk menarik udara ini disebabkan oleh perbedaan tekanan udara atmosfir yang disebabkan oleh ketinggian cerobong dan pengaruh besarnya perbedaan kerapatan antara udara dingin dengan udara panas yang keluar. Jenis menara pendingin ini juga dipengaruhi oleh keadaan udara maupun cuaca sekelilingnya. Tipe ini tepat digunakan untuk mesin daya kapasitas besar dimana memakai pendinginan air dalam jumlah yang besar. Menara pendingin jenis natural draft atau hiperbola menggunakan perbedaan suhu antara udara ambien dan udara yang lebih panas dibagian dalam menara. Begitu udara panas mengalir ke atas melalui menara (sebab udara panas akan naik), udara segar yang dingin disalurkan ke menara melalui saluran udara masuk di bagian bawah. Tidak diperlukan fan dan disana hampir tidak ada sirkulasi udara panas yang dapat mempengaruhi kinerja. Kontruksi beton banyak digunakan untuk dinding menara. Menara pendingin tersebut kebanyakan hanya digunakan untuk jumlah panas yang besar sebab struktur beton yang besar cukup mahal. Terdapat dua jenis utama menara natural draft : 1. Menara aliran melintang : udara dialirkan melintasi air yang jatuh dan bahan
pengisi berada diluar menara. 2. Menara dengan aliran yang berlawanan arah : udara dihisap melalui air yang
jatuh dan oleh karena itu bahan pengisi terletak dibagian dalam menara, walaupun desain tergantung pada kondisi tempat yang spesifik.
Cooling tower
Page IV-7
Gb. 4.2-3. Natural draft tower 2.1.2 Jenis Mechanical Draft
Tipe menara ini menciptakan arus udara sendiri dengan menggunakan kipas ( fan) yang digerakkan oleh motor listrik. Jenis menara pendingin ini tidak bergantung pada keadaan cuaca maupun udara sekelilingnya. Dimana dengan beroperasinya sistem ini suhu air keluar menara dapat lebih stabil. Tipe mechanical draft ada dua jenis, yaitu :
1. Forced draft tower Menara pendingin ini mempunyai fan yang diletakkan di bagian samping bawah dari menara. Udara dihembuskan oleh kipas masuk ke dalam menara sehingga udara dipaksa naik ke bagian atas dari menara untuk melepas kalor.
Cooling tower
Page IV-8
Gb. 4.2-4. Forced draft tower 2. Induced draft tower
Untuk menara pendingin tipe ini fan yang ada dipasang pada bagian atas dari struktur menara pendingin sehingga udara yang mengalir ditarik keatas untuk dibuang. Tipe induced draft tower dibedakan lagi menjadi dua, yaitu : a. Crossflow Adalah menara pendingin yang mempunyai arah dari aliran udara dan air saling tegak lurus. Udara mengalir lewat samping dari air yang jatuh ke bawah.
Cooling tower
Page IV-9
Gb. 4.2-5. Crossflow tower b. Counterflow Pada menara pendingin tipe ini air didinginkan dalam arah berlawanan dengan arah aliran udara di dalam menara pendingin. Udara yang ditarik oleh fan mempunyai arah vertikal ke atas sedangkan air yang didinginkan mengalir jatuh ke bawah.
Cooling tower
Page IV-10
Gb. 4.2-6. Counterflow tower 2.2
Sistem Kerja dari Cooling Tower
Menara pendingin (cooling tower ) merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk menurunkan suhu aliran air dengan cara mengekstraksi panas dari air dan mengemisikannya ke atmosfir. Menara pendingin menggunakan penguapan dimana sebagian air diuapkan ke aliran udara yang bergerak dan kemudian dibuang ke atmosfir. Sebagai akibatnya, air yang tersisa didinginkan secara signifikan. Menara pendingin mampu menurunkan suhu air lebih dari peralatan-peralatan yang hanya menggunakan udara untuk membuang panas, seperti radiator dalam mobil, dan oleh karena itu biayanya lebih efektif dan efisien energinya.
Gb. 4.2-7. Diagram skematik sistem menara pendingin Sistem kerja cooling tower adalah air panas yang masuk pada bagian atas cooling tower didistribusikan secara merata di dalam cooling tower , lalu akan jatuh ke bawah dikarenakan gaya gravitasi atau pancaran air diarahkan ke bawah. Air yang masuk dan udara melalui filling arahnya berlawanan. 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
Cooling tower
Page IV-11
jenuh masuk ke dalam cooling tower . Air dingin yang ditampung di bak penampung digunakan kembali untuk proses lainnya. Di bawah ini merupakan penjelasan tentang bagaimana komponen dari menara pendingin bekerja. 2.2.1 Distribusi Air
Air panas dari sistem air dingin dikirim ke bagian atas menara pendingin oleh pompa kondensor melalui pipa distribusi. Dalam sebuah menara terbuka, air panas disemprotkan melalui nozel ke media perpindahan panas (mengisi) di dalam menara pendingin. Beberapa menara pakan saluran melalui perpipaan bertekanan, yang lain menggunakan penampung distribusi air dan pakan nozel oleh gravitasi. Dalam sebuah menara loop tertutup, air dari loop kondensor mengalir melalui tabung di menara dan tidak terkena udara luar. Air untuk pendingin tabung beredar hanya di menara. Di menara terbuka, hasil tampungan air dingin di dasar berkumpul dalam menara air dingin setelah itu telah melewati media perpindahan panas. Air dingin dipompa kembali ke kondensor untuk melengkapi loop pendingin air. Di menara tertutup, air kondensor dingin ketika bergerak melalui perpipaan di menara dan kembali ke chiller . 2.2.2 Heat Transfer
Menara pendingin menggunakan proses penguapan untuk melepaskan limbah panas dari sistem HVAC. Dalam sebuah menara terbuka, air panas dari kondensor yang melambat dan tersebar dalam pengisi. Sejumlah air panas diuapkan di dalam daerah pengisi, atau melalui tabung tertutup, yang mendinginkan air.
Cooling tower
Page IV-12
2.2.3 Aliran Air
Volume udara besar yang mengalir melalui bantuan media transfer panas dapat meningkatkan tingkat penguapan dan kapasitas pendinginan menara. Kipas menara pendingin menghasilkan aliran udara ini. Ukuran kipas menara pendingin dan laju aliran udara yang dipilih untuk mencapai pendinginan yang diinginkan pada kondisi desain-air suhu kondensor, laju alir air, dan bola lampu suhu basah. Menara pendingin memiliki fans propeller atau blower . fans kecil dapat dihubungkan langsung ke motor penggerak, tapi desain paling memerlukan pengurangan kecepatan menengah yang disediakan oleh sabuk daya atau gigi reduksi. Dan drive sistem fan beroperasi dalam hubungannya dengan sistem kontrol untuk mengontrol start / stop dan kecepatan. Ketika ditambahkan ke motor kipas, kontrol kecepatan kipas dan lebih tepat mengatur suhu air saat meninggalkan menara.
2.2.4 Drift Eliminator
Ketika udara bergerak melalui pengisi, tetesan kecil air pendingin dapat keluar dari menara pendingin sebagai carry-over atau drift . Perangkat disebut drift eliminator untuk menghapus tetesan terbawa di atas air. Pada menara pendingindrift , tetesan dapat melawan arah angin permukaan dari menara pendingin drift eliminator.
2.3
Bagian-bagian atau Komponen dari Cooling Tower
2.3.1 Komponen Dasar Cooling Tower
Komponen dasar sebuah menara pendingin meliputi rangka dan wadah, bahan pengisi, kolam air dingin, eliminator aliran, saluran masuk udara, louvers, nosel dan fan.
Cooling tower
Page IV-13
•
Rangka dan wadah 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.
•
Bahan Pengisi Hampir seluruh menara menggunakan bahan pengisi (terbuat dari plastik atau
kayu) untuk memfasilitasi perpindahan panas dengan memaksimalkan kontak udara dan air. Terdapat dua jenis bahan pengisi : 1. Bahan pengisi berbentuk percikan/ splash fill : air jatuh di 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 plastik memberikan perpindahan panas yang lebih baik daripada bahan pengisi percikan dari kayu. 2. Bahan pengisi berbentuk film : terdiri dari permukaan plastik tipis dengan
jarak yang berdekatan dimana diatasnya 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.
•
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 biasanya memiliki sebuah lubang atau titik terendah untuk pengeluaran air dingin. Dalam beberapa desain, kolam air dingin berada di bagian bawah seluruh bahan pengisi. Pada beberapa desain aliran yang berlawanan arah pada forced draft, air di bagian bawah bahan pengisi disalurkan ke bak yang berbentuk lingkaran yang berfungsi sebagai kolam air dingin. Sudu-sudu fan dipasang di bawah bahan pengisi
Cooling tower
Page IV-14
untuk meniup udara naik melalui menara. Dengan desain ini, menara dipasang pada landasannya, memberikan kemudahan akses bagi fan dan motornya.
•
Drift eliminators Alat ini menangkap tetes-tetes air yang terjebak dalam aliran udara supaya
tidak hilang ke atmosfir.
•
Saluran udara masuk Ini merupakan titik masuk bagi udara menuju menara. Saluran masuk bisa
berada pada seluruh sisi menara (desain aliran melintang) atau berada dibagian bawah menara (desain aliran berlawanan arah).
•
Louvers Pada umumnya, menara dengan aliran silang memiliki saluran masuk louvers.
Kegunaan louvers adalah untuk menyamakan aliran udara ke bahan pengisi dan menahan air dalam menara. Beberapa desain menara aliran berlawanan arah tidak memerlukan louver .
•
Nozel Alat ini menyemprotkan air untuk membasahi bahan pengisi. Distribusi air
yang seragam pada puncak bahan pengisi adalah penting untuk mendapatkan pembasahan yang benar dari seluruh permukaan bahan pengisi. Nosel dapat dipasang dan menyemprot dengan pola bundar atau segi empat, atau dapat menjadi bagian dari rakitan yang berputar seperti pada menara dengan beberapa potongan lintang yang memutar.
•
Fan Fan aksial (jenis baling-baling) dan sentrifugal keduanya digunakan dalam
menara. Umumnya fan dengan baling-baling/ propeller digunakan pada menara induced draft dan baik fan propeller dan sentrifugal dua-duanya ditemukan dalam Cooling tower
Page IV-15
menara forced draft. Tergantung pada ukurannya, jenis fan propeller yang digunakan sudah dipasang tetap atau dengan dapat dirubah-rubah/ diatur. Sebuah fan dengan baling-baling yang dapat diatur tidak secara otomatis dapat digunakan di atas range yang cukup luas sebab fan dapat disesuaikan untuk mengirim aliran udara yang dikehendaki pada pemakaian tenaga terendah. Baling-baling yang dapat diatur secara otomatis dapat beragam aliran udaranya dalam rangka merespon perubahan kondisi beban.
2.3.2 Material untuk Menara
Pada mulanya menara pendingin dibuat terutama dari kayu, termasuk rangka, wadah, louvers, bahan pengisi dan kolam air dingin. Kadangkala kolam air dingin terbuat dari beton. Saat ini, telah digunakan berbagai macam bahan untuk membangun
menara
pendingin. Bahan-bahan dipilih untuk
meningkatkan
ketahanan terhadap korosi, mengurangi perawatan, dan turut mendukung kehandalan dan umur layanan yang panjang. Baja yang sudah digalvanis, berbagai kelas stainless steel , fiber glass, dan beton sangat banyak digunakan dalam pembuatan menara, juga alumunium dan plastik untuk beberapa komponen.
•
Rangka dan wadah Menara yang terbuat dari kayu masih tersedia, namun beberapa komponen
dibuat dari bahan yang berbeda, seperti wadah casing fiber glass disekitar rangka kayu, saluran masuk udara louvers dari fiber glass, bahan pengisi dari plastik dan kolam air dingin dari baja. Banyak menara (wadah dan kolam) nya terbuat dari baja yang digalvanis atau, pada atmosfir yang korosif, menara dan/atau dasarnya dibuat dari stainless steel . Menara yang lebih besar kadangkala terbuat dari beton. Fiber glass juga banyak digunakan untuk wadah dan kolam menara pendingin, sebab dapat memperpanjang umur menara pendingin dan memberi perlindungan terhadap bahan kimia yang berbahaya.
Cooling tower
Page IV-16
•
Bahan pengisi Plastik sangat banyak digunakan sebagai bahan pengisi, termasuk PVC,
polypropylene, dan polimer lainnya. Jika kondisi air memerlukan penggunaan splash fill , splash fill kayu yang sudah diberi perlakuan juga banyak digunakan. Disebabkan efisiensi perpindahan panasnya lebih besar, bahan pengisi film dipilih untuk penggunaan yang sirkulasi airnya bebas dari sampah yang dapat menghalangi lintasan bahan pengisi.
•
Nosel Plastik juga digunakan luas untuk nosel . Banyak nosel terbuat dari PVC,
ABS, polipropilen, dan nylon yang diisi kaca.
•
Fan Bahan yang biasa digunakan untuk fan adalah alumunium, fiber glass dan
baja yang digalvanis celup panas. Baling-baling fan terbuat dari baja galvanis, alumunium, plastik yang diperkuat oleh fiber glass cetak.
2.4
Perawatan Umum Cooling Tower beserta Komponennya
Perawatan cooling tower perlu dilakukan untuk mencegah timbulnya kerugian-kerugian yang cukup besar dan pada gilirannya akan menimbulkan permasalahan pada rusaknya peralatan yang mengakibatkan sistem tidak dapat dipakai lagi. Hampir diseluruh belahan dunia, cooling tower merupakan salah satu peralatan yang harus dijaga operasionalnya. Terlebih bila lokasi kita berada pada daerah tropis yang sifatnya panas namun juga tingkat kelembaban dan polusi yang tinggi. Masalah yang berpotensial muncul dalam sistem pendinginan adalah : Korosi, deposit kerak, dan pertumbuhan mikrobiologi ( jamur dan lumut ). •
Korosi
Cooling tower
Page IV-17
Korosi adalah proses elektrokimia, proses anodik yang terjadi dalam sistem dimana beda potensial metal dan keberadaan oksigen yang terlarut dalam media akan membentuk radikal bebas yang sangat reaktif terhadap besi. Kondisi ini akan diperparah oleh keberadaan chemical lain yang terlarut dalam media (air). •
Kerak
Kerak adalah endapan yang melekat dalam sistem perpindahan panas, material endapan yang terlarut dalam air secara spesifik dikenal sebagai ‘hardness’. Material atau hardness ini akan membentuk kerak bila konsentrasinya tinggi dan atau temperatur yang cukup tinggi. Semakin tebal kerak yang terbentuk dalam sistem pendingin, maka effisiensi cooling tower akan semakin kecil dan bila dibiarkan tanpa kontrol maka saluran air pendingin akan menjadi buntu.
•
Lumpur
Lumpur biasanya terbentuk dari endapan yang tidak dapat membentuk kerak seperti : 1. Suspensi dari besi atau garam kesadahan yang terbawa dalam air make up 2. Material organik alami dari air make up 3. Partikel yang terbawa dari udara 4. Additive organik yang terbawa dari proses yang rusak 5. Hasil dari korosi migrasi.
•
Mikroorganisma
Sistem pendingin air, biasanya menggunakan sirkulasi dimana kontak dengan udara adalah hal yang utama dalam transfer panas, hal ini memungkinan Cooling tower
Page IV-18
kontak yang sangat besar dengan spora algae, jamur dan bakteri (mikroorganisma) dari udara. Adakalanya lumpur dan mikroorganisma bersinergi membentuk endapan tebal pada permukaan basin cooling tower .
Menara pendingin adalah penukar panas yang menggunakan air dan udara untuk mentransfer panas dari sistem pendingin udara dengan lingkungan luar. Umumnya, digunakaan untuk menghilangkan panas dari kondensor air yang meninggalkan chiller . Menara pendingin biasanya terletak di atap. Karena sering tidak terlihat, maka sering diabaikan oleh teknisi operasi-dan-perawatan sehingga berpotensi menghasilkan efisiensi sistem pendinginan yang lebih rendah.
2.4.1 Pemeliharaan Cooling Tower
Menara pendingin sering ditempatkan di lokasi berbahaya. Hal ini dapat menciptakan lingkungan kerja yang berbahaya. Pastikan untuk menerapkan langkah-langkah yang memadai dalam pencegahan dan prosedur. Selain itu, selalu mengikuti lock-out dan tag out prosedur keselamatan. Agar didapatkan operasi yang efisien, selalu berkonsultasi dengan panduan manual produsen untuk menara-pendingin. Berikut adalah beberapa rekomendasi untuk operasi setiap menara pendingin yang lebih efisien : Menerapkan program perawatan pencegahan ( prevention): ini termasuk
pengolahan air rutin dan pemeliharaan sistem mekanik dan listrik. Mengurangi suhu air yang meninggalkan menara: Suhu air yang meninggalkan
menara pendingin harus sedingin chiller produsen akan memungkinkan untuk memasukkan air kondensor. pendingin baru biasanya toleransi terhadap suhu dingin untuk air kembali dari menara pendingin. Periksa dengan perwakilan produsen chiller Anda atau manual dan mengatur suhu kondenser-air masuk (sama dengan suhu pendingin meninggalkan menara) serendah mungkin. Cooling tower
Page IV-19
Mengoperasikan menara pendingin secara simultan: air langsung melalui semua
menara terlepas dari jumlah chiller operasi. Mengoperasikan menara bersamaan akan menggunakan lebih sedikit energi dalam kebanyakan situasi dari menara pengoperasian individual. Neraca air distribusi antara beberapa menara (atau sel dalam kandang menara tunggal) dan di dalam setiap menara atau sel. Air sering mengalir ke bawah hanya satu sisi menara, atau satu menara mungkin memiliki aliran lebih dari sebuah menara yang berdekatan. Hal ini meningkatkan suhu air kembali ke chiller dan mengurangi efisiensi menara. Pertimbangkan air reset strategi kondensor: Himpunan titik suhu air yang
meninggalkan menara pendingin harus minimal 5° F (diatur sesuai dengan desain) lebih tinggi dari suhu basah-bulb ambien. Tutup katup bypass sebelum memulai menara kipas pendingin : Pastikan
urutan control untuk mencegah yang masuk menara dari mulai sebelum menara pendinginan katup bypass tertutup sepenuhnya. Jika katup bypass tidak sepenuhnya tertutup, air panas yang meninggalkan
chiller ke dalam air kembali ke chiller ,
menambah beban yang tidak perlu untuk kompresor. Trend log suhu air yang meninggalkan menara : Gunakan tren penebangan
kemampuan untuk melacak suhu air yang meninggalkan menara. Lebih tinggi dari suhu normal dapat menunjukkan bahwa menara di tidak beroperasi dengan benar. Pengolahan yang efektif untuk air: pengolahan air yang efektif menghilangkan
bakteri berbahaya dan bio-film dan skala kontrol, padatan, dan korosi. Aliran blowdown berkesinambungan dari sebagian kecil dari sirkulasi air untuk menguras guna menghilangkan padatan terlarut-tidak cukup dengan sendirinya untuk mengendalikan skala dan korosi dan selalu tidak efektif dalam mengendalikan kontaminasi biologis. Program perawatan-kimia rutin selalu disarankan untuk mengendalikan organisme biologis dan korosi. Mencegah atau membersihkan nozel semprot tersumbat : Alga dan sedimen
yang mengumpul di lembah air serta padatan yang berlebihan yang masuk ke dalam Cooling tower
Page IV-20
air pendingin dapat menyumbat nosel penyemprot. Hal ini menyebabkan distribusi air tidak merata, aliran udara tidak rata melalui isi, yang mengurangi penguapan. Masalah ini menunjukkan pengolahan air yang tidak tepat dan saringan tersumbat. Pastikan aliran udara yang memadai : Aliran udara melalui menara akan
mengurangi transfer panas dari air ke udara. Aliran udara yang kecil dapat disebabkan oleh puing-puing di dalam pemasukan atau outlet menara atau di isi, kipas dan mounting motor dan keselarasan kipas, pemeliharaan gearbox kecil, pitch kipas tidak tepat, kerusakan baling-baling, atau getaran yang berlebihan. Berkurangnya aliran udara akibat kinerja fan yang buruk pada akhirnya dapat mengakibatkan kegagalan motor atau kipas. Pastikan memadai kinerja pompa : Sebuah loop-tertutup menara pendingin
menggunakan pompa untuk mengangkut air ke tabung untuk pendinginan. Aliran air yang tepat adalah penting untuk mencapai perpindahan panas yang optimal. Tabel Jadwal Pemeliharaan Cooling Tower Deskripsi
Komentar
Frekuensi pemeliharaan
Pemakaian cooling tower /urutan
Hidukan/urutan menara pendingin yang tidak perlu
Harian
Inspeksi visual secara keseluruhan
Inspeksi visual lengkap secara keseluruhan untuk memastikan semua peralatan beroperasi dan sistem keselamatan di tempat
Harian
Kondisi fan motor
Periksa kondisi motor fan melalui analisis suhu atau getaran dan dibandingkan dengan nilai-nilai dasar.
Mingguan
Bersihkan layar hisap
Secara fisik membersihkan layar dari semua reruntuhan
Mingguan
mengoperasikan make-up water float switch
Mengoperasikan beralih secara manual untuk memastikan operasi yang benar
Mingguan
Getaran
Periksa getaran yang berlebihan di motor, kipas angin, dan pompa
Mingguan
Cooling tower
Page IV-21
Deskripsi
Komentar
Frekuensi pemeliharaan
Periksa struktur menara
Periksa isi longgar, koneksi, kebocoran, dll
Mingguan
Periksa sabuk dan puli
Sesuaikan semua sabuk dan puli
Mingguan
Uji sampel air
Uji konsentrasi yang tepat padatan terlarut, dan kimia. Sesuaikan blowdown dan bahan kimia yang diperlukan. Mingguan untuk menara terbuka dan bulanan untuk sistem tertutup Lakukan.
mingguan (Terbuka) Bulanan (Tertutup)
Periksa pelumasan
Yakinkan bahwa semua bearing dilumasi
Bulanan
Periksa pendukung motor dan baling baling
Periksa keausan berlebihan dan aman pengikatan
Bulanan
Motor alignment
Mensejajarkan motor kopling memungkinkan untuk mentransfer torsi yang efisien
Bulanan
Periksa drift eliminators, louvers, and pengisi
Carilah posisi yang tepat
Bulanan
Periksa nozel yang menyumbat
Membuat air yakin mengalir melalui pipa yang berada di panas sumur
Setiap tahun
Bersihkan menara
Hapus semua debu, scale, dan ganggang dari kolam menara, isi, dan nosel semprot
Setiap tahun
Periksa bantalan
Periksa bantalan dan sabuk drive untuk dipakai. Menyesuaikan, memperbaiki, atau mengganti yang diperlukan.
Setiap tahun
Kondisi motor
Memeriksa kondisi motor melalui analisa suhu dan getaran
Setiap tahun
Cooling tower
Page IV-22
BAB III PEMBAHASAN
Alat Penukar Kalor merupakan salah satu cara yang ditempuh untuk meningkatkan efisiensi thermal. Adapun beberapa jenis alat penukar kalor yang digunakan adalah Superheater, Ekonomizer, Feed Water Heater, kondensor, Heat Exchanger dan lain sebagainya. Kondensor adalah alat pada sistem refrigerasi yang digunakan untuk melepaskan kalor. Untuk melepaskan kalor yang dibawa oleh air dari kondensor di dalam sistem refrigerasi digunakan sebuah menara pendingin.
Cooling tower
Page IV-23
Menara pendingin (cooling tower ) merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk menurunkan suhu aliran air dengan cara mengekstraksi panas dari air dan mengemisikannya ke atmosfir. Menara pendingin menggunakan penguapan dimana sebagian air diuapkan ke aliran udara yang bergerak dan kemudian dibuang ke atmosfir. Sebagai akibatnya, air yang tersisa didinginkan secara signifikan. Menara pendingin mampu menurunkan suhu air lebih dari peralatan-peralatan yang hanya menggunakan udara untuk membuang panas, seperti radiator dalam mobil, dan oleh karena itu biayanya lebih efektif dan efisien energinya. Cooling tower dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu jenis atmosferik dan mechanical draft. Jenis atmosferik merupakan jenis cooling tower yang paling
sederhana. Sedangkan jenis mechanical draft merupakan tipe menara yang dapat menciptakan arus udara sendiri dengan menggunakan kipas ( fan) yang digerakkan oleh motor listrik. Perbedaan diantara kedua jenis ini ialah dalam hal ketergantungan dengan kondisi udara dan cuaca. Dalam jenis atmosferik, sangat bergantung pada kondisi udara atmosfer yang bertiup secara horizontal serta bergantung pada kondisi cuaca. Sedangkan dalam jenis mechanical draft, tidak bergantung pada keadaan cuaca maupun udara sekelilingnya. Kemudian dalam sistem ini suhu air keluar menara dapat lebih stabil. Sistem kerja cooling tower adalah air panas yang masuk pada bagian atas cooling tower didistribusikan secara merata di dalam cooling tower , lalu akan jatuh ke bawah dikarenakan gaya gravitasi atau pancaran air diarahkan ke bawah. Air yang masuk dan udara melalui filling arahnya berlawanan. 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 dalam cooling tower . Air dingin yang ditampung di bak penampung digunakan kembali untuk proses lainnya. Dalam penguraian komponen-komponen cooling tower , terdapat komponenkomponen dasar meliputi rangka dan wadah, bahan pengisi, kolam air dingin, eliminator aliran, saluran masuk udara, louvers, nosel dan fan. Cooling tower
Page IV-24
Material
yang
digunakan
menara
pendingin
sangat
mempengaruhi
performansi suatu menara pendingin. Pada mulanya menara pendingin dibuat terutama dari kayu, termasuk rangka, wadah, louvers, bahan pengisi dan kolam air dingin. Kadangkala kolam air dingin terbuat dari beton. Saat ini, telah digunakan berbagai macam bahan untuk membangun menara pendingin. Bahan-bahan dipilih untuk meningkatkan ketahanan terhadap korosi, mengurangi perawatan, dan turut mendukung kehandalan dan umur layanan yang panjang. Baja yang sudah digalvanis, berbagai kelas stainless steel , fiber glass, dan beton sangat banyak digunakan dalam pembuatan menara, juga alumunium dan plastik untuk beberapa komponen. Adapun untuk mencegah timbulnya kerugian-kerugian yang cukup besar dan pada gilirannya akan menimbulkan permasalahan pada rusaknya peralatan yang mengakibatkan sistem tidak dapat dipakai lagi, maka diperlukan perawatan cooling tower . Masalah yang berpotensial muncul dalam sistem cooling tower adalah korosi, deposit kerak, dan pertumbuhan mikrobiologi (jamur dan lumut). 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/mencegah terbentuknya korosi. Penentuan dosis chemical didasar pada total volume sistem, make up/air yang dikonsumsi, jenis cooling tower , tata letak dan sistem 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. Mikroorganisma dihambat dengan memberikan chemical yang dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisma tersebut.
Cooling tower
Page IV-25
BAB 1V KESIMPULAN
4.1
Alat Penukar Kalor merupakan salah satu cara yang ditempuh untuk meningkatkan efisiensi thermal.
4.2
Menara pendingin (cooling tower ) merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk menurunkan suhu aliran air dengan cara mengekstraksi panas dari air dan mengemisikannya ke atmosfir.
Cooling tower
Page IV-26
4.3
Menara pendingin mampu menurunkan suhu air lebih dari peralatan-peralatan yang hanya menggunakan udara untuk membuang panas.
4.4
Cooling tower dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu jenis atmosferik dan mechanical draft.
4.5
Sistem kerja cooling tower adalah air panas yang masuk pada bagian atas cooling tower didistribusikan secara merata di dalam cooling tower , lalu akan jatuh ke bawah dikarenakan gaya gravitasi atau pancaran air diarahkan ke bawah.
4.6
Komponen-komponen dasar pada cooling tower meliputi rangka dan wadah, bahan pengisi, kolam air dingin, eliminator aliran, saluran masuk udara, louvers, nosel dan fan.
4.7
Material
yang
digunakan
menara
pendingin
sangat
mempengaruhi
performansi suatu menara pendingin. Hali ini dilakukan untuk meningkatkan ketahanan terhadap korosi, mengurangi perawatan, dan turut mendukung kehandalan dan umur layanan yang panjang. 4.8
Dilakukan perawatan cooling tower untuk mencegah timbulnya kerugiankerugian yang cukup besar dan pada gilirannya akan menimbulkan permasalahan pada rusaknya peralatan yang mengakibatkan sistem tidak dapat dipakai lagi.
4.9
Perawatan cooling tower pada prinsipnya adalah perawatan sistem pendingin, mulai dari tandon air, perpipaan, cooling tower sampai pada cooling point (pendingin alat produksi).
4.10 Masalah yang berpotensial muncul dalam sistem cooling tower adalah korosi,
deposit kerak, dan pertumbuhan mikrobiologi (jamur dan lumut).
Cooling tower
Page IV-27
Cooling tower
Page IV-28
DAFTAR PUSTAKA
Anonym.2010. Cooling Tower. (online) tersedia: http://digilib.petra.ac.id/viewer.php?
page=16&submit.x=7&submit.y=14&submit=next&qual=high&submitval=next&f name=%2Fjiunkpe%2Fs1%2Fmesn%2F2005%2Fjiunkpe-ns-s1-2005-244000576570-cooling_tower-chapter2.pdf (15 Desember 2010 pukl 16.30 WIB)
Anonim.2010.Chapter%20-%20Cooling%20Towers%20(Bahasa %20Indonesia).pdf.
(online)
tersedia
:
http://www.betterbricks.com/DetailPage.aspx?ID=538 (18 Desember 2010 pukul 20.00 WIB)
Perry's 'Chemical Engineers Handbook, Edisi 6, Green, Don W. et al, McGraw-Hill, New York, 1984.
Anonym.2010. Water Treatment System For Cooling Tower . (online) tersedia: http://kynas-coating.com/seputar-korosi/38-water-treatment-maintenance-system-forcooling-tower.html (14 Desember 2010 pukul 19.30 WIB)
Cooling tower
Page IV-29
