Prinsip Kerja Cooling Tower.doc
-
Upload
st-joni-satrio -
Category
Documents
-
view
180 -
download
26
description
Transcript of Prinsip Kerja Cooling Tower.doc
BAB I.
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Air merupakan kebutuhan penting dalam proses produksi dan kegiatan
lain dalam suatu industri. Penggunaan air industri dapat memanfaatkan air
permukaan, air sebagai sumber air. Penggunaan air permukaan dan air tanah
mengharuskan untuk mengolah air. Air merupakan kebutuhan penting dalam
proses produksi dan kegiatan lain dalam suatu industri. Untuk itu diperlukan
penyediaan air bersih yang secara kualitas memenuhi standar yang berlaku
dan secara kuantitas dan kontinuitas harus memenuhi kebutuhan industri
sehingga proses produksi tersebut dapat berjalan dengan baik. Dengan adanya
standar baku mutu untuk air bersih industri, setiap industri memiliki
pengolahan air sendiri-sendiri sesuai dengan kebutuhan industri (Hardayanti,
2006).
Air pendingin merupakan salah satu jenis air yang diperlukan dalam
proses industri. Kualitas air pendingin akan mempengaruhi integritas komponen
atau struktur reaktor, karena pada dasarnya air sebagai pendingin akan
berhubungan langsung dengan komponen atau struktur reaktor. Air yang
digunakan sebagai pendingin harus memenuhi persyaratan yang sesuai dengan
komponen atau struktur yang dirumuskan dalam spesifikasi kualitas air pendingin
(Lestari, 2006). Dalam memenuhui spesifikasi dari air pendingin maka dilakukan
pengolahan terhadap air pendingin tersebut dengan berbagai metode dan teknologi
peralatan yang bervariasi. Oleh karena itu, dalam makalah ini kami akan mencoba
menjelaskan mengenai pengolahan air pendingin dengan cooling Tower.
I.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas dapat dirumuskan permasalahan
sebagai berikut :
Apa saja komponen yang terdapat dalam menara pendingin?
apa saja jenis - jenis menara pendingin?
bagaimana prinsip kerjanya?
bagaimana karateristik air pendingin?
faktor yang mempengaruhi pemilihan air pendingin?
masalah yang timbul dalam system air pendingin?
I.3 Tujuan
Adapun tujuan yang hendak dicapai dalam pembahasan ini antara lain :
memahami komponen yang terdapat pada menara pendingin
mengetahui dan mampu menjelaskan jenis - jenis menara pendingin
mengetahui cara kerja menara pendingin
memahami dan mampu menjelaskan karateristik air pendingin
mengetahui masalah yang timbul dalam system menara pendingin
dapat dijadikan materi penunjang mata kuliah utilitas
BAB. II
PEMBAHASAN
II.1 Pengertian
Cooling tower adalah suatu sistem refrigerasi yang melepaskan kalor ke
udara. Cooling tower bekerja dengan cara mengontakkan air dengan udara dan
menguapkan sebagian air tersebut. Luas permukaan air yang besar dibentuk untuk
menyemprotkan air lewat nozel atau memercikan air kebawah dari suatu bagian
ke bagian lainnya.Bagian-bagian atau bahan – bahan pengisi biasanya terbuat dari
kayu tetapi bisa juga dibuat dari plastik atau keramik.[1]
Gambar 2.1 Proses skematik cooling tower. [1]
Menurut (El. Wakil, MM : 1992) menara pendingin didefinisikan sebagai
alat penukar kalor yang fluida kerjanya adalah air dan udara yang berfungsi
mendinginkan air dengan kontak langsung dengan udara yang mengakibatkan
sebagian kecil air menguap. Dalam kebanyakan menara pendingin yang bekerja
pada sistem pendinginan udara menggunakan pompa sentrifugal untuk
menggerakkan air vertikal ke atas melintasi menara. Prestasi menara pendingin
biasanya dinyatakandalam range dan approach seperti yang terlihat pada gambar
berikut.
Gambar 2.2. Range dan approach temperatur pada menara pendingin. [1]
Range adalah perbedaan suhu antara tingkat suhu air masuk menara
pendingin dengan tingkat suhu air yang keluar menara pendingin atau selisih
antara suhu air panas dan suhu air dingin, sedangkan approach adalah perbedaan
antara temperatur air keluar menara pendingin dengan temperatur bola basah
udara yang masuk atau selisih antara suhu air dingin dan temperatur bola basah
(wet bulb) dari udara atmosfir.
Approach adalah selisih antara suhu bola basah udara (wetbulb) yang
masuk dan suhu air yang keluar.Semakin rendah approach semakin baik kinerja
menara pendingin.Walaupun, range dan approach harus dipantau, approach
merupakan indikator yang lebih baik untuk kinerja menara pendingin.[3]
Efektivitas merupakan perbandingan antara range dan range ideal (dalam
persentase), yaitu perbedaan antara suhu masuk air pendingin dan suhu wetbulb,
atau dengan kata lain adalah = Range/ (Range + Approach). Semakin tinggi
perbandingan ini, maka semakin tinggi efektivitas menara pendingin.
Temperatur udara sebagaimana umumnya diukur dengan menggunakan
termometer biasa yang sering dikenal sebagai temperatur bola kering (dry bulb
temperature), sedangkan temperatur bola basah (wet bulb temperature) adalah
temperatur yang bolanya diberi kasa basah, sehingga jika air menguap dari kasa
dan bacaan suhu pada termometer menjadi lebih rendah daripada temperatur bola
kering.
Pada kelembaban tinggi, penguapan akan berlangsung lamban dan
temperatur bola basah (Twb) identik dengan temperatur bola kering (Tdb).
Namun pada kelembaban rendah sebagian air akan menguap, jadi temperatur bola
basah akan semakin jauh perbedaannya dengan temperatur bola kering. Adapun
sistem mesin pendingin yang paling banyak digunakan adalah sistem kompresi
uap. Secara garis besar komponen sistem pendingin siklus kompresi uap terdiri
dari:
1. Kompresor, berfungsi untuk mengkompresi refrijeran dari fasa uap
tekanan rendah evaporator hingga ke tekanan tinggi kondensor.
2. Kondensor, berfungsi untuk mengkondensasi uap refrijeran kalor
lanjut yang keluar dari kompresor.
3. Katup ekspansi, berfungsi untuk mencekik (throttling) refrijeran
bertekanan tinggi yang keluar dari konsensor dimana setelah
melewati katup ekspansi ini tekanan refrijeran turun sehingga fasa
refrijeran setelah keluar dari katup ekspansi ini adalah berupa fasa
cair + uap.
4. Evaporator, berfungsi untuk menguapkan refrijeran dari fasa cair +
uap menjadi fasa ua
II.2 Fungsi CoolingTower
Cooling tower sangat dibutuhkan oleh industri sebab cooling tower
merupakan bagian dari utilitas yang banyak digunakan. Dimana cooling tower
memproses air yang panas menjadi air dingin yang digunakan kembali dan bisa
dirotasikan. Cooling tower juga salah satu alat yang berfungsi mengolah air untuk
mengatasi masalah polusi lingkungan.
Semua mesin pendingin yang bekerja akan melepaskan kalor melalui
kondensor, refrijeran akan melepas kalornya kepada air pendingin sehingga air
menjadi panas. Selanjutnya air panas ini akan dipompakan ke menara pendingin.
Menara pendingin secara garis besar berfungsi untuk menyerap kalor dari air
tersebut dan menyediakan sejumlah air yang relatif sejuk (dingin) untuk
dipergunakan kembali di suatu instalasi pendingin atau dengan kata lain menara
pendingin berfungsi untuk menurunkan suhu aliran air dengan cara mengekstraksi
panas dari air dan mengemisikannya ke atmosfer. Menara pendingin mampu
menurunkan suhu air lebih rendah dibandingkan dengan peralatan-peralatan yang
hanya menggunakan udara untuk membuang panas, seperti radiator dalam mobil,
dan oleh karena itu biayanya lebih efektif dan efisien energinya.
II.3 Macam – Macam CoolingTower
a. Berdasarkan arah aliran udara masuk
- Cross flow
- Counter current flow
b. Berdasarkan cara pemakaian alat bantu seperti fan atau blower
- Induced draft (alat bantu berada dibagian puncak tower)
- Force draft (alat bantu berada dibagian bawah tower)
c. Berdasarkan kondisi aliran udara bebas tanpa alat pembantu
- Atmosphere (udara pada kondisi atmospheric mengalir bebas tanpa
memakai penutup tower).
- Natural draft (udara mengalir dalam udara pendinginan dari tower namun
kondisi udara belum tentu atmospheric).
A. Natural Draft
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 keatas melalui menara (sebab udara panas
akan naik),udara segar yang dingin disalurkan kemenara melalui saluran udara
masuk dibagian bawah. Tidak diperlukan fan dan disana hampir tidak ada
sirkulasi udara panas yang dapat mempengaruhi kinerja. Kontruksi beton banyak
digunakan untuk dinding menara dengan ketinggian hingga mencapai200m.
Menara pendingin tersebut kebanyakan hanya digunakan untuk jumlah panas
yang besar sebab struktur beton yang besar cukup mahal. [1]
1.) Tipe Natural Draft Cooling Tower
Cross flow tower yaitu udara dialirkan melewati tetesan air dan air yang
telah dingin ditampung diluar tower.
Gambar 2.3 Cros Flow Tower
Counter flow tower yaitu udara dialirkan ke atas berlawanan arah dengan
tetesan air dan air yang telah dingin ditampung didalam tower.
Gambar 2.4 counter flow tower
Dari kedua jenis menara pendingin ini, menara pendingin aliran angin
alami aliran silang kurang disukai karena lebih sedikit memberi tahanan terhadap
aliran udara di dalam menara, sehingga kecepatan udaranya lebih tinggi dan
mekanisme perpindahan kalornya kurang efisien. Menara aliran angin alami aliran
lawan arah lebih sering digunakan karena mempunyai keunggulan-keunggulan
sebagai berikut:
1. Memiliki konstuksi yang kuat dan kokoh sehingga lebih tahan terhadap
tekanan angin.
2. Mampu beroperasi di daerah dingin maupun lembab
3. Dapat digunakan untuk instalasi skala besar
B.) Tipe Mechanical Draft Cooling Tower
Mechanical draft cooling tower menggunakan fan/blower untuk menekan
dan mengalirkan udara untuk mendinginkan air. [1]
Gambar 2.5 Skematik proses mechanical cooling tower
Terdapat dua tipe dari mechanical draft cooling tower, yaitu :
Forced draft cooling tower
Udara di dorong ke dalam cooling tower dengan menggunakan fan yang
diletakan pada inlet air tower.
Gamabr 2.6 Forced draft cooling tower
Induced draft cooling tower
Induced draft cooling tower menggunakan fan sebagai exhaust untuk
membuang udara panas keluar dari tower. Induced draft cooling tower bisa
dibagi dua berdasarkan arah aliran udaranya yaitu:
o counter flow dan
o cross flow induced draft cooling tower.
1. Counter flow induced draft cooling tower
Arah aliran fresh air berlawan arah dengan arah tetesan air dari kondenser.
Gambar 2.7 Counter flow
2. Cross flow induced draft cooling tower
Arah aliran fresh air tegak lurus dengan arah tetesan air dari condenser.
Gambar 2.8 Cross flow induced draft cooling tower
Keunggulan menara pendingin aliran angin mekanik adalah:
1. Terjaminnya jumlah aliran udara dalam jumlah yang diperlukan pada
segala kondisi beban dan cuaca.
2. Biaya investasi dan konstruksinya lebih rendah
Ukuran dimensinya lebih kecil. Kelemahan menara pendingin aliran angin
mekanik adalah:
1. Kebutuhan daya yang besar
2. Biaya operasi dan pemeliharaan yang besar
3. Bunyinya lebih ribut
Berdasarkan bentuknya, cooling tower juga bisa dibagi menjadi dua bentuk, yaitu
Rectilinear
Gamabr 2.9 Cooling tower rectilinier
Round Mechanical Drift.
Gambar 2.10 Cooling tower round mechanical drift.
Kefektifan sebuah cooling tower dipengaruhi oleh beberapa faktor di bawah ini :
Perbedaan tekanan uap antara udara dan air
Luas permukaan air dan lamanya proses
Kecepatan udara yang dialirkan melewati tower
Arah aliran udara yang dihubungkan dengan luas permukaan air yang
dipercikan .
II.4 Konstruksi CoolingTower
Komponen dasar sebuah menara pendingin meliputi rangka dan wadah,
bahan pengisi, kolam air dingin, eliminator aliran, saluran masuk udara, louvers,
nosel dan fan. Berikut ini adalah penjelasan mengenai komponen-komponen
menara pendingin:[2]
a.) 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. 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.
b.) Bahan Pengisi (Filling material)
Filling material merupakan bagian dari menara pendingin yang berfungsi
untuk mencampurkan air yang jatuh dengan udara yang bergerak naik. Air masuk
yang mempunyai suhu yang cukup tinggi (330C) akan disemprotkan ke filling
material. Pada filling material inilah air yang mengalir turun ke water basin akan
bertukar kalor dengan udara segar dari atmosfer yang suhunya (280C). Oleh sebab
itu, filling material harus dapat menimbulkan kontak yang baik antara air dan
udara agar terjadi laju perpindahan kalor yang baik. Filling material harus kuat,
ringan dan tahan lapuk. Biasanya menara pendingin menggunakan bahan pengisi
untuk memfasilitasi perpindahan panas dengan memaksimalkan kontak udara dan
air. Fill adalah jantungnnya menara pendingin. Fill berfungsi sebagai media
kontak air dan udara sehingga terjadi perpindahan kalor (panas), dan dapat
menghambat laju aliran air. Filling material ini mempunyai peranan sebagai
memecah air menjadi butiran-butiran tetes air dengan maksud untuk memperluas
permukaan pendinginan sehingga proses perpindahan panas dapat dilakukan
seefisien mungkin.
Filling material ini umumnya terdiri dari 2 jenis lapisan:
1. 1st level packing
Merupakan Filling material lapisan atas yang mempunyai celah sarang
lebah lebih besar dimaksudkan untuk pendinginan tahap pertama. Fluida yang
akan didinginkan pertama kali dialirkan ke lamella ini.
2. 2nd level packing
Merupakan Filling material yang lebih lembut untuk second stage
pendinginan. Pabrikan package menara pendingin umumnya merancang Filling
material pada stage ini lebih tebal sehigga dapat menampung kapasitas fluida
yang lebih banyak
Pada dasarnya ada dua tipe fill, yaitu :
a. Jenis Percik (Splash)
Gambar 2.11 Jenis Fill Percik (Splash)
Bahan pengisi berbentuk percikan/Splash fill: dibuat dengan palang
horizontal sehingga air membelah dan menetes dari bagian fill paling atas ke
bagian bawahnya secara terus menerus pecah menjadi tetesan yang lebih kecil,
sambil membasahi permukaan bahan pengisi. Bentuk palangnya berbeda-beda
seperti narrow edge, palang bujur sangkar (square bars), Rough bars, kisi-kisi
(grids),fill ini terbuat dari bahan yang berbeda-beda seperti kayu, alumunium,
polysterine atau polyteline. Fillsplash adalah media kontak air dan udara sehingga
terjadi perpindahan kalor (panas).
b. Jenis Film (Non Splash)
Gambar 2.12 Jenis Fill Film (Non Splash).
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 dari pada bahan pengisi jenis splash. Fill Film terbuat dari bahan yang
berbedabeda seperti kayu, cellulosesheets, asbestoscementsheets, danwaveform
metal atau plastik.
c.) 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 dibagian
bawah seluruh bahan pengisi. Pada beberapa desain aliran yang berlawanan arah
pada forced draft, air di bagian bawah bahan pengisi disalurkan ke bak yang
berfungsi sebagai kolam air dingin.
d.) Saluran Udara Masuk
Saluran udara masuk 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).
e.) Draft Fan
Draftfan berfungsi untuk mengirim aliran udara dari/menuju menara
pendingin untuk melakukan perpindahan kalor dengan air yang dilewati. Fan
aksial (jenis baling-baling) dan sentrifugal keduanya sering digunakan dalam
menara pendingin. Umumnya fan dengan baling – baling/propeller digunakan
pada menara induceddraft dan baik fanpropeller dan sentrifugal dua – duanya
ditemukan dalam menara forceddraft. Tergantung pada ukurannya, jenis
fanpropeller yang digunakan sudah dipasang tetap atau dengan dapat dirubah-
rubah/diatur. Sebuah fan dengan baling – baling yang dapat diatur tidak secara
otomatis dapat digunakan diatas 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. Bahan yang
biasa digunakan untuk fan adalah alumunium, fiberglass dan baja yang digalvanis
celup panas. Baling – baling fan terbuat dari baja galvanis, alumunium, plastik
yang diperkuat oleh fiberglass cetak.
f.) Nosel
Nosel berfungsi mendistribusikan 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.Bahan nosel terbuat dari PVC,
kuningan, dan polipropilen. Ada beberapa tipe dari system distribusi air antara
lain:
Distribusi Gravitasi
Gambar 2.13.Sistem distribusi gravitasi.
Distribusi gravitasi sebagian besar digunakan pada menara
pendingin aliran silang, terdiri dari suatu bejana dimana air panas
mengalir ke dalam bejana tersebut dan dengan gaya gravitasi air
akan mengalir melalui lubang – lubang pada bejana sehingga air
jatuh ke fill yang dibawahnya.
Spray Distribusi
Spraydistribution sebagian besar digunakan pada menara pendingin
aliran berlawanan, terdiri dari susunan pipa yang menyilang dengan
menggunakan spray jenis nozzle.
Gambar 2.14 Sistem spray distribusi.
Distribusi Putaran
Distribusi putaran terdiri dari dua slot lengan distributor yang
berputar melalui poros utama dimana air mengalir dengan tekanan
rendah.
Gambar 5.Sistem Distribusi Air Jenis Putaran.
Adapun konstruksi menara pendingin jenis aliran angin tarik (induced draft
counterflow cooling tower) adalah sebagai berikut :
Gambar 17. Konstruksi menara pendingin jenis Induced Draft counter flow cooling tower
BAB III.
UNJUK KERJA
II.1 Prinsip Kerja
Prinsip kerja menara pendingin berdasarkan pada pelepasan kalor dan
perpindahan kalor. Dalam menara pendingin, perpindahan kalor berlangsung dari
air ke udara. Menara pendingin menggunakan penguapan dimana sebagian air
diuapkan ke aliran udara yang bergerak dan kemudian dibuang ke atmosfir.
Sehingga air yang tersisa didinginkan secara signifikan.
Gambar 3.1 Skema menara pendingin.
Prinsip kerja menara pendingin dapat dilihat pada gambar di atas. Air dari
bak/basin dipompa menuju heater untuk dipanaskan dan dialirkan ke menara
pendingin. Air panas yang keluar tersebut secara langsung melakukan kontak
dengan udara sekitar yang bergerak secara paksa karena pengaruh fan atau blower
yang terpasang pada bagian atas menara pendingin, lalu mengalir jatuh ke bahan
pengisi.
Sistem ini sangat efektif dalam proses pendinginan air karena suhu
kondensasinya sangat rendah mendekati suhu wet-bulb udara. Air yang sudah
mengalami penurunan suhu ditampung ke dalam bak/basin. Pada menara
pendingin juga dipasang katup make up water untuk menambah kapasitas air
pendingin jika terjadi kehilangan air ketika proses evaporative cooling tersebut
sedang berlangsung.
II.2 Sistem Sirkulasi Air
Fungsi system sirkulasi air adalah menyediakan air pendingin untuk
peralatan yang membutuhkan air pendingin atau menjadi media untuk
pembuangan kalor ke lingkungan. Sistem sirkulasi air yang diperlukan untuk
membuang kalor ke lingkungan harus dilakukan dengan cara effisien, tetapi juga
memenuhi peraturan mengenai pembuangan thermal. Fungsi dari sirkulasi air
sangat penting bagi effisiensi sebuah instalasi daya secara keseluruhan, sebagai
contoh kondensor pada instalasi Pembangkit Listrk Tenaga Uap (PLTU) yang
beropersi pada suhu rendah akan menghasilkan kerja turbin yang maksimum.
System sirkulasi air diklasifikasikan secara umum menjadi :
Sistem Untai Terbuka (Open Loop)
Pada sistem untai terbuka (OpenLoop) ini air diambil dari sumber
alam seperti danau, sungai ataupun laut yang dipompakan melalui
kondensor, setelah air keluar dari kondensor menjadi panas lalu
dibuang kembali ke sumber alam. Sistem Untai terbuka
(OpenLoop) ini merupakan cara yang paling effisien untuk
pembuangan kalor. Cara ini effisien karena menggunakan air
pendingin lansung dari lingkungan.Akan tetapi ada peraturan
lingkungan yang membatasi penggunaan air permukaan atau
membatasi suhu pemanasan air lingkungan.
Gambar 6. Sistem Untai Terbuka (Open Loop)
Sistem Untai Tertutup (Closed Loop)
Pada sistem ini air diambil dari kondensor dilewatkan melalui
peralatan pendinginan, dan dikembalikan lagi ke kondensor,
kadang-kadang antara alat pendingin dan kondensor itu ada suatu
reservoir.Biasanya peralatan pendingin yang digunakan dalam
sistem ini adalah menara pendingin.
Gambar 3.2. Sistem untai tertutup (closed loop).
Sistem Gabungan
Pada sistem gabungan, sistem untai terbuka digabungkan
denganperalatan menara pendingin untuk mendinginkan air
sebelum dikembalikan ke lingkungan. Pendingin air yang dibuang
ke lingkungan ini harus dilakukan karena air yang keluar dari
kondensor masih terlalu tinggi suhunya dan tidak memenuhi
peraturan mengenai pembuangan thermal ke lingkungan.
Gambar 3.3 Sistem gabungan.
II.3 Karateristik Air Pendingin
Karateristik dari air pendingin yaitu air tawar yang tahan terhadap radiasi,
dan kapasitas panas tinggi. Air yang digunakan untuk air pendingin yaitu air berat
karena mempunyai kapasitas pans tinggi, tahan radiasi tinggi pada hal ini
digunakan pada rekator yang menggunakan uranium alam sehingga tampang
lintang air kecil. air lainnya yang digunakan yaitu air tinggi dan air biasa.
II.4 Faktor - faktor yang mempengaruhi pemilihan sistem pendingin :
1. Availability dan reability
Ketersediaan dan kesinambungan sistem pendingin merupakan
pertimbangan utama.
2. Operability dan maintainability
meliputi kemudahan pengoperasian dan pemeliharaan
3. Biaya investasi
meliputi seluruh biaya yang diperlukan untuk mendirikan fasilitas sistem
pendingin.
4. Operating cost
meliputi biaya man power, chemical, electrical dan biaya pemeliharaan
5. Dampak lingkungan
6. meliputi konsiderasi pada dampak lingkungan seperti polusi, limbah,
maupun polusi panas.
II.5 Masalah yang sering timbul pada seluruh sistem air pendingin
1. Korosi
Korosi terjadi pada akibat pH rendah, selain pH ada beberapa jenis
mikroorganisme yang menyebabkan korosi seperti nitrifying bacteria
(SRB) yang dapat menghasilkan (h2S). Bakteri ini memiliki kemampuan
untuk mengubah ion sulfate (sO4) menjadi asam sulfida(H2S) yang sangat
korosif menyerang logam besi, logam lunak. Bakteri ini hidup sebagai
anaerobik (tanpa udara).
2. Kerak
pembentukan kerak diakibatkan oleh kandungan padatan terlarut dan
material anorganik yang konsentrasinya melampaui limit kontrol.
3. Lumpur
Lumpur biasanya terbentuk dari endapan yang tidak dapat membentuk
kerak.
Suspensi dari besi atau garam kesadahan yang terbawa dalam air
make up
material organik alami yang terbawa dari udara
Additive organik yang terbawa dari proses yang rusak
hasil dari korosi migrasi
II.6 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 di dapatkan operasi yang efisien, selalu berkonsultasi dengan
panduan manual produsen untuk menar 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 chilller
produsen akan memungkinkan untuk memasukan air kondensor.
Pendingin baru biasanya toleransi terhadap suhu dingin untuk air kembali
dari menara pendingin. Periksa dengan perwakilan prosedur chiller anda
atau manual dan mengatur suhu kondenser-air masuk (sama dengan suhu
pendingin meninggalkan menar) serendah mungkin.
Mengoperasikan menar pendingin secara simultan.
Air langsung melalui semua menara terlepas dari jumlah chiller operasi.
Mengoperasikan menar 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 didalam setiap menara atau sel. Air sering mengalir hanya
satu sisi menara, atau satu menara mungkin memiliki aliran lebih dari
sebuah menar yang berdekatan. Hal ini meningkatkan suhu air kembali ke
chiller dan mengurangi eifsiensi menara.
Pertimbangan air reset startegi kondenser.
Himpunan titik suhu air yang meninggalkan menara pendingin harus
minimal 50F (diatur sesuai denga design) lebih tinggi dari suhu basah -
bulb ambien.
Tutup katup bypass sebelum memulai menara kipas pendingin.
Pastikan control untuk mencegah yang masuk menara dari mulai sebelum
menara pendingin 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 suhu yang meninggalkan menara.
Gunakan tren penebangan kemampuan untuk melacak suhu air yang
meninggalkan menara. Lebih tinggi dari suhu normal dapat menunjukan
bahwa menara 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 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 air pendingin dapat menyumbat nosel
penyemprot. Hal ini menyebabkan distribusi air tidak merata, aliran udara
tidak merata melalui isi, yang mengurangi penguapan. Masalah ini
menunjukan 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 gear box kecil, pitch kipas tidak tepat,
kerusakan baling - baling, atau getaran yang berlebihan. Berkurangnya
aliran kinerja fan yang buruk pada akhirnya dapat mengakibatkan
kegagalan motor atau kipas.
BAB IV
KESIMPULAN
Alat penukar kalor merupakan salah satu cara yang ditempuh untuk
meningkatkan efisiensi thermal.
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 mampu menurunkan suhu air lebih dari peralatan -
peralatan yang hanya menggunakan udara untuk membuang panas.
Cooling tower dapat dibagi dalam dua jenis yaitu atmosferik dan
mechanical draft.
Sistem kerja cooling tower adalah air panas yang masuk pada bagian atas
cooling tower, lalu akan jatuh ke bawah dikarenakan gaya gravitasi atau
pancaran air diarahkan ke bawah.
Komponen - komponen dasar pada cooling tower meliputi rangka dan
wadah, bahan pengisi, kolam air dingin, eliminator aliran, saluran masuk
udara, louvers, nosel dan fan.
Material yang digunakan menara pendingin sangat mempengaruhi
performasi suatu menara pendingin. Hal ini dilakukan untuk meningkatkan
ketahanan terhadap korosi, mengurangi perawatan, dan turut mendukung
kehandalan dan umur layanan yang panjang.
Dilakukan perawatan sistem pendingin untuk mencegah kerugian -
kerugian yang cukup besar dan pada gilirannya akan menimbulkan
permasalahan pada rusaknya peralatan yang mengakibatkan sistem tidak
dapat dipakai lagi.
Masalah yang berpotensial muncul dalam sistem cooling tower adalah
korosi, deposit kerak, dan pertumbuhan mikrobiologi.
DAFTAR PUSTAKA
[1.] El-Wakil, M.M, diterjemahkan Jasfi, E, Instalasi Pembangkit Daya (judul
asli : Power Plant Technology) Penerbit Erlangga, 1992, Jakarta.
[2.] Laboratorium Nasional pacific Northwest, 2001, dikutip dalam Peralatan
Energi Listrik : Menara Pendingin Pedoman Efisiensi Energi Untuk
Industri di Asia www.energyefficiency.org
[3.] Mulyono, Analisa Beban Kalor Menara Pendingin Basah Induce Draft
Aliran Lawan Arah, Jurnal Rekayasa, Diunduh Pebruari 2013.
[4.] http://www.en.wikipedia.org/coolingtower.htm