bab ii cooling tower

7/24/2019 BAB II Cooling Tower

http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-cooling-tower 1/21

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Menara Pendingin

Menara pendingin merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk

menurunkan suhu aliran air dengan cara mengekstraksi panas dari air dan

mengemisikannya ke atmosfir. Fungsi menara pendingin adalah untuk

menghilangkan panas dari peralatan proses produksi. Pendinginan alat produksi

terjadi dengan meningkatnya suhu media pendingin atau air.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. Diagram sistematik menara

pendingin dapat dilihat pada gambar 1 di baah ini!

"ambar 1. Diagram skematik sistim menara pendingin

#$aboratorium %asional Pacific %orthest, &''1(

)



*

2.2 Komponen –komponen pada Menara Pendingin

+omponen dasar sebuah menara pendingin meliputi rangka dan adah,

bahan pengisi, kolam air dingin, eliminator aliran, saluran masuk udara, louvers,

nosel dan fan.

2.2.1 Rangka dan wadah

ampir semua menara memiliki rangka berstruktur yang menunjang tutup luar

#adahcasing (, motor, fan, dan komponen lainnya. Dengan rancangan yang lebih

kecil, seperti unit fiber glass, adahnya dapat menjadi rangka.

2.2.2 Bahan Pengisi

ampir seluruh menara menggunakan bahan pengisi #terbuat dari plastik atau

kayu( untuk memfasilitasi perpindahan panas dengan memaksimalkan kontak

udara dan air. erdapat dua jenis bahan pengisi!

1. /ahan pengisi berbentuk percikanSplash fill ! air jatuh diatas lapisan yang

berurut dari batang pemercik horisontal, secara terus menerus pecah menjadi

tetesan yang lebih kecil, sambil membasahi permukaan bahan pengisi. /ahan

pengisi percikan dari plastik memberikan perpindahan panas yang lebih baik

daripada bahan pengisi percikan dari kayu.

&. /ahan 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. 0enis bahan

pengisi film lebih efisien dan memberi perpindahan panas yang sama dalam

olume yang lebih kecil daripada bahan pengisi jenis splash.

2.2. Ko!am air dingin

+olam air dingin terletak pada atau dekat bagian baah menara, danmenerima

air dingin yang mengalir turun melalui menara dan bahan pengisi. +olam

biasanya memiliki sebuah lubang atau titik terendah untuk pengeluaran air dingin.

Dalam beberapa desain, kolam air dingin berada dibagian baah seluruh bahan

pengisi. Pada beberapa desain aliran yang berlaanan arah pada forced draft, air

di bagian baah bahan pengisi disalurkan ke bak yang berbentuk lingkaran yang

berfungsi sebagai kolam air dingin. Sudu-sudu fan dipasang dibaah bahan



2

pengisi untuk meniup udara naik melalui menara. Dengan desain ini, menara

dipasang pada landasannya, memberikan kemudahan akses bagi fan dan

motornya.

2.2." Drift eliminators

3lat ini menangkap tetes-tetes air yang terjebak dalam aliran udara

supayatidak hilang ke atmosfir.

2.2.# Sa!$ran $dara mas$k

4ni merupakan titik masuk bagi udara menuju menara. Saluran masuk bisa

berada pada seluruh sisi menara #desain aliran melintang( atau berada dibagian

baah menara #desain aliran berlaanan arah(.

2.2.% Louvers

Pada umumnya, menara dengan aliran silang memiliki saluran masuk louvers.

+egunaan louvers adalah untuk menyamakan aliran udara ke bahan pengisi dan

menahan air dalam menara. /eberapa desain menara aliran berlaanan arah tidak

memerlukan louver .

2.2.& Nosel

3lat 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. %osel 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.

2.2.' Fan

Fan aksial #jenis baling-baling( dan sentrifugal keduanya digunakan dalam

menara. 5mumnya fan dengan baling-baling propeller digunakan pada menara

induced draft dan baik fan propeller dan sentrifugal dua-duanya ditemukan dalam

menara forced draft. ergantung 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

diatas range yang cukup luas sebab fan dapat disesuaikan untuk mengirim aliran

udara yang dikehendaki pada pemakaian tenaga terendah. /aling-baling yang



6

dapat diatur secara otomatis dapat beragam aliran udaranya dalam rangka

merespon perubahan kondisi beban.

2. Prinsip Ker(a Menara Pendingin

3ir panas yang masuk pada bagian atas cooling tower didistribusikan secara

merata didalam rumah cooling tower, lalu akan jatuh kebaah dikarenakan gaya

graitasi atau pancaran air diarahkan ke baah. 3ir dan udara yang masuk melalui

filling arahnya searah. Disana terjadi perpindahan panas dan massa, dimana

perpindahan panas dan massa terjadi dari air ke udara. 5dara yang banyak

memiliki kandungan air #jenuh( disirkulasikan dengan kipas sehingga udara yang

belum jenuh masuk ke rumah cooling tower. 3ir 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 (. 3ir dingin yang dihasilkan

dileatkan melalui saringan agar kotoran-kotoran atau padatan-padatan mineral

tertahan dan tidak meleati alat lainnya.

2." )enis – (enis Menara Pendingin3da banyak jenis menara pendingin, namun pada umumnya pengkasifikasian

dilakukan berdasarkan sirkulasi air yang terdapat di dalamnya. Menurut 0.7.

Singham menara pendingin dapat diklasifikasikan atas tiga bagian, yaitu!

1. Menara pendingin basah #wet cooling tower (

&. Menara pendingin kering #dry cooling tower (

). Menara pendingin basah-kering #wet-dry cooling tower (

Setiap jenis menara pendingin ini mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-

masing.

2.".1 Menara Pendingin Basah *Wet Cooling Tower +

Menara pendingin basah mempunyai sistem distribusi air panas yang

disemprotkan secara merata ke kisi-kisi, lubang-lubang atau batang-batang

hori8ontal pada sisi menara yang disebut isian. 5dara masuk dari luar menara

melalui kisi-kisi yang berbentuk celah-celah hori8ontal yang terpancang pada sisi

menara. 9elah ini biasanya mengarah miring ke baah supaya air tidak keluar.



:

;leh karena ada percampuran antara air dan udara terjadi perpindahan kalor

sehingga air menjadi dingin. 3ir yang telah dingin itu berkumpul di kolam atau

bak di dasar menara dan dari situ diteruskan ke dalam kondensor atau dibuang

keluar, sehingga udara sekarang kalor dan lembab keluar dari atas menara.

Menara pendingin basah dapat dibagi menjadi!

1. Natural Draft ata$ Atmospheric

Menara pendingin aliran angin alami pada mulanya berkembang di <ropa.

/eberapa unit pertama dibangun di /elanda pada aal abad ke-1= yang terbuat

dari kayu dan akhirnya dibuat dari beton bertulang seperti yang banyak digunakan

sekarang ini. Pada aalnya unit ini berbentuk silinder dan akhirnya berbentuk

hiperbola yang umum dipakai deasa ini. 3lat ini digunakan secara luas terutama

di negara 4nggris dan 3merika, unit pertama dibuat tahun 1=:&.

Menara pendingin aliran angin alami tidak menggunakan kipas # fan(. 3liran

udaranya bergantung semata-mata pada tekanan dorong alami. Pada menara

pendingin alami ini tidak ada bagian yang bergerak, udara mengalir ke atas akibat

adanya perbedaan massa jenis antara udara atmosfer dengan udara kalor lembab di

dalam menara pendingin yang bersuhu lebih tinggi daripada udara atmosfer di

sekitarnya. +arena perbedaan massa jenis ini maka timbul tekanan dorong yang

mendorong udara ke atas. /iasanya menara pendingin tipe ini mempunyai tinggi

yang besar dan dapat mencapai ketinggian puluhan meter.

Menara pendingin ini menggunakan cerobong asap beton yang sangat besar

untuk memasukkan udara melalui media. Dikarenakan ukuran tower yang besar

#tinggi 2'' kaki dan diameter dasarnya *'' kaki( maka secara umum digunakan

untuk laju alir diatas &''.''' galmenit. /iasanya jenis tower ini digunakan untuk

menghasilkan daya di 3merika Serikat. 0enis ini tidak menggunakan kipas untuk

menghasilkan aliran udaranya, udara diperoleh dari aliran induksi natural atau

alami dari tekanan spray.

5dara masuk melalui bagian baah, dan kontak dengan air panas yang jatuh

menetes ke baah. 5dara yang menjadi panas keluar melalui bagian atas menara.

Menara pendingin jenis natural draft atau hiperbola menggunakan perbedaan

suhu antara udara ambien dan udara yang lebih panas dibagian dalam menara.

/egitu 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 baah. idak diperlukan fan dan disana hampir tidak ada sirkulasi udara

panas yang dapat mempengaruhi kinerja.

Ke$nt$ngan !

1( emat listrik #tidak ada konsumsi daya untuk menginduksi aliran udara-

tidak ada kipas(.

&( 7amah lingkungan.

)( 3da suara mekanik #kipas tidak ada(.

*( +eselamatan operasi.

2( 3da resirkulasi seperti bulu-bulu ditolak pada tingkat tinggi.

6( erbatas ilayah petak.

:( erbatas peraatan.

>( inggi umur panjang #umumnya lebih dari harapan tanaman hidup(.

=( Payback period antara > dan 16 tahun tergantung pada beberapa faktor

yang utama adalah biaya konstruksi local.

2. Mechanical Draft

Menara pendingin jenis ini paling banyak digunakan. Tower ini

menggunakan kipas besar untuk mengambil udara melalui sirkulasi air. 3ir

mengalir kebaah diatas permukaan fill yang membantu meningkatkan panas

antara air dan udara. Menara pendingin jenis mechanical draft dibagi menjadi

dua macam yaitu !

1. Forced draft

Menara draft mekanik memiliki fan yang besar untuk mendorong atau

mengalirkan udara melalui air yang disirkulasi. 3ir jatuh turun diatas permukaan

bahan pengisi, yang membantu untuk meningkatkan aktu kontak antara air dan

udara ? hal ini membantu dalam memaksimalkan perpindahan panas diantara

keduanya. $aju pendinginan menara draft mekanis tergantung pada banyak

parameter seperti diameter fan dan kecepatan operasi, bahan pengisi untuk

tahanan sistim dll.

Menara draft mekanik tersedia dalam range kapasitas yang besar. Menara

tersedia dalam bentuk rakitan pabrik atau didirikan dilapangan ? sebagai contoh

menara beton hanya bias dibuat di lapangan. /anyak menara telah dibangun dan



=

dapat digabungkan untuk mendapatkan kapasitas yang dikehendaki. 0adi, banyak

menara pendingin yang merupakan rakitan dari dua atau lebih menara pendingin

indiidu atau @selA. 0umlah sel yang mereka miliki misalnya suatu menara delapan

sel, dinamakan sesuai dengan jumlah selnya. Menara dengan jumlah sel banyak,

dapat berupa garis lurus, segi empat, atau bundar tergantung pada bentuk indiidu

sel dan tempat saluran udara masuk ditempatkan pada sisi atau dibaah sel.

/anyak menara telah dibangun dan dapat digabungkan untuk mendapatkan

kapasitas yang dikehendaki. 0adi, banyak menara pendingin yang merupakan

rakitan dari dua atau lebih menara pendingin indiidu atau @selA. 0umlah sel yang

mereka miliki, misalnya suatu menara delapan sel, dinamakan sesuai dengan

jumlah selnya. Menara dengan jumlah sel banyak, dapat berupa garis lurus, segi

empat, atau bundar tergantung pada bentuk indiidu sel dan tempat saluran udara

masuk ditempatkan pada sisi atau dibaah sel.

Menara ini mempunyai kipas, basin, dan pipa yang diletakkan didalam

struktur tower. Pada jenis ini, kipas diletakkan dibagian baah atau dasar. idak

ada celah pada dinging bagian luarnya. Struktur baja atau susunan kayu tertutupi

dengan basin.2. Induced draft

Menara jenis ini terdiri dari dua macam yaitu, Counterflow dan Crossflow.

0enis counterflow dan crossflow ini selain dimasukkan kedalam induced draft juga

dapatt dimasukkan kedalam karakteristik cooling tower berdasarkan aliran

udaranya yang dapat dilihat pada gambar &.

a. Counterflow

Pada tower counterflow ini, udara bergerak naik secara ertikal melalui fill,

berlaanan dengan jatuhnya air. Dikarenakan keperluan pemasukan yang tinggidan daya hisap yang penuh, penggunaan sistem 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 sistem distribusi bertekanan rendah gravity-releated, ditambah

dengan ketersediaan daerah masukan dan daerah plenum untuk pengaturan udara,

menyebabkan peraatan yang sangat diperlukan.

b. Crossflow



1'

Menara jenis ini mempunyai fill konfigurasi yang aliran udaranya mengalir

secara hori8ontal, air yang akan didinginkan dialirkan kedalam kolom masukan air

panas yang diletakkan dibagian atas fill, dan didistribusikan ke fill secara graitasi

melalui lubang orificies didasar basin. Cooling tower jenis crossflow ini terdiri

atas ) macam, yaitu !

1( ouble flow

&( Single flow

)( Spray filled

"ambar &. System menara pendingin jenis induced draft

2.".2 Menara Pendingin Kering * Dr!Cooling Tower +



11

Menara pendingin kering #dry cooling tower ( adalah menara pendingin yang

air sirkulasinya diairkan di dalam tabung-tabung bersirip yang dialiri udara.

Semua kalor yang dikeluarkan dari air sirkulasi diubah. Menara pendingin kering

dirancang untuk dioperasikan dalam ruang tertutup.

Menara pendingin jenis ini banyak mendapat perhatian akhir-akhir ini karena

keunggulannya yaitu!

1. idak memerlukan pembersihan berkala sesering menara pendingin basah.

&. idak memerlukan 8at kimia aditif yang banyak

). Memenuhi syarat peraturan pengelolaan lingkungan mengenai pencemaran

termal dan pencemaran udara pada lingkungan.

Meskipun begitu, menara pendingin kering mempunyai beberapa

kelemahan, yaitu efisiensinya lebih rendah, sehingga mempengaruhi efisiensi

siklus keseluruhan.

3da dua jenis menara pendingin kering, yaitu!

1. Menara pendingin kering !angs$ng *direct dr!cooling tower +

Menara pendingin kering jenis langsung merupakan gabungan antara

kondensor dan menara pendingin. 5ap buangan turbin dimasukkan ke kotak uap

melalui talang-talang besar supaya jatuh pada tekanan yang tidak terlalu besar dan

dapat terkondensasi pada aktu mengalir ke baah melalui sejumlah besar tabung

atau kumparan bersirip. abung ini didinginkan dengan udara atmosfer yang

mengalir di dalam atmosfer. +ondensat mengalir karena gaya graitasi ke

penampung kondensat dan dipompakan lagi ke sistam air umpan instalasi dengan

bantuan pompa kondensat. erdapat pula sistem untuk menyingkirkan gas dan

mencegah pembekuan pada cuaca dingin.

/eberapa kelemahan dari menara pendingin jenis ini adalah!

1. anya dapat beroperasi dengan olume besar.

&. Memerlukan talang-talang ukuran besar.



1&

"ambar ) Menara Pendingin +ering $angsung

2. Menara pendingin kering tak !angs$ng *indirect dr!cooling tower +

Menara pendingin jenis tak langsung dapat dibagi menjadi dua jenis lagi, yaitu!

a. Menara pendingin kering tak langsung dengan menggunakan kondensor

permukaan koensional.

3ir sirkulasi yang keluar dari kondensor masuk melalui tabung

bersirip dan didinginkan oleh udara atmosfer di dalam menara. Menara ini

boleh menggunakan jujut jenis alami seperti pada gambar. ;perasi

kondensor pada jenis ini harus dilakukan pada tekanan ',1: sampai ',&:

kPa. Pada jenis ini, digunakan kondensor terbuka atau kondensor jet.

+ondensat jatuh ke dasar kondensor dan dari situ dipompakan oleh pompa

resirkulasi ke kumparan bersirip di menara, yang kemudian didinginkan

dan dikembalikan ke kondensor.



1)

"ambar * Skematik instalasi menara pendingun kering tak lansung dengan

kondensor permukaan konensional

b. Menara pendingin kering tak langsung dengan sirkulasi bahan pendingin &

fase.

Menara pendingin ini tidak menggunakan air pendingin, tetapi

menggunakan suatu bahan pendingin, seperti dengan menggunakan

amoniak sebagai bahan perpindahan kalor antara uap dan air, sehingga

perpindahan kalor dapat terjadi denagan perubahan fasa, yaitu pendidihan

di dalam tabung kondensor dan kondensasi di dalam tabung menara.

3moniak cair yang hampir jenuh masuk kondensor permukaan dan

diuapkan menjadi uap jenuh dan uap jenuh tersebut dipompakan lagi ke

kondensor. Pendidihan dan kondensasi ini mempunyai koefisien

perpindahan kalor yang lebih tinggi daripada sisi tabung, sehingga

menghasilakn beda suhu yang lebih rendah antara uap dan amoniak dan

antara amoniak dan udara.



1*

"ambar 2 Skematik instalasi menara pendingin kering tak langsung dengan

sirkulasi bahan pendingin & fase

2.". Menara Pendingin Basah,Kering *Wet!Dr Cooling Tower +

Menara pendingin basah-kering #wet-dry cooling tower ( merupakan

gabungan antara menara pendingin basah dan menara pendingin kering. Menara

pendingin ini mepunyai dua jalur udara paralel dan dua jalur udara seri. /agian

atas menara di baah kipas adalah bagian kering yang berisi tabung-tabung

bersirip. /agian baah adalah ruang yang lebar yang merupakan bagian yang

basah yang terdiri dari bahan pengisi # filling material (. 3ir sirkulasi yang panas

masuk melalui kepala yang terletak di tengah. 3ir mula-mula mengalir naik-turun

melalui tabung bersirip di bagian kering, kemudian meninggalkan bagian kering

dan jatuh ke isian di bagian basah menuju bak penampung air dingin. Sedangkan

udara ditarik dalam dua arus melalui bagian kering dan basah. +edua arus

menyatu dan bercampur di dalam menara sebelum keluar.

;leh karena arus pertama dipanaskan secara kering dan keluar dalam

keadaan yang kering #kelembaban relatif rendah( daripada udara sekitar,

sedangkan arus kedua biasanya jenuh.

Menara pendingin basah-kering mempunyai keunggulan!



12

1. 5dara keluar tidak jenuh sehingga mempunyai kepulan yang lebih sedikit

&. +arena airnya mengalami pendinginan aal di bagian kering, penyusutan

karena penguapan jauh berkurang, demikian juga dengan kebutuhan air

tambahan.

Menara pendingin basah-kering dapat dilihat pada gambar berikut !

"ambar 6. Menara pendingin basah kering

2.# )enis – (enis Sistem Air Pendingin

2.#.1 "nce Trough #stem *s-stem Pendingin Seka!i Pakai+

Sistem pendingin sekali pakai dirancang sangat sederhana. 3ir dipompa dari

sumber melalui peralatan pertukaran panas dan kemudian dialirkan ke peralatan

operasi. Diagram skematik umum system pendingin sekali pakai ditunjukkan olehgambar * dibaah ini.



16

"ambar : Sistem Pendingin Sekali Pakai

Sistem pendingin sekali pakai adalah sistem air pendingin pertama yang

dirancang. Suhu air rendah dan pendinginan cepat serta umumnya dapat dicapai

dengan jumlah minimum. Sistem pendinginan ini dapat digunakan untuk berbagai

aplikasi mulai dari oil cooler kecil untuk kondenser utilitas besar. +euntungan

utama dari sistem pendingin sekali adalah sederhana dan fleksibilitas. /esar

jumlah panas yang tidak diinginkan dapat dibuang sangat efektif dan suhu air

relatif rendah memungkinkan pendinginan dengan permukaan perpindahan panas

minimum.

Sistem pendingin sekali pakai memiliki masalah yang sama seperti sistem

air pendingin yang lain, yaitu! korosi, skala, fouling dan pertumbuhan

mikrobiologis. ingkat masalah yang dihadapi sangat ditentukan oleh desain

sistem dan terutama, kualitas air yang digunakan yang menyangkut karakteristik

fisik dan kimia. 3ir untuk sistem pendingin sekali pakai bisa diambil dari sumur,

danau, sungai, sungai, atau sistem air perkotaan. Secara umum, kita dapat

mengklasifikasikan sistem pendingin sekali pakai ke dalam tiga kategori utama,

yaitu!

1. Sistem Pendingin dengan +apasitas /esar

Sistem besar bisa berkisar dari 1'.''' galon per menit #gpm( aliran air untuk

lebih dari 1''.''' gpm. Sistem ini dapat digunakan dalam berbagai industri dan

sering ditemukan pada pabrik utilitas skala besar. /erbeda dengan sistem yangkecil, sistem besar jarang menggunakan sumur atau sistem air perkotaan sebagai

sumber air utama. Sebaliknya, karena olume air yang dibutuhkan untuk

pendinginan banyak, sistem ini biasanya menggunakan air dari laut, sungai atau

danau. +arena perairan ini biasanya berisi jumlah yang signifikan dari materi

tersuspensi dan bakteri, perhatian pengobatan primer adalah pencegahan fouling

sistem.

&. Sistem air pendingin kapasitas kecil



1:

Sistem kecil dapat berkisar dari beberapa galon per menit aliran air sampai

beberapa ribu galon per menit. Sistem ini dapat digunakan untuk mendinginkan

oil cooler, kompresor udara, udara unit 39, dll. 5ntuk sistem ini, sistem

pendinginan sekali-pakai yang efektif dan memungkinkan banyak fleksibilitas.

Sumber airnya umumnya berasal dari sumur pribadi atau sistem air perkotaan

karena perairan ini biasanya mengandung bahan tersuspensi dan pertumbuhan

mikroba dalam jumlah yang sangat terbatas, memiliki potensi yang kecil untuk

lumut atau pembentukan lendir mikrobiologi. +orosi dan skala dapat masalah

besar jika tidak diakui dan dikoreksi dengan tindakan yang

sesuai. +ecenderungan dari air yang digunakan untuk membentuk skala atau

korosi dapat ditentukan dengan menggunakan $angelier 4ndeks atau indeks

7y8nar Stabilitas #keduanya akan dibahas nanti dalam manual ini(.

2.#.2 "pen $e!circulating #stem *Sistem Pendingin Resirk$!asi er/$ka+

3ir taar yang berasal dari sungai atau danau dipompakan sebagai make-up

cooling toer setelah sebelumnya dilakukan treatment #sedimentasi dan

koagulasi( terlebih dahulu. 3ir tersebut digunakan untuk mendinginkan proses-

proses di dalam pabrik.

3ir pendingin yang telah panas kemudian didinginkan di cooling toer

untuk kemudian disirkulasikan kembali ke dalam pabrik. 5ntuk menjaga kualitas

air, misalnya agar tidak terdapat algaebacteria dan pengendapan #scaling(, maka

perlu diinjeksikan beberapa jenis chemicals tertentu. +ualitas air juga dijaga

melalui mekanisme make-up dan blow-down.



1>

"ambar >. ;pen re-circulating system

Sebuah sistem pendingin resirkulasi terbuka menggunakan air yang sama

berulang kali untuk mendinginkan peralatan proses. Panas yang diserap dari

proses tersebut harus disebarkan untuk memungkinkan penggunaan air

kembali. Menara pendingin, kolam semprot, dan kondensor uap digunakan untuk

tujuan ini.

Sistem pendingin resirkulasi terbuka memiliki kapasitas yang lebih besar

dibandingkan dengan metode pendinginan sekali pakai. +uantitas air limbah

yang dibuang sangat kecil pada metode sirkulasi terbuka, dan pengolahan kimia

lebih ekonomis. %amun memiliki masalah-masalah sebagai berikut!

• pendinginan oleh penguapan meningkatkan konsentrasi padatan terlarut

dalam air, membesarkan deposisi kecenderungan korosi

• suhu relatif lebih tinggi, secara signifikan meningkatkan potensi korosi

•aktu retensi lebih lama dan air hangat dalam sistem sirkulasi terbuka

meningkatkan kecenderungan pertumbuhan biologis

• gas seperti sulfur dioksida, amonia atau hidrogen sulfida dapat diserap dari

udara, menyebabkan laju korosi yang lebih tinggi

• mikroorganisme, nutrisi, dan potensi foulants juga dapat diserap ke dalam

air di menara

Sistem ini banyak digunakan oleh pabrik yang berada dekat dengan sumber

air taar atau jauh dari laut, misalnya P. Pupuk +ujang, P. P5S74, Pabrik

kertas $eces, P. /;9, dll. Spesifikasi material untuk peralatan yang



1=

menggunakan air taar tidak perlu sebagus peralatan yang menggunakan air laut,

karena air taar lebih tidak korosif dibandingkan dengan air laut.

2.#. Closed $e!circulating #stem *Sistem Pendingin Resirk$!asi ert$t$p+

Sistem air pendingin resirkulasi tertutup bereolusi dari metode yang

digunakan untuk pendinginan mesin desain aal. Dalam sistem tertutup, air

bersirkulasi dalam siklus tertutup dan terkena alternatif pendinginan dan

pemanasan tanpa kontak udara. Panas, diserap oleh air di sistem tertutup,

biasanya ditransfer oleh eBchanger pada sistem resirkulasi terbuka, dari yang

panas yang hilang ke atmosfer.

Sistem air pendingin resirkulasi tertutup sangat cocok untuk pendinginan

mesin gas dan kompresor. Mesin diesel dan lokomotif layanan stasioner biasanya

menggunakan sistem radiator mirip dengan sistem pendingin mobil. 3plikasi

pendinginan sirkulasi berhubugan erat dengan sistem pendingin pada boiler

recoery +raft dan minyak pelumas dan pendingin sampel dalam pembangkit

listrik. Sistem tertutup juga banyak digunakan dalam sistem air pendingin udara

untuk mentransfer pendingin udara pendingin mesin cuci. Pada musim dingin,

sistem yang sama dapat mensuplai udara panas ke mesin cuci. 3ir pendingin

sistem tertutup juga menyediakan metode kontrol suhu proses industri yang dapat

diandalkan.

3ir taar pendingin digunakan untuk mendinginkan proses-proses

didalam pabrik. 3ir taar pendingin yang telah panas didinginkan kembali di

suatu @ secondary cooler A #biasanya plate heat eBchanger( untuk selanjutnya

disirkulasikan kembali secara tertutup kedalam pabrik. 3ir laut dipakai untuk

mendinginkan @ secondary cooler A dengan cara hanya sekali pakai #once through(,

sumber air berasal dari laut kemudian dibuang lagi ke laut.



&'

"ambar=:. 9losed recirculating systemA

Sistem sirkulasi tertutup memiliki banyak keuntungan. Sistem ini

menyediakan kontrol suhu yang lebih baik dalam peralatan panas, dan

persyaratan air make-up kecil. 3ir make-up diperlukan hanya bila kebocoran

terjadi pada rumah pompa atau ketika air telah dikeringkan untuk memungkinkan

perbaikan sistem. ;leh karena itu, air berkualitas tinggi biasanya dapat digunakan

untuk make-up. Penggunaan air berkualitas tinggi juga meminimalkan bahaya

retaknya silinder penukar panas dan kegagalan mekanis lainnya. Sistem tertutup

juga kurang tahan terhadap kontaminan biologis dari bakteri dan alga

dibandingkan sistem terbuka. Sistem tertutup juga mengurangi masalah korosi

secara drastis, karena air sirkulasi tidak terus menerus jenuh dengan oksigen,

seperti dalam sebuah sistem terbuka.

2.% Karakteristik Air Pendingin

+arakteristik dari air pendingin yaitu air taar yang tahan terhadap radiasi,

dan kapasitas panas tinggi. 3ir yang digunakan untuk air pendingin yaitu air berat

karena mempunyai kapasitas panas tinggi, tahan radiasi tinggi pada hal ini

digunakan pada reaktor yang menggunakan uranium alam sehingga tampang

lintang air kecil. 3ir laennya yang digunakan yaitu air bertekanan tinggi dan air

biasa.

0aktor,aktor -ang mempengar$hi pemi!ihan sistem pendingin

1. 3ailability dan reliability



&1

+etersediaan dan kesinambungan sistem pendingin merupakan

pertimbangan utama.

&. !perability dan Maintainability

Meliputi kemudahan pengoperasian dan pemeliharaan.

). /iaya inestasi

Meliputi seluruh biaya yang diperlukan untuk mendirikan fasilitas

sistem pendingin.

*. !perating cost

Meliputi biaya man poer, chemical, electrical dan biaya pemeliharaan.

2. Dampak lingkungan

Meliputi konsiderasi pada dampak lingkungan seperti polusi limbah,

maupun polusi panas.

2.& Masa!ah – masa!ah pada Menara Pendingin

Masalah yang berpotensi muncul dalam sistem pendingin adalah ! korosi,

deposit kerak, dan pertumbuhan mikrobiologi #jamur dan lumut(.

2.&.1 Korosi

+orosi adalah proses elektrokimia, proses anodik yang terjadi dalam sistem

dimana beda potensial dan keberadaan oksigen yang terlarut dalam media akan

membentuk radikal bebas yang sangat reaktif terhadap besi. +ondisi ini akan

diperparah oleh keberadaan chemical lain yang terlarut dalam media #air(.

+orosi terjadi pada akibat p rendah, Selain p ada beberapa jenis

mikroorganisme yang menyebabkan korosi seperti nitrifying bacteria dan Sulfate

7educing /acteria #S7/( yang dapat menghasilkan asam sulfida #&S(. /akteri

ini memiliki kemampuan untuk mengubah ion sufate #S; *( menjadi asam sulfida#&S( yang sangat korosif menyerang logam besi, logam lunak. /akteri ini hidup

sebagai anaerobik #tanpa udara(.

2.&.2 Kerak

+erak adalah endapan yang melekat dalam sistem perpindahan panas,

material endapan yang terlarut dalam air secara spesifik dikenal sebagai

Chardness. 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 efisiensi

cooling tower akan semakin kecil dan bila dibiarkan tanpa control maka saluran

air pendingin akan menjadi buntu.

2.&. $mp$r

$umpur biasanya terbentuk dari endapan yang tidak dapat membentuk kerak

seperti !

1. Suspensi dari besi atau garam kesadahan yang terikut dalam air make up.

&. Material organik alami dari air make up.

). Partikel yang terikut dari udara.

*. "dditive organic yang terikut dari proses yang rusak.

2. asil dari korosi migrasi

2.&." MikroorganismeSistem pendingin air, biasanya menggunakan sirkulasi dimana kontak

dengan udara adalah hal yang utama dalam transfer panas, hal ini memungkinkan

kontak yang sangat besar dengan spora algae, jamur, dan bakteri

#mikroorganisma( dari udara. 3dakalanya lumpur dan mikroorganisma bersinergi

membentuk endapan tebal pada permukaan basin cooling tower.

2.' Pen3egahan terhadap Masa!ah – masa!ah -ang ter(adi pada Menara

Pendingin

Peraatan cooling tower pada prinsipnya adalah peraatan sistem pendingin,

mulai dari tandon air, perpipaan, cooling tower sampai dengan cooling point

#pendingin alat produksi(. Peraatan dengan bahan kimia harus diperhatikan

aspek keseimbangan antara mencegah pembentukan kerak dengan keberhasilan

menahan mencegah terbentuknya korosi. Penentuan dosis chemical didasarkan

pada total volume sistem, make up air yang dikonsumsi, jenis cooling tower , tata

letak dan sistem perpipaan serta analisa air yang dipakai. 3dakalanya terbentuk

endapan yang berlebihan, hal ini terjadi karena kondisi solid dalam air yangterlalu tinggi. /ila pembentukan lumpur terbentuk pada sistem terbuka pada

bagian sisi dari cooling tower, maka peraatan cukup dengan membersihkan

lumpur yang mengendap secara manual. Mikroorganisma dihambat dengan

memberikan chemical yang dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisma

tersebut.

1. Mengendalikan kerak dengan p



&)

Dalam keadaan asam lemah # kira ? kira p 6,2 (. 3sam sulfat yang paling

sering digunakan untuk ini, memiliki dua efek dengan memelihara p

dalam daerah yang benar dan mengubah kalsium karbonat, 4ni

memperkecil resiko terbentuknya kerak kalsium karbonat dan membiarkan

cycle yang tinggi dari konsentrasi dalam sistem

&. Mengendalikan kerak dengan bleed off

#leed off pada sirkulasi air cooling terbuka sangat penting untuk

memastikan baha air tidak pekat sebagai perbandingan untuk

mengurangi kelarutan dari garam mineral yang kritis. 0ika kelarutan ini

berkurang kerak akan terbentuk pada penukar panas.

). Mengendalikan kerak dengan bahan kimia penghambat kerak.

3da cukup banyak jenis bahan kimia penghambat kerak dan umumnya

dari jenis bahan kimia organic, baik jenis polymer maupun jenis non

polymer. Sebagai contoh, dari jenis polymer yang cukup banyak

digunakan adalah polymer dari jenis acrylateE 5ntuk jenis non polymer,

phosphonate, <D3, Polyphospate, dsb.

*. Masalah Mikrobiologi

Mikroorganisme juga mampu membentuk deposit pada sembarangan

permukaan. ampir semua jasad renik ini menjadi kolektor bagi debu dan

kotoran lainnya. al ini dapat menyebabkan efektiitas kerja cooling

toer menjadi terganggu. Mikroorganisme yang terdeteksi di dalam air

pendingin adalah algae, fungijamur, dan bakteri.

2. Masalah +ontaminasi

+eadaan cooling toer yang terbuka dengan udara bebas memungkinkan

organisme renik untuk tumbuh dan berkembang pada sistem, belum lagi

kualitas air make up yang digunakan.

bab ii cooling tower

Documents