LAPORAN PRAKTIKUM

PERAWATAN DAN PERBAIKAN

MENARA PENDINGIN (COLLING TOWER)

Dosen Pembinmbing : Ibu Endang K.

DISUSUN OLEH:

Sriwinarti Pujilestari (08401027)

Susan yulianti (08401028)

Sya’adah Samsiyah (08401029)

Kelas 3A

TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2010

I. TUJUAN

1. Mengerti cara kerja dari sistem menara pendingin (cooling tower).

2. Mengerti cara kerja masing-masing komponen menara pendingin.

3. Melakukan perawatan dan perbaikan ringan.

4. Mampu memberikan solusi perawatan dan perbaikan.

II. DEFINISI MENARA PENDINGIN (COOLING TOWER)

Menara pendingin 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.

Gambar 1. Diagram skematik sistim menara pendingin

(Laboratorium Nasional Pacific Northwest, 2001)

III. KOMPONEN-KOMPONEN PADA COOLING TOWER

Komponen-komponen dari Cooling tower adalah:

1. Rangka dan casing

Hampir semua menara memiliki rangka berstruktur yang menunjang tutup luar

(wadah/casing), motor, fan, dan komponen lainnya. Dengan rancangan yang lebih kecil,

seperti unit fiber glass, wadahnya dapat menjadi rangka.

2. Bahan pengisi

Terdapat dua jenis bahan pengisi, yakni:

a. Bahan pengisi berbentuk percikan/splash fill: air jatuh bdi atas lapisan yang

berurut dari batang pemercik horizontal, secara terus-menerus pecah menjadi

tetesan yang lebih kecil, sambil membasahi permukaan bahan pengisi. Bahan

pengisi percikan dari plastic memberikan perpindahan panas yang lebih baik

daripada bahan pengisi percikan dari kayu.

b. Bahan pengisi berbentuk film: terdiri dari permukaan plastic uang yipis dengan

jarak yang berdekatan dimana di atasnya terdapat semprotan air, membentuk

lapisan film yang tipis dan melakukan kontak dengan udara. Permukaannya dapat

berbentuk datar bergelombang, berlekuk, atau pola lainnya. Jenis bahan pengisi

film lebih efisien dan memberi perpindahan panas yang sama dalam volume yang

lebih kecil daripada bahan pengisi jenis splash.

3. Kolam air dingin

Kolam air dingin terletak pada atau dekat bagian bawah menara, dan menerima air dingin

yang mengalir turun melalui menara dan bahan pengisi. Kolam biasanyamemiliki sebuah

lubang atau titik terendah untuk pengeluaran air dingin.

4. Drift eliminators

Alat ini menanglap tetesan air yang terjebak dalam aliran udara agar tidak hilang ke

atmosfir.

5. Saluran udara masuk

Ini adalah titik masuk bagi udara menuju menara. Saluran masuk ini dapat berada pada

seluruh sisi menara.

6. Louvers

Kegunaan louvers adalah untuk menyamakan aliran udara ke bahan pengisi dan menahan

air dalam menara.

7. Nosel

Alat ini menyemprotkan air untuk membasahi bahan pengisi.

8. Fan

Fan aksial (jenis baling-baling) dan sentrifugal keduanya digunakan di dalam menara.

Fan ini disesuaikan untuk mengirim aliran udara yang dikehendaki .

Beberapa istilah yang digunakan dalam cooling tower ini adalah :

Drift : droplet air yang terbawa oleh udara keluar dari cooling tower. Droplet

drift ini mempunyai konsentrasi yang murni sama seperti air yang msuk ke tower.

Kecepatan drift secara khusus diturunkan dengan menggunakan alat seperti baffle, yang

disebut dengan drift eliminator, udara mengalir setelah meninggalkan daerah fill dan

spray tower.

Blow out : droplet air keluar cooling tower dengan memutar, secara umum pada

aliran udara masuk yang terbuka. Air juga dapat hilang, tidak memutar, melalui deburan

atau misting. Alatnya seperti wind server, louver, splash deflector. Dan water diverter

yang digunakan untuk membatasi kehilangan ini.

Plume : aliran udara keluar yang jatuh meninggalkan cooling tower. Plume ini

terlihat ketika air menguap yang mengandung kondensat yang kontak dengan pendingin

air.

Blow down : bagian mensirkulasi aliran air yang keluar untuk mempertahankan atau

mempertahankan junlah padatan terlarut dan yang murni lainnya pada level yang sesuai.

Leaching : menghilangkan bahan kimia pengawet kayu dengan mencucinya pada air

yang mengalir melalui cooling tower berstruktur kayu.

Noise : pancaran bunyi yang sangat kuat dari cooling tower dan catatan yang

yang diberikan dari jarak arahnya. Bunyi dibangkitkan dengan air yang jatuh, gerak air

dari kipas, daun kipas yang bergerak didalam struktur, dan motor, gearbox atau sabuk

penggerak.

Cooling tower ini berfungsi untuk melepaskan panas air yang keluar dari kondensor agar

air dapat diresirkulasi atau dikeluarkan dan digunakan kembali.

Major Components

Cooling Tower(Supply) Basin

Air disediakan dari pemecatan Berputar-Putar Sistem Penyediaan Air [bagi/kepada] suatu

Kolom/Dok/Bak Distribusi, dari yang mana Pompa Menara Pendingin mengambil suatu

pengisapan.

Cooling Tower Pumps

Pompa [yang] besar ini menyediakan air pada (di) atas 100,000 galon per menit

[bagi/kepada] satu atau lebih Menara Pendingin. Masing-Masing pompa pada umumnya

(di) atas 15 kaki dalam. Motor Perakitan mungkin (adalah) 8 [bagi/kepada] 10 kaki tinggi.

Total permintaan elektrik dari semua Menara Pendingin pompa mungkin (adalah)

sebanyak . seperti 5% tentang keluaran yang elektrik setasiun [itu].

IV. PRINSIP KERJA COOLING TOWER

Air panas yang masuk pada bagian atas cooling tower didistribuskan secara merata

didalam rumah cooling tower, lalu akan jatuh kebawah dikarenakan gaya gravitasi atau pancaran

air diarahkan ke bawah. Air yang masuk dan udara melalui filling arahnya searah. Disana terjadi

perpindahan panas dan perpindahan massa, dimana perpindahan panas dan perpindahan massa

terjadi dari air ke udara. Udara yang banyak memiliki kandungan air(jenuh) disirkulasikan

dengan kipas sehingga udara yang belum jenuh masuk ke rumah cooling tower. Air dingin yang

ditampung di bak penampung digunakan kembali.

Dalam proses ini, terjadi penghilangan air karena terjadi penguapan. Sehingga harus

diberi masukan air tambahan (make up water). Air dingin yang dihasilkan dilewatkan melalui

saringan agar kotoran-kotoran atau padatan-padatan mineral tertahan dan tidak melewati alat

lainnya.

V. TIPE-TIPE COOLING TOWER

Cooling tower dimasukan kedalam dua subdivisi utama, yaitu :

1. Natural draft atau atmospheric

Cooling tower jenis ini menggunakan cerobong asap beton yang sangat besar untuk

memasukan udara melalui media. Dikarenakan ukuran tower yang besar (tinggi 500

kaki dan diameter dasarnya 400 kaki) maka secara umum digunakan untuk laju alir

diatas 200000 gal/menit. Biasanya jenis tower ini digunakan untuk menghasilkan daya

di Amerika Serikat. Jenis ini tidak menggunakan kipas untuk mengahsilkan aliran

udaranya, udara diperoleh dari aliran induksi natural atau alami dari spray tekanan.

2. Mechanical draft

Cooling tower jenis ini paling banyak digunakan. Tower ini menggunakan kipas besar

untuk mengambil udara melalui sirkulasi air. Air mengalir kebawah diatas permukaan

fill yang membantu meningkatkan panas antara air dan udara.

Cooling tower jenis Mechanical Draft dibagi menjadi dua macam yaitu :

1. Forced Draft

Tower jenis ini mempunyai kipas, basin, dan pipa yang diletakan didalam struktur

tower. Pada jenis ini , kipas diletakan dibagian bawah atau dasar. Tidak ada celah

pada dinding bagian luarnya. Struktur baja atau susunan kayu tertutupi dengan

panel yang terbuat dari aluminium, galvanized baja, atau asbestos cemnent board.

Selama operasi kipas mengahsilkan udara pada kecepatan rendah secara horizontal

melalui packing dan kemudian secara vertical berlawanan dengan aliran air yang

kebawah yang terjadi pada sisi kipas. Drift eliminator diletakan pada atas tower

yang melepaskan air yang masuk ke udara. Vibrasi dan noise dikurangi ketikan alat

berputar yang terbuat dari pondasi padat (solid). Kipas ini sering mengatasi dry air

atau keringnya udara, pengurangan erosi, dan masalah kondensasi air.

2. Induced Draft

Tower jenis ini terdiri dari 2 macam yaitu :

1. Counterflow

2. Crossflow

Jenis counterflow dan crossflow ini selain dimasukan kedalam induced draft juga

dapat dimasukan kedalam karakteristik cooling tower berdasarkan aliran udaranya.

Counterflow

Pada tower counterflow ini, udara bergerak naik secra vertical melalui fill,

berlawanan dengan jatuhnya air. Dikarenakan keperluan pemasukan yang tinggi

dan daya hisap yang penuh, penggunaan system spray bertekanan tinggi, tekanan

udara yang hilang besar, maka beberapa counterflow tower kecil yang secara fisik

lebih tinggi, memerlukan lebih banyak pompa, dan menggunakan lebih banyak

kipas dibandingkan crossflow. Pada counterflow tower yang lebih besar,

penggunaan system distribusi bertekanan rendah gravity-releated, ditambah dengan

ketersediaan daerah masukan dan daerah plenum untuk pengaturan udara,

menyebabkan perawatan yang sangat diperlukan.

Crossflow

Tower jenis ini mempunyai fill konfigurasi yang aliran udaranya mengalir secara

horizontal, air yang akan didinginkan dialirkan kedalam kolom masukan air panas

yang diletakan dibagian atas fill, dan didistribusikan ke fill secara gravitasi melalui

lubang orificies didasar basin. Cooling tower jenis crossflow ini terdiri atas 3

macam, yaitu

1. Double flow

2. single flow

3. spray filled

VI. MASALAH PADA COOLING TOWER

Masalah yang berpotensial muncul dalam sistem pendinginan adalah : Korosi, deposit kerak, dan

pertumbuhan mikrobiologi ( jamur dan lumut ).

 A. Korosi

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).

 B. Kerak

Kerak adalah endapan yang melekat dalam sistem perpindahan panas, material endapan yang

terlarut dalam air secara specifik 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.

 C. Lumpur

Lumpur biasanya terbentuk dari endapan yang tidak dapat membentuk kerak seperti :

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

2. Material organik alami dari air make up.

3. Partikel yang terikut dari udara.

4. Additive organik yang terikut dari process yang rusak.

5. Hasil dari korosi migrasi.

 D. Mikroorganisma

Sistem pendingin air, biasanya menggunakan sirkulasi dimana kontak dengan udara adalah hal

yang utama dalam transfer panas, hal ini memungkinan kontak yang sangat besar dengan spora

algae, jamur dan bakteri (mikroorganisma ) dari udara. Adakalanya lumpur dan mikroorganisma

bersinergi membentuk endapan tebal pada permukaan basin cooling tower.

Untuk cooling tower yang menggunakan motor maka perlu dilakukan perawatan untuk

motor. Adapaun jenis gangguan dan cara mengatasinya adalah sebagai berikut:

TROUBLE SEBAB PERBAIKAN

Motor tidak bekerja Tidak ada daya dalam motor, kabel

koneksi yang salah

Periksa daya starter. Perbaiki

koneksi control pada motor.

Pastikan overload dalam dan short

sirkuit dalam keadaan normal.

Motor tidak bekerja Tegangan rendah

Periksa tegangan pada terminal

motor. Samakan dengan name plat

motor.

Motor tidak bekerja Open circuit pada lilitan motorPeriksa lilitan motor dari

kemungkinan open circuit

Motor tidak bekerja Drive motor dan atau fan macet Periksa gear motor atau fan.

Motor tidak bekerja Rotor cacatPeriksa bila terjadi kerusakan pada

bars dan ring

Kerja motor terlalu panas Tegangan tidak sesuai/ tidak stabil

Periksa tegangan dan arus pada tiga

saluran apakah sesuai dengan name

plat

Kerja motor terlalu panas OverloadPeriksa sudut fan blade dan bearing

apakah rusak

Kerja motor terlalu panas Putaran motor tidak sesuai Periksa power suplai & rasio gear.

Kerja motor terlalu panasPelumasan pada bearing terlalu

banyak

Kurangi dan jalankan motor diatas

kecepatan

Kerja motor terlalu panas Gesekan motor dan selimut stator Ganti bearing yang aus.

Kerja motor terlalu panasKesalahan pelumasan dalam

bearing

Ganti dengan pelumasan yang

sesuai

Kerja motor terlalu panas Satu phasa terbuka

Motor tidak bekerja jika hanya satu

phasa, periksa wiring control dan

motor.

Kerja motor terlalu panas Ventilasi yang kurang Buat ventilasi lebih besar

Kerja motor terlalu panas Kesalahan lilitan Periksa dengan ohmmeter

Kerja motor terlalu panas Shaft motor bergerak Luruskan atau ganti swhaft

Kerja motor terlalu panas Pelumasan tidak cukupGanti busi dan lumasi kembali

bearing

Kerja motor terlalu panasPembusukan atau material yang

tidak dikenal dalam pelumas

Bersihkan oli kemudian lumasi

kembali

Kerja motor terlalu panas Bearing rusak Ganti bearing

Kerja motor terlalu panas Sudut fan blade tidak sesuaiLihat fan service manual untuk

sudut yang benar

Motor tidak mencapai kecepatan

yang diinginkan

Tegangan terminal motor terlalu

kecil akibat drop aliran

Periksa transformator, gunakan

tegangan yang lebih besar pada

transformator atau kurangi beban

Motor tidak mencapai kecepatan Rotor rusak Periksa retakan dekat bearing,

yang diinginkankemungkinan dibutuhkan

penggantian rotor atau diperbaiki

Motor tidak mencapai kecepatan

yang diinginkanRangkaian phasa salah

Ganti/tukar dua dari tiga dari

koneksi motor.

Motor tidak mencapai kecepatan

yang diinginkanGeareducer bearing Lihat gearreducer service manual

Motor tidak mencapai kecepatan

yang diinginkanGear

Periksa cengkraman gigi (gear

engagement) dan perbaiki jarak

hingga klop.

Motor tidak mencapai kecepatan

yang diinginkanHilangnya baut dan pengelap Pasang baut dan kencangkan

Motor tidak mencapai kecepatan

yang diinginkan

Drive shaft tidak seimbang dan aus

pada coling

Pastikan bahwa motor dan

shaftgeareducer dalam posisis yang

sesuai, lakukan rebalancing drive

shaft dengan menambahan/

mengurangi beban pada balancing

screw cap. Perbaiki/ganti kolping

yang aus.

Motor tidak mencapai kecepatan

yang diinginkanFan

Pastikan fan balde pada posisis

yang tepat dan pastikan sudut

kemiringan semua blade sama.

Motor tidak mencapai kecepatan

yang diinginkanGeareducer bearing aus

Periksa ujung shaft, ganti bearing

jika dibutuhkan

VII. MAINTENANCE COOLING TOWER

1. cooling tower

periksa dari kebocoran, crack (retak) lubang serta korosi bila memakai casing logam

2. basin

periksa korosi bagian kotoran, puing-puing yang menghasilkan kondisi optimum untuk

perkembangan bakteri (legionalle). Periksa sambungan air dan bersihkan dari sampah.

Periksa bagian yang terbuat dari logam dari korosi dan dari kebocoran (harian)

3. fan deck

periksa korosi pada logam dan kayu yang rapuh, pastikan bagian dari deck dalam kondisi

baik dan hubungan antara bagian kencang

4. system perpipaan

system periksa dari kebocoran, korosi dan berkurangnya material lapisan (bulanan)

5. control flow valve

periksa dari korosi dan kelelahan air, reset valve untuk balancing (bulanan)

6. fill (packing)

terdiri dari 2 jenis, splash dan film, film yang berbeda membutuhkan perawatan yang

berbeda pula.

7. kopling dan drive shaft

periksa dari korosi dan kerusakan, periksa seluruh sambungan, terutama pada flexible

connection dari korosi, kelelahan, retak, (tergantung kebutuhan)

8. fan

jika dipasang fan sentrifugal, blower diperiksa dari kerusakan atau hilangnya blade, serta

korosi dari endapan. Periksa dan stel kembali fan pitch (sudu) sesuaikan dengan ukuran

yang direkomendasikan dengan toleransi ½ . periksa dan kencangkan seluruh koneksi

(tergantung kebutuhan)

9. make up water

jalankan/operasikan valve atau switch secara manual sehingga diperoleh penutup valve

sesuai dengan rancangan (tergantung kebutuhan).

  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 system, make up / air yang dikonsumsi,

jenis cooling tower, tata letak dan system perpipaan serta analisa air yang dipakai.

Adakalanya terbentuk endapan yang berlebihan, hal ini terjadi karena kondisi solid dalam air

yang terlalu tinggi. Bila pembentukan lumpur terbentuk pada system 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.

 

Dafatr Pustaka

Jobsheet Perawatan dan Perbaikan. Bandung : Politeknik Negeri Bandung.

Walas, Stanley M. 1988. Chemical Process Equipment. Butterworth Publisher

www.airah.org.au

www.cheresources.com

www.eere.energy.gov

http://langkahpetualang.wordpress.com/2009/09/07/cooling-tower/

http://7sinners.blogspot.com/2010_05_01_archive.html

http://kynas-coating.com/seputar-korosi/38-water-treatment-maintenance-system-for-

cooling-tower.html