cooling tower pada pltp

7/24/2019 Cooling Tower Pada Pltp

http://slidepdf.com/reader/full/cooling-tower-pada-pltp 1/20

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Kebutuhan energi listrik meningkat seiring berkembangnya

perekonomian, oleh karena itu upaya pembaharuaan energi untuk

memanfaatkan seluruh sumber daya alam sudah merupakan solusi untuk

mengatasi terbatasnya minyak bumi, gas dan batu bara.

Indonesia mempunyai potensi energi panas bumi terbesar di dunia sebesar

±27.510 Me.Karakteristik dari panas bumi ialah, bisa didapat se!ara terus "

menerus tanpa terpengaruh oleh keadaan musim, selain dari pada itu untuk

mengubah energi panas bumi men#adi energi listrik memerlukan proses yang

relati$e sederhana dibandingkan dengan %embangkit thermal lainnya.

&ntuk menun#ang beroperasinya unit %embangkit 'istrik (enaga %anas

)umi *%'(%+ terdiri dari beberapa sistem pendingin. istem pendinginan

yang terdapat pada unit %'(% salah satunya adalah !ooling to-er * menara

pendingin +. %eran ooling to-er pada unit %'(% sebagai pendingin sangat

$ital karena mempengaruhi dan menentukan kiner#a unit pembangkit,

sehingga penyusun berminat untuk menginformasikan data tersebut sebagai

bahan ka#ian bersama.

1.2. Rumusan Masalah

/ari latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan masalahnya sebagai

berikut

1. istem perasi Cooling Tower

2. Klasifikasi Cooling Tower

. Komponen ooling (o-er

3. %emeliharaan ooling (o-er

1.3. Batasan masalah

&ntuk menghindari meluasnya masalah maka permasalahan dibatasi yaitu

1. %eran ooling (o-er di industri pembangkit listrik

1



2. istem operasi Cooling Tower

. Klasifikasi Cooling Tower

3. Komponen ooling (o-er

1.4. Tuuan !an Man"aat Penel#t#an

4dapun tu#uan dibuatnya seminar mengenai Cooling Tower ini adalah

1. Mendapatkan gambaran dan pemahaman se!ara #elas mengenai !ara

ker#a dari ooling (o-er pada unit %'(%

2. Mengenal Komponen " komponen dari Cooling Tower

. Mengenal Klasifikasi Cooling Tower

3. Mengenal dan mempela#ari berbagai hal tentang permasalahan yang

terdapat di ooling (o-er pada unit %'(%

BAB II

TIN$AUAN PU%TA&A

2.1 Pr'ses Pr'!uks# PLTP

&ap dari sumur produksi dialirkan ke steam re!ei$ing header * 1 +, yang

berfungsi menampung pasokan uap serta tekanan uap diatur ,5 )ar sehingga

2



tidak mengalami gangguan meskipun ter#adi kelebihan pasokan uap dari sumur

produksi. elan#utnya uap dialirkan ke separator * 2 + untuk memisahkan

partikel " partikel padat dari uap, selan#utnya uap melalui flo- meter agar

diketahui #umlah uap yang akan masuk turbin * +. ebelum masuk turbin uap

melalui demister untuk memisahkan bintik " bintik air yang terkandung di uap

* 3 +. 6al ini dilakukan untuk menghindari ter#adinya getaran, erosi, serta

pembentukan kerak pada sudu dan nole turbin.

&ap yang telah bersih itu di alirkan melalui main stop $al$e lalu

disitribusikan ke go$ernor $al$e * 5 + menu#u ke turbin * +. (urbin di %'(%

pada umumnya menggunakan #enis double flo- yang dikopel dengan generator

* 7 +, pada ke!epatan 000 rpm. %roses ini menghasilkan energi listrik dengan

arus fasa, frekuensi 50 6, dan tegangan output generator sebesar 11,8 K$.

Melalui step up transformer * 8 + tegangan dinaikkan hingga 150 K$,

selan#utnya dihubungkan melalui %M( 150 k$ * parallel + dengan sistem

penyaluran distribusi * 9 +.

:;haust steam yang keluar dari turbin dikondensasikan di dalam kondensor

dengan !ara kontak langsung dengan air pendingin yang berasal dari !ooling

to-er, e;haust steam yang tidak terkondensasi di kondensor dihisap

menggunakan e#e!tor first stage dan se!ond stage * 10 +. Ketinggian permukaan

air pada kondensor selalu di#aga dalam kondisi normal * <' = 1500 + oleh

main !ooling -ater pump * 11 +, lalu dipompakan menu#u !ooling to-er untuk

proses pendinginan * 12 + sebelum disirkulasikan kembali kondensor.

%roses pendinginan yang ter#adi pada !ooling to-er berlangsung dengan

sistem ker#a penukaran panas yang menggunakan media udara dan air,

berkontak langsung satu sama lain sehingga ter#adi perpindahan panas.

Kelebihan air kondensat dari proses yang ter#adi pada menara pendingin akan

diin#eksikan kembali ke dalam sumur rein#eksi * 1 +. >ein#eksi dilakukan untuk

mengurangi pengaruh pen!emaran lingkungan, mengurangi ground subsiden!e

serta re!harge -ater bagi reser$oir di perut bumi.

3



2.2 %#stem Pen!#ng#nan

istem pendingin pada unit %'(% terdiri dari dua ma!am sistem sirkulasi

yaitu sistem air pendingin utama * Main ooling ater ystem + yang

melayani pendinginan pada kondensor dan sistem air pendingin sekunder

* e!ondary ooling ater ystem +, yang melayani pendinginan untuk

peralatan bantu seperti il ooler, ?enerator 4ir ooler, dan ompressor 4ir

ooler.

%endinginan ini ter#adi sebagai akibat adanya penguapan dari sebagian air

kedalam aliran udara yang mempunyai kelembaban rendah, sehingga air panas

akan melepaskan sebagian panas sensibelnya dengan #umlah yang sama dengan

#umlah panas laten yang diperlukan untuk ter#adinya penguapan tersebut.

BAB III

MET(DE

3.1 Tem)at !an *aktu Penggal#an Data

4



/ata yang digunakan dalam penulisan ini berasal dari data yang

didapatkan dari hasil studi literatur dari beberapa referensi buku dan internet.

Materi yang diambil adalah mengenai data@data yang menyangkut Cooling

Tower pada %usat 'istrik (enaga %anas )umi *%'(%+.

3.2 Data

3.2.1 %um+er Data

/ata yang digunakan dalam penulisan ini didapatkan dari hasil studi

literatur dari beberapa referensi buku dan internet.

3.2.2 $en#s Data

/ata@data yang dipakai dalam penyusunan seminar ini berupa /ata

ekunder, yaitu data yang didapat dengan memba!a literatur@literatur yang

berkaitan dengan tema pembahasan.

3.2.3 Anal#sa Data

/ata yang didapatkan dianalisis dengan mengka#i dan mempela#ari

literature yang ada yang berkaitan dengan permasalahan, serta pengumpulan data @ data

melalui buku@buku literatur atau buku petun#uk pengoperasian.

BAB I,

HA%IL DAN PEMBAHA%AN

4.1 De"#n#s# -''l#ng t'er

5



e!ara umum !ooling to-er dapat dikategorikan sebagai pendingin e$aporatif

yang digunakan untuk mendinginkan air atau media ker#a lainnya sampai

bertemperatur mendekati temperatur bola basah udara sekitar. Kegunaan utama dari

!ooling to-er adalah untuk membuang panas yang diserap akibat sirkulasi air

sistem pendingin yang digunakan pada pembangkit daya, kilang petroleum, pabrik

petrokimia, pabrik pemrosesan gas alam, pabrik makanan, pabrik semikonduktor,

dan fasilitas@fasilitas industri lainnya.

Aika suatu pabrik tidak dilengkapi dengan !ooling to-er dan hanya

menggunakan sirkulasi air pendingin sekali pakai, air pendingin yang telah

digunakan dan mengalami kenaikkan temperatur selan#utnya dibuang ke

laut, danau atau sungai yang ditentukan. %embuangan se#umlah air hangat

tersebut dapat meningkatkan temperatur sungai atau danau tersebut sehingga

dapat merusak ekosistem lokal. ooling to-er dapat digunakan untuk

membuang panas ke atmosfir sebagai pengganti angin serta difusi udara

yang menyebarkan panas ke area yang lebih luas. istem operasi dari!ooling to-er ditun#ukkan pada gambar.

6



?ambar 1. istem operasi !ooling to-er

%ada %'(%, sistem pendinginannya memanfaatkan udara pegunungan

yang dingin dan bersih. 4kan tetapi, karena udara bersifat sebagai gas, maka

dibutuhkan $olume yang besar, dan permukaan pertukaran panas yang luas,

agar pendinginannya sempurna. &ntuk itu dibutuhkan suatu menara yang

tinggi. %ada menara pendingin ini, udara dihisap kedalam dan setelah

mendinginkan kondensator, udara yang telah men#adi panas ini,

dihembuskan keluar melalui !erobong menara disebelah atas.

?ambar 2. /iagram skematik sistim menara pendingin

4.2 &las#"#kas# -''l#ng T'er

ooling to-er dapat diklasifikasikan menurut beberapa hal, antara lain

1. Menurut metode perpindahan panas

a. Wet CoolingTower *!ooling to-er basah+

%ada !ooling to-er #enis ini, air panas didinginkan sampai pada

temperatur yang lebih rendah dari temperatur bola basah udara sekitar, #ika

udara relatif kering. eperti udara #enuh yang mele-ati aliran air, kedua

7



aliran akan relatif sama. &dara, #ika tidak #enuh, akan menyerap uap air lebih

banyak, meninggalkan sedikit panas pada aliran air.

b. Dry cooler *pendingin kering+

ooling to-er ini beroperasi dengan pemindahan panas mele-ati

permukaan yang memisahkan fluida ker#a dengan udara ambient. /engan

demikian akan ter#adi perpindahan panas kon$eksi dari fluida ker#a, panas

yang dipindahkan lebih besar daripada proses penguapan.

!. Fluid cooler *pendingin fluida+

%ada cooling tower ini saluran fluida ker#a dile-atkan melalui pipa,

dimana air hangat diper!ikkan dan kipas dihidupkan untuk membuang panas

dari air. %erpindahan panas yang dihasilkan lebih mendekati ke !ooling to-er

basah, dengan keuntungan seperti pada pendingin kering yakni melindungi

fluida ker#a dari lingkungan terbuka.

2. Menurut metode pembangkitan aliran udara

a. Natural draft *penggerak udara alami+

Menara pendingin #enis 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 ba-ah. (idak diperlukan fandan

disana hampir tidak ada sirkulasi udara panas yang dapat mempengaruhi

kiner#a. Kontruksi beton banyak digunakan untuk dinding menara dengan

ketinggian hingga men!apai 200 m. Menara pendingin tersebut

kebanyakan hanya digunakan untuk #umlah panas yang besar sebab

struktur beton yang besar !ukup mahal.

(erdapat dua #enis utama menara natural draft

• Menara aliran melintang udara dialirkan melintasi air yang #atuh dan

bahan

8



pengisi berada diluar menara.

•

Menara dengan aliran yang berla-anan arah udara dihisap melalui air yang #atuh dan oleh karena itu bahan pengisi terletak dibagian dalam

menara, -alaupun desain tergantung pada kondisi tempat yang spesifik.

b. Mechanical draft *penggerak udara mekanik+,

Menara draft mekanik memiliki fan yang besar untuk mendorong

atau mengalirkan udara melalui air yang disirkulasi. 4ir #atuh turun diatas

permukaan bahan pengisi, yang membantu untuk meningkatkan -aktu

kontak antara air dan udara " hal ini membantu dalam memaksimalkan

perpindahan panas diantara keduanya. 'a#u pendinginan menara draft

mekanis tergantung pada banyak parameter seperti diameter fan dan

ke!epatan operasi, bahan pengisi untuk tahanan sistim dll.

Menara draft mekanik tersedia dalam range kapasitas yang besar.

Menara tersedia dalambentuk rakitan pabrik atau didirikan dilapangan "

sebagai !ontoh menara beton hanya bisa dibuat dilapangan. )anyak menaratelah dibangun dan dapat digabungkan untuk mendapatkan kapasitas yang

dikehendaki. Aadi, banyak menara pendingin yang merupakan rakitan dari

dua atau lebih menara pendingin indi$idu atau BselC. Aumlah sel yang

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

#umlah selnya. Menara dengan #umlah sel banyak,

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

indi$idu sel dan tempat saluran udara masuk ditempatkan pada sisi atau

diba-ah sel.

Menurut letak kipasnya, #enis ini terbagi men#adi dua, antara lain

• Induced draft

Kipas pada !ooling to-er ini berada di bagian keluaran yang menghisap

udara melintasi menara. 6al ini menghasilkan ke!epatan udara masukan

9



rendah dan ke!epatan udara keluaran yang tinggi, sehingga mengurangi

kemungkinan resirkulasi udara.

• Forced draft

%ada !ooling to-er ini kipas terletak pada bagian masukan to-er,

sehingga menyebabkan ke!epatan udara yang tinggi pada bagian masukan

dan ke!epatan yang rendah pada bagian keluaran. Ke!epatan yang rendah

pada bagian keluaran menyebabkan lebih mudah ter#adi resirkulasi udara.

Kerugian lainnya desain penggerak paksa membutuhkan daya motor yang

lebih tinggi daripada desain kipas pada tipe indu!ed draft. Keuntungan penggerak

paksa adalah kemampuannya dalam beker#a pada tekanan statik yang tinggi.

(iga #enis menara draft mekanik di#elaskan dalam (abel 1.

$en#s menara )en!#ng#n &euntungan &erug#an

Menara pendingin forced draft :

• udara dihembuskan ke

menara oleh sebuah fan yang

terletak pada saluran udara

masuk

•o!ok untuk resistansi

udara yang tinggi karena

adanya fan dengan

blo-er sentrifugal

•Dan relatif tidak berisik

• >esirkulasi karena

ke!epatan udara masuk

yang tinggi dan udara

keluar yang rendah,

yang dapat diselesaikan

dengan menempatkan

menara diruangan

pabrik digabung dengan

saluran pembuangan

10



Menara pendingin aliran

melintang induced draft :

• 4ir masuk pada pun!ak dan

mele-ati bahan pengisi

• &dara masuk dari salah satu

sisi *menara aliran tunggal+

atau pada sisi yang

berla-anan *menara aliran

ganda+

• Dan induced draft

mengalirkan udara melintasi bahan pengisi menu#u

saluran keluar pada pun!ak

menara

•'ebih sedikit resirkulasi

daripada menara forced

draft sebab ke!epatan

keluarnya hingga 3 kali

lebih tinggi daripada

udara masuk

• Dan dan mekanisme

penggerak motor

dibutuhkan yang tahan

!ua!a terhadap embun

dan korosi sebab mereka

berada pada #alur udara

keluar yang lembab

Menara pendingin aliran

berla-anan induced draft :

• 4ir panas masuk pada

pun!ak

• &dara masuk dari ba-ah

dan keluar pada pun!ak

• Menggunakan fan forced

dan induced draft

Ta+el 1. -#r# / -#r# Ber+aga# en#s menara draft

. Menurut arah aliran udara terhadap aliran air

a. 4liran crossflow

%ada tipe ini, aliran udara bergerak memotong se!ara tegak lurus

terhadap aliran air pada bahan pengisi. Kemudian udara melintasi menara

melalui bagian keluaran udara akibat gaya tarik dari fan yang berputar. ?ambar

menun#ukkan desain tipe cooling tower dengan aliran crossflow.

11



?ambar . ooling to-er tipe aliran !rossflo-

b. 4liran counterflow

%ada tipe ini, aliran udara pada saat mele-ati bahan pengisi * fill

material+ se#a#ar dengan aliran air dengan arah yang berla-anan. ?ambar 3

menun#ukkan desain tipe cooling tower dengan aliran counterflow.

12



?ambar 3. ooling to-er tipe aliran counterflow

4.3 &'m)'nen Cooling Tower

Komponen dasar sebuah cooling tower meliputi rangka dan -adah, bahan

pengisi, kolam air dingin, eliminator aliran, saluran masuk udara, louver , nosel

dan fan.E >angka dan -adah

Menara memiliki rangka berstruktur yang menun#ang tutup luar *

-adahFcasing , motor, fan, dan komponen lainnya.

E )ahan %engisi

6ampir seluruh menara menggunakan bahan pengisi * terbuat dari plastik

atau kayu + untuk memfasilitasi perpindahan panas dengan memaksimalkan

kontak udara dan air. (erdapat dua #enis bahan pengisi

1. )ahan pengisi berbentuk per!ikan F Slash fill

4ir #atuh diatas lapisan yang berurut dari batang pemer!ik

horisontal, se!ara terus menerus pe!ah men#adi tetesan yang lebih ke!il,

sambil membasahi permukaan bahan pengisi. )ahan pengisi per!ikan dari

13



plastik memberikan perpindahan panas yang lebih baik daripada bahan

pengisi per!ikan dari kayu.

2. )ahan pengisi berbentuk film

(erdiri dari permukaan plastik tipis dengan #arak yang berdekatan

dimana diatasnya terdapat semprotan air, membentuk lapisan film yang

tipis dan melakukan kontak dengan udara. %ermukaannya dapat berbentuk

datar, bergelombang, berlekuk, atau pola lainnya. Aenis bahan pengisi film

lebih efisien dan memberi perpindahan panas yang sama dalam $olume

yang lebih ke!il daripada bahan pengisi #enis splash.

?ambar 5. )ahan pengisi berbentuk film

E Kolam air dinginKolam air dingin terletak pada atau dekat bagian ba-ah 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.

E Drift eliminator

14



4lat ini berfungsi untuk menangkap tetes@tetes air yang ter#ebak dalam

aliran udara supaya tidak hilang ke atmosfir. aat ini hampir kebanyakan

spesifikasi pengguna akhir mengasumsikan kehilangan karena kerugian ini

sebesar 0,02G.

?ambar . /rift eliminator

E aluran udara masuk

Merupakan titik masuk bagi udara menu#u menara. aluran masuk bisa

berada pada seluruh sisi menara * desain aliran !rossflo- + atau berada di

bagian ba-ah menara * desain aliran counterflow +.

E !ouver

%ada umumnya, menara dengan aliran crossflow memiliki saluran

masuk louver . Kegunaan louver adalah untuk menyamakan aliran udara ke

bahan pengisi dan menahan air dalam menara.

Material yang sering digunakan untuk louver adalah asbes. )eberapa

desain untuk menara aliran counterflow tidak memerlukan louver .

15



?ambar 7. 'ou$er

E <osel

4lat ini menyemprotkan air untuk membasahi bahan pengisi.

/istribusi air yang seragam pada pun!ak 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 men#adi bagian dari rakitan yang berputar seperti

pada menara dengan beberapa potongan lintang yang memutar.

?ambar 8. <osel

"Fan

16



Fan a#sial *#enis baling@baling+ dan sentrifugal keduanya digunakan

dalam menara. &mumnya fan dengan baling@balingFpropeller digunakan pada

menara indu!ed draft dan baik fan propeller dan sentrifugal dua@duanya

ditemukan dalam menara for!ed draft. (ergantung pada ukurannya, #enis fan

propeller yang digunakan sudah dipasang tetap atau dengan dapat dirubah@

rubahF diatur. ebuah fan dengan baling@baling yang dapat diatur tidak se!ara

otomatis dapat digunakan diatas range yang !ukup luas sebab fan dapat

disesuaikan untuk mengirim aliran udara yang dikehendaki pada pemakaian

tenaga terendah. )aling@baling yang dapat diatur se!ara otomatis dapat

beragam aliran udaranya dalam rangka merespon perubahan kondisi beban.

?ambar 9. Dan aksia

BAB ,

&E%IMPULAN DAN %ARAN

4.1 &es#m)ulan

)erdasarkan uraian diatas, peranan !ooling to-er sebagai salah satu alat

dalam sistem air pendingin utama * Main ooling ater ystem + yang

melayani pendinginan pada kondensor pada unit %'(% sangat penting

peranannya, mengingat pasokan air pendingin tidak lagi menggunakan air laut

pada %'(& kon$ensional.

17



4.2 %aran

/ari pembahasan diatas saran@saran yang dapat penyusun sampaikan yaitu

1. /iharapkan kepada mahasis-a yang ingin mengambil seminar, Ker#a

%raktek maupun kripsi mengarah ke %embangkit :nergi alternatif

dengan harapan %embangkit energy alternatif dapat berkembang lagi.

U-APAN TERIMA &A%IH

Penulis menyadari bahwa Laporan Seminar ini tidak akan dapat

terlaksana tanpa bantuan, bimbingan, petunjuk serta saran-saran dari

berbagai pihak. Untuk itu perkenankanlah saya untuk menyampaikan

ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :

18



1. pk. !r. "mmar "sso#, $% selaku dosen pembimbing yang telah

banyak meluangkan waktu dan pikirannya hingga selesainya

Laporan Seminar ini.

&. pk !r. ambang !sti 'ddy, $$ selaku ketua (ususan S1 %eknik

$esin.

). Seluruh sta# (urusan %eknik $esin yang tidak dapat saya sebutkan

satu * persatu.

4. %eman-teman S1 %eknik $esin yang selalu memberikan dukungan

dan semangat, serta semua pihak yang tidak dapat kami sebutkan

satu per satu.

Semoga "llah S+% memberikan balasan yang sesuai atas

dukungan dan bantuan yang telah diberikan.

DA0TAR PU%TA&A

1. /iktat Kuliah, &M):> :<:>?I /4< %:M)4<?KI( (:<4?4 'I(>IK

<< K<H:<I<4' oleh Ir. Imam ubekti, M!.

2. .g''gle.'m -((LIN T(*ER PLTP D#akses )a!a 1 $un#

2512.

3. .sr#+!.'m -ha)ter -''l#ng T'er D#akses )a!a 16 $un# 2512

19

http://www.google.com/

http://www.scribd.com/

http://www.scribd.com/

http://www.google.com/



20

cooling tower pada pltp

Documents