Upload
susanyulianti1
View
2.180
Download
57
Embed Size (px)
Citation preview
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