IV. SISTEM AIR
4.1. Sistem Air Pendingin Utama
4.1.1. Sistem air pendingin utama siklus terbuka
Dalam sistem terbuka, air pendingin dipasok secara kontinyu dari sumber tak terbatas seperti sungai, danau atau laut yang dipompakan ke kondensor untuk akhirnya dibuang kembali keasalnya.
Gambar 29: Sistem Air Pendingin Utama Terbuka
Gambar 29, merupakan ilustrasi dari sistem air pendingin utama terbuka berserta komponen-komponen utamanya yang meliputi :
a. Saringan Apung (Floating dam).
Fungsinya adalah untuk mencegah terbawanya sampah-sampah dan benda-benda yang mengapung diatas permukaan air terutama yang berukuran besar. Fungsi lainnnya adalah untuk menghambat aliran air dibagian permukaan yang relatif lebih hangat dan membiarkan air yang lebih dingin dari daerah yang lebih dalam untuk mengalir.
b. Bar screen / Trash Rack.
Merupakan saringan kasar yang berfungsi untuk menyaring benda-benda berukuran sedang. Biasanya terbuat dari batang logam pipih yang dirangkai sehingga membentuk semacam terali besi.
c. Saringan putar (Traveling screen).
Berfungsi untuk menyaring semua benda sampai yang berukuran relatif kecil. Dipasang vertikal pada sisi masuk kanal pompa air pendingin utama (CWP) dimana sebagian besar segmen saringan berada dibawah permukaan air. Sedang sebagian lagi diatas permukaan air seperti terlihat pada gambar 30.
Gambar 30: Saringan Putar (Traveling Screen)
Konstruksi saringan adalah berupa kawat baja berbentuk segmen-segmen persegi panjang yang dikaitkan pada rantai-rantai dikedua sisinya. Rantai-rantai tersebut kemudian dikalungkan melingkari roda-roda gigi yang ditempatkan diantara 2 poros. Salah satu poros dihubungkan ke penggerak berupa motor listrik. Dalam keadaan
terpasang, rangkaian segmen-segmen kasa baja tersebut akan membentuk suatu pita raksasa / layar (screen) dan bila motor diputar, maka layar ini akan bergerak mengelilingi roda gigi. Sampah-sampah dalam air pendingin akan tersangkut pada saringan dan karena saringan bergerak, maka sampah-sampah yang menempel juga akan terbawa keatas permukaan. Pada bagian saringan yang berada diatas permukaan air dipasang nosel-nosel penyemprot (sprayer) yang menggunakan media air bertekanan. Manakala sampah-sampah yang tersangkut mencapai posisi nosel, maka semprotan air dari nosel akan merontokkan sampah-sampah tersebut dan jatuh ke saluran khusus untuk menampung sampah-sampah tersebut. Dengan cara ini maka setelah melewati posisi nosel, saringan akan bersih kembali. Pada beberapa konstruksi juga disediakan penyemprot ikan (Fish spray) yang posisinya berada dibawah nosel utama. Fish spray berfungsi untuk menyemprot ikan-ikan kecil yang tersangkut disaringan dengan air bertekanan rendah. Akibat semprotan ini ikan-ikan akan terlepas dari saringan dan masuk ke saluran (got) yang khusus disediakan untuk selanjutnya dikembalikan ke air.
d. Pompa penyemprot saringan putar (screen wash pump).
Merupakan pemasok air bertekanan yang dialirkan ke nosel penyemprot guna membersihkan saringan putar. Air yang digunakan adalah juga air pendingin utama. Pompa ini dapat dioperasikan secara manual ataupun otomatis. Dalam posisi otomatis, pompa akan start secara otomatis bila perbedaan tekanan (
P) air melintasi saringan putar tinggi.
P yang tinggi mengindikasikan bahawa saringan sudah mulai tersumbat sampah. Manakala
P sudah normal kembali, maka pompa akan stop secara otomatis.e. Penginjeksi chlor (chlorinator).
Berfungsi untuk menginjeksi chlor kedalam air pendingin yang tujuannya untuk membunuh atau sekurangnya mencegah berkembang biaknya jasad-jasad renik (micro organisme) yang hidup dalam air pendingin agar tidak menimbulkan gangguan dalam sistem air pendingin utama. Sumber pasokan chlor dapat berupa tabung-tabung gas chlor ataupun unit penghasil chlor (Chlorination plant) yang detilnya dibahas pada mata pelajaran lain.
Metode penginjeksian chlor ada beberapa macam misalnya metode penginjeksian kontinyu atau metode shock therapy. Pada metode shock therapy, penginjeksian tidak dilakukan secara kontinyu melainkan secara periodik. Selang waktu antar periodenya dapat diatur secara otomatis dengan bantuan timer. Hal yang penting diperhatikan adalah konsentrasi chlor yang diinjeksikan harus tepat. Bila dosisnya kurang, maka efeknya terhadap microorganisme akan berkurang. Sedang bila dosisnya terlalu besar, dapat mempengaruhi lingkungan terutama didaerah outfall.
f. Pompa pendingin utama (CWP).
Berfungsi untuk mengalirkan air pendingin utama ke kondensor dan pada beberapa sistem juga memasok air ke Auxiliary cooling water heat Exchanger. Umumnya bertipe mixed flow dengan posisi vertikal seperti pada gambar 31.
Gambar 31: CWP
Pada beberapa konstruksi pompa dilengkapi dengan saluran air lincir dan sekaligus juga berfungsi sebagai perapat yang dialirkan keperapat poros pompa (Gland seal). Sebelum pompa dijalankan, pasokan air ini harus diaktifkan terlebih dahulu.
Selain itu, beberapa pompa juga dilengkapi dengan sistem pelumasan sirkulasi yang salah satu komponennya adalah pendingin pelumas (Oil Cooler). Pasokan air untuk oil
cooler ini juga harus diaktifkan sebelum pompa dijalankan. Perlu diingat bahwa pelumasan memegang peranan penting mengingat pada pompa vertikal, seluruh berat pompa beserta beban lain berupa gaya-gaya aksial yang timbul praktis harus ditanggung hanya oleh satu bantalan.
Pada sisi tekan pompa dipasang penghubung fleksibel (expansion joint) untuk meredam getaran maupun tumbukan air (water hammer) mengingat pompa ini mengalirkan air dalam jumlah yang sangat besar. Pada saluran tekan pompa umumnya dipasang katup kupu-kupu (butterfly) dengan maksud agar dapat menutup dengan cepat mengingat diameter pipa saluran yang sangat besar. Katup ini umumnya digerakkan oleh motor listrik. Pembukaan dan penutupan katup ini berlangsung scera otomatis. Katup akan membuka otomatis beberapa saat setelah pompa start dan akan menutup secara otomatis pula bila pompa distop.
g. Kondensor.
Fungsi utama kondensor adalah untuk mengondensasikan uap bekas dari turbin menjadi air kondensat untuk dapat disirkulasikan kembali. Hal ini dilaksanakan melalui proses prndinginan uap oleh air pendingin yang mengalir dibagian dalam pipa-pipa kondensor. Tipe dan konstruksi kondensor ada berbagai macam dan secara detil akan dibahas pada pelajaran lain. Salah satu tipe yang akan dibahas disini sebagai contoh tipikal adalah tipe single pass, single shell, double inlet & outlet, surface condenser, devided water boxes seperti terlihat pada gambar 32.
Intinya merupakan sekumpulan pipa-pipa pendingin dimana uap bekas berada dibagian luar pipa (disebut sisi uap) sedang air pendingin mengalir dibagian dalam pipa (disebut sisi air). Akibat pendinginan ini, uap bekas disisi uap akan terkondensasi dan ditampung dalam penampung dibagian dibawah kondensor yang disebut hotwell. Proses kondensasi ini mengakibatkan sisi uap kondensor (termasuk hotwell) berada dalam kondisi vacum. Bila aliran air pendingin berkurang misalnya akibat pipa-pipa kondensor tersumbat kotoran, vacum akan turun dan pada kondisi yang ekstrim dapat mengakibatkan unit trip karena vakum terlalu rendah. Karenanya, air pendingin utama merupakan unsur yang cukup vital. Untuk meningkatkan keandalan kondensor, katup air pendingin sisi masuk dan sisi keluar kondensor biasanya digerakkan oleh motor dimana konfigurasi katup-katup tersebut dapat diatur sedemikian rupa sehingga selain posisi normal operasi, juga memungkinkan kondensor diposisikan “Out of Service” atau diposisikan “Back Washing”.
Posisi “Out of Service” adalah posisi me-non-aktifkan salah satu shell kondensor dengan memblokir aliran air pendingin untuk shell tersebut sehingga shell dapat dibersihkan dalam kondisi unit beroperasi. Tetapi karena hanya 1 shell yang beroperasi, maka dalam kondisi out of service, biasanya unit hanya boleh beroperasi pada
50% beban. Setelah pembersihan selesai, kondensor dapat dinormalkan kembali.Sedangkan posisi blackwashing artinya membalik aliran air pendingin pada salah satu shell. Back washing dilakukan bila pipa-pipa kondensor sudah mulai tersumbat oleh kotoran. Dengan cara membalik arah aliran pada salah satu shell, maka kotoran-kotoran yang menyumbat mulut pipa akan rontok sehingga pipa-pipa bersih kembali.
h. Sistem pembuang udara sisi air kondensor (Priming System).
Fungsi utama sistem priming adalah untuk membuang udara dari air pendingin utama agar air pendingin dapat mengisi seluruh permukaan kondensor sehingga proses pendinginan efektif. Saluran pembuang udara sisi air pendingin terletak pada bagian atas water box sisi inlet dan sisi outlet kondensor. Ada 2 macam sistem priming yang banyak dipakai yaitu sistem priming tertutup dan sistem priming terbuka. Ilustrasi sistem priming tertutup terlihat seperti pada gambar 33.
Gambar 33: Sistem Priming Tertutup
Pada sistem ini, pembuangan udara dilakukan melalui saluran dan katup venting dibagian atas water box hanya dengan mengandalkan tekanan air pendingin. Sedangkan pada sistem terbuka (gambar 34) udara dikeluarkan dari water box melaui saluran yang sama tetapi dengan bantuan perangkat vacum seperti vacum pump.
Gambar 34: Sistem Priming Terbuka
i. Taproge.
Taproge adalah sistem pembersih pipa kondensor sisi air pendingin dengan menggunakan sarana pembersih berupa bola-bola karet yang disebut bola Taproge
dengan cara mensirkulasikan bola-bola tersebut bersama air pendingin seperti terlihat pada gambar 35.
Gambar 35: Taproge
Bila pipa air pendingin dinyatakan kotor dan tidak teratasi oleh backwashing, maka sistem Taproge dapat dioperasikan. Untuk keperluan ini, pada saluran air pendingin keluar dipasang semacam saringan berengsel yang terdiri dari 2 bagian seperti layaknya sepasang daun pintu teralis. Perangkat ini disebut catcher yang berfungsi untuk menangkap bola-bola Taproge agar tidak ikut terbuang ke outfall. Sebelum mengoperasikan sistem Taproge, catcher harus dalam posisi tertutup (catch position). Bila menggunakan bola - bola Taproge baru, bola-bola taproge sebaiknya terlebih dahulu direndam dalam air dan diremas-remas guna menghilangkan udara dari dalam bola. Bola kemudian dimasukkan pada penampung (ball collector) yang dilengkapi dengan tingkap berlubang-lubang.
Bila tingkap tertutup, maka hanya air yang dapat mengalir melalui lubang-lubang tersebut sementara bola - bola Taproge tertahan didalam collector. Bila tingkap dibuka, maka air dan bola - bola Taproge dapat mengalir. Setelah bola Taproge dimasukkan ke collector dengan tingkap masih posisi tertutup, jalankan pompa sirkulasi (Taproge Pump), kemudian buka tingkap pada collector dan bola-bola Taproge akan mengalir bersama air kesisi masuk (inlet) kondensor. Untuk selanjutnya masuk kepipa-pipa pendingin dan akhirnya keluar sambil membawa kotoran-kotoran dari pipa kondensor. Ketika sampai outlet, bola-bola Taproge akan tertahan pada catcher dan diarahkan kembali ke collector. Sirkulasi ini terus dilakukan sampai selang waktu tertentu, sesuai instruksi buku manual. Bila dirasa sudah cukup, tutup tingkap pada collector, dan biarkan sistem tetap beroperasi beberapa saat guna memberi waktu bagi bola-bola Taproge untuk terkumpul seluruhnya didalam collector. Bila dipandang cukup, matikan pompa dan catcher dapat dibuka kembali.