Laporan Cooling Tower

(1)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1

1.1 LataLatar Ber Belakanlakangg Cooling tower

Cooling tower merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk menurunkan merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk menurunkan suhu aliran air dengan cara mengekstraksi panas dari air dan mengemisikannya ke suhu aliran air dengan cara mengekstraksi panas dari air dan mengemisikannya ke atmosfir. Kegunaan utama dari

atmosfir. Kegunaan utama dari cooling tower cooling tower adalah untuk membuang panas yang adalah untuk membuang panas yang dis

diserap erap akiakibat bat sirksirkulaulasi si air air sistsistem em penpendindingin gin yanyang g mismisalnyalnya a digdigunaunakan kan padpadaa pembangkit

pembangkit daya, daya, pabrik pabrik pemprosesan pemprosesan gas gas alam, alam, dan dan fasilitas fasilitas - - fasilitas fasilitas industriindustri lain

lainnynya. a. JikJika a suasuatu tu pabpabrik rik tidtidak ak dildilengengkapkapi i dendengangan coolicooling ng tower tower dan dan hanyhanyaa men

mengguggunaknakan an sirksirkulaulasi si air air penpendindingin gin sekasekali li pakpakai, ai, air air penpendindingin gin yanyang g teltelahah digunakan akan mengalami kenaikkan temperatur akan dibuang ke laut, danau digunakan akan mengalami kenaikkan temperatur akan dibuang ke laut, danau atau sungai yang ditentukan. Pembuangan sejumlah air hangat tersebut dapat atau sungai yang ditentukan. Pembuangan sejumlah air hangat tersebut dapat menin

meningkatkgkatkan an temperatemperatur tur sungasungai i atau danau atau danau tersebtersebut ut sehinsehingga gga dapat merusak dapat merusak ekosistem lingkungan.

ekosistem lingkungan.

1.2

1.2 TuTujuanjuan Adapu

Adapun n tujuatujuan n yang hendak dicapai dalam yang hendak dicapai dalam praktikum ini praktikum ini adalah memahamadalah memahamii cara kerja dari sistem menara pendingin (

(2)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Cooling tower

enara pendingin didefinisikan sebagai alat penukar kalor yang fluida kerjanya adalah air dan udara yang berfungsi mendinginkan air dengan kontak langsung dengan udara yang mengakibatkan sebagian kecil air menguap. !alam kebanyakan menara pendingin yang bekerja pada sistem pendinginan udara menggunakan pompa sentrifugal untuk menggerakkan air "ertikal ke atas melintasi menara. Prestasi menara pendingin biasanya dinyatakan dalam range dan approach seperti yang terlihat pada gambar berikut (#l $akil, %&&' dalam asution, '%).

*ambar '.% +kema kinerja cooling tower

+umber  https'.health."ic.go".aupublic-healthaterlegionella-risk-management-

guidelinesguide-cooling-toer-risk-management-planslegionella-risk-identification-analysis-section-/

2.2 Prinsip Kerja !!ling T!"er

Air panas yang masuk pada bagian atas cooling toer didistribuskan secara merata didalam rumah cooling tower , lalu akan jatuh kebaah dikarenakan gaya gra"itasi atau pancaran air diarahkan ke baah. Air yang masuk dan udara melalui filling arahnya searah. !isana terjadi perpindahan panas dan perpindahan massa, dimana perpindahan panas dan perpindahan massa terjadi dari air ke udara. 0dara yang banyak memiliki kandungan air (jenuh) disirkulasikan dengan kipas

(3)

sehingga udara yang belum jenuh masuk ke rumah cooling tower . Air dingin yang ditampung di bak penampung digunakan kembali.

!alam proses ini, terjadi penghilangan air karena terjadi penguapan. +ehingga harus diberi masukan air tambahan (make up water ). Air dingin yang dihasilkan dileatkan melalui saringan agar kotoran-kotoran atau padatan-padatan mineral tertahan dan tidak meleati alat lainnya.

2.# K!$p!nen Cooling Tower

Komponen dasar sebuah menara pendingin (Cooling Tower ) meliputi rangka dan adah, bahan pengisi, kolam air dingin, eliminator aliran, saluran masuk udara, louvers, nosel dan fan (1hristie dan *ema, '%%).

1. %angka &an "a&a'

2ampir semua menara memiliki rangka berstruktur yang menunjang tutup luar (adahcasing ), motor, fan, dan komponen lainnya. !engan rancangan yang lebih kecil, seperti unit fiber glass, adahnya dapat menjadi rangka. 2. Ba'an pengisi

2ampir seluruh menara menggunakan bahan pengisi (terbuat dari plastik atau kayu) untuk memfasilitasi perpindahan panas dengan memaksimalkan kontak udara dan air. 3ahan 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. Jenis bahan pengisi film lebih efisien dan memberi perpindahan panas yang sama dalam "olume yang lebih kecil daripada bahan pengisi jenis splash.

enurut olyono ('%%) terdapat tiga jenis bahan pengisiisian a. edia 4sian Penciprat (Splash Film)

edia isian splash menciptakan area perpindahan panas yang dibutuhkan melalu cipratan air diatas media pengisi menjadi butiran air yang kecil. 5uas permukaan butiran air adalah luas permukaan perpindahan panas dengan udara.

(4)

*ambar '.'. Splash fill

+umber  3asunanda, 6ugas Akhir, odifikasi Cooling Tower 6ipe Induced Draft Aliran Counterflow, '%7

b. edia 4sian +elaput ( Film Fill )

Pada isian film, air membentuk lapisan tipis pada sisi-sisi lembaran pengisi. 5uas permukaan dari lembaran pengisi adalah luas perpindahan panas dengan udara sekitar, dibanding isian penciprat kebutuhan udara isian film sangat rendah, rasio 5* lebih besar (%,8 9 ',) dan head pompa lebih rendah (3## 4ndia, '7: ;amarao and +hi"araman dalam

ulyono, '%%).

*ambar '.<. Film fill

c. 3ahan isianpengisi sumbatan rendah ( Lowclog film fills)

3ahan pengisi sumbatan rendah dengan ukuran flute (galur) yang lebih tinggi saat ini dikembangkan untuk menangani air yang keruh, yang merupakan pilihan terbaik untuk air laut karena menghemat daya dan kinerjanya lebih baik dibanding isian penciprat kon"ensional.

(5)

*ambar '.7. Lowclog film fills

ilai desain berbagai jenis bahan pengisi (isian) ditunjukkan tabel %. 6abel %. ilai desain berbagai jenis bahan pengisi

+umber ;amarao and +hi"araman, '7 dalam ulyono, '%%. #. K!la$ air &ingin

Kolam 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. !alam beberapa desain, kolam air dingin berada

dibagian baah seluruh bahan pengisi. Pada beberapa desain aliran yang berlaanan arah pada forced draft, air di bagian baah bahan pengisi

(6)

disalurkan ke bak yang berbentuk lingkaran yang berfungsi sebagai kolam air dingin. +udu-sudu fan dipasang dibaah bahan pengisi untuk meniup udara naik melalui menara. !engan desain ini, menara dipasang pada landasannya, memberikan kemudahan akses bagi fan dan motornya.

(. Dri)t eli$inat!rs

Alat ini menangkap tetes-tetes air yang terjebak dalam aliran udara supaya tidak hilang ke atmosfir.

*. Saluran u&ara $asuk

4ni merupakan titik masuk bagi udara menuju menara. +aluran masuk bisa berada pada seluruh sisi menara (desain aliran melintang) atau berada dibagian baah menara (desain aliran berlaanan arah).

6. Louvers

Pada umumnya, menara dengan aliran silang memiliki saluran masuk lou"ers. Kegunaan lou"ers adalah untuk menyamakan aliran udara ke bahan pengisi dan menahan air dalam menara. 3eberapa desain menara aliran berlaanan arah tidak memerlukan louver .

+. N!sel

Alat ini menyemprotkan air untuk membasahi bahan pengisi. !istribusi 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.

8. Fan

Fan aksial (jenis baling-baling) dan sentrifugal keduanya digunakan dalam menara. 0mumnya fan dengan baling-baling propeller digunakan pada menara induced draft dan baik fan propeller dan sentrifugal dua-duanya

(7)

ditemukan dalam menara forced draft . 6ergantung pada ukurannya, jenis fan propeller yang digunakan sudah dipasang tetap atau dengan dapat dirubah-rubah diatur. +ebuah 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. 3aling-baling yang dapat diatur secara otomatis dapat beragam aliran udaranya dalam rangka merespon perubahan kondisi beban.

2.( Jenis , Jenis Cooling Tower

enara pendingin terbagi menjadi dua yaitu jenis natural draft dan mechanical draft!

2.(.1 -enara Pen&ingin Jenis Natural Draft

enara pendingin jenis natural draft atau hiperbola menggunakan perbedaan suhu antara udara ambien dan udara yang lebih panas dibagian dalam menara. 3egitu 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. 6idak diperlukan fan dan disana hampir tidak ada sirkulasi udara panas yang dapat mempengaruhi kinerja. Kontruksi beton banyak digunakan untuk dinding menara dengan ketinggian hingga mencapai ' m. enara pendingin tersebut kebanyakan hanya digunakan untuk jumlah panas yang besar sebab struktur beton yang besar cukup mahal.

*ambar '.8. "enara pendingin natural draft aliran melintang (b)

(8)

6erdapat dua jenis utama menara natural draft 

 enara aliran melintang (*ambar '.8 a) udara dialirkan melintasi air yang jatuh dan bahan pengisi berada diluar menara.

 enara dengan aliran yang berlaanan arah (*ambar '.8 b) udara dihisap melalui air yang jatuh dan oleh karena itu bahan pengisi terletak dibagian dalam menara, alaupun desain tergantung pada kondisi tempat yang spesifik.

2.(.2 -enara Pen&ingin Draft -ekanik

enara draft mekanik memiliki fan yang besar untuk mendorong atau mengalirkan udara melalui air yang disirkulasi. Air 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. 5aju pendinginan menara draft mekanis tergantung pada banyak parameter seperti diameter fan dan kecepatan operasi, bahan pengisi untuk tahanan sistim dan lain-lain. enara draft mekanik tersedia dalam range kapasitas yang besar. enara tersedia dalam bentuk rakitan pabrik atau didirikan dilapangan, sebagai contoh menara beton hanya bisa dibuat dilapangan.

3anyak menara telah dibangun dan dapat digabungkan untuk mendapatkan kapasitas yang dikehendaki. Jadi, banyak menara pendingin yang merupakan rakitan dari dua atau lebih menara pendingin indi"idu atau =sel>. Jumlah sel yang mereka miliki, misalnya suatu menara delapan sel, dinamakan sesuai dengan jumlah selnya. enara dengan jumlah 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.

(9)

2.* Ealuasi Kinerja Cooling Tower

Kinerja menara pendingin (cooling toer) die"aluasi untuk mengkaji tingkat approach dan cooling range saat ini, identifikasi area terjadinya pemborosan energi dan memberikan saran perbaikan. +elama e"aluasi kinerja, peralatan pemantauan yang portable digunakan untuk mengukur parameter-parameter berikut

%. suhu udara bola basah (wet bulb), '. suhu udara bola kering (dr# bulb), <. suhu air masuk menara pendingin, 7. suhu air keluar menara pendingin, 8. suhu udara keluar,

/. laju alir air, ?. laju alir udara.

Parameter terukur tersebut kemudian digunakan untuk menentukan kinerja menara pendingin dengan beberapa cara, yaitu

%. $ange merupakan perbedaan antara suhu air masuk dan keluar menara pendingin. $ange yang tinggi berarti baha menara pendingin ( Cooling

Tower ) telah mampu menurunkan suhu air secara efektif, dan kinerjanya bagus.

'. Approach merupakan perbedaan antara suhu air dingin keluar menara pendingin dan suhu bola basah lingkungan (wet bulb ambient ). +emakin rendah approach semakin baik kinerja menara pendingin. $alaupun, range dan approach harus dipantau, @approach@ merupakan indikator yang lebih baik untuk kinerja menara pendingin.

(10)

*ambar '.'. $ange dan approach temperatur pada menara pendingin

+umber Analisa 3eban Kalor enara Pendingin 3asah Jujut 4sap Aliran 5aan Arah, Jurnal 6eknik #nergi ol. ? o. %, '%%.

<. #fekti"itas merupakan perbandingan antara range dan range ideal (dalam persentase), yaitu perbedaan antara suhu masuk air pendingin dan suhu wet bulb ambien, atau dengan kata lain adalah B $ange( $angeC Approach). +emakin tinggi perbandingan ini, maka semakin tinggi efekti"itas menara pendingin.

7. Kapasitas pendinginan merupakan panas yang dibuang dalam kKaljam, atau kJs, sebagai hasil dari laju massa air, panas spesifik dan perbedaan suhu.

8. Kehilangan penguapan merupakan jumlah air yang diuapkan untuk tugas pendinginan. ;umus berikut dapat digunakan untuk menghitung kehilangan air

karenapenguapan (Perry)

kehilangan penguapan (m<_{jam)B,D8E%,DElaju sirkulasi (m}<_jam)E(6 %-6') 6% - 6' B perbedaan suhu antara air masuk dan keluar cooling tower

/. +iklus konsentrasi (1.F.1) merupakan perbandingan padatan terlarut dalam air sirkulasi terhadap padatan terlarut dalam air make up.

?. Kehilangan hembus buang ( %low down) tergantung pada siklus konsentrasi, kehilangan penguapan. !ihitung dengan rumus

blow down B kehilangan penguapan  (1.F.1 -%)

D. Perbandingan 1air*as (5iGuid*as) merupakan rasio laju alir massa air (li&uid ) dan udara (gas). enara pendingin memiliki nilai desain 5* tertentu. amun karena pengaruh cuaca atau musim, perlu pengaturan dan perubahan laju aliran air dan udara untuk mendapatkan efekti"itas terbaik. Pengaturan

(11)

dapat dilakukan dengan perubahan beban kotak air atau pengaturan sudut siripnya. Aturan termodinamika juga mengatakan baha panas yang dibuang dari air harus sama dengan panas yang diserap oleh udara sekitarnya.

BAB III

-ET/D/L/0I PE%/BAAN

#.1 Alat &an Ba'an

%. Cooling Tower di laboratorium pilot plant 6KA Politeknik egeri 3andung

'. 6ermometer <. *elas 0kur 7. Air

#.2 Langka' Kerja

+eiring dengan siklus pada proses leaching, ukur temperatur ambien, serta temperatur air dingin dan laju alir keluar keluar cooling tower!

(12)

BAB I

HASIL PENELITIAN

(.1

Data Penga$atan 6abel 7.% !ata pengamatan

Siklus T a$ien 3 !_4 Tair keluar 3!4 5 $asuk 5 keluar 3$L6s4 Wet Bulb Dry Bulb

+iklus % '' '<.8 '7 - / +iklus ' ''.8 '<.8 '7 - 8.8 +iklus < '' '7 '7 - '.' +iklus 7 '' '< '/ - D.< +iklus 8 '< '7.8 '/ - &.' +iklus / '< '7.8 '7 - D.%

(.2

Peng!la'an Data

Aproach ' 6air keluar cooling tower 96b ambien 6abel 7.' Pengolahan !ata

Siklus T" a$ien 3!4 Tair keluar 3!4 Aproac 3!4

+iklus% '' '7 '

+iklus' ''.8 '7 %.8

+iklus< '' '7 '

(13)

+iklus8 '< '/ < +iklus/ '< '7 % 1 2 3 4 5 6 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5

Sik lus Lea7'ing Approa c !oC"

*rafik %. ilai aproach cooling tower pada siklus proses leaching

(.#

Pe$a'asan

Prinsip kerja dari cooling tower adalah dehumidifikasi. Perpindahan panas yang terjadi berlangsung dari air yang mempunyai suhu lebih tinggi ke udara yang mempunyai suhu lebih rendah. 6ipe cooling tower pada laboratorium pilot plant 6KA adalah tipe direct dimana air panashangat dipancarkan dari atas meleati

(14)

atas. 0ap air akan terbaa oleh udara keluar cooling tower , air pendingin jatuh ke kolam penampung dan disirkulasi ulang ke atas sebagian dan ke alat proses yang membutuhkan.

Kajian energi sistem menara pendingincooling tower ditujukan untuk melakukan e"aluasi kinerja dan efisiensi sistem menara pendingin yang ada secara menyeluruh meliputi kajian kapasitas pendinginan, range, approach, efektifitas, kelilangan penguapan, siklus konsentrasi dan kehilangan blodon. elalui e"aluasi ini dapat diterapkan penghematan energi dan peningkatan efisiensi pabrik.

Pada cooling tower yang ada di *edung 6KA tidak dapat dilakukan perhitungan range, efekti"itas, kelilangan penguapan, siklus konsentrasi dan kehilangan blodon untuk menge"aluasi kinerja cooling tower, sebab laju alir serta temperatur air panas masuk cooling tower tidak dapat diukur ! Parameter yang dapat diukur ialah nilai approach selama enam siklus proses leaching, nilai approach cooling tower lab. pilot plat 6KA memiliki nilai rata-rata ','8 o₁ (terbesar 7 1 dan terendah % o_{1), pada siklus ketiga nilai approach tertinggi yaitu} 7 o_{1. amun, rata-rata nilai approach yang cukup rendah ini menunjukkan} efekti"itas cooling water yang tinggi, karena approach berbanding terbalik dengan efekti"itas. 6etapi parameter approach saja tidak cukup untuk menge"aluasi kinerja cooling tower!

+ecara fisik terdapat beberapa masalah pada cooling tower yaitu terdapatnya lumut juga korosi, hal ini dapat terjadi karena adanya ion He yang terdapat dalam air kemudian kontak dengan oksigen di udara. +ehingga perlu dilakukan peraatan secara berkala pada cooling tower termasuk pengolahan air rutin dan pemeliharaan sistem mekanik dan listrik, contohnya peraatan kipas cooling

tower dilakukan setiap selang aktu / (enam) bulan. Jenis peraatan yang dilakukan adalah memeriksa kekencangan baut-baut pengunci lempeng frame pada daun kipas dan membersihkan kipas dari kerak atau kotoran yang menempel. Kegiatan peraatan kipas dilakukan pada kondisi reaktor padam ( shutdown) dan sistem menara pendingin tidak dioperasikan. Cooling tower dapat beroperasi

(15)

secara efisien dan optimal, apabila program peraatan dikelola secara baik dan terjadal.

BAB 

KESI-PULAN

+ecara garis besar cooling tower berfungsi untuk menyerap kalor dari air panas dan menyediakan sejumlah air dingin untuk dipergunakan kembali pada proses di laboratorium yang membutuhkan air pendingin.

Approach temperature merupakan suatu besaran yang sangat berpengaruh pada analisa unjuk kerja cooling tower . +emakin rendah nilai approach

(16)

DA8TA% PUSTAKA

Anonim. Legionella risks ( identification and anal#sis) Section *!

https'.health."ic.go".aupublic-healthaterlegionella-risk-

management-guidelinesguide-cooling-toer-risk-management- planslegionella-risk-identification-analysis-section-/. (!iakses tanggal %7 !esember '%/)

3asunanda, Arya ;ukhma. '%7. odifikasi Cooling Tower 6ipe Induced Draft Aliran Counterflow! 6ugas Akhir. 6eknik esin 0ni"ersitas !iponegoro.

1hristie, Jodie dan *emma +igit. '%'. Cooling Tower dan Chiller . Hakultas 6eknik 0ni"ersitas Kristen 4ndonesia.

ulyono. '%%. Analisa %eban +alor "enara endingin %asah -u.ut Isap Aliran Lawan Arah! Jurnal 6eknik #nergi, ol ? o. % '7 9 <.

(17)

asution, !ian orfi. '%. enelitian +iner.a Induced Draft Cooling Tower Dengan otongan ipa vc / 0 Inci Sebagai Filling "aterial! +kripsi.

!epartemen 6eknik esin 0ni"ersitas +umatera 0tara.

LA-PI%AN

A. 0a$ar

*ambar A.%. 3ahan isiandari menara