Regular Packing

PRESENTASI OPERASI TEKNIK KIMIA IPENGARUH PEMILIHAN COOLING TOWER JENIS FORCED DRAFT TERHADAP PENDINGINAN AIR PROSESDI PT. INDONESIA POWER KAMOJANG

OLEH:

KELOMPOK 2

RANDI WINARDI

( 03101403038 )

SONDANG PURNAMA SARI( 03101403039 )

YULIANTI PERMATA SARI( 03101403045 )

M. DIAN SALAUDIN

( 03101403048 )

DEBORA CHRISTINA

( 03101403056 )

EKA STATISTIKA

( 03101403057 )

ARIS D. MARIO

( 03101403062 )

DIYOESHY RIZQI PATRIA( 03101403066 )FITRIADI NOERMANSYAH( 03111303006 )

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA2013

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat rahmat dan hidayahnya kami dapat menyelesaikan makalah yang berjudul Forced Draft pada Cooling Tower Di PT. Indonesia Power. Makalah ini disusun untuk menambah pemahaman khususnya tentang Unit Operasi Teknik Kimia di Bidang Cooling Tower khususnya jenis dari Cooling Tower tersebut. Selain itu, makalah ini dibuat untuk memenuhi tugas praktikum Unit Operasi Teknik Kimia.

Tidak lupa pula kami mengucapkan terima kasih kepada segala pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan makalah ini, karena dengan bimbingannya kami dapat memahami baik prinsip kerja pada cooling water maupun aplikasi penggunaan cooling tower.

Akhir kata tiada gading yang tak retak, begitu pula dengan makalah kami ini yang tentunya tak luput dari kesalahan. Kami selalu menerima semua kritik dan saran yang membangun atas makalah ini.

Palembang, Mei 2013PenulisBAB I

PENDAHULUAN1.1. Latar Belakang

Air sangat penting dalam suatu proses di pabrik, kegunaannya tidak hanya sebagai bahan baku, tapi juga sering dipakai sebagai media yang dapat memanaskan ataupun mendinginkan. Dalam industri kimia, air pendingin sangat dibutuhkan sekali sebagai media untuk melakukan pertukaran panas antara fluida yang panas dengan air pendingin (air dingin), berlangsungnya pertukaran panas tersebut terjadi di dalam suatu Heat Exchanger.

Terjadinya pertukaran panas tersebut menyebabkan air dingin mengalami perubahan temperatur, dimana temperatur air pendingin menjadi naik karena disebabkan oleh panas yang dibawa oleh fluida panas yang diserap oleh air. Air yang mengalami perubahan temperatur tersebut tidak dapat langsung digunakan kembali sebagai air pendingin dan juga tidak dapat dibuang ke sungai atau ke lingkungan karena dapat berpengaruh terhadap lingkungan yang disebabkan oleh temperatur air yang dibuang masih sangat tinggi.

Untuk itu perlu dilakukan suatu proses pendinginan untuk menurunkan temperatur air tersebut sehingga dapat digunakan kembali sebagai pendingin atau dibuang ke lingkungan. Proses pendinginan air tersebut dapat dilakukan di dalam suatu tower pendingin yang disebut cooling tower. Dimana proses pendinginan dapat terjadi dengan bantuan udara luar serta alat untuk mempercepat pendinginan tersebut, yang biasa digunakan di dalam industri kimia adalah kipas (fan). Penggunaan teknologi cooling tower (menara pendingin) dewasa ini dirasakan sangat penting dalam tiap industri dalam rangka pelaksanaan efisiensi dan konservasi energi. Oleh karena itu pemahaman tentang prinsip operasi cooling tower sangat diperlukan.

Secara umum cooling tower ini dapat digolongkan menjadi 2 sub-division utama yakni cooling tower mechanical draft dan cooling tower natural draft. Dimana pada makalah ini kami meninjau kepada cooling tower mechanical forced draft di PT. Indonesia Power Kamojang.1.2. Tujuan

1. Untuk mengetahui cara kerja forced draft pada cooling tower di PT. Indonesia Power Kamojang2. Untuk mengetahui keuntungan dari forced draft pada cooling tower di PT. Indonesia Power Kamojang3. Untuk mengetahui bagaimana hasil pendinginan air proses dengan menggunakan cooling tower jenis forced draft1.3. Manfaat

1. Dapat mengetahui cara kerja forced draft pada cooling tower di PT. Indonesia Power Kamojang2. Dapat menambah wawasan mahasiswa tentang forced draft pada cooling tower di PT. Indonesia Power Kamojang3. Dapat mengetahui hasil dari pendinginan air proses dengan menggunakan cooling tower jenis forced draft1.4. Batasan Masalah

Pembatasan masalah pada kelompok kami ialah pengaruh pemilihan cooling tower jenis forced draft terhadap pendinginan air proses di PT. Indonesia Power KamojangBAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Cooling Tower

Cooling Tower adalah sistem pendinginan dengan prinsip air yang disirkulasikan, dimana air proses atau cooling water dikontakkan langsung dengan udara. Dengan kata lain cooling tower adalah suatu alat yang dipergunakan untuk memindahkan sejumlah panas dari suatu fluida ke fluida lain.

Jika air mendinginkan suatu unit mesin maka hal ini akan berakibat air pendingin tersebut akan naik temperaturnya, misalnya air dengan temperatur awal (T1) setelah digunakan untuk mendinginkan mesin maka temperaturnya berubah menjadi (T2). Disini fungsi cooling tower adalah untuk mendinginkan kembali T2 menjadi T1 dengan blower atau fan dengan bantuan angin. Demikian proses tersebut berulang secara terus menerus.

2.2. Jenis-jenis Cooling Towera. Cooling Tower Natural Draft

Perfoma thermal cooling tower natural draft ada kalanya gagal untuk perpindahan panas antara air dengan udara.

Gambar 1. Cooling Tower Natural Draft

Foto diatas menunjukkan cooling tower natural draft tunggal digunakan pada suatu pabrik. Tower natural draft tingginya sekitar 400 ft (120 m), tergantung pada diferensial perpindahan panas yang dibutuhkan, udara luar yang dingin dan udara lembab yang panas pada bagian dalam menara. Biasanya cooling tower natural draft tidak ada fannya.

Karakteristik Cooling Tower Natural Draft:

1) Ukurannya Lebih Besar

2) Digunakan Untuk Plant Tertentu

3) Tidak Menggunakan Fan4) Initial Cost Lebih Mahal

5) Untuk Volume Yang Lebih Besar

Gambar 2. Forced Cooling Tower Natural Draft

Arah aliran garis hijau menunjukkan bagaimana air diambil dari suatu sungai (dalam gambar berwarna kuning) untuk dimasukan ke dalam basin (pada gambar berwarna hijau) sirkulasi. Pompa air mengambil air yang akan diproses dari basin. Air kemudian yang dipompakan adalah ke air yang telah panas atau setelah mengalami proses.

Air itu kemudian didistribusikan ke puncak menara cooling tower, air akan jatuh dengan sendirinya karena pengaruh gaya gravitasi masuk ke dalam basin dimana air itu kemudian dapat dikembalikan ke sungai dan yang dipompa oleh pompa cooling tower ke cooling tower kemudian air kembali ke basin, air dapat digunakan kembali.Di cooling tower natural draft, daya apung yang alami dari udara panas menuju ke menara, udara dingin masuk melalui bawah dari tower. Tidak ada fan diperlukan. Dalam kaitan dengan tata ruang dari cooling tower memungkinkan mensirkulasi ulang udara panas dan performa resultan drop. Shell dari tower pada umumnya dibangun menggunakan beton bertulang, dan dapat dibuat setinggi 200 m. Harganya sangat mahal untuk struktur beton yang besar, menara pendingin draft alami biasanya untuk mendinginkan air dalam jumlah yang banyakTerdapat dua jenis utama menara natural draft:1) Menara aliran melintang: udara dialirkan melintasi air yang jatuh dan bahan pengisi berada diluar menara.

2) Menara dengan aliran yang berlawanan arah: udara dihisap melalui air yang jatuh dan oleh karena itu bahan pengisi terletak dibagian dalam menara, walaupun desain tergantung pada kondisi tempat yang spesifik.b. Cooling Tower Mechanical Draft (CTMD)

Cooling Tower Mechanical Draft memiliki fan yang besar untuk mendorong atau mengalirkan udara melalui air yang disirkulasi. Air jatuh turun diatas permukaan bahan pengisi, yang membantu untuk meningkatkan waktu kontak antara air dan udara hal ini membantu dalam memaksimalkan perpindahan panas diantara keduanya. Laju pendinginan menara draft mekanis tergantung pada banyak parameter seperti diameter fan dan kecepatan operasi, bahan pengisi untuk tahanan sistim, dll.Cooling Tower Mechanichal Draft mempunyai sistem pemipaan yang panjang dari atas tower sampai ke basin. Fan yang besar menarik udara untuk memindahkan panas dari air, sehingga air dapat dipertukarkan panasnya sehingga menjadi dingin kemudian dapat digunakan lagi dalam proses.

Karakteristik Cooling Tower Mechanical Draft:

1) Ukurannya lebih kecil

2) Digunakan untuk plant umum

3) Menggunakan Fan

4) Initial Cost Lebih Murah

5) Untuk Volume Yang Lebih KecilCooling Tower Mechanichal Draft dibedakan menjadi:1. Forced draft cooling towerCooling Tower Mechanichal Draft, ditunjukkan pada gambar 3, memiliki kipas angin, basin, dan pipa yang terletak di dalam struktur menara. Dalam model ini, kipas terletak di dasar. Sebaliknya, baja atau kayu struktural membingkai ditutupi dengan panel yang terbuat dari aluminium, baja galvanis,atau asbes semen papan.

Gambar 3. Forced Draft Cooling TowerSelama operasi, fan pada kecepatan rendah secara horizontal melalui packing dan kemudian secara vertikal ke bawah melawan aliran air yang terjadi di kedua sisi fan. Getaran dan kebisingan minimal karena peralatan yang berputar dibangun di atas dasar yang kuat. Menangani kebanyakan fan udara kering, sangat mengurangi erosi dan masalah kondensasi air.

2. Induced draft cooling tower

Induced draft cooling tower yang ditampilkan pada gambar berikut memiliki satu atau lebih banyak fan, yang terletak di puncak menara, yang menarik udara ke atas melawan arus bawah air yang lewat di sekitar packing. Karena aliran udara yang berlawanan dengan aliran air, air yang paling dingin di bagian bawah mengalami kontak dengan udara kering sementara air hangat di puncak adalah bersentuhan dengan udara lembab, mengakibatkan peningkatan efisiensi perpindahan panas.

Gambar 4. Induced draft cooling tower2.3. Air Pendingin

Cooling water atau air pendingin adalah suatu media air yang berfungsi sebagai suatu media air yang berfungsi untuk mengambil panas dari suatu proses atau equipment dengan jalan perpindahan panas (heat transfer).

Tipe Utama Cooling Water:1. Recirculation Type.

a. Open type, yaitu dimana sebagian air setelah mengalami pemanasan akan diuapkan untuk proses pendinginannya kembali.

b. Close type, yaitu dimana pendingin kembali airnya tanpa penguapan. Type ini biasanya dipakai untuk internal engine combustion system.

2. Once Through Type (tergantung penggunaannya) sirkulasi air yang digunakan hanya satu kali proses saja.Air untuk pengisian dan air untuk penambah (make up water) dari pada cooling tower dipompa dari tanki filter water dengan pompa-pompa make up water cooling tower. Level control secara otomatis memasukkan make up water ke dalam bak menara pendingin untuk menjaga agar tinggi permukaan air dalam bak tersebut tetap. Sebuah low level alarm akan memberi peringatan pada panel control dan utility plant, bila terdapat permukaan rendah dalam bak menara pendingin, make up water diperlukan guna mengimbangi kehilangan akibat penguapan dan tetesan-tetesan air yang terbawa oleh udara.

Dari bak cooling tower, air pendingin dipompa dengan pompa-pompa air pendingin yang masing-masing berkapasitas 4700 m3/ jam. Untuk keadaan normal digunakan 2 buah pompa secara pararel yang digerakkan oleh steam turbin. Air panas yang kembali dari semua pemakaian air pendingin ditampung kembali dalam sebuah line utama dikirim ke daerah cooling tower. Disini line terpisah menjadi 2 line yang mengembalikan air panas ke puncak cooling tower.

Air panas tersebut didistribusikan secara menghujan ke dalam bak cooling tower melalui distributor di dalam menara dan sambil berpapasan dengan aliran udara. Udara masuk lewat kisi-kisi pada bagian samping akibat tarikan alam (natural draft) atau tarikan ID fan dalam masing-masing sel. Udara yang mengalir ke atas mendinginkan air yang kembali ke dalam bak.2.4. Fan

Fan aksial (jenis baling-baling) dan sentrifugal keduanya digunakan dalam menara. Umumnya fan dengan baling-baling atau propeller digunakan pada menara induced draft dan baik fan propeller dan sentrifugal dua-duanya ditemukan dalam menara forced draft. Tergantung pada ukurannya, jenis fan propeller yang digunakan sudah dipasang tetap atau dengan dapat dirubah-rubah atau diatur. Sebuah 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. Baling-baling yang dapat diatur secara otomatis dapat beragam aliran udaranya dalam rangka merespon perubahan kondisi beban.\

BAB III

PEMBAHASANGambar 4. Forced Draft Cooling TowerPada PT. Indonesia Power Kamojang, air keluaran dari kondenser berada pada suhu sekitar 50C. Dengan kondisi yang seperti ini, maka air tersebut tidak dapat serta-merta dimanfaatkan sebagai pendingin bagi komponen yang lain. Oleh karena itu diperlukan sistem pendingin lanjutan guna menjaga efesiensi pembangkitan listrik secara keseluruhan, seperti cooling tower.Dari kondenser, air panas dialirkan ke kolam air panas (hot water basin) yang letaknya di bagian atas cooling tower oleh main cooling water pump (MCWP). Dari sini, air panas disemprotkan oleh spray nozzle dengan memanfaatkan gravitasi. Butiran-butiran air (doplet) akan turun ke bawah dan berkontak langsung dengan udara luar yang diinduksi oleh forced draft fan yang dimana perbedaan temperatur antara aliran udara dan air panas akan menimbulkan transfer kalor diantara keduanya. Dengan mekanisme seperti ini, maka air panas akan mengalami penurunan temperatur yang berpengaruh pada penurunan temperatur cold water basin menjadi 27C.Sesuai dengan teori dasar perpindahan kalor, efektifitas perpindahan kalor sangat dipengaruhi oleh beberapa hal, diantaranya kecepatan laju fluida. Di dalam cooling tower PT. Indonesia Power Kamojang, fluida pendingin berupa udara luar yang diinduksi oleh fan blade dan diteruskan ke fan stack. Sebelum memasuki cooling tower, udara dilewatkan melalui sirip-sirip louver pada sisi samping cooling tower. Sirip-sirip louver ini disusun sedemikian rupa dengan jumlah dan besar sudut yang tertentu. Fungsi utama dari louver sendiri adalah untuk menghalangi keluarnya air ke sisi luar cooling tower sehingga kapasitas cold basin tetap terjaga. Akan tetapi, secara mekanika fluida posisi sirip-sirip louver tersebut dapat berpengaruh pada kecepatan fluida yang tentunya berimplikasi pada efektifitas perpindahan kalor di cooling tower.Prinsip kerja dari forced draft yaitu udara dihembuskan ke menara pendingin oleh sebuah fan yang terletak pada saluran udara masuk sehingga terjadi kontak langsung dengan air yang jatuh.Jenis forced draft secara teoritis lebih disukai di perusahaan dikarenakan kipas beroperasi dengan udara yang lebih dingin, sehingga konsumsi daya jadi lebih kecil. Akan tetapi, berdasarkan pengalaman atau secara praktek jenis ini memiliki masalah-masalah yang berkaitan dengan distribusi udara. Kebocoran adan resirkulasi udara, kalor, dan lembab kembali ke menara, serta masalah pembekuan pada masukan kipas ketika musim dingin. Mengingat banyaknya permasalahan di atas, maka pada saat ini menara pendingin aliran angin mekanik yang sering digunakan pada instalasi adalah tipe aliran angin tarik atau induced draft. Pada tipe ini, udara masuk dari sisi menara melalui bukaan-bukaan yang cukup besar pada kecepatan rendah dan bergerak melalui bahan pengisi. Kipas dipasang pada puncak menara dan membuang udara kalor ke atmosfir. Untuk lebih jelas perbandingan antara cooling tower forced draft terhadap cooling tower induced draft dijelaskan pada tabel di bawah ini:Tabel 1. Perbandingan antara Cooling tower forced draft terhadap Cooling tower induced draft dan Cooling tower induced draft counter current flow. Jenis cooling towerKeuntunganKerugian

Cooling tower forced draft 1) Cocok untuk resistansi udara yang tinggi karena adanya fan dengan blower sentrifugal 2) Fan relatif tidak berisikResirkulasi karena kecepatan udara masuk yang tinggi dan udara keluar yang rendah

Cooling tower induced draft

Lebih sedikit resirkulasi daripada menara forced draft sebab kecepatan keluarnya 3 hingga 4 kali lebih tinggi daripada udara masuk.

Fan dan mekanisme penggerak motor dibutuhkan yang tahan cuaca terhadap embun dan korosi sebab mereka berada pada jalur udara kelur yang lembab

BAB IV

PENUTUP4.1. Kesimpulan1) Kipas yang digunakan pada forced draft lebih efektif dibandingkan dengan kipas yang digunakan pada induced draft karena daya yang dibutuhkan kipas pada forced draft lebih kecil disebabkan oleh yang lewat bersuhu lebih rendah dibanding udara yang lewat di kipas induced draft.

2) Secara teoritis, cooling tower forced draft lebih baik dari induced draft, namun secara praktek induced draft lebih baik daripada forced draft.3) Pada forced draft kecepatan udara yang masuk lebih tinggi dari kecepatan udara yang keluar sehingga menyebabkan waktu kontaknya tidak terlalu lama perpindahan panas yang terjadi tidak maksimal.DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2010.Mengenal Pembangkit Listrik Geothermal .Urll :

http://civorezan.wordpress.com/category/engineering/page/2/Sumimura. 2008. Sistem Pembangkitan PLTP Kamojang .Urll:

pltp-kamojang.html" http://yoshimori-shumimura.blogspot.com/2008/09/sistem-pembangkitan-

pltp-kamojang.html