Nama
: M Daffa Rizqullah
Nim Shift
: 03031181419052 03031181419052 : Rabu, jam 08.00
Kelompok : 3 COOLING TOWER PADA PT. PERTAMINA 1.
Prinsip Kerja Cooling Tower Pada PT. Pertamina
Cooling tower adalah suatu menara atau bangunan sirkulasi udara atmosferik yang secara langsung l angsung atau tidak langsung kontak dengan hot water dan dan kemudian menjadi cold water cold water yang yang diharapkan . Proses pendinginan dapat terjadi dengan bantuan udara luar serta alat untuk mempercepat pendinginan tersebut. Dengan kata lain, cooling tower ini merupakan alat yang digunakan untuk memindahkan sejumlah panas dari suatu fluida ke fluida lain. Di dalam industri kimia, cooling tower banyak sekali digunakan untuk mendinginkan air, air digunakan sebagai fluida dingin pada proses dengan udara, sehingga air tersebut dapat dipergunakan kembali pada proses berikutnya . Pada operasi cooling tower tersebut bukan hanya panas latent saja yang diperhatikan, tetapi juga panas sensible panas sensible. Bila terjadi kontak antara air panas dan air dingin, maka udara akan mendinginkan air sehingga temperatur udara meningkat. Sebuah cooling tower biasa digunakan sebagai penghilang panas dalam proses termodinamika termodinamika konvensional konvensional seperti pendinginan pendinginan atau generasi tenaga steam tenaga steam atau biasa digunakan dalam berbagai proses dimana air digunakan untuk penukar panas dan ini baik atau diinginkan untuk membuat penolak panas pada udara atmosferik. Air bekerja sebagai fluida penukar panas, menghilangkan panas ke udara atmosferik kemudian didinginkan dan disirkulasi kembali pada sistem untuk menghasilkan operasi yang ekonomis. Pada PT. Pertamina peralatan cooling tower merupakan merupakan salah satu bagian dari unit utilitas, cooling tower yang dipakai biasanya bertipe induced draf fan dengan aliran cross flow atau flow atau counter flow dan flow dan membentuk sistem sirkulasi terbuka. Prinsip kerja dari cooling tower yaitu pada langkah pertama air panas dari condensor dipompa dipompa menuju menara cooling tower melalui melalui sistem perpipaan yang pada ujungnya memiliki banyak banyak nozzle untuk nozzle untuk tahap semburan. Air diumpankan pada bagian atas cooling tower lalu mengalir ke bawah melalui dinding bersirip. Hal ini menyebabkan air turun menyebar dan terjadi kontak antara air dengan udara yang dihisap ke bagian atas cooling tower . Air panas yang keluar dari nozzle (spray) (spray) secara langsung akan melakukan kontak dengan
udara sekitar yang bergerak secara paksa karena pengaruh fan atau blower yang terpasang pada cooling tower . Kontak udara dengan air akan meningkatkan temperatur udara menyebabkan air menguap. Pada proses ini terjadi penyerapan panas air oleh udara. Kemudian air yang sudah mengalami penurunan temperatur ditampung dalam sebuah bak penampung untuk kemudian dipompa kembali menuju kondensor yang berada di dalam chiller. Peristiwa ini menyebabkan temperatur air akan turun. Air pada basin temperaturnya sekitar 30 0C sampai 320C dan siap didistribusikan kembali ke penukar panas. Temperatur maksimum dari distribusi adalah 45,1 0C yang dikembalikan ke cooling tower untuk kemudian didinginkan sampai temperatur 32 0C dan air dingin disirkulasikan kembali. Dalam operasi cooling tower dengan sistem sirkulasi terbuka timbul kehilangan sejumlah air pendingin akibat terjadinya evaporasi, windage loss dan blowndown serta losses yang terjadi di unit-unit pengolahan. Jumlah air pendingin yang hilang diganti dengan treated water yang berfungsi sebagai make-up water . Cooling tower dipasang katup make up water yang dihubungkan ke sumber air terdekat untuk menambah kapasitas air jika terja di kehilangan air ketika proses penguapan dan blowdown, dimana make-up water yang ditambahkan ke dalam cooling tower jumlahnya sama dengan air pendingin yang hilang sehingga air pendingin yang disirkulasikan tidak mengalami perubahan. Dalam air pendingin ini juga diinjeksikan bahan-bahan kimia untuk mencegah terjadinya korosi, mencegah terbentuknya kerak, pengontrolan pH dan untuk membunuh bakteri aerobic dan bakteri anaerobic sehinga kualitas air pendingin dapat dipertahankan sebagai air proses, selain itu juga penginjeksian bahan-bahan kimia dapat memperkecil biaya perawatan peralatan dalam cooling tower sistem. Menara pendingin biasanya dinyatakan dalam range dan approach, dimana range adalah penurunan suhu air yang melewati cooling tower dan approach adalah selisih antara suhu udara wet bulb dan suhu air yang keluar. Perpindahan kalor yang terjadi pada cooling tower berlangsung dari air ke udara tak jenuh. Ada dua penyebab terjadinya perpindahan kalor pada cooling tower yaitu perbedaan suhu dan perbedaan tekanan parsial antara air dan udara. Suhu pengembunan yang rendah pada cooling tower membuat sistem ini lebih hemat energi.
Gambar 1. Sistem Operasi Pada Cooling Tower
(Sumber: Jumadi, 2011)
1.1.
Cooling Tower Pada Pertamina UP-III Sungai Gerong Cooling water yang digunakan pada Pertamina UP-III Sungai Gerong
adalah cooling water yang digunakan untuk pendingin (media) di heat exchanger , baik pompa di PTA plant maupun utilitas plant . Sistem air pendingin terdiri dari : 1)
Menara pendingin (cooling water )
=
2210 U
2)
Pompa make-up
=
2002 JA/JB
3)
Cooling tower basin
=
2210 A
4)
Cooling water pump
=
2210 JA/JL/JD
5)
Surface condensor for 2210 JAT
=
2210 JTC
6)
Cooling tower chemical treatment
=
221 DL
7)
Cooling water side stream solid filter =
2211 L
Menara pendingin pada PT. Pertamina ini adalah buatan Shinko-Pfaulder company limited, kobe Japan. Menara tersebut terdiri dari satu rangka yang dibuat dari redwood dan terletak di atas sebuah bak beton. Cooling tower terbagi dalam 3 buah cell (ruang besar dan 2 buah cell kecil). Tiap cell dilengkapi dengan F.D fan yang berkekuatan 1965 KW. Force draft (FD) fan merupakan jenis axial fan, udara outlet dihasilkan oleh rotor blade yang berputar dan dihembuskan secara horizontal. Rotor digerakkan oleh motor listrik dengan putaran tetap. Rotor blade atau disebut vane atau variable blade pitch (VBP) dapat membuka dan menutup secara otomatis untuk menghasilkan jumlah aliran udara tertentu. Gerakan VBP membuka dan menutup yang diatur oleh tekanan oli hydraulic. Udara yang diproduksi oleh force draft fan diambil dari udara luar, dalam perjalanan udara outlet menuju
burner , udara tersebut dinaikkan temperaturnya dengan mengambil panas yang dibawa oleh gas buang dari furnace oleh air heater . Hal ini untuk mendapatkan temperatur pembakaran bahan bakar yang sesuai di dalam furnace.
Gambar 2. Gambar Force Draft Fan
(Sumber: Yulharman, 2012)
Suhu air pendingin pada cooling tower adalah 320C, sedangkan suhu air panas yang disirkulasi kembali adalah 45,10C. Sistem air pendingin merupakan sebuah sistem sirkulasi tertutup dengan kapasitas sirkulasi normal yaitu sebesar 9600 m2/jam. Pemakaian utama adalah untuk pendingin proses pada proses exchanger , lube atau seal oil cooler, instrument air compressor, surface condenser. Cooling water ini merupakan sistem secara kontinyu disirkulasikan dengan memakai pompa cooling water (2210 JA/JC/JD). Pada operasi normal menggunakan dua pompa. Side stream dilakukan melalui cooling water side stream, solid filter (2211 L) untuk mereduksi suspended solid dan kembali ke basin (bak). Cooling water return dikembalikan ke induced cross cooling tower (2210U) dan didinginkan dengan udara hingga mencapai temperatur 32 0C yang kemudian dikirimkan ke cooling tower basin (2210-A) untuk didistribusikan kembali ke sistem. Pada tahap sekarang telah dibangun 3 cell, dimana operasinya berlangsung tidak bergantungan. Bila hanya digunakan 2 cell untuk pendinginan, maka akan di dapat suhu sebesar 34 0C. Ke dalam cooling tower basin (2210-A) selama dalam kondisi yang tidak normal atau pada waktu start-up surface condensor dump dan over flow pada deaerator dikirim ke cooling tower basin ini. Make-up cooling water di suplai dari pompa 2202 JA/JB dengan kapasitas sebesar 620 m2/jam untuk menggantikan kekurangan cooling water akibat
evaporasi, drift loss dan blown down. Cooling tower basin dilengkapi dengan fasilitas injeksi, chemical treatment package (2201 L) yaitu poly phosphate merupakan salah satu jenis bahan kimia yang diinjeksikan yang digunakan untuk mencegah korosi dalam cooling water sistem yang jumlahnya berkaitan dengan jumlah make-up cooling water . Korosi adalah suatu peristiwa perusakan air oleh reaksi kimia atau reaksi elektrokimia dengan pengikatan ion besi dan ion oksigen yang berada pada air. Untuk menghindari ini maka diinjeksikan poly phosphate yang dapat melapisi permukaan metal (protektif film) agar terhindar dari pengaruh korosi atau dapat menurunkan kecepatan korosi. Lalu sulpuric acid (H2SO4), digunakan untuk kontrol pH yang penambahannya secara otomatis menurut pemeriksaan pH meter. Kemudian injeksi chlorine, untuk mencegah pertumbuhan slime mikrobiologis yang diinjeksikan pada suction pompa distribusi. Slime ini adalah lendir yang berwarna coklat kehitaman yang menempel di permukaan pipa. Slime akan mengurangi efek pencegahan korosi dan menurunkan efisiensi cooling water . Slime disebabkan oleh adanya bakteri mikroorganisme yang terbentuk dalam cooling water . Jumlah blown down pada cooling water di PT. Pertamina dikontrol secara otomatis menurut kandungan suspended solid dari pemeriksaan conductivity analyzer . Blowdown atau disebut juga bleed-off merupakan pembuangan air yang dilakukan secara continue mencegah konsentrasi zat padat terlarut menjadi sedemikian tinggi. Blow-down digunakan untuk mengurangi suspended solid dari titik konsentrasi dimana suspended solid akan membentuk kerak. 1.2.
Faktor Yang Mempengaruhi Kerja Cooling Tower Di PT. Pertamina Cooling water sangat penting penggunaannya di pabrik, karena apabila ada
gangguan cooling water akan menyebabkan terjadinya pengurangan produksi atau akan menyebabkan kerusakan alat baik secara langsung maupun tidak langsung. Beberapa faktor yang sangat berpengaruh terhadap cooling water yaitu: 1.2.1. Make Up Air Pendingin Sebagai make up adalah filter water . Hal ini mempunyai pengaruh yang besar karena filter water membawa beberapa komponen yang dapat mengakibatkan timbulnya deposit maupun korosif. Sentuhan air dan udara serta evaporasi air di
dalam menara pendingin akan menurunkan temperatur air yang selanjutn ya kembali disirkulasikan ke kondensor mesin refrigerasi. Air pendingin (make up water ) digunakan untuk mengganti sejumlah air yang menguap selama proses pendinginan di dalam menara pendingin. Selain menggunakan menara pendingin, kondensor mesin refrigerasi bisa juga didinginkan menggunakan air dari sungai, danau, ataupun laut. Cooling tower ini mampu mengatasi panas jauh lebih baik daripada radiator, oleh karena itu pada skala industri besar seperti mesin pabrik dan reaktor proses pendinginannya harus menggunakan alat cooling tower . 1.2.2. Lingkungan Sekitar Karena sebagai media pendingin dari air pendingin di cooling water adalah udara yang diambil dari sekitarnya atau lingkungan sekitarnya, maka tidak lepas dari kotoran (impuritis) atau benda asing lainnya yang dibawa oleh udara masuk ke sistem air pendingin, akibatnya akan menyebabkan terjadinya kontaminasi. 1.2.3. Bahan Kimia Penggunaan bahan kimia melalui injeksi tidak terkontrol menimbulkan efek samping, pengaruh ini lebih dominan bilamana jumlahnya semakin besar. Karena terdapat banyak faktor yang mempengaruhi cooling water sehingga ada beberapa batasan yang harus diperhatikan untuk air sebelum masuk ke cooling tower , yaitu pH harus dijaga kondisi normal pada kisaran 6 sampai 7, karena pH yang lebih tinggi akan menyebabkan perubahan lignin pada penanganan weed fiber. Lalu inhibitor korosi dipilih berdasarkan pada adanya serat-serat kimia dalam make up water dan material dari peralatan heat exchanger . Kemudian penambahan zat anti alga dan jamur diperlukan untuk menjaga keadaan zat kimia tersebut. 1.2.4. Proses Yang Terkait. Proses yang terkait merupakan suatu bentuk atau macam fluida yang didinginkan, hal ini biasanya terjadi karena kebocoran ( spotting) dari peralatan tersebut. Misalnya heat exchanger untuk pelumas gas amoniak sintesa apabila terjadi kebocoran akan mengakibatkan kontaminasi air pendingin. Serta adanya penyebab utama kualitas pendinginan turun adalah kondisi cooler generator yang kotor. Kuantitas atau jumlah cooling water ditentukan oleh kondisi mekanik dari proses seperti pompa, dan opening valve yang mempengaruhi flow cooling water.
DAFTAR PUSTAKA
Jumadi. 2011. Cooling Tower . (Online): http://jumadiengineering.blogspot.com/ 2011/cooling-tower.html. (Diakses pada tanggal 30 September 2016). Oktiwijaya. 2004. Tinjauan Kinerja Cooling Tower Pada Unit CD III UP III Plaju PT.
Pertamina.
(Online):
https://www.scribd.com/doc/212558999/.
(Diakses pada tanggal 30 September 2016). Yulharman. 2012. Tugas Khusus Cooling Tower Pada Berbagai Industri . (Online): http://yulharmanino.blogspot.com/2012/07.html. (Diakses pada tanggal 30 September 2016).
