COOLING TOWER

PERTAMINA UP–III SUNGAI GERONG

Cooling tower PS II Sungai Gerong merupakan salah satu

bagian dari unit utilitas di Pertamina UP-III. Cooling tower ini

bertipe induced draf fan dengan aliran cross flow dan

membentuk sistem sirkulasi terbuka. Kapasitas cooling tower

pada UP-III Sungai Gerong sekitar 4000 ton/hour, berbeda dari

kapasitas yang digunakan oleh RU-III Plaju yakni sebesar 12000

ton/hour. 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 kemungkinan

losses yang terjadi di unit-unit pengolahan. Jumlah air pendingin

yang hilang diganti dengan treated water yang berfungsi sebagai

make-up water, 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

perwatan peralatan dalam cooling tower sistem.

Gambar 1. Cooling tower bertipe induced draft fan dengan aliran cross flow

Pada cooling tower jenis induced draft ini, aliran udara

mengalir masuk dengan bantuan fan yang dioperasikan secara

elektris. Fan di pasang di atas cooling tower  untuk menarik atau

membuang udara panas dan lembab ke atmosfir, sehingga aliran

udara mengalir masuk secara optimal didalam cooling tower.

Aliran udara yang masuk kedalam cooling tower adalah jenis

aliran cross flow. Pada cooling tower jenis aliran berlawanan

(cross flow), aliran yang masuk ke dalam cooling tower

bersilangan arah dengan aliran air yang jatuh ke filler, atau aliran

udaranya secara horizontal.

Air diumpankan pada bagian atas cooling tower. Air tersebut

mengalir kebawah melalui dinding bersirip. Hal ini menyebabkan

air turun menyebar dan terjadi kontak antara air dengan udara

yang dihisap ke bagian atas cooling tower. Kontak udara dengan

air akan meningkatkan temperatur udara. Hal ini akan

menyebabkan air menguap sehingga kelembaban udara disekitar

cooling tower meningkat. Pada proses ini terjadi penyerapan

panas air oleh udara. Peristiwa ini menyebabkan temperatur air

akan turun. Air pada basin temperaturnya sekitar 30-32 0C dan

siap didistribusikan kembali ke penukar panas.

Oleh karena ada air yang menguap ke udara maka sejumlah

air (make up) harus ditambahkan ke dalam cooling tower agar

sejumlah air pendingin dari heat exchanger tidak berkurang. Air

make up ini berasal dari RWC 1 atau WTU SG. Pengolahan air

pada cooling tower dilakukan dengan menambahkan zat kimia,

seperti :

1)Corrosive inhibitor, agar air yang akan digunakan tidak

menimbulkan korosif.

2)Scale inhibitor, mencegah terbentuknya kerak pada peralatan

proses

3)Biocide, berupa Cl2 untuk mencegah pertumbuhan bakteri,

lumut, alga, dll.

4)pH control system, penambahan H2SO4 98%.

Keuntungan dari aliran cross flow dari menara pendingin

dalam kaitan dengan gaya berat yang terjadi di dalam cooling

tower dengan distrubusi air panas di dalam sistem, antara lain :

1)Pemompaan kapasitas rendah.

2)Menurut biaya utama yang memompa sistem.

3)Penurunan biaya usaha dan konsumsi energi tahunan.

4)Penerimaan variasi lebih besar dalam air yang mengalir tanpa

efek samping pada pola distribusi air (operasi penukar panas

pada flat pada waktu musim dingin).

5)Pemeliharan mudah dalam mengakses ke alat distribusi air.

Kerugian cross flow dari menara pendingin dalam kaitannya

dengan gaya berat yang terjadi di dalam cooling tower dengan

distribusi air panas dalam sistem, antara lain :

1)Dengan tekanan rendah pada atas kolom distribusi lebih

sedikit air breakup pada alat penyemprot air.

2)Ekspose ke udara dari air panas pada kolom mempercepat

pertumbuhan ganggang.

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 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 (reruang besar dan

2 buah cell kecil). Tiap cell dilengkapi dengan F.D. fan yang

berkekuatan 1965 KW. Suhu air pendingin direncanakan 32 0C.

Sedangkan air panas yang kembali 45,1 0C. Sistem air pendingin

merupakan sebuah sistem sirkulasi tertutup dengan kapasitas

serkulasi normal sebesar 9600 M2/jam, pemakaian utama adalah

untuk pendingin proses di PLTA plant, medium pada proses

exchanger, lube/seal oil cooler, instrument air compressor,

surface condensor dan export unit polypropilene.

Cooling water sistem secara kontinyu disirkulasikan dengan

memakai pompa cooling water (2210 JA/JC/JD). Pada operasi

normal menggunakan 2 pompa (1 turbin dan 1 motor)

sedangkan pompa ketiga merupakan cadangan.

Side stream dilakukan melalui cooling water side stream,

solid filter (2211 L) untuk mereduksi suspended solid dan

kembali ke basin (bak) suhu air pendingin direncanakan 32 0C

dan air panas yang kembali 41,5 0C. Cooling water return

dikembalikan ke induced cross cooling tower (2210-U) 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. Kedalam cooling tower

basin (2210-A) selama dalam kondisi yang tidak normal atau

pada waktu start-up surface condensor dump dan over flow pada

dearator 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) :

1)Poly phospate, 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.

2)Sulpuric acid (H2SO4), digunakan untuk kontrol pH yang

penambahannya secara otomatis menurut pemeriksaan pH

meter.

3) Injeksi Chlorine, untuk mencegah pertumbuhan slime

mikrobiologis yang diinjeksikan pada suction pompa distribusi.

Jumlah blown down cooling water dikontrol secara otomatis

menurut kandungan suspended solid dari pemeriksaan

conductivity analyzer.

Prinsip kerja menara pendingin berdasarkan pada pelepasan kalor dan

perpindahan kalor. Dalam menara pendingin, perpindahan kalor berlangsung dari

air ke udara. 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, skema menara

pendingin tersebut dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 2. Skema pelapasan dan perpindahan kalor pada menara pendingin

Air terbuang yang diakibatkan sirkulasi air pada sistem

pendingin. blowdown atau disebut juga bleed-off merupakan

pembuangan air yang dilakukan secara continiu mencegah

konsentrasi zat padat terlarut menjadi sedemikian tinggi. Blow-

down digunakan untuk mengurangi suspended solid (padatan

terlarut) dari titik konsentrasi dimana suspended solid akan

membentuk kerak.

Rugi blow-down adalah kerugian yang diakibatkan oleh pembuangan

sejumlah air sirkulasi untuk mencegah terjadinya konsentrasi larutan atau zat-zat

lain pada air sirkulasi.. Besar nilai blow-down yang dibutuhkan bergantung pada

range pendinginan yang dihasilkan dan komposisi zat-zat yang ada pada air make-

up (suplai air pengganti).

Dari hasil pengoperasian cooling tower pada Pertamina UP III Sungai

Gerong, diperoleh data operasi :

1)Temperatur :

a. Udara masuk : 28,0 0C Running pump :

2210 JAT

b. Udara keluar : 32,0 0C 2210 JC

c. Cooling water suplay : 36,0 0C

Running fun : 2210 UM3

d. Cooling water return : 29,0 0C 2210 UM5

2)% Hudity :

a. Udara Masuk : 0,8

b. Udara Keluar : 0,9

3)Make-up water : 58,0 ton/jam.

DAFTAR PUSTAKA

Amir, Muhammad. 2012. Evaluasi Performance Cooling Tower Di

Unit Utilitas PS II Plaju. Palembang: Teknik Kimia Universitas

Sriwijaya (Skripsi).

Oktiwijaya, Ferry. 2004. Perhitungan Kebutuhan Bahan Bakar

Furnace CD III UP III Plaju PT.Pertamina (Persero).Pusdiklat

Migas (Steam).

Yulharman. 2012. Cooling Tower.

Http://yulharmanino.blogspot.com/2012 /07/v-

behaviorurldefaultvmlo.html. Diakses pada 5 Maret 2014.