Download - Buku 2 Sistem Air Pendingin
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
1/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal i
BUKU II
SISTEM AIR PENDINGIN
TUJUAN PELAJARAN : Setelah mengikuti pelajaran ini peserta mampu
memahami sistem air Pendingin Utama sesuai
dengan kebutuhan pengoperasian sistem air
pendingin serta prosedur perusahaan.
DURASI : 6 JP
PENYUSUN : 1. MURDANI
2. WINOTO
3. GAMA
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
2/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal ii
DAFTAR ISI
TUJUAN PELAJARAN ………………………………………………………………………….i
DAFTAR ISI ……………………………………………………………………………………..ii
DAFTAR GAMBAR …………………………………………………………………………….iii
1. LATAR BELAKANG ……………………………………………………………………1
2. SISTEM AIR PENDINGIN UTAMA SIKLUS TERBUKA …………………………...3
3. SISTEM AIR PENDINGIN UTAMA SIKLUS TERTUTUP …………………………7
4. KOMPONEN ……………………………………………………………………………9
5. SISTEM AIR PENDINGIN BANTU …………………………………………………21
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
3/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal iii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Sistem air pendingin terbuka dan tertutup .................................................................. 3
Gambar 2 Sistem Air Pendingin Utama Siklus Terbuka .............................................................. 5
Gambar 3 diagram variasi lintasan air pendingin didalam kondensor.......................................... 6
Gambar 4 diagram siklus terbuka ............................................................................................... 6
Gambar 5 Prinsip Sistem Air Pendingin Siklus Tertutup.............................................................. 7
Gambar 6 Aplikasi Sistem Air Pendingin Utama Siklus Tertutup ................................................. 8
Gambar 7 Pembuangan panas di menara pendingin siklus tertutup ........................................... 9
Gambar 8 Saringan Putar (Traveling Screen). .......................................................................... 12
Gambar 9 penempatan screen putar sistem siklus terbuka ....................................................... 13
Gambar 10 pembersih saringan (trash rack) ............................................................................. 14
Gambar 11 Konstruksi pompa air pendingin (CWP) .................................................................. 17
Gambar 12 impeller pompa sentrifugal ..................................................................................... 18
Gambar 13 Sistem Air Pendingin Bantu .................................................................................... 23
Gambar 14 lubrication/seal water pompa CWP ........................................................................ 25
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
4/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal 1
SISTEM AIR PENDINGIN
1. Latar Belakang
Fungsi utama dari sistem air pendingin utama adalah menyediakan dan memasok air
pendingin yang diperlukan untuk mengkondensasikan uap bekas dan drain uap di dalam
kondensor. Fungsi lainnya adalah memasok air untuk mendinginkan “Heat Exchanger”
pada sistem air pendingin bantu (auxiliary cooling water) yang merupakan siklus pendingin
tertutup.
Air pendingin utama merupakan media pendingin untuk menyerap panas laten uap bekas
dari turbin yang mengalir kedalam kondensor. Tanpa pasokan air pendingin turbin
kondensasi tidak dapat dioperasikan. Sedangkan aliran air pendingin utama yang kurang
dapat menyebabkan vakum kondensor menjadi rendah dan dapat mengakibatkan unit trip.
Sistem air pendingin harus dirancang mampu memenuhi kebutuhan operasi unit
pembangkit secara konitinyu, ekonomis dan handal. Rancangan sistem air pendingin harus
meliputi :
a) Menjamin tersedianya air untuk keperluan operasi PLTU pada setiap waktu
b) Jumlah aliran airnya cukup untuk menghasilkan efisiensi PLTU yang optimal padasemua kondisi beban temperatur.
c) Penyediaan air yang stabil pada semua kondisi tanpa perlu pengaturan
d) Pemeliharaannya murah dan mudah dilakukan
e) Biaya investasi dan operasinya rendah.
Jumlah dan temperatur air pendingin yang tersedia akan menentukan vakum kondensor
maksimum yang dapat dicapai. Oleh karena itu banyak PLTU atau PLTGU yang di bangun
di tepi pantai (laut) berhubungan dengan tersedianya sumber air yang tak terbatas.
Aliran uap bekas (exhasut steam) turbin yang masuk kondensor harus terdistribusikan
sedemikian rupa sehingga perpindahan panas laten uap ke air pendingin berlangsung
dengan optimal. Kondensor hanya perlu untuk mengkondensasikan uap saja, pendinginan
lebih lanjut justru akan merugikan.
Jumlah panas yang dibuang ke laut atau udara sangatlah besar, tetapi kerugian panas ini
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
5/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal 2
menjadi berkurang apabila kapasitas unitnya makin besar. Sebagai gambaran untuk
mengkondensasikan 0,45 kg uap di kondensor diperlukan air pendingin sekitar 29 kg.
PLTU kapasitas 20 MW atau lebih kecil memerlukan sekitar 0,22 m3 air pendingin untuk
setiap tenaga listrik yang dibangkitkan ( 0,22 m3 /kwh).
Jenis Sistem Air Pendingin
Berdasarkan siklusnya, terdapat 2 macam sistem air pendingin utama yang lazim
diterapkan di PLTU yaitu
- sistem siklus terbuka (once through)
- sistem siklus tertutup (recirculation – cooling tower).
Pada umumnya sistem air pendingin utama terdiri dari komponen :
- Intake (untuk sistem air pendingin siklus terbuka)
- Saringan (screen)
- Pompa (circulating water pump – CWP)
- Katup dan Pemipaan (piping)
- Menara pendingin (cooling tower)
Untuk sistem air pendingin siklus terbuka tidak dilengkapi dengan menara pendingin
(cooling tower), sebaliknya pada sistem siklus tertutup (resirkulsi) tidak dibutuhkan intake
yang dipasangi saringan-saringan, cukup dengan satu saringan sederhana.
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
6/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal 3
Gambar 1 Sistem air pendingin terbuka dan tertutup
2. SISTEM AIR PENDINGIN UTAMA SIKLUS TERBUKA
Dalam sistem siklus terbuka, air pendingin dipasok secara kontinyu dari sumber tak
terbatas seperti sungai, danau atau laut yang dipompakan ke kondensor untuk akhirnyadibuang kembali keasalnya. Dengan menggunakan pompa, air dari sumber dipompa dan
dialirkan ke kondensor dan heat exchanger kemudian dibuang ke saluran pembuangan.
Letak saluran masuk dan saluran pembuangan air pendingin harus dibuat terpisah sejauh
mungkin. Pemisahan ini bertujuan untuk mencegah terjadinya resirkulasi air dari sisi
pembuangan mengalir ke sisi masuk. Resirkulasi akan menyebabkan penurunan efisiensi
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
7/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal 4
kondensor karena temperatur air menjadi tinggi. Keuntungan sistem air pendingin siklus
terbuka dibanding siklus tertutup antara lain adalah
Biaya modal dan biaya operasinya lebih rendah.
Peralatan yang digunakan lebih sedikit
Kinerja kondensor lebih baik karena temperatur air pendingin masuk lebih rendah
Sedangkan kerugiannya adalah :
Kualitas air tidak dapat dikontrol
Memerlukan ijin dari instansi lingkungan, karena menimbulkan pencemaran
lingkungan
Sumber air harus tersedia dalam jumlah yang besar dan kontinyu.
Sistem siklus terbuka digunakan pada unit-unit pembangkit yang sumber airnya tak
terbatas, seperti air laut atau danau. Temperatur air ke sisi pembuangan harus dijaga pada
batas yang memenuhi syarat, karena air yang panas cenderung menimbulkan bau dan
dapat mematikan ikan. Gambar 11 menunjukkan diagram sistem air pendingin siklus
terbuka untuk lokasi unit pembangkit ditepi laut.
Pada sistem ini dibuat pembatas level minimum berupa gundukan atau bak pada sisi air
keluar kondensor. Hal ini dimaksudkan agar diperoleh efek syphonic walaupun level air
bervariasi. Efek syphonic memberikan keuntungan, karena dengan bantuan efek syphonic
tenaga pemompaan menjadi lebih ringan. Sisi masuk pompa harus dipasang dibawah
permukaan air terendah pada saat pasang rendah untuk mencegah terjadinya kehilangan
sisi isap dan menjamin bekerjanya sistem syphonic.
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
8/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal 5
Gambar 2 Sistem Air Pendingin Utama Siklus Terbuka
Lintasan Air Pendingin
Ditinjau dari aliran air pendingin melintas kondensor, terdapat tiga macam aliran air
pendingin, yaitu :
Single pass (lintasan tunggal)
Double pass (lintasan ganda)
Counter flow (lintasan berlawanan)
Lintasan tunggal kadang disebut once through, adalah lintasan air didalam kondensor yang
hanya sekali lewat saja. Lintasan cara ini membutuhkan volume air yang besar. Cara ini
biasanya diterapkan pada kondensor dengan kapasitas relatif kecil.
Lintasan ganda atau lintasan berlawanan adalah apabila separo air melintas kekanan,
maka separoh lainnya melintas ke arah kiri. Cara ini banyak diterapkan pada unit dengan
kapasitas besar.
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
9/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal 6
Gambar 3 diagram variasi lintasan air pendingin didalam kondensor
Tata letak sistem air pendingin secara berurutan dari sisi masuk air adalah saringan,
pompa pendingin, kanal, kondensor dan kanal keluar kondensor.
Gambar 4 diagram siklus terbuka
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
10/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal 7
3. SISTEM AIR PENDINGIN UTAMA SIKLUS TERTUTUP
Secara prinsip, sistem air pendingin utama siklus tertutup menggunakan media air
pendingin yang sama secara berulang dalam sirkulasi tertutup seperti terlihat pada
gambar 14. Sistem ini membutuhkan biaya investasi yang lebih besar dibanding sistem
siklus terbuka. Hal ini karena menggunakan menara pendingin yang mahal.
Biaya operasinya juga lebih besar karena sistemnya tidak dapat dibuat syphonic effect,
sehingga memerlukan tenaga pemompaan yang lebih besar. Bahkan apa bila
menggunakan sistem draft (tarikan) paksa memerlukan beberapa fan yang beroperasi
terus menerus.
Namun sistem siklus tertutup merupakan solusi terhadap tersedianya jumlah air yang
terbatas, karena air pendingin dipakai berulang-ulang dan kehilangan air pendingin relatif
sedikit.
Gambar 5 Prinsip Sistem Air Pendingin Siklus Tertutup
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
11/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal 8
Gambar 6 Aplikasi Sistem Air Pendingin Utama Siklus Tertutup
Sirkulasi air pendingin adalah dari bak penampung menara pendingin (cooling tower)
dipompakan ke kondensor oleh pompa air pendingin utama (CWP) untuk
mengkondensasikan uap bekas dengan cara menyerap panas laten dari uap bekas
tersebut. Akibat proses dikondensor, temperatuir air pendingin keluar kondensor akan
mengalami kenaikkan. Karena air akan disirkulasikan kembali ke kondensor, maka air
pendingin ini harus didinginkan terlebih dahulu.
Proses pendinginan air dilaksanakan di Menara pendingin (Cooling Tower). Di dalam
menara pendingin, air pendingin didinginkan oleh udara sehingga temperaturnya kembali
turun dan siap disirkulasikan kembali kedalam kondensor. Gambar. 15, merupakan contoh
aplikasi sistem air pendingin utama siklus tertutup.
Dalam contoh aplikasi sistem air pendingin utama siklus tertutup, fungsi sebagian besar
komponennya seperti kondensor, Auxiliary Cooling water heat Exchanger, Traveling
Screen sama seperti dalam sistem air pendingin utama siklus terbuka. Perbedaannya
hanya terletak pada menara pendingin (Cooling Tower) yang tidak terdapat pada sistem air
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
12/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal 9
pendingin siklus terbuka. Sedangkan gambar dibawah menunjukkan proses pembuangan
panas yang mengakibatkan terbawanya butir air (drift) ke udara sekitar menara pendingin.
Gambar 16 memperlihatkan aliran pembuangan udara/gas panas (drift) dari menara
pendingin ke atmosfir, dimana sebagian tetes air ikut terbawa. Hal ini mengakibatkan
berkurangnya jumlah air pendingin didalam siklus tertutup.
Gambar 7 Pembuangan panas di menara pendingin siklus tertutup
4. KOMPONEN
Ditinjau dari arah aliran air pendingin komponen dalam sistem air pendingin siklus terbuka
terdiri dari:
Saringan-saringan (screen)
pompa
katup
Pada sistem air pendingin siklus tertutup, karena airnya relatif bersih maka tidak diperlukan
banyak saringan dan saluran masuk (intake). Didalam sistem siklus terbuka dibutuhkan
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
13/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal 10
intake yang menghubungkan pompa dengan laut atau danau.
4.1 Intake
Intake berfungsi untuk menyediakan saluran air masuk pompa agar aliran air yang akan
dipompa terdistribusi dalam jumlah yang cukup dan pompa dapat bekerja dengan
memadai. Struktur intake harus dirancang untuk mendukung pemasangan pompa dan
saringan. Disamping itu rancangan struktur intake harus sesuai dengan standar lingkungan
sehingga kecepatan masuk cukup rendah untuk meminimalkan terhisapnya ikan dan
sampah.
Pada sistem siklus terbuka selalu dilengkapi dengan saringan dan trash rack (penampung
sampah). Mekanisme pembersihan harus disediakan pada trash rack untuk membuang
sampah. Saringan harus dilengkapi dengan sistem pembersih dengan air (spray water)
dan pembuang ikan.
4.2 Saringan (Screen)
Saringan diperlukan didalam sistem siklus terbuka untuk mencegah sampah dan biota laut
memasuki intake dan pompa. Trash rack dipasang disisi masuk saringan untuk
mengumpulkan sampah ukuran besar. Saringan pada intake terdiri dari 3 macam yang
dipasang secara berderet mengikuti aliran air masuk. Saringan paling depan (pertama)
berupa saringan apung, berikutnya saringan kasar dan terakhir saringan putar
4.3 Saringan Pantai (Coarse/Floating screen)
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.
Saringan ini berupa pelampung yang diikat dengan dihubungkan dengan pelampung lain
sehingga membentuk setengah lingkaran dipasang beberapa meter didepan saluran
masuk air pendingin didepan saringan kasar (bar screen).
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
14/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal 11
4.4 Saringan Kasar (Bar screen)
Saringan kasar berfungsi untuk menangkap benda-benda berukuran sedang yang terbawa
air pendingin. Saringan ini terbuat dari batang logam pipih yang dirangkai sehinggamembentuk semacam teralis. Saringan ini dipasang pada mulut saluran masuk air
pendingin sebelum saringan putar.
Pada daerah yang kualitas airnya buruk (banyak sampah), didepan saringan kasar
dipasangi saringan berupa jaring yang biasa disebut net untuk menyaring sampah yang
elastis seperti plastik dan sebagainya.
4.5 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 17. Saringan ini akan menyaring kotoran
yang lebih kecil yang lolos dari saringan kasar.
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 keadaanterpasang, 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.
Untuk membersihkan saringan 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.
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
15/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal 12
Gambar 8 Saringan Putar (Traveling Screen).
Pada sebagian sistem air pendingin, pada sisi sebelum masuk kondensor dipasang lagi
saringan yang lebih halus yang disebut ’debris filter’. Debris filter akan menangkap kotoran
yang lolos dari saringan putar. Saringan debris filter dipasang pada sistem air pendingin
yang jumlah sampahnya relatif banyak.
Saringan putar dapat berupa tipe single flow atau dual flow. Pada tipe single flow poros
saringan dipasang tegak lurus terhadap aliran. Pada sisi air masuk saringan berputar
kearah atas, sedang pada sisi bersih saringan berputar kearah bawah. Pada tipe dual flow
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
16/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal 13
poros saringan dipasang paralel dengan arah aliran air. Saringan berputar sebagaimana
pada single flow. Aliran air dapat disusun dengan arah dari luar kedalam saringan atau dari
dalam saringan keluar.
Gambar 9 penempatan screen putar sistem siklus terbuka
Screen dapat juga dibuat dalam bentuk drum yang berputar atau diam. Saringan drum
berputar adalah besar, mendatar, berbentuk silinder dengan saringan berada
disekelilingnya. Ia berputar perlahan pada satu poros yang berada ditengah.Saringan drum berputar digunakan pada intake yang dangkal. Drum diam digunakan bila
sisi hisap pompa di pipa terhadap sumber air.
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
17/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal 14
Gambar 10 pembersih saringan (trash rack)
Drum dihubungkan dengan ujung pipa dan biasanya dibuat dari plat logam melingkar
membentuk silinder dan tertutup. Saringan tipe ini harus di back flush (back washing)
secara periodik untuk membersihkannya.
4.6 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 putartinggi.
ΔP yang tinggi mengindikasikan bahawa saringan sudah mulai tersumbat sampah.
Manakala
ΔP sudah normal kembali, maka pompa akan stop secara otomatis
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
18/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal 15
4.7 Pompa Air Pendingin Utama (CWP)
Pompa air pendingin diperlukan untuk memindahkan sejumlah besar air dengan head atau
tekanan yang relatif rendah. Head yang diperlukan ditentukan oleh jenis sistem pendingin
yang digunakan apakah menggunakan sistem siklus terbuka atau siklus tertutup. Pada
sistem siklus terbuka dibutuhkan head sekitar 15 meter, sedang pada siklus tertutup
diperlukan head sekitar 22 meter.
Pompa yang digunakan pada umumnya adalah pompa sentrifugal. Jenis pompa sentrifugal
yang digunakan adalah :
- Sentrifugal double entry
- Sentrifugal single entry : aliran aksial dan aliran campuran (mixed flow)
Pemberian nama pompa tersebut sesuai dengan arah lintasan air pada impeller.
Dengan semakin besarnya permintaan energi listrik, maka kapasitas PLTU juga semakin
besar. Kapasitas PLTU yang besar membutuhkan kapasitas pompa pendingin yang
digunakan juga semakin besar .
1) Pompa Sentrifugal double entry
Sesuai dengan namanya, pompa ini mempunyai dua inlet (sisi masuk) denganimpeller sentrifugal. Berdasarkan posisi porosnya, pompa ini terdiri dari pompa poros
tegak dan pompa dengan poros mendatar. Keuntungan dari pompa jenis ini adalah
biaya pemeliharaannya rendah, karena kecepatan putarannya rendah.
Ukuran fisiknya lebih kecil dibanding pompa single entry untuk kapasitas yang sama.
2) Pompa Sentrifugal Single Entry
Pompa jenis ini terdiri dari dua macam aliran masuk, yaitu aliran aksial dan aliran
campuran.
a) Aliran Aksial
Pompa sentrifugal aliran aksial jarang digunakan karena tekanan (head) nya rendah,
hanya sampai sekitar 7,6 meter. Bila diperlukan tekanan lebih tinggi dari itu, maka pompa
ini mempunyai kelemahan, yaitu :
- efisiensinya berkurang (sekitar 4 %)
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
19/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal 16
- mudah menjadi tidak stabil bila ada udara masuk kedalam sisi hisapnya
- tekanan discharge pada kondisi katup discharge tertutup adalah sekitar dua
setengah kali rancangan. Ini berarti pipa saluran dan pompanya harus dirancang mampu
menahan tekanan setinggi itu.
Kebutuhan (konsumsi) daya pada kondisi katup tertutup juga lebih besar dibanding saat
kondisi aliran normal.
b) Aliran Campuran (mixed flow)
Pompa single entry tipe aliran campuran ini banyak digunakan karena karakteristiknya
sesuai untuk kebutuhan memasok air pendingin. Rumah pompa aliran campuran lebih
besar daripada pompa pemasukan ganda. Pompa ini mempunyai
keuntungan dibanding tipe yang lain, yaitu efisiensinya lebih tinggi dan stabil. Konsumsi
dayanya sebanding dengan besarnya keluaran. Pada keluaran rendah konsumsi dayanya
juga rendah .
Pompa ini bekerja pada putaran yang rendah dan casingnya mempunyai ukuran yang
besar daripada pompa double entry. Pompa aliran campuran tidak mempunyai
kelemahan mengenai head dan konsumsi daya sebagaimana pada pompa aliran aksial.
Gambar 20 menunjukkan pompa air pendingin tipe mixed flow dengan posisi vertikal.
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
20/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal 17
Gambar 11 Konstruksi pompa air pendingin (CWP)
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
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
21/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal 18
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 secaraotomatis. Katup akan membuka otomatis beberapa saat setelah pompa start dan akan
menutup secara otomatis pula bila pompa distop
Gambar 12 impeller pompa sentrifugal
4.8 Katup (Valve)
Katup dalam sistem air pendingin digunakan untuk mengontrol aliran atau mengisolasi
pada unit yang stop. Katup-katup ini bekerja dengan prinsip yang sama dengan katup lain
yang ada dalam unit pembangkit, tetapi ukuran fisiknya jauh lebih besar. Sebagai contoh
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
22/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal 19
pada unit dengan kapasitas 500 MW mempunyai katup keluar pompa CWP dengan
diameter sekitar 2 meter.
Pada dasarnya ada tiga tipe katup yang digunakan dalam sistem air pendingin, yaitu :
- Katup gerbang (wedge/gate valve)
Terdapat dua tipe katup gate, yaitu tipe stem naik (rising spindle) dan tipe stem diam
(non rising spindle). Sebagai penekan (head) dari katup ini biasanya terbuat dari
campuran bronze (kuningan) dan phospor. Katup ini lazimnya digunakan dalam
sistem air pendingin bantu untuk sisi masuk dan keluar pompa serta sisi masuk dan
keluar pendingin (cooler/heat exchanger). Salah satu kelemahan katup gerbang yaitu
tidak dapat ditutup atau dibuka dengan cepat sehingga tidak dapat mencegah
dengan segera bila terjadi pembalikan aliran air.
- Katup satu arah (check/non return valve)
Kelemahan lain dari katup gate adalah memerlukan ruang atau tempat yang luas,
karena rumahnya besar. Mengingat saluran air pendingin sendiri sudah besar, maka
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
23/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal 20
penambahan ruangan menjadi tidak efisien. Oleh karena itu penggunaan katup gate
pada sistem air pendingin utama kini banyak diganti dengan katup butterfly. Katup
butterfly mempunyai konstruksi yang unik, dimana disc atau piringan katup dipasangi
poros pada tengahnya sehingga disc dapat berputar 90 0 . Pembukaan atau
penutupan katup dilakukan dengan memutar disc yang dipasang pada ulir (spindle).
Sebagai perapat dipasang karet disekeliling dudukan katup. Katup ini ringkas dan
kompak sehingga tidak memerlukan ruangan yang besar karena piringan berada
didalam pipa saluran air pendingin. Bila katup ini ditempatkan disisi keluar pompa,
poros katup diputar dengan penggerak hidrolik atau motor. Hal ini agar dapat
memberikan torsi yang lebih besar untuk menggerakkan katup dengan cepat.
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
24/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal 21
- Katup kupu-kupu (butterfly valve)
Dalam pemipaan sistem pendingin biasanya keluaran dari dua atau lebih pompa air
pendingin digabung dalam satu pengumpul (header). Pada saat semua pompa
beroperasi, bila salah satu pompa gagal bekerja, maka aliran air dari pompa yang
beroperasi sebagian besar akan mengalir ke pompa yang gagal dalam arah yang
berlawanan. Hal ini mengakibatkan hanya sebagian kecil aliran air pendingin
mengalir ke sistem sehingga dapat menyebabkan unit trip karena kekurangan aliran
air pendingin. Selain itu pompa yang gagal bekerja juga dapat rusak karena berputar
dalam arah yang terbalik. Untuk mencegah hal ini terjadi, maka pada sisi keluar
pompa dipasang katup satu arah (check valve). Kedua katup tersebut dipasang
berderet dengan katup gate keluar pompa.
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
25/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal 22
5. SISTEM AIR PENDINGIN BANTU (Auxiliary Cooling Water System).
5.1 Sirkit Air Pendingin Bantu
Sistem air pendingin bantu merupakan pemasok kebutuhan air pendingin untuk alat-alat
bantu PLTU/PLTGU. Sistem ini menggunakan air tawar atau air demin sebagai media
pendinginnya. Sirkulasi air pendingin bantu merupakan siklus tertutup sehingga sering
disebut dengan sistem air pendingin siklus tertutup (closed cycle atau closed loop). Karena
menggunakan air demin, maka airnya bersih, sehingga biasanya hanya dipasang satu
saringan.
Sisi hisap pompa mendapat umpan (pasokan) dari air balik yang lebih panas atau dari
tangki pendingin (head tank). Pendinginan air dilakukan pada sisi tekan pompa sebelum
didistribusikan ke pendingin-pendingin (oil cooler, compressor cooler, dan sebagainya). Air
pendingin ini didinginkan dalam heat exchanger dengan air pendingin utama (biasanya air
laut). Kebersihan heat exchanger sangat penting, karena akan mempengaruhi temperatur
pendingin bantu yang siklusnya tertutup.
Peralatan yang didinginkan dengan sistem air pendingin bantu antara lain adalah :
Pendingin hidrogen (untuk generator berpendingin hidrogen)
Pendingin pelumas turbin
Instrument & Service Air Compressor
Pendingin Pompa air pengisi (BFP)
Pendingin pelumas Air Heater
Pendingin pelumas FDF & IDFdan lain sebagainya
Air pendingin ini didinginkan dengan air pendingin utama didalam heat exchange. Karena
pendingin heat exchanger menggunakan air pendingin utama (biasanya air laut), maka
masalah yang sering timbul adalah pengotoran dalam heat exchanger.
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
26/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal 23
Gambar 13 Sistem Air Pendingin Bantu
5.2 Komponen Sistem air pendingin bantu
Adapun komponen dalam sistem air pendingin bantu adalah :
A. Tangki air pendingin bantu (head tank).
Merupakan sarana penampang air pendingin bantu yang diisi air demin (make up water)
dimana umumnya diletakkan pada elevasi yang cukup tinggi dari permukaan tanah
dengan maksud untuk memberikan tekanan hisap positif (positive suction head) pada
pompa air pendingin bantu.
Untuk mengantisipasi kebocoran-kebocoran dalam sistem, maka disediakan sistem
kontrol otomatis untuk menjaga agar level tangki disediakan saluran untuk menambah
air yang berasal dari percabangan sisi tekan pompa air condensate. Pada saluran inidipasang katup pengatur (control valve) yang dikendalikan oleh level tangki (LT). Bila
level tangki turun dari semestinya, katup pengisian ini akan membuka sehingga air dari
sisi tekan pompa condensate akan mengalir mengisi tangki.
B. Pompa air pendingin bantu (Auxiliary Cooling Water Pump).
Pompa ini berfungsi untuk mensirkulasikan air pendingin bantu. Biasanya disediakan
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
27/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal 24
dua buah yang satunya untuk cadangan (stand by). Masing-masing pompa dilengkapi
dengan saringan (strainer) pada sisi hisapnya. Operator harus memperhatikan
kebersihan saringan ini. Kondisi saringan dapat diidentifikasikan dari perbedaan
tekanan (∆P) melintasi saringan. Bila perbedaan tekanan tinggi, berarti saringan dalam
kondisi kotor dan perlu segera dibersihkan.
Sisi tekan masing-masing pompa dilengkapi katup satu arah (check valve) untuk
mencegah aliran balik manakala pompa sedang dalam keadaan stop. Ketika pompa
dimatikan, operator harus memastikan bahwa katup satu arah (check valve) ini menutup
dengan baik. Kedua pompa juga dilengkapi dengan Pressure switch yang dipasang
pada saluran tekan air pendingin bantu. Pressure switch ini berfungsi untuk memberikan
sinyal start otomatis terhadap pompa. Bila tekanan saluran tekan air pendingin utama
turun hingga batas tertentu, maka Pressure switch akan memerintahkan pompa yang
stand by untuk start secara otomatis.
C. Penukar panas air pendingin bantu (Auxiliary Cooling Water heat Exchanger).
Merupakan penukar panas tipe permukaan (surface type) yang berfungsi untuk
mendinginkan air pendingin bantu dengan air pendingin utama sebagai media
pendinginnya.
Pada penukar panas ini, air pendingin bantu mengalir diluar pipa - pipa pendingin
sedangkan media pendingin mengalir didalam pipa-pipa pendingin.
Pada sisi masuk dan sisi keluar penukar panas baik untuk sisi air pendingin bantu
maupun untuk sisi media pendingin dilengkapi dengan temperatur indikator. Operator
harus memperhatikan temperatur-temperatur indikator ini. Bila temperatur air pendingin
bantu keluar heat exchanger tinggi, berarti ada yang kurang beres. Bila ternyata hal ini
disebabkan oleh tersumbatnya saluran-saluran media pendingin, lakukan back washing
terhadap penukar panas atau bila perlu lakukan pembersihan.
D. Sistem perapat dan pendingin pompa (Gland seal)
Akibat pemompaan timbul tekanan air sehingga mengakibatkan adanya kebocoran
melalui poros pompa. Kebocoran ini bila dibiarkan akan menyebabkan kerugian dan
dalam waktu yang lama dapat mengakibatkan kerusakan bantalan ataupun bagian
pompa lainnya. Untuk mencegah kebocoran tersebut, maka dipasang perapat berupa
packing (gland packing) ataupun air bertekanan (lube water/seal water). Pada saat ini
umumnya air bertekanan dari discharge pompa digunakan sebagai perapat dan
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
28/29
Simple Inspiring Performing Phenomenal 25
sekaligus juga berfungsi sebagai pendingin poros.
Sebelum pompa dijalankan, pasokan air ini diambil dari luar dan 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.
Gambar 14 lubrication/seal water pompa CWP
-
8/17/2019 Buku 2 Sistem Air Pendingin
29/29
SOAL LATIHAN
1. Sebutkan dan jelaskan komponen sistem air pendingin siklus terbuka!
2. Sebutkan masing-masing keuntungan dan kerugian sistem air pendingin siklus terbuka
dan siklus tertutup!