PENGGUNAAN FAN TIPE INDUCE-DRAFT CROSS-FLOW PADA PT. INDONESIA POWER UBP KAMOJANG

DISUSUN OLEH :

FEBRIAN MERMALIANDI(03111003017)DIAN FAJRIN (03111003028)PUTRI RAHMI (03111003030)MUHAMMAD DANI (03111003033)YENI PERWIRA (03111003056)VIESTA L SYARIF (03111003066)

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS SRIWIJAYAINDRALAYA2014

1

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat dan rahmat-Nya sehingga kami bisa menyelesaikan makalah yang berjudul Penggunaan Fan Tipe Induced-Draft Cross-Flow Pada PT. Indonesia Power UBP Kamojang.Dalam penyusunan makalah ini kami telah berusaha semaksimal mungkin sesuai dengan kemampuan kami. Namun sebagai manusia biasa, kami tidak luput dari kesalahan dan kekhilafan baik dari segi tekhnik penulisan maupun tata bahasa. Tetapi walaupun demikian kami berusaha sebisa mungkin menyelesaikan makalah ini meskipun tersusun sangat sederhana.Kami menyadari tanpa kerja sama dengan asisten pembimbing serta beberapa kerabat yang memberi berbagai masukan yang bermanfaat bagi kami demi tersusunnya makalah ini. Untuk itu kami mengucapakan terima kasih kepada pihak yang tersebut yang telah bersedia meluangkan waktunya untuk memberikan arahan dan saran demi kelancaran penyusunan makalah ini.Demikian semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kami dan para pembaca pada umumnya. Kami mengharapkan saran serta kritik dari berbagai pihak yang bersifat membangun.

Palembang, April 2014

Penulis

3

BAB IPENDAHULUAN

1.1.Latar BelakangDalam suatu proses industri, pendingin air proses sangat dibutuhkan. Proses pendinginan harus dilakukan untuk menurunkan temperatur air proses tersebut sehingga dapat digunakan kembali untuk proses selanjutnya. Proses pendinginan dapat dilakukan dengan berbagai cara, salah satunya adalah di dalam suatu tower pendingin yang disebut cooling tower. Proses pendinginan dapat terjadi dengan bantuan udara luar ataupun dengan menggunakan alat untuk mempercepat pendinginan tersebut, alat yang biasa digunakan di dalam industri kimia adalah kipas (fan).Penggunaan kipas (fan) dalam cooling tower adalah jenis pengaliran udara secara mekanik (mechanical-draft cooling tower), di mana digunakan alat untuk mendorong atau menarik udara untuk di alirkan dalam cooling tower. Berdasarkan letak dan proses kerjanya, jenis kipas ini terbagi menjadi 2, yakni kipas jenis forced-draft dan induced-draft. Pada tipe forced-draft, kipas dipasang pada bagian bawah cooling tower, mendorong udara dari luar untuk masuk ke menara. Sedangkan pada tipe induced-draft, kipas dipasang di atas cooling tower, menarik udara ke atas menara dan kemudian dibuang kembali ke atmosfer.Salah satu pabrik yang menggunakan cooling tower adalah PT. Indonesia Power UBP Kamojang. PT. Indonesia Power adalah sebuah perusahaan yang bergerak dalam bidang pembangkitan tenaga listrik. UBP kamojang adalah salah satu dari delapan unit bisnis pembangkitan di bawah PT. Indonesia Power, yang menggunakan panas bumi sebagai energi primer untuk pembangkit listrik. PT. Indonesia Power UBP Kamojang ini merupakan unit pembangkit listrik panas bumi terbesar yang ada di Indonesia.Jenis cooling tower yang digunakan di PT. Indonesia Power UBP Kamojang adalah adalah tipe Mechanical Induced-Draft, di mana udara berpindah karena adanya daya hisap yang diberikan oleh kipas (fan). Cooling tower yang terpasang merupakan bangunan yang terbuat dari kayu yang telah diawetkan sehingga tahan terhadap air. Cooling tower tersebut terdiri dari 3 ruang dan 3 kipas untuk unit I, sedangkan untuk unit II dan unit III terdiri dari 5 ruang dengan 5 kipas hisap paksa.

1.2.TujuanAdapun tujuan dari pembuatan makalah ini adalah:1) Untuk mengetahui cara kerja induced-draft pada cooling tower di PT. Indonesia Power UBP Kamojang.2) Untuk mengetahui keuntungan penggunaan induced-draft pada cooling tower di PT. Indonesia Power UBP Kamojang.3) Untuk mengetahui hasil pendinginan air proses dengan menggunakan cooling tower jenis induced-draft di PT. Indonesia Power UBP Kamojang.

1.3.PermasalahanRumusan masalah dari makalah ini adalah:1) Bagaimana kerja kipas tipe induced-draft pada cooling tower di PT. Indonesia Power UBP Kamojang?2) Apa keuntungan pemakaian kipas tipe induced-draft pada cooling tower di PT. Indonesia Power UBP Kamojang?3) Bagaimana hasil pendinginan air proses keluaran dari cooling tower di PT. Indonesia Power UBP Kamojang?

1.4.ManfaatManfaat yang didapatkan dari pembuatan makalah ini adalah:1) Dapat mengetahui kerja dari kipas tipe induced-draft pada cooling tower di PT. Indonesia Power UBP Kamojang.2) Dapat mengetahui keuntungan penggunaan induced-draft pada cooling tower di PT. Indonesia Power UBP Kamojang.3) Dapat mengetahui hasil pendinginan air proses dengan menggunakan cooling tower jenis induced-draft di PT. Indonesia Power UBP Kamojang.

1.5.Batasan Masalah1) Kerja fan jenis induced-draft cross-flow pada cooling tower PT. Indonesia Power UBP Kamojang.2) Keuntungan yang didapatkan PT. Indonesia Power UBP Kamojang dalam menggunakan fan jenis induced-draft cross-flow.3) Hasil pendinginan air proses dari cooling tower PT. Indonesia Power UBP Kamojang.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1.Menara Pendingin (Cooling Tower) Mechanical Draft Cooling tower tipe mechanical draft merupakan cooling tower yang meggunakan alat bantu untuk mensupplai udaranya. Pada cooling tower aliran angin mekanik, udara mengalir karena adanya satu atau beberapa kipas (fan) yang digerakkan secara mekanik. Fungsi kipas di sini adalah untuk mendorong udara (forced-draft) atau menarik udara melalui menara (induced-draft) yang dipasang pada bagian bawah atau atas menara. Menurut letak kipasnya, jenis cooling tower aliran mekanik ini terbagi menjadi dua, yakni:1) Tipe aliran angin dorong (forced-draft)2) Tipe aliran angin tarik (induced draft)Pada tipe aliran angin dorong (forced-draft), kipas yang dipasang pada bagian bawah, mendorong udara melalui menara. Jenis ini secara teoritis lebih disukai karena kipas beroperasi dengan udara yang lebih dingin, sehingga konsumsi daya menjadi lebih kecil. Jenis forced-draft memiliki kemampuan untuk bekerja dengan tekanan statis tinggi. Akan tetapi, berdasarkan pengalaman jenis ini memiliki masalah-masalah yang berkaitan dengan distribusi udara, kebocoran dan resirkulasi udara kalor dan lembab kembali ke menara, serta masalah pembekuan pada masukan kipas ketika musim dingin. Kerugian lain adalah bahwa desain forced-draft biasanya membutuhkan daya kuda motor lebih dari satu rancangan desain. Sedangkan menara tipe aliran angin tarik (induced-draft) udara masuk dari sisi menara melalui bukaan-bukaan yang cukup besar pada kecepatan rendah dan bergerak melalui bahan pengisi (filling material). Kipas dipasang pada puncak menara dan membuang udara kalor dan lembab ke atmosfer.2.2.Induced-Draft Cooling TowerInduced draft cooling tower merupakan jenis mechanical draft yang memiliki alat bantu fan atau kipas yang berada di atas menara (draw-trough). Kipas ini yang akan menarik udara ke atas melawan arus air ke bawah yang lewat di sekitar packing kayu. Karena aliran udara yang berlawanan dengan aliran air, air paling dingin di bagian bawah mengalami kontak dengan udara terkering. Sementara air hangat di atas mengalami kontak dengan udara lembab, mengakibatkan peningkatan efisiensi perpindahan panas.

2.3. Klasifikasi Induced-Draft Cooling TowerBerdasarkan arah aliran udara terhadap arah aliran air, induced-draft ini dapat dibagi menjadi dua jenis, yakni:a. Induced-Draft Aliran Melintang (Cross Flow)1) Air masuk pada puncak dan melewati bahan pengisi.2) Udara masuk dari salah satu sisi (menara aliran tunggal) atau pada sisi yang berlawanan (menara aliran ganda).3) Fan induced-draft mengalirkan udara melintasi bahan pengisi menuju saluran keluar pada puncak menara.

Gambar 1. Menara pendingin induced draft dengan aliran melintang

b. Induced-Draft Aliran Berlawanan (Counter Current)1) Air panas masuk pada puncak menara2) Udara masuk dari bawah dan keluar pada puncak3) Fan induced-draft mengalirkan udara melintasi bahan pengisi menuju saluran keluar pada puncak menara.

Gambar 2. Menara pendingin induce draft dengan aliran berlawanan2.4. Kipas (Fan)Kipas merupakan bagian terpenting dari sebuah menara pendingin karena berfungsi untuk menarik udara dingin dan mensirkulasikan udara tersebut di dalam menara untuk mendinginkan air. Jika kipas tidak berfungsi maka kinerja menara pendingin tidak akan optimal. Kipas digerakkan oleh motor listrik yang dikopel langsung dengan poros kipas. Jenis fan yang biasa digunakan ialah fan aksial (jenis baling-baling) dan sentrifugal. Umumnya fan dengan baling-baling/propeller digunakan pada menara induced draft. Sedangkan pada menara forced draft, jenis fan yang biasa digunakan ialah jenis propeller dan sentrifugal. Jenis fan propeller yang digunakan sudah dipasang tetap atau dapat juga diubah/diatur. Sebuah fan dengan baling-baling yang dapat diatur tidak secara otomatis dapat digunakan di atas 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. Bahan yang biasa digunakan untuk fan adalah alumunium, fiber glass, dan baja yang digalvanis celup panas. Baling-baling fan terbuat dari baja galvanis, alumunium, plastik yang diperkuat oleh fiber glass cetak.

2.5.PT. Indonesia Power Indonesia UBP KamojangPT. Indonesia Power, atau IP, adalah sebuah anak perusahaan PLN yang menjalankan usaha komersial pada bidang pembangkitan tenaga listrik. Saat ini Indonesia Power merupakan perusahaan pembangkitan listrik dengan daya mampu terbesar di Indonesia. PT. Indonesia Power didirikan pada 3 Oktober 1995, memiliki 133 unit pembangkit yang tersebar di lokasi-lokasi strategis di Pulau Jawa dan Bali. Unit-unit tersebut dikelola dan dioperasikan oleh delapan Unit Bisnis Pembangkitan (UBP), salah satunya adalah UBP Kamojang.

Gambar 3. UBP KamojangUnit Bisnis Pembangkitan Kamojang berlokasi di daerah perbukitan sekitar 1500 meter dari permukaan laut dan 42 km ke arah tenggara Kota Bandung. UBP ini terdiri dari tiga Sub Unit Bisnis Pembangkitan, yaitu Sub UBP Kamojang, Sub UBP Darajat, dan Sub UBP Gunung Salak. Unit bisnis ini mengelola dan mengoperasikan tujuh Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP). UBP Kamojang mulai beroperasi pada 22 Oktober 1982 walaupun secara resmi Presiden Soeharto baru meresmikan operasi Unit I pada 7 Februari 2003. Kemudian, Unit II dan Unit III mulai beroperasi masing-masing pada Juni 1994 dan Juli 1997.

2.5.1. Cooling Tower PT. Indonesia Power UBP KamojangJenis cooling tower yang digunakan di PT. Indonesia Power UBP Kamojang adalah adalah tipe Mechanical Induced-Draft, di mana udara berpindah karena adanya daya hisap yang diberikan oleh kipas (fan). Sedangkan tipe aliran udaranya adalah tipe aliran melintang (cross-flow). Air proses yang masuk ke cooling tower adalah air kondensat yang dipompakan masuk oleh pompa pendingin utama (Main Cooling Water Pump). Cooling tower PLTP Kamojang terdiri dari 3 ruang dan 3 kipas untuk unit I, sedangkan untuk unit II dan unit III terdiri dari 5 ruang dengan 5 kipas hisap paksa.Kipas-kipas digerakan oleh motor-motor listrik dengan putaran rendah. Putaran rendah ini dapat dicapai dengan penggunaan gigi reduksi (gear box). Blade dari kipas cooling tower ini dapat diatur jarak dan sudutnya agar mengkonsumsi daya serendah mungkin.

Gambar 4. Cooling Tower PT. Indonesia Power UBP Kamojang

BAB IIIPEMBAHASAN

Air kondensat sebagai water input pada cooling tower dialirkan oleh pompa ke basin air panas (hot water basin) yang letaknya di atas cooling tower. Air tersebut disemprotkan oleh nozzle sehingga membentuk butiran (droplet) dan jatuh melewati packing dengan memanfaatkan gravitasi. Aliran udara yang melewati tiap ruang pendingin dihisap ke atas dengan kipas hisap paksa tipe aksial. Kipas ini adalah jenis baling-baling yang dapat memindahkan laju aliran volumetrik yang besar pada tekanan statis rendah. Udara masuk melalui sirip-sirip louver pada sisi cooling tower dan kemudian berkontak dengan air kondensat. Udara lembab dan hangat yang telah menyerap panas pada air proses terus bergerak ke atas ditarik oleh fan dan kemudian tersebar ke udara luar melalui atas fan. Air dingin yang tercipta kemudian terakumulasi pada basin air dingin (cold water basin) dan kemudian dialirkan kembali ke kondensor.

Gambar 5. Induced Draft Cross FlowKipas (fan) pada cooling tower PLTP Kamojang memiliki 8 blades dengan besar kecepatan putarnya berkisar 95,3 127 rpm. Daya total yang dihasilkan oleh kipas adalah 1500 kW untuk ketiga unit UBP Kamojang, di mana daya untuk unit I sebesar 100 kW dan unit II dan II sebesar 120 kW, untuk masing-masing fan setiap unit. Kondisi air kondensat yang masuk ke cooling tower memiliki temperatur 51oC dengan kapasitas 6.840 m3/jam pada unit I. Sedangkan temperatur air masuk pada unit II dan III adalah 43oC dengan kapasitas 12.960 m3/jam. Setelah dikontakkan dengan udara, didapatkan air dingin dengan temperatur 29oC pada unit I, dan 27oC pada unit II. Cooling tower yang efisien akan menghasilkan perbedaan temperatur yang cukup tinggi antara water inlet dan water outlet. Range yang dihasilkan oleh cooling tower PT. Indonesia Power UBP Kamojang cukup tinggi, yakni 16 22oC, sehingga efisiensi cooling tower tersebut juga cukup tinggi.PLTP Kamojang menggunakan fan aksial dengan tipe propeller, di mana tipe ini memiliki keuntungan:1) Mampu menghasilkan laju udara yang tinggi pada tekanan yang rendah.2) Murah sebab konstruksinya sederhana.3) Mampu mencapai efisiensi operasi maksimum, dilihat dari perbedaan temperatur inlet dan outlet yang dihasilkan.4) Tidak membutuhkan daya yang besar, sebab tekanan yang dihasilkan kecil.Kipas tipe induced-draft cros flow yang digunakan PLTP Kamojang tentu memiliki kelebihan. Jika dibandingkan dengan kipas tipe forced-draft, kelebihan induced-draft cooling tower ini antara lain:a) Lebih sedikitnya resirkulasi yang terjadi daripada menara forced draft, sebab kecepatan keluarnya 3 4 kali lebih tinggi dari udara masuk.b) Konsumsi energi dan biaya operasi yang lebih murah.c) Luasan area tanah yang dibutuhkan tidak terlalu luas (hemat tempat).d) Rendahnya penurunan tekanan statik (static pressure drop).e) Udara yang dialirkan lebih banyak dengan daya fan yang sama. Jika dibandingkan dengan kipas tipe induced-draft counter-current, kelebihan induced-draft cross-flow ini antara lain:1) Head pompa lebih rendah, sehingga biaya operasi lebih murah.2) Suara kebisingan lebih rendah karena tidak ada kebisingan jatuhnya air.3) Perawatan lebih mudah.

BAB IVPENUTUP

4.1. Kesimpulan Dari uraian di atas dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:1) Fan cooling tower PT. Indonesia Power UBP Kamojang adalah kipas hisap paksa tipe aksial, memiliki 8 sudu (blade) dengan besar kecepatan putarnya berkisar 95,3 127 rpm dan menghasilkan daya sebesar 1500 kW.2) Kipas tipe induced-draft cross-flow yang digunakan PLTP Kamojang memiliki kelebihan tersendiri, baik dibandingkan dengan tipe forced-draft maupun tipe induced-draft counter-current.3) Kipas axial jenis propeller yang digunakan PLTP Kamojang mampu menghasilkan laju udara yang tinggi dengan tekanan yang rendah, konstruksi sederhana, dan biaya operasi yang murah.4) Range temperatur water inlet dan outlet pada cooling tower PLTP Kamojang adalah 18oC, dengan temperatur inlet 48oC dan temperatur outlet 30oC.

4.2. SaranKipas axial jenis propeller sangat baik dikombinasikan dengan cooling tower yang menggunakan kipas jenis induced-draft cross-flow, sehingga dapat menghasilkan perbedaan temperatur inlet dan outlet yang cukup tinggi. Maka dari itu, hal ini dapat dijadikan pilihan dalam pemilihan fan pada cooling tower.

DAFTAR PUSTAKA

Sentana, Agus dan Taufik A. Hadinata. 2005. Sistem Operasi dan Analisis Menara Pendingin (Cooling Tower) PLTP Kamojang Vol. 7 No. 2. Bandung: Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Pasundan.

Tarbini, Bibin. 2008. Sistem Pembangkitan PLTP Kamojang. (Online) http://yoshimori-shumimura.blogspot.com/2008/09/sistem-pembangkitan-pltp-kamojang.html. Diakses tanggal 6 April 2014.

(Tambahilah dapus ny)