[revisi] Bab V Tugas Khusus.docx

UNIVERSITAS SRIWIJAYA Laporan Kerja Praktek Departemen Rendal Produksi PT PUSRI Palembang

BAB V TUGAS KHUSUS PENGARUH HUMIDITY TERHADAP EFISIENSI COOLING TOWER

5.1. Pendahuluan 5.1.1. Latar Belakang Cooling tower adalah peralatan yang berfungsi untuk menurunkan suhu air proses agar dapat digunakan kembali. Kinerja dari cooling tower sendiri dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti desain cooling tower, temperatur udara dry bulb dan temperatur udara wet bulb yang akan menentukan humidity, laju alir udara, laju alir air, suhu air masuk dan keluar cooling tower, dan suhu udara keluar. Pada lingkungan industri, humidity selalu berubah-ubah setiap waktu sementara udara yang masuk ke cooling tower tidak di treatment terlebih dahulu. Hal ini tentu akan berpengaruh pada kinerja dari cooling tower. Hal ini dikarenakan besarnya humidity sangat berpengaruh terhadap berapa banyak udara yang harus digunakan untuk menurunkan suhu air proses dalam jumlah tertentu. Karena tidak adanya kontrol terhadap humidity itu sendiri, maka temperatur air keluar cooling tower juga bervariasi sesuai dengan humidity udara. Pada cooling tower selain humidity, jumlah udara yang harus disuplai ke dalam cooling tower juga dipengaruhi oleh temperatur air proses. Semakin tinggi temperatur air proses maka akan semakin banyak pula udara yang harus disuplai ke dalam cooling tower untuk mendapatkan temperatur yang diinginkan. Beberapa industri biasanya tidak menerapkan pengaturan flow udara yang akan disuplai ke cooling tower sehingga temperatur cooling water selalu berubah-ubah. 5.1.2. Permasalahan Berdasarkan latar belakang diatas kami mengajukan permasalahan pengaruh humidity terhadap efisiensi cooling tower PUSRI III sebagai tugas khusus kami.

111

112

5.1.3. Tujuan a) Memenuhi persyaratan kurikulum Teknik Kimia yang harus ditempuh oleh setiap mahasiswa teknik kimia. b) Menganalisa permasalahan pada unit cooling water system di PT. Pupuk Sriwidjaja khususnya cooling tower dan mencari solusi terkait permasalahan tersebut. c) Menganalisa pengaruh humidity terhadap kinerja cooling tower di PT. Pupuk Sriwidjaja. d) Mengevaluasi kinerja cooling tower di PT. Pupuk Sriwidjaja. e) Memperbaiki kinerja cooling tower di PT. Pupuk Sriwidjaja secara teori.

5.1.4. Ruang Lingkup Permasalahan Batasan permasalahan pada Tugas Khusus ini yaitu menghitung efisiensi pada cooling tower PUSRI III karena pengaruh perubahan humidity udara.

5.1.5. Manfaat a) Dapat mengetahui pengaruh humidity udara terhadap efisiensi dan temperatur water out cooling tower. b) Dapat memperkirakan berapa make up water, evaporation loss, blow down, water drift, dan efisiensi cooling tower sesuai dengan humidity udara.

113

5.2. Tinjauan Pustaka 5.2.1. Pengertian Cooling Tower Cooling tower adalah peralatan yang digunakan untuk memindahkan sejumlah panas dari satu fluida ke fluida lain dalam hal ini panas dari air ke udara. Perpindahan panas air ke udara adalah akibat dari perpindahan massa secara difusi yang diikuti oleh perpindahan panas air ke udara. Besarnya laju perpindahan massa dipengaruhi oleh luas daerah kontak antara air dan udara. Dalam proses pendinginan dengan cooling tower memiliki beberapa kendala yang menyebabkan keadaan di lapangan tidak sesuai dengan kondisi desain. Pada cooling tower salah satu permasalahan tersebut adalah tidak menentunya humidity. Humidity yang berubah-ubah menyebabkan temperatur cooling water output tidak stabil. Pada cuaca tertentu, humidity juga akan berubah-ubah sehingga menyebabkan suhu air keluaran tidak menentu. Semakin rendah humidity, temperatur wet bulb yang rendah pada cooling tower atau kombinasi dari dua keadaan tersebut maka akan semakin rendah temperatur air ketika keluar dari cooling tower. Data temperatur cooling water output dari cooling tower terdapat pada table (5.1). Terjadi fluktuasi temperatur cooling water hasil cooling tower pada jam berbeda. Fluktuasi ini diindikasikan karena adanya perbedaan humidity udara pada pagi, siang, sore, dan malam hari. Hal tersebut diperkuat dengan data hasil pengukuran wet bulb temperature yang berbeda pada waktu yang disebutkan. Akan tetapi temperatur akan sama apabila jumlah udara yang diinjeksikan berlebihan. Humidity yang tinggi akan menyebabkan kemampuan air menyerap udara menjadi turun. Hal ini dikarenakan ketika humidity tinggi maka udara telah mengandung banyak uap air. Ketika udara mengandung banyak uap air dan udara tidak mampu menyerap uap air lagi, kondisi ini yang disebut dengan udara jenuh. Udara jenuh tidak diinginkan dalam operasi cooling tower karena akan menyebabkan proses perpindahan massa dan panas yang terjadi di cooling tower menjadi terganggu. Terganggunya proses pendinginan ini yang nantinya akan menyebabkan temperatur output cooling water dari cooling tower fluktuatif.

114

Tingginya temperatur cooling water dapat mengganggu beberapa proses salah satunya sintesa amoniak. Cooling water digunakan dalam proses pemisahan antara syn gas dan amoniak pada proses sintesa amoniak. Syn gas yang keluar dari syn gas kompresor mengandung amoniak yang harus dipisahkan karena dapat mengganggu kesetimbangan di amoniak converter. Pemisahan amoniak dari syn gas dilakukan dengan heat exchanger menggunakan media pendingin cooling water. Apabila temperatur cooling water terlalu tinggi maka akan menyebabkan proses pemisahan amoniak dan syn gas terganggu yang akan menyebabkan turunnya konversi pada amoniak converter. Pretreatment udara adalah salah satu hal yang dianggap penting. Dengan pengaturan humidity terhadap udara yang akan disuplai ke dalam cooling tower maka temperatur output cooling water dari cooling tower dapat ditentukan. Untuk itu seharusnya perlu diadakan treatment terlebih dahulu terhadap udara yang akan disuplai ke dalam cooling tower sehingga akan didapatkan temperatur wet bulb dan dry bulb yang stabil. Kinerja cooling tower dapat ditentukan dari kemampuan cooling tower untuk menurunkan temperatur air hingga mendekati temperatur wet bulb. Dalam prakteknya temperatur akhir dari cooling water berada sangat jauh diatas temperatur wet bulb. Dengan adanya pretreatment terhadap udara, diharapkan udara yang disuplai memiliki wet bulb temperature, dry bulb temperature dan humidity yang stabil sehingga temperatur air keluar cooling tower juga stabil. Beberapa metode yang dapat digunakan untuk mengatur humidity yang sering digunakan diantaranya adalah metode gas flow, saturated salt solution, temperature control, fixed humidity preparation, dan bulk water. Dimana dari beberapa metode yang ada, metode yang mungkin digunakan adalah metode temperature control. Ketika temperatur udara naik maka tekanan udara akan turun dan apabila tekanan udara turun dan tekanan udara berbanding lurus dengan humidity sehingga ketika temperatur udara naik maka humidity akan turun. Humidity juga berpengaruh terhadap jumlah udara yang harus disuplai ke unit cooling tower. Semakin tinggi humidity maka jumlah udara yang harus disuplai untuk mendinginkan cooling tower semakin banyak. Berdasarkan hasil

115

Kerja Praktek sebelumnya, pada cooling tower juga tidak memiliki pengaturan flow air dan flow udara, hal ini mengakibatkan temperatur cooling water berbedabeda dipengaruhi oleh banyaknya flow air yang masuk berbanding dengan udara masuk dan humidity udara saat itu. Secara teoritis, humidity akan berpengaruh pada jumlah udara yang harus disuplai ke dalam coling tower untuk mendapatkan temperatur cooling water yang diinginkan. Pada prakteknya pengaturan flow udara ini tidak ada, hal ini menyebabkan proses pendinginan cooling water menjadi tidak efektif. Oleh karena itu, kerja praktek ini diharapkan dapat mendapatkan beberapa solusi dari permasalahan yang terjadi dalam cooling tower. Proses pendinginan air proses pada PT. PUSRI digunakan dengan alat cooling tower. Cooling tower di PT. PUSRI sendiri menggunakan dua tipe yaitu cooling tower Cross Flow – Mechanical Draft dan cooling tower Counter Flow – Mechanical Draft. Penggunaan cooling tower tipe Cross Flow – Mechanical Draft digunakan pada PUSRI II, III dan IV. Sedangkan penggunaan cooling tower tipe Counter Flow – Mechanical Draft digunakan pada PUSRI IB. Pemakaian utama air pendingin adalah untuk pendinginan proses pada Ammoniak Plant dan perlengkapan-perlengkapan tertentu di offsite. Air untuk pengisian dan air untuk penambah (make up water) dari cooling tower di pompa dari tanki filtered water dengan menggunakan pompa-pompa air make up cooling tower. 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 parallel yang digerakkan oleh steam turbin. Air panas yang kembali dari semua pemakaian air pendingin di Amoniak Plant di tampung kembali dalam sebuah line utama di kirim ke daerah cooling tower. Di sini line terpisah menjadi 2 line yang mengembalikan air panas ke cooling tower. Pendinginan di Cooling Tower biasanya suhu air panas yang masuk ke cooling tower sekitar 42o C dan diharapkan air dingin yang dihasilkan bersuhu sekitar 32o C. Semakin besar perbedaan suhu antara air masuk dan air keluar pada cooling tower menandakan seberapa besar efisien kerja dari cooling tower tersebut. Ada banyak faktor yang mempengaruhi suhu air keluar dari cooling tower salah satunya adalah humidity.

116

5.2.1.1. Tipe dan Macam Cooling Tower Cooling water system pada garis besarnya dibagi menjadi 2 tipe, yaitu : 1.

Recirculation Type

2.

Once Through Type (tergantung penggunaannya) Recirculating type dapat dibagi menjadi dua lagi, yaitu : 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. Tipe ini biasanya dipakai untuk internal engine combustion system.

Cooling tower juga terbagi atas beberapa macam, antara lain : 1.

2.

3.

Berdasarkan arah aliran udara masuk a.

Cross flow

b.

Counter current flow

Berdasarkan arah pemakaian alat bantu seperti fan atau blower a.

Induced draft (alat bantu berada dibagian puncak tower)

b.

Force draft (alat bantu berada dibagian bawah tower)

Berdasarkan kondisi aliran udara bebas tanpa alat pembantu a.

Atmosphere (udara pada kondisi atmosphereric mengalir bebas tanpa memakai penutup tower)

b.

Natural draft (udara mengalir dalam udara pendinginan dari tower namun kondisi udara belum tentu atmospheric).

5.2.1.2. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Cooling Tower Beberapa faktor yang sangat berpengaruh terhadap cooling water adalah : a)

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 korosi.

b) Lingkungan sekitar Sebagai media pendingin dari air pendingin di cooling water adalah udara yang diambil dari sekitarnya, maka tidak lepas dari kotoran atau benda asing

117

lainnya

yang

dibawa

udara

masuk

kesistem

air

pendingin

akan

terkontaminasi. c)

Proses yang terkait Yang dimaksud proses terkait adalah bentuk atau macam fluida yang didinginkan. Hal ini biasanya terjadi karena kebocoran dari peralatan. Misalnya HE untuk pelumas gas ammonia atau gas sintesa apabila terjadi kebocoran akan mengakibatkan kontaminasi air pendingin.

d) Bahan Kimia Penggunaan bahan kimia melalui injeksi tidak terkontrol menimbulkan efek samping. Pengaruh ini lebih dominan bilamana jumlahnya semakin besar.

5.2.2.

Cooling Water Control System Yang dimaksud dengan cooling water control system adalah usaha-usaha

untuk menjaga kualitas dan kuantitas cooling water sesuai dengan parameter design yang telah ditetapkan. Kuantitas/jumlah cooling water ditentukan oleh kondisi mekanik seperti pompa, opening valve, tekanan yang mempengaruhi flow cooling water. Sedangkan kualitas cooling water ditentukan oleh chemical treatment yang dilakukan. Cooling water sangat penting gunanya untuk pabrik, karena apabila ada gangguan akan menyebabkan terjadinya pengurangan produksi atau akan menyebabkan kerusakan alat baik langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu cooling water system harus dikontrol dengan sebaik-baiknya, minimal mampu beroperasi tanpa gangguan selama 1 – 2 tahun. Adapun bahan kimia yang diinjeksikan adalah : a) Pencegah korosi (Corrossion inhibitor) Korosi adalah suatu peristiwa perusakan oleh reaksi kimia atau reaksi elektrokimia. Untuk menghindari ini maka diinjeksikan bahan kimia yang dapat melapisi permukaan logam (protective film) dengan tujuan menghambat atau mencegah terjadinya oksidasi logam Fe oleh O2 yang menyebabkan terjadinya korosi. Bahan kimia ini berupa cairan yang terdiri dari ortho phospat, polyphospat dan phospat dengan perbandingan tertentu, diinjeksikan

118

ke dalam cooling water system sampai didapat kadar ortho phospat sebesar 12 – 17 ppm. b) Pencegah kerak (Scale inhibitor) Kerak terjadi karena adanya endapan deposit di permukaan logam. Endapan ini dapat digolongkan dalam beberapa jenis : 1) Mineral scale, yaitu pengendapan garam-garam kistal apabila daya kelarutannya dilampaui (misal : garam-garam Ca, Mg, SiO2) 2) Suspended metter, yaitu partikel-partikael asing yang masuk ke dalam sistem karena terbawa udara (misalnya : debu). 3) Corrosion product, hasil sampingan dari proses korosi yang tidak larut dalam air. Adanya kerak dalam permukaan pipa akan menyebabkan : a) Mengganggu perpindahan panas b) Menyebabkan penyumbatan pipa c) Penyebab korosi Untuk menghindari terbentuknya pengendapan, yang berupa garam Ca, maka diinjeksikan scale inhibitor (dispersant). Terbentuknya kerak ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain :

)

1) pH, makin tinggi pH maka makin mudah terjadinya pengendapan. 2) Temperatur, makin tinggi temperatur maka kelarutan garam calcium carbonat semakin turun sehingga bertendensi terjadi pengendapan. 3) Flow rate, semakin rendah flow rate memperbesar kesempatan pengendapan c)

Pencegah slime (Slime inhibitor) Slime 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. Untuk mencegah bakteri/mikroorganisme tersebut, diinjeksikan gas klorin yang akan mampu membunuh hampir semua mikroorganisme yang ada.

119

Disamping bakteri, gas klorin juga mampu menghilangkan fungi/jamur, alga/ganggang dan lumut. Ada dua cara pengisian packing, yaitu : a) Random Packing Jenis random packing yang digunakan : 1) Rasching ring 2) Lessing ring 3) Partition ring 4) Belt saddle 5) Intalox saddle 6) Tellerate 7) Pall ring atau flexiring b) Regular Packing Jenis regular packing yang digunakan : 1)

Rasching ring

2)

Doble spiral ring

3)

Section through expanded metal packing

4)

Wood grids

5.3. Persamaan Perhitungan Cooling Tower Evaporation loss Chemical injection : - corrosion inhibitor - scale dispersant - biocide Make up BLOWDOWN WATER

ID FAN

SYSTEM HEAT EXCHANGER

COOLING

BASIN CIRCULATION PUMP

Gambar 4.1. Proses sirkulasi Cooling Water System

120

a.

Kehilangan penguapan atau evaporating loss Evaporating loss merupakan jumlah air yang diuapkan untuk tugas pendingan. Rumus berikut dapat digunakan : We (m3/jam) = 0,00085 x 1,8 x laju sirkulasi (m3/jam) x (T1-T2) (Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, Eq. 12.10) Dimana T1 – T2 = perbedaan suhu antara air yang masuk (hot water) dan air yang keluar (cold water)

b.

Cycle of Consentration (C.O.C) Cycle of Concentration (COC) merupakan perbandingan padatan terlarut dalam air sirkulasi terhadap padatan terlarut dalam air make up.

c.

Kehilangan Blowdown Air yang terbuang karena diakhibatkan sirkulasi air pada sistem pendingin. Blowdown adalah mengurangi bagian dari sirkulasi air terkonsentrasi terhadap proses evaporasi untuk menurunkan konsentrasi sistem solid blown dapat dihitung berdasarkan jumlah siklus dari konsentrasi. Blowdown = =

𝐸𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑡𝑖𝑛𝑔 𝐿𝑜𝑠𝑠 𝐶.𝑂.𝐶−1 𝐸𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑡𝑖𝑛𝑔 𝐿𝑜𝑠𝑠 𝑅𝑁−1

(Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, Eq. 12.12) d.

Drift Loss Drift adalah air yang naik ke atas (terdorong ke atas) pada tower discharge vapor. Drift loss adalah fungsi dari draft eliminator design yang bervariasi antara 0,1 dan 0,2 % dari air yang disuplai ke tower. Perkembangan baru dalam eliminator design memungkinkan untuk mengurangi menjadi di bawah 0,1 %. Drift Loss = 0,1 % x Laju Sirkulasi (m3/jam) (Perry’s Chemical Engineers’ Handbook)

121

Gambar 4.2. Drift Eliminator Cooling Tower

e.

Perlengkapan make up untuk Cooling Tower terdiri dari penjumlahan evaporation loss, drift loss dan blowdown. M = We + Wdf + Wb (Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, Eq. 12.9) Dimana: M We Wd Wb

5.4.1.

= = = =

Make up water, m3/jam Water evaporation, m3/jam Water drift loss, m3/jam Water blowdown, m3/jam

Pengumpulan Data Data – data yang digunakan dalam perhitungan terbagi menjadi dua jenis,

yaitu: 1) Data Operasi Data Operasi merupakan data aktual, yaitu data yang diperoleh pada saat operasi berlangsung. Data ini merupakan data yang berasal dari pembacaan di panel–panel indikator yang berada di Central Control Room. 2) Data komposisi Cooling water dan Make-up water Data Komposisi dari Cooling water dan Make-up water merupakan data analisa dari Laboratorium PT. PUSRI.

122

5.4.2. Perhitungan dan Pengolahan Data Tabel 5.1. Kondisi Kualitas Cooling Water

Parameter

Desain

Aktual

7,8 – 8,2

7,4 – 7, 8

Conductivity (mmhos/cm)

4000 maks

1.500 – 2.500

Calcium (Ppm CaCO3)

100 maks

-

T-hardness (Ppm CaCO3)

150 maks

-

Zinc (Ppm Zn)

0,5 – 1,0

0,5 – 1,0

O-PO4 filter (Ppm PO4)

7–9

7–9

O-PO4 unfilter (Ppm PO4)

9 – 11

9 – 11

Chlorida (Ppm Cl)

80 maks

-

Cl2 residual (Ppm Cl2)

2,0 maks

0,2 – 2,0

Silica (Ppm SiO2)

150 maks

50 – 150

Iron (Ppm Fe)

1,5 maks

-

Ammonia (Ppm NH3)

80 maks

-

10.000 maks

2.000 – 5. 000

8

4–8

pH

Total Count Bacteria (col/ml) Cycle number

(Sumber: PT PUSRI, 2016)

Berdasarkan pengamatan lapangan dan data yang didapatkan dari hasil kunjungan lapangan didapatkan temperatur udara meliputi temperatur dry bulb inlet dan outlet serta temperatur wet bulb inlet dan outlet disajikan dalam tabel 5.2 berikut : Tabel 5.2. Data temperatur udara cooling tower pusri III

TANGGAL

1-1-2016

8-1-2016

15-1-2016

WAKTU 06.00 12.00 14.00 20.00 06.00 12.00 14.00 20.00 06.00 12.00 14.00 20.00

TEMPERATURE Dry Bulb Wet Bulb

123

22-1-2016

29-1-2016

06.00 12.00 14.00 20.00 06.00 12.00 14.00 20.00

(Sumber: PT Pupuk Sriwidjaja, 2015)

Berdasarkan log data sheet untuk temperatur input dan output unit cooling tower akan disajikan dalam tabel 5.3 berikut ini : Tabel 5.3. Temperatur air cooling tower Pusri III

TANGGAL

1-1-2016

8-1-2016

15-1-2016

22-1-2016

29-1-2016

WAKTU 06.00 12.00 14.00 20.00 06.00 12.00 14.00 20.00 06.00 12.00 14.00 20.00 06.00 12.00 14.00 20.00 06.00 12.00 14.00 20.00

TEMPERATURE AIR Tin (oC) Tout (oC) 45 31 44 33 45 32 44 32 45 32 45 33 45 32 44 32 44 32 45 33 44 32 44 32 44 32 46 33 45 32 44 32 44 32 46 33 44 33 44 32 (Sumber: PT Pupuk Sriwidjaja, 2016)

5.4.3

Perhitungan

Perhitungan Secara Desain a)

Data Lapangan :

124

Temperatur inlet

= 46,1°C

Temperatur outlet

= 32,3°C

Laju sirkulasi

= 12.600 m3/jam = 12.600.000 kg/jam

Laju make up water

= 250 m3/jam = 250.000 kg/jam

1.

Neraca massa

Keterangan : M1 = Massa air sirkulasi M = Make up water M2 = Massa air distribusi Wd = Drift loss We = Evaporasi Wb = Blowdown

Data Hasil Perhitungan Cooling Tower Data 21 Februari 2015 Jam Parameter Laju sirkulasi air (m3/jam) Temp. air masuk (°C)

06:00

12:00

18:00

12.600

12.600

12.600

43

43

43

125

Temp. air keluar (°C)

31

31

31

Laju sirkulasi make up water (m3/jam) Temp. Wet bulb inlet (oC)

360

371

361

29

30

29

Temp. Wet bulb outlet (oC)

36

36

36

Temp. Dry bulb inlet (oC)

30

32

30

Temp. Dry bulb outlet (oC)

38

39

38

97,14

97,05

97,13

Efisiensi Cooling Tower (%)

Data 22 Februari 2015 Jam Parameter

06:00

12:00

18:00

12.600

12.600

12.600

Temp. air masuk (°C)

43

43

43

Temp. air keluar (°C)

31

31

31

Laju sirkulasi make up water (m3/jam) Temp. Wet bulb inlet (oC)

345

330

310

28

27

26

Temp. Wet bulb outlet (oC)

35

34

33

Temp. Dry bulb inlet (oC)

29

28

27

Temp. Dry bulb outlet (oC)

37

36

35

97,26

97,38

97,53

Laju sirkulasi air (m3/jam)

Efisiensi Cooling Tower (%)

Data 23 Ferbruari 2015 Jam

126

Parameter

06:00

12:00

18:00

12.600

12.600

12.600

Temp. air masuk (°C)

43

43

43

Temp. air keluar (°C)

31

31

31

Laju sirkulasi make up water (m3/jam) Temp. Wet bulb inlet (oC)

341

356

351

29

30

29

Temp. Wet bulb outlet (oC)

36

36

36

Temp. Dry bulb inlet (oC)

30

32

30

Temp. Dry bulb outlet (oC)

38

39

38

97,29

97,17

97,21

Laju sirkulasi air (m3/jam)

Efisiensi Cooling Tower (%)

Data Desain

Parameter Laju sirkulasi air (m3/jam)

12.600

Temp. air masuk (°C)

46,1

Temp. air keluar (°C)

32,3

Laju sirkulasi make up water (m3/jam) Temp. Wet bulb inlet (oC)

250

Temp. Wet bulb outlet (oC)

36

Temp. Dry bulb inlet (oC)

30

Temp. Dry bulb outlet (oC)

38

Efisiensi Cooling Tower (%)

29

98,01

127

5.

Pembahasan Hasil pengolahan data pada tabel diatas memuat beberapa hasil

perhitungan efisiensi cooling tower. Data tersebut diambil pada jam yang berbeda mengingat perbedaan humidity udara saat pagi, siang, dan sore hari. Humidity udara akan berpengaruh pada temperatur dry bulb. Pada pagi hari temperatur dry bulb lebih rendah dibandingkan di sore hari, dan di sore hari akan lebih rendah dibandingkan dengan di siang hari. Semakin tinggi humidity udara menyebabkan temperatur dry bulb semakin rendah. Rendahnya temperatur dikarenakan udara dengan humidity tinggi mengandung banyak air. Kandungan air di udara menyebabkan temperatur udara menjadi rendah. Pada data hasil pengolahan tanggal 21 februari 2015 dapat kita lihat bahwa temperatur air panas inlet sama yaitu 43oC. Kondisi temperatur air outlet pun sama pada jam 06.00, 12.00, dan 18.00 yaitu 31oC. Hanya terjadi perbedaan pada banyaknya jumlah make up water. Make up water dapat diindikasikan sebagai banyaknya air yang hilang dalam proses. Kehilangan jumlah air dikarenakan beberapa faktor yaitu evaporasi, drift loss, dan blowdown. Dari pengamatan data diatas jumlah air yang hilang berbanding lurus dengan besarnya nilai dry bulb temperature. Hal ini terjadi karena dry bulb temperature akan mempengaruhi jumlah air yang menguap pada proses pendinginan. Dari data tersebut dapat dilihat pengaruh dry bulb temperatur terhadap penguapan di cooling tower. Penguapan di cooling tower akan menyebabkan jumlah make up water di water basin meningkat. Hal tersebut akan mempengaruhi kualitas pendinginan dan efisiensi dari cooling tower karena banyak massa yang hilang. Dari data hasil perhitungan terlihat bahwa temperatur output akan sama disetiap jam. Hal ini dikarenakan profil temperatur air akan konstan pada bagian dasar dari cooling tower yaitu sebelum memasuki water basin. Hal ini dipengaruhi oleh faktor thermal diffusion. Thermal diffusion adalah perpindahan massa akibat adanya gradien temperatur. Thermal diffusion hanya akan terjadi apabila terdapat gradien temperatur. Dan tidak akan berlanjut apabila gradient temperatur sudah tidak ada. Setelah thermal diffusion berhenti terjadi proses difusi dengan jenis yang berbeda yaitu mass diffusion. Mass diffusion tidak bergantung dengan

128

adanya gradient temperatur. Mass diffusion terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi uap air dalam udara. Udara dapat mengandung uap air hingga kurang lebih 2%. Oleh karena itu mass diffusion akan terus terjadi sepanjang kontak antara air dan udara dalam kondisi udara masih belum jenuh dengan uap air. Pada data tanggal 22 februari 2015 terdapat fluktuasi temperatur dry bulb pada jam 06.00, 12.00, dan 18.00 yaitu 28oC, 27oC, 26oC. Secara teoritis temperatur dry bulb seharusnya naik pada siang hari dan humidity udara akan turun. Akan tetapi temperatur dry bulb juga dipengauhi oleh cuaca. Apabila dalam kondisi hujan, temperatur dry bulb akan turun seiring dengan kenaikan humidity udara. Dari data diatas temperatur air outlet konstan disetiap waktunya yaitu 31oC. Hal ini dapat terjadi karena faktor ketinggian pada tower. Ketinggian cooling tower dapat mempengaruhi temperatur outlet cooling water. Semakin tinggi cooling tower maka akan semakin dingin temperatur outlet cooling water selama masih ada gradien temperatur antara air dan udara sepanjang ketinggian cooling tower. Akan tetapi apabila sebelum mencapai dasar cooling tower tidak terjadi lagi gradien temperatur maka tidak akan terjadi perubahan temperatur. Selain itu, jumlah udara yang diinjeksikan sangat berpengaruh pada proses pendinginan. Semakin banyak udara yang diinjeksikan maka akan semakin rendah pula temperatur cooling water hingga mendekati temperatur dry bulb. Dari hal ini dapat diketahui bahwa gradien temperatur telah hilang sebelum mencapai bagian dasar cooling tower sehingga temperatur cooling water konstan pada 31oC. Dari data hasil perhitungan pada tanggal 21 februari 2015 efisiensi cooling tower pada jam 06.00, 12.00, dan 18.00 berturut-turut sebesar 97,14%, 97,05%, dan 97,13. Tanggal 2 februari berturut- turut 97,26%, 97,38% dan 97,53. Dan pada tanggal 23 februari 2015 berturut-turut sebesar 97,27%, 97,17% dan 97,21%. Efisiensi tinggi apabila temperatur dry bulb rendah. Rendahnya dry bulb temperatur akan membuat gradien temperatur semakin besar sehingga thermal diffusion akan semakin baik. Sebaliknya dengan temperatur dry bulb yang tinggi gradien temperatur akan kecil sehingga thermal diffusion akan berjalan singkat. Tingginya dry bulb temperature juga menyebabkan laju evaporasi akan semakin tinggi dan akan menurunkan efisiensi cooling tower.

129