Cooling tower atau menara pendingin merupakan salah satu alat proses yang terpenting bagi pabrik kimia. Tak terkecuali di dalamnya termasuk pula industri manufaktur.
Bagaimana tidak, hampir semua peralatan proses lain seperti kompresor, chiller, heat exchanger, reaktor dan lainnya memerlukan media pendingin cooling water untuk dapat beroperasi.
Untuk mengoperasikan cooling tower diperlukan banyak air. Besarnya konsumsi air untuk cooling tower tergantung dari banyak faktor.
Konsumsi jumlah air tertinggi terjadi pada saat dilakukannya initial charge ketika cooling tower akan dioperasikan pertama kali atau setelah dilakukan perawatan tahunan atau yearly preventive maintenance.
Sementara itu, untuk keperluan operasional diperlukan make up water untuk menggantikan air yang hilang melalui evaporation, wind loss dan blow down.
Selain itu, faktor kebocoran air di pipa atau peralatan harus pula diperhitungkan.
Perhitungan Kebutuhan Air Cooling Tower
Sebelum membahas bagaimana perhitungan kebutuhan air cooling tower dilakukan, pertama-tama kita pahami dulu beberapa istilah yang terkait dengan air yang masuk ke dan keluar dari cooling tower.
- make up water: air yang diumpankan atau dimasukan ke dalam cooling tower basin untuk menggantikan air yang hilang dari cooling tower.
- blow down: air cooling tower atau cooling water yang dikeluarkan dari cooling tower untuk menjaga konsentrasi partikel di dalamnya.
- evaporation loss: cooling water yang hilang keluar dari cooling tower karena proses penguapan.
- wind loss: cooling water yang hilang keluar dari cooling tower yang terbawa melalui aliran udara. Wind loss disebut juga dengan drift loss.
Selain keempat termin tadi, ada pula hilang air dari cooling tower melalui kebocoran pipa, peralatan atau pada cooling tower itu sendiri.
Kemudian, agar konsep ini mudah untuk dipahami, mari kita simak bagaimana cooling tower dioperasikan.
Yang akan kita tinjau adalah operasi dari cooling tower tipe mechanical draft, cross flow.
Pada saat cooling tower akan dioperasikan untuk pertama kalinya, maka cooling tower basin perlu diisi dengan air sampai level maksimumnya.
Jumlahnya sangat banyak. Tapi tentu tergantung dari kapasitas holding volume dari cooling towernya.
Konsumsi air inilah yang disebut dengan initial charge water.
Setelah cooling tower basin diisi, maka pompa cooling water mulai dioperasikan untuk mendistribusikan cooling water ke dalam setiap alat yang menggunakannya, melalui jalur perpipaan dari discharge pipe pompa cooling water sampai dengan peralatan, dan jalur pipa di mana air kembali ke cooling tower.
Setelah pompa dinyalakan, jumlah air di basin cooling tower mulai berkurang, karena sebagian mulai mengisi ruang kosong pada pipa dan peralatan.
Untuk itu, maka diperlukan tambahan air agar levelnya bisa dinaikkan ke level minimal untuk keperluan operasi, sampai levelnya stabil.
Setelah pompa dioperasikan, maka selanjutnya fan cooling tower juga dioperasikan. Artinya udara mulai masuk ke dalam cooling tower dan mulai terjadi kontak antara air yang kembali ke dalam coolin tower dengan udara.
Evaporation dan wind loss mulai terjadi. Kemudian, blow down cooling water mulai dibuka untuk menjaga konsentrasi partikel di dalam cooling water.
Untuk menjaga agar level air di dalam cooling tower tetap stabil, maka make up valve mulai dibuka secara kontinu.
Nah, dari gambaran di atas, dapat kita simpulkan bahwa untuk menghitung kebutuhan air cooling tower, neraca masa berikut ini berlaku:
make up water = blow down + evaporation loss + wind loss
Dari persamaan di atas, dapat kita simpulkan pula bahwa make up water itu adalah kebutuhan air cooling tower yang harus diumpankan secara terus menerus agar jumlah air di dalam cooling tower tetap.
Menghitung Kebutuhan Air Menggunakan Water Usage Calculator
Untuk memperkirakan make up water yang diperlukan, ada cara cepat untuk mengetahuinya.
Bagaimana caranya?
Yaitu dengan menggunakan water usage calculator namanya. Tool ini bisa anda akses di sini secara cuma-cuma.
Ini dia tampilan halaman water usage calculator tersebut.
Yang akan dihitung dengan menggunakan tool ini adalah laju alir evaporation, drift loss, blow down dan total usage atau make up water.
Untuk dapat menggunakan tool ini, ada beberapa parameter operasi yang harus anda masukkan, yaitu:
- tower water flow (laju alir total cooling water yang disirkulasikan)
- hot water temperature (suhu cooling water yang kembali ke cooling tower)
- cold water temperature (suhu cooling water yang dialirkan dari cooling water)
- wet-bulb temperature (suhu bola basah)
- drift rate
- concentration (perbandingan antara konsentrasi partikel di cooling water terhadap make up water)
Kesimpulan
Perhitungan kebutuhan air cooling water meliputi perhitungan kebutuhan air untuk initial charge, menggantikan air yang hilang karena blow down, evaporation atau penguapan, wind loss atau drift loss dan kebocoran pada pipa atau peralatan.
Air yang digunakan untuk menggantikan keseluruhan air yang hilang dari cooling tower disebut dengan make up water atau air umpan.