Apa itu Menara Pendingin dan Apa yang Perlu Diukur Kualitas Airnya

WHAT IS A COOLING TOWER?

Pendinginan adalah proses perpindahan energi panas melalui radiasi termal, konduksi panas atau konveksi. Dalam proses industri, pendinginan dicapai melalui berbagai mekanisme yang memerlukan peralatan berbeda. Mekanisme pendinginan industri yang paling umum diterima adalah penggunaan menara pendingin.

Air Pendingin

Air digunakan sebagai media perpindahan panas di menara pendingin. Air memiliki beberapa sifat utama yang menjadikannya pilihan yang baik sebagai media perpindahan panas:

Panas spesifik yang tinggi

Panas penguapan yang tinggi

Titik didih tinggi

Biaya rendah

TYPES OF COOLING TOWER:

Ada banyak variabel yang dapat mempengaruhi sistem menara pendingin, termasuk kualitas riasan air, jadwal pengoperasian, dan pemicu stres. Meskipun hanya ada tiga tipe dasar menara pendingin, perbedaan desain dan operasional membuatnya sulit untuk digeneralisasi. Untuk keperluan diskusi ini, kami mengelompokkan sistem pendingin berdasarkan apa yang terjadi dengan air pendingin. Tiga jenis sistem pendingin yang kami fokuskan di sini adalah:

Sistem pendingin sekali pakai

Menara Pendingin Kering (Sistem resirkulasi tertutup)

Menara Pendingin Basah (Sistem resirkulasi terbuka)

Sistem Pendinginan Sekali Melalui:

Dalam pendinginan sekali-melalui, air dipompa dari sumber terdekat, dan hanya melewati satu kali melalui sistem untuk menyerap panas proses. Kemudian dibuang kembali ke sumber aslinya  Sumber ini bisa berupa sungai, danau, laut, atau sumur.

Desain ini umum terjadi di mana tersedia air berbiaya rendah dalam jumlah besar  Selain itu, sistem ini umum digunakan ketika kebutuhan pendinginan rendah hingga sedang, proses tidak kritis, dan terdapat ruang untuk menampung peralatan besar dan volume air yang tinggi. Salah satu kelemahan pendinginan sekali pakai adalah kerentanan terhadap gangguan akibat stokastik air, seperti banjir. Selain itu, sistem ini sedang dihapuskan karena kekhawatiran terhadap kualitas dan konservasi air.

Menara Pendingin Kering:

Dalam sistem resirkulasi tertutup atau menara pendingin kering, panas yang diserap oleh air pendingin ditransfer ke pendingin kedua, atau dilepaskan ke atmosfer. Kata kering digunakan karena air tidak pernah terkena udara, sehingga sangat sedikit air yang hilang. Mesin mobil adalah contoh bagus dari sistem pendingin tertutup.

Evaporasi tidak digunakan pada menara pendingin resirkulasi tertutup. Sebaliknya, udara dingin mengalir melalui serangkaian tabung kecil berisi cairan pendingin yang bersirkulasi. Panas dipindahkan dari cairan panas di dalam tabung ke udara dingin, sehingga terjadi pendinginan. Cairan pendingin kemudian dikembalikan ke mesin. Aplikasi industri untuk pendinginan resirkulasi tertutup meliputi:

Loop air dingin

Pendinginan ruang komputer

Pengontrol suhu makanan

Proses lain yang perubahan kecil suhunya penting bagi produk atau lingkungan

Menara Pendingin Basah / Menara Pendingin Evaporatif:

Sistem pendingin resirkulasi terbuka atau menara pendingin basah adalah desain yang paling banyak digunakan di industri. Sama seperti sistem resirkulasi tertutup, sistem terbuka menggunakan air yang sama berulang kali. Fitur yang paling terlihat adalah menara pendingin luar ruangan yang besar yang menggunakan penguapan untuk melepaskan panas dari air pendingin. Karena mekanismenya, menara pendingin jenis ini disebut juga menara pendingin evaporatif. Sistem ini terdiri dari tiga peralatan utama: pompa air resirkulasi, penukar panas, dan menara pendingin.

Cara Kerja Menara Pendingin Basah:

Sistem pendingin resirkulasi terbuka memiliki fitur “menara basah”, di mana air pendingin bersentuhan langsung dengan aliran udara ke atas. Air dari penukar panas dipompa secara merata ke dek atas menara pendingin  Ia mengalir ke bawah dan pecah menjadi tetesan-tetesan kecil saat melewati serangkaian pelat percikan, yang disebut pengisi menara pendingin  Bahan pengisi ini dapat berupa lembaran plastik bergelombang, bilah kayu, atau perangkat lain yang menambah luas permukaan, sehingga meningkatkan penguapan.  Saat tetesan air memantul dari isi menara pendingin, molekul terpanas melepaskan diri dari air dan terbawa ke atas dan keluar dari menara sebagai “melayang”.  Sisa air dingin dikumpulkan dalam tangki di bagian bawah menara, yang disebut cekungan  Air dingin ini sekarang dapat dipompa kembali ke penukar panas.

COOLING TOWER WATER TREATMENT

Air dapat diolah dengan inhibitor kimia untuk memperpanjang titik jenuh bahan yang tidak larut dan mencegah kerak dan korosi. Pengolahan air dengan bahan kimia menara pendingin lebih disukai daripada memasok air bersih karena masalah lingkungan dan biaya.

Ledakan Menara Pendingin

Bahan kimia menara pendingin berguna untuk meningkatkan titik jenuh pada air pendingin. Namun, terdapat batasan pada konsentrasi padatan atau siklus konsentrasi yang dapat dikelola oleh inhibitor kimia  Oleh karena itu, padatan terlarut dalam air pendingin dikurangi dengan membuang atau “menghembuskan” sebagian air dari sistem dan menggantinya dengan air bersih.

Kontrol Blowdown Menara Pendingin

Mengukur dan mengendalikan konduktivitas memungkinkan perhitungan jumlah dan waktu blowdown yang akurat. Mengukur dan menjaga konduktivitas sangatlah penting, karena kontrol blowdown yang buruk dapat menyebabkan:

Kerak dan korosi (ketika konduktivitas terlalu tinggi) atau

Sumber daya yang terbuang, termasuk air dan bahan kimia menara pendingin (ketika sistem dapat mentolerir air umpan dengan konduktivitas lebih tinggi)

ADDITIONAL CONSIDERATIONS

Risiko Pendinginan Resirkulasi Tertutup

Berbeda dengan menara pendingin basah, menara pendingin kering memiliki profil suhu yang relatif rendah dan tidak bergantung pada penguapan. Hal ini mengurangi risiko penskalaan pada sistem ini. Namun, risiko korosi masih signifikan pada menara pendingin kering, karena tingginya kelarutan oksigen terlarut pada suhu rendah. Selain itu, suhu rendah dapat menyebabkan pengotoran mikroba karena kemampuan populasi bakteri untuk bertahan hidup di lingkungan menara pendingin.

Deposit Mikrobiologis

Air riasan dan angin dapat membawa mikroorganisme ke dalam sistem air pendingin. Dalam kondisi tertentu, komunitas mikroba berkembang biak di dalam sistem sehingga menimbulkan masalah. Stres mikrobiologis dapat mempengaruhi komponen apa pun dalam sistem pendingin. Faktanya, tekanan mikrobiologis seringkali merupakan tekanan paling signifikan pada sistem pendingin, karena dapat memicu jenis tekanan lainnya. Sebagai contoh:

Korosi terjadi di bawah lapisan lendir bakteri

Molekul anorganik terperangkap di lapisan slime, sehingga menyebabkan kerak

Mencegah Deposit Mikrobiologis di Menara Pendingin

Program pengendalian mikroba yang efektif berfokus pada komunitas mikroba tertentu yang merusak sistem pendingin tertentu. Biosida yang sesuai dapat dipilih, mungkin bersamaan dengan dispersan untuk menembus dan menghilangkan endapan. Biosida pengoksidasi klorin umumnya digunakan dalam biokontrol bersama dengan beberapa biosida non-pengoksidasi. Bromin atau klor dioksida digunakan sebagai pengganti klor untuk sistem stres berat. Perawatan mikrobiologis mungkin memerlukan pengendalian pH dan parameter kualitas air lainnya untuk memastikan efektivitas maksimum.

Jenis Pengotoran Menara Pendingin Lainnya

Material padat selain kerak, seperti serpihan di udara, produk korosi, kebocoran proses, dan padatan tersuspensi, terakumulasi dalam sistem dan berkontribusi terhadap hilangnya efisiensi dan kerusakan peralatan. Berbagai faktor mempengaruhi tingkat fouling. Anda mungkin harus memahami jenis pelanggaran dan sumbernya untuk menentukan cara terbaik untuk mengendalikannya. Hal ini mungkin melibatkan rekomendasi untuk perbaikan mekanis, klarifikasi air riasan atau penambahan bahan pendispersi khusus untuk masalah pengotoran. Filtrasi aliran samping juga dapat menjadi solusi untuk sistem tegangan pengotoran yang parah.

SENSORS & INSTRUMENTATION FOR COOLING TOWER WATER TREATMENT:

Parameter kontrol instrumentasi yang paling penting dalam pengolahan air menara pendingin adalah Konduktivitas dan pH. Parameter kualitas air tambahan yang harus diukur secara online atau diambil sampelnya secara berkala meliputi kekeruhan, total padatan tersuspensi (TSS), klorin bebas, dan potensi reduksi oksidasi (ORP).