Memisahkan oli pelumas dari air pendingin mentah lewat loop tertutup dan heat exchanger khusus memangkas fouling/korosi dan menjaga temperatur bantalan tetap jinak selama bertahun‑tahun.
Di pabrik listrik modern, temperatur bantalan turbin adalah garis pertahanan pertama untuk keandalan. Resepnya terdengar sederhana: sirkuit air tertutup (closed‑loop) khusus untuk lube‑oil coolers, diisi air kualitas tinggi, lalu didinginkan lagi oleh sistem pendingin utama lewat heat exchanger (penukar panas) perantara. Nyatanya, arsitektur dua loop ini “memberi kontrol yang lebih baik” dan, karena bisa memakai makeup water sangat murni, “deposit scale bukan masalah” (watertechnologies.com)—bahkan “penguapan, jika ada, sangat kecil” (watertechnologies.com).
Dampaknya nyata di neraca biaya. Satu ulasan mengutip estimasi Müller‑Steinhagen bahwa fouling heat exchanger di industri Jerman menelan biaya sekitar €6,5 miliar per tahun—mengimplikasikan kerugian global ratusan miliar (heatxglobal.com). Dibanding open loop yang “menghitamkan air” seiring asupan kotoran/garam/udara—membuat lumpur yang “drastis” menurunkan aliran dan perpindahan panas (cqm-tech.com)—loop tertutup yang rapi menutup kebocoran biaya dan downtime tak terencana.
Arsitektur dua loop terisolasi
Skemanya: (a) Oli lube → lube‑oil cooler (shell‑and‑tube atau plate HX berketahanan tinggi) → kembali ke oli; (b) air closed‑loop → HX perantara ke sistem pendingin utama → pompa closed‑loop → kembali ke (a). Unit shell‑and‑tube berstandar TEMA lazim demi kekokohan—paket turbin uap heavy‑duty sering memakai bundle tabung stainless atau paduan tembaga (enggcyclopedia.com). Alternatif kompak, brazed‑plate, dapat dipakai jika tekanan hilang (pressure drop) tidak kritis; desain kelautan, misalnya, menempatkan air tawar demineralisasi di loop sekunder yang didinginkan air laut mentah di HX primer untuk “meminimalkan korosi/scale” dan “menjamin operasi mulus” (swep.jp).
Intinya, tiga fluida selalu terisolasi (oli, air tertutup, air pendingin utama), meniadakan kontaminasi silang. Redundansi “N+1” dianjurkan agar satu cooler bisa dibersihkan tanpa menghentikan pendinginan. Setiap HX diproteksi oleh strainer dan indikator tekanan diferensial untuk deteksi clogging dini; strainer inline yang tepat dapat dipilih sebagai strainer berdaya tahan.
Baca juga: Pengolahan Limbah Secara Kimia
Kualitas air ultra‑bersih dan kimia
Closed‑loop diisi air deionisasi/terdemineralisasi bebas partikel—standar praktik mengarah ke “particle‑free deionized” atau air suling sebagai fluida pengisi (ibm.com). Target tipikal: konduktivitas ionik ~1 μS/cm atau lebih rendah; hardness total di bawah 1–2 ppm sebagai CaCO3; oksigen terlarut serendah mungkin (sering <0,1 ppm melalui deaerasi); pH sedikit basa (sekitar 8–9) demi proteksi baja/paduan tembaga; padatan tersuspensi disaring (<1 μm); dan pertumbuhan biologi dicegah biocide non‑chlorine (chardonlabs.com). Setelah pembersihan, loop justru “rentan terhadap korosi” karena oksigen baru masuk—kontrol O2 dan inhibitor yang tersuplai stabil menjadi krusial (chardonlabs.com) dan risiko “oxygen pitting” di zona stagnan perlu diwaspadai (boquinstrument.com).
Formulasi kimia umum: inhibitor pembentuk film berbasis nitrit atau molibdat (untuk baja), silikat atau fosfat yang sangat terkontrol. Catatan penting: fosfat bisa mengendap sebagai kalsium fosfat bila hardness signifikan, sehingga jarang dipakai kecuali air dipolish ketat (chardonlabs.com). Material basah (wetted) yang kompatibel: tembaga/kuningan (<30% Zn), stainless 304/316, EPDM industri (ibm.com). Glikol umumnya dihindari (kecuali proteksi beku), karena “dapat berdampak buruk” pada performa HX (ibm.com).
Dalam praktik, closed‑loop resirkulasi >90% airnya per tahun—makeup hanya sedikit (chardonlabs.com, ibm.com). Ini memungkinkan makeup tetap ultra‑bersih dan, kembali, membuat “deposit scale bukan masalah” (watertechnologies.com). Tata letak juga menentukan: valve throttling/bypass yang memperlambat alir dapat menaikkan risiko fouling tajam (stewart-switch.com), sehingga kecepatan dipertahankan >~0,3 m/s untuk mencegah sedimentasi.
Untuk mencapai kualitas ini, banyak pabrik menempatkan pretreatment membran sebagai pagar depan—misalnya ultrafiltrasi untuk menyisihkan padatan koloid. Di sini, unit seperti ultrafiltration sering dipakai sebagai pretreatment sebelum produksi air demineralisasi melalui demineralizer, lalu dipoles lagi dengan mixed-bed untuk menekan TDS sangat rendah. Polishing partikulat <1 μm dilayani oleh cartridge filter dalam housing stainless 316L yang kompatibel aplikasi industri. Dosis inhibitor/biocide tertutup presisi dengan dosing pump, dan paket kimia khusus loop tertutup tersedia sebagai closed‑loop chemicals dengan opsi corrosion inhibitors dan biocides non‑chlorine—sejalan rekomendasi pengendalian korosi/biologi di atas.
Performa termal dan ukuran penukar panas
Ukuran HX digerakkan oleh beban panas oli. Contoh desain: mendinginkan oli turbin SAE‑30 dari 70°C ke 60°C hanya dengan laju oli 1 kg/s (~3,6 t/jam) dan air 8 kg/s pada 20°C—memberi penurunan 10°C di sisi oli (researchgate.net). Pada turbin besar, alir oli bisa ordo 200–1000 kg/jam (tergantung jumlah bantalan dan daya), sehingga HX perlu menangani beban ratusan kW. Pendekatan umum: ΔT sisi oli ~5–10°C (mengawal kesehatan oli) dan ΔT sisi air ~10–15°C. Loop pendingin utama—sering open circuit via cooling tower atau intake sungai—hanya menerima duty panas tersebut.
HX perantara ke loop utama wajib mengakomodasi aliran closed‑loop; kontrol temperatur tipikal via thermostatic bypass atau motorized valve pada pompa closed‑loop, dengan referensi temperatur inlet oli (atau bantalan). Loop tertutup dipresurisasi untuk margin proteksi beku. Catatan lingkungan: karena closed‑loop jarang discharge dan biasanya tanpa klorinasi kontinu, kepatuhan terhadap baku mutu seperti Permen LH 08/2009 yang membatasi klorin bebas 0,5 mg/L pada limbah air pendingin (text-id.123dok.com) menjadi lebih mudah. Batas lain—mis. pembuangan air pendingin air asin di permukaan tanah ΔT≤40°C dan TSS/minyak <50 mg/L (text-id.123dok.com)—juga lebih mudah tercapai karena loop tertutup tidak berkomunikasi dengan kontaminan.
Catatan konstruksi: unit plate yang ringkas bisa dipilih bila pressure drop memadai—beberapa sistem kelautan memakai plate exchanger dengan air laut di sisi primer dan air tawar di sisi sekunder (swep.jp)—namun shell‑and‑tube memudahkan inspeksi dan konfigurasi N+1. (Figure: penampang shell‑and‑tube lube‑oil cooler—air closed‑loop di satu sisi, oli turbin di sisi lain—memakai pipa paduan tembaga/stainless dan toleransi ketat untuk memaksimalkan perpindahan panas sambil mencegah kebocoran/korosi.)
baca juga:
Pengertian dan Pengaruh TDS dan TSS Terhadap Kualitas Air
Hasil terukur dan dampak ekonomi
Data pabrik menunjukkan, dibanding single‑loop terbuka, closed‑loop yang digarap benar menahan performa selama bertahun‑tahun. Fouling di sistem terbuka menaikkan daya pompa dan bisa mengerek temperatur outlet oli 5–10°C hanya dalam hitungan bulan; closed‑loop mempertahankan duty desain selama puluhan ribu jam antar pembersihan. Satu studi PLTU melaporkan lube cooler non‑refrigerated dengan fouling moderat kehilangan ~10% kapasitas dalam 3 bulan; dengan closed‑loop, tidak ada kehilangan kapasitas dalam setahun—temperatur oli stabil 55°C (swep.jp, cqm-tech.com).
Ekonomi dan regulasi ikut terbantu: karena makeup water—sering kondensat tower—<10% volume loop per tahun (chardonlabs.com), penggunaan bahan kimia dan limbah cair sangat rendah. Padatan terlarut/biocide pada blowdown mendekati air minum, sehingga kepatuhan cenderung mudah.
Kesehatan oli ikut panen hasil. Umur oli turbin di layanan bisa 5–15 tahun bergantung praktik perawatan; “air, panas, dan kontaminasi” adalah faktor utama (machinerylubrication.com). Closed‑loop yang bersih menjaga oli bantalan sekitar ~40–50°C tanpa carry‑over air—memperlambat oksidasi dan varnish—sementara studi modern menunjukkan operasi stabil pada 55°C sepanjang tahun. Beberapa pabrik melihat interval ganti oli multi‑tahun (vs. tahunan pada desain lama), memangkas biaya oli dan downtime.
Kesimpulannya: tambahan CAPEX untuk pompa ekstra dan satu plate/shell HX menukar diri menjadi payoff siklus-hidup besar. Referensi industri menekankan closed‑loop “memanfaatkan air berkualitas tinggi dengan sangat baik” dan nyaris meniadakan scale (watertechnologies.com). Dengan makeup demineralisasi, material inert, dan kontrol O2/inhibitor yang ketat, fouling ditekan ke tingkat yang bisa diabaikan. Hasilnya, availability meningkat dan risiko bisnis akibat kegagalan lube turun tajam—sering dihitung operator setara jutaan dolar biaya outage yang berhasil dihindari tiap tahun.
Baca juga:
