Inilah formula yang mulai jadi standar pabrik listrik: loop tertutup (closed‑loop, sirkulasi tanpa kontak ke atmosfer) untuk mendinginkan oil cooler pelumas turbin, dipadukan dengan heat exchanger sekunder yang “menjembatani” ke loop cooling plant utama—hanya panas yang bertukar, bukan airnya. Kualitas airnya bukan main: demineralized/DI berkonduktivitas sangat rendah, sehingga scaling dan biofouling pada oil cooler praktis nol menurut Veolia Water Handbook dan tinjauan kinerja closed-loop di ES Magazine.

Angka‑angkanya mencolok: re‑use air pendingin tembus >95% per siklus (CZJ SIM), sehingga kebutuhan makeup bisa turun 20–30× dibanding loop terbuka. Sementara, konfigurasi N+1—pompa dan oil cooler duty+standby—memastikan ketersediaan fungsi pendinginan di atas 99% lewat bypass tiga‑arah, sebagaimana praktik OEM yang dirangkum ChemXperts.

Arsitektur closed-loop dan komponen inti

Loop terdiri dari buffer tank, pompa, filter/strainer, oil–water heat exchanger utama (lube oil cooler), pipa tertutup non‑vented, dan heat exchanger sekunder yang didedikasikan untuk buang panas ke cooling plant utama (Veolia; ES Magazine). Oli pelumas dari bantalan (bearing lube oil) yang panas melewati oil cooler dan melepas panas ke coolant; coolant didorong ke heat exchanger sekunder untuk dibuang ke loop utama, lalu kembali ke tank.

Strainer merupakan titik proteksi awal terhadap partikulat pada sisi air tertutup, dan housing industri bertekanan menjadi pilihan wajar. Untuk opsi industri, strainer inline memudahkan pembersihan tanpa menghentikan sirkulasi.

Ukuran komponen mengikuti beban panas lube oil. Satu sistem lube turbin uap besar membutuhkan sekitar 576 kW pembuangan panas menggunakan plate cooler seluas 91,5 m² dan laju alir ~78 m³/jam air (ChemXperts). Secara umum, aliran closed‑water ~10–20 m³/jam per MW kapasitas turbin (bergantung ΔT) dapat diharapkan. Pompa disizing untuk menjaga laju alir dan tekanan; konfigurasi dupleks duty+standby plus oil cooler kembar (duty+spare) melalui valve tiga‑arah memberi ketersediaan >99% (ChemXperts).

Heat exchanger sekunder wajib berkapasitas duty gabungan; material stainless tahan korosi kerap dipilih. Housing filter baja bertekanan tinggi juga lazim di loop industri; steel filter housings hingga 150 PSI relevan untuk aplikasi seperti ini.

Baca juga: Pengolahan Limbah Secara Kimia

Plate vs. shell heat exchanger

Plate‑and‑frame heat exchanger (penukar panas pelat berbingkai) unggul dalam ukuran ringkas, efisiensi perpindahan panas, dan kemudahan dibuka untuk inspeksi—sehingga dimensinya bisa jauh lebih kecil dibanding shell‑and‑tube untuk duty yang sama (GeneralCargoShip). Shell‑and‑tube (tabung dalam selongsong) tetap opsi solid, terutama untuk instalasi lebih robust/vertikal; pastikan drain/vent mudah agar tidak terjadi air lock dan korosi.

Rekomendasi orientasi vertikal dengan titik vent/drain membantu purge udara dan kondensat (GeneralCargoShip). Plate exchanger juga “paling sering digunakan” untuk mem‑buffer loop proses dan menara pendingin menurut ES Magazine, sehingga kedua loop terisolasi—yang bertukar hanya panas, bukan fluida.

Kualitas air dan pengkondisian kimia

Karena loop tertutup dan makeup minim, air harus sangat murni—demineralized/DI (deionized) untuk mengeliminasi scaling (Veolia; POWER Magazine). Spesifikasi tipikal: konduktivitas <10 µS/cm (mikrosiemens per sentimeter), TDS <5 mg/L (total padatan terlarut), hardness <10 µg/L, klorida <5 mg/L, besi <1 mg/L, dan kekeruhan <1 NTU (nephelometric turbidity unit)—kualitas setara twin‑bed demineralized dan aman hingga ~80°C (Scribd; Veolia).

Makeup sebaiknya berasal dari unit demineralisasi atau kondensat; bahkan rekomendasi klasik menyebut zeolite‑softened atau kondensat untuk mencegah scaling jangka panjang (Veolia). Untuk produksi air demineral sesuai target di atas, solusi seperti demineralizer twin‑bed banyak dipakai.

Polishing kualitas air demi stabilitas jangka panjang dapat ditangani dengan resin campuran melalui mixed‑bed, terutama bila mengejar TDS sangat rendah.

Alternatif produksi ultra‑pure berkesinambungan tanpa regenerasi kimia tersedia melalui electrodeionization (EDI), tergantung skema utilitas pabrik.

“Closed recirculating systems…have many advantages. They provide better control of temperatures… and their small makeup water requirements greatly simplify potential waterside problems. …High-quality water can usually be used for makeup, and as a result, scale deposits are not a problem.” (Veolia)

Walau air murni, korosi tetap harus dikelola. Praktik umum adalah dosing inhibitor campuran nitrite/azole atau molybdate/azole dengan pH basa sekitar 8,5–9,0 untuk material carbon steel (POWER Magazine). Dosing presisi difasilitasi oleh dosing pump yang menjaga konsentrasi stabil.

Produk pengkondisi loop tertutup seperti chemicals untuk closed‑loop umum mempertahankan inhibitor (mis. nitrite atau molybdate >200 ppm) dengan monitoring pH dan konduktivitas mingguan; karena loop praktis tertutup, penambahan bahan kimia sering bertahan berminggu hingga berbulan (bila tidak ada kebocoran) (POWER Magazine).

Keuntungan inti: “Closed systems reduce corrosion drastically…,” karena air sirkulasi tidak terus‑menerus jenuh oksigen seperti pada sistem terbuka (Veolia).

Pemantauan, metrik, dan indikator fouling

Sensors otomatis atau uji lab memantau konduktivitas (indikasi masuknya ion), hardness, dan pH. Kenaikan konduktivitas yang nyaris tak terdeteksi—jauh di bawah 10 µS/cm—menegaskan kemurnian loop.

Tren temperatur inlet/outlet dan pressure drop di oil cooler merupakan indikator fouling; naiknya delta‑T atau turunnya debit bisa menandakan partikulat/scale—kejadian yang sangat jarang pada air DI. Biasanya sistem hanya perlu drain/flush sesekali saat overhaul besar.

Untuk filtrasi penunjang, housing kartrid stainless dapat dipilih pada titik kritis; konfigurasi tersebut lazim dalam aplikasi higienis, namun di utilitas industri prioritasnya adalah robust housing dan akses servis cepat.

baca juga: 

Pengertian dan Pengaruh TDS dan TSS Terhadap Kualitas Air

Antarmuka heat exchanger dengan loop utama

Pelepasan panas dilakukan lewat water‑to‑water heat exchanger sekunder yang terhubung ke sirkuit cooling plant utama—sering berupa loop terbuka recirculating menara pendingin (ES Magazine). Unit sekunder (plate‑and‑frame atau shell‑and‑tube) disizing untuk duty lube loop plus margin. Contoh, mendinginkan ~576 kW pada 78 m³/jam dapat “memerlukan” area sekitar 1,5–2 m² di plate exchanger, atau shell‑and‑tube lebih besar bila temperature approach kecil; desain harus memperhitungkan temperatur masuk dan laju alir loop utama.

Dari sisi oli, beban panas kira‑kira berasal dari daya pompa dan friksi bantalan. Rule‑of‑thumb yang disebutkan: ~3–6% dari keluaran listrik turbin (unit besar) harus dibuang lewat pendinginan lube. Contoh, turbin 100 MW mungkin membuang ~300–600 kW. Memakai data ChemXperts (575,7 kW untuk unit besar) menyiratkan ~6 kW/MW turbin (ChemXperts).

Integrasi dengan menara pendingin mengikuti praktik kondensor: pastikan kapasitas tower menyerap tambahan beban lube. Plate exchanger menuntut sizing tower yang benar untuk temperature approach; heat exchanger sekunder dan tower kerap bersertifikasi CTI/AHRI untuk kinerja (ES Magazine).

Manfaat isolasi jelas: tidak ada air menara yang masuk ke sistem oli turbin, sehingga endapan mineral dan carryover bahan kimia lintas‑loop terhindari (ES Magazine). Valve memungkinkan bypass exchanger untuk perawatan tanpa mengganggu operasi lube system.

Kinerja, konsumsi air, dan dampak ekonomi

Closed‑loop memungkinkan re‑use air pendingin di atas 95% per lintasan—berbanding terbalik dengan menara terbuka yang “mengonsumsi” air melalui evaporasi dan blowdown (CZJ SIM). Artinya, kebutuhan makeup dapat turun sekitar 20×–30×. Pada contoh di atas, alih‑alih ~78 m³/jam kontinyu, loop tertutup mungkin hanya butuh beberapa liter per jam untuk mengganti kebocoran—menghemat air dan memudahkan pemenuhan regulasi pembuangan termal/kimia.

Stabilitas perpindahan panas meningkat: dengan coolant ultra‑murni, fouling factor oil cooler praktis nol; pengujian menunjukkan akumulasi scale yang diabaikan bahkan setelah berbulan operasi, dan pabrik melaporkan tak ada insiden plugging tube/chiller serta kinerja yang bertahan <1% dari desain (Veolia). Downtime turun karena loop tetap bersih dan suhu oli bantalan stabil, juga tanpa biofouling (Veolia).

Dari sisi biaya, makeup dan bahan kimia menurun, sementara investasi awal (heat exchanger dan treatment) dibayar oleh hilangnya biaya blowdown/filtrasi besar. ES Magazine mencatat adopsi closed‑loop meningkat “given the growing sensitivity to water conservation”. Untuk pabrik 100 MW, pengurangan konsumsi air berarti jutaan liter per tahun—penghematan energi pompa/biaya yang cepat menjustifikasi desain.

Konteks operasional Indonesia

Dalam iklim tropis dengan wet‑bulb tinggi dan kualitas air baku yang sering berubah, sirkuit tertutup sangat menarik. Makeup demineral (misalnya dari kondensat) menghindari masalah scale yang lazim pada air permukaan. Standar lingkungan lokal yang ketat mendorong minim pembuangan; loop tertutup bermeterai ini praktis tak menghasilkan efluen (hanya aliran sampel/renewal minimal).

Hasil operasional dan jaminan mutu

Secara keseluruhan, closed‑loop lube‑oil cooling yang dirancang baik menghasilkan temperatur oli stabil (biasanya dalam ±1°C dari target), reliabilitas bantalan tinggi, dan efisiensi pendinginan 95–99% sepanjang tahun. Pemantauan kimia preventif (cek mingguan) dan pembersihan heat exchanger sesekali (beberapa tahun sekali) sudah memadai. Pengalaman industri menunjukkan operasi bebas masalah bertahun‑tahun ketika memakai sirkuit tertutup berkualitas tinggi (Veolia; ChemXperts).

Sebagai pengaman ekstra terhadap korosi, paket inhibitor spesifik aplikasi tertutup dapat dipilih dari lini corrosion inhibitors industri untuk menekan laju korosi dan memperpanjang umur peralatan.

Baca juga: 

Penerapan Sistem Biofilter dalam Pengolahan Limbah Air

Manfaat terkuantifikasi

• Pengurangan makeup air: dari ~100% di loop terbuka menjadi <5% (95% reuse) (CZJ SIM).
• Reduksi korosi: eliminasi hampir 100% oxygen pitting bila ditreatment dengan benar (Veolia).
• Scale/fouling: praktis nol dibanding 0,0001–0,001 di sistem terbuka.
• Kinerja termal: kontrol temperatur oil sump dalam 1–3°C dari setpoint.
• Operational uptime: redundansi N+1 memberi >99% ketersediaan; dengan satu cooler standby, perawatan bisa dilakukan tanpa menghentikan turbin (ChemXperts).

Catatan isolasi dan keselamatan

Heat exchanger sekunder yang dedicated mengisolasi loop tertutup dari loop utama, mencegah kontaminasi silang dan menjaga rezim kimia masing‑masing loop—praktik yang “most frequently used” untuk mem‑buffer proses dan tower (ES Magazine). Desain valve memungkinkan maintenance tanpa mengganggu lube system.

Sumber dan rujukan

Artikel ini merujuk pada referensi teknis otoritatif, termasuk Veolia Water Handbook untuk closed‑loop cooling (juga tautan ini), publikasi industri tenaga terkait kimia sistem tertutup (POWER Magazine; POWER Magazine), serta data praktis dari OEM turbin (ChemXperts). Angka‑angka yang disajikan diambil dari spesifikasi sistem nyata dan analisis yang dipublikasikan (ChemXperts; CZJ SIM), berikut pandangan efisiensi dan isolasi loop dari ES Magazine dan pilihan heat exchanger dari GeneralCargoShip.