PENGOPERASIAN CHILLER UNTUK MENUNJANG MANAGEMENT TATA UDARA INSTALASI PENGOLAHAN LIMBAH RADIOAKTIF Budi Arisanto Pusat Teknologi Limbah Radioaktif ABSTRAK PENGOPERASIAN CHILLER UNTUK MENUNJANG MANAGEMENT TATA UDARA INSTALASI PENGOLAHAN LIMBAH RADIOAKTIF. Telah dilakukan pengoperasian chiller untuk menunjang pengoperasian Air Handling Unit (AHU) di Pusat Teknologi Limbah Radioaktif (PTLR). chiller dapat dioperasikan selama 24 jam dalam 5 hari kerja (Senin s/d Jum at), namun dari 4 unit chiller yang ada, hanya dapat dioperasikan 2 unit chiller yang beroperasi secara bergantian, sehingga beban pendinginan pada AHU yang mencapai 358,2 Ton Referigator (TR) tidak dapat terpenuhi karena chiller hanya mampu mencapai pendinginan 170 TR. Oleh karena itu diperlukan perbaikan atau penggantian 2 unit chiller yang rusak agar beban pendinginan dapat terpenuhi. ABSTRACT OPERATION OF CHILLER TO SUPPORT AIR HANDLING UNIT MANAGEMENT IN THE INSTALLATION OF RADIOACTIVE WASTE TREATMENT. The operation of chiller to support air handling unit (AHU) operation in The Radioactive Waste Technology Center (RWTC) have been done. Chiller operated during 24 Hour in 5 workday. But from 4 unit chiller existing, can only be operate 2 unit of chiller which rotation operation, so that the refrigeration burden of AHU until 358,2 Ton Refrigerator (TR) cannot be reach because the refrigeration of chiller only can reach 170 TR so it needs to fix or replace 2 unit of chiller damage to reach the refrigeration burden. PENDAHULUAN Sistem tata udara (AHU) merupakan sistem yang sangat penting dalam menunjang kegiatan operasional pada instalasi nuklir. Sistem tata udara yang baik akan dapat menjaga kelembaban, tekanan udara serta suhu ruangan sesuai dengan yang diinginkan, sehingga kenyamanan personal dan keamanan peralatanpun dapat terjaga dengan baik. Di Pusat Pengembangan Pengelolaan Limbah Radioaktif (P2PLR), selain digunakan untuk tata udara, Chilled Water System juga digunakan untuk pendingin (penukar panas) pada evaporator dan insenerator. Chilled Water system mensuplai air dengan suhu 6 0 C - 7 0 C untuk diumpankan ke beban-beban pendingin pada cooling coil AHU dan heat exchanger yang merupakan alat penukar panas. Satuan pendingin adalah Ton Refrigator (TR), 1 TR setara dengan 12000 Btu/Jam. chiller merupakan salah satu alat di dalam Chilled Water System.
Chilled Water system merupakan salah satu komponen yang penting dalam Sistem Tata Udara. Komponen Chilled Water System adalah : 1. Chiller, berfungsi untuk menurunkan suhu air. Pada desain operasi (operasi normal), dioperasikan 3 unit chiller dan 1 unit chiller yang lain pada posisi cadangan (stand by). Sistem Chilled Water P2PLR terdiri dari 4 unit chiller jenis Air Cooled yaitu E 62301, E 62302, E 62303 dan E 62304 namun pada tahun 2004 ini hanya beroperasi 2 chiller, yaitu E 62302 dan E 62303, dengan spesifikasi teknis: Merek : York Kapasitas : @ 170 TR x 4 = 680 TR Daya kompresor : @ 200 Kw x 4 = 800 Kw Daya fan kondensor : @ 22 Kw x 4 = 88 Kw Setiap unit chiller York terdiri dari dua sistem rangkaian refrigerator yang masing-masing berkapasitas 70 TR untuk sistem I dan 100 TR untuk sistem II. Setiap chiller menggunakan sistem control berbasis mikro komputer kontrol untuk mengendalikan operasional chiller. Didalam chiller terdapat refrigerant (bahan pendingin) yang disirkulasikan dan mengalami beberapa perubahan bentuk sesuai siklus Carnot. Refrigant yang digunakan adalah freon (R 22) yang akan mengalami kompresi, kondensasi, ekspansi dan evaporasi. Dalam siklus Carnot ini akan terjadi penyerapan dan pelepasan kalor. Komponen utama chiller yaitu: a. Kompresor, yang berfungsi untuk menaikan titik embun gas freon (condensasi). b. kondensor yang berfungsi sebagai tempat pengembunan freon (berkondensasi) c. Katup ekspansi yang berfungsi untuk menurunkan titik didih cairan air freon. d. Evaporator yang berfungsi sebagai tempat penguapan cairan freon (evaporasi) e. Filter dryer yang berfungsi sebagai penyaring kotoran f. Bahan pendingin (refrigrant) biasanya R22 atau R12. 2. Pompa chiller Pompa chiller digunakan untuk mendistribusikan air chiller ke beban-beban pendingin, dengan spesifikasi teknis : 506
Jenis pompa : Sentrifugal Merek : Thorisima Kapasitas : @ 250 GPM x 4 = 1000 GPM Daya : @ 20 HP x 4 = 80 HP Pompa dalam sistem Chilled Water yaitu P 62301, P 62302, P 62303 dan P 62304, pada tahun 2005 ini, pompa yang dapat beroperasi adalah P 62302, P 62303 dan P 62304. Pompa P 62301 rusak, pada terminal motor pompa dan panel kontrol. Pada operasi normal dibutuhkan 3 unit pompa operasi dan 1 unit pompa sebagai cadangan (stand by). 3. Beban Pendingin (Cooling Load), Beban-beban pendinginan yang ada di P2PLR dapat mencapai 416,4 TR, yaitu; a. Beban Tata Udara (AHU) Total beban 358,2 - Cooling coil E 51010 291 TR - Cooling coil E 51013 6,6 TR - Cooling coil E 51014 4,8 TR - Cooling coil E 51051 46,8 TR - Cooling coil E 52010 1,8 TR - Cooling coil E 52012 7,2 TR b. Beban evaporasi kondensor E 62510 27 TR c. Beban Cooling Tower Heat exchanger E 62102 30 TR d. Beban Insenerasi Heat exchanger 4,6 TR 4. Sistem instalasi pemipaan dan katup-katup sebagai pendukung. TATA KERJA Bahan Untuk mendukung pengoperasian chiller, maka diperlukan bahan-bahan yang dipakai untuk perawatan, yaitu: a. Oli chiller York b. Refrigerant (R22) 507
Metode Pada bulan Januari sampai dengan September Sistem Chilled Water beroperasi selama 24 jam dari hari Senin sampai Jum at, atau 120 jam setiap minggu, sedangkan pada bulan Oktober sampai dengan Desember Sistem Chilled Water beroperasi 8 jam sehari pada hari kerja atau 40 jam setiap minggu. Cara pengoperasian sistem Chilled Water adalah: a. Fuse sentral (24 V) dimasukkan pada lemari panel Dist-Board (I-92-01) di ruang 50.01.13. b. Power motor-pompa XM 62301, XM 62303, M 62303 dan XM 62304 dimasukkan pada lemari panel MCC-MESS (I-11-01) di ruang panel 51.01.05. c. Power chiller, E 62302 dan E 62303 dimasukkan pada lemari panel LVMD B1 di ruang panel 51.01.05. d. Tombol untuk masing-masing pompa chiller P 62302, P 62303 dan P 62304 ditekan. e. Chiller E 62302 dihidupkan dengan menekan tombol hijau (ON) pada panel chiller. f. Saklar leading-lagging sistem 1 diposisikan pada posisi leaging untuk mendapatkan operasi yang maksimal. g. Saklar sistem 1 dan sistem 2 diposisikan pada posisi ON. HASIL DAN PEMBAHASAN Pada tahun 2005 banyak upaya yang telah dilakukan baik dalam mengoperasikan sistem Chilled Water dan kegiatan-kegiatan untuk menunjang pengoperasian, yaitu: 1. Pengoperasian sistem Chilled Water selama 24 jam dari hari Senin sampai Jum at dari bulan Januari sampai dengan September, namun karena berbagai pertimbangan maka pada bulan Oktober sampai dengan bulan Desember Sistem Chilled Water dioperasikan selama 8 jam sehari selama hari kerja. 2. Motor Pompa chiller a. Perbaikan P 62303 meliputi: - Penggantian Shaft - Penggantian Mechanical Sheal - Penggantian Coupling set - Penggantian Bearing motor pompa - Rewinding 508
Perbaikan motor Pompa tersebut dikarenakan pompa terbakar sehingga harus di rewinding. b. Perawatan P 62302, P 62303 dan P 62304 - Aligment 3. Perbaikan dan perawatan chiller Pembahasan a. chiller E 62302 - Penambahan Freon - Penggantian Kontaktor - Rewingding motor fan - Pengelasan Fan pendingin b. chiller E 62303 - Penambahan Freon - Penggantian Kontaktor - Penggantian Sensor Suhu Lingkungan (Ambien) - Rewingding motor Fan - Pengelasan Fan pendingin Walaupun target pengoperasian dapat tercapai, yaitu dapat dioperasikannya chiller selama 24 jam dalam 5 hari kerja dan target perbaikan juga dapat terpenuhi dengan berfungsinya 2 unit chiller E 62302 dan E 62303 tetapi bila dilihat beban yang harus didinginkan, 2 unit chiller tersebut tidaklah cukup. Tabel 1. Beban Pendinginan pada IPLR BEBAN PENDINGINAN Beban minimum (TR) Beban maksimum (TR) AHU 358,2 358,2 Evaporasi Off 27 Cooling Tower Off 30 Insenerasi Off 4,6 TOTAL Beban 358,2 416,4 - Beban pendinginan minimum adalah beban minimum yang terjadi pada IPLR yaitu saat peralatan pengolahan limbah radioaktif pada kondisi off atau tidak beroperasi 509
- Beban pendinginan maksimum adalah beban yang terjadi pada IPLR saat peralatan pengolahan limbah radioaktif beroperasi. Tabel 2. Kemampuan Pendinginan chiller yang beroperasi Kondisi 1 (maksimal) 4 unit chiller beroperasi sekaligus Kondisi 2 (Ideal) 3 unit chiller beroperasi, 1 stand by Kondisi 3 1 unit chiller beroperasi, 1 chiller stand by Kondisi 4 2 unit chiller beroperasi sekaligus Kemampuan chiller (TR) 680 510 170 340 - Tabel 2 menunjukkan kapasitas pendinginan chiller pada berbagai kondisi, untuk kondisi 2 unit chiller beroperasi, maksimal pendingingan yang dihasilkan adalah 340 TR(kondisi 4) tetapi hal tersebut sangat riskan karena kedua unit chiller beroperasi sekaligus dan walaupun 2 unit chiller beroperasi sekaligus tetap tidak mencukupi untuk memenuhi kebutuhan pendinginan minimum sebesar 358,2 TR. Agar pengoperasian chiller dapat dipertahankan maka dioperasikan 1 unit chiller dan 1 unit chiller lainnya pada kondisi stand by (kondisi 3). KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan 1. Sampai akhir tahun 2005, chiller hanya dapat difungsikan 2 unit chiller, yaitu chiller E 62302 dan chiller E 62303, sedangkan chiller E 62301 dan chiller E 62304 rusak total. 2. Motor Pompa chiller hanya dapat dioperasikan 3 unit motor pompa, yaitu adalah P 62302, P 62303 dan P 62304, sedangkan pompa P 62301 rusak pada panel kontrol dan terminal motor. 3. Digunakan sistem operasi 1 unit chiller operasi dan 1 unit chiller lainnya stand by untuk safety pengoperasian. 510
Saran Karena pentingnya fungsi chiller, sebaiknya chiller E 62301 dan chiller E 62304 harus segera diperbaiki atau diganti dengan chiller baru. Hal ini karena saat ini chiller dapat dioperasikan 2 unit chiller, sedangkan untuk memenuhi kebutuhan pendinginan di IPLR diperlukan 3 chiller beroperasi dan 1 chiller Stand by (siap dioperasikan). DAFTAR PUSTAKA 1. PURWANTARA, Pengoperasian chiller untuk menunjang managemen tata udara IPLR, Hasil Penelitian dan Kegiatan P2PLR 2001, P2PLR-BATAN, Serpong, 2001. 2. YORK INTERNATIONAL COOPERATION, Air Cooled Packaged Liquid chiller, USA, 1986. 3. PT. JAYA TEKNIK, YORK AIR CONDITIONING SINGAPORE, Diktat seminar York Air Conditioning service & Maintenance, Jakarta, 9 Juli 1992. 4. BATAN/ UPT-PPIN, DOKUMEN 42, E42-623, control & Instrument note for Chilled Water System, Jakarta, Desember 1985. 5. BATAN/ UPT-PPIN, DOKUMEN 75, E75-623, Data sheet for Chilled Water Control System, Jakarta, Desember 1985. 511