Sistem pendingin yang biasa digunakan ada 2 macam, yaitu :
a) Sistem pendingin air laut
Merupakan sistem pendingin terpisah
dalam pengertian masing – masing bagian yang didinginkan disediakan
cooler sendiri – sendiri, fluida pendinginnya langsung dengan air laut.
Kerugian pada sistem ini :
- Memerlukan material komponen yang tahan korosi.
- Biaya maintenance lebih besar
- Bila terjadi salah satu komponen mengalami kerusakan akan menyebabkan komponen yang lainnya terganggu fungsinya.
Kelebihan sistem jenis ini :
- Maintenance lebih mudah
- Biaya awal lebih murah.
Pada spesifikasi sistem pendingin untuk engine MAN & BW
pendingin digunakan untuk mendinginkan minyak pelumas, jacket water,
pendingin udara bilas.
b) Sistem Pendinginan Terpusat
Sistem pendingin ini didesain dengan hanya mempunyai satu head exchanger
yang didinginkan dengan air laut, sedangkan untuk cooler yang lain
termasuk jacket water, minyak pelumas, udara bilas, didinginkan dengan
air tawar yang bertemperatur rendah. Sistem pendingin jenis ini sangat
kecil peralatan yang berhubungan langsung dengan air laut sehingga
masalah korosi dapat dikurangi.
Sistem pendingin terpusat terdiri atas tiga sirkuit yaitu :
- Sea water circuit , merupakan pendingin dengan fluida air laut
yang mendinginkan sentral cooler, sirkuit ini disuplai dengan pompa sea
water pump, air laut diambil dari sea chest pada sisi kapal, out put
aliran ini akan langsung dibuang keluar melaui over board.
- Fresh water sirkuit, dibagi lagi menjadi 2 yaitu:a. High temperature
circuit, digunakan untuk mendinginkan jacket water cooler, dimana fresh
water dialirkan oleh jacket water pump, dan sisa – sisa penguapannya
diolah pada deaerating tank untuk dimanfaatkan kembali untuk
pendinginan. b. Low temperature circuit, digunakan untuk mendinginkan
Lube oil cooler dimana temperatur inletnya sebesar 360C dan outletnya
430C, mendinginkan scavenging(udara bilas).
A. Rule
Pada peraturan BKI 1996 vol.III sec. 11 I, dinyatakan bahwa:
1. Sea Chest, hubungan ke laut
- Sekurang-kurangnya 2 sea chest harus ada. Bilamana mungkin sea chest diletakkan serendah mungkin pada masing-masing sisi kapal.
- Untuk daerah pelayaran yang dangkal, disarankan bahwa harus terdapat
sisi pengisapan air laut yang lebih tinggi, untuk mencegah terhisapnya
lumpur atau pasir yang ada di perairan dangkal tersebut.
- Diharuskan suplai air laut secara keseluruhan untuk main engine dapat diambil hanya dari satu buah sea chest.
- Tiap sea chest dilengkapi dengan suatu ventilasi yang efektif.
Pengaturan ventilasi tersebut haruslah disetujui yang meliputi : Suatu pipa
udara sekurang-kurangnya berdiameter dalam 32 mm yang dapat diputuskan
hingga di atas deck bulk head. Adanya tempat dengan ukuran yang cukup di
bagian dinding pelat.
- Saluran udara bertekanan atau saluran uap melengkapi kelengkapan sea
chest untuk pembersihan sea chest dari kotoran. Saluran tersebut
dilengkapi dengan katup
shut off yang dipasang di sea chest. Udara yang dihembuskan ke sea
chest dapat melebihi 2 bar jika sea chest dirancang untuk tekanan yang
lebih tinggi.
2.
Katup
- Katup sea chest dipasang sedemikian hingga sehingga dapat dioperasikan dari atas pelat lantai (floor plates)
- Pipa tekan untuk system pendingin air laut dipasangi suatu katup shut off pada shell plating.
3. Strainer
- Sisi hisap pompa air laut dipasangi strainer. Strainer tersebut
juga diatur sehingga dapat dibersihkan selama pompa beroparasi. Bilamana
air pendingin disedot oleh corong yang dipasang dengan penyaringnya,
maka pemasangan strainer dapat diabaikan.
4. Pompa pendingin air laut
- Pembangkit penggerak utama kapal dengan menggunakan motor diesel harus dilengkapi dengan pompa utama dan pompa cadangan.
- Pompa pendingin motor induk yang diletakkan pada pembangkit
penggerak (propulsion plant) dipastikan bahwa pompa itu dapat memenuhi
kapasitas air pendingin yang layak untuk keperluan motor induk dan Bantu
pada berbagai jenis kecepatan dari propulsion plant. (untuk pompa
cadangan digerakkan oleh motor yang independent)
- Pompa air pendingin utama dan cadangan masing-masing kapasitasnya
merupakan kapasitas maksimal air pendingin yang diperlukan oleh
pembangkit. Atau sebagai alternatif tiga buah pompa air pendingin dengan
kapasitas yang sama dapat dipasang. Bahwa dua dari pompa adalah cukup
untuk menyuplai air pendingin yang diperlukan pada kondisi operasi beban
penuh pada temperatur rancangan. Dengan pengaturan ini dimungkinkan
untuk pompa yang kedua secara otomatis mengambil alih operasi hanya pada
temperatur yang lebih tinggi dengan dikendalikan oleh thermostat.
- Pompa ballast atau pompa air laut lainnya dapat digunakan sebagai pompa pendingin cadangan.
- Bilamana air pendingin dipasok oleh corong hisap (Scoop), pompa air
pendingin utama dan cadangan harus dipastikan memiliki kapasitas yang
menjamin keandalan pada operasinya pada pembangkit di bawah kondisi
pembebanan parsial. Pompa air pendingin utama secara otomatis
dibangkitkan sesegera mungkin bila kecepatan turun di bawah kecepatan
yang diperlukan oleh corong.
5. System untuk pendingin air tawar
- Sistem pendingin air tawar diatur sehingga motor dapat secara baik didinginkan di bawah berbagai kondisi suhu.
- Menurut kebutuhan dari motor system pendingin air tawar
yangdiperlukan seperti: a. Suatu sirkuit tunggal untuk keseluruhan
pembangkit. b. Sirkuit terpisah untuk pembangkit daya induk dan Bantu.
c.Beberapa sirkuit independent untuk komponen motor induk yang
memerlukan pendinginan (silinder, piston, dan katup bahan bakar) dan untuk motor bantu. d. Sirkuit terpisah untuk berbagai batasan temperatur.
- Sirkuit pendingin diatur sehingga bila salah satu sirkuit mangalami
kegagalan maka dapat diambil alih oleh sirkuit pendingin yang lain.
Bilamana perlu, dibuatkan pengaturan pengambilalihan untuk tujuan
tersebut.
- Sedapat mungkin pengatur suhu dari motor induk dan Bantu dibuatkan sirkuit yang terpisah dan independent satu sama lainnya.
- Bilamana pada motor pembangkit otomatis, penukar panas untuk bahan
bakar dan pelumas melibatkan sirkuit air pendingin, system air pendingin
dimonitor terhadap kebocoran dari minyak bahan bakar dan pelumas.
- System air pendingin umum untuk pembangkit induk dan bantu dipasangi katup shut off untuk memungkinkan reparasi tetapi tidak mengganggu pelayanan dari system tersebut.
6. Penukar Panas, Pendingin
- Pendingin dari system air pendingin, motor, dan peralatannya
dipasang untuk menjamin bahwa temperatur air pendingin yang telah
ditentukan dapat diperoleh pada berbegai jenis kondisi.Temperatur air
pendingin dipasang sesuai untuk keperluan yang dibutuhkan oleh motor dan
peralatan.
- Penukar panas untuk peralatan bantu pada sirkuit air pendingin utama
jika memungkinkan dilengkapi dengan jalur by pass, bilamana terjadi
gangguan pada penukar panas, untuk menjaga kelangsungan operasi system.
- Dipastikan bahwa peralatan bantu dapat tetap bekerja saat perbaikan
pada peralatan pendingin utama. Bilamana perlu diberikan pengalih aliran
ke penukar panas yang lain, permesinan, atau peralatan sepanjang suatu
penukaran panas sementara dapat diperoleh.
- Katup shut off dipasang pada sisi hispap dan tekan dari semua penukar panas.
- Tiap penukar panas dan pendingin dilengkapi dengan ventilasi dan corong kuras.
7. Tangki Ekspansi
- Tangki ekspansi diatur pada ketinggian yang cukup untuk tiap
sirkuit air pendingin. Sirkuit pendingin lainnya hanya dapat dihubungkan
ke suatu tangki ekspansi umum jika tidak saling mempengaruhi satu sama
lainnya, perhatian harus diberikan untuk memastikan bahwa kerusakan dan
kegagalan dari system tidak dapat mempengaruhi system lain.
- Tangki ekspansi dihubungkan dengan jalur pengisi, peralatan aerasi atau de aerasi, pengukur tinggi air, dan corong kuras.
8. Pompa Pendingin Air Tawar
- Pompa air pendingin utama dan cadangan harus terdapat di setiap system pendingin air tawar.
- Pompa air pendingin dapat digerakkan langsung oleh motor induk atau
bantu yang mana dimaksudkan untuk mendinginkan sehingga jumlah pasok
yang layak dari air pendingin dapat dicapai pada berbegai kondisi
operasi.
- Pompa air pendingin cadangan digerakkan secara independent oleh motor induk.
- Pompa air pendingin cadangan berkapasitas sama seperti pompa air pendingin utama.
- Motor induk dilengkapi sekurangnya oleh satu pompa pendingin utama
dan cadangan. Bilamana menurut konstruksi dari motor memerlukan lebih
dari satu sirkuit air pendingin, satu pompa cadangan dipasang untuk tiap
pompa pendingin utama.
- Suatu pompa air pendingin cadangan dari suatu system pendingin dapat
digunakan sebagai suatu pompa cadangan untuk system lain yang
dilengkapi dengan lajur sambungan yang memungkinkan. Katup shut off pada
sambungan ini harus dilindungi dari penggunaan yang tidak diinginkan.
- Peralatan yang melengkapi system untuk pendinginan darurat dari
system lain dapat disetujui jika system dan pembangkitnya sesuai untuk
tujuan ini.
9. Pengatur Suhu, Sirkuit air pendingin dilengkapi dengan pengatur
suhu sesuai yang diperlukan dan sesuai dengan peraturan yang ada. Alat
pengatur yang mengalami kerusakan dapat mempengaruhi fungsi keandalan
dari motor yang dilengkapinya atau saat dia bekerja.
10. Pemanasan Mula untuk Air Pendingin, Harus terdapat dan dilengkapi dengan pemanasan awal dari air pendingin.
11. Unit Pembangkit Darurat, Motor bakar dalam pembangkit daya yang
bekerja saat keadaan darurat dilengkapi dengan system pendingin yang
independent. Seperti system pendingin yang dibuat untuk mengatasi
kebekuan (freezing).
C. Engine Project Guide Tentang Sistem Pendingin
Dalam desain sistem pendingin ini ditentukan menggunakan sistem pendingin terpusat (central).
1) Jacket Cooling Water System
Jacket water cooling system digunakan untuk mendinginkan bagian cylinder
liner, cylinder cover, dan juga exhaust valve dari main engine dan juga
dapat memanaskan
pipa
drain bahan bakar. Pompa jacket water cooler membawa air dari outlet
jacket water cooler dan mengirimkannya ke mesin utama. Pada daerah inlet
dari jacket water cooler terdapat katup pengatur temperatur, dengan
sensor pada engine cooling water outlet yang menjaga temperatur dari air
pendingin tetap pada posisi 800C.
Air pendingin jacket harus sangat hati-hati dalam memperlakukannya,
merawat, dan juga memonitornya sehingga dapat mencegah terjadinya
perkaratan, kelelahan yang diakibatkan korosi, kavitasi. Dalam hal ini
direkomendasikan untuk memasang preheater jika preheating tidak tersedia
pada auxiliary engine jacket cooling water system.
Pipa pernapasan dalam tangki ekspansi harus berakhir di bawah bagian
terendah dari air yang ada di tangki tersebut, dan tangki tersebut harus
di letakkan paling tidak 5 meter diatas pipa outlet dari air pendingin.
Untuk exsternal pipe, maximum water velocities yang harus diikuti adalah :
o Jacket water ..........................3,0 m/s
o Seawater ...............................3.0 m/s
Componen jacket water system, antara lain :
2) Jacket water cooling pump
• Pompa dengan type centrifugal
• Jacket water flow ..................32 m3/h
• Pump head ...........................3 bar
• Delivery pressure ..................depend on position of
expansion tank
• Test pressure .......................according to class rule
• Working temperature.............normal 800 C, max 1000 C
Kapasitas tersebut merupakan kapasitas hanya untuk main engine saja,
pump head dari pompa tersebut untuk menghitung total actual pressure
drop yang terjadi sepanjang sistem cooling water sistem tersebut.
3) Jacket Water thermostatic valve
Temperatur kontrol sistem dapat menggunakan katup tiga arah yang
dipasang sebagai katup pengalih, dengan mengalirkan dengan jalan pintas
seluruh atau sebagian jacket water disekitar jacket water cooler. Sensor
diletakkan pada keluaran dari mesin utama, dan level temperatur
haruslah dijaga pada range 70 - 900C.
4) Jacket water preheater
Ketika preheater diinstall pada jacket cooling water system, untuk
mengetahui aliran air dan juga kapasitas dari pompa adalah 10% dari
kapasitas dari pompa water jacket utama. Berdasarkan pada pengalaman,
direkomendasikan pressure drop pada preheater sekitar 0.2 bar. Pompa
preheater dan pompa utama harus terkunci secara electric untuk
menghindari resiko dari operasi simultan.
Kapasitas dari preheater tergantung pada permintaan lamanya waktu
pemanasan dan kebutuhan peningkatan temperatur dari air jacket. Pada
umumnya, temperatur meningkat sekitar 350C (dari 150C menjadi 500C).
5) Expansion tank
Total dari volume ekspansi harus memenuhi 10 % dari total air pada sitem
di jacket cooling. Sesuai dengan petunjuk bahwa volume tanki exspansi
untuk keluaran dari main engine berdayan antara2700 kW dan 15000 kW
adalah 1.00m3.
C. Central Cooling Water System
Sistem pendingin ini didesain dengan hanya mempunyai satu head exchanger
yang didinginkan dengan air laut, sedangkan untuk cooler yang lain
termasuk jacket water, minyak pelumas, udara bilas, didinginkan dengan
air tawar yang bertemperatur rendah. Karakteristik pada sistem pendingin
engine MAN yang menggunakan jenis ini dengan tujuan untk mencegah
temperatur udara bilas yang terlalu tinggi, desain temperatur pendingin
untuk fresh water low temperatur biasanya sebesar 360C, yang berkaitan
dengan temperatur maksimum air laut sebesar 320C.
Rekomendasi dari MAN agar menjaga temperatur inlet air pendingin pada
bagian cooler pembilasan udara pada main engine serendah mungkin hal ini
juga diterapkan pada sistem pendinginan terpusat. Ini artinya bahwa
temperatur katup pengontrol didalam fresh water low temperatur (FW-LT)
diset minimum 100C, sebaliknya temperatur mengikuti temperatur air laut
diluar
kapal jika melebihi 100C.
Untuk koneksi pipa eksternal, velosity dari air untuk keadaan maksimum mengikuti :
Jacket water .......................................................... 3.0 m/s
Central cooling water (FW-Lt ................................ 3.0 m/s
Seawater............................................................... 3.0 m/s
Komponen untuk seawater system
1. Pompa Sea water,
Kapasitas sea water .................................... 105 m3/h
Head pompa................................................. 2,5 bar
Temperatur kerja normal .............................. 0 - 320C
Temperatur kerja maksimum ....................... 500C
Kapasitas ini diberikan toleransi sebesar 10%. Beda tekanan pompa
ditentukan berdasar total tekanan yang hilang saatmelalui sistem cooling
water.
2. Central cooler
Cooler boleh menggunakan jenis shell and tube atau plate dan terbuat dari bahan yang tahan korosif.
Panas yang hilang........................................... 2200 kW
Debit aliran pendingin...................................... 105 m3/h
Temperatur keluar cooler ................................ 360C
Tekanan hilang pada sisi central cooling max. 0,2 bar Tekanan yang
hilang boleh besar, tergantung pada desain aktual cooler Panas yang
hilang dan debit sea water didasarkan pada output MCR pada kondisi
tropis dan temperatur udara ruang 450C. Pengoperasian pada beban
berlebih pada kondisi tropis akan meningkatkan temperatur sistem
pendingin dan juga mempengaruhi perfomance engine.
3. Pompa central cooling
Pompa yang digunakan jenis sentrifugal
Debit air tawar ................................................. 105m3/h
Head pompa.................................................... 2,5 bar
Temperatur kerja normal ................................ 800C
Temperatur kerja max ..................................... 900C
Debit aliran pada bagian ini diberikan toleransi sebesar 10%.
Data kapasitas hanya diperuntukkan pada main engine. Perbedaan tekanan
yang disediakan pada pompa ditentukan berdasarkan total tekanan yang
hilang pada sistem cooling water.
4. Katup thermostatic central cooling water
Temperatur rendah pada sistem pendingin dilengkapi dengan three way
valve, dihubungkan dengan katup pencampur, dimana tersambung semuanya
atau bagian air tawar mengelilingi central cooler.
5. Jacket water cooler
Cooler dapat menggunakan jenis shell and tube atau plate
Panas yang hilang .......................................... 580 kW
Debit aliran ..................................................... 36 m3/h
Temperatur inlet jacket water cooler ............... 800C
Tekanan maksimal yang hilang ...................... 0,2 bar
Debit FW- LT 105 m3/h
Temperatur inlet FW-LT .................................. 42 C
Tekanan yang hilang pada FW-LT maks ........ 0,2 bar
Panas yang hilang dan debit FW-LT ditentukan berdasarkan output MCR pada
kondisi tropis, temperatur maksimum sea water 32 C dan temperatur udara
ruang 45 C
6. Cooler udara bilas
Cooler ini terintregasi secara langsung dengan engine
Panas yang hilang........................................... 1920 kW
Debit FW-LT ................................................... 105 m3/h
Tempewratur inlet FW-LT ............................... 360C
Tekanan hilang pada FW-LT........................... 0,5 bar
Diagram alir sistem pendingin yang direkomendasikan MAN & BW , untuk
type Sea water cooling dan Central cooling adalah sebagai berikut
Mengingat motor induk digunakan di kapal sebagian besar menggunakan
pendinginan air, maka akan dibahas operasi system pendinginan tertutup (
air tawar ) dan system pendinginan terbuka ( air laut ). Sistem
pendinginan tertutup pada motor
kapal
terdiri atas dua peredaran, yaitu peredaran air tawar merupakan sistem
yang harus ada pada mesin itu sendiri, sama seperti sistem pendinginan
pada mesin mobil.
Salah satu perbedaan antara instalasi air tawar pada motor induk dilaut
dan motor di mobil adalah bahwa pada motor laut penggabungan pendinginan
dan radiator di dalam instalasi yang membawa panas di dinginkan oleh
air laut, atau bahkan juga oleh angin, sedangkan pada motor mobil tidak
terdapat instalasi peredaran air laut.
Sumber :http://kapal-cargo.blogspot.com/2010/07/sistem-pendingin-kapal.html