a) First Generation Grate Cooler

Grate cooler banyak dipilih sebagai alat untuk pendinginan clinker di pabrik semen sekarang ini.

Seperti yang ditampilkan pada Gambar , untuk traditional clinker, clinker jatuh dari kiln ke

reciprocating, air-quenching grates dengan kompartmen dan cooling fan tekanan tinggi. Di

bagian bawah grate, cooler dibagi menjadi beberapa kompartmen, masing-masing dilengkapi

dengan fan yang memiliki inlet vanes yang dapat diatur untuk mengontrol laju alir udara. Clinker

yang tumpah pada saat melewati grate dikumpulkan dalam hopper dan dikeluarkan melalui air-

tight flap valves ke clinker conveyor.

Gambar First Generration Air-Quenching Reciprocating Grate Cooler (sumber : FLSmith Institute

Handbook, chapter 4, page 369)

Keuntungan grate cooler dibandingkan dengan cooler lainnya adalah kemampuan

menangani clinker dengan kapasitas besar, kemampuan mencapai temperatur clinker yang

rendah, Heat recuperation baik, bisa memberi udara panas tersier dan sangat besar

kemungkinannya untuk dikembangkan.

Sebagaimana keuntungan yang telah disebutkan, alasan-alasan untuk memilih grate

cooler karena grate cooler mampu menangani output yang besar (10000 MTPD atau lebih) dan

mampu mendinginkan clinker hingga temperatur yang sangat rendah (65°C di atas udara ambien

atau lebih kecil lagi). Grate cooler seperti yang ditampilkan pada Gambar,sekarang ini

memanfaatkan udara heat recuperation sebagai udara tersier untuk prekalsiner. Dengan adanya

pengembangan itu, maka disebut second generation grate cooler.

Gambar Second Generration Grate Cooler (sumber : FLSmith Institute Handbook, chapter 4, page 371)

b) Second Generation Grate Coolers

Second Generation (jenis air-beam) grate cooler memiliki standar heat loss 90-110

Kkal/kg, yang meningkat signifikan dari clinker cooler jenis lain seperti rotary dan planetary

cooler. Hal ini sangat luar biasa dibandingkan cooler jenis lain yang beroperasi tanpa udara

excess, udara excess lebih baik dan menghindari area yang paling signifikan grate cooler

mengalami heat loss.

Meskipun demikian, 90-110 Kkal/kg (air beam grate cooler heat loss) masih termasuk

porsi yang banyak jika dibandingkan keseluruhan heat loss dari kiln. Oleh karena itu, clinker

cooler memberikan potensi yang lebih luas untuk mengurangi konsumsi panas dari s

pyroprocessing system yang ditampilan pada Tabel . Maka pasti, pengembangan selanjutnya

akan dilakukan di area pendinginan clinker. Satu hal yang jelas: second generation (air-beam

type) grate cooler menunjukkan kecenderungan antara reliability dan efisiensi. Dengan alasan

itu, desain third generation seperti F.L.Smidth's Cross-Bar Cooler or Polysius's Poly-Track

Cooler or Claudius Peters Eta Cooler or KHD's Pyrotloor Cooler muncul di akhir belakang itu.

Tabel Potential for Decreasing Fuel Consumption Typical Heat Losses (5-stage Preheater)

(sumber : FLSmith Institute Handbook, chapter 4, page 372)

Selama beberapa periode sejak Fuller Company/F.L.Smidth pertama kali mengembangkan air

quenching grate cooler pada akhir 1930-an, grate cooler muncul sebagai pilihan yang logis untuk

beberapa pemasangan clinker cooler yang baru. Second generation grate cooler didesain menggunakan

sejumlah desain dasar feature yang berkembang lebih dari 60 tahun. Di awal tahun 1990-an, hamper

seluruh cement equipment suppliers menawarkan desain yang menyatukan pengembangan yang lalu pada

teknologi grate plate dan air distribution. Teknologi “air beams” terintegrasi dengan kelengkapan sesuai

desain dasar yang menjadikan grate cooler sebuah standar industri semen sebagai pendingin clinker

dalam banyak dekade. Di bagian selanjutnya akan menyoroti mechanical design features yang ada di

second generation (air-beam) grate coolers dan ditampilkan perawatan dan keuntungan proses dari

masing-masing feature.

Desain Dasar Second Generation (Air-Beam) Grate Coolers

Lebih dari 60 tahun sejak diperkenalkan grate cooler, beberapa pengembangan membantu membuat grate

cooler handal (reliable), bagian efisien machinery-nya :yaitu,

(a) Bridging (Dead) Grates and Evolved Grate-Line Configurations

(b) Grate-Line Suspension Systems (e.g. Internal Wheels)

(c) External Spillage Conveyors & Spillage Valves

(d) Reduced Fall Through Grates

(e) Hydraulic Grate Drives

(f) Clinker Crushers

(g) Three-Component Control System

(h) Air Beam Technology

(i) Elevated Resistance Grate Plates

(j) Stationary Inlet Section

Hingga akhir tahun 1990-an daftar desain feature di atas secara universal sudah diterima sebagai pokok

modern grate cooler. Walaupun variasi dalam desain tetap ada, umumnya semua major equipment

suppliers menawarkan komponen-komponen itu. Terlebih lagi, variasi yang ditawarkan biasanya

sangat memiliki kesamaan hasil pada kenyataannya.

Third Generation Coolers

Clinker cooler adalah komponen yang sangat penting dalam proses pembuatan semen

dan memiliki area inovasi yang luas lebih selama bertahun-bertahun karena menunjukan

potensial yang sangat besar dalam peningkatan (lebih baik) konsumsi panas di modern kiln

system.

Di tahun 1997, pengembangan revolusioner dapat dibantah oleh industri semen di lima

belas tahun terakhir yang ambil bagian ketika third generation clinker cooler mulai dioperasikan.

Third generation clinker cooler digolongkan dalam innovative feature sebagai berikut: stationary

grate line, separation of the conveying dan cooling mechanisms, modular design, and active

airflow control pada setiap grate. Terobosan teknologi itu kemudian mendorong inovasi clinker

cooler yang ada di industri. Desain third generation clinker cooler memberikan kehandalan

(reliability), biaya maintenance rendah, dan efisiensi proses yang baik. Pada lain hal, teknologi

third generation clinker cooler dapat diterima karena dapat diaplikasikan pada beberapa cooler,

yang menghasilkan biaya instalasi yang rendah.

F.L.Smidth adalah supplier pertama yang mengimpelmentasikan third generation clinker

cooler (di tahun 1997) yang menggolongkan inovasinya sebagai berikut :

• Stationary Grate Line di seluruh Cooler

• Separation of Conveying dan Cooling Functions

• Pengaturan laju udara di setiap Grate Plate

• Modular Design

Keuntugan teknologi tersebut secara singkat sebagai berikut :

• Peningkatan Reliability secara signifikan

• Pengurangan biaya Maintenance

• Predictable Maintenance

• Commonality of Spare Parts

• Peningkatan dan stabilitas efisiensi thermal

• Instalasi yang cepat dan mudah

• Workshop Quality

Pada separation of cooling dan conveying system, teknologi menghasilkan “win-win

solution” bagi plant process engineer dan maintenance manager. Modular design mengurangi

waktu instalasi dan konfigurasi ‘split drive’(misalnya modules atau “tracks” atau “lanes”)

memungkinkan operasi yang fleksibel dan availability yang sangat tinggi. Dengan desain third

generation clinker cooler, masalah down-time pada clinker cooler umumnya menjadi sesuatu

yang ditinggalkan. Dengan kesuksesan implementasi teknologi baru F.L.Smidth, competitor

mulai mengembangkan desain baru. Inovative features pertama kali dikembangkan di tahun

1997, umumnya dikenal dengan cross bar cooler. Gambar ditampilkan di bawah ini

Gambar Third generation (SF Cross-barTM) Grate Cooler(sumber : FLSmith Institute Handbook, chapter

4, page 417)

Dari masing-masing tipe cooler sudah pasti memiliki perbedaan masing-masing. Maka dari itu perlu

dipaparkan perbedaanya agar dapat diketahui kualitas kinerja dari masing-masing jenis cooler.

Gambar menampilkan perbandingan efisiensi proces masing-masing tipe cooler berikut :

• Conventional Grate Cooler (First Generation)

• Hybrid (Air-Beam/Conventional Grate) Cooler

• Air-Beam Cooler (Second Generation)

• Modem Grate Cooler (Third Generation)

Gambar Comparison of first, second, third generation grate different cooler type (sumber : FLSmith

Institute Handbook, chapter 4, page 437)