Analisa Performa Boiler Feed Water Pump

LAPORAN KERJA PRAKTEK

ANALISA PERFORMA BOILER FEED WATER PUMP

DI PT. PLN ( PERSERO )

SEKTOR PEMBANGKITAN OMBILIN

Diajukan untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan

kerja praktek di PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin

Disusun Oleh :

BENY AULIA PUTRANTO

L2E 009 009

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2012

ii

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN KERJA PRAKTEK

di

PT. PLN (PERSERO)


dengan judul


DI PT. PLN (PERSERO)


Disusun Oleh:

Nama : Beny Aulia Putranto

Universitas : Universitas Diponegoro Semarang

Waktu PKL : 24 Januari s/d 24 Februari 2012

Telah diperiksa pada tanggal:

……………………………..

Mengetahui,

Manager Sektor Pembimbing Lapangan

SPv. Pemeliharaan Turbin

LUTHFY TRIHERU MEHDI OKTORA

ii

LEMBAR PENGESAHAN

Dengan ini menerangkan bahwa Laporan Kerja Praktek yang dilaksanakan pada

tanggal 24 Januari s/d 24 Februari 2012 dengan judul : “ANALISA PERFORMA

BOILER FEED WATER PUMP DI PT. PLN ( PERSERO ) SEKTOR

PEMBANGKITAN OMBILIN ”

yang disusun oleh:

Nama : BENY AULIA PUTRANTO

NIM : L2E 009 009

Telah disetujui dan disahkan pada:

Hari :

Tanggal :

Tempat : SEMARANG

Mengesahkan,

Koordinator Kerja Praktek,

Dr. Ir. Eflita Yohana, MT.

NIP. 196205281990012001

Dosen Pembimbing,

Dr. Syaiful.ST,MT

NIP.197403081999031005

iii

KATA PENGANTAR

Assalamu ‘alaikum Wr. Wb.

Alhamdulillah , Segala puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha

Esa yang telah memberikan segala rahmat dan hidayah-Nya, karena hanya dengan izin-Nya

lah maka penulis dapat menyelesaikan laporan ini sebagai pertanggungjawaban dari

Praktek Kerja Lapangan yang dilaksanakan mulai tanggal 24 Januari 2012 sampai dengan

24 Februari 2012

Laporan kerja praktek ini disusun sebagai salah satu syarat bagi penulis untuk

melengkapi rangkaian kegiatan Kerja Praktek yang dilakukan di PT. PLN (Persero) Sektor

Pembangkitan Ombilin. Yang mana pada kesempatan kali ini penulis mengangkat topik

mengenai “Analisa Performa Boiler Feed Water Pump di PT. PLN (Persero) Sektor

Pembangkitan Ombilin” untuk Unit I PLTU Ombilin

Sasaran dari Kerja Praktek ini adalah untuk mengembangkan disiplin ilmu yang

diperoleh di bangku kuliah melalui penerapannya di dunia kerja, di samping untuk

memperkenalkan suasana dunia kerja yang tidak penulis dapatkan di bangku perkuliahan,

sehingga diharapkan akan terjadi link and match antara dunia akademis dan dunia kerja.

Keberhasilan penulis dalam melaksanakan kerja praktek ini tidak lepas dari

bantuan, bimbingan dan dukungan dari pihak-pihak yang terkait, untuk itu perkenankanlah

penulis untuk berterima kasih kepada:

1. Bapak Dr. Sulardjaka, ST. MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas

Diponegoro

2. Ibu Dr. Ir. Eflita Yohana, MT selaku Koordinator Kerja Praktek Jurusan Teknik

Mesin Universitas Diponegoro.

3. Bapak Dr. Syaiful.ST,MT selaku Dosen Pembimbing Kerja Praktek Jurusan Teknik

Mesin Universitas Diponegoro.

iv

4. Bapak Luthfy Triheru selaku Manajer PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan

Ombilin.

5. Bapak Mehdi Oktora selaku Pembimbing Lapangan / Supervisor Turbin PT. PLN

(Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin.

6. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu,

memberikan perhatian, dan do’a serta pengarahan hingga Laporan Kerja Praktek ini

dapat terselesaikan.

Penulis juga menyadari laporan ini jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu penulis

sangat mengharapkan kritik dan saran serta Laporan Kerja Praktek dapat bermanfaat bagi

banyak pihak

Wassalam mu’alaikum Wr. Wb.

Sawahlunto, Februari 2012

Penulis

v

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................ ii

KATA PENGANTAR ........................................................................................ iii

DAFTAR ISI ....................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ............................................................................................... xii

NOMENKLATUR .............................................................................................. xiii

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ............................................................................ 1

1.2. Batasan Masalah ......................................................................... 2

1.3. Tujuan Kerja Praktek………………… ...................................... 2

1.4. Waktu dan Tempat Pelaksanaan Kerja Praktek .......................... 2

1.5. Metode Pengumpulan Data ......................................................... 2

1.6. Sistematika Penulisan Laporan Kerja Praktek ............................ 3

BAB II PROFIL PT. PLN (PERSERO)

SEKTOR PEMBANGKITAN OMBILIN ...................................... 5

2.1. Sejarah PT. PLN ( Persero ) Sektor Pembangkitan Ombilin ...... 5

2.2. Visi dan Misi Perusahaan ........................................................... 6

2.3. Manajemen PT. PLN ( Persero )

Sektor Pembangkitan Ombilin .................................................... 7

2.3.1. Struktur Organisasi ......................................................... 7

2.3.2. Bagan Organisasi ............................................................ 10

2.3.3. Lokasi Perusahaan .......................................................... 10

vi

BAB III SISTEM KERJA PLTU OMBILIN PT. PLN (PERSERO)

SEKTOR PEMBANGKITAN OMBILIN ....................................... 12

3.1. Pendahuluan ................................................................................ 12

3.2. Siklus Produksi Listrik PLTU Ombilin …….. ........................... 12

3.3. Siklus Bahan Bakar ..................................................................... 14

3.3.1. Sistem Pengangkutan Batubara ....................................... 14

3.3.2. Sistem Penanganan Limbah Sisa Pembakaran ............... 15

3.4. Pengolahan Air PLTU Ombilin .................................................. 16

3.4.1 Sistem Penjernihan Air Sungai ...................................... 16

3.4.2 Proses Pemurnian Air

( Demineralized Water Production ) ............................... 16

3.5. Siklus Air dan Uap PLTU Ombilin ............................................ 18

3.6. Siklus Udara dan Gas Buang PLTU Ombilin ............................. 19

BAB IV DASAR TEORI POMPA................................................................... 21

4.1. Pengertian Pompa ....................................................................... 21

4.2. Klasifikasi Pompa ....................................................................... 22

4.2.1. Berdasarkan Perubahan Bentuk Energi .......................... 22

4.2.2. Berdasarkan Jenis Impeler .............................................. 25

4.2.3. Berdasarkan Bentuk Rumah ........................................... 27

4.2.4. Berdasarkan Jumlah Tingkat ........................................... 29

4.2.5. Berdasarkan Letak Poros ................................................ 30

4.2.6. Berdasarkan Belahan Rumah .......................................... 31

4.2.7. Berdasarkan Sisi Isap Impeller ....................................... 32

4.2.8. Pompa Jenis Tumpuan Sumbu ........................................ 33

4.2.9. Pompa Jenis Khusus ....................................................... 34

4.3. Komponen- Komponen Utama Pompa ....................................... 34

4.3.1. Bagian Yang Tidak Bergerak .......................................... 35

4.3.1.1 Base Plate & Frame ......................................... 35

vii

4.3.1.2 Casing ............................................................... 35

4.3.1.3 Difuser .............................................................. 37

4.3.1.4 Stuffing Box ....................................................... 37

4.3.1.5 Wearing-Rings .................................................. 38

4.3.2. Bagian Yang Bergerak .................................................... 38

4.3.2.1 Shaft (Poros Transmisi) .................................... 38

4.3.2.2 Mechanical Seal ................................................ 39

4.3.2.3 Bantalan/ bearing .............................................. 42

4.3.2.4 Shaft Sleeve ....................................................... 42

4.3.2.5 Impeller ............................................................. 42

4.4. Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal ................................................ 46

4.5. Persamaan Perhitungan dalam Analisis Unjuk Kerja

Pompa Sentrifugal ...................................................................... 47

4.5.1. Kapasitas ......................................................................... 47

4.5.2. Head ................................................................................ 48

4.5.2.1 Head Discharge (Hd) ........................................ 49

4.5.2.2 Head Total Sistem Perpompaan (H) ................. 49

4.5.2.3 Kerugian Head (Head Loss) ............................. 50

4.5.3. Daya Pompa .................................................................... 51

4.5.3.1 Daya Pompa Motor ........................................... 51

4.5.4. Daya Fluida ..................................................................... 51

4.5.5. Efisiensi Pompa .............................................................. 51

4.5.6. NPSH (Net Positive Suction Head) ................................. 52

4.5.6.1 NPSHa (Available) ........................................... 52

4.5.6.2 NPSHr (Requirement) ....................................... 52

4.6. Performansi Pompa ..................................................................... 52

4.7. Kavitasi ....................................................................................... 53

4.7.1. Tekanan Uap Zat Cair ..................................................... 53

4.7.2. Proses Kavitasi ................................................................ 53

viii

BAB V ANALISA PERFORMA BOILER FEED WATER PUMP ............. 57

5.1. Boiler Feed Water Pump ............................................................ 57

5.2. Perhitungan ................................................................................. 59

5.2.1 Pompa Keluaran Pabrik .................................................. 59

5.2.1.1 Data Spesifikasi Pompa Keluaran Pabrik ......... 59

5.2.1.2 Performa Boiler Feed Water Pump .................. 60

5.2.2 Pompa Sebelum Overhaul September 2011 .................. 61

5.2.2.1 Data Pompa ....................................................... 61

5.2.2.2 Performa Pompa ............................................... 62

5.2.3 Pompa Setelah Overhaul September 2011 ..................... 63

5.2.3.1 Data Pompa ....................................................... 63

5.2.3.2 Performa Pompa ............................................... 63

5.3 Analisa Perhitungan .................................................................... 64

BAB VI PENUTUP ........................................................................................... 65

6.1. Kesimpulan ................................................................................. 65

6.2. Saran ........................................................................................... 66

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ xiv

LAMPIRAN ........................................................................................................... xv

ix

DAFTAR GAMBAR

BAB I PENDAHULUAN



Gambar 2.1 Bagan Struktur Organisasi

PT. PLN (Persero) Sektor Ombilin............................. 10

Gambar 2.2 Lokasi PT. PLN (Persero) Sektor Ombilin ................. 11

BAB III SISTEM KERJA PLTU OMBILIN

Gambar 3.1 Skema Kerja PLTU Ombilin…………………………13

Gambar 3.2 Sistem Pengangkutan Batubara dan

Proses Pembakaran ..................................................... 14

Gambar 3.3 Stock File PLTU Ombilin ........................................... 15

Gambar 3.4 Transportasi Abu Ringan ( Fly Ash ) .......................... 15

Gambar 3.5 Sistem Pengolahan Air PLTU Ombilin ..................... 18

Gambar 3.6 Siklus Air dan Uap PLTU Ombilin ............................ 19

BAB IV DASAR TEORI POMPA

Gambar 4.1 Instalasi Pompa ........................................................... 21

Gambar 4.2 Pompa Torak............................................................... 22

Gambar 4.3 Pompa roda gigi dan pompa ulir ................................. 23

Gambar 4.4 Klasifikasi pompa berdasar jenis impeller .................. 25

Gambar 4.5 Pompa aliran radial/ sentrifugal .................................. 25

Gambar 4.6 Pompa aliran aksial ..................................................... 26

Gambar 4.7 Pompa aliran campur .................................................. 26

Gambar 4.8 Klasifikasi Pompa berdasarkan

Bentuk Rumah Pompa ................................................ 27

Gambar 4.9 Pompa volut ................................................................ 27

Gambar 4.10 Pompa difuser ............................................................. 28

x

Gambar 4.11 Pompa aliran campur jenis volut ................................ 28

Gambar 4.12 Pompa satu tingkat...................................................... 29

Gambar 4.13 Pompa Bertingkat banyak ........................................... 30

Gambar 4.14 Pompa jenis poros mendatar ....................................... 30

Gambar 4.15 Pompa poros tegak...................................................... 31

Gambar 4.16 Klasifikasi Pompa Berdasarkan sisi isap impeller ...... 32

Gambar 4.17 Pompa isapan tunggal ................................................. 32

Gambar 4.18 Pompa isapan ganda ................................................... 33

Gambar 4.19 Pompa dengan tumpuan disumbu.. ............................. 33

Gambar 4.20 Komponen-komponen utama pompa.......................... 34

Gambar 4.21 Single-volute casing .................................................... 35

Gambar 4.24 Double-volute casing. ................................................. 36

Gambar 4.23 Vertical Split casing.................................................... 36

Gambar 4.24 Horizontal Split casing. .............................................. 36

Gambar 4.25 Modular Split casing .................................................. 37

Gambar 4.26 Difuser. ....................................................................... 37

Gambar 4.27 Stuffing box.. ............................................................... 37

Gambar 4.28 Stuffing box dengan pendingin air .............................. 38

Gambar 4.29 Konstruksi wearing-ring..............................................38

Gambar 4.30 Straight shaft...............................................................39

Gambar 4.31 Step shaft..................................................................... 39

Gambar 4.32 Single seal. .................................................................. 40

Gambar 4.33 Double Seal................................................................. 41

Gambar 4.34 Tandem seal. ............................................................... 41

Gambar 4.35 Bearing ....................................................................... 42

Gambar 4.36 Konstruksi Shaft-sleeve .............................................. 42

Gambar 4.37 Bagian-bagian single suction impeller. ...................... 43

Gambar 4.38 Tipe suction impeler ................................................... 43

Gambar 4.39 Tipe impeler berdasarkan arah aliranya. ..................... 44

xi

Gambar 4.40 Tipe impeler berdasarkan Konstruksi ......................... 45

Gambar 4.41 Tipe impeler Berdasrkan arah Lengkungan Sudu ...... 45

Gambar 4.42 Proses pemompaan. .................................................... 46

Gambar 4.43 Penampang Impeler .................................................... 47

Gambar 4.44 Perubahan energi Pompa. ........................................... 47

Gambar 4.45 Instalasi Sistem Perpompaan ...................................... 49

Gambar 4.46 Kurva karakteristik pompa volut ................................ 53

Gambar 4.47 Kurva karakteristik pompa aliran campuran. ............. 53

Gambar 4.48 Kurva karakteristik pompa aliran aksial ..................... 53

Gambar 4.49 Proses kavitasi. ........................................................... 55

Gambar 4.50 Abrasi pada impeller ................................................... 55

Gambar 4.51 Kerusakan impeller karena kavitasi ............................ 56

BAB V ANALISA PERFORMA BOILER FEED WATER PUMP

Gambar 5.1 Boiler Feed Water Pump ( APA 101 PO ) ................. 57

BAB VI PENUTUP

xii

DAFTAR TABEL

BAB I PENDAHULUAN



Tabel 2.1 Unit Pembangkit PT.PLN (Persero)

Sektor Pembangkitan Ombilin .................................... 5

BAB III SISTEM KERJA PLTU OMBILIN

BAB IV DASAR TEORI POMPA

BAB V ANALISA PERFORMA BOILER FEED WATER PUMP

Tabel 5.1 Data Suction Pressure Pompa

Sebelum Overhaul September 2011 ........................... 61

Tabel 5.2 Data Discharge Pressure Pompa

Sebelum Overhaul September 2011 ........................... 61

Tabel 5.3 Data Suction Pressure Pompa

Setelah Overhaul September 2011 ............................. 63

Tabel 5.4 Data Discharge Pressure Pompa

Setelah Overhaul September 2011 ............................. 64

BAB VI PENUTUP

xiii

NOMENKLATUR

g Percepatan gravitasi m/s2

H Head m

hf Mayor loss m

hm Minor loss m

hs head isap statis m

hls kerugian head dalam pipa isap m

m Massa kg

n Putaran rpm

NPSHa Head isap positif netto yang tersedia m

NPSHr Head isap positif netto yang

dibutuhkan

m

Pv Tekanan uap jenuh kgf/m2

Z Head statis m

ρ Massa jenis fluida kg/m3

θ Sudut fase rad

Q kapasitas aliran m3/s

L Panjang pipa m

D Diameter dalam pipa m

P daya poros pompa kW

γ Berat jenis fluida kgf/m3

Laporan Kerja Praktek di PT. PLN ( Persero )

Sektor Pembangkitan Ombilin

Mechanical Engineering |Diponegoro University 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pertumbuhan di bidang industri, properti dan lain sebagainya pada dasawarsa

terakhir ini berkembang sangat pesat. Hal ini berdampak pada kenaikan kebutuhan

akan energi listrik. Tenaga listrik merupakan salah satu faktor yang penting dalam

pembangunan suatu negara. Hal ini terlihat bahwa kemajuan suatu negara dapat diukur

dari konsumsi tenaga listrik per kapita negara tersebut. Dengan melihat perkembangan

tersebut, maka tuntutan akan adanya unit-unit pembangkit sebagai pusat penghasil

energi listrik terimbas untuk berkembang, baik disisi besar kapasitas yang mampu

dihasilkan maupun di sisi teknologi khususnya rekayasa permesinan, sistem operasi

dan pemeliharaannya..

Dalam masa sekarang ini tersediannya energi listrik merupakan salah satu

komponen yang penting dalam mendorong pertumbuhan perekonomian di dalam suatu

negara. Sehingga penyediaan energi listrik dituntut menjadi menyediakan energi listrik

yang handal, stabil, dan bermutu serta efisien yang sangat layak untuk dijadikan

tumpuan dalam menjamin kesuksesan pelayanan kebutuhan secara cepat dan tepat.

Dalam usaha penyediaan energi listrik yang handal dan efisien inilah Unit

Pembangkitan Semarang merupakan salah satu perusahaan mengoperasikan mesin

pembangkit listrik yang menggunakan mesin dengan tenaga uap.

Salah satu bagian peralatan pada PLTU adalah Boiler Feed Pump (BFP) atau

pompa pengisi boiler. BFP merupakan jenis pompa sentrifugal horizontal multistage

yang berfungsi sebagai pompa pengisi air boiler. Pompa tersebut memompakan air dari

deaerator storage tank ke boiler. Karena waktu operasi yang sudah berjalan cukup

lama, maka BFP ini telah mengalami penurunan performa akibat berbagai hal. Untuk

itu pada laporan ini, penulis akan membahas mengenai Analisa Performa Boiler Feed

Water Pump di PT. PLN ( Persero ) Sektor Pembangkitan Ombilin.




1.2 Batasan Masalah

Pada penyusunan laporan kerja praktek ini, penulis membatasi masalah yang

akan dibahas yaitu:

a. Penjelasan umum profil PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin

b. Analisa performa Boiler Feed Water Pump

1.3 Tujuan Kerja Praktek

Adapun tujuan kerja praktek yang dilaksanakan di PT. PLN (Persero) Sektor

Pembangkitan Ombilin adalah:

a. Mempelajari prinsip kerja suatu pembangkit listrik, khususnya PLTU.

b. Mengetahui prinsip kerja alat Boiler Feed Water Pump.

c. Menganalisa performa Boiler Feed Water Pump.

1.4 Waktu dan Tempat Pelaksanaan Kerja Praktek

Waktu dan tempat pelaksanaan kerja praktek ini adalah:

Waktu : 24 Januari - 24 Februari 2012.

Tempat : PT PLN (Persero) Pembangkitan Sumbagsel,


Jl. M. Yamin, SH, Talawi, Sawahlunto – Sumatera Barat

1.5 Metode Pengumpulan Data

Metode yang digunakan dalam pengumpulan data pada pelaksanaan kerja

praktek di PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin antara lain:

1. Metode Interview

Yaitu dengan melakukan diskusi dan tanya jawab secara langsung kepada

pembimbing lapangan atau petugas bersangkutan mengenai suatu masalah yang

dihadapi di lapangan.

2. Metode Observasi

Yaitu terjun langsung untuk mengamati dan mencatat semua yang dianggap

penting guna melengkapi data–data mengenai Boiler Feed Water Pump.




3. Metode Studi Literatur

Pengumpulan data yang diambil dari buku-buku sumber yang berada di

perpustakaan PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin

1.6 Sistematika Penulisan Laporan Kerja Praktek

Laporan kerja praktek ini dibagi menjadi enam bab yang saling berhubungan

satu sama lain. Adapun sistematika penulisan laporan kerja praktek ini adalah sebagai

berikut:

BAB I : PENDAHULUAN

Pada bab ini dijelaskan mengenai latar belakang, batasan masalah,

tujuan kerja praktek, tempat dan waktu pelaksanaan kerja praktek, metode

pengumpulan data serta sistematika penulisan laporan kerja praktek.

BAB II : PROFIL PT. PLN (PERSERO) SEKTOR PEMBANGKITAN

OMBILIN

Pada bagian ini dijelaskan sejarah berdirinya PT. PLN (Persero)

Sektor Pembangkitan Ombilin dan perkembangannya dari awal

beroperasi sampai perkembangannya saat ini, produksi dan kapasitasnya,

struktur organisasi, manajemen PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan

Ombilin, visi dan misi perusahaan, lingkup usaha, undang-undang

sertifikasi.

BAB III : SISTEM KERJA PLTU OMBILIN PT. PLN ( PERSERO ) SEKTOR

PEMBANGKITAN OMBILIN

Pada bab ini di jelaskan mengenai sistem kerja PLTU Ombilin secara

umum, siklus air dan uap, pengolahan air, siklus bahan bakar serta

pengolahan limbah PLTU Ombilin




BAB IV : DASAR TEORI POMPA

Bagian ini menjelaskan pembahasan tentang pengertian pompa,

klasifikasi pompa, bagian-bagian pompa, prinsip kerja pompa sentrifugal,

dan kavitasi.

BAB V : ANALISA PERFORMA BOILER FEED WATER PUMP

Bagian ini menjelaskan mengenai Analisa Performa Boiler Feed

Water Pump dan perbandingan performa spesifikasi pompa dengan kerja di

lapangan.

BAB VI : PENUTUP

Pada bab ini berisi kesimpulan yang didapat saat kerja praktek serta

saran untuk PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin.




BAB II

PROFIL PT. PLN ( PERSERO )


2.1 Sejarah PT. PLN ( Persero ) Sektor Pembangkitan Ombilin

Pembangunan PT.PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin merupakan

upaya pemerintah dalam rangka memenuhi kebutuhan akan pasokan daya listrik yang

terus meningkat. Pembangunan PT.PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin juga

merupakan perwujudan program pemerintah yang tertuang dalam GBHN guna

menunjang diversifikasi dan konversi energi dengan memanfaatkan sumber daya alam

batu bara.

PT.PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin dibentuk berdasarkan

keputusan Direksi PT.PLN (Persero) No. 080.K/DIR/1995 tanggal 18 September 1995

yang merupakan unit pelaksana dibawah PT.PLN (Persero) Sektor Pembangkitan

Ombilin Wilayah III Sumbar – Riau. Dengan adanya pembentukan unit organisasi

pembangkitan dan penyaluran di Sumatera, berdasarkan keputusan Direksi PT.PLN

Sektor Pemangkitan Ombilin No.112.K/023/DIR/1996 tanggal 18 November 1996

tentang unit pelaksana PT.PLN (Persero) Pembangkitan dan penyaluran Sumatera

Bagian Selatan pada tanggal 01 Januari 1997 dibentuk organisasi PT.PLN (Persero)

Pembangkitan dan Penyaluran Sumatera Bagian Selatan Sektor Ombilin, yang terdiri

atas beberapa unit sebagai berikut :

Tabel 2.1 Unit Pembangkit PT.PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin

No. Uraian Peralatan Kapasitas Mulai Operasi

1. PLTU unit I 100 MW 26 Agustus 1996

2. PLTU unit II 100 MW 18 November 1996

3. PLTG Pauh Limo 3 x 21,35 MW 10 September 1983

Tugas pokok PT.PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin mengoperasikan

pembangkit yang terdiri dari PLTU Ombilin unit I dan PLTU Omblin unit II dengan




kapasitas terpasang masing-masing 100 MW dan PLTG Pauh Limo berkapasitas 3 x

21.35 MW, yang semuanya untuk melayani kebutuhan energi listrik sistem kelistrikan

SumBagTeng dan SumBagSel.

Adapun tahapan pembangunan pembangkit,kantor dan sarana penunjang lainya

adalah sebagai berikut:

1. PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sumbagsel Sektor Pembangkitan Ombilin

Unit 1dan 2.

Mulai dibangun bulan Juli 1993

Comissioning mulai bulan Februari 1996

PLTU Unit I mulai beroperasi pada tanggal 26 Agustus 1996

PLTU Unit II mulai beroperasi pada tanggal 5 November 1997

Serah terima proyek selesai (STP) tanggal 19 Desember 1997

2. PLTG Pauh Limo

PLTG Pauh Limo unit 1 dan 2 mulai dibangun tahun 1982

PLTG Pauh Limo unit 3 dibangun tahun 1994 (Relokasi dari PLTG

Tambak Lorong Semarang )

PLTG Pauh Limo unit 1dan 2 mulai beroperasi pada tanggal 10

September 1983

PLTG Pauh Limo bernaung dibawah sektor Ombilin mulai tanggal 21 Juli

2004

2.2 Visi dan Misi Perusahaan

PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin memiliki visi dan misi

sebagai berikut:

Visi:

Beradaptasi menjadikan pembangkit yang ramah lingkungan

Amanah dalam mengemban tugas dan tanggung jawab

Nyaman dalam bekerja

Gairah meningkatkan kemampuan untuk berinovasi




Komitmen dan konsisten dalam bekerja

Intergritas

Team work

Misi:

Meningkatkan availability dan reability

Harga pokok penjualan (HPP) yang efisien dan ekonomis

2.3 Manajemen PT PLN ( Persero ) Sektor Pembangkitan Ombilin

2.3.1 Struktur Organisasi

Struktur organisasi di PT.PLN (Persero) Pembangkitan Sumbagsel

Sektor Pembangkitan Ombilin merupakan suatu susunan yang didalamnya

terdapat bagian-bagian yang saling mendukung satu sama lainnya. Dimana PT.

PLN (Persero) Pembangkitan Sumbagsel Sektor Pembangkitan Ombilin

dikepalai oleh Manajer dan dibantu oleh beberapa asisten manajer dan satu

manajer unit PLTG yang terdiri dari :

Asisten Manajer Enjiniring

Asisten Manajer Operasi

Asisten Manajer Pemeliharaan Mesin

Asisten Manajer Pemeliharaan Listrik, Kontrol dan Instrumen

Asisten Manajer SDM & ADM

Asisten Manajer Coal & Ash Handling

Manajer PLTG Pauh Limo




Masing-masing bagian tersebut mempunyai tugas khusus antara lain :

1. Bagian Enjiniring

Melakukan perencanaan dan evaluasi pengoperasian unit. Untuk

menjalankan tugas tersebut asisten manajer dibantu oleh para pejabat

fungsional.

2. Bagian Operasi

Melakukan pengoperasian unit untuk pembangkitan tenaga listrik.

Untuk menjalankan tugas tersebut kepala bagian termal dibantu oleh 5

Supervisor :

a. Supervisor Operasi A

b. Supervisor Operasi B

c. Supervisor Operasi C

d. Supervisor Operasi D

e. Supervisor Analisis Kimia

3. Bagian Pemeliharaan Mesin

Melaksanakan pemeliharaan pembangkitan tenaga termal. Untuk

melaksanakan tugasnya kepala bagian pemeliharaan termal dibantu oleh 2

supervisor, yaitu:

a. Supervisor Pemeliharaan Boiler

b. Supervisor Pemeliharaan Turbin

4. Bagian Pemeliharaan Listrik Kontrol dan Instrumen

a. Supervisor Pemeliharaan Listrik dan Proteksi

b. Supervisor Pemeliharaan Kontrol dan Instrumen

5. Bagian SDM & ADM

Menyelenggarakan tata usaha kesekretariatan kepegawaian

akuntansi pergudangan dan perbekalan. Untuk menjalankan tugas tersebut

Asman SDM & ADM dibantu oleh :




a. Supervisor Sekretariat & Umum

b. Supervisor Kepegawaian & Diklat

c. Supervisor Anggaran dan Keuangan

d. Supervisor Akuntansi

e. Supervisor Logistik

6. Bagian Coal dan Ash handling

a. Supervisor Operasi Coal dan Ash handling

b. Supervisor Pemeliharaan Coal Handling

c. Supervisor Har Ash Handling

d. Supervisor Bahan bakar

7. PLTG Pauh Limo

Kepala PLTG Pauh Limo dibantu oleh 6 orang Supervisor :

a. Supervisor Operasi Shift A

b. Supervisor Operasi Shift B

c. Supervisor Operasi Shift C

d. Supervisor Operasi Shift D

e. Supervisor Pemeliharaan

f. Supervisor Tata Usaha




As.Manajer

Enjiniring

Jabatan

Fungsional

MANAJER SEKTOR

As.Manajer

Operasi

Supervisor

Operasi A

Supervisor

Operasi B

Supervisor

Operasi C

Supervisor

Operasi D

Supervisor

Analisis Kimia

As.Manajer

Har Mesin

Supervisor

Har Boiler

Supervisor

Har Turbin

As.Manajer

Har Listrik, Kontrol &

Instrumen

Supervisor

Har Listrik &

Proteksi

Supervisor

Har Turbin

As.Manajer

Coal & Ash Handling

Supervisor

Operasi Coal & Ash

Handling A/B/C/D

Supervisor

Har Coal Handling

Supervisor

Ash Handling

Supervisor

Pengelolaan Bahan

Bakar

As.Manajer

SDM & ADM

Supervisor

Sekretariat & Umum

Supervisor

Kepegawaian &

Diklat

Supervisor

Anggaran &

Keuangan

Supervisor

Akuntansi

Supervisor

Logistik

As.Manajer

Operasi

Supervisor

Operasi Shift A

Supervisor

Operasi Shift B

Supervisor

Pemeliharaan

Supervisor

Operasi Shift D

Supervisor

Operasi Shift C

Supervisor

ADM & Keuangan

Senior Specialist II/

Analyst/ Assistant

Analyst Managemen

Resiko

2.3.2 Bagan Organisasi

Gambar 2.1 Bagan Struktur Organisasi PT. PLN (Persero) Sektor Ombilin




2.4 Lokasi Perusahaan

Lokasi PT. PLN (Persero) Sektor Ombilin cukup strategis karena adanya aliran

sungai Ombilin yang di dapat olah untuk berbagai kebutuhan pada pembangkit listrik

tersebut diantaranya sebagai penambah air dibagian boiler untuk diubah menjadi uap

sebagai penggerak turbin dan juga untuk sistem pendingin, pemadam kebakaran (fire

fighting), serta memenuhi berbagai keperluan sehari-hari dilingkungan PLTU Ombilin.

Disamping itu bahan baku utamanya yaitu batu bara yang jarak tambangnya cukup

dekat dari lokasi perusahaan.

Gambar 2.2 Lokasi PT. PLN (Persero) Sektor Ombilin




BAB III

SISTEM KERJA PLTU OMBILIN

PT. PLN ( PERSERO ) SEKTOR PEMBANGKITAN OMBILIN

3.1. Pendahuluan

Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU) Ombilin menggunakan uap kering

sebagai penggerak turbin uap dan kemudian dikopel dengan rotor generator

sinkron 100 MW (daya terpasang). Listrik tersebut ditransmisikan ke switchyard

melalui Generator Transformer (GT) yang kemudian diinterkoneksikan ke sistem

150 kV. Pusat Listrik Tenaga Uap PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan

Ombilin terdiri atas 2 unit dengan masing- masing daya terpasang 100 MW.

3.2. Siklus Produksi Listrik PLTU Ombilin

Pada umumnya PLTU Ombilin mempunyai siklus aliran (dapat dilihat pada

gambar 3.1) yang meliputi: Air sungai yang telah dimineralisasi (air demin)

digunakan sebagai pengisi untuk dipanaskan pada ketel uap (boiler) dengan

menggunakan burner. Pada proses pemanasan digunakan bahan bakar batubara

yang diangkut dari tambang batubara sekitar daerah Sawahlunto, namun untuk

tahap start up digunakan bahan bakar solar (HSD/ HIGH SPEED DIESEL.)

Pemanasan air pada PLTU Ombilin melalui beberapa tahap pemanasan

(heater) yaitu LP heater, deaerator, HP heater, economizer, boiler dan superheater

sampai menghasilkan uap panas kering yang bertekanan dan bertemperatur tinggi.

Kemudian, uap kering tersebut digunakan untuk memutar sudu-sudu pada turbin.

Generator diberi arus eksitasi sehingga menghasilkan listrik. sehingga dapat

menghasilkan energi listrik dengan bantuan penguat / exciter pada rotor generator.

Tegangan listrik yang dihasilkan dinaikkan oleh GT (Generator

Transformer) dari 11,5 KV menjadi 150 KV kemudian disalurkan melalui saluran

transmisi 150 KV.




Gambar 3.1 Skema Kerja PLTU Ombilin




3.3. Siklus Bahan Bakar

3.3.1. Sistem Pengangkutan Batubara

PLTU Ombilin juga disebut sebagai PLTU mulut tambang, karena

letaknya berdampingan dengan tambang batubara. Tambang batubara ini

awal pengolahannya dibawah PT. BA (Persero) dan PT. AIC. akan tetapi

akhir-akhir ini karena kemampuan pasokan mereka terbatas sehingga

PLTU Ombilin melaksanakan juga pembelian dengan sistim spot market,

yaitu pembelian langsung kepada pemasok lain baik pemasok yang ada

disekitar tambang Sawahlunto maupun pemasok dari luar daerah

sawahlunto. Sistim pengangkutan dilaksanakan dengan armada truk ke

PLTU.

Gambar 3.2 Sistem Pengangkutan Batubara dan Proses Pembakaran

Batubara yang diangkut dengan armada truk langsung dimasukkan

di tempat penimbunan (stock file). Kemudian batubara diangkut dengan

belt Conveyor dimasukkan ke dalam bunker mill. Kemudian batubara

digiling/ dihaluskan di mesin giling (mill) sehingga menjadi serbuk halus

batubara yang selanjutnya melalui udara paksa serbuk batubara tersebut




dihembuskan diruang bakar sehingga terbakar dan menghasilkan panas

yang memanasi pipa-pipa dan drum-drum boiler.

Gambar 3.3 Stock File PLTU Ombilin

3.3.2. Sistem Penanganan Limbah Sisa Pembakaran

Bahan bakar batubara merupakan jenis bahan bakar padat dan

apabila dibakar akan meninggalkan sisa bakar yang berbentuk padat seperti

bahan bakar padat lain pada umumnya. Sisa bakar ini akan berdampak

kurang baik terhadap lingkungan disekitarnya, apabila tidak ditangani

secara baik dan terus menerus. Pada Pusat Pembangkit PLTU Batubara

umumnya dan PLTU Ombilin khususnya sisa bakar yang dihasilkan antara

lain :

a. Sisa bakar yang berbentuk abu terbang (fly Ash)

b. Sisa bakar yang berbentu abu berat (bottom ash)




Gambar 3.4 Transportasi Abu Ringan ( Fly Ash )

Masing masing sisa bakar tersebut karena mempunyai bentuk fisik

yang berbeda maka sistem penanggulangannya pun berbeda. Abu terbang

(fly ash) ini sangat ringan sehingga mudah terbawa bersama gas buang

melalui cerobong asap, sedang abu berat (bottom ash) tidak, dan setelah

proses pembakaran dalam ketel abu tersebut akan langsung jatuh ke bawah

karena pengaruh grafitasi bumi. Selanjutnya baik abu terbang maupun abu

berat diangkut dengan fasilitas kendaraan (Dump Truck) untuk dibuang

kelokasi yang sudah ditentukan diluar lokasi PLTU.

3.4. Pengolahan Air PLTU Ombilin

Sistim pengolahan air PLTU Ombilin meliputi :

- Proses penjernihan air sungai

- Proses pemurnian air

3.4.1. Proses Penjernihan Air Sungai

Air sungai yang banyak mengandung lumpur dan kotoran kotoran

lain disaring dan diendapkan pada pulsator clarifier. Dengan menambah /

mencampur bahan kimia berupa : tawas, kapur, kaporit dan polyelectrolit

maka proses pengendapan lumpur akan berlangsung lebih cepat,




selanjutnya endapan lumpur dibuang dan air yang jernih dilimpahkan ke

bak penampungan (Settling Basin).

Air ini kemudian dipergunakan untuk :

- Air penambah cooling tower.

- Pemadam kebakaran

- Produksi air demineral

3.4.2. Proses Pemurnian Air ( Demineralized Water Production )

Air yang telah bersih dan jernih dari settling basin dipompa ke

clarifier untuk mengontrol kwalitas air agar bebas dari unsur-unsur suspensi.

Kita ketahui bahwa air disettling basin mempunyai kualitas yang cukup

baik, sehingga penambahan bahan kimia diclarifier sewaktu waktu bisa

diberikan, bila dipandang perlu.

Selanjutnya air dari clarifier dialirkan ke saringan pasir (Sand filter)

untuk menangkap kotoran kotoran padat yang masih terbawa oleh air,

kemudian ditampung pada bak (Filtered Water Pit) dari bak ini telah bebas

dari unsur-unsur padat maupun kuman-kuman.

Air di filter water pit ini masih mengandung ion-ion positif dan ion-

ion negatif, sehingga untuk memperoleh air yang murni (sebelum proses

pemurnian dilakukan) air tersebut terlebih dahulu disaring kembali dalam

Carbon Filter agar diperoleh air yang benar-benar bebas dari material

material padat dan selanjutnya dialirkan ke Tanki Resin Penukar Kation

(Cation Exchanger Resin), yang berfungsi untuk mengikat (menangkap) ion

ion positif. Sedangkan untuk mengikat (menangkap) ion-ion negatif air

tersebut dialirkan ke Tanki Resin Penukar Anion (Anion Exchanger Resin).

Untuk meyakinkan air tersebut betul betul bebas dari ion positif maka air

dialirkan lagi ke Tanki Mixed Bed. Tanki Mixed Bed ini berisi resinpenukar

Kation dan Anion. Untuk mengontro derajat kesadahan (pH) air murni

digunakan Amoniak Cair (NH4OH) yang diinjeksi kedalam aliran sebelum

masuk ke Tanki penyimpanan.




Resin-resin yang digunakan untuk mengikat ion-ion lambat laun

akan jenuh pada produksi air dalam volume tertentu, maka untuk

mengaktifkan kembali resin-resin tersebut dilakukan Regenerasi (pencucian)

dengan menggunakan bahan kimia Sulfucic Acid (H2SO4) untuk kation dan

Caustic Soda (NaOH) untuk anion. Air limbah dari hasil Regenerasi

sebelum dibuang ke sungai terlebih dahulu dinetralkan didalam bak

Netralizing pit dengan pH 7 - 8 yang dikontrol secara otomatis.

Gambar 3.5 Sistem Pengolahan Air PLTU Ombilin

3.5. Siklus Air dan Uap PLTU Ombilin

Secara umum sirkulasi air dan uap diperlihatkan pada gambar 3.6. Air murni

(Demineraizedl Water) yang disimpan dalam tanki penyimpanan, digunakan untuk

mengisi air ketel yang dipompa melalui Kondensor, pemanas air tekanan rendah

(LP heater 1 & 2), Dearator, pemanas air tekanan tinggi (HP Heater 1 & 2 ),

Ekonomizer dan terakhir masuk ke dalam Drum boiler. Kemudian dipanaskan

didalam pipa-pipa air yang berada didinding ruang bakar, panas tersebut dihasilkan

dari pembakaran bahan bakar didalam ruang ketel.




Dengan demikian air akan berubah menjadi uap, selanjutnya uap tersebut

dipanaskan lanjut didalam pipa-pipa superheater hal ini dimaksud agar diperoleh

uap yang betul betul kering dan tidak mengandung butiran-butiran air lagi. Uap

kering tersebut digunakan untuk memutar sudu-sudu turbin. Sisa uap bekas yang

digunakan untuk memutar sudu-sudu turbin diembunkan (dikondensasikan)

didalam kondensor dan ditampung pada kondensor hot well. Air kondensasi ini

dipompa kembali untuk mengisi drum ketel.

Siklus ini berlangsung terus menerus dengan teratur walaupun demikian

secara teoritis ketel tidak memerlukan air penambah , namun hal tersebut tidak

tercapai karena adanya kebocoran-kebocoran yang sengaja (blowdown) atau pun

yang tidak sengaja, untuk itu diperlukan air penambah ketel (make up water).

Gambar 3.6 Siklus Air dan Uap PLTU Ombilin

Proses kondensasi uap bekas didalam kondensor, merupakan media

pendingin air yang sirkulasi didalam pipa-pipa kondensor yaitu dengan sistim

resilkulasi menggunakan menara air pendingin (cooling tower). Air pendingin ini

temperaturnya akan naik setelah mengambil panas dalam proses kondensasi uap,

untuk mendinginkan kembali diperlukan fan yang berfungsi sebagai penarik udara

secara paksa ke atmosfir yang dipasang pada menara air pendingin (cooling tower).




3.6. Siklus Udara dan Gas Buang PLTU Ombilin

Proses pembakaran bahan bakar didalam ruang bakar boiler dibutuhkan

udara pembakaran yang cukup, dan untuk memenuhi kebutuhan tersebut digunakan

kipas udara tekan paksa (Force Draft Fan). Udara luar dihisapkan dan

dihembuskan dengan paksa kedalam ruang bakar, untuk mempercepat proses

pembakaran yang sempurna dan menghindari perbedaan temperatur yang besar

antara udara pembakaran terhadap ruang bakar boiler, terlebih dahulu udara

tersebut dipanas pada alat pemanas udara (Air Heater). Selanjutnya udara panas

dialirkan ke :

- Ruang bakar, sebagai udara pembakaran.

- Alat penggiling batubara (Bowl Mill), sebagai pengering sekaligus

membawa/ menghembus tepung batubara ke ruang bakar.

Untuk mempertahankan kualitas pembakaran dalam ketel maka sisa

pembakaran yang berupa gas buang harus segera dibuang keluar melalui cerobong

asap dengan bantuan kipas udara hisap paksa (Indced Draft Fan).

Gas buang ini masih bertemperatur tinggi, maka sebelum dibuang ke

cerobong asap terlebih dahulu digunakan untuk memanasi :

- Uap Superheater

- Air pengisi ketel di ekonomizer

- Udara untuk pembakaran.

Debu terbang (fly ash) yang terbawa oleh gas buang ditangkap/dibersihkan

oleh Electro Precipitator, sehingga gas buang yang dibuang benar benar telah

bebas dari debu. Dengan demikian pengaruh polusi debu terhadap lingkungan

sangat kecil.




BAB IV

DASAR TEORI POMPA

4.1 Pengertian Pompa

Pompa merupakan salah satu jenis mesin fluida yang berfungsi untuk

memindahkan zat cair dari suatu tempat ke tempat yang diinginkan. Pompa beroperasi

dengan membuat perbedaan tekanan antara bagian masuk (suction) dengan bagian

keluar (discharge). Dengan kata lain, pompa berfungsi mengubah tenaga mekanis dari

suatu sumber tenaga penggerak (motor) menjadi tenaga kinetis (kecepatan), dimana

tenaga ini berguna untuk mengalirkan cairan dan mengatasi hambatan yang ada

sepanjang pengaliran.

Pada prinsipnya pompa mengkonversi energi mekanik dari suatu penggerak

menjadi energi aliran pada fluida yang melaluinya. Dengan demikian pompa menaikan

energi fluida tersebut yang kemudian dapat digunakan untuk mengalirkan ke suatu

tempat yang lebih tinggi dan mengatasi tahanan hidrolik dari pipa isap dan tekan, serta

mempercepat aliran. Dari sudut pandang energi, pompa merupakan kebalikan dari

motor atau mesin hidrolik dimana energi fluida diubah menjadi kerja mekanis.

Gambar 4.1 Instalasi Pompa




Industri-industri banyak menggunakan pompa sebagai salah satu peralatan bantu

yang penting untuk proses produksi. Sebagai contoh pada pembangkit listrik tenaga

uap, pompa digunakan untuk menyuplai air umpan ke boiler atau membantu sirkulasi

air yang akan diuapkan di boiler.

4.2 Klasifikasi Pompa

4.2.1 Berdasarkan Perubahan Bentuk Energi

Berdasarkan cara pemindahan dan pemberian energi (perubahan bentuk

energi) pada cairan pompa dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok yaitu :

a. Pompa Pemindah Positif (Positive displacement pump)

Adalah pompa dengan ruang kerja yang secara periodik berubah-

ubah dari besar ke kecil atau sebaliknya selama pompa bekerja. Energi

yang diberikan kepada cairan yang dipompakan ialah energi potensial,

sehingga cairan berpindah secara volume per volume.

Yang termasuk Positive displacement pump adalah:

Pompa gerak translasi bolak-balik (reciprocating pump)

Misalnya: pompa torak, pompa plunger, dan pompa membran / diafragma.

Gambar 4.2 Pompa Torak

Pompa gerak berputar (rotary pump)

Misalnya: pompa roda gigi, pompa lube, pompa ulir dan pompa vane.




Gambar 4.3 Pompa Roda Gigi Dan Pompa Ulir

b. Pompa Pemindah Non Positif (non positive displacement pump)

Adalah pompa dengan ruang kerja yang tidak berubah-ubah saat

pompa bekerja. Energi yang diberikan pada cairan yang dipompakan

adalah energi kecepatan, sehingga cairan yang berpindah karena adanya

perubahan energi kecepatan yang kemudian diubah lagi menjadi energi

mekanis dalam rumah itu sendiri.

Yang termasuk pompa pemindah non positif adalah:

Pompa sentrifugal

Jenisnya : Radial flow, mixed flow, dan axial flow

Pompa Jet

Jenisnya : Turbin-impeler

Dari Uraian di atas dapat digambarkan klasifikasi pompa sebagai berikut :




4.2.2 Berdasarkan Jenis Impeller

a. Pompa aliran radial b. Pompa aliran aksial c. Pompa aliran campur

Gambar 4.4 Klasifikasi Pompa Berdasar Jenis Impeller

Menurut jenis impeller pompa dapat dikategorikan menjadi tiga jenis yaitu:

a. Pompa aliran radial / sentrifugal

Pada pompa ini impeller dipasang pada salah satu ujung poros dan

pada ujung yang lain dipasang kopling untuk meneruskan daya dari

penggerak. Impeller jenis ini dipakai pada pompa yang memerlukan head

yang besar dengan kapasitas rendah. Bentuk impeller yang dipasang

menyebabkan aliran fluida yang melaluinya akan membentuk aliran yang

tegak lurus dengan poros pompa. Aliran yang keluar dari sudu-sudu

impeller ditampung dalam rumah pompa yang selanjutnya akan mengalir

keluar melalui nozel. Untuk mencegah kebocoran fluida keluar atau udara

masuk kedalam pompa maka pada bagian rumah pompa yang ditembus

oleh poros dipasang mechanical seal.

Gambar 4.5 Pompa Aliran Radial/ Sentrifugal




b. Pompa aliran aksial

Impeller jenis ini dipakai pada pompa yang memerlukan kapasitas

besar dengan head yang rendah. Bentuk impeller yang sedemikian rupa

menyebabkan aliran fluida yang melewati impeller tersebut bergerak

sejajar dengan sumbu poros. Untuk mengubah head kecepatan menjadi

head tekanan dipakai sudu antar yang berfungsi sebagai diffuser.

Gambar 4.6 Pompa Aliran Aksial

c. Pompa aliran campur

Pada pompa ini dipasang impeller yang dapat menghasilkan head dan

kapasitas yang berada diantara aksial dan radial. Pompa aliran campur

mempunyai kontruksi menyebabkan aliran fluida yang melaluinya akan

berbentuk kerucut mengikuti bentuk impelernya. Impeller dipasang pada

salah satu ujung poros dengan ditumpu oleh bantalan dalam, sedangkan

pada ujung yang satu dipasang kopling dengan bantalan luar di dekatnya,

biasanya yang digunakan adalah bantalan gelinding. Untuk bantalan dalam

dipakai jenis bantalan luncur yang dilumasi gemuk.

Gambar 4.7 Pompa Aliran Campur




4.2.3 Berdasarkan Bentuk Rumah

a. Pompa Volut b. Pompa Difuser

Gambar 4.8 Klasifikasi Pompa Berdasarkan Bentuk Rumah Pompa

Berdasarkan bentuk rumah pompa dibagi menjadi tiga jenis yaitu:

a. Pompa volut

Adalah sebuah pompa sentrifugal dimana fluida yang melalui

impeller secara langsung dibawa ke rumah volut.

Gambar 4.9 Pompa Volut

b. Pompa difuser

Adalah sebuah pompa sentrifugal yang dilengkapi dengan sudu

difuser disekeliling luar impellernya. Konstruksi bagian-bagian lain pada

pompa ini sama dengan pompa volut. Pada pompa difuser, dengan

pemasangan sudu-sudu difuser pada sekeliling luar impelernya akan

memperbaiki efesiensi pompa dan menambah kokoh rumah pompa.

Dengan alasan itu, pompa jenis ini banyak dipakai pada pompa besar

dengan head tinggi. Pompa ini juga sering dipakai sebagai pompa




bertingkat banyak karena aliran fluida dari satu tingkat ke tingkat

selanjutnya dapat dilakukan tanpa rumah volut.

Gambar 4.10 Pompa Difuser

c. Pompa aliran campur jenis volut

Adalah pompa yang memiliki impeller jenis aliran campur dan

sebuah rumah volut, disini tidak dipergunakan sudu-sudu difuser

melainkan dipakai saluran yang lebar untuk mengalirkan fluida. Adapun

impeller yang digunakan adalah jenis impeller setengah terbuka yaitu yang

tidak memiliki tutup depan. Dengan demikian pompa dengan impeller

setengah terbuka tidak mudah tersumbat oleh benda asing yang terisap

dibanding pompa dengan impeller tertutup. Berbeda dengan pompa jenis

tersebut, pompa aliran campuran sering tidak menggunakan difuser, tetapi

rumah volut sehingga zat cair lebih mudah mengalir dan tidak tersumbat,

pompa jenis ini banyak dipakai pada pengolahan limbah.

Gambar 4.11 Pompa Aliran Campur Jenis Volut




4.2.4 Berdasarkan Jumlah Tingkat

Berdasarkan jumlah tingkat, pompa dapat dibagi menjadi dua yaitu:

a. Pompa satu tingkat

Pompa ini hanya memiliki satu impeller dan head total yang

ditimbulkan hanya berasal dari satu impeller tersebut relatif rendah.

Gambar 4.12 Pompa Satu Tingkat

b. Pompa bertingkat banyak

Pompa ini menggunakan beberapa impeller yang dipasang secara

berderet (seri) pada satu poros. Fluida yang keluar dari impeller pertama

masuk ke impeller berikutnya dan seterusnya hingga impeller terakhir. Head

total pompa ini merupakan jumlah dari head yang dihasilkan oleh masing-

masing impeller sehingga relatif tinggi. Kontruksi impeler biasanya

menghadap satu arah tetapi untuk menghindari gaya aksial yang timbul

dibuat saling membelakangi. Pada rumah pompa banyak tingkat, bisanya

dipasang diffuser, tetapi ada juga yang menggunakan volut.

Pemasangan diffuser pada rumah pompa banyak tingkat lebih

menguntungkan daripada dengan rumah volut, karena aliran dari satu tingkat

ketingkat berikutnya lebih mudah dilakukan.




Gambar 4.13 Pompa Bertingkat Banyak

4.2.5 Berdasarkan Letak Poros

Ditinjau dari letak poros, pompa dikategorikan menjadi dua yaitu:

a. Pompa jenis poros mendatar/horizontal

Pompa ini mempunyai poros dengan posisi mendatar.

Gambar 4.14 Pompa Jenis Poros Mendatar

b. Pompa jenis poros tegak

Pompa poros tegak mempunyai poros dengan posisi tegak. Pompa

aliran aksial dan campuran banyak dibuat dengan poros tegak. Rumah

pompa dipasang dengan ditopang pada lantai oleh pipa yang menyalurkan

zat cair keluar pompa. Posisi poros pompa adalah tegak dan dipasang

sepanjang sumbu pipa air keluar dan disambungkan dengan motor penggerak

pada lantai. Poros dipegangi dengan beberapa bantalan, sehingga kokoh dan

biasanya diselubungi pipa selubung yang berfungsi untuk saluran minyak

pelumas. Pompa poros tegak berdasar dari posisi pompanya ada dua macam




yaitu pompa sumuran kering dan sumuran basah. Sumuran kering pompa

dipasang di luar tadah hisap gambar, sedangkan sumuran basah sebaliknya.

Gambar 4.15 Pompa Poros Tegak

4.2.6 Berdasarkan Belahan Rumah

Dilihat dari belahan rumah, pompa dibagi menjadi tiga yaitu:

a. Pompa jenis belahan mendatar

Pompa jenis ini mempunyai rumah yang dapat dibelah menjadi dua

bagian yaitu bagian bawah dan bagian atas oleh bidang mendatar yang

melalui sumbu poros. Jadi bagian yang berputar dapat diangkat setelah

rumah belahan atas dibuka.

b. Pompa jenis belahan radial

Rumah pompa jenis ini terbagi oleh sebuah bidang yang tegak lurus

poros. Pompa ini mempunyai konstruksi yang relatif sederhana serta

menguntungkan sebagai bejana bertekanan karena bidang belahan tidak

mudah bocor.

c. Pompa jenis berderet

Jenis pompa ini terdapat pada pompa bertingkat banyak dimana rumah

pompa terbagi oleh bidang-bidang tegak lurus poros sesuai dengan jumlah

tingkat yang ada. Tiap bagian rumah ini berbentuk cincin.




4.2.7 Berdasarkan Sisi Isap Impeller

Gambar 4.16 Klasifikasi Pompa Berdasarkan Sisi Isap Impeller

Dilihat dari belahan rumah, pompa dibagi menjadi dua yaitu:

a. Pompa isapan tunggal

Pada pompa ini fluida masuk dari satu sisi impeller. Pompa isapan

tunggal banyak dipakai karena kontruksinya sederhana. Permasalahan

pada pompa ini yaitu tekanan yang bekerja pada masing-masing sisi

impeller tidak sama sehingga akan timbul gaya aksial ke arah sisi isap. Hal

ini dapat diatasi dengan menambah ruang pengimbang, sehingga tidak

perlu lagi menggunakan bantalan aksial yang besar.

Gambar 4.17 Pompa Isapan Tunggal

b. Pompa isapan ganda

Pompa ini memasukkan fluida dari kedua sisi impeller, disini poros

yang menggerakkan impeller dipasang menembus kedua sisi rumah dan

impeller dengan ditumpu oleh bantalan diluar rumah. Karena itu poros

menjadi lebih panjang dibanding pompa jenis lain. Untuk pompa dua aliran




masuk banyak dipakai pada pompa berukuran besar atau sedang. Kontruksi

pompa ini terdiri dua impeler saling membelakangi dan zat cair masuk dari

kedua sisi tersebut, dengan kontruksi tersebut permasalahan gaya aksial

tidak muncul karena saling mengimbangi. Debit zat cair keluar dua kali

dari debit zat cair yang masuk lewat dua sisi impeler. Pompa ini juga bisa

beropersi pada putaran yang tinggi. Untuk aliran masuk yang lebih dari dua

prinsipnya sama dengan yag dua aliran masuk.

Gambar 4.18 Pompa Isapan Ganda

4.2.8 Pompa Jenis Tumpuan Sumbu

Pompa jenis ini mempunyai kaki yang diperpanjang sampai setinggi

sumbu poros untuk menumpu rumah. Maksudnya adalah apabila terjadi

pemuaian pada rumah karena kenaikan temperatur, tinggi sumbu poros tidak

berubah. Dengan demikian sumbu poros pompa akan tetap segaris dengan

sumbu poros motor penggerak, dengan kata lain tidak terjadi misalignment.

Gambar 4.19 Pompa Dengan Tumpuan Disumbu




4.2.9 Pompa Jenis Khusus

Pompa jenis ini antara lain :

Pompa dengan motor benam

Pompa motor berselubung

Pompa sesumbu

Pompa memancing sendiri

Pompa proses

Pompa pasir

Pompa bebas sumbatan

4.3 Komponen-Komponen Utama Pompa

Pompa terdiri dari dua bagian:

Bagian yang tidak bergerak (statis part)

Bagian yang bergerak (dinamis part)

Gambar 4.20 Komponen-Komponen Utama Pompa




4.3.1 Bagian Yang Tidak Bergerak

4.3.1.1 Base Plate & Frame :

Berfungsi untuk mendukung seluruh bagian pompa terhadap

fondasi. Untuk pompa yang dihubungkan langsung dengan penggerak

maka unit penggerak dan pompa diletakan di atas satu unit base plate.

Base plate harus tegar/rigid dan kuat menahan beban.

4.3.1.2 Casing

Adalah bagian pompa yang berfungsi sebagai :

Pelindung kedudukan elemen yang berputar

Tempat kedudukan quide vane atau deffusor, inlet dan outlet

nozzle.

Tempat yang memberikan arah aliran dari impeler dan

mengkonversikan energi kecepatan cairan menjadi energi dinamis

(single stage).

a. Tipe casing pompa single stage

Single volute casing

Tekanan bekerja di sekeliling impeller akan balance jika

beroperasi pada kapasitas desain. Pada kapasitas yang lain,

tekanan sekeliling impeller tidak balance dan mengakibatkan

timbulnya gaya radial pada impeler

Gambar 4.21 Single-Volute Casing




Double volute casing

i. Cocok untuk pompa yang beroperasi pada range kapasitas

dengan variasi yang besar, terutama pada pompa dengan

ukuran impeller besar dan head yang tinggi.

ii. Meniadakan gaya radial yang bekerja pada sekeliling

impeller.

Gambar 4.22 Double-Volute Casing

b. Tipe casing pompa multi stage

Radial/Vertical Split casing

Gambar 4.23 Vertical Split casing

Horizontal Split casing

Gambar 4.24 Horizontal Split Casing




Modular Split casing

Gambar 4.25 Modular Split Casing

4.3.1.3 Difuser

Fungsi Utama :

mengarahkan aliran cairan menuju ruang volute, (untuk single

stage), atau menuju stage berikutnya

merubah energi kinetik menjadi energi tekanan

Gambar 4.26 Difuser

4.3.1.4 Stuffing Box

Fungsi utama stuffing Box adalah untuk mencegah terjadinya

kebocoran cairan pada daerah dimana poros pompa menembus casing

Jenis konstruksi Stuffing Box:

a. Stuffing box dengan latern-ring

Gambar 4.27 Stuffing Box




b. Stuffing box dengan pendingin (cooled stuffing box)

Gambar 4.28 Stuffing Box Dengan Pendingin Air

4.3.1.5 Wearing-Rings

Adalah Ring yang dipasang pada casing (tidak berputar) sebagai

wearing-ring casing dan dipasang pada impeller (berputar) sebagai

wearing-ring impeller. Fungsi utama wearing adalah memperkecil

kebocoran cairan yang melewati bagian depan impeller maupun bagian

belakang impeller, yaitu dengan cara memperkecil celah antara casing

impeller.

Gambar 4.29 Konstruksi Wearing-Ring

4.3.2 Bagian yang bergerak

4.3.2.1 Shaft (Poros Transmisi)

Fungsi utama Shaft:

Meneruskan momen puntir dari penggerak selama pompa

beroperasi




Tempat kedudukan (sebagai pendukung) impeler dan bagian

yang beputar lainya

Bentuk Shaft umumnya :

a. Straight diameter shaft

Untuk double admision impeller

Untuk back to back impeller

Gambar 4.30 Straight Shaft

b. Step Diameter Shaft

Untuk multi stage impeller dengan single admision

Gambar 4.31 Step Shaft

4.3.2.2 Mechanical Seal

Komponen pompa ini berfungsi untuk mencegah bocoran yang

berlebihan dari fluida service yang terjadi antara casing dan poros, baik

ketika pompa tersebut sedang beroperasi maupun saat stanby.

Mechanical seal banyak digunakan pada chemical dan petroleum




processing industry sebagai pengganti compression packing. Jenis-jenis

mechanical seal antara lain:

Single seal

Single seal merupakan salah satu tipe dari mechanical seal

yang paling banyak digunakan. Material untuk tipe ini harus tahan

terhadap korosi dari liquid didalam stuffing box. Single seal

digunakan untuk fluida yang:

Bekerja dengan pelumasan dari dalam (internal flushing)

Tekanan dan temperatur yang tidak terlalu tinggi

Mempunyai gaya aksial yang rendah

Gambar 4.32 Single Seal

Double seal

Double seal banyak digunakan untuk fluida yang banyak

mengandung abrasive material maupun corrosive material yang

dapat merusak seal face dengan cepat. Double seal digunakan untuk

fluida yang:

Mudah terbakar

Bekerja dengan pelumasan dari luar (external flushing)

Mempunyai gaya aksial yang tinggi

Prinsip kerjanya, yaitu:

Suatu fluida diinjeksikan kedalam stuffing box dengan

tekanan yang lebih rendah dari tekanan product liquid.

Injeksi liquid berfungsi sebagai flushing oil.




Differential pressure pada inner seal adalah differential

pressure antara sealing liquid dengan product liquid yang

dipompa.

Karena sealing pressure lebih rendah dari product pressure

maka dapat dihindari adanya abrasive liquid atau corrosive

liquid sehingga tidak diperlukan material khusus.

Gambar 4.33 Double Seal

Tandem seal

Prinsip kerja dari tandem seal yaitu:

Pada inner seal, sebagai flushing oil adalah liquid product

pompa itu sendiri.

Pada outer seal, sebagai external flushing yang biasanya

merupakan closed system (menggunakan fluida dari luar

sesuai dengan kebutuhan pada flushing system tersebut)

Tandem seal digunakan pada fluida yang:

Bekerja dengan external flushing.

Bertekanan terlalu tinggi untuk single seal.

Gambar 4.34 Tandem Seal




4.3.2.3 Bantalan/ Bearing

Secara praktis semua jenis bantalan digunakan pada pompa

sentrifugal, seperti: bantalan gesek, selongsong dan selimut. Bantalan

(bearing) sangat penting fungsinya dalam operasional pompa, dimana

bearing dapat berfungsi sebagai penyangga poros yang dapat menahan

vibrasi dari putaran dan gaya aksial.

Gambar 4.35 Bearing

4.3.2.4 Shaft-Sleeve

Shaft-sleeve berguna untuk

melindungi shaft dari erosi, korosi, keausan pada stuffing box

sebagai leakage joint, internal bearing dan interstage atau distonce

sleever (untuk multi stage pump)

Gambar 4.36 Konstruksi Shaft-Sleeve

4.3.2.5 Impeller

Adalah suatu empelling element yang berputar, yang memberikan

tambahan energi kepada cairan dalam bentuk energi kinetik.

Bagian-bagian dari impeler




Gambar 4.37 Bagian-Bagian Single Suction Impeler

Impeller ada beberapa jenis dan dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

a Berdasarkan tipe suction:

Double suction

Cairan masuk dari kedua sudu impeller

Single suction

Cairan masuk dari salah satu sudu impeller

Gambar 4.38 Tipe Suction Impeler

b. Berdasarkan arah aliran keluar impeller

Centrifugal/radial flow

Untuk Head yang tinggi dan kapasitas yang relatif kecil

Mixed flow

Untuk Head yang cukup tinggi dan kapasitas sedang

Axial flow

Untuk Head yang rendah kapasitas besar




Gambar 4.39 Tipe Impeler Berdasarkan Arah Aliranya

c. Berdasarkan Konstruksi

Enclosed Impeller

Kedua sisi impeller tertutup

cocok untuk cairan yang bersih atau mengandung partikel

yang lembut

Semi Enclosed Impeller

Satu sisi terbuka

cocok untuk cairan yang mengandung solid partikel yang

sedikit kasar

Open Impeller

Kedua sisi impeller terbuka

-Ccocok untuk abraisve liquid




a. Enclosed Impeller b. Semi Enclosed Impeller c. Open Impeller

Gambar 4.40 Tipe Impeler Berdasarkan Konstruksi

d. Berdasrkan arah Lengkungan Sudu

Radial Vane (< β = 900)

Untuk head konstan dan kapasitas berubah-ubah

Forward Curved vane (< β > 900)

Head semakin tinggi bila kapasitas bertambah.

Back ward curved vane (< β > 900)

Head akan bervariasi dengan kapasitas

Banyak digunakan karena mudah pengaturan antara head

dan kapasitas

a. Radial Vane b.Ford Ward curved phasa

c.Ward curved phasa

Gambar 4.41 Tipe Impeler Berdasrkan Arah Lengkungan Sudu




4.4 Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal

Pada pompa terdapat sudu-sudu impeler yang berfungsi mengangkat zat cair dari

tempat yang lebih rendah ketempat yang lebih tinggi. Impeler dipasang pada poros

pompa yang berhubungan dengan motor pengerak, biasanya motor listrik atau motor

bakar.

Poros pompa akan berputar apabila pengeraknya berputar. Karena poros pompa

berputar impeler dengan sudu-sudu impeler berputar zat cair yang ada didalamnya

akan ikut berputar sehingga tekanan dan kecepatanya naik dan terlempar dari tengah

pompa ke saluran yang berbentuk volut atau spiral dan disalurkan keluar melalui nosel.

Gambar 4.42 Proses Pemompaan

Jadi fungsi impeler pompa adalah merubah energi mekanik yaitu putaran impeler

menjadi energi fluida (zat cair). Jadi, zat cair yang masuk pompa akan mengalami

pertambahan energi Pertambahan energi pada zat cair mengakibatkan pertambahan

head tekan, head kecepatan dan head potensial. Jumlah dari ketiga bentuk head tersebut

dinamakan head total. Head total pompa juga bisa didefinisikan sebagai selisih head

total (energi persatuan berat ) pada sisi isap pompa dengan sisi keluar pompa. Pada

gambar di bawah aliran air didalam pompa akan ikut berputar karena gaya sentrifugal

dari impeler yang berputar.




Gambar 4.43 Penampang Impeler Gambar 4.44 Perubahan Energi Pompa

4.5 Persamaan Perhitungan Dalam Analisis Unjuk Kerja Pompa Sentrifugal

Dalam Menganalisis unjuk kerja dari pompa Sentrifugal terdapat beberapa

parameter, yaitu: Kapasitas, Head Suction, Head Discharge, Total Head Pompa, Daya

Pompa, Daya Fluida, Efisiensi Pompa, NPSHa.

4.5.1 Kapasitas

Kapasitas pompa adalah sejumlah volume cairan yang dihasilkan pompa

secara kontinyu dalam satuan waktu. Kapasitas yang dihasilkan pompa

biasanya direncanakan sesuai kebutuhan operasi atau dapat dihitung

berdasarkan instalasi perpipaan pada sisi hisap (suction) atau sisi tekan

(discharge), sebagai berikut :

𝑄 =𝜋

4𝑑𝑠

2. 𝑣𝑠 =𝜋

4𝑑𝑑

2 . 𝑣𝑑

Dimana,

𝑄 = Kapasitas pompa (𝑚3

𝑠 )

𝑑𝑠 = Garis Tengah bagian dalam pipa suction (m)

𝑣𝑠 = Kecepatan cairan pipa suction (m/s)

𝑑𝑑 = Garis Tengah bagian dalam pipa discharge (m)

𝑣𝑑 = Kecepatan cairan pipa discharge (m/s)




4.5.2 Head

Head adalah energi setiap satuan berat dengan unit satuan panjang.

Sedang yang dimaksud dengan head sistem pemompaan adalah head total

yaitu selisih head pada sisi discharge dan sisi suction yang terdiri dari :

Head tekanan (𝑝

𝜌𝑔) → 𝑚

Head kecepatan ( 𝑣2

2𝑔) → 𝑚

Head potensial (𝑧) → 𝑚

Head rugi-rugi akibat gesekan cairan dengan media sepanjang pengaliran

4.5.2.1 Head Suction (Hs)

𝐻𝑠 =𝑝𝑠𝜌𝑔

=𝑝𝑎𝜌𝑔

± 𝑧𝑠 − 𝑕𝑙𝑠 −𝑣𝑠

2

2𝑔

Keterangan:

𝐻𝑠 = Head suction → 𝑚

𝑝𝑠 = tekanan manometer suction → 𝑁 𝑚2

𝑝𝑎 = tekanan atmosfer di atas permukaan cairan → 𝑁 𝑚2

(+) = untuk level cairan di atas pompa

( ) = untuk level cairan di bawah pompa

𝑧𝑠 = jarak permukaan cairan dengan nozzle suction pompa→ 𝑚

𝑧𝑠𝑙 = jarak permukaan cairan dengan nozzle suction pompa (level

air di bawah pompa) → 𝑚

𝑧𝑠𝑙 = jarak permukaan cairan dengan nozzle suction pompa (level

air di atas pompa) → 𝑚

𝑕𝑙𝑠 = kerugian head sepanjang pipa hisap → 𝑚

𝑣𝑠 = kecepatan cairan pada pipa suction → 𝑚/𝑠

𝜌 = massa jenis cairan 𝑘𝑔/𝑚3




4.5.2.2 Head Discharge (Hd)

𝐻𝑑 =𝑝𝑑𝜌𝑔

=𝑝𝑎𝜌𝑔

± 𝑧𝑑 − 𝑕𝑙𝑑 −𝑣𝑑

2

2𝑔

Keterangan:

𝐻𝑑 = Head discharge → 𝑚

𝑝𝑑 = tekanan manometer discharge → 𝑁 𝑚2

𝑝𝑎 = tekanan atmosfer, bila bejana tertutup 𝑝𝑎 diganti 𝑝𝑜adalah

tekanan vapor/gas diatas permukaan cairan → 𝑁 𝑚2

𝑧𝑑 = jarak permukaan cairan tertinggi dengan nozzle discharge

pompa→ 𝑚

𝑕𝑙𝑑 = kerugian head sepanjang pipa hisap → 𝑚

𝑣𝑑 = 𝑘𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑐𝑎𝑖𝑟𝑎𝑛 pada pipa discharge → 𝑚/𝑠

𝜌 = massa jenis cairan 𝑘𝑔/𝑚3

Gambar 4.45 Instalasi Sistem Perpompaan

4.5.2.3 Head Total Sistem Perpompaan (H)

𝐻 = 𝐻𝑑 − 𝐻𝑠 + 𝑕𝑙 + (𝑣𝑑

2−𝑣𝑠2

2𝑔), atau

𝐻 = 𝑝𝑑−𝑝𝑠

𝜌𝑔 + 𝑕𝑙 + (

𝑣𝑑2−𝑣𝑠

2

2𝑔)




4.5.2.4 Kerugian Head (Head Loss)

Kerugian Head pada sistem perpipaan (hl) terdiri dari :

hl = hlp + hlf

keterangan :

hl = kerugian head sepanjang sistem perpipaan → 𝑚

hlp = kerugian head pada pipa → 𝑚

hlp = kerugian head pada fiting dan valve → 𝑚

a. Kerugian Head pada pipa (hlp)

Kerugian Head pada pipa dapat dihitung dengan rumus

𝑕𝑙𝑝 = 𝑓𝐿𝑣2

𝑑2𝑔

Keterangan :

𝐿 = panjang pipa → 𝑚

𝑑 = garis tengah pipa bagian dalam → 𝑚

𝑣 = 𝑘𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑐𝑎𝑖𝑟𝑎𝑛 → 𝑚/𝑠

𝑓 = faktor gesekan

b. Kerugian head pada fiting dan valve (hlf)

Kerugian head pada fiting dan valve (hlf) dapat dihitung

dengan rumus :

𝑕𝑙𝑓 = 𝑛. 𝑘𝑣2

2𝑔

n = jumlah fiting valve sejenis

k = faktor gesekan pada fiting, valve untuk ukuran dan jenis

yang sama

v = 𝑘𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑐𝑎𝑖𝑟𝑎𝑛 → 𝑚/𝑠




4.5.3 Daya Pompa

4.5.3.1 Daya Pompa Motor

Daya pompa adalah daya yang harus disediakan oleh mesin

penggerak pompa ( motor / turbin ) untuk memindahkan fluida. Dalam

hal motor penggerak pompa 3 fasa, untuk sistem yang setimbang, daya

total yang dikonsumsikan ke beban adalah :

𝑷 = 𝟑𝑽𝑰 𝐜𝐨𝐬𝝓

Di mana:

P = Daya Pompa

V = Voltage

I = Kuat Arus

cos𝜙 = 𝑓𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑎𝑦𝑎

4.5.4 Daya Fluida

Daya fluida adalah daya pompa yang bisa digunakan dan dipindahkan

ke fluida.

Pf = ρ. g. H. Q

Dimana :

Pf = Daya fluida ( kW )

Q = Kapasitas yang dihasilkan pompa ( m3/s )

H = Head total ( m )

ρ = Massa jenis fluida ( kg/m3 )

g = Percepatan grvitasi ( m/s2 )

4.5.5 Efisiensi Pompa

Efisiensi adalah perbandingan antara daya fluida dengan daya pompa.

𝜂 =𝑃𝑓

𝑃𝑡× 100%




4.5.6 NPSH (Net Positive Suction Head)

NPSH adalah head netto pada suction flange suatu pompa setelah head

positive yang menyebabkkan cairan masuk ke dalam pompa dikurangi semua

head negative yang menghalangi masuknya cairan tersebut. Pengaruh yang

terbesar adalah tekanan penguapan cairan (Pv), yang dapat ditentukan dari

grafik atau hasil periksaan laboratorium. NPSH ada 2 jenis :

4.5.6.1 NPSHa (Available)

NPSH available adalah NPSH yang didapat dari perhitungan

instalasi

di lapangan. NPSHa dapat dihitung dengan persamaan :

NPSHa =𝑝𝑠𝜌𝑔

−𝑝𝑣𝜌𝑔

,→ 𝑚

Dimana :

𝑝𝑣 = Tekanan Penguapan cairan → 𝑁 𝑚2 (lampiran 4)

4.5.6.2 NPSHr (Requirement)

NPSH requirement adalah NPSH yang diperoleh dari hasil test

yang dilaksanakan oleh pabrik pembuat., sebagai acuan dalam

memilih pompa. Agar pompa dapat beroperasi dengan baik, maka

dalam pemilihan pompa dipersyaratkan : NPSHr < NPSHa.

4.6 Performansi Pompa

Bentuk pompa pada umumnya tergantung pada kecepatan spesifik (ns). Jadi

dapat dimengerti bila karakteristiknya juga akan tergantung pada ns.

Karakteristik sebuah pompa dapat digambarkan dalam kurva-kurva karakteristik,

yang menyatakan besarnya head total pompa, daya poros dan efisiensi pompa,

terhadap kapasitas. Kurva performansi tersebut, pada umumnya digambarkan pada

putaran yang tetap.




Gambar 4.46 Kurva Karakteristik Pompa Volut

Gambar 4.47 Kurva Karakteristik Pompa Aliran Campuran

Gambar 4.48 Kurva Karakteristik Pompa Aliran Aksial

Gambar di atas menunjukan memperlihatkan contoh kurva performasi untuk

tiga jenis pompa dengan harga ns yang jauh berbeda-beda. Disini semua besaran

kurva karakteristik dinyatakan dalam persen. Titik 100% untuk harga kapasitas, head

total pompa, dan daya pompa diambil pada keadaan efisiensi maksimum.




Dari gambar terlihat bahwa kurva head-kapasitas menjadi semakin curam pada

pompa dengan harga ns yang semakin besar. Di sini head pada kapasitas nol (shut-off

head) semakin tinggi pada ns yang semakin besar.

Kurva daya terhadap kapasitas mempunyai harga minimum bila kapasitas aliran

sama dengan nol pada pompa sentrifugal dengan ns kecil. Sebaliknya, pada pompa

aliran campur dan pompa aliran aksial dengan ns besar, harga daya mencapai

maksimum pada kapasitas aliran sama dengan nol.

Kurva efisiensi terhadap kapasitas dari pompa sentrifugal umumnya berbentuk

mendekati busur lingkaran. Harga efisiensinya hanya sedikit menurun bila kapasitas

berubah menjauhi harga optimumnya.

4.7 Kavitasi

4.7.1 Tekanan Uap Zat Cair

Tekanan uap dari zat cair adalah tekanan mutlak pada temperatur tertentu

dimana pada kondisi tersebut zat cair akan menguap atau berubah fase dari

cairan menjadi gas. Tekanan uap zat cair naik demikian juga dengan temperatur

zat cair tersebut. Pada tekanan atmosfer temperatur pendidihan air pada suhu

100 , akan tetapi apabila kondisi tekanan zat cair tersebut diturunkan

tekanannya di bawah 1 atm proses pendidihan memerlukan temperatur kurang

dari 1000C. Kondisi sebaliknya apabila kondisi tekanan zat cair naik labih dari

1 atm maka akan dibutuhkan temperatur yang lebih tinggi dari 1000C.

Pada instalasi pompa penurunan tekanan terjadi di sepanjang perpipaan

terutama bagian pipa hisap, di dalam pompa sendiri penurunan tekanan pompa

terjadi pada bagian nosel hisap, karena dibagian tersebut terjadi penyempitan

saluran yang mengakibatkan kenaikan kecepatan dan penurunan tekanan.

4.7.2 Proses Kavitasi

Dalam pembahasan mesin-mesin hidrolik termasuk pompa ada suatu

gejala pada proses aliran zat cair yang cenderung mengurangi unjuk kerja atau




efisiensi dari pompa, gejala tersebut adalah kavitasi. Gejala kavitasi terjadi

karena menguapnya zat cair yang sedang mengalir di dalam pompa atau di luar

pompa, karena tekanannya berkurang sampai di bawah tekanan uap jenuhnya.

Air pada kondisi biasa akan menguap pada tekanan 1 atm pada suhu 1000C.

apabila tekanan berkurang sampai cukup rendah, maka titik penguapan akan

menurun dan air akan mudah menguap. Penguapan akan menghasilkan

gelembung-gelembung uap. Tempat-tempat bertekanan rendah atau

berkecepatan tinggi mudah terjadi kavitasi, terutama pada sisi hisap pompa

(gambar di bawah). Kavitasi akan timbul apabila tekanannya terlalu rendah.

Gambar 4.49 Proses Kavitasi

Gejala kavitasi yang timbul pada pompa biasanya ada suara berisik dan getaran,

unjuk kerjanya mejadi turun, kalau dioperasikan dalam jangka waktu lama akan

terjadi kerusakan pada permukaan dinding saluran dan bagian pompa yang

lainnya terutama impeller (gambar di bawah) Permukaan dinding saluran akan

berlubang-lubang karena erosi kavitasi sebagai akibat tumbukan gelembung

gelembung yang pecah pada dinding secara terus menerus.

Gambar 4.50 Abrasi Pada Impeller




Gambar 4.51 Kerusakan Impeller Karena Kavitasi

Hal-hal berikut yang harus diperhatikan untuk menghindari kavitasi yaitu:

1. Ketinggian letak pompa terhadap permukaan zat cair yang diisap harus dibuat

serendah mungkin agar head isap statis menjadi rendah pula.

2. Pipa isap harus dibuat sependek mungkin. Jika terpaksa dipakai pipa isap yang

panjang, sebaiknya diambil pipa yang berdiameter satu nomor lebih besar untuk

mengurangi kerugian gesek.

3. Sama sekali tidak dibenarkan untuk memperkecil laju aliran dengan

menghambat aliran di sisi isap.

4. Jika pompa memiliki head total yang berlebihan, maka pompa akan bekerja

dengan kapasitas aliran yang berlebihan pula, sehingga kemungkinan terjadinya

kavitasi menjadi lebih besar. Karena itu head total pompa harus ditentukan

sesuai dengan yang diperlukan.

5. Bila head total pompa sangat berfluktuasi, maka pada keadaan head terendah

harus diadakan pengamanan penuh terhadap terjadinya kavitasi. Dalam hal ini

perlu dipilih bahan impeller yang tahan erosi karena kavitasi.




BAB V


5.1 Boiler Feed Water Pump

Untuk memasukkan air ke boiler diperlukan suatu pompa yang bertekanan tinggi.

Pompa yang dimaksud adalah pompa pengisi boiler atau disebut juga boiler feed water

pump yang termasuk dari jenis Multistage Centrifugal Pump. Secara umum Boiler Feed

Water Pump (APA 101PO) yang merupakan salah satu pompa yang memasok air pengisi ke

boiler pada unit I PLTU ombilin dapat dilihat pada gambar 5.1.

Boiler Feed Water Pump mengalir sebagai pengisi ketel yang di suplai dari

deaerator. Penggerak dari pompa ini adalah motor listrik dengan daya keluaran 1300 kW

dan kecepatan putar 2981 rpm, poros dari motor listrik dihubungkan dengan coupling dan

dilanjutkan ke poros impeler dengan kecepatan putar 2980 rpm.

Gambar 5.1 Boiler Feed Water Pump ( APA 101 PO )




Gambar 5.2 Konstruksi Boiler Feed Water Pump secara umum

Secara umum komponen dari Boiler Feed Water Pump ini adalah:

1. Motor listrik dengan kecepatan putar 2981 rpm dibuat oleh GEC Alsthom Large

Machine Ltd, diletakan di atas Base Plate.

2. Coupling adalah alat yang menghubungkan/meneruskan putaran dari poros

motor listrik dan poros gear serta impeler, dibuat oleh GEC Alsthom Large

Machine Ltd.

3. Base Plate adalah suatu alat penumpu/landasan bagi letak motor listrik, dan

pompa.

4. Pompa terdiri dari elemen rotary seperti impeler dan poros impeler, mechanic

seal, casing penutup impeler dan lain-lain.

Discharge Suction




5.2 Perhitungan

5.2.1 Pompa Keluaran Pabrik

5.2.1.1 Data Spesifikasi Pompa Keluaran Pabrik

a. Spesifikasi Pompa

Manufaktur : Weir Pumps Ltd

Serial number : 13192-001/006

Pump designation : FK 8A 37

Type : Barrel Casing

No of stage : 8

Liquid pump : Feed Water

Capacity : 252 𝑚3 𝑕

Suction temperatur : 157℃

Specific grafity : 0.91

Flow rate : 239.6 𝑇 𝑕

263.3 𝑚3 𝑕

Differential head : 1405 𝑚

NPSH required : 7.8 𝑚

NPSH available : 16 𝑚

Efficiency : 81.5%

Tekanan suction : 5 𝑏𝑎𝑟

Tekanan discharge : 165 𝑏𝑎𝑟

Power absord of duty : 1125 𝑘𝑊

Speed : 2980 𝑟𝑝𝑚

Laju aliran minimum : 70 𝑚3 𝑕

Diameter Nominal Suction : 𝐷𝑁 150 × 7.11 = 154.08 𝑚𝑚

Diameter Nominal Discharge : 𝐷𝑁 150 × 14.27 = 139.76 𝑚𝑚




b. Motor Pengerak

Manufacture : GEC Alsthom Large Machine Ltd

Serial number : J74025501-06

Rated Output : 1300 𝑘𝑊

Electrical Supply : 6600 𝑉, 3 𝑃𝑕, 50 𝐻𝑧

No of poles : 2

Type : Squirrel Cage

Enclosure : CACA

Insulation Class : ‘F’

Temperature Rise : 80℃

Protection : IP 56

Full load current : 147 𝐴

5.2.1.2 Performa Boiler Feed Water Pump

Head Total Pompa ( H )

𝛨 =𝑃𝑑− 𝑃𝑠

𝜌𝑔

= 165 − 5 105

1000 × 9.81= 1630 𝑚

Daya Fluida ( Pf )

𝑃𝑓 = 𝐻 × 𝑄 × 𝜌 × 𝑔

= 1630 × 0.07 × 1000 × 9.81

= 1119 𝑘𝑊




Efisiensi Pompa ( 𝜼𝝆)

𝜂𝜌 = 𝑃𝑓

𝑃 𝑥 100%

= 1119

1125 𝑥 100%

= 99 %

5.2.2 Pompa Sebelum Overhaul September 2011

5.2.2.1 Data Pompa

Pada data ini hanya digunakan tekanan pada suction dan discharge

pompa sebelum overhaul September 2011.

Tabel 5.1 Data Suction Pressure Sebelum Overhaul September 2011

Tabel 5.2 Data Discharge Pressure Pompa Sebelum Overhaul September 2011

DISCHARGE PRESSURE (Bar)

Tanggal Jam

Rata-rata 0.00 3.00 6.00 8.00 11.00 14.00 16.00 18.00 21.00

23/09/2011 142 142 142 145 142 142 142 142 142 142.33

24/09/2011 142 142 142 142 140 140 142 142 142 141.56

25/09/2011 142 142 142 144 144 145 140 140 140 142.11

26/09/2011 142 145 145 141 141 140 148 148 148 144.22

27/09/2011 148 150 150 145 142 142 140 140 140 144.11

Nilai yang diambil 142.87

SUCTION PRESSURE (Bar)

Tanggal Jam

Rata-rata 0.00 3.00 6.00 8.00 11.00 14.00 16.00 18.00 21.00

23/09/2011 5 5 5 5 5.3 5.3 5 5 5 5.07

24/09/2011 5 5 5 4.5 5.5 5.5 5.2 5.2 5.2 5.12

25/09/2011 5.4 5.4 5.4 5 5 5 5.7 5.7 5.7 5.37

26/09/2011 4.8 4.7 4.7 5.2 5.2 5.2 5 5 5 4.98

27/09/2011 5 5 5 5 5 5 5.5 5.5 5.5 5.17





5.2.2.2 Performa Pompa



𝜌𝑔

= 142.87 − 5.14 105

1000 × 9.81= 1403 𝑚

Daya Fluida ( Pf )

𝑃𝑓 = 𝐻 × 𝑄 × 𝜌 × 𝑔

= 1403 × 0.07 × 1000 × 9.81

= 963 𝑘𝑊


𝜂𝜌 = 𝑃𝑓

𝑃 𝑥 100%

= 963

1125 𝑥 100%

= 85.6 %




5.2.3 Pompa Setalah Overhaul September 2011

5.2.3.1 Data Pompa

Berikut merupakan perhitungan data tekanan pompa pada sisi suction dan

discharge setelah overhaul pada September 2011

Tabel 5.3 Data Suction Pressure Pompa Setelah Overhaul September 2011

SUCTION PRESSURE (Bar)

Tanggal Jam Rata-

rata 0.00 3.00 6.00 8.00 11.00 14.00 16.00 18.00 21.00

1 Januari 2012 4.8 5 5 5 5 5 5.3 5.3 5.3 5.1

2 Januari 2012 5.3 5.3 5.3 5 5 5 4.8 4.8 4.8 5.0

3 Januari 2012 4.8 4.8 5 5 5 5 5.2 5.2 5.2 5.0

4 Januari 2012 5.2 5.2 4.8 5.1 5.1 5 5 5 5 5.0

5 Januari 2012 5.1 5.1 5 5.4 5.4 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2


Tabel 5.4 Data Discharge Pressure Pompa Setelah Overhaul September 2011

DISCHARGE PRESSURE (Bar)

Tanggal Jam

Rata-rata 0.00 3.00 6.00 8.00 11.00 14.00 16.00 18.00 21.00

1 Januari 2012 155 154 154 156 156 156 151 151 151 154

2 Januari 2012 150 150 150 153 153 153 153 153 153 152

3 Januari 2012 153 153 158 156 156 155 152 152 152 154

4 Januari 2012 152 152 155 153 153 151 153 153 153 153

5 Januari 2012 152 152 152 150 150 151 151 151 151 151

Nilai yang diambil 153

5.2.3.2 Performa Pompa



𝜌𝑔

= 153 − 5.1 105

1000 × 9.81= 1507 𝑚




Daya Fluida ( Pf )

𝑃𝑓 = 𝐻 × 𝑄 × 𝜌 × 𝑔

= 1507 × 0.07 × 1000 × 9.81

= 1034 𝑘𝑊


𝜂𝜌 = 𝑃𝑓

𝑃 𝑥 100%

= 1034

1125 𝑥 100%

= 92 %

5.3 Analisa Perhitungan

Dari perhitungan yang telah dilakukan penyusun, didapat hasil head total boiler

feed water pump pada data yang diambil dari comisioning yaitu 1630 m dengan

efisiensi sebesar 99%. Hal ini berbeda pada Differential Head pada spesifikasi pompa

yang mungkin disebabkan karna pada perhitungan head total, head losses dianggap

nol karena data instalasi perpipaan yang tidak diketahui.

Sedangkan head total boiler feed water pump sebelum overhaul September

2011 dapat diketahui sebesar 1403 m dan efisiensi pompa sebesar 85,6%. Dapat kita

lihat terjadi penurunan performa pompa yang mungkin disebabkan oleh kegagalan

supply listrik pada motor, vibrasi, kebocoran pada wearing ring dan mechanical seal,

serta factor- factor lainnya.

Sedangkan head total boiler feed water pump yang didapat setelah dilakukan

overhaul adalah 1507 m dengan efisiensi pompa sebesar 92%. Dengan dilakukannya

perbaikan pada komponen-komponen pompa serta clearance pompa, maka akan

meninkatkan performa dari pompa boiler feed water pump itu sendiri.




BAB VI

PENUTUP

6.1 Kesimpulan

a. Boiler feed water pump adalah pompa yang digunakan untuk mengalirkan air

umpan boiler yang di suplai dari deaerator. Dari hasil pengamatan yang

dilakukan secara langung boiler feed water pump pada PLTU Ombilin terdapat

3 buah pompa. 2 buah pompa yang beroperasi, dan 1 pompa standby.

b. Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan, didapat hasil sebagai berikut

Spesifikasi Pompa

Htotal = 1630 m

Pf (daya fluida) = 1119 kW

ηpompa = 99%

Sebelum Overhaul September 2011

Htotal = 1403 m


ηpompa = 85.6%

Setelah Overhaul September 2011

Htotal = 1507 m


ηpompa = 92%

c. Pompa mengalami penurunan performa setelah lama digunakan, hal ini

disebabkan terjadinya keausan komponen, getaran, kavitasi, dan lain-lain.

Namun performa tersebut dapat dikembalikan dengan dilakukannya overhaul.




6.2 Saran

a. Untuk dapat menganalisa dengan cepat dan akurat permasalahan yang terjadi

dilapangan, diharapkan akses data-data dan sumber informasi yang mudah

didapat.

b. Untuk mendapatkan informasi yang lebih akurat, perlu dilakukan pengecekan

pada alat ukur/sensor yang biasa digunakan pada pompa. Sehingga tidak terjadi

kerusakan- kerusakan yang tidak diinginkan.

c. Pada proses maintenance sebaiknya dilakukan kalibrasi alat yang benar pada

seluruh pengukur tekanan pada jalur penghisapan dan pembuangan serta

instrumen pengukur daya karena penting untuk mendapatkan pengukuran yang

tepat.

xiv

DAFTAR PUSTAKA

1. Sularso.1987. Pompa dan Kompresor ( pemilihan, pemakaian dan pemeliharaan).

Jakarta: Pradya Paramita

2. Trouvay.1983. Materiel Petrole.

3. GEC ALSTHOM. “Design Manual ( Feedwater Pumping System APA)”

4. GEC ALSTHOM. “Maintenance Manual ( Feedwater Pumping System APA)”

5. GEC ALSTHOM. “Operation Manual ( Feedwater Pumping System APA)”

GAMBAR BOILER FEED WATER PUMP

KOMPONEN BOILER FEED WATER PUMP

OVERHAUL BOILER FEED WATER PUMP

Analisa Performa Boiler Feed Water Pump

Documents

Transcript of Analisa Performa Boiler Feed Water Pump