Bab IV Tugas Khusus

5/26/2018 Bab IV Tugas Khusus

1/24

BAB IV

TUGAS KHUSUS

4.1 PENDAHULUAN

4.1.1 Latar Belakang

Utilities merupakan unit yang berfungsi sebagai penunjang operasional

pabrik. Unit ini tidak termasuk di dalam unit proses dan unit operasi namun

memiliki tugas untuk menyediakan, mempersiapkan dan mendistribusikan bahan-

bahan penunjang operasional pabrik. Bahan-bahan penunjang pabrik tersebut

meliputi air, uap, listrik, udara tekan, refrigeran. Utilities di Pertamina Refinery

UnitIII Plajumenghasilkan produk-produk seperti, drinking water, service water,

cooling water, demineralization water, steam, listrik, udara bertekanan

(instrument air danplant air),serta nitrogen. produk utilitiestidak hanya untuk

memenuhi kebutuhan produksi di kilang tetapi juga untuk memenuhi kebutuhan

perkantoran, pemukiman komplek Pertamina, dan berperan di dalam proses

pengolahan limbah.

Dalam proses ini tentu harus didukung oleh peralatan operasional yang tepat,

handal, dan efisien. Salah satu peralatan yang memegang peranan yang sangat

penting pada proses tersebut adalah kompresor. ompresor disini berfungsi untuk

memampatkan udara dengan memberikan energi pada fluida tersebut. Prinsip

kerja kompresor adalah mengubah energi mekanik menjadi enegi kinetik pada

udara dan selanjutnya diubah menjadi energi potensial!tekanan. Proses

pemampatan udara memiliki tekanan yang lebih tinggi dibandingkan dengan

tekanan udara di lingkungan. udara bertekanan ini akan digunakan untuk

instrumentasi, keperluan kilang dan sebagaifeed nitrogen plant.

elan"aran suatu proses produksi sangat bergantung pada kondisi dan

kehandalan peralatan proses. Untuk mengetahui kinerja suatu e#uipment maka

perlu dilakukan e$aluasi se"ara komprehensif sehingga dapat dilakukan tindakan

yang tepat jika diketahui suatu peralatan mengalami under performance. Dalam

tugas khusus ini akan dibahas se"ara lebih detail mengenai peralatan kompressor

%&


2/24

%%

udara di Unit Nitrogen Plant, dengan judulPerformance"enta" compressorudara

&'& )*, &'&+ )B, dan &'&+ )di Unit Utilities P. P/*0I1* /U III Plaju-

Sungai 2erong

4.1.2 Tujuan

ujuan pelaksanaan tugas khusus ini adalah 3

4. Untuk mengetahui dan menghitung performancekompresor &'& )*, &'&+

)B, &'&+ ) berdasarkan data analisis aktual.

&. Untuk mengetahui efisiensi kompresor &'& )*, &'&+ )B, &'&+ ) di P.

Pertamina /U III .4.1.3 uang L!ngku" #an Bata$an %a$ala&

Air Compressor Plant yang terdapat di utilities Plaju memiliki beberapa

kompresor diantaranya, &'& )*!)B!) dan &'&+ )*!)B!) yang menghasilkan

plant air, service air dan instrumentasi air. Dari beberapa kompresor tersebut

yang sekarang beroperasi adalah &'& )*, &'&+ )B, dan &'&+ ). Sehingga, ruang

lingkup dan batasan masalah tugas khusus pada laporan kerja praktek ini adalah

terbatas mengenai e$aluasiperformance kompresor &'& )*, &'&+ )B, dan &'&+

).

4.1.4 %et'#e Pengu("ulan Data

0etode yang digunakan dalam pengumpulan data yang diperlukan dalam

penyusunan laporan kerja praktek ini adalah 3

4. Studi 5iteratur

0etode ini dilakukan dengan "ara memba"a buku-buku pegangan yang ada,

seperti buku laporan kerja praktek sebelumnya.

&. 0etode 6bser$asi

0etode pengambilan data dilakukan dengan "ara turun langsung ke lapangan,

melihat langsung alat yang dibahas. Data diambil dari ruangan control room

pada unit UtilitiesP. Pertamina /U-III Plaju-Sungai 2erong.

4.2 TIN)AUAN PUSTAKA

4.2.1 De*!n!$! K'("re$'r


3/24

%7

ompresor se"ara umum adalah suatu alat!mesin yang digunakan untuk

memampatkan dan mengalirkan fluida gas! udara dengan "ara memberikan energi

pada fluida tersebut. arena proses pemampatan udara mempunyai tekanan yang

lebih tinggi dibandingkan dengan tekanan udara lingkungan (4atm8. ompresor

dapat klasifikasikan sebagai berikut 3

4. Berdasarkan ara Pemampatannya, kompresor dibedakan menjadi &, yaitu 3

a. Dynamic compressor

Pada kompresor ini, fluida gas dialirkan dengan memanfaatkan putaran

impeller sehingga diperoleh ke"epatan yang diubah menjadi tekanan.

Berdasarkan arah aliran fluida gas di dalam kompresor, dynamic compressor

dapat dibagi %, yaitu3

- Centrifugal compressor, bila fluida yang mengalir meninggalkan rotor arah

tegak lurus! radial terhadap rotor. ontohnya !C (et !as Compressor8,

Centac, "D#$ #D# furnace.

- A%ial compressor, bila fluida yang mengalir meninggalkan rotor arah sejajar!

a%ialterhadap rotor. ontohnya kompresor penyuplai udara pembakaran dan

pendinginan di turbin gas, cooling tower fan danfin fan&

- A%ial'radial compressor

Sedangkan berdasarkan dari jumlah tingkatan tekanan kompresor, maka

kompresor dibagi menjadi & yaitu3

- (ingle stage, terdiri dari satu tingkat tekanan.

- ulti stage, terdiri dari dua atau lebih tingkat tekanan

b. Positive displacement compressor

Pada kompresor jenis ini, fluida gas dimampatkan dengan "ara memperke"il

$olume dari ruang gas. ompresor jenis ini dibedakan lagi menjadi 3

- Reciprocating compressor, dimana proses pemampatan fluida gas dilakukan

dengan "ara menggerakkan piston bolak-balik di dalam silinder. ontohnya

(R!C *(traig+t Run otor !as Compressor) dan !C *utane

ut+ylene otor !as Compressor.


4/24

%

- Rotary compressor, dimana proses pemampatan fluida gas dilakukan dengan

"ara memutar rotor yang dipasang eksentrik terhadap silinder.

&. Berdasarkan Perbandingan tekanan, kompresor dapat dibagi atas %, yaitu3

a. #an,bila (tekanan rendah8

b. lower,bila (tekanan menengah8

". ompresor, bila (tekanan tinggi8

eterangan3

Pd9 ekanan disc+arge

Ps9 ekanansuction

Ga(+ar 4.1 Kla$!*!ka$! k'("re$'r

4.2.2 Penggunaan U#ara %a("at

Dalam kehidupan sehari-hari banyak ditemui penggunaan kompresor,

misalnya3

4. Pengisi udara pada ban sepeda atau mobil

&. Sebagai penyemprot kotoran pada bagian-bagian mesin

%. /em pada bis dan kereta api


5/24

%:

7. Pintu pneumatik pada bis dan kereta api

. Pemberi udara pada a#uarium

:. ipas untuk penyejuk udara

+. Blo;er untuk peniup tungku

. Udara tekan pada penge"atan

4'. Pengangkat mobil pneumati"

44. ransportasi gas solid dengan pneumatik pada industri kimia

4&. endali otomatik pada pembakar dalam ketel uap.

4.2.3 D!agra( Al!r U#ara Ke("a

1. D!agra( Al!r U#ara Ke("a #!PSII

Ga(+ar 4.2 D!agra( al!r u#ara ke("aPSII

Udara kempa PS II memiliki : buah kompresor diantaranya &'& )*!)B!)

dan &'&+ )*!)B!) yang terhubung pada satu +eader. =ilosofi a;al header

tersebut terpisah fungsinya oleh control valveP?-&'''4B.

a. -eader kompresor &'& )*!)B!) sebagai udara kempa.

b. -eader kompresor &'&+ )*!)B!) sebagaifeedkeNitrogen Plant.

ondisi sekarang telah menjadi satu fungsi, yaitu sebagaifeedkeNitrogen


6/24

%+

Plant dan sebagai udara kempa. @asil produksinya kemudian didistribusikan

sebagai3

a. Plant air ke Plaju, antara lain ke kilang Plaju, .A$P.A, Polypropylene dan

own use P( "danP( "".

b. Plant airke Sungai 2erong, antara lain kilang Sungai 2erong A PS-III.

". (ervice air, sebagai utility station.A$P.A,PolypropyleneA own useP( "".

d. "nstrument air, untuk .A$P.A,Polypropylenedan own use P( "".

e. #eedkeNitrogen Plant.

2. D!agra( Al!r K'("re$'r 2,2- )A

Ga(+ar 4.3. D!agra( al!r k'("re$'r 2,2- )A

Udara bebas masuk ke dalamsuction filter *inlet air filter) terlebih dahulu

sebelum memasuki ompresor &'& )*, dimana kompresor ini mempunyai %

stage, setiap aliran disc+arge tiap stage mele;ati intercooler dulu sebelum

menjadisuction stageselanjutnya.

4.2.4. Centrifugal Compressor

A. Pr!n$!" Kerja

Prinsip kerja kompresor sentrifugal adalah sebagai berikut3

4. nergi mekanik dari unit penggerak ditransmisikan pada impeller akan

menimbulkan gaya sentrifugal dan diberikan kepada udara!gas sehingga

memper"epat gerakan udara!gas tersebut sehingga memperbesar energi

kinetis.


7/24

%

B. Bag!an/+ag!an K'("re$'r

4. Casing

Casingkompresor terdiri dari dua bagian, yaitu front +alf casing dan /ack

+alf casing. eduanya dihubungkan se"ara $ertikal dan dipasang dengan baut

sehingga "asing dapat dengan mudah dibuka bila ada ketidaksesuaian pada ;aktu

pemasangan motor pada ;aktu inspeksi (pemeriksaan8.

Ga(+ar 4.- Bag!an/+ag!an k'("re$'r 2,2- )A

eterangan gambar3

a. Pinion e. Difusser

b. Seal f. ooler

". Bearing g. 0oisture Separator

d. impeller

&. ullgear

ullgearadalah suatu alat!roda gigi utama yang diputar oleh mesin penggerak

(steam turbin atau motor listrik8 yang selanjutnya memutar rotor kompresor.

%. Rotor assem/lies

Setiap tingkat pada kompresor terdapat suatu rotor assem/ly, semua bergerak

dengan ke"epatan spesifik masing-masing. Setiap rotor assem/ly terdiri dari

pinion s+aft, impellerdan t+rust collar. Padapinion s+aftdilengkapi impellerdan

:+7

%

4

&


9/24

7'

t+rustcollaryang diletakkan pada kedua ujungpinion s+aftdan dikun"i oleh baut

+e%agon.

Ga(+ar 4.0Rotor assemblies

7. "mpeller

"mpeller berfungsi untuk menaikan ke"epatan gas dengan "ara berputar,

sehingga menimbulkan gaya. @al ini menyebabkan gas masuk!mengalir dari inlet

tip *eye impeller)ke disc+arge tip. arena adanya perubahan jari-jari dari sumbu

putar antara tip sudu masuk dengan tip sudu keluar maka terjadi kenaikan energi

ke"epatan.

Ga(+ar 4. K'n$truk$! impeller

. Diffuser

Diffuserberfungsi untuk merubah energi kinetik (ke"epatan8 yang keluar dari

disc+arge impellermenjadi energi potensial (dinamis8 dan mengarahkan udara

yang bertekanan ke tingkat selanjutnya. Diffuser terletak diantara impeller dan

intercooler.


10/24

74

Ga(+ar 4.Diffuser

:. oisture separator

oisture separatoradalah alat penangkap uap air dalam udara kompresi.

+. earing

earingadalah bagian internalkompresor yang berfungsi untuk mendukung

beban radial dan aksial yang berputar dengan tujuan memperke"il gesekan dan

men"egah kerusakan pada komponen lainnya. earingyang terdapat pada rotor

assem/lyterdiri dari & tipe yaitu3

- Radial /earing *plain /earing)

Digunakan untuk mendukung beban dengan arah radial (tegak lurus poros8.

- A%ial /earing *.+rust /earing)

Digunakan untuk mendukung beban kearah aksial (sejajar poros8.

Ga(+ar 4. Thrust bearing


11/24

7&

Ga(+ar 4.1,Seal

>. Cooling system

Sistem pendinginan disini adalah pendinginan terhadap udara!gas yang panas

akibat kompresi!penempatan di dalam kompresor baik yang terjadi antara stage

maupun setelah keluar kompresor. *lat pendingin merupakan alat penukar panas

yang terdiri dari beberapa tu/e. Udara yang akan dipanaskan mele;ati tu/e'tu/e

dan air menjadi media pendinginnya. Design dari intercooler menghasilkan

pertukaran panas yang bagus dan mengurangi pressure drop, sehingga

menghasilkan efisiensi yang bagus untuk kompresor.

Ga(+ar 4.11 Cooler

ujuan pendinginan3

- *gar sistem operasi kompresor menjadi aman.

- erja kompresor menjadi lebih ringan.

4'. 0u/rication (ystem

Sistem pelumasan kompresor &'& )* diran"ang untuk menghasilkan

pelumas yang baik untuk /earingdangeardari kompresor. Pelumas dialirkan dari

oil reservoiryang berada pada /aseplatekompresor dan mele;ati oil pump. 2il

pumpyang digunakan adalahprelu/e pumpdan main lu/e pump.


12/24

7%

a. Prelu/e pump

Prelu/e pumpberfungsi untuk3

- Pelumasan a;al dan dan pengisian sistem saat kompresor pada posisi

standby atau menjelang start kompresor.

- 0enutup premisive start switc+ (P(00 pada lu/e oil system8 sebelum

kompresor dapat di start.

b. ain lu/e pump

ain lu/e pumpberfungsi untuk 3

- 0engambil alih tugasprelu/e oil pumppada putaran normal kompresor.

- 0emberi pelumasan selama coast down rotor compressor(pada saatstop

kompresor karenapower failure8.

4.3 %ETDLGI PEHITUNGAN

4.3.1 Pengu("ulan Data

*da beberapa "ara yang dapat digunakan untuk memperoleh data-data yang

diinginkan dalam menyelesaikan tugus khusus ini, diantaranya 3

a. 0etode Studi 5iteratur

Studi literatur dan kepustakaan dilakukan untuk mengetahui segala sesuatu

mengenai gambaran proses dasar analisa $aluasiPerformanceompresor &'&

)*, &'&+ )B, dan &'&+ ) di seksi PP5 A U Unit UtilitiesP. Pertamina /U III

Plaju-Sungai 2erong. Studi literatur juga dilakukan untuk memperoleh referensi

efisiesi kompresor.

b. 0etode 6bser$asi 5apangan

Data-data proses se"ara aktual diperoleh dari "ontrol room dan melalui

pengamatan di lapangan. Data lapangan diperoleh dengan "ara melakukan

pengamatan dan men"atat langsung besaran operasi yang telah diamati pada

tanggal 4: )anuari &'47 pukul '


13/24

77

N PAA%ETE NILAI SATUAN

4 Air intake temperature &:,: o

& Disc+arge air pressure 4',% Bar

% Stage 1 5

(uction temperature &:,: o

Disc+arge temperature 4%' o

Disc+arge Pressure 4,%+ Bar

7 Stage 2 5

(uction temperature %&,


14/24

7

Disc+arge temperature o

(uction Pressure :,4 bar

Disc+arge pressure >, bar

+ Disc+arge temperature aftercooler %4 o

< "nlet capacity 4&%,& bar

% Stage 1 5

(uction temperature %4 o

Disc+arge temperature 4%' o

Disc+arge Pressure 4,4: bar

7 Stage 2 5

(uction temperature %&,:+ o

Disc+arge temperature 4%% o

(uction Pressure 4,4: bar

Disc+arge pressure %,


15/24

7:

/& Pressure

Data pressure yang diperoleh menggunakan bar, sehingga perlu

dikon$ersikan menjadi psia. ontoh "ara mengkon$ersikan pressure

pada data disc+arge pressuredistageI.

4 bar 9 47. psi

Pressure gauge 9 4.4: C 47.

9 4:. o/

(uction Pressure %7,: Psia

Disc+arge pressure +,%4 Psia

Stage 3 5

(uction temperature >,'4 o/

Disc+arge temperature +4:,:> o/

(uction Pressure +,%4 Psia

Disc+arge pressure 47%,%4

Psia

: Disc+arge temperature aftercooler :7,> o/


16/24

7+

+ "nlet capacity 7%.+

7

I=0

Ta+el 4.- Data Aktual K'("re$'r 2,2 )B

N PAA%ETE NILAI SATUAN

4 Air intake temperature 7+,7> o/

& Disc+arge air pressure >,& psia

% Stage 1 5

(uction temperature 7+,7> o/

Disc+arge temperature +4:,:>o

/Disc+arge Pressure %&,4 Psia

7 Stage 2 5

(uction temperature 7%, o/

Disc+arge temperature :+,&> o/

(uction Pressure %&,4 psia

Disc+arge pressure %, o/

Disc+arge temperature :,:> o/

(uction Pressure %, o

< "nlet capacity 4&% o/

& Disc+arge air pressure 4',% bar

% Stage 1 5

(uction temperature 7+,7> o/

Disc+arge temperature +%4,'> o/

Disc+arge Pressure %4,& Psia

7 Stage 2 5

(uction temperature %,:4 o/



17/24

7,>7 Psia

Stage 3 5

(uction temperature %,:4 o/


(uction Pressure :>,>7 Psia

Disc+arge pressure 47:,>7 Psia

: Disc+arge temperature aftercooler %,: o/

+ "nlet capacity 7%.+

7

I=0

&. 0enghitung panas jenis spesifik

Ta+el 4. Ta+el u#ara "r'"ert!e$

2as or

$apor

hemi"al

formulaB0

riti"al

"onditionp

at 'o = at %''o =

*ir &+ 7+ &%> :.> +.'7

Sumber3 ompresor PP 0I2*S PU oleh bambang soetrisno

Untuk menghitung p pada temperatur 4+7.%77 o= digunakan rumus

interpolasi

Dimana 3

Sehingga didapat nilai , yaitu 3


18/24

7>

ompressor Stage 4 Stage & Stage % Stage 7

&'& )* :,>>&7 :,>>:& :,>>:4&'&+ ) :,>>< :,>& :,>7

&'&+ )B :,>>: :,>>+4 :,>>4 :,>>

%. 0en"ari nilai k

Sehingga didapat nilai k , yaitu 3

ompressor Stage 4 Stage & Stage % Stage 7

&'& )* 4.%>+: 4.%>+ 4.%>+

&'&+ ) 4.%>+7 4.%>+ 4.%>+:

&'&+ )B 4.%>+: 4.%>


19/24

'

&'&+ )B 4.&:% 4.'> 4.'> 4.


20/24

/oy"e, pers &.+7

4

polytropi"

44. 0enghitung daya gas dan daya kompresor

Daya yang di terima oleh gas di namakangas poweratau aerodinamic power

yang dapat dihitung dengan persamaan 3

Dimana 3 m 9 laju aliran massa (lbm!min8

F 9 apasitas (ft%

!min8 G 9Density(lbm!ft%8

4&. 0enghitung daya gas dan daya kompresor

Daya yang di terima oleh gas di namakangas poweratau aerodinamic power

yang dapat dihitung dengan persamaan 3

Dimana3

2@P 9 !as +orse power

9ass flow rate

@ 9-ead(

' 9 Conversion faktor

Daya kompresor

Daya dihitung dengan persamaan 3


21/24

&

9 Compressor +orse power

9 fisiensi mekanik (H8

Daya penggerak

Dihitung dengan persamaan 3

9Driver +orse power

9 fisiensi transmisi (H8

4.4 HASIL PEHITUNGAN

Ta+el 4. Ha$!l Per&!tungan Compressor2,2- )A

16 Parameter Stage 4 Stage & Stage % Satuan

4. -ead "sentropic &+


22/24

%

&.&'% ft l/f $ l/

%. fisiensiPolytropic +>,' +>.> 4

7. fisiensi"sentropic +.& ++,: +,4&> l/$min

+. Daya gas ::%,+> -p

7>,4> 5

-p

&',>& 54' apasitas operasi 777,+7 "C#

4.- PE%BAHASAN

Parameter yang digunakan dalam menghitung performan"e "ompressor

adalah +ead isentropic dan polytropic, efisiensi isentropic dan polytropic dan

daya yang dibutuhkan oleh compressor. Dari hasil perhitungan didapat bah;a

nilai efisiensi isentropik "ompressor &'& )* dan &'&+ ) pada setiap stage

memiliki nilai efisiensi yang sesuai dengan nilai efisiensi isentropic compressor

yang disarankan, yaitu sekitar +'-: ft, 4:4+%,: ft, dan &4''',> ft sedangkan pada

stage 7 nilai head isentropi" sebesar 4&4&,>+.


23/24

7

Penurunan +ead isentropicdipengaruhi oleh peristi;asurging. (urgeadalah

peristi;a dari suatu sistem yg terjadi karena adanya pemisahan aliran yang

disebabkan oleh ke"epatan udara yg rendah pada bagian dalam "ompressor stage 7

(inlet guide vane, impeller section, impeller mid suction, impeller disc+arge atau

diffuser8. Dari hasil perhitungan dapat dilihat bah;a stage 4 menghendaki +eadyg

lebih sehingga mengakibatkanflowakan berkurang dimana pada suatu titik akan

menyebabkan terjadinya flowseparation. Pada surge flow ini, ke"epatan aliran

udara di impellerakan turun sedemikian rendah sehingga udara tidak bisa menuju

diffuser. @al ini akan menyebabkan penurunan head yang dihasilkan oleh

impeller pada stage 7. Saat flow separation terjadi, +ead yang dihasilkan

"ompressor akan turun dan proses gas yang ada di dis"harge flange "ompressor

menuju "he"k $al$e mengalir balik menuju "ompressor. *liran balik ini

menyebabkan sejumlah kekosongan $olume pada tekanan disc+argeyang rendah

(low disc+arge pressure8. arena +eadyang diperlukan oleh proses sistem adalah

fungsi dari dis"harge pressure, maka head tersebut akan turun untuk menjadikan

"ompressor beroperasi dalam aliran yang lebih besar (+ig+ flow region8. Selain

itu, salah satu penyebabkan terjadinya surging adalah kapasitas operasi dari

"ompressor &'&+ )B yang terlalu rendah dibandingkan dengan "ompressor &'&

)* dan &'&+ ).

ompressor dilengkapi dengan anti surge system yg komponen utamanya

berupa $al$e yg bekerja se"ara otomatis untuk mengatur bukaan flo; di inlet

stream "ompressor atau sering disebut bypass. *pabila terjadi surging maka $al$e

akan terbuka untuk menghindari terjadinya $ibrasi yang tinggi dan kerusakan

komponen alat.

4.0 KESI%PULAN DAN SAAN

4.0.1 Ke$!("ulan

4. 1ilai Performan"e "ompressor &'& )*, &'&+ )B dan &'&+ ) dapat

dijelaskan sebagai berikut 3

a. ompressor &'& )*

16 Parameter Stage 4 Stage & Stage % Satuan

4. -ead "sentropic &+


24/24

&. -ead Polytropic &+ 4:4+%.+ &4'''.>

4&4&.>

+

ft l/f $

l/

&. -ead Polytropic&:%>.7% 4:+:'.: &4'&.% ft l/f $ l/

%. fisiensiPolytropic +>,' +>.> H

7. fisiensi"sentropic +.& ++,: +

Bab IV Tugas Khusus

Documents

Transcript of Bab IV Tugas Khusus