Pelumas dan pelumasan pada konversi dan bahan bakar di mesin diesel
description
Transcript of Pelumas dan pelumasan pada konversi dan bahan bakar di mesin diesel
Pelumas dan Pelumasan Pada Konversi danBahan Bakar di Mesin Diesel
DISKUSI ILMIAH MASPI 8
Ditjen Migas, 28 Oktober 2008
Page 1
Latar BelakangHarga fossil fuel yang sempat mencapai harga tertingginya dibulan Juli 2008 membuat operator mesin diesel beralih keberbagai bahan bakar alternatif
Page 2
Alternatif Bahan bakar Diesel generatorBahan bakar alternatif yang paling banyak dipilih ;
Dual Fuel Gas dan HSD, khususnya dari pemakai HSDGas dan MFO, khususnya dari pemakai MFO
Full MFO, khususnya dari pemakai HSD dan atau IDOBio Diesel
Page 3
Aplikasi Dual Fuel
Page 4
Dual fuel engine
Mesin diesel yang beroperasi dengan bahan bakar gas, dimanamenggunakan bahan bakar cair (Solar, IDO, atau MFO) sebagai pilot ignition (menggantikan spark ignition pada mesin diesel gas (gas engine)Umumnya menggunakan 10-15% bahan bakar diesel dan 85-90% gasSecara otomatis berpindah ke moda operasi dengan bahan bakar cair, apabila suplai gas terhentiUntuk mencapai kinerja pembakaran yang optimal, mesin dilengkapikontrol elektronik yang terintegrasi dengan modul kontrol elektronikyang sudah ada, sehingga terjadi kontrol yang akurat atas waktu danjumlah injeksi masing – masing bahan bakar
Page 5
Perbedaan Dual Fuel Engine, Gas Engine & Diesel Fuel Engine
Karakteristik Gas Engine Dual Fuel Engine Diesel Fuel Engine
Bahan bakar Gas (%Sulphurbervariasi)
- Liquid fuel sebagai pilot ignition- Gas (%Sulphurbervariasi)
Liquid fuel
Soot production > >> >>>
Catalytic converter
Kadang ada Jarang ada Jarang ada
Ignition Spark / busi Kompresi Liquid fuel Kompresi
Combustion >>> >> >
Combustion chamber temp
>>> >> >
Page 6
Pelumas Dual Fuel Engine, Gas Engine & Diesel Fuel Engine
Karakteristik Pelumas Gas Engine
Pelumas Dual Fuel Engine
Pelumas Diesel Fuel Engine
Basa (TBN) > >> (tergantung jenisliquid fuel dan % gas-nya)
>>>
Soot handling Penting Utama Utama
Ash content Menjadi perhatiankarena dapatmengganggukinerja busi dancatalytic converter
Tidak bolehberlebihan
Tidak bolehberlebihan
Kestabilanoksidasi dannitrasi
Utama Utama Penting
Page 7
Pelumas untuk Dual Fuel Engine
Dual fuel membutuhkan pelumas dengan kemampuan menjagakebersihan mesin dan kestabilan thermal dan oksidasi dan nitrasi yang baik .Beberapa OEM hanya membedakan nilai TBN dan ash content untukDual Fuel Oil dan Spark Ignited Gas engine oil.
Page 8
Pelumas untuk Dual Fuel Engine
Pelumas Diesel KonvensionalTidak adanya spark ignition pada dual fuel engine membuat dapatdigunakannya pelumas diesel konvensional. Penggunaan pelumas Diesel konvensional ini juga memudahkanoperator apabila suplai gas terhenti dan mesin harus beroperasipenuh dengan fossil fuel.
Pelumas Gas EngineDual fuel engine dapat menggunakan pelumas gas engine sepanjang memiliki TBN yang cukup untuk menetralisir sulfur dalam bahan bakar fuel-nya (asam dalam bahan bakar diesel relatiflebih banyak dibanding gas pada umumnya).
Page 9
Critical Point Penggunaan Pelumas Diesel Konvensional padaDual Fuel Engine
1. Perubahan ratio antara Gas dan Fossil Fuel harusdisertai dengan perubahan TBN dari pelumas yang digunakan. Penggunaan pelumas diesel konvensionalakan lebih memudahkan dalam kondisi ini.
2. Pastikan kandungan sulfated ash tidak berlebihansehingga tidak menyebabkan deposit pada valves dankomponen di ruang bakar lain, serta pada sudu dan shaft turbo charger. Lakukan pemeriksaan dengan borescopesecara berkala.
Page 10
Critical Point Penggunaan Pelumas Diesel Konvensional padaDual Fuel Engine
3. Setelah 1000 jam pertama operasi, cek kondisiruang bakar dan kebersihan mesin untukmemastikan pelumas yang dipakai sudah sesuaidengan kebutuhan
Page 11
Aplikasi MFO
Page 12
Fuel Oil SpecificationProperties Method Minyak Solar
(high speed diesel oil / gas oil)
Minyak Diesel Industri(Industrial Diesel Oil)
Minyak bakar(Fuel Oil)
Specific gravity at 60/60°F
ASTM D 1298
Min 0.820Max 0.870
Min 0.840 Max 0.920
Max 0.990
Visco. kinematicat 100°F, cSt
ASTM D 445
Min 1.6Max 5.8
- -
Visc redwood I/100°F, secs
ASTM D 445
- Min 35Max 45
Min 400Max 1250
Pour point, ASTM D 97
Max 18 °C Max 65 °F I. Max 80°F II. Max 90°F
Sulfur content, % wt
ASTMD1551
Max 0.5 Max 1.5 Max 3.5
Flash point, PMCC, °F
ASTM D 93
Min 150 Min 150 Min 150
ConradsonCarbon Residu
ASTM D 189
Max 0.1 %m/m Max 1 %m/m Max 14 %wt
Page 13
Fuel Oil Dangerous Content
Year of 70’s : 35% of oil barrel becomes HFONow : 12% only.
Heavy Residual Content in HFO!!Asphaltene
Generally related with residu content, but its soluble in fuel and oil, can not be separated with centrifugal separatorReact with “non asphaltene compatible oil”, forming sticky black sludge which insulating piston cooling gallery and causing thermal deformation of piston crown material. “1 mm of deposit thickness at piston under crown will increase piston temperature up to 150°C”
choose any oil which has good compatibility with asphaltene
Page 14
Fuel Oil ContentSodium and Vanadium
Vanadium can not be remove by fuel purification since it is fuel soluble materialImproper purification lead sodium ash built up at turbine blade Sodium react with vanadium, forming corrosive material which attacks piston crown
Silicon and Aluminum Catalist finesNormally is less than 120 ppm. Large size particle will causing abrasive wear at injector and small size particles potentially will causing wear at piston rings and liner!Fuel purification is an effective means of removing most of particles.
Page 15
Fuel Oil Content
Residu (Microcarbon Residue, Ramsbottom and ConradsonCarbon Residue)
Residue formed when the combustion takes place under reduced air supply incompletely burned fuel particles and also the ash formed by the fuel upon combustionCan be separated with proper fuel purification
Water Has to be removed by purification of the fuel. An excessively high water content of the fuel after purification may lead to erratic engine operation. .
Page 16
Fuel Oil ContentSulphur
Oxidized during combustion and produces oxides of sulphur which may lead to corrosive wear in the engine if the proper TBN lubricants are not used.
Page 17
Fuel Oil Content
How should we deal with this situation?
Page 18
Critical Points, HFO Application
Maintain Centrifugal separator operation to separate fuel content Maintain Fuel Heater operation to get the specified fuel viscosity affecting fuel consumption and injector life timeUse the right fuel injectorMaintain good combustion due to heavy fuel residual content
Page 19
Critical Points, HFO Application
Use the right lubricantRight typeRight TBN
Always maintain oil purification system for medium speed diesel engine to remove contaminants from oil
Gravity disk selectionCentrifugal separator operating temperature and feed rateNo medium speed oil can survive without a proper purification systemAssure that the capacity is sufficient for the system and engine condition
Page 20
Page 21
Critical Points, HFO Application
Conduct routine used oil sample analysis!!Based on the oil test result, take necessary action as specified at the manual Always refer to condemning limit
Any significant viscosity drop or increase?Low TBN?Any water ?High solid contaminant?
– Combustion product?– Oil degradation product?– Dirt ?
.
Page 22
Lubricants
Oxidation products derived
from fuels &/or lubricants
Dust & wear debris
soot
Insoluble in toluene
Soluble in pentane
Insoluble in pentane
Soluble in toluene
Insoluble TestSludge and deposit ; bad oil quality or contaminant built up??
Page 23
- Pentane Insolubles – Toluene Insolubles > 0.5 %wt lubricating oil deterioration
- Pentane Insolubles – Toluene Insolubles < 0.5 %wtengine excessive contamination (check for ring
piston, injector, valve, purifier, oil cooler)
Pentane Insolubles – Toluene InsolublesII
oil degradation product
Insoluble Content
Page 24
Service / Condemning Limit, example
Page 25
Most popular lubrication problem in Indonesia
1. Problems arise from high impurities content
Impurities aggregates is very abrasive
– Liner scuffing– Ring piston premature wear– Bearing premature wear– Valve stem wear, etc
Mostly arise from operator’s lack of knowledge and skill (of centrifugal separator) and miss selection of lubricants
Page 26
Most popular lubrication problem in Indonesia
2.Problems arise from lack of oil detergency and oxidation stabilityMay resulted from TBN miss selection
3. Problems arise from light fuel contaminationViscosity drop low oil film can not provide a sufficient load carrying capacity
4. Problems arise from insufficient oil feed rate for cylinder lubrication5. High oil consumption
Mostly caused by centrifugal separator problems, leakages and ring and liner worn.
Page 27
Aplikasi Bio Fuel
Page 28
Bio Fuel
Bio Fuel adalah bahan bakar nabati yang terbaharukan, dengan jenis antara lain ;
Bio diesel, yaitu FAME atau MAE hasil reaksi minyaknabati dengan alkoholBio etanol, yaitu produk etanol terdenaturasi (kemurnian > 99.5%)Minyak Nabati Murni (Pure plant oil), yaitu produk hasilproses mekanik atau fermentasi bahan baku nabati selainFAME dan Etanol
Page 29
Bio Fuel
Bio Fuel dapat digunakan dalam bentuk murni (100%) ataucampuran antara bio fuel dengan fossil fuel seperti HSD, Gasoline, Fuel OilSaat ini bio fuel mulai dipasarkan di Indonesia dalam bentuk ;
B5 – campuran 5% FAME dengan HSDE5 – campuran 5% Etanol dengan HSD
Page 30
Bio Fuel
Peraturan menteri ESDM No.32 tanggal 26 September 2008 tentang Mandatory Penyediaan, Pemanfaatan dan TataNiaga Bio Fuel, salah satu pasalnya mengatur bahwa ;Per Januari 2009,
1% dari kebutuhan HSD untuk transportasi PSO harussudah digantikan dengan B100, 1 % juga untuktransportasi non PSO, dan 2.5% untuk industri & komersial. 1% kebutuhan Gasoline untuk sektor transportasi PSO sudah harus digantikan E100, 5% untuk transportasi non PSO dan 5% untuk industri/komersial.
Page 31
Facts mengenai Bio Fuel
Biofuel di klaim sebagai ramah lingkungan dan pembakaranyang bersihUntuk Bio Diesel dan Bio Etanol, pemakaiannya tidakmembutuhkan modifikasi mesin (bio content < 20%wt)Nilai kalor-nya lebih rendah dibanding solar ataupremium, sehingga fuel consumptionnya menjadi lebih boros. Walau demikian apabila harga FAME atau Etanol jauh lebihmurah dari solar / premium, pemakaiannya akan memberikanpenghematan.
Page 32
Facts mengenai Bio Fuel
FAME tersedia di pasaran dengan kualitas dan sumber (palm oil, soy, etc) yang bermacam-macam, sementara FAME yang kualitasnya jelek dapat menyebabkan masalah dalampemakaiannya seperti clogging di filter dan keasamantinggi yang dapat menyebabkan korosi di sistem bahan bakar.FAME memiliki sifat ;
Melarutkan, sehingga dapat membawa kotoran yang selama ini ada di tanki BBM, cat, dll yang bisa menyumbatinjector bahan bakarhigroskopis sehingga bisa menyerap air, yang kemudianmengundang mikroba tumbuh.mudah teroksidasi membentuk asam, sedimen dan gum sehingga dapat menyumbat filter atau injector.
Page 33
Facts mengenai Bio Fuel
Beberapa hasil pengujian terhadap aplikasi Bio Diesel, bahkanpada B5 dan B10, menunjukan bahwa ;
kondisi ruang bakar menjadi lebih kotor, pelumas mengalami penurunan kekentalan. Berdasar info beberapa pihak yang juga melaksanakan pengujian denganjenis dan kadar bio diesel berbeda, memang adaindikasi fuel dilution atas pelumas.
Hal - hal ini disinyalir disebabkan oleh SG, boiling point, viscosity dan tegangan muka FAME yang lebih tinggidibanding solar. Walau demikian, pemakaian aditif pada Bio Diesel dapat memperbaiki hasil tersebut diatas.
Page 34
Crtical point, aplikasi bio diesel
Karena sifat - sifat FAME, penyimpanan Bio Diesel harus hati-hati, tanki harus bersih, kering dan tidak menggunakan bahan reaktif.Pada penggunaan Minyak Nabati Murni, kekentalan bahan bakar tersebut saat memasukiinjector harus sesuai dengan spesifikasi yang ditetapkan, sehingga terkadang diperlukanpemanasan
Page 35
Crtical point, aplikasi bio diesel
Pada penggunaan B100, harus diwapadai pelarutanhose atau gasket di mesin yang berasal dari karetneoprenePelumas - pelumas yang ada tetap dapat digunakandengan catatan kondisi pelumas mendapat perhatianyang lebih untuk mengantisipasi adanya fuel dilution yang bisa menyebabkan lapisan film menipis, korosidan oksidasi.
Page 36
Thank You
Mia Krishna+628129563262