Teori Dasar Pompa Sentrifugal

Halaman 1 dari 3

Pompa adalah suatu alat atau mesin yang digunakan untuk memindahkan cairan dari suatu tempat ke tempat yang lain melalui suatu media perpipaan dengan cara menambahkan energi pada cairan yang dipindahkan dan berlangsung secara terus menerus.

Pompa beroperasi dengan prinsip membuat perbedaan tekanan antara bagian masuk (suction) dengan bagian keluar (discharge). Dengan kata lain, pompa berfungsi mengubah tenaga mekanis dari suatu sumber tenaga (penggerak) menjadi tenaga kinetis (kecepatan), dimana tenaga ini berguna untuk mengalirkan cairan dan mengatasi hambatan yang ada sepanjang pengaliran.

Pompa Sentrifugal

Salah satu jenis pompa pemindah non positip adalah pompa sentrifugal yang prinsip kerjanya mengubah energi kinetis (kecepatan) cairan menjadi energi potensial (dinamis) melalui suatu impeller yang berputar dalam casing. 
Sesuai dengan data-data yang didapat, pompa reboiler debutanizer di Hidrokracking Unibon menggunakan pompa sentrifugal single - stage double suction.

Klasifikasi Pompa Sentrifugal

Pompa Sentrifugal dapat diklasifikasikan, berdasarkan :

1. Kapasitas :

• Kapasitas rendah         < 20 m3 / jam
• Kapasitas menengah   20 -:- 60 m3 / jam
• Kapasitas tinggi           > 60 m3 / jam

2. Tekanan Discharge :

• Tekanan Rendah                       < 5 Kg / cm2
• Tekanan menengah                  5 -:- 50 Kg / cm2
• Tekanan tinggi                           > 50 Kg / cm2

3. Jumlah / Susunan Impeller dan Tingkat :

• Single stage : Terdiri dari satu impeller dan satu casing
• Multi stage   : Terdiri dari beberapa impeller yang tersusun seri dalam satu casing.
• Multi Impeller : Terdiri dari beberapa impeller yang tersusun paralel dalam satu casing.
• Multi Impeller – Multi stage :  Kombinasi multi impeller dan multi stage.

4. Posisi Poros :

• Poros tegak
• Poros mendatar

5. Jumlah Suction :

• Single Suction
• Double Suction

6. Arah aliran keluar impeller :

• Radial flow
• Axial flow
• Mixed fllow

Bagian-bagian Utama Pompa Sentrifugal

Secara umum bagian-bagian utama pompa sentrifugal dapat dilihat sepert gambar  berikut :

Rumah Pompa Sentrifugal

A. Stuffing Box
Stuffing Box berfungsi untuk mencegah kebocoran pada daerah dimana poros pompa menembus casing.

B. Packing
Digunakan untuk mencegah dan mengurangi bocoran cairan dari casing pompa melalui poros. Biasanya terbuat dari asbes atau teflon.

C. Shaft (poros)
Poros berfungsi untuk meneruskan momen puntir dari penggerak selama beroperasi dan tempat kedudukan impeller dan bagian-bagian berputar lainnya.

D. Shaft sleeve
Shaft sleeve berfungsi untuk melindungi poros dari erosi, korosi dan keausan pada stuffing box. Pada pompa multi stage dapat sebagai leakage joint, internal bearing dan interstage atau distance sleever.

E. Vane
Sudu dari impeller sebagai tempat berlalunya cairan pada impeller.

F. Casing
Merupakan bagian paling luar dari pompa yang berfungsi sebagai pelindung elemen yang berputar, tempat kedudukan diffusor (guide vane), inlet dan outlet nozel serta tempat memberikan arah aliran dari impeller dan mengkonversikan energi kecepatan cairan menjadi energi dinamis (single stage).

G. Eye of Impeller
Bagian sisi masuk pada arah isap impeller.

H. Impeller
Impeller berfungsi untuk mengubah energi mekanis dari pompa menjadi energi kecepatan pada cairan yang dipompakan secara kontinyu, sehingga cairan pada sisi isap secara terus menerus akan masuk mengisi kekosongan akibat perpindahan dari cairan yang masuk sebelumnya.

I. Wearing Ring
Wearing ring berfungsi untuk memperkecil kebocoran cairan yang melewati bagian depan impeller maupun bagian belakang impeller, dengan cara memperkecil celah antara casing  dengan impeller.

J. Bearing
Beraing (bantalan) berfungsi untuk menumpu dan menahan beban dari poros agar dapat berputar, baik berupa beban radial maupun beban axial. Bearing juga memungkinkan poros untuk dapat berputar dengan lancar dan tetap pada tempatnya, sehingga kerugian gesek menjadi kecil.

 K. Casing
Merupakan bagian paling luar dari pompa yang berfungsi sebagai pelindung elemen yang berputar, tempat kedudukan diffusor (guide vane), inlet dan outlet nozel serta tempat memberikan arah aliran dari impeller dan mengkonversikan energi kecepatan cairan menjadi energi dinamis (single stage).

Kapasitas Pompa

Kapasitas pompa adalah banyaknya cairan yang dapat dipindahkan oleh pompa setiap satuan waktu . Dinyatakan dalam satuan volume per satuan waktu, seperti :

• Barel per day (BPD)
• Galon per menit (GPM)
• Cubic meter per hour (m3/hr)

Head Pompa

Head pompa adalah energi per satuan berat yang harus disediakan untuk mengalirkan sejumlah zat cair yang direncanakan sesuai dengan kondisi instalasi pompa, atau tekanan untuk mengalirkan sejumlah zat cair,yang umumnya dinyatakan dalam satuan panjang.

Menurut persamaan Bernauli, ada tiga macam head (energi) fluida dari sistem instalasi aliran, yaitu, energi tekanan, energi kinetik dan energi potensial 
Hal ini dapat dinyatakan dengan rumus sebagai berikut :

 Karena energi itu kekal, maka bentuk head (tinggi tekan) dapat bervariasi pada penampang yang berbeda. Namun pada kenyataannya selalu ada rugi energi (losses).

Pada kondsi yang berbeda seperti pada gambar di atas maka persamaan Bernoulli adalah sebagai berikut :

1. Head Tekanan

Head tekanan adalah perbedaan head tekanan yang bekerja pada permukaan zat cair pada sisi tekan dengan head tekanan yang bekerja pada permukaan zat cair pada sisi isap.

Head tekanan dapat dinyatakan dengan rumus : 

2. Head Kecepatan

Head kecepatan adalah perbedaan antar head kecepatan zat cair pada saluran tekan dengan head kecepatan zat cair pada saluran isap.
Head kecepatan dapat dinyatakan dengan rumus :

 3. Head Statis Total

Head statis total adalah perbedaan tinggi antara permukaan zat cair pada sisi tekan dengan permukaan zat cair pada sisi isap.
Head statis total dapat dinyatakan dengan rumus :

Z = Zd - Zs(5)

Dimana  :
Z   :   Head statis total
Zd  :   Head statis pada sisi tekan
Zs   :   Head statis pada sisi isap

Tanda  +   :   Jika permukaan zat cair pada sisi isap lebih rendah dari sumbu pompa (Suction lift).

Tanda  -   :  Jika permukaan zat cair pada sisi isap lebih tinggi dari sumbu pompa (Suction head).

4. Kerugian head (head loss)

Kerugian energi per satuan berat fluida dalam pengaliran cairan dalam sistem perpipaan disebut sebagai kerugian head (head loss).
Head loss terdiri dari :

a. Mayor head loss (mayor losses)

Merupakan kerugian energi sepanjang saluran pipa yang dinyatakan dengan rumus :

Harga f (faktor gesekan) didapat dari diagram Moody (lampiran - 6) sebagai fungsi dari Angka Reynold (Reynolds Number) dan Kekasaran relatif (Relative Roughness  - Îµ/D  ), yang nilainya dapat dilihat pada grafik (lampiran) sebagai fungsi dari nominal diameter pipa dan kekasaran permukaan dalam pipa (e) yang tergantung dari jenis material pipa.

Sedangkan besarnya Reynolds Number dapat dihitung dengan rumus :

b. Minor head loss (minor losses)

Merupakan kerugian head pada fitting dan valve yang terdapat sepanjang sistem perpipaan. Dapat dicari dengan menggunakan Rumus :

Dalam menghitung kerugian pada fitting dan valve dapat menggunakan tabel pada lampiran 4. Besaran ini menyatakan kerugian pada fitting dan valve dalam ukuran panjang ekivalen dari pipa lurus.

c. Total Losses
Total losses merupakan kerugian total sistem perpipaan, yaitu :

Daya Pompa

Daya pompa adalah besarnya energi persatuan waktu atau kecepatan melakukan kerja.
Ada beberapa pengertian daya, yaitu :

1.Daya hidrolik (hydraulic horse power)

Daya hidrolik (daya pompa teoritis) adalah daya yang dibutuhkan untuk mengalirkan sejumlah zat cair. Daya ini dapat dihitung dengan rumus :

2. Daya Poros Pompa (Break Horse Power)

Untuk mengatasi kerugian daya yang dibutuhkan oleh poros yang sesungguhnya adalah lebih besar dari pada daya hidrolik.
Besarnya daya poros sesungguhnya adalah sama dengan effisiensi pompa atau dapat dirumuskan sebagai berikut :

3. Daya Penggerak (Driver)

Daya penggerak (driver) adalah daya poros dibagi dengan effisiensi mekanis (effisiensi transmisi). Dapat dihitung dengan rumus :

Effisiensi Pompa

Effisiensi pada dasarnya didefinisikan sebagai perbandingan antara output dan input atau perbandingan antara HHP Pompa dengan BHP pompa.
Harga effisiensi yang tertinggi sama dengan satu harga effisiensi pompa yang  didapat dari pabrik pembuatnya.
Effisiensi pompa merupakan perkalian dari beberapa effiaiensi, yaitu:

Referensi utama :  Ir. Sularso, MSME dan Prof. Dr. Haruo Tahara, Pompa dan Kompresor, PT Pradnya Paramita, Jakarta, 1983.

 Lampiran :

 Grafik fungsi dari Angka Reynold (Reynolds Number) dan Kekasaran relatif (Courtesy of www.fao.org/) :

Teori Dasar Kompresor Sentrifugal

1. Prinsip Kerja

 

Kompresor adalah peralatan mekanik yang digunakan untuk memberikan energi kepada fluida gas/udara, sehingga gas/udara dapat mengalir dari suatu tempat ke tempat lain secara kontinyu.

 

Penambahan energi ini bisa terjadi karena adanya gerakan mekanik, dengan kata lain fungsi kompresor adalah mengubah energi mekanik (kerja) ke dalam energi tekanan (potensial) dan energi panas yang tidak berguna.

 

Sedangkan kompresor sentrifugal, termasuk dalam kelompok kompresor dinamik adalah kompresor dengan prinsip kerja mengkonversikan energi kecepatan gas/udara yang dibangkitkan oleh aksi/gerakan impeller yang berputar dari energi mekanik unit penggerak menjadi energi potensial (tekanan) di dalam diffuser.

2. Karakteristik 
Karakteristik kompresor sentrifugal secara umum sebagai berikut :
- Aliran discharge uniform.
- Kapasitas tersedia dari kecil sampai besar.
- Tekanan discharge dipengaruhi oleh density gas/udara.
- Mampu memberikan unjuk kerja pada efisiensi yang tinggi dengan beroperasi pada range tekanan dan kapasitas yang besar.

3. Bagian Utama Dan Fungsinya
Kompresor terdiri dari beberapa bagian yang fungsinya satu dengan yang lain saling berhubungan, diantaranya adalah :

3.1. Bagian Statis
1. Casing
Casing merupakan bagian paling luar kompresor yang berfungsi :
- Sebagai pelindung terhadap pengaruh mekanik dari luar.
- Sebagai pelindung dan penumpu/pendukung dari bagian-bagian yang bergerak.
- Sebagai tempat kedudukan nozel suction dan discharge serta bagian diam lainnya.
Berikut contoh gambar dari tipe radial split barrel dengan bentuk selongsong dan ditutup bagian depan-belakang (rear-front cover).

2. Inlet Wall
Inlet wall adalah diafram (dinding penyekat) yang dipasang pada sisi suction sebagai inlet channel dan berhubungan dengan inlet nozle.
Karena berfungsi sebagai saluran gas masuk pada stage pertama, maka meterialnya harus tahan terhadap abrasive dan erosi.

3. Guide Vane
Guide vane di tempatkan pada bagian depan eye impeller pertama pada bagian suction (inlet channel). Fungsi utama guide vane adalah mengarahkan aliran agar gas dapat masuk impeller dengan distribusi yang merata.

Konstruksi vane ada yang fixed dan ada yang dapat di atur (movable) posisi sudutnya dengan tujuan agar operasi kompresor dapat bervariasi dan dicapai effisiensi dan stabilitas yang tinggi.

4. Eye Seal
Eye seal ditempatkan di sekeliling bagian luar eye impeller dan di tumpu oleh inlet wall. Eye seal selalu berbentuk satu set ring logam yang mengelilingi wearing ring impeller (lihat gambar 4).

Berfungsi untuk mencegah aliran balik dari gas yang keluar dari discharge impeller (tekanan tinggi) kembali masuk ke sisi suction (tekanan rendah).

5. Diffuser 
Diffuser berfungsi untuk merubah energi kecepatan yang keluar dari discharge impeller menjadi energi potensial (dinamis).
Untuk multi stage dipasang diantara inter stage impeller.

6. Labirinth Seal
Labirinth seal digunakan untuk menyekat pada daerah :
- Shaft dan diafragma sebagai shaft seal.
- Casing dan shaft sebagai casing seal.

7. Return Bend
Return bend sering juga disebut crossover yang berfungsi membelokan arah aliran gas dari diffuser ke return channel untuk masuk pada stage/impeller berikutnya. Return bend di bentuk oleh susunan diafragma yang dipasang dalam casing.
Bentuk dan posisi dari return bend ditunjukan pada gambar 7.

8. Return Channel

Return channel adalah saluran yang berfungsi memberi arah aliran gas dari return bend masuk ke dalam impeller berikutnya. Return channel ada yang dilengkapi dengan fixed vane dengan tujuan memperkecil swirl (olakan aliran gas) pada saat masuk stage berikutnya sehingga dapat memperkecil vibrasi, lihat gambar 8.

9. Diafragma
Diafram adalah komponen bagian dalam kompresor yang berfungsi sebagai penyekat antar stage dan tempat kedudukan eye seal maupun inter stage seal.
Dengan pemasangan diafragma secara seri, akan terbentuk tiga bagian penting, yaitu diffuser, return bend, dan return channel. Diafragma ditempatkan didalam casing dengan hubungan tongue-groove sehingga mudah dibongkar pasang.

3.2. Bagian Dinamis

1. Shaft and Shaft Sleeve
Shaft atau poros transmisi digunakan untuk mendukung impeller dan meneruskan daya dari pengerak ke impeller. Untuk penempatan impeller pada shaft di gunakan pasak (key) dan pada multi stage, posisi pasak di buat selang-seling agar seimbang. 
Sedangkan jarak antar stage dari impeller di gunakan shaft sleeve, yang berfungsi sebagai pelindung shaft terhadap pengaruh korosi, erosi dan abrasi dari aliran dan sifat gas dan untuk penempatan shaft seal diantara stage impeller.

2. Impeller 
Impeller berfungsi untuk menaikan kecepatan gas dengan cara berputar, sehingga menimbulkan gaya. Hal ini menyebabkan gas masuk/mengalir dari inlet tip (eye impeller) ke discharge tip. Karena adanya perubahan jari-jari dari sumbu putar antara tip sudu masuk dengan tip sudu keluar maka terjadi kenaikan energi kecepatan.

 

3. Bantalan (Bearing)
Bearing adalah bagian internal kompresor yang berfungsi untuk mendukung beban radial dan aksial yang berputar dengan tujuan memperkecil gesekan dan mencegah kerusakan pada komponen lainnya.
Pada kompresor sentrifugal terdapat dua jenis bearing, yaitu :
1. Journal bearing
Digunakan untuk mendukung beban dengan arah radial (tegak lurus poros).
2. Thrust bearing
Digunakan untuk mendukung beban kearah aksial (sejajar poros).

4. Oil Film Seal
Oil film seal merupakan salah satu jenis seal yang digunakan dalam kompresor. Oil film seal terdiri dari satu atau dua seal ring.
Pada seal jenis ini diinjeksikan minyak (oil) sebagai penyekat/perapat (seal oil) antara kedua seal ring yang memiliki clearence sangat kecil terhadap shaft. Tekanan masuk seal oil dikontrol secara proporsional berdasarkan perbedaan tekanan sekitar 5 psi diatas tekanan internal gas dan perbedaan tekanan oil-gas selalu dipertahankan.

Sehubungan dengan kondisi operasi tidak selalu konstan, maka untuk mempertahankan perbedaan tekanan antar seal oil dan gas dapat sesuai dengan kondisi operasi, digunakan overhead tank.

 

Sistim overhead tank adalah memasang tanki penampung seal oil dengan ketinggian tertentu diatas kompresor dan level seal oil dalam tanki dikontrol melalui level control operated valve, kemudian tekanan gas stream dimasukan kedalam tanki melalui bagian atas (top) sehingga memberikan tekanan pada permukaan seal oil.

Dengan sistem overhead tank, maka head static seal oil secara otomatis dapat menyesuaikan dengan kondisi operasi kompresor, sehingga perbedaan tekanan oil-gas proses dapat dipertahankan konstan.

Gambar berikut menunjukan sistim overhead tank untuk seal oil pada oil film shaft seal with cylindrical bushing.

Perhitungan Unjuk Kerja Kompresor Sentrifugal...

Evaluasi Unjuk Kerja Kompresor Sentrifugal

Menyambung pembahasan kita pada teori perhitungan unjuk kerja kompresor sentrifugal, kali ini saya akan memberikan contoh perhitungan evaluasi unjuk kerja dimaksud.

Contoh ini diambil dari salah satu kertas kerja saya di salah satu perusahaan minyak di Indonesia pada penghujung tahun 2002. Sebut saja misalnya kita akan mengevaluasi sebuah kompresor dengan tag number 86 K 201. Dalam hal ini Kompresor 86 K 201 adalah kompresor sentrifugal dengan penggerak turbin uap yang berfungsi sebagai sarana untuk mensirkulasikan kembali (recycling) gas hidrogen yang diperlukan pada proses tatoray yang merupakan proses transalkylasi aromatik secara katalis di sebuah industry minyak.

Gas dari separator 86 V 201 (recycle gas) dikompresikan bertemu dengan feed hidrokarbon masuk ke reaktor R201 melalui combined feed exchanger E201 dan furnace F201. Kemurnian hidrogen di dalam recycle gas dijaga dengan make up hidrogen dari unit plat forming. Kegagalan aliran recycle gas ini dapat menyebabkan terhentinya proses pada unit ini. Diagram alir dari kompresor 86 K 201 dapat dilihat dalam gambar berikut.

Mengingat pentingnya fungsi kompresor 86 K 201, perlu dilakukan analisa dan monitoring yang terus menerus terhadap unjuk kerja kompresor tersebut.

Untuk mengevaluasi unjuk kerja kompresor, perlu diketahui data spesifikasi yang menunjukan karakteristik kompresor dimaksud serta data kondisi operasi yang menunjukan kemampuan kerja kompresor secara nyata.

1. Data Spesifikasi Kompresor 86 K 201

Manufacture  / model : Hitachi-Pignone / BCL 353
Tipe kompresor :  Centrifugal - multi stage double casing.
Kapasitas :  120883 Nm³/hr 
Service gas :  H2 – HC
Berat molekul :  6,7
Tekanan masuk :  32,6 kg/cm²abs.
Tekanan keluar :  38,5 kg/cm²abs.
Temperatur masuk :  38 0C
Kecepatan :  normal : 10.860 rpm     rated : 11.400 rpm
Tekanan casing maks. :  42 kg/cm²abs
Manufacture no. :  88P7120501
Tahun :  1989

2. Data Spesifikasi Penggerak

Jenis Penggerak    :  Turbin uap
Nomor seri        :  17947
Tipe            :  B4-R3
Rated Power/speed    :  1100 KW / 11.400 rpm 
Putaran kritis        :  1^st 5550 rpm  -  2^nd 31.700 rpm
Temperatur masuk    :  normal  330 ⁰C      maks.  370 ⁰C
Tekanan keluar    :  3 kg/cm² g
Tekanan masuk    :  normal  19 kg/cm² maks.  22 kg/cm²
Berat            :  4000 kg
Tahun             : 1989

3. Data Desain

Kapasitas            :  120.883  Nm³/hr
Aliran massa            :  602 kg/min
Kondisi masuk :
Tekanan            :  32,6 kg/cm²
Temperatur            :  38 0C
K=C_p/C_v :  1,378
Faktor Kompresibilitas (Z1)    : 1,015
Volume            :  73,82 kg/cm²
Kondisi Keluar :
Tekanan            :  38,5 kg/cm²
Temperatur            :  54,6 0C
K=C_p/C_v :  1,38
Faktor Kompresibilitas (Z2)    : 1,019
Rasio tekanan            :  1,181
Head politropik        :  6844  m
Efisiensi politropik        :  80,5 %
Daya                 :  875  KW
Putaran            :  10860 rpm

4. Data Kondisi Operasi 

Kapasitas        :  131.600 Nm³/hr
Temperatur masuk (T1)          :  37 ^oC = 558,6 ^oR
Tekanan masuk (P1)        :  28 kg/cm2g = 412,3 psia
Temperatur keluar (T2)          :  60 ^oC = 600 ^oR
Tekanan keluar (P2)        :  34,12 kg/cm²g = 499,2 psia
{tab=Perhitungan Kompresor}
5. Perhitungan Kompresor
5.1  Komposisi Gas  :

5.2  Komposisi Gas Propertis Partial

5.3 Perhitungan Gas Propertis Campuran.

Hasil perhitungan gas propertis campuran dapat dilihat dalam tabel 3.
Dimana dari perhitungan tersebut didapat harga gas propertis campuran sebagai berikut :
BM mix    =  6,74
Pc mix        =  299,45  psia
Tc mix        =  146,04  ^oR
Cp mix        =  7,77  BTU/lbm.mol. ^oR

5.4   Panas Jenis Spesifik dan Spesifik Gravity

a. Panas jenis spesifik 
Panas jenis spesifik (specifik heat ratio) dapat dicari dengan menggunakan persamaan :

dimana :
K    :  Panas jenis spesifik
Cp mix:  Panas spesifik pada tekanan konstan, kondisi campuran.

b.  Spesifik gravity

Sedangkan spesifik gravity dapat dicari dengan dua persamaan :

5.5  Mencari Faktor Kompresibilitas (Z)

a. Kondisi masuk.

Dari hubungan Pr1 dan Tr1 pada gambar 1 didapat harga Z1 = 1,015.

b. Kondisi keluar.

Dari hubungan Pr2 dan Tr2 pada gambar 1 didapat harga Z2  = 1,02.

Gambar 1 Faktor Kompresibilitas Chart

c. Kondisi rata-rata.

d. Mencari harga Cp.
Dapat digunakan persamaan :

5.6  Eksponen Politropik
Besarnya eksponen politropik (n) dapat dihitung dengan persamaan :

5.7 Menghitung Head
Karena head yang dihitung adalah head dalam kondisi aktual, maka persamaan yang digunakan menggunakan asumsi politropik, dengan rumus :

5.8  Efisiensi
Efisiensi adalah perbandingan antara kerja sesungguhnya dengan kerja desain (teoritis). Efisiensi politropik dapat diketahui dengan persamaan :

Hubungan antara harga head dan efisiensi politropik menunjukan head aktual politropik, hal ini dapat dilihat dari persamaan berikut :

{tab=Kapasitas Kompresor}

5.9 Kapasitas Kompresor

a. Konversi kapasitas desain.

b. Kapasitas operasi :

c. Dalam weight flow :

5.10  Daya Kompresor
a. Daya gas (aerodinamic)

b. Daya Kompresor
Daya kompresor merupakan perbandingan antara daya gas dengan efisiensi  mekanis. Di mana untuk kompresor sentrifugal kehilangan daya karena mekanis sekitar 3 %. Sehingga, daya kompresor menjadi :

b. Daya penggerak
Sedangkan daya penggerak adalah daya kompresor dibanding efisiensi transmisi. Dimana efisiensi transmisi menggunakan fleksibel kopling sekitar 98 %.Sehingga daya penggerak menjadi :

Dari hasil perhitungan di atas dapat diketahui parameter pokok yang paling berpengaruh yaitu :

Hasil tersebut dapat dianalisa sebagai berikut :
1. Kompresor beroperasi pada  kapasitas aktual.
2. Hal ini disebabkan oleh turunnya tekanan masuk sebesar :   dari tekanan masuk desain. Ini dapat dibuktikan dengan rumus :

Meskipun T1 naik, akan tetapi tidak terlalu signifikan (hanya 1 ^oC).

3. Naiknya kapasitas menyebabkan laju aliran massa ( ) naik, sehingga daya juga menjadi bertambah. Hal ini dapat dibuktikan dengan rumus :

Dimana daya kompresor naik sebesar :

4. Turunnya tekanan masuk menyebabkan naiknya nilai eksponen politropik, sesuai dengan rumus :

Hal ini menyebabkan : 
Naiknya head politropik sebesar :  
Turunnya efisiensi politropik sebesar :   

{tab=Unjuk Kerja mekanis}

6.  Unjuk Kerja mekanis

6.1  Data riwayat kerusakan (History record)

Berdasarkan data pada kartu riwayat menunjukan bahwa kompresor 86K201 dalam kondisi yang cukup bagus. Sejak dioperasikan pada tahun 1991, tidak ada kerusakan yang cukup berarti. Perbaikan hanya berkaitan dengan masalah penunjang kompresor dan turbin penggerak, seperti perbaikan pada kebocoran steam, pompa lube oil, oil filter dan pekerjaan kecil lainnya.

Overhaul biasanya dilakukan pada saat turn around yang dilakukan setiap 2 tahun. Pada saat itulah biasanya dilakukan pengukuran-pengukuran clearance, penggantian suku cadang maupun rekondisi aparat.

6.2    Data vibrasi

Vibrasi merupakan salah satu parameter yang dapat digunakan sebagai analisa terhadap unjuk kerja sebuah peralatan. Trend kenaikan vibrasi dapat dijadikan acuan untuk menentukan schedule perbaikan.

Kompresor 86K201 dilengkapi dengan detector vibrasi yang outputnya dapat dilihat di panel lokal maupun di ruang kontrol, sehingga setiap gejala yang timbul dari perubahan vibrasi dapat dimonitor setiap saat.

Spesifikasi detector vibrasinya adalah :

Tipe :  Non contact probe

Untuk radial :

Range skala    :  0 ~ 125 µm

Setting alarm    :  60 µm

Setting alarm    :  600 µm = 24 mils

Time delay    :  3 sec.

Untuk aksial    :

Range skala    :  1000 ~ 0 ~ 1000 µm

Setting alarm    :  600 µm = 24 mils

Time delay    :  3 sec.

Dari monitoring yang dilakukan setiap bulan (diluar daily monitoring) didapat data vibrasi seperti pada tabel 5.

Sedangkan trend vibrasi dinyatakan dalam grafik berikut :

6.3    Konsumsi Seal  Oil

Kompresor 86K201 menggunakan seal oil film menggunakan overhead tank. Dalam prosesnya terjadi losses dalam bentuk sour seal oil yang merupakan pencampuran antara seal oil dengan gas. Untuk mengevaluasi unjuk kerja seal oil dapat dikaji dari kapasitas seal oil yang di drain. Hal ini dapat dihitung dengan persamaan :

Basic Data for centrifugal Compressor by Dresser

Dimana :
Q    :  Sour seal oil drain consumption (lt/day/seal)
D    :  OD shaft  =  10,5 cm
S    :  Seal clearance = 0,03 cm
g    :  grafitasi = 980 cm/sec²
ΔP    :  Differential pressure S/O and gas = 0,5 kg/cm²
ν    :  Viskositas oil = 0,16 cm²/sec
γ    :   Berat jenis oil =0,87 gr/cm²
L    :  Axial length of floating ring = 1,9 cm

Maka :

Dimana data make up seal oil rata-rata perbulan 600 liter atau rata-rata per hari 20 liter / 2 seal (sebanding dengan hasil perhitungan). Dan untuk perhitungan desain sebesar 25 lt/day/seal. Sehingga kondisi seal oil assembly masih bagus.

6.4  Analisa Unjuk Kerja Mekanis

Berdasarkan analisa di atas dapat dinyatakan bahwa :

1. Kondisi mekanik kompresor masih cukup bagus, di mana tidak ada indikasi kerusakan yang cukup berarti setelah dioperasikan selama 11 tahun.
2. Data vibrasi menunjukan trend yang cukup baik, dimana baik posisi radial maupun aksial masih jauh dari range maksimum.
3. Kondisi sealing system masih cukup baik. Hal ini dapat dibuktikan dari perhitungan seal oil consumption yang juga merupakan indikator kebocoran seal oil, yaitu sebesar 8,6 lt/day/seal lebih kecil dari 25 lt/day/seal (maksimum estimate desain).

{tab=Simpulan dan Saran}

7.  Simpulan

Berdasarkan hasil perhitungan (data rekapitulasi) dan kondisi mekanik terhadap evaluasi unjuk kerja kompresor sentrifugal 86 K 201  dapat di simpulkan sebagai berikut :

• Kompresor beroperasi dengan tekanan lebih rendah dari desain sehingga kapasitas operasi lebih besar dari desain, menyebabkan efisiensi turun sebesar 6,5 % dan daya naik 6,8 %.
• Kondisi kompresor secara mekanik dalam kondisi baik, dimana selama 11 tahun operasi tidak mengalami gangguan yang berarti.
• Pelaksanaan pemeliharaan selama ini tidak terjadi penyimpangan dari schedule yang ditetapkan.

8. Saran

Untuk menjaga unjuk kerja kompresor dapat dipertahankan sehingga target operasi terpenuhi, disarankan agar :

1. Parameter yang berpengaruh terhadap unjuk kerja dikembalikan sesuai kondisi desain sehingga kompresor bekerja pada efisiensi terbaik. Hal yang dapat dilakukan antara lain menaikan tekanan gas masuk kompresor dengan mengatur tekanan make up fresh hidrogen dari Unit Platforming.
2. Meningkatkan preventive maintenance yang lebih baik dan terintegrasi serta penyediaan suku cadang pada bagian-bagian kompresor yang kritis.
3. Dilakukan pemeriksaan dan perawatan peralatan indikator seperti pressure gauge, temperature gauge, flow indicator, dan yang lainnya agar parameter-parameter yang ditunjukan oleh indikator tersebut benar-benar mempresentasikan kondisi kompresor yang sebenarnya, sehingga dapat menghindari kekeliruan dalam setiap tindakan operasi yang dilakukan.
4. Pemeriksaan berkala (over haul) yang telah dilakukan hingga saat ini agar tetap dilaksanakan secara konsisten pada masa-masa yang akan dating. Karena hasil pemeriksaan berkala yang telah dilakukan terbukti dapat mencegah kerusakan besar yang mungkin akan terjadi.

DAFTAR PUSTAKA

Frank L. Evans,Jr.  Equipment Design Hand book for Refineries and Chemical Plants, Gulf Publisthing Company, Texas,1979.

Lapina,Ronald P. Estimating Centrifugal Compresor Performance, Gulf Publisthing Company, Houston,Texas,1982.

Lyman F.Scheel, Gas Machinary,  Gulf Publisthing Company, Houston, Texas, 1972.