bab i + ii + iii
Post on 26-Dec-2015
66 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
1
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Adapun latar belakang dari pelaksanaan kerja praktik ini adalah :
1. Kenyataan di dunia kerja bahwa kemampuan intelektual yang diimbangi
dengan keterampilan dan pengalaman akan menghasilkan lulusan yang
berkualitas dan kompeten.
2. Kerja praktik memberikan gambaran nyata mengenai pengolahan minyak,
sehingga pengalaman di lapangan diharapkan mampu memperdalam
pemahaman.
3. Perkembangan dan kemajuan teknologi yang diterapkan di dunia industri,
khususnya pengolahan minyak, akakan memberikan informasi penerapan
teknologi kepada mahasiswa.
4. Kerja Praktik merupakan bagian dari kurikulum yang menjadi syarat
kelulusan mahasiswa.
5. Kerusakan Pompa 32P101A PT Pertamina (Persero) Refinery Unit IV
Cilacap yang merupakan mesin penunjang keberjalanan kilang yang dapat
menjadi masalah kritis bagi penulis.
1.2. Tujuan
Ada beberapa tujuan yang ingin dicapai dari pelaksanaan kerja praktik ini, antara
lain tujuan bagi mahasiswa, institusi pendidikan, dan bagi perusahaan tempat
mahasiswa melakukan kerja praktik.
a. Bagi Mahasiswa
1. Mencoba membandingkan teori dan pengetahuan tentang pompa
sentrifugal yang telah diperoleh dengan keyataan di lapangan.
2. Mencoba mencari penyelesaian suatu masalah dari praktik kerja lapangan.
3. Memperoleh pengalaman dan ilmu baru di dunia kerja yang tidak
diajarkan atau ditunjukkan di perkuliahan.
2
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
b. Bagi Jurusan Teknik Mesin ITB
1. Meningkatkan hubungan baik kerja sama dengan pelaku industri
khususnya PT. Pertamina (Persero), dimana dunia industri adalah salah
satu tujuan utama kelulusan Jurusan Teknik Mesin ITB.
2. Sebagai sarana untuk mengetahui kualitas pendidikan yang ada di Jurusan
Teknik Mesin ITB.
3. Untuk mengetahui kemampuan mahasiswanya dalam mengaplikasikan
ilmu yang didapat di bangku kuliah.
c. Bagi PT. Pertamina (Persero) RU IV Cilacap
1. Terjalin hubungan yang baik dengan pihak ITB terutama Jurusan Teknik
Mesin ITB sebagai pendidikan calon tenaga ahli bidang teknik yang
dibutuhkan perusahaan.
2. Sebagai sarana untuk mengetahui kualitas pendidikan yang ada di Jurusan
Teknik Mesin ITB.
3. Sebagai sarana untuk mengetahui kriteria tenaga kerja yang dibutuhkan
perusahaan.
1.3. Ruang Lingkup
Ruang lingkup dari kerja praktik ini :
1. Mengidentifikasi permasalahan pada Pompa 32P101A PT Pertamina
(Persero) Refinery Unit IV Cilacap.
2. Mempelajari fenomena Jammed antara Rotor dan Stator Pompa 32P101A PT
Pertamina (Persero) Refinery Unit IV Cilacap dan solusinya.
1.4. Metode Penelitian
Metode yang digunakan merupakan observasi lapangan dan wawancara para
pekerja Pertamina untuk mengetahui aplikasi secara langsung. Selain itu
dilakukan studi pustaka sebagai acuan untuk menganalisa terjadinya jamming
antara rotor dan stator pompa 32P101A PT Pertamina (Persero) Refinery Unit IV
Cilacap.
3
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
1.5. Waktu dan Tempat Kerja Praktik
Kerja praktik mulai dilaksanakan pada periode Mei-Juni 2014. Tempat
pelaksanaan kerja praktik di PT. Pertamina (Persero) RU IV Cilacap.
4
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
BAB II
GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN
2.1. Sejarah PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap
Minyak bumi merupakan salah satu sumber energi yang masih
digunakan, terutama untuk pembangkit tenaga listrik serta sebagai bahan bakar
berbagai jenis mesin. Pembangunan yang meningkat dengan pesat, menjadi
alasan meningkatnya kebutuhan akan minyak bumi. Untuk mengatasi hal
tersebut didirikanlah unit-unit proses pengolahan minyak bumi dengan
Pertamina sebagai perusahaan yang bertugas mengusahakan dan
mengembangkannya di Indonesia.
Berdasarkan UU No.19/1960 tentang pendirian Perusahaan Negara
dan UU No.44/1960 tentang Pertambangan Minyak dan Gas Bumi, maka pada
tahun 1961 dibentuk perusahaan negara sektor minyak dan gas bumi, yaitu PN
Pertamina dan PN Permina. Keduanya bergerak dalam usaha eksplorasi,
eksploitasi, pengolahan, dan pemasaran/distribusi. Pada tahun 1971, muncul
UU No.8/1971 yang menetapkan penggabungan kedua perusahaan tersebut
menjadi PN Pertamina, sebagai pengelola tunggal dalam pemenuhan
kebutuhan minyak dan gas bumi negara. Salah satu upaya Pertamina dalam
memenuhi kebutuhan minyak bumi yang semakin meningkat, maka pada
tahun 1974 dibangunlah kilang minyak yang dirancang untuk mengolah bahan
baku minyak mentah dari Timur Tengah, dengan tujuan selain untuk
mendapatkan produk BBM juga untuk mendapatkan bahan dasar minyak
pelumas dan aspal. Sesuai dengan amanat yang tertuang pada UU no. 22 tahun
2001 tentang Minyak dan Gas Bumi agar Pertamina dapat ikut serta dalam
kegiatan usaha hulu dan hilir, maka statusnya diubah menjadi Perusahaan
Perseroan dengan PP no 31 tahun 2003. Unit-unit pengolahan minyak dan gas
bumi yang dikelola oleh PT Pertamina (Persero) terbagi atas 7 lokasi yaitu:
1. RU I Pangkalan Brandan (Sumatra Utara), kapasitas 5.000 barrel/hari.
2. RU II Dumai dan Sungai Pakning (Riau), kapasitas 170.000 barrel/hari
3. RU III Plaju dan Sungai Gerong (Sumatra Selatan), kapasitas 132.500
barrel/hari.
5
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
4. RU IV Cilacap (Jawa Tengah), kapasitas 348.000 barrel/hari.
5. RU V Balikpapan (Kalimantan Timur), kapasitas 253.500 barrel/hari.
6. RU VI Balongan (jawa Barat), kapasitas 125.000 barrel/hari.
7. RU VII Kasim (Papua Barat), kapasitas 10.000 barrel/hari
Gambar 2.1 Peta Lokasi PT Pertamina (Persero)
(Sumber : PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap)
Pembangunan kilang minyak di Cilacap merupakan pembangunan
salah satu dari unit-unit pengolahan yang ada di Indonesia. PT Pertamina
(Persero) RU IV Cilacap merupakan Unit Operasi Direktorat Pengolahan yang
tebesar dan terlengkap hasil produksinya di Indonesia. PT Pertamina (Persero)
RU IV Cilacap merupakan salah satu dari tujuh jajaran unit pengolahan di
tanah air, yang memiliki kapasitas terbesar yakni 348.000 barrel/hari, dan
terlengkap fasilitasnya. Kilang ini bernilai strategis karena memasok 34%
kebutuhan BBM nasional atau 60% kebutuhan BBM di Pulau Jawa. Selain itu
kilang ini merupakan satu-satunya kilang di tanah air ini yang memproduksi
aspal dan base oil untuk kebutuhan pembangunan infrastruktur di tanah air.
Pembangunan kilang minyak di Cilacap dengan maksud untuk menghasilkan
produk BBM dan NBM untuk memenuhi kebutuhan minyak dalam negeri
yang semakin meningkat dan mengurangi suplai BBM dari luar negeri.
6
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
2.2. Visi, Misi, dan Logo PT Pertamina (Persero)
2.2.1. VISI
Menjadi perusahaan energi nasional kelas dunia.
2.2.2. MISI
Menjalankan usaha minyak, gas, serta energi baru yang terbarukan secara terintegrasi
berdasarkan prinsip-prinsip komersial yang kuat.
2.3. Visi dan Misi PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap
2.3.1. VISI
Menjadi kilang minyak yang unggul di Asia Tenggara dan kompetitif di
Asia pada tahun 2015.
2.3.2. MISI
Mengolah minyak bumi menjadi produk BBM dan NBM, dan petrokimia
untuk memberikan nilai tambah bagi perusahaan.
2.4. Deskripsi Kegiatan
PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap merupakan salah satu unit
operasi dari Direktorat Hilir Pertamina. Dalam kegiatannya membawahi
Kilang Minyak dan Kilang Paraxylene. Kilang Minyak Cilacap yang saat ini
memiliki kapasitas 348.000 barrel/hari dibangun dalam 2 tahap, yaitu pada
tahun 1974 dan 1981, sedangkan Kilang Paraxylene dibangun pada tahun
1990.
7
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
Gambar 2.2 Konfigurasi Kilang Minyak PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap
(Sumber : PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap)
Kilang utama disebut dengan Fuel Oil Complex (FOC) dan Kilang
Pelumas disebut dengan Lube Oil Complex (LOC). Bahan baku (minyak
mentah) diolah di FOC untuk menghasilkan bahan bakar minyak (BBM)
sebagai produk utama dan Long Residue sebagai bahan baku untuk LOC untuk
diolah dan menghasilkan bahan dasar minyak pelumas (Lube Oil Base
Stock/LOBS) dan asphalt component.
8
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
Tabel 2.1 Proses-Proses Utama Kilang PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap
(Sumber : PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap)
2.4.1. Kilang Minyak I
Kilang ini dibangun pada tahun 1974 dengan kapasitas awal 100.000
barrel/hari. Kilang ini beroperasi sejak 24 Agustus 1974 setelah diresmikan
oleh Presiden RI Soeharto. Kemudian karena adanya peningkatan kebutuhan
konsumen maka pada tahun 1996 kapasitasnya ditingkatkan melalui
Debottlenecking Project menjadi 118.000 barrel/hari. Kilang ini dirancang
untuk mengolah bahan baku minyak mentah dari Timur Tengah dengan
maksud selain mendapatkan produk BBM sekaligus untuk mendapatkan
produk NBM yaitu bahan dasar minyak pelumas (Lube Oil Base) dan aspal
yang sangat dibutuhkan di dalam negeri. Pilihan mengolah minyak dari Timur
Tengah dikarenakan karakter minyak dalam negeri tidak bisa menghasilkan
bahan dasar pelumas dan aspal. Dalam perkembangan selanjutnya, kilang ini
9
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
tidak hanya mengolah Arabian Light Crude (ALC) tetapi juga Iranian Light
Crude (ILC) dan Basrah Light Crude (BLC). Kilang Minyak I PT Pertamina
(Persero) RU IV Cilacap meliputi :
a. Fuel Oil Complex (FOC I), untuk memproduksi BBM (Premium, Kerosene,
ADI/IDO, dan IFO).
b. Lube Oil Complex (LOC I), menghasilkan produk Non BBM (LPG, Base
Oil, Minarex, Slack Wax, Parafinic, dan aspal)
c. Utilities Complex (UTL), menyediakan semua kebutuhan utilities dari unit-
unit proses seperti steam, listrik, angin instrumen, air pendingin serta fuel
system.
d. Offsite Facilities
Gambar 2.3 Blok Diagram FOC I dan LOC.
(Sumber : PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap)
Unit - unit proses pada FOC I :
1. Unit 11 (Crude Distilling Unit/CDU)
2. Unit 12 (Naphta Hydrotreater)
3. Unit 13 (Hydrodesulphurization)
4. Unit 14 (Platformer)
5. Unit 15 (Propane Manufacturing)
10
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
6. Unit 16 (Kerosene Merox Treater)
7. Unit 17 (Sour Water Stripper)
Unit – unit proses pada LOC I :
1. Unit 21 (High Vacuum Unit)
2. Unit 22 (Prophane Deasphalting Unit)
3. Unit 23 (Furfural Extraction Unit)
4. Unit 24 (Methyl Ethyl Keton Dewaxing)
2.4.2. Kilang Minyak II
Kilang ini dibangun pada tahun 1981 dengan pertimbangan untuk
dapat memenuhi kebutuhan BBM dalam negeri yang terus meningkat. Kilang
yang mulai beroperasi 4 Agustus 1983 setelah diresmikan Presiden RI,
memiliki kapasitas awal 200.000 barrel/hari. Kemudian mengingat laju
peningkatan kebutuhan BBM di tanah air, kapasitasnya juga ditingkatkan
menjadi 238.000 barrel/hari. Kilang ini mengolah minyak “cocktail” yaitu
minyak campuran, tidak saja dari dalam negeri juga diimpor dari luar negeri.
Minyak mentah dalam negeri yang memiliki kadar sulfur lebih rendah
dari pada Arabian Light Crude (ALC) Minyak mentah ini merupakan
campuran dengan komposisi 80% arjuna crude dan 20% attaka crude yang
pada perkembangan selanjutnya menggunakan crude oil lain dengan
komposisi yang menyerupai rancangan awal. Perluasan kilang dirancang oleh
Universal Oil Product (UOP) untuk fuel oil complex, Shell International
Petroleum Maatschappij (SIPM) untuk lube oil complex dan Fluor Eastern
Inc untuk offsite facilities. Sedangkan kontraktor utamanya adalah Fluor
Eastern Inc. dengan sub kontraktor diutamakan perusahaan nasional
Indonesia. Berdasarkan pertimbangan adanya bahan baku naphta dan sarana
pendukung seperti tangki, dermaga dan utilities maka pada tahun 1988
dibangunlah Kilang Paraxylene Complex (KPC) guna memenuhi kebutuhan
bahan baku kilang PTA (Purified Terephtalic Acid) di Plaju, sekaligus sebagai
usaha meningkatkan nilai tambah produk kilang BBM.
Unit – unit proses pada FOC II :
1. Unit 013 (AH Unibon)
11
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
2. Unit 014 (Platforming Unit)
3. Unit 015 (LPG Recovery)
4. Unit 016 (Naphta Merox Treater)
5. Unit 017 (Sour Water Stripper)
6. Unit 018 (Thermal Distillate Hydrotreater)
7. Unit 019 (Visbreaker)
Unit – unit proses pada LOC II :
1. Unit 021 (High Vacuum Unit)
2. Unit 022 (Prophane Deasphalting)
3. Unit 023 (Furfural Extraction Unit)
4. Unit 024 (MEK Dewaxing Unit)
Gambar 2.4 Blok Diagram FOC II
(Sumber : PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap)
2.4.3. Kilang Paraxylene Complex (KPC)
Kilang Paraxylene Complex dibangun tahun 1988 dan beroperasi
setelah diresmikan Presiden RI tanggal 20 Desember 1990. Kilang ini
12
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
menghasilkan produk NBM dan Petrokimia. Pertimbangan pembangunan
kilang ini didasarkan atas :
a. Tersedianya bahan baku Naptha yang cukup dari Kilang Minyak II
Cilacap.
b. Adanya sarana pendukung berupa dermaga tangki dan utilitas.
c. Disamping terbukanya peluang pasar baik di dalam maupun di luar negeri.
Kapasitas produksi KPC adalah 590.000 ton/tahun. Naptha yang
kemudian diolah menjadi paraxylene 270.000 ton, LPG 17.000 ton, raffnate
92.000 ton, heavy aromat 10.000 ton, fuel gas/excess 81.000 ton/tahun. Produk
paraxylene sebagian digunakan untuk memenuhi kebutuhan bahan baku ke
pusat aromatic Plaju dan sebagian lagi untuk diekspor. Sedangkan produk
benzene keseluruhannya diekspor dan produk yang lain digunakan untuk
keperluan dalam negeri dan keperluan sendiri.
Kilang Paraxylene terdiri dari unit – unit proses sebagai berikut :
1. Unit 82 (Naphta Hydrotreating Unit)
2. Unit 84 (CCR Platformer)
3. Unit 87 (Xylene Fractionatio)
4. Unit 86 (Tatora)
5. Unit 88 (Paraxylene Extractination)
Gambar 2.5 Blok Diagram Kilang Paraxylene
(Sumber : PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap)
13
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
2.4.4. Kilang Sulphur Recovery Unit
Kilang ini dibangun pada tanggal 27 Februari 2002 bertujuan untuk
mendukung komitmen perusahaan terhdap lingkungan serta untuk memenuhi
peraturan UU No.23 tahun 1997 mengenai pengelolaan lingkungan hidup
dengan proyek langit biru. Kilang ini dibangun ditanah dengan luas area
proyek 24.200 m2, terdiri dari unit proses dan fasilitas penunjang. Proyek ini
dapat mengurang emisi gas dari kilang RU IV Cilacap, khususnya H2S dapat
direduksi menjadi sulfur sehingga emisi yang dibuang ke udara akan lebih
ramah terhadap lingkungan. Dibangunnya kilang SRU dapat meningkatkan off
gas sebagai refinery fuel gas maupun flare gas sehingga dapat dijadikan bahan
baku LPG dan naphta (condensate) selain menghasilakn sulfur cair.
Gambar 2.6 Blok Diagram Kilang Sulphur Recovery Unit
(Sumber : PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap)
2.4.5. Proyek Debottlenecking Cilacap
Proyek Debottlenecking Cilacap (DPC) untuk peningkatan kapasitas
operasional PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap telah berhasil dilaksanakan
dengan modernisasi instrumentasi kilang yang meliputi unit pada FOC I, FOC
II, Utilities I, Utilities II, LOC I, dan LOC II. Modernisasi instrumentasi
14
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
tersebut juga ditambah beroperasinya Utilities IIA yang dihubungkan dengan
Utilities I dan Utilities II serta beroperasinya LOC III, maka secara otomatis
meningkatkan kapasitas operasional PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap.
Proyek peningkatan kapasitas kilang minyak secara keseluruhan
termasuk kilang Paraxylene dan pembuatan sarana pengolahan pelumas baru
(LOC III) dimulai tahun 1995 dan selesai Maret 1999. Proyek ini bertujuan
untuk mengingkatkan kapasitas pengolahan FOC I dari 100.000 barel/hari
menjadi 118.000 barel/hari. FOC II dari 200.000 barel/hari menjadi 230.000
barel/hari. Kapasitas LOC I dan LOC II dari 225.000 ton/tahun menjadi
286.800 ton/tahun. Unit baru LOC III dapat memproduksi 141.200 ton/tahun
lube base untuk semua grade. Total kapasitas kilang BBM naik dari 300.000
barel/hari menjadi 348.000 barel/hari, produksi bahan baku minyak pelumas
(lube base oil) naik dari 255.000 ton/tahun menjadi 428.000 ton/tahun atau
sebesar 69%, sedangkan produksi aspal naik dari 512.000 ton/tahun menjadi
720.000 ton/tahun atau sebesar 40,63%.
Pendanaan Debottlenecking Cilacap Project (DPC) berasal dari
pinjaman dari 29 bank dunia yang dikoordinir oleh CITICORP dengan
penjamin US Exim Bank. Dana yang dipinjam sebesar US$ 633 juta dengan
pola Tyrustee Borrowing Scheme. Sedangkan sistem penyediaan dananya
adalah “Non Recourse Financing” artinya pengembalian pinjaman berasal
dari hasil penjualan produk yang dihasilkan oleh proyek sehingga dana
pinjaman tersebut tidak membebani anggaran Pemerintah maupun cash flow
PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap.
Tenaga kerja tambahan untuk Debottlenecking Cilacap Project (DPC)
sebagian besar diambil dari tenaga lokal, dimana pada puncak penyelesaian
proyek mencapai sekitar 3000 orang yang terdiri dari tenaga kerja lokal,
nasional dan asing. Area untuk pembangunan Lube Oil Complex III seluas 6,8
hektar dengan perincian 4,3 hektar untuk pembangunan kilang LOC III dan
2,5 hektar untuk pembangunan tangki produk. Area ini diambil dari sisa area
rencana perluasan pabrik. Fasilitas untuk melindungi lingkungan dari
pencemaran pun ditambah dengan modifikasi peralatan yang ada, serta
penambahan peralatan baru.
15
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
2.4.6. Sarana Penunjang
Sarana-sarana penunjang dalam mendukung kelancaran dari operasi
kilang, baik kilang yang memproduksi BBM, Non BBM maupun Paraxylene
antara lain :
1. Utilities
Utilities merupakan jantung operasional industri, yang menyediakan
tenaga linstrik, uap, dan air untuk kebutuhan industri itu sendiri maupun
perkantoran, perumahan, rumah sakit, dan fasilitas lainnya.
Untuk PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap kapasitasnya sebagai berikut:
a. Generator (pembangkit tenaga listrik) : 102 MW
b. Boiler : 730 ton / jam
c. Sea Water Desalination (Desalinasi Air Laut) : 450 ton / jam
2. Oil Movement
Oil Movements pada awalnya bernama terminal dan merupakan bagian
dari proses pengilangan minyak yang ada di RU IV Cilacap. Bagian ini
bertanggung jawab dalam menangani pergerakan minyak baik kedalam
maupun keluar kilang terlebih dengan kondisi kilang yang memiliki kapasitas
pengolahan 348.000 barrel/hari crude oil. Tugas dan tanggung jawab bagian
ini antara lain:
Menerima crude oil dan menyalurkannya ke unit FOC I dan FOC II
Menerima stream dari unit FOC I dan FOC II
Menyiapkan feed untuk secondary processing
Menerima stream dari secondary/tertiaery processing
Menyalurkan produksi dari kilang ke tangki penampungan
Melaksanakan blending produk menjadi finish product
Loading/transfer minyak ke kapal, Perbekalan Dalam Negeri
(PDN), dan Own Use
Untuk menunjang pelaksanaan tugas dan tanggung jawab tersebut,
tersedia fasilitas dan peralatan operasi antara lain :
Pipa-pipa, untuk penyaluran pergerakan minyak
Tangki-tangki, untuk penampungan crude, produk dan slops
Dermaga, untuk bongkar/muat crude oil, BBM dan NBM
16
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
3. Laboratorium
Laboratorium yang telah mendapatkan sertifikat spesifikasi SNI 19-
17025 berfungsi sebagai pengontrol spesifikasi dan kualitas bahan baku serta
produk antara maupun produk akhir. Keberadaan fasilitas ini sangat
menentukan keberhasilan perusahaan, terlebih pada era perdagangan bebas.
Oleh karena itu, laboratorium yang diperlengkapi dengan fasilitas penelitian
dan pengembangan sehingga produk yang dihasilkan senantiasa terjaga
kualitasnya agar tetap mampu bersaing di pasaran.
4. Bengkel Pemeliharaan
Sudah merupakan suatu kelengkapan bahwa setiap ada perlengkapan
tentu harus ada sarana pemeliharaan untuk menjaga kehandalan kilang. Oleh
karena itu, di PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap, fasilitas bengkel
dilengkapi dengan peralatan untuk melakukan perawatan permesinan dan lain-
lain. Fungsi bengkel di PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap tidak hanya
sebagai perbaikan peralatan, tetapi juga sebagai sarana pembuatan suku
cadang pengganti yang diperlukan. Di samping itu melayani perbaikan dan
pemeliharaan sarana permesinan bagi industri lainnya.
5. Pelabuhan Khusus
Bahan baku minyak mentah PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap
seluruhnya didatangkan melalui fasilitas kapal tanker. Hasil produksinya
dijual tidak hanya melalui fasilitas perpipaan, mobil tanki, tanki kereta api,
tetapi juga melalui kapal sehingga diperlukan fasilitas pelabuhan yang
memadai. Pada saat ini PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap memiliki
fasilitas pelabuhan dengan kapasitas 250.000 DWT yang terdiri dari pelabuhan
untuk bongkar minyak mentah dan membuat produk-produk kilang untuk
tujuan domestik maupun manca negara lainnya.
6. Tangki Penimbun
Tangki-tangki dibangun untuk menampung bahan baku minyak
mentah, produk antara, produk akhir maupun untuk menampung air bersih.
Semua ini untuk keperluan operasional. Jenis-jenis tangki yang dipakai :
a. Floating roof, untuk menyimpan minyak ringan dan mentah.
17
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
b. Fixed dome roof, untuk menyimpan minyak yang mempunyai flash point
kurang dari 160˚F.
c. Fixed cone roof, untuk menyimpan minyak yang mempunyai flash point
lebih dari 160˚F.
d. Bola, untuk menyimpan gas terutama LPG.
7. Sistem Informasi dan Komunikasi
Mendukung kelancaran operasional kilang, sistem informasi, dan
komunikasi, PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap dilengkapi dengan
komputer main frame, maupun fasilitas PC untuk mendukung tugas
perkantoran. Diinstalasi kilang telah dilakukan otomatisasi dengan melengkapi
system komputerisasi seperti OCS, MySAP, dan lain-lain. Sesuai dengan
perkembangan dunia komunikasi, telah dikembangkan pula sarana komunikasi
melalui email, internet, dan intranet. Untuk mempermudah komunikasi
dipasang sarana radio, Public Automatic Branch Exchange (PABX), dan
peralatan elektronika lainnya.
2.4.7. Health, Safety and Environment (HSE)
Merupakan unit yang bertugas menjaga keselamatan dan kesehatan
karyawan dalam bidang Health, Safety and Environment (HSE). Bidang HSE
bertanggung jawab langsung kepada General Manager PT Pertamina
(Persero) RU IV Cilacap. Hal ini menunjukkan komitmen PT Pertamina
(Persero) RU IV Cilacap dalam melindungi keselamatan dan kesehatan
karyawan. HSE memiliki 4 tugas dan fungsi utama, yaitu :
a. Sebagai advisor body dalam upaya pencegahan kecelakaan kerja,
kebakaran/peledakan dan pencemaran lingkungan.
b. Melaksanakan penanggulangan kecelakaan kerja, kebakaran/peledakan dan
pencemaran lingkungan.
c. Melakukan pembinaan aspek HSE kepada pekerja maupun mitra kerja
(pihak ketiga) untuk meningkatkan safety awareness melalui
kursus/pelatihan, safety talk, operation task, dsb.
18
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
d. Kesiapsiagaan sarana dan prasarana serta personil untuk menunjang
pelaksanaan pencegahan dan penanggulangan kecelakaan kerja,
kebakaran/ledakan dan pencemaran lingkungan.
Dalam melaksanakan tugasnya, bidang HSE dibagi menjadi 3 (tiga)
bagian, yaitu bagian Fire Insurance/Penanggulangan Kebakaran,
Safety/Keselamatan dan Kesehatan Kerja, dan Environment/Lindungan
Lingkungan. Masing-masing bagian dipimpin oleh Section Head.
1. Fire Insurance/Penanggulangan Kebakaran
Fungsi unit penanggulangan kebakaran adalah
mengkoordinasikan, mengawasi, mengevaluasi serta memimpin kegiatan
pencegahan dan penanggulangan resiko serta tertib administrasi secara
efektif dan efisien sesuai standar kualitas yang ditetapkan untuk
mendukung keamanan dan kehandalan operasi kilang. Tugas dan fungsi
Fire Insurance adalah :
a. Mencegah dan menanggulangi kebakaran/peledakan sekitar daerah
operasi PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap.
b. Meningkatkan kehandalan sarana untuk penanggulangan kebakaran.
c. Meningkatkan kesiapsiagaan sarana untuk penanggulangan kebakaran.
d. Menyelidiki (fire investigation) setiap kasus terjadinya kebakaran.
e. Melaksanakan risk survey dan kegiatan pemantauan terhadap
rekomendasi asuransi.
f. Melakukan fire inspection secara rutin dan berkala terhadap sumber
bahaya yang berpotensi terhadap resiko kebakaran.
Sarana-sarana yang dimiliki unit fire meliputi :
a. Peralatan :
Foam tender
Frush tender
Foam trailer monitor
Pemadam King System
Fire jeep
19
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
Dry power truck
Fire truck
b. Media pemadam :
Dry powder
Foam yang terdiri dari Al2SO4 dan NaHCO
Hallon (BTM dan BCF)
2. Safety/Keselamatan dan Kesehatan Kerja
Fungsi bagian ini adalah merencanakan, mengatur, menganalisa
dan mengkoordinasikan pelaksanaan kegiatan kecelakaan dan penyakit
akibat kerja guna tercapainya kondisi kerja yang sama, sesuai norma
kesehatan untuk meminimalkan kerugian perusahaan. Adapun tugas dan
fungsi Safety adalah :
a. Mencegah dan menanggulangi kecelakaan dan penyakit akibat kerja.
b. Meningkatkan kehandalan sarana dan prasarana untuk pencegahan dan
penanggulangan kecelakaan kerja.
c. Meningkatkan kesiapsiagaan personil dalam menghadapi setiap potensi
terjadinya kebakaran.
d. Menyelidiki (accident investigation) setiap kasus terjadinya kecelakaan.
e. Melaksanakan pengawasan terhadap cara kerja aman melalui ijin kerja,
inspeksi KK, gas test, dsb.
f. Memantau dan mengukur kualitas lingkungan kerja.
g. Menangani hazard, yang mencakup bahaya fisik, kimia, biologi,
ergonomis.
h. Menyediakan dan mendistribusikan alat-alat pelindung diri (APD)
i. Melaksanakan pembinaan aspek HSE, safety talk, safety meeting, dsb.
j. Menerapkan Manajemen Keselamatan Proses (MKP) dan Sistem
Manajemen Kesehatan Kerja (SMKK).
Kegiatan-kegiatan yang dilakukan oleh bagian Safety, yaitu :
a. Melaksanakan inspeksi aspek keselamatan kerja di seluruh area kilang
baik aspek terhadap keselamatan manusia maupun peralatan.
20
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
b. Mengembangkan program keselamatan kerja melalui program yang
terkait dengan kegiatan proses.
c. Melaksanakan pemantauan-pemantauan terhadap penyakit akibat kerja.
d. mengembangkan program kesehatan kerja melalui Sistem Manajemen
Kesehatan Kerja (SMKK).
e. Melaksanakan penyuluhan, safety talk, safety meeting baik terhadap
pekerja maupun kontraktor.
f. Menyediakan sarana keselamatan kerja.
g. Melaksanakan pelatihan aspek KKK bagi seluruh pekerja.
h. Melengkapi sarana promosi KKK seperti safety campaign, safety sign,
tanda-tanda peringatan, tanda-tanda larangan, dan lain-lain.
i. Menangani seluruh kegiatan perasuransian.
Dalam melaksanakan tugasnya, bagian Safety dibagi menjadi :
Occupational Health/Kesehatan Lingkungan Kerja, Pemenuhan Regulasi
dan Kesisteman KK, dan Safety Inspector.
a. Occupational Health/Kesehatan Lingkungan Kerja: berfungsi untuk
mencegah timbulnya cedera dan penyakit akibat kerja melalui usaha-
usaha mengantisipasi, rekognisi, evaluasi dan pengendalian bahaya di
lingkungan kerja serta menciptakan kondisi tempat dan lingkungan
kerja yang sehat, aman, nyaman, serta memberikan keuntungan kepada
perusahaan dan pekerja guna meningkatkan derajat kesehatan/moral
pekerja dan produktivitas pekerja.
b. Unit pemenuhan regulasi dan kesisteman KK : bertugas merencanakan,
mengatur, menganalisa, dan mengkoordinasikan pelaksanaan kegiatan
pencegahan kecelakaan dan penyakit akibat kerja disesuaikan dengan
standar yang berlaku. Adapun standar yang berlaku mengacu pada
Sistem Manajemen Terpadu (SMT) Pertamina yang terintegrasi dengan
standar internasional. Standar tersebut meliputi Sistem Manajemen
Lingkungan (ISO 14001), Standar Mutu (ISO 9001) dan Sistem
Manajemen Keselamatan dan Kesehatan Kerja (OHSAS 18001:2007).
21
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
c. Safety Inspector : bertugas melakukan inspeksi langsung pekerjaan di
lapangan, memberikan peringatan kepada pekerja yang tidak mematuhi
standar K3, melakukan monitoring bahaya secara periodik, serta
memberikan pengarahan kepada setiap pekerjaan di lapangan. Safety
Inspector berjumlah 5 (lima) orang, bertanggung jawab sesuai area
kerjanya. Setiap satu orang Safety Inspector dibantu oleh seorang safety
man.
3. Environment/Lindungan Lingkungan
Fungsi bagian ini adalah untuk mengkoordinasikan, mengawasi,
dan memimpin kegiatan operasional, meliputi pemantauan/pengelolaan
lingkungan, B3, kegiatan house keeping dan pertamanan/penghijauan
untuk menunjang tercapainya lingkungan kerja yang bersih, aman,
nyaman, serta meminimalkan dampak lingkungan akibat operasional
kilang guna mematuhi ketentuan/standar yang telah diterapkan pemerintah.
PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap merupakan salah satu pelopor
Green Factory di Indonesia, hal ini ditunjukkan dengan diperolehnya
sertifikasi ISO 14001 yang mengedepankan Sistem Manajemen
Lingkungan. Upaya yang dilakukan adalah dengan menyediakan sarana
lindungan lingkungan antara lain :
a. Sour water stripper
b. Merupakan sarana untuk memindahkan gas-gas beracun dari air bekas
proses sebelum dibuang ke laut.
c. Corrugated Plate Interceptor
d. Merupakan sarana untuk mengurangi dan memisahkan minyak yang
terbawa dalam air buangan.
e. Holding Basin dan Waste Water Treatment (WWT)
f. Merupakan sarana mengembalikan atau memperbaiki kualitas air
buangan, terutama mengembalikan kandungan oksigen dan
menghilangkan kandungan minyak untuk mengurangi kadar minyak
dalam air buangan.
22
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
g. Stack/cerobong asap yang tinggi untuk mengurangi pencemaran udara
sekitar.
h. Silencer yaitu sarana untuk mengurangi kemungkinan pencemaran air
buangan.
i. Groyne yaitu sarana pelindung pantai dari kikisan gelombang laut.
2.5. Lokasi dan Tata Letak Kilang
2.5.1. Lokasi Kilang
Lokasi kilang merupakan hal penting yang akan menentukan kelancaran
perusahaan dalam menjalankan operasinya. Demikian halnya dalam menentukan
lokasi kilang, hal-hal yang menjadi pertimbangan meliputi biaya produksi, biaya
operasi, dampak sosial, kebutuhan bahan bakar minyak, sarana, studi lingkungan dan
letak geografis.
Gambar 2.7 Peta Lokasi Kilang PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap.
(Sumber : PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap)
Pertamina UP IV Cilacap terletak di desa Lomanis, Kecamatan
Cilacap Tengah, Kabupaten Cilacap, Jawa tengah. Beberapa
pertimbangan dipilihnya Cilacap sebagai lokasi kilang adalah :
23
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
1. Studi kebutuhan BBM menunjukkan bahwa konsumen terbesar adalah
penduduk pulau Jawa.
2. Daerah Cilacap dan sekitarnya telah direncanakan oleh pemerintah
sebagai pusat pengembangan produksi untuk wilayah Jawa bagian
selatan .
3. Terdapat jaringan pipa Maos – Jogjakarta dan Cilacap – Padalarang
sehingga penyaluran produksi bahan bakar minyak menjadi lebih mudah.
4. Tersedianya sarana pelabuhan alami yang sangat ideal karena lautnya
cukup dalam dan tenang karena terlindung pulau Nusakambangan.
2.5.2. Tata Letak Kilang
Tata letak kilang minyak Cilacap beserta sarana pendukung :
Gambar 2.8 Peta Tata Letak Kilang PT Pertamina (Persero) RU IV Ciacap
(Sumber : PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap)
24
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
Tata letak kilang minyak Cilacap beserta sarana pendukung yang ada
adalah sebagai berikut :
1. Areal Kilang Minyak dan kantor 203,19 ha
2. Areal terminal dan Pelabuhan 50,97 ha
3. Areal Pipa Track dan Jalur Jalan 12,77 ha
5. Areal Perumahan dan Sarananya 100,80 ha
6. Areal Rumah Sakit dan Lingkungannya 10,27 ha
7. Areal lapangan Terbang 70 ha
4. Areal Paraxylene 9 ha
5. Sarana Olah Raga / rekreasi 69,71 ha
Total 526,71 ha
2.6. Produksi Kilang PT Pertamina (Persero) UP IV Cilacap
Tabel 2.2 Produksi FOC I PT PERTAMINA (Persero) RU IV Cilacap
(Sumber : PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap)
25
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
Tabel 2.3 Produksi FOC II PT PERTAMINA (Persero) RU IV Cilacap
(Sumber : PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap)
Tabel 2.4 Produksi LOC I, II, & III PT. PERTAMINA (Persero) RU IV Cilacap
Sumber : PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap
26
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
Tabel 2.5 Produksi Kilang Paraxylene PT. PERTAMINA (Persero) RU IV Cilacap
Sumber : PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap
2.7. Sistem Organisasi dan Manajemen
2.7.1. Sistem Manajemen dan Pengawasan
Pertamina dikelola oleh suatu Dewan Direksi Perusahaan dan
diawasi oleh suatu Dewan Komisaris Pemerintah untuk Pertamina
(DKPP). Pelaksanaan kegiatan Pertamina diawasi oleh seperangkat
pengawas yaitu lembaga negara, pemerintah maupun dari unsur intern
Pertamina sendiri. Dari segi organisasi, Pertamina dipimpin oleh seorang
Direktur Utama yang membawahi lima orang Direktur, yaitu :
1. Direktur Hulu
2. Direktur Pengolahan
3. Direktur Pemasaran dan Niaga
4. Direktur Keuangan
5. Direktur Umum dan SDM
Selain membawahi lima orang direktur, Direktur Utama juga
membawahi Kepala Internal Audit dan Kepala Jasa Korporat.
Direktur Hulu membawahi Deputi Direktur bidang Hulu,
sedangkan Direktur Hilir membawahi Deputi Direktur bidang
Pengolahan, Deputi Direktur bidang Pemasaran dan Niaga, dan Deputi
Direktur bidang Perkapalan.
27
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
2.7.2. Sistem Organisasi dan Kepegawaian
Direktur Pengolahan PT Pertamina (Persero) membawahi unit-
unit pengolahan yang ada di Indonesia. Kegiatan utama operasi kilang di
PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap adalah :
a. Kilang Minyak ( BBM dan Non BBM )
b. Kilang Petrokimia
PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap dipimpin oleh seorang
General Manager yang membawahi :
a. Senior Manager Operation & Manufacturing
b. Manager Engineering & development
c. Manager Reliability
d. Manager Refinery Planning & Optimization
e. Manager General Affairs
f. Manager Procurement
g. Manager Health, Safety, and Environmental
h. Manager Production I
i. Manager Production II
j. Manager Maintenance Planning & Support
k. Manager Maintenance & Execution
l. Direktur RSPC
Sedangkan Senior Manager Operation & Manufacturing dalam
melakukan tugas dan kegiatannya membawahi :
a. Manager Production I
b. Manager Production II
c. Manager Reliability
d. Laboratorium Section Head
e. Shift Superintendent
28
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
2.7.3. Struktur Organisasi PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap
Gambar 2.9 Struktur Organisasi PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap.
(Sumber : PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap)
29
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
2.8. Rotating Equipment Inspection Engineer
2.8.1. Struktur Organisasi Rotating Equipment Inspection Engineer
Gambar 2.10 Struktur Organisasi Rotating Equipment Inspection Engineer
(Sumber : PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap)
2.8.2. Deskripsi Tugas Rotating Equipment Inspection Engineer
Lead of Rotating Equipment Inspection Engineer
Fungsi: Memimpin mengkoordinir dan mengelola kegiatan
inspeksi peralatan rotating yang meliputi perencanaan dan pelaksanaan
pemeriksaan, pengujian, analisa hasil pemeriksaan, pembuatan
rekomendasi hasil pemeriksaan, analisa kegagalan tidak berulang yang
bersifat problem solving, penyusunan paket preventive maintenance
meliputi pembuatan equipment preventive maintenance task list dan
jadwal preventive maintenance; penyusunan dan pelaksanaan quality
plan, quality control plan; quality acceptance; update notifikasi dan
memberikan rekomendasi dalam program MySAP; memberikan usulan
rencana kerja pemeliharaan untuk tahun berikutnya berdasarkan hasil
pemeriksaan/pemantauan kondisi, analisa pelaksanaan preventive
maintenance dan hasil temuan dari pelaksanaan condition monitoring
peralatan rotating sehingga tercapai kondisi peralatan rotating yang
30
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
aman untuk dioperasikan dan sesuai standar/kode, peraturan pemerintah
dan STK yang berlaku sehingga tercapai target produksi yang
direncanakan dalam mendukung visi dan misi perusahaan.
Rotating Equipment Inspection Senior Engineer
Fungsi: Mengkoordinir dan mengelola kegiatan inspeksi
peralatan rotating yang meliputi perencanaan dan pelaksanaan,
pengujian, analisa hasil pemeriksaan pembuatan rekomendasi hasil
pemeriksaan; analisa kegagalan tidak berulang yang bersifat problem
solving; penyusunan paket preventive maintenance meliputi penyusunan
equipment preventive maintenance task list dan jadwal preventive
maintenance, penyusunan dan pelaksanaan kegiatan quality plan,
quality control plan, quality acceptance; melakukan update notifikasi
dan memberikan rekomendasi dalam program MySAP; memberikan
usulan rencana kerja pemeliharaan untuk tahun berikutnya berdasarkan
hasil pemeriksaan/pemantauan kondisi dan analisa pelaksanaan
preventive maintenance peralatan rotating sehingga tercapai kondisi
peralatan rotating yang aman untuk dioperasikan dan sesuai
standard/code, peratutan pemerintah dan STK yang berlaku untuk
mendukung pencapaian target produksi yang direncanakan.
Rotating Condition Monitoring Engineer
Fungsi: Mengelola kegiatan monitoring peralatan rotating yang
menjadi tanggung jawabnya meliputi perencanaan, penyusunan paket
condition monitoring, pembuatan database, menentukan jadwal
pemeriksaan, menentukan metode pemeriksaan, pelaksanaan condition
monitoring, pengumpulan data, analisa dan pembuatan rekomendasi
atas hasil condition monitoring peralatan rotating yang mengalami
masalah, menerbitkan peringatan awal atas hasil condition monitoring
agar tidak terjadi kerusakan yang lebih besar pada peralatan rotating,
pembuatan laporan & history record hasil condition monitoring
sehingga dapat diketahui tingkat kesiapan peralatan rotating yang
31
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
menjadi tanggung jawabnya dalam mendukung tercapainya target
produksi yang telah direncanakan.
Rotating Equipment Inspection Engineer
Fungsi: Melaksanakan kegiatan perencanaan dan pelaksanaan
pemeriksaan, pengujian; analisa hasil pemeriksaan; membuat
rekomendasi hasil pemeriksaan kondisi peralatan; membuat
rekomendasi hasil pemeriksaan kondisi peralatan; melakukan analisa
kegagalan tidak berulang yang bersifat problem solving; menyusun dan
melakukan kegiatan quality plan, quality control plan, quality
acceptance; melakukan update notifikasi dan memberikan rekomendasi
dalam program MySAP; memberikan usulan rencana kerja
pemeliharaan untuk tahun berikutnya berdasarkan hasil
pemeriksaan/pemantauan kondisi peralatan rotating yang menjadi
tanggung jawabnya sehingga tercapai kondisi peralatan yang aman
untuk dioperasikan dan sesuai standar/kode, peraturan pemerintah dan
STK yang berlaku untuk mendukung pencapaian target produksi yang
direncanakan.
32
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
BAB III
TEORI DASAR
3.1. Rotating Equipment
Rotating equipment adalah peralatan mekanis yang berfungsi untuk
menambahkan energi kinetik pada suatu proses yang bekerja dengan cara
berputar. Energi kinetik tersebut digunakan untuk memindahkan fluida dari
suatu tempat ke tempat lain. Peralatan rotating sangatlah banyak digunakan di
perindustrian. Secara umum Rotating Equipment tersebut terdiri dari pompa,
turbin, kompresor, dan blower. Tapi di sini hanya akan dijelaskan tentang pompa
khususnya pompa sentrifugal sesuai dengan inti dari laporan ini.
3.2. Pompa Secara Umum
Pompa merupakan suatu alat yang digunakan untuk memindahkan suatu
fluida dari satu tempat ke tempat lain. Pompa merupakan alat yang bekerja untuk
mengubah energi mekanik (dari mesin penggerak pompa) menjadi energi tekan
fluida yang dipompa. Pompa memiliki banyak jenis dan fungsi yang berbeda-
beda sesuai dengan kebutuhan penggunaannya.
Secara umum kegunaan pompa yaitu :
1. Memindahkan fluida dari suatu tempat ke tempat lain yang lebih
tinggi tempatnya.
2. Memindahkan fluida dari suatu tempat ke tempat lain yang lebih
rendah tempatnya.
3. Memindahkan fluida dari suatu tempat ke tempat lain dengan jarak
tertentu.
Pompa merupakan alat untuk memindahkan fluida incompressible yang
penggunaannya cukup luas, khususnya pada sektor industri kimia, industri
minyak, industri kertas, industri tekstil, dan lain-lain.
Kenaikan tekanan fluida digunakan untuk mengatasi hambatan-
hambatan pengaliran. Hambatan-hambatan pengaliran dapat berupa perbedaan
tekanan, perbedaan ketinggian atau hambatan gesek.
33
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
3.2.1. Klasifikasi Pompa
Secara umum, pompa dapat diklasifikan menjadi dua bagian, yaitu :
1. Pompa Kerja Positif (Positive Displacement Pump)
Pompa kerja positif bekerja dengan memanfaatkan perubahan
volume ruang. Pada pompa ini kenaikan tekanan fluida dalam pompa
disebabkan oleh pengecilan volume ruangan yang ditempati fluida.
Adanya elemen yang bergerak dalam ruangan menyebabkan volume
ruangan akan membesar atau mengecil sesuai dengan gerakan elemen
tersebut. Aliran fluida yang dihasilkan pompa ini tidak bersifat
kontinyu, akibat adanya proses kompresi dan ekspansi yang
bergantian. Oleh karena itu aliran fluida akan mengalir secara
tersendat dan menjadi tidak stabil. Untuk menstabilkan aliran fluida
tersebut, fluida akan ditampung terlebih dahulu pada scrubber untuk
kemudian dialirkan ke tempat lain.
Pada pompa kerja positif secara umum dapat diklasifikasi lagi
menjadi tiga jenis, yaitu :
1. Pompa Torak (Reciprocating Pump)
Pompa torak merupakan sebuah pompa di mana energi mekanis
penggerak pompa diubah menjadi energi aliran fluida yang
dipindahkan dengan menggunakan elemen yang bergerak bolak-balik
(maju-mundur) dalam sebuah silinder. Biasanya pompa ini
menggunakan piston untuk melakukan kompresi dan ekspansi fluida.
2. Pompa Putar (Rotary Pump)
Pompa putar yaitu pompa perpindahan positif di mana energi
mekanis ditransmisikan dari mesin penggerak ke fluida dengan
menggunakan elemen yang berputar (rotor) dalam rumah pompa
(casing). Pada waktu rotor berputar dalam rumah pompa, akan
terbentuk kantong-kantong yang mula-mula volumenya besar (pada
sisi isap). Karena putaran rotor konstan, aliran zat cair yang dihasilkan
hampir merata.
34
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
Dari beberapa hal, rotary pump ini memiliki beberapa
keuntungan. Keuntungan dari rotary pump ini adalah :
1) Tidak perlu perapat mekanis (mechanical seal).
2) Pemeliharaan mudah dan murah.
3) Dapat memompakan fluida yang mengandung lumpur.
4) Bila bekerja tanpa beban tidak terlalu merusak pompa.
Selain keuntungan, rotary pump juga memiliki beberapa
kerugian. Kerugian dari rotary pump tersebut adalah :
1) Aliran yang tersendat.
2) Kapasitas sangat tergantung pada ukuran besar kecilnya pompa dan
tidak dapat divariasi dengan perubahan kecepatan.
3) Kapasitas rendah (dibandingkan dengan pompa sentrifugal).
4) Efisiensi pada kapasitas tinggi.
3. Pompa Diafragma (Diaphragma Pump)
Pompa diafragma adalah pompa dengan membran yang fleksibel
sebagai elemen pemindah positif. Membran ini dapat bergerak
berhubungan langsung dengan plunger atau dengan bantuan
pemompaan fluida sebagai penerus dayanya. Pompa diafragma
sederhana seperti prinsip kerjanya hampir sama dengan pompa torak.
Penerusan tekanan dari piston dibantu oleh fluida incompressible yaitu
hydraulic fluid.
2. Non Positive Displacement Pump
Non positive displacement pump (Pompa kerja dinamik)
dikarakteristikkan oleh adanya impeller dalam pengoperasian pompa.
Impeller yang berputar mengubah energi kinetik menjadi tekanan atau
kecepatan yang diperlukan untuk memompa fluida. Pada pompa kerja
dinamis secara umum dapat dibagi lagi menjadi dua jenis, yaitu :
35
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
1. Pompa Efek Khusus
Pompa dengan efek khusus terutama digunakan untuk kondisi
khusus di lokasi industri. Pompa ini merupakan pompa yang
digunakan untuk keperluan tertentu. Contoh pompa efek khusus,
yaitu:
Hydraulic ram
Electromagnetic
Gas lift and jet (eductor)
2. Pompa Sentrifugal
Pada pompa sentrifugal, energi gerak dari luar ditansmisikan
melalui shaft untuk dapat memutar impeller pada bagian internal
pompa. Impeller berputar sehingga fluida masuk ke dalam pompa dan
mengubah energi kinetik menjadi energi tekanan. Fluida akan
terlempar ke luar akibat gaya sentrifugal yang ditimbulkan pada
gerakan impeller. Fluida kemudian ditampung oleh saluran yang
berbentuk volute pada keliling impeller dan disalurkan ke luar pompa
melalui diffuser.
3.2.2. Terminologi Pompa
Pada pompa terdapat beberapa terminologi dan istilah-istilah
khusus yang dipakai. Beberapa trerminologi dan istilah khusus yang
digunakan :
1. Head
Tekanan dari fluida kerja dapat dinyatakan dalam satuan meter
atau feet. Jika suatu pompa menggunakan fluida kerja yang berbeda-
beda, maka nilai head tidak akan berubah. Tergantung dari massa
jenis fluida kerjanya, maka nilai yang berubah adalah pembacaan dari
pressure gage.
Pompa dapat menaikkan fluida kerja dari satu head ke head
yang lain. Perbedaan antara discharge head dan suction head dapat
disebut ‘differential head’.
36
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
2. BEP (Best Efficiency Point), yaitu kondisi operasi di mana pompa
bekerja paling optimum.
3. NPSHr (Net Positive Suction Head required), yaitu nilai head absolute
dari inlet pompa yang dibutuhkan agar tidak terjadi kavitasi dan untuk
keamanan dan kehandalan dari operasi pompa. Hydraulic Institute
mendefiniskan NPSHr sebagai NPSH yang akan membuat head total
(tingkat pertama dari pompa multistage) agar berkurang sebanyak 3%
untuk pengeblokan aliran dari uap hasil kavitasi pada sudu impeller.
4. NPSHa (Net Positive Suction Head available), yaitu nilai head
absolute yang tersedia pada suction pompa. Head pompa yang
diinginkan tidak akan tercapai jika NPSHa sama dengan NPSHr. Head
akan bernilai kurang dari 3% dari fully developed head seperti pada
Gambar 3.2.
Gambar 3.1 Kurva NPSH
(Sumber : Girdhar, Paresh. Practical Centrifugal Pumps, 2005)
5. Kavitasi
Gas bertekanan rendah dapat larut di dalam cairan. Ketika
tekanan cairan menurun, gas yang larut tersebut akan muncul dan
membentuk gelembung.
37
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
Gambar 3.2 Tekanan suction turun di bawah tekanan uap.
(Sumber : Girdhar, Paresh. Practical Centrifugal Pumps, 2005)
Ketika cairan diisap pada inlet pompa, tekanan pada permukaan
cairan menurun. Kemudian, ketika tekanan tersebut mendekati
tekanan uap cairan (pada temperatur tersebut), maka cairan tersebut
akan menguap dan membentuk gelembung. Gelembung ini ikut
terisap ke dalam impeller dan tekanan kembali naik dan menyebabkan
gelembung ini pecah di dalam impeller. Hal ini menyebabkan
kerusakan yang cukup parah dan mempengaruhi performansi pompa,
dan disebut dengan kavitasi.
Ada beberapa jenis kavitasi berdasarkan penyebabnya, yaitu
vaporization cavitation, internal recirculation cavitation, vane
passing syndrome cavitation, turbulence cavitation, dan air aspiration
cavitation.
6. Minimum Flow, yaitu flow rate yang terkecil yang dibutuhkan agar
pompa beroperasi dengan baik. Apabila laju alir lebih rendah dari
minimum flow, pompa dapat mengalami kerusakan.
7. Efficiency, yaitu besarnya perbandingan antara energi yang dipakai
(input) dengan energi output pompa.
8. Pump Input atau BHP (Brake Horse Power), yaitu horsepower aktual
yang diteruskan ke poros pompa.
9. Pump Output atau WHP (Water Horse Power), yaitu daya milik fluida
kerja yang diteruskan oleh pompa.
38
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
10. Recirculation, yaitu adanya clearance yang lebih besar dari yang
disarankan di antara wearing ring, sehingga aliran pada discharge
mengalir kembali lewat clearance tersebut sehingga menyebabkan
low flow.
11. Priming, yaitu mengisi pompa dengan fluida cair agar tidak ada udara
di dalamnya dan pompa dapat beroperasi dengan baik tanpa
menurunkan performansi pompa.
12. Venting, yaitu mengeluarkan udara dari dalam pompa dengan cara
membuka katup kecil pada pompa.
39
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
3.3. Pompa Sentrifugal
Pompa sentrifugal merupakan pompa yang sangat umum di kalangan
masyarakat dan sering digunakan di bidang perindustrian. Oleh karena itu,
pompa sentrifugal ini akan dibahas lebih lanjut.
Gambar 3.3 Contoh Pompa Sentrifugal
(Sumber : Karassik, Igor J. Pump Handbook, 2001)
40
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
3.3.1. Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal
Pompa sentrifugal pada dasarnya terdiri dari suatu impeller atau
lebih yang dilengkapi dengan sudu-sudu yang dipasangkan pada poros
yang berputar dan diselubungi oleh casing. Pompa sentrifugal memiliki
prinsip kerja yang terdapat pada impeller untuk menarik dan mendorong
fluida. Impeller tersebut berputar akibat adanya daya yang ditransmisikan
oleh shaft akibat adanya motor penggerak atau turbin penggerak dari
luar. Pada saat impeller berputar, maka pada bagian suction pompa dalam
keadaan vakum sehingga fluida pada sisi suction yang memiliki tekanan
1 atm akan memasuki impeller. Fluida memasuki impeller secara aksial
di bagian tengah dan memiliki energi, baik energi kinetik maupun energi
potensial yang diberikan oleh sudu-sudu. Begitu fluida melewati
impellerpada kecepatan yang relatif tinggi, fluida tersebut dikumpulkan
di dalam volute atau suatu seri laluan diffuser yang mentransformasikan
energi kinetik menjadi tekanan, hal ini diikuti dengan adanya penurunan
kecepatan. Putaran impeller tersebut ikut memutar fluida yang masuk ke
dalam impeller, sehingga energi tekanan dan energi kinetik fluida akan
bertambah. Fluida akan terlempar ke luar akibat adanya gaya sentrifugal
yang dihasilkan oleh gerakan impeller. Fluida yang keluar dari impeller
dilewatkan oleh saluran berbentuk volute(spiral)di sekeliling impeller
dan disalurkan ke luar pompa melalui diffuser. Di dalam diffuser,
sebagian energi kecepatan akan diubah menjadi energi tekanan/head.
3.3.2. Macam-macam Pompa Sentrifugal
a. Berdasarkan jumlah aliran masuk (Suction)
1. Single Suction
Pompa ini memiliki satu sisi aliran masuk dan arah aliran
masuknya tegak lurus terhadap arah aliran keluar.
2. Double Suction
Pada pompa ini umumnya mempunyai dua sisi aliran masuk
dan arah aliran masuknya segaris dengan arah aliran keluarnya.
41
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
Saluran masuk bertujuan untuk mengurangi/menghilangkan gaya
aksial yang terjadi.
b. Berdasarkan jumlah impeller
1. Pompa Satu Tingkat (Single Stage)
Pompa ini hanya memiliki satu impeller sehingga total head
yang dihasilkan lebih rendah karena hanya berasal dari satu
impeller.
2. Pompa Bertingkat Banyak (Multi Stage)
Pompa ini menggunakan dua impeller atau lebih yang
dipasang secara berderet (seri) pada satu poros.Fluida yang keluar
dari impeller pertama dimasukkan ke impeller berikutnya dan
seterusnya sampai impeller terakhir. Total head pompa ini lebih
tinggi daripada pompa satu tingkat karena merupakan penjumlahan
dari head yang dihasilkan oleh masing-masing impeller.
c. Berdasarkan letak fluidanya
1. Pompa Positif
Pada pompa ini posisi fluida yang akan dihisap berada sejajar
atau di atas pompa sehingga pompa tidak harus di-priming terlebih
dahulu karena di dalam casing sampai ujung suction pipa telah
terisi penuh oleh fluida.
2. Pompa Negatif
Pada pompa ini posisi fluida yang dihisap berada di bawah
pompa. Sebelum pompa jenis ini dioperasikan, operator harus
memancing fluida terlebih dahulu agar dalam casing pompa sampai
ujung suction pompa terisi penuh oleh fluida.Bila ada udara masuk
walaupun sedikit, pompa tidak bisa bekerja sebagaimana mestinya.
Umumnya pompa ini pada bagian ujung suction dipasang foot
valve agar bisa dilakukan priming (dipancing).
42
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
d. Berdasarkan dudukan bearing
1. Overhung Pump, di mana rotor disangga dalam bentuk cantilever.
2. Between Bearing Pump, di mana impeller dan rotor ditempatkan di
antara bearing di kedua sisi.
e. Berdasarkan konstruksi mekanis impeller
1. Closed, di mana sudu impeller tertutup.
2. Open, di mana sudu impellerterbuka di kedua sisi.
3. Semi-open, di mana sudu impellerterbuka hanya di satu sisi.
f. Berdasarkan desain mekanis casing
1. Axially split pump, di mana potongan casing berada pada bidang axis dari
shaft.
2. Radially split pump, di mana potongancasing tegak lurus terhadap axis
dari shaft.
g. Berdasarkan shaft connection
1. Close coupled pump, yaitu pompa tanpa coupling di antara motor
dan pompa (poros menjadi satu).
2. In-line pump, di mana suction dan discharge berada pada satu
sumbu yang tegak lurus dengan sumbu dimana poros motor
penggerak berada.
3.3.3. Jenis Impeller Pompa Sentrifugal
Jenis impeller mempunyai suatu daerah kecepatan spesifik di
mana impeller itu dapat dioperasikan dengan baik. Kecepatan spesifik
tersebut dapat didefinisikan sebagai kecepatan dalam putaran per menit
(ppm), di mana suatu impeller akan beroperasi bila secara proporsional
ukurannya diperkecil agar dapat memberikan kapasitas teruji sebesar 1
galon per menit (gpm) pada head total sebesar 1 ft. Jenis-jenis impeller
tersebut adalah :
43
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
a. Impeller Jenis Radial
Impeller jenis ini biasa digunakan untuk head medium
(menengah) dan yang tinggi (kira-kira di atas 150 ft). Impeller ini
adalah impeller konvensional dan secara praktis dipakai pada semua
mesin yang bertingkat banyak. Daerah kecepatan spesifiknya pada
umumnya adalah antara 500 sampai 3000 ppm. Perbandingan
diameter discharge dengan diameter suction adalah sekitar 1:2. Bila
jumlah yang lebih besar harus dipompakan, dapat digunakan impeller
double suction. Impeller ini memiliki keuntungan dalam hal
keseimbangan hidraulisnya, yaitu gaya-gaya aksial yang saling
berlawanan akan saling menghilangkan.
b. Impeller Jenis Francis
Untuk head yang lebih rendah sering dipakai impeller
pembuangan radial dan hisapan aksial (axial inlet radial discharge
impeller). Perbandingan diameter discharge dengan diameter suction
biasanya lebih kecil dari jenis yang pertama. Untuk kapasitas dan
head yang telah ditentukan, jenis impeller ini beroperasi pada
kecepatan yang lebih tinggi dari impeller konvensional.Kecepatan
spesifiknya adalah 1500 sampai 4500 ppm.Sudut sudu sisi masuk
harus berkurang sesuai dengan jari-jarinya untuk menjamin masuknya
fluida secara mulus.Jenis impeller ini dapat juga dipakai untuk
impeller double suction.
c. Impeller Jenis Aliran Campuran
Head yang dihasilkan oleh impeller ini sebagian adalah
disebabkan oleh gaya sentrifugal dan sebagian lagi oleh tolakan
impeller. Aliran buangnya sebagian radial dan sebagian aksial, oleh
sebab itu jenis impeller ini disebut jenis aliran campuran. Diameter
discharge biasanya sama dengan diameter suction, walaupun dapat
juga lebih kecil. Daerah kecepatan spesifiknya biasanya antara 4500
sampai 8000 ppm.
44
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
d. Impeller Jenis Propeller
Semua head yang dihasilkan adalah akibat tolakan sudu-sudu,
aliran hampir seluruhnya aksial. Impeller ini mempunyai kecepatan
spesifik yang tertinggi (di atas 8000 ppm) dan dipakai untuk head
yang rendah (3 sampai 40 ft), rpm yang rendah (200 sampai 800), dan
kapasitas yang besar. Karena pengarahan yang sedikit diberikan pada
fluida, impeller ini tidak sesuai untuk head yang besar.
e. Multi Stage
Impeller ini digunakan apabila head yang harus dihasilkan
lebih besar untuk pompa single stage, maka beberapa impeller
dipasangkan pada satu poros secara seri. Impeller ini biasanya adalah
impeller jenis radial, karena impeller radial dapat menghasilkan head
yang lebih besar daripada impeller jenis lainnya. Kecepatan spesifik
pompa bertingkat banyak diambil sebagai kecepatan spesifik masing-
masing tingkatnya. Kecepatan dan jumlah aliran melalui setiap tingkat
adalah sama, dan head total biasanya terbagi rata untuk masing-
masing tingkat.
3.3.4. Efisiensi Pompa Sentrifugal
Efisiensi pompa sentrifugal tergantung pada sejumlah faktor yang
penting, di antaranya adalah :
a. Kerugian-kerugian Hidraulik
Kerugian hidraulik ini dibagi menjadi dua, yaitu akibat
gesekan dan turubulensi. Kerugian gesekan terjadi sesuai dengan
luasan yang dibasahi laluan, sehingga laluan itu haruslah dibuat
sekecil mungkin. Kerugian juga dapat bertambah sesuai dengan
kekasaran permukaan impeller, diffuser, atau volute dan rumah pompa
(casing). Oleh sebab itu permukaan-permukaan itu harus dibuat
sehalus mungkin. Kerugian turbulensi terjadi pada bagian tertentu di
dalam mesin, karena jenis aliran yang terjadi di dalam pompa berasal
45
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
dari jenis aliran turbulen. Untuk mengurangi turbulensi tersebut
sebaiknya perubahan penampang yang tiba-tiba atau belokan tajam
haruslah dihindari atau diperkecil.
b. Disk Friction
Gesekan antara fluida dengan impeller shroud disebut dengan
disk friction. Disk friction ini dapat menimbulkan losses yang akan
mempengaruhi efisiensi pompa, khususnya pada hydraulic efficiency.
Gesekan ini dapat dipengaruhi oleh kecepatan impeller dan geometri
impeller.
c. Kerugian-kerugian Mekanis
Kerugian mekanis ini dapat terjadi pada bearing dan packing
box. Rugi-rugi ini sulit untuk ditentukan secara tepat, tetapi biasanya
rugi-rugi ini diambil sebesar 2 sampai 4 persen daya BHP (Brake
Horse Power). Angka-angka yang lebih besar dipakai untuk unit-unit
yang lebih kecil. Rugi-rugi ini hampir sangat tidak konstan untuk
putaran tertentu.
d. Kerugian-kerugian akibat Kebocoran
Sesudah fluida dimampatkan, fluida tersebut harus dicegah
bocor balik ke kondisi semula. Ini biasanya dapat dicapai dengan
menggunakan packing atau perapat mekanis (mechanical seal).
Kebocoran ini tidak berpengaruh pada head pompa, tetapi kebocoran
akan menurunkan kapasitas dan menaikkan daya BHP yang
dibutuhkan.
Dari segi prestasi, efisiensi pompa tergantung kepada
kapasitas, head, dan kecepatan yang semuanya telah termasuk dalam
kecepatan spesifik. Efisiensi pompa turun sangat cepat untuk
kecepatan spesifik kurang dari 1000 ppm, karena impeller kecepatan
spesifik rendah mempunyai laluan sudu yang panjang dan sempit yang
akan mengakibatkan kerugian gesekan fluida dan disk friction yang
46
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
lebih besar. Di samping itu, jumlah kebocoran akan lebih besar karena
daerah kebocoran akan mempunyai presentase yang lebih besar
terhadap luasan laluan untuk aliran yang kecil dan terhadap perbedaan
tekanan yang lebih besar.
3.3.5. Kurva Performansi Pompa Sentrifugal
Gambar 3.4 Kurva Performansi Pompa Sentrifugal Double Suction
Backward-Curved Blades
(Sumber : Karassik, Igor J. Pump Handbook, 2001)
Kurva performansi bermanfaat untuk menggambarkan beberapa
parameter untuk kerja dari pompa. Parameter tersebut antara lain :
1. Besarnya head terhadap flow rate
2. Besarnya efisiensi terhadap flow rate
3. Besarnya daya yang dibutuhkan terhadap flow rate
4. Besarnya NPSHr terhadap flow rate
5. Besarnya minimum stable continuous flow
47
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
3.3.6. Sistem Proteksi Pompa Sentrifugal
Agar pompa dapat beroperasi dengan baik, terdapat prosedur
proteksi standar yang diterapkan pada pompa sentrifugal. Beberapa
standar minimum paling tidak terdiri dari :
a. Proteksi terhadap aliran balik.
Aliran keluaran pompa dilengkapi dengan check valve yang
membuat aliran hanya bisa berjalan satu arah, searah dengan arah
aliran keluaran pompa.
b. Proteksi terhadap overload.
Beberapa alat seperti pressure switch low, flow switch high,
dan overload relay pada motor pompa dipasang pada sistem pompa
untuk menghindari overload.
c. Proteksi terhadap vibrasi.
Vibrasi yang berlebihan akan mengganggu kinerja dan
memungkinkan kerusakan pada pompa. Beberapa alat yang
ditambahkan untuk menghindari vibrasi berlebihan adalah vibration
switch dan vibration monitor.
d. Proteksi terhadap minimum flow.
Peralatan seperti pressure switch high (PSH), flow switch low
(FSL), dan return line yang dilengkapi dengan control valve dipasang
pada sistem pompa untuk melindungi pompa dari kerusakan akibat
tidak terpenuhinya minimum flow.
e. Proteksi terhadap low NPSHa.
Apabila pompa tidak memiliki NPSHa yang cukup, aliran
keluaran pompa tidak akan mengalir dan fluida terakumulasi di dalam
pompa. Beberapa peralatan safety yang ditambahkan pada sistem
pompa adalah level switch low (LSL) dan pressure switch low (PSL).
48
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
3.3.7. Jenis Pompa Sentrifugal Menurut API
Gambar 3.5 Jenis Pompa Sentrifugal Menurut Standar API 610
(Sumber : Karrasik, Igor J. Pump Handbook, 2001)
3.3.8. Dasar Perhitungan
a. Kecepatan Aliran Fluida
Aliran fluida yang mengalir di dalam pipa memiliki kecepatan
yang diberikan menurut persamaan kontinuitas untuk aliran yang
steady state yang tidak tergantung oleh waktu.
Keterangan :
v = Kecepatan aliran fluida (m/s)
Q = Kapasitas aliran/debit (m3/s)
A = Luas penampang pipa (m2)
49
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
b. Reynold Number
Bilangan Reynold adalah bilangan tak berdimensi dan dipakai
untuk mengetahui jenis aliran fluida yang mengalir di dalam pipa.
Keterangan :
Re = Bilangan Reynold
ρ = Massa jenis fluida (kg/m3)
v = Kecepatan aliran fluida (m/s)
d = Diameter pipa (m)
μ = Viskositas fluida (kg/m.s)
V = Viskositas kinematis fluida (m2/s)
Pembagian jenis aliran berdasarkan bilangan Reynold :
1) Jika Re < 2000 maka jenis aliran dalam pipa adalah aliran laminer.
2) Jika 2000 < Re < 4000 maka jenis aliran dalam pipa adalah aliran
transisi.
3) Jika Re > 4000 maka jenis aliran dalam pipa adalah aliran turbulen.
c. Major Losses
Kerugian-kerugian besar (Major Losses) adalah termasuk head
losses yang didasarkan pada persamaan Darcy-Weisbach. Di aliran
dalam pipa, kerugian juga akan terjadi apabila ukuran pipa, bentuk
penampang pipa, atau aliran berubah. Head losses di tempat-tempat
transisi yang demikian itu dapat dinyatakan secara umum dengan
formula :
f
50
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
di mana nilai f :
f = , pada aliran laminer.
f = 0.02 + , pada aliran turbulen.
Keterangan :
Re = Bilangan Reynold
ρ = Massa jenis fluida (kg/m3)
v = Kecepatan aliran fluida (m/s)
d = Diameter pipa (m)
μ = Viskositas fluida (kg/m.s)
V = Viskositas kinematis fluida (m2/s)
d. Minor Losses
1. Sambungan Bersudut (Elbow)
Hambatan yang disebabkan karena adanya belokan pada
pipa biasanya terjadi pada sudut 45o – 90o. Harga koefisien
tergantung pada diameter pipa dan sudut belokan yang terjadi.
h = n k
Keterangan :
Re = Bilangan Reynold
ρ = Massa jenis fluida (kg/m3)
v = Kecepatan aliran fluida (m/s)
d = Diameter pipa (m)
μ = Viskositas fluida (kg/m.s)
V = Viskositas kinematis fluida (m2/s)
51
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
Di mana nilai k :
k = ]
Keterangan :
Re = Bilangan Reynold
ρ = Massa jenis fluida (kg/m3)
v = Kecepatan aliran fluida (m/s)
d = Diameter pipa (m)
μ = Viskositas fluida (kg/m.s)
V = Viskositas kinematis fluida (m2/s)
2. Sambungan tee
Kerugian pada sambungan tee dapat dirumuskan :
h = n f
Keterangan :
Re = Bilangan Reynold
ρ = Massa jenis fluida (kg/m3)
v = Kecepatan aliran fluida (m/s)
d = Diameter pipa (m)
μ = Viskositas fluida (kg/m.s)
V = Viskositas kinematis fluida (m2/s)
3. Reducer
Reducer adalah hambatan akibat penyempitan pipa. Harga
koefisien reducer tergantung pada nilai perbandingan diameter
kecil dibandingkan diameter besar dan sudut yang dibentuk dari
penyempitan. Harga kerugian pada reducer dapat dinyatakan
dengan formula :
52
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
h = n f
Keterangan :
Re = Bilangan Reynold
ρ = Massa jenis fluida (kg/m3)
v = Kecepatan aliran fluida (m/s)
d = Diameter pipa (m)
μ = Viskositas fluida (kg/m.s)
V = Viskositas kinematis fluida (m2/s)
4. Valve
Kerugian pada valve dapat dirumuskan :
h = n f
Keterangan :
Re = Bilangan Reynold
ρ = Massa jenis fluida (kg/m3)
v = Kecepatan aliran fluida (m/s)
d = Diameter pipa (m)
μ = Viskositas fluida (kg/m.s)
V = Viskositas kinematis fluida (m2/s)
e. Net Positive Suction Head available (NPSHa)
NPSHa adalah head yang dimiliki oleh fluida pada sisi hisap
pompa dikurangi dengan tekanan uap jenuh di tempat tersebut. Maka
besarnya NPSHa yang tersedia dapat dihitung dengan persamaan
berikut :
NPSHa = Ha + Hs – Hvp – Hf – Hi
53
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
Keterangan :
Re = Bilangan Reynold
ρ = Massa jenis fluida (kg/m3)
v = Kecepatan aliran fluida (m/s)
d = Diameter pipa (m)
μ = Viskositas fluida (kg/m.s)
V = Viskositas kinematis fluida (m2/s)
f. Head Total
Tinggi head total instalasi pompa H adalah perbedaan
ketinggian permukaan fluida di atas (pada discharge reservoir)
dengan ketinggian permukaan air yang dihisap oleh pompa (pada
suction reservoir) tanpa memperhatikan apakah fluida mendapatkan
tekanan di atas atmosfer atau sama dengan atmosfer di kedua
reservoirnya. Dalam hal ini adalah head total pompa untuk kedua
instalasi. Head total dapat dicari dengan persamaan berikut :
Head sistem = total discharge head – total suction head
H = hd – hs =
Total discharge head terdiri dari tiga komponen head :
Hd = hsd + hpd + hfd
Keterangan :
Re = Bilangan Reynold
ρ = Massa jenis fluida (kg/m3)
v = Kecepatan aliran fluida (m/s)
d = Diameter pipa (m)
μ = Viskositas fluida (kg/m.s)
V = Viskositas kinematis fluida (m2/s)
54
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
Total suction head juga terdiri dari tiga komponen head :
hd = hss + hps + hfs
Keterangan :
Re = Bilangan Reynold
ρ = Massa jenis fluida (kg/m3)
v = Kecepatan aliran fluida (m/s)
d = Diameter pipa (m)
μ = Viskositas fluida (kg/m.s)
V = Viskositas kinematis fluida (m2/s)
g. Daya (Power)
Daya adalah kerja setiap satuan waktu. Pada sistem pompa
terdapat tiga jenis daya, yaitu :
1. WHP (Water Horse Power)
WHP =
2. BHP (Brake Horse Power)
BHP =
Keterangan :
Q = Kapasitas (gpm)
HT = Total differential head (feet)
SG = Specific gravity fluida kerja
η = Efisiensi pompa
h. Efficiency (η)
Pompa tidak mengubah energi kinetik menjadi energi tekanan
secara total. Secara umum, ada tiga daerah di mana energi diubah
menjadi energi lain yang menjadi kerugian. Efisiensi pompa adalah
hasil dari tiga efisiensi di bawah ini:
55
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
1. Hydraulic Efficiency
Hydraulic Efficiency sebagian besar diakibatkan oleh disk
friction, di mana adanya gesekan antara fluida kerja dengan
impeller shrouds. Disk friction merupakan fungsi dari kecepatan
dan geometri impeller. Kerugian-kerugian lainnya adalah shock
losses ketika perubahan arah sepanjang impeller dan volute).
ηHY =
2. Volumetric Efficiency
Volumetric Efficiency diakibatkan oleh recirculation losses
pada wear ring, interstage bushing, dan lain-lain)
ηv
3. Mechanical Efficiency
Mechanical Efficiency diakibatkan oleh gesekan pada seals
atau gland packing dan bearing).
ηm
Kemudian, seluruh kerugian pada pompa terhitung di dalam
total efisiensi pompa, yaitu :
ηp = x 100% = ηHY ηv ηm
Keterangan :
Pp = Daya yang dibutuhkan pompa
Pm = Daya yang dibutuhkan motor penggerak pompa
ηHY = Hydraulic Efficiency
ηv = Volumetric Efficiency
ηm = Mechanical Efficiency
∆H = Perubahan head di sepanjang pompa (m)
∆Hi = Perubahan head ideal di sepanjang pompa (m)
56
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
∑HL = Jumlah head loss dari inlet ke outlet (m)
Q = Debit aliran fluida kerja/kapasitas (m3/s)
QL = Leakage dari impeller exit ke inlet (m3/s)
PI = Daya yang diteruskan ke seluruh fluida kerja melalui
impeller (kW)
PS = Daya poros (kW)
PD = Disc Friction = PS- PI
Besar nilai efisiensi berada pada nilai 0% < η < 100%
top related