presentasi tugas akhir (ta) - its repository
Post on 16-Oct-2021
13 Views
Preview:
TRANSCRIPT
DOSEN PEMBIMBING :Dr. Ir. HERU MIRMANTO, MT
NIP 19620216 199512 1 001
TUGAS AKHIRKode Mata Kuliah TM-090390D3 Teknik Mesin FTI ITS
2. TINJAUAN PUSTAKA
1. PENDAHULUAN
4. PERHITUNGAN
3. METODOLOGI
5. KESIMPULAN
PENDAHULUAN
JOB P-PEJ adalah sistem tempatpengolahan minyak dan komponenterpenting dalam mendapatkanminyak dari dalam tanah, dengancara menghisap minyak mentah(crude oil). JOB P-PEJ mempunyailapangan untuk mengolah crude oiltersebut yang bernama CPA. PadaCPA terdapat unit pompa yangberfungsi untuk menyalurkan fluidaminyak mulai dari tangki reservoar(crude oil tank) sampai ke tankerFSO Cinta Natomas yang ada ditengah laut di daerah Lamonganyang sebelumnya melewati palanguntuk melihat kondisi minyak yangakan di kirim ke tanker.
JOB P-PEJ adalah sistem tempatpengolahan minyak dan komponenterpenting dalam mendapatkanminyak dari dalam tanah, dengancara menghisap minyak mentah(crude oil). JOB P-PEJ mempunyailapangan untuk mengolah crude oiltersebut yang bernama CPA. PadaCPA terdapat unit pompa yangberfungsi untuk menyalurkan fluidaminyak mulai dari tangki reservoar(crude oil tank) sampai ke tankerFSO Cinta Natomas yang ada ditengah laut di daerah Lamonganyang sebelumnya melewati palanguntuk melihat kondisi minyak yangakan di kirim ke tanker.
• Pompa pada suatu industri memilikiperanan yang sangat penting, dimanapompa sebagai peralatan mekanisyang berfungsi untuk memindahkanfluida dari suatu tempat ke tempatyang lain.
• Misalnya pada unit instalasiperpipaan CPA Tuban, terdapatbanyak sekali jenis pompa yangdigunakan, salah satunya adalahpompa yang digunakan pada unitinstalasi shipping pump yangdiperkuat oleh booster pump.
PENDAHULUAN
• Pompa pada suatu industri memilikiperanan yang sangat penting, dimanapompa sebagai peralatan mekanisyang berfungsi untuk memindahkanfluida dari suatu tempat ke tempatyang lain.
• Misalnya pada unit instalasiperpipaan CPA Tuban, terdapatbanyak sekali jenis pompa yangdigunakan, salah satunya adalahpompa yang digunakan pada unitinstalasi shipping pump yangdiperkuat oleh booster pump.
Permasalahan
Central Processing Area (CPA)merupakan tempat untuk mengolah,memproduksi dan mengirim minyakmentah (crude oil). CPA memiliki duaunit booster pump dengan jenis yangberbeda yaitu booster bertekananrendah dan booster bertekanantinggi.
Ada sebagian booster pump yangstand by apabila yang dijalankanmengalami kerusakan. Sehinggapermasalahan pada tugas akhir iniakan dilakukan perhitungan ulangsistem perpipaan yang digunakanuntuk proses shipping pump.
PENDAHULUAN
Central Processing Area (CPA)merupakan tempat untuk mengolah,memproduksi dan mengirim minyakmentah (crude oil). CPA memiliki duaunit booster pump dengan jenis yangberbeda yaitu booster bertekananrendah dan booster bertekanantinggi.
Ada sebagian booster pump yangstand by apabila yang dijalankanmengalami kerusakan. Sehinggapermasalahan pada tugas akhir iniakan dilakukan perhitungan ulangsistem perpipaan yang digunakanuntuk proses shipping pump.
1. Perhitungan kapasitas.2. Menghitung perencanaan pipa yang didalamnya
menyangkut pemilihan diameter pipa dan jenispipa.
3. Menghitung Head effektif instalasi pompa.4. Pemilihan pompa beserta daya yang dibutuhkan.5. Analisis perhitungan menggunakan perhitungan
manual dan software pipe flow expert.
T u j u a nPENDAHULUAN
1. Perhitungan kapasitas.2. Menghitung perencanaan pipa yang didalamnya
menyangkut pemilihan diameter pipa dan jenispipa.
3. Menghitung Head effektif instalasi pompa.4. Pemilihan pompa beserta daya yang dibutuhkan.5. Analisis perhitungan menggunakan perhitungan
manual dan software pipe flow expert.
1. Pembahasan hanya pada perencanaan sistemperpipaan booster pump dan pemilihan pompa diCentral Processing Area (CPA).
2. Kapasitas yang digunakan konstan sebesar 880 GPM.3. Fluida kerja dalam proses adalah minyak dengan suhu
konstan 130oF.4. Kondisi steady state, aliran incompressible.5. Diasumsikan instalasi terisolasi dengan baik sehingga
tidak ada perpindahan panas.6. Pembahasan membandingkan perhitungan manual
dan perhitungan numerik menggunakan software.7. Analisa numerik dengan menggunakan perangkat
lunak Pipe Flow Experts.
Batasan MasalahPENDAHULUAN
1. Pembahasan hanya pada perencanaan sistemperpipaan booster pump dan pemilihan pompa diCentral Processing Area (CPA).
2. Kapasitas yang digunakan konstan sebesar 880 GPM.3. Fluida kerja dalam proses adalah minyak dengan suhu
konstan 130oF.4. Kondisi steady state, aliran incompressible.5. Diasumsikan instalasi terisolasi dengan baik sehingga
tidak ada perpindahan panas.6. Pembahasan membandingkan perhitungan manual
dan perhitungan numerik menggunakan software.7. Analisa numerik dengan menggunakan perangkat
lunak Pipe Flow Experts.
Central Processing Area (CPA)PENDAHULUAN
Alur jalannya aliran fluida (Crude Oil)PENDAHULUAN
GAMBAR INSTALASI BOOSTER PUMP
Head Effektif Instalasi PompaTINJAUAN PUSTAKA
dinsteff HHH
LT
srdr
sdsrdr
eff Hg
VVHH
PPH
.2)(
22
Pdr
Psr
g
VKH lm 2
2
g
V
D
LfH l 2
..2
HEAD LOSS MAYOR
HEAD LOSS MINOR
lmlLT HHH
Net Positive Suction Head (NPSH)
TINJAUAN PUSTAKA
NET POSITIVE SUCTION HEAD AVAILABLE (NPSHA)
sHh
PvPaNPSH lsA
DAYADAYA POMPA / DAYA FLUIDA (WHP)
DAYA
effact HQWHP DAYA POROS (Pshaft)
DAYA NOMINAL PENGGERAK MULA
t
m
PP
1 p
shaft
WHPP
Jenis pompa : GOULD PUMPModel : Centrifugal PumpKapasitas : 880 GPMTekanan Discharge : 50 psigVoltage : 460 VFrekwensi : 60 HzDaya motor : 100 HP
Data PompaHasil Survey lapangan
Jenis pompa : GOULD PUMPModel : Centrifugal PumpKapasitas : 880 GPMTekanan Discharge : 50 psigVoltage : 460 VFrekwensi : 60 HzDaya motor : 100 HP
• Fluida kerja : Crude oil (minyak mentah)• Temperatur kerja : 130 oF (54,4oC)• API gravity at 130oF : 40• Spesific Gravity (SG) : 0,82
• Density crude oil (ρ) : 808,7168 kg/m3
• Viscositas dynamic (µ) : 2cP (2 x 10-3 N.s/m2)
• Viscositas kinematik (ʋ) : 2,47 x 10-6 m2/s• Vapor pressure (Pv) : 103 kPa
Data FluidaHasil Survey lapangan
• Fluida kerja : Crude oil (minyak mentah)• Temperatur kerja : 130 oF (54,4oC)• API gravity at 130oF : 40• Spesific Gravity (SG) : 0,82
• Density crude oil (ρ) : 808,7168 kg/m3
• Viscositas dynamic (µ) : 2cP (2 x 10-3 N.s/m2)
• Viscositas kinematik (ʋ) : 2,47 x 10-6 m2/s• Vapor pressure (Pv) : 103 kPa
metodologi
metodologiFlow chart Perhitungan Manual
metodologiFlow chart Perhitungan Numerik
PengecekanDiameter Suction
D
QV 2
4
Diketahui :
Q = 880 GPM = 0,0555 m3/s
Din1 = 12 inch = 0,305 m
Din2 = 8 inch = 7,981 inch = 0,2027 m
PErhitungAN manual
D
QV 2
4
Diketahui :
Q = 880 GPM = 0,0555 m3/s
Din1 = 12 inch = 0,305 m
Din2 = 8 inch = 7,981 inch = 0,2027 m
s
m
ms
m
V BA 7596,0305,0
0555,04
2
3
s
m
ms
m
V CB 7198,12027,0
0555,04
2
3
P E M I L I H A ND I A M E T E R S U C T I O N
Diketahui : Din = 12 inch = 0,305 mQ = 880 GPM = 0,0555 m/s
Kecepatan yang diijinkan untuk pipasuction minimal = 0,61 m/s danmaksimal = 0,91 m/s.
Jadi, untuk pipa suction diameter pipayang dipilih adalah Carbon Steel Pipe40s NPS 12 inch dengan innerdiameter (Din) = 0,305 m, karenadiameter yang ada dipasaran tidak adayang berukuran 13,38 inch.
PErhitungAN manual
V
QD .
4
inchm
s
ms
m
D 38,1334,061,0
0555,043
Jadi, untuk pipa suction diameter pipayang dipilih adalah Carbon Steel Pipe40s NPS 12 inch dengan innerdiameter (Din) = 0,305 m, karenadiameter yang ada dipasaran tidak adayang berukuran 13,38 inch.
s
m
ms
m
Vsuc 7596,0305,0
0555,04
2
3
PengecekanDiameter Discharge
D
QV 2
4
Diketahui :
Q = 880 GPM = 0,0555 m3/s
Din1 = 4 inch = 4,026 inch = 0,1022 m
Din2 = 8 inch = 7,981 inch = 0,2027 m
PErhitungAN manual
D
QV 2
4
Diketahui :
Q = 880 GPM = 0,0555 m3/s
Din1 = 4 inch = 4,026 inch = 0,1022 m
Din2 = 8 inch = 7,981 inch = 0,2027 m
s
m
ms
m
V DC 7655,61022,0
0555,04
2
3
s
m
ms
m
V ED 7198,12027,0
0555,04
2
3
Diketahui : Din = 4 inch = 0,1022 mQ = 880 GPM = 0,0555 m/s
Kecepatan yang diijinkan untuk pipadischarge minimal = 1,83 m/s danmaksimal = 2,74 m/s.
Jadi, untuk pipa discharge diameterpipa yang dipilih adalah Carbon SteelPipe 40s NPS 6 inch dengan innerdiameter (Din) = 0,161 m, karenadiameter yang ada dipasaran tidak adayang berukuran 7,716 inch.
P E M I L I H A N
D I A M E T E R D I S C H A R G E
PErhitungAN manual
V
QD .
4
inchm
s
ms
m
D 716,7196,083,1
0555,043
Jadi, untuk pipa discharge diameterpipa yang dipilih adalah Carbon SteelPipe 40s NPS 6 inch dengan innerdiameter (Din) = 0,161 m, karenadiameter yang ada dipasaran tidak adayang berukuran 7,716 inch.
s
m
ms
m
Vdisc 72,2161,0
0555,04
2
3
H E A D E F F E K T I FI N S T A L A S I
dinamisstatisEff HHH Dimana :Heff = Head effektif pompa (m)Hstat = Head statis (m)Hdin = Head dinamis (m)
PErhitungAN manual
Dimana :Heff = Head effektif pompa (m)Hstat = Head statis (m)Hdin = Head dinamis (m)
Diketahui data-data sebagai berikut: Pdr = 1,7 psig x Psr = 80 psig x Hz = -2,483 m g = 9,81 m/s2
Vdr = 1,7198 m/s
barbarpsi
bar13046,101325,1
1
0689,0
barbarpsi
bar529,601325,1
1
0689,0
H E A D S TAT I S
HPPz
srdrstatisH
)2,483(1304,1529,6
mBarBar
H statis
PErhitungAN manual
)2,483(1304,1529,6
mBarBar
H statis
)2,483(.
1304,1529,6m
g
BarBarH statis
)483,2( x9,81808,7168
1304,1529,6
23
mm
m
kgBarBar
s
mmmHstatis 565,65483,2048,68
PErhitungAN manual
PErhitungAN manual
PErhitungAN manual
HVV
H LTdinamis gsrdr
2
22
H E A D D I N A M I S
12,4508m81,92
07198,1
2
22
s
mx
s
m
s
m
12,4508m81,92
07198,1
2
22
s
mx
s
m
s
m
12,6015m65,565m=
m78,1665=
H A S I L H E A DE F F E K T I F
dinamisstatisEff HHH
mmH Eff 6015,12565,65
PErhitungAN manual
mmH Eff 6015,12565,65
mHEff 1665,78
C A L C U L A T E
PErhitungAN numerik
P E R B A N D I N G A N P E R H I T U N G A NM A N U A L & N U M E R I K
PErhitungAN numerik
Heffektif = 78,1665 m
P E R B E D A A N P E R H I T U N G A NM A N U A L & N U M E R I K
PErhitungAN tingkat kesalahan
%100kesalahanTingkat xHeff
PFEeffeff HH
%100m78,1665
143,77m78,1665kesalahanTingkat x
m %100
m78,1665
143,77m78,1665kesalahanTingkat x
m
Tingkat kesalahan = 1,31%
N E T P O S I T I V E S U C T I O N H E A DAVA I L A B L E ( N P S H a )
sHh
PvPaNPSH lsA
m6184,0683,47933,512
103046,113
3
m
m
NkPakPa
PErhitungAN manual
m6184,0683,47933,512
103046,113
3
m
m
NkPakPa
= 1,2663 m + 4,683 m – 0,6184 m
= 5,3309 m
PEmbahasANP E M I L I H A N J E N I S
P O M P A
Dari gambar di samping, untukkondisi Kapasitas (Q) = 199,8m3/h dan Head Effektif (Heff) =78,1665 m. Maka dapatdiplotkan pada diagram danpompa untuk instalasi yangada adalah jenis pompa radialbertingkat satu (Centrifugalpump single stage singlesuction).
Dari gambar di samping, untukkondisi Kapasitas (Q) = 199,8m3/h dan Head Effektif (Heff) =78,1665 m. Maka dapatdiplotkan pada diagram danpompa untuk instalasi yangada adalah jenis pompa radialbertingkat satu (Centrifugalpump single stage singlesuction).
78,1665
199,8
PEmbahasANSPESIFIKASI POMPA
Berdasarkan hasil plotting kurva karakteristikpompa universal bedasarkan Head dan kapasitasserta mempertimbangkan daya penggerak, dayaporos dan putaran pompa, maka dapat dipilihpompa jenis :
Jenis pompa : Centrifugal PumpMerk : Gould PumpPutaran : 3560 rpmModel : 3700 MADriver : Electric motorKapasitas : 880 GPMTotal Head : 262,5 ftDaya Penggerak : 100 HPNPSHR : 4,87 mPabrik : PT WIRA MATRA GUNA
Berdasarkan hasil plotting kurva karakteristikpompa universal bedasarkan Head dan kapasitasserta mempertimbangkan daya penggerak, dayaporos dan putaran pompa, maka dapat dipilihpompa jenis :
Jenis pompa : Centrifugal PumpMerk : Gould PumpPutaran : 3560 rpmModel : 3700 MADriver : Electric motorKapasitas : 880 GPMTotal Head : 262,5 ftDaya Penggerak : 100 HPNPSHR : 4,87 mPabrik : PT WIRA MATRA GUNA
kesimpulan1) Kapasitas crude oil yang dipompakan oleh pompa booster dibutuhkan untuk
memenuhi proses di CPA Pertamina-Petrochina, Tuban sebesar 0,0555 m3/s = 199,8m3/jam.
2) Hasil perhitungan berdasarkan kecepatan yang diijinkan, diameter yang sesuaiuntuk pipa suction sebesar 12 inch dan pipa discharge sebesar 6 inch dengan Jenispipa Carbon Steel Pipe schedule 40s.
3) Untuk head efektif pompa (Heff) dari perhitungan manual didapat 78,1665 m dandari perhitungan menggunakan pipe flow expert didapat 77,143 m. Maka selisihperbandingan kurang dari 2% yaitu 1,0235 m.
4) Hasil perhitungan NPSHA didapatkan sebesar = 5,3309 m.5) Hasil perhitungan daya penggerak pompa, didapatkan daya sebesar = 57,36 kW.6) Pompa yang dipilih adalah jenis pompa sentrifugal merk Gould Pump dengan type
3700MA / 4x6-11.7) Berdasarkan perhitungan dan pemilihan pompa yang baru didapat penghematan
daya dari pompa sebelumnya yaitu 75,6 kW menjadi daya pompa yang baru57,36 kW.
1) Kapasitas crude oil yang dipompakan oleh pompa booster dibutuhkan untukmemenuhi proses di CPA Pertamina-Petrochina, Tuban sebesar 0,0555 m3/s = 199,8m3/jam.
2) Hasil perhitungan berdasarkan kecepatan yang diijinkan, diameter yang sesuaiuntuk pipa suction sebesar 12 inch dan pipa discharge sebesar 6 inch dengan Jenispipa Carbon Steel Pipe schedule 40s.
3) Untuk head efektif pompa (Heff) dari perhitungan manual didapat 78,1665 m dandari perhitungan menggunakan pipe flow expert didapat 77,143 m. Maka selisihperbandingan kurang dari 2% yaitu 1,0235 m.
4) Hasil perhitungan NPSHA didapatkan sebesar = 5,3309 m.5) Hasil perhitungan daya penggerak pompa, didapatkan daya sebesar = 57,36 kW.6) Pompa yang dipilih adalah jenis pompa sentrifugal merk Gould Pump dengan type
3700MA / 4x6-11.7) Berdasarkan perhitungan dan pemilihan pompa yang baru didapat penghematan
daya dari pompa sebelumnya yaitu 75,6 kW menjadi daya pompa yang baru57,36 kW.
saran
1 . P E R L U D I P E R H A T I K A N P E R A W A T A N P A D AB O O S T E R P U M P S E C A R A T E R A T U R D A NT E R J A D W A L A G A R P E R A L A T A N P A D A S I S T E MI N S T A L A S I M E M P U N Y A I U M U R K E J A Y A N GP A N J A N G D E N G A N P E R F O R M A Y A N GM A K S I M A L .
2 . U N T U K P E N G H E M A T A N D A Y A D A N B I A Y AI N S T A L A S I , P E N U L I S M E N Y A R A N K A NP E M A K A I A N I N S T A L A S I D A N P E M I L I H A NP O M P A B E R D A S A R K A N P E R H I T U N G A N P A D AB U K U L A P O R A N T U G A S A K H I R I N I .
1 . P E R L U D I P E R H A T I K A N P E R A W A T A N P A D AB O O S T E R P U M P S E C A R A T E R A T U R D A NT E R J A D W A L A G A R P E R A L A T A N P A D A S I S T E MI N S T A L A S I M E M P U N Y A I U M U R K E J A Y A N GP A N J A N G D E N G A N P E R F O R M A Y A N GM A K S I M A L .
2 . U N T U K P E N G H E M A T A N D A Y A D A N B I A Y AI N S T A L A S I , P E N U L I S M E N Y A R A N K A NP E M A K A I A N I N S T A L A S I D A N P E M I L I H A NP O M P A B E R D A S A R K A N P E R H I T U N G A N P A D AB U K U L A P O R A N T U G A S A K H I R I N I .
top related