Download - BAB I + II + III

Transcript
Page 1: BAB I + II + III

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.

Page 2: BAB I + II + III

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.

Page 3: BAB I + II + III

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.

Page 4: BAB I + II + III

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.

Page 5: BAB I + II + III

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.

Page 6: BAB I + II + III

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.

Page 7: BAB I + II + III

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.

Page 8: BAB I + II + III

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

Page 9: BAB I + II + III

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)

Page 10: BAB I + II + III

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)

Page 11: BAB I + II + III

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

Page 12: BAB I + II + III

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)

Page 13: BAB I + II + III

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

Page 14: BAB I + II + III

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.

Page 15: BAB I + II + III

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

Page 16: BAB I + II + III

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.

Page 17: BAB I + II + III

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.

Page 18: BAB I + II + III

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

Page 19: BAB I + II + III

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.

Page 20: BAB I + II + III

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).

Page 21: BAB I + II + III

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.

Page 22: BAB I + II + III

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 :

Page 23: BAB I + II + III

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)

Page 24: BAB I + II + III

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)

Page 25: BAB I + II + III

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

Page 26: BAB I + II + III

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.

Page 27: BAB I + II + III

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

Page 28: BAB I + II + III

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)

Page 29: BAB I + II + III

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

Page 30: BAB I + II + III

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

Page 31: BAB I + II + III

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.

Page 32: BAB I + II + III

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.

Page 33: BAB I + II + III

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.

Page 34: BAB I + II + III

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 :

Page 35: BAB I + II + III

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’.

Page 36: BAB I + II + III

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.

Page 37: BAB I + II + III

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.

Page 38: BAB I + II + III

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.

Page 39: BAB I + II + III

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)

Page 40: BAB I + II + III

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.

Page 41: BAB I + II + III

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).

Page 42: BAB I + II + III

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 :

Page 43: BAB I + II + III

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.

Page 44: BAB I + II + III

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

Page 45: BAB I + II + III

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

Page 46: BAB I + II + III

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

Page 47: BAB I + II + III

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).

Page 48: BAB I + II + III

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)

Page 49: BAB I + II + III

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

Page 50: BAB I + II + III

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)

Page 51: BAB I + II + III

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 :

Page 52: BAB I + II + III

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

Page 53: BAB I + II + III

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)

Page 54: BAB I + II + III

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:

Page 55: BAB I + II + III

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)

Page 56: BAB I + II + III

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