kompresor 1

Download KOMPRESOR 1

Post on 13-Dec-2014

173 views

Category:

Documents

6 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

KOMPRESOR I.1.1. Definisi Kompresor adalah satu diantara mesin-mesin fluida yang berfungsi untuk merubah energi kinetik menjadi energi tekan dengan prinsip kerjanya memindahkan fluida kompresibel dari tekanan rendah ke tekanan yang lebih tinggi. Untuk menghasilkan udara bertekanan dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu : Menurunkan volume ruang tertutup Memberikan tambahan energi dengan sudu-sudu putar ke fluida. Kompresor mempunyai bidang penggunaan yang luas mulai dari industri kecil sampai ke industri perminyakan dan gas bumi serta petrokimia. Beberapa jenis penggerak yang sering digunakan sebagai penggerak kompresor antara lain : 1. Elektromotor 2. Internal Combustion Engine (motor mesin, diesel, dan turbin gas) 3. Eksternal Combustion Engine (turbin uap) Beberapa bentuk penggunaan kompresor yang ada sekarang ini, adalah sebagai berikut: 1. Kompresor udara untuk berbagai keperluan. 2. Blower udara sederhana dalam pengolahan sulfur. 3. Blower udara kapasitas besar dalam unit katalis. 4. Kompresor refrigerant temperature rendah yang digunakan untuk unit pengolahan ethylene dan P-ethylen. 5. Aliran gas tekanan tinggi, booster (penguat) dan kompresor gas aliran balik hydrocarbon, Ammonia dan methanol sintesis plans.

Pendahuluan

1.2. Sejarah Perkembangan Kompresor Sampai akhir abad ke-19 orang hanya mengenal kompresor bolak balik. Kompresor sentrifugal baru dikenal tahun 1899 ketika Rateau untuk pertama kali membuat kompresor sentrifugal, yang berupa suatu blower (kompresor sentrifugal tekanan rendah) satu tingkat dengan kapasitas aliran sekitar 2000 m3/h, penaikan tekanan sebesar 5,8 m kolom air pada putaran 20.000 rpm. Rateau membuat kompresor betingkat pertama kali tahun 1905 yaitu satu kompresor lima tingkat yang menghasilkan kapasitas aliran 2.500 m3/h tekanan 4 m kolom air pada putaran 4.500 rpm. Kompresor aksial dikembangkan pertama kali oleh Persons pada awal abad ke-20. Pada tahun 1909 sebuah pabrik di Frankfurt berhasil membuat kompresor yang dapat menaikan tekanan dari 1 ata (atmosfir absolut) menjadi tekanan 7 ata dengan kapasitas 7.000 m3/h. Kompresor tersebut berupa kompresor bertingkat duabelas dan

mempunyai dua rumah. Diantara kedua rumah tersebut dipasang pengdingin antar tingkat (intercooler).

II. Klasifikasi Kompresor

2.1. Berdasarkan prinsip kerjanya, kompresor dapat dibagi menjadi: a) Kompresor perpindahan positif (positive displacement compressor): adalah kompresor dimana kenaikan tekanan diperoleh dengan cara penekanan langsung yaitu dengan memperkecil volume ruang tertutup. b) Kompresor dinamik (Dynamic comprssor): adalah kompresor dimana kenikan tekanan diperoleh dengan pemberian energi kinetik (mempercepat).

2.2. Kompresor perpindahan positif Pada jenis positive-displacement compressor, sejumlah udara atau gas di trap dalam ruang kompresi dan volumenya secara mekanik menurun, menyebabkan peningkatan tekanan tertentu kemudian dialirkan keluar. Pada kecepatan konstan,

aliran udara tetap konstan dengan variasi pada tekanan pengeluaran. Kompresor ini terbagi dalam dua jenis, yaitu: a. Kompresor Reciprocating Di dalam industri, kompresor reciprocating paling banyak digunakan untuk mengkompresi baik udara maupun refrigerant. Prinsip kerjanya seperti pompa sepeda dengan karakteristik dimana aliran keluar tetap hampir konstan pada kisaran tekanan pengeluaran tertentu. Juga, kapasitas kompresor proporsional langsung terhadap kecepatan. Keluarannya, seperti denyutan. Kompresor reciprocating tersedia dalam berbagai konfigurasi; terdapat empat jenis yang paling banyak digunakan yaitu horizontal, vertical, horizontal balanceopposed, dan tandem. Jenis kompresor reciprocating vertical digunakan untuk kapasitas antara 50 150 cfm.

Gambar 1. Penampang melintang kompresor recriprocating

b. Kompresor Putar/ Rotary. Kompresor rotary mempunyai rotor dalam satu tempat dengan piston dan memberikan pengeluaran kontinyu bebas denyutan. Kompresor beroperasi pada kecepatan tinggi dan umumnya menghasilkan hasil keluaran yang lebih tinggi dibandingkan kompresor reciprocating. Biaya investasinya rendah,

bentuknya kompak, ringan dan mudah perawatannya, sehingga kompresor ini sangat popular di industri. Biasanya digunakan dengan ukuran 30 sampai 200 hp atau 22 KW sampai 150 KW. Jenis dari kompresor putar adalah: Kompresor lobe (root blower) Kompresor ulir Jenis baling-baling putar/ baling-baling luncur

2.3. Kompresor Dinamik Kompresor dinamik memberikan energi kecepatan untuk aliran udara atau gas yang kontinyu menggunakan impeller yang berputar pada kecepatan yang sangat tinggi. Energi kecepatan berubah menjadi energi tekanan karena pengaruh impeller dan volute pengeluaran atau diffusers. Kompresor kerja dinamik terbagi dalam beberapa jenis, yaitu: a. Radial flow (centrifugal) compressor Kompresor radial adalah kompresor yang menggunakan sistem sentrifugal dengan putaran tinggi (300-400 rpm). Biasanya digerakkan oleh turbin uap atau turbin gas yang mempunyai karakteristik yang hampir sama. Kompresor ini biasanya digunakan untuk supercharger motor berdaya besar, terutama diesel. Di dalam kompresor radial, sifat-sifat gas yang dipindahkan terutama volume jenis dan temperatur harus diperhitungkan.

Gambar 2. Kompresor Sentrifugal

b. Axial flow compressor Pada kompresor aksial, umumnya fluida gas bergerak secara paralel dengan shaft dinamik. Energi diberikan oleh blade rotor dan kemudian dirubah menjadi energi kinetik oleh blade stator dengan pengaruh penambahan pada densitas gas dan tekanan statis.

Gambar 3. Kompresor Aksial

Tabel 1. Tabel Perbandingan beberapa jenis kompresor Item putarEfisiensi pada beban penuh

Reciprocating Baling-baling Ulir PutarTinggi Tinggi karena Bertahaptahap/ staging Tinggi (10% -25%) Bising Besar Medium tinggi Buruk: dibawah 60% beban penuh Medium (30% -40%) Tenang Kompak Tinggi Buruk: dibawah 60% beban penuh Tinggi Buruk (25%- 60%) Tenang jika tertutup Kompak Rendah

SentrifugalTinggi Buruk: dibawah 60% beban penuh Tinggi Medium (20%30%) Tenang Kompak Rendah

Efisiensi pada beban sebagian

Efisiensi tanpa beban (daya sama dengan persen beban penuh) Tingkat kebisingan Ukuran Penggantian minyak pelumas Getaran Perawatan

Sedang Rendah medium Tinggi Banyak bagian peralatan yang dipakai Hampir ada

tidak Hampir tidak ada Sangat sedikit bagian peralatan yang dipakai Rendahtinggi Medium tinggi

Sedikit bagian peralatan yang dipakai

Hampir tidak ada Sensitif terhadap debu dan udara Medium Tinggi Medium tinggi

Kapasitas Tekanan

Rendah tinggi Medium sangat tinggi

Rendah medium Rendah medium

2.3. Prinsip Kerja Kompresor Sentrifugal Berdasarkan hukum kekekalan energi bahwa energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan, tetapi energi hanya dapat dikonversikan dari satu bentuk energi ke energi lainnya. Demikian juga halnya dengan kompresor sentrifugal yang juga menggunakan prinsip konversi energi untuk menaikkan tekanan. Dengan prinsip sebagai berikut: Energi mekanik dari unit penggerak (energi putaran) yang diteruskan pada impeler akan memberikan gaya sentrifugal kepada udara atau gas sehingga memperbesar energi kinetiknya. Energi kinetik yang dimiliki gas atau udara kemudian dirubah menjadi energi potensial (tekanan) didalam diffuser dengan cara memperlambat laju kecepatan udara dan gas. Energi potensial akhir keluar merupakan tekanan discharge dari kompresor sentrifugal tersebut. Prinsip kompresor sentrifugal adalah kompresor yang bekerja dengan memberikan tambahan energi pada udara atau gas melalui gaya sentrifugal yang diberikan oleh impelernya. Gas dihisap kedalam kompresor melalui saluran hisap kemudian diteruskan ke diafragma yang berfungsi sebagai pengarah aliran dan selanjutnya masuk impeler, yang kemudian impeler memberikan pusaran dengan kecepatan yang sangat tinggi. Akibat dari putaran yang tinggi maka gas terlempar keluar dari impeler karena adanya gaya sentrifugal yang terjadi, kemudian tekanan dan kecepatan dari gas akan naik setelah gas lepas dari ujung impeler, gas diperlambat dalam suatu saluran yang disebut diffuser. Yang ternyata lebih mudah dan effisien untuk mempercepat aliran dibandingkan memperlambat karena dengan diperlambat aliran cenderung tersebar dengan tidak terarah. Akibat dari aliran tidak terarah akan menyebabkan adanya kecenderungan timbulnya aliran turbulen dan arus steady, yaitu merubah energi kinetik menjadi energi panas dari pada energi-energi tekanan. Oleh karena itu perlu di jaga aliran tersebut tetap searah dengan memasang penyearah (Guide Vane).

Gambar 4. Kerja impeler dan difuser

Kompresor ini umumnya beroperasi pada putaran tinggi, diatas 3000 rpm digerakkan oleh motor listrik atau turbin uap. Untuk tekanan discharge (keluaran) yang tinggi, dipakai kompresor bertingkat banyak (impelernya lebih dari satu). Ada juga kompresor yang mempunyai aliran hisap bertingkat lebih dari satu dengan pendingin antara ( intercooler ). Kompresor sentrifugal pada umumnya memiliki karateristik : Kondisi discharge seragam. Kapasitas kecil sampai degan kapasitas besar. Mampu memberikan performance yang lebih baik pada efisiensi yang tinggi dengan beroperasi pada range tekanan dan kapasitas besar. Tekanan discharge dipengaruhi oleh density dari udara atau gas. Kompresor sentrifugal pada dasarnya mempunyai beberapa keuntungan dan kekurangan yaitu: Sangat realible mampu beroperasi dalam jangka waktu yang lama. Kapasitas dan tekanan mudah diatur (baik dengan discharge valve atau dengan variable speed).

Aliran secara kontinyu dan seragam. Vibrasi atau getaran relatif lebih rendah. Konstruksinya lebih rumit (perlu ketelitian dalam pemasangannya agar efisiensi dapat dipertahankan). Sangat peka terhadap sifat udara atau gas. Biaya investasi relatif lebih tinggi.

2.4. Pemilihan Kompresor Beberapa hal yang perlu dipertimbangka