optimalisasi unjuk kerja production pump cargo 1 …

Jurnal Mekanika Mesin S-1 FTUP Vo. 15 No. 1 Januari 2016 1

OPTIMALISASI UNJUK KERJA PRODUCTION PUMP CARGO 1

PADA FLOATING STORAGE REGASIFICATION UNIT DI PT XXX

Ferry Budi Sentosa[1], Damora Rhakasywi[2]

Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Pancasila

Jl. Srengseng Sawah Jagakarsa, Jakarta Selatan 12640 - Indonesia

Telp: (021) 78880305, 7270086, Fax: (021) 7864721, 7271868

Email: [email protected], Website: www.univpancasila.ac.id

ABSTRACT

PT XXX operates Floating Storage Regasification Unit (FSRU)to distribute natural gas that is the

result of regasification of natural gas to the customer. Production pump is the one of important component in

the PT XXX’s FSRU. Production pump functions to distribute LNG from cargo to suction drum. For 3 years

of operation, the production pump has been damaged once and affected regasification process in FSRU shut

down. The pump damage occurred because the pump is not running in safe operating range. The LNG pump

that operates properly has efficiency value is greater than 55 %. The result of LNG pump performance

indicate that the LNG pump doesn’t run in the optimum operation range. The Analysis of LNG production

pump use the minimum and maximum condition of level and flow rate data. The performance of LNG pump

still good at maximum flow rate and also at minimum and maximum level. Nevertheless, the LNG pump show

a bad performance while it was running at minimum flow rate, it is indicated by the value of efficiency of

53.7 %. Therefore, it needs to make a optimalization of the LNG pump by finding minimum pump flow rate.

The value of minimum pump flow rate can be found from graphic of efficiency pump in the manual book, it

will use trendline method. The trendline method will find the optimum flow rate with the value of the

efficiency is greater than 55 %. The result of the optimalization is a change of flow rate lower limit, from 200

m3/hour to 215 m3/hour. The change of flow rate lower limit has no negative impact to the process after

production pump. The change of flow rate lower limit only change the value of pump head from 164.663 m to

163.286 m, the value of pump power from 78.869 kW to 81.406 kW and certainly the value of pump efficiency

pump is increased from 53.7 % to 55.2 %.

Keywords: graphic of efficiency pump, trendline method

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

LNG Production pump yang beroperasi di

FSRU PT XXX memiliki peran yang besar dalam

pendistribusian LNG menuju unit regasifikasi.

Apabila terjadi masalah pada pompa ini, maka

seluruh proses di FSRU terpaksa harus di

hentikan. Salah satu sejarah buruk yang pernah

terjadi adalah rusaknya production pump cargo 1

dan 2 yang mengakibatkan seluruh proses LNG di

FSRU harus dihentikan. Salah satu penyebab

timbulnya masalah pada sistem perpompaan

adalah penggunaan parameter pada sistem

perpompaan yang salah. Setelah dilakukan

pengkajian terhadap LNG production pump di

FSRU PT XXX, ditemukan pompa tersebut tidak

beroperasi pada parameter terbaiknya, untuk itu

akan dilakukan optimalisasi terhadap kinerja LNG

production pump. [1]; [2]; [3]

Bertitik tolak dari hal-hal di atas, penulis ingin

mengkaji salah satu metode untuk menjaga

performa pompa, yaitu menjalankan pompa pada

parameter – parameter terbaiknya. Parameter –

parameter tersebut meliputi laju alir pompa,

temperatur LNG, level LNG dalam tangki, opening

discharge valve, putaran motor penggerak pompa

dan sudut – sudut pada impeller pompa. [4]

Selanjutnya, untuk mengetahui apakah production

pump di PT XXX dapat beroperasi dengan optimal,

maka dilakukan kegiatan analisa unjuk kerja

production pump di PT XXX. Unjuk kerja yang

akan dianalisa adalah Head, daya dan efisiensi.

Apabila terdapat unjuk kerja yang kurang baik,

maka akan dilakukan optimalisasi terhadap

parameter pompa sehingga pompa dapat beroprasi

dalam performa terbaiknya.

1.2 Tujuan Penelitian

1. Menganalisis unjuk kerja production pump

di FSRU PT XXX.

2. Mengetahui apakah spesifikasi pompa yang

dipilih sesuai dengan kebutuhan sistem di

FSRU.

mailto:[email protected]

http://www.univpancasila.ac.id/

2 Jurnal Mekanika Mesin S-1 FTUP Vo. 15 No. 1 Januari 2016

3. Memperoleh parameter operasi yang baru

untuk peningkatan performa production

pump di FSRU.

1.3 Batasan Masalah

Pada penelitian ini penulis memberikan

batasan masalah pada materi yang akan

disampaikan, antara lain :

1. Unjuk kerja production pump yang akan

dianalisa adalah head pompa, daya pompa

dan efisiensi pompa. Analisa ini akan

dilakukan berdasarkan pada range operasi

pompa, mulai dari level minimum dan

maksimum tangki, laju alir minimum dan

maksimum pompa.

2. Spesifikasi pompa yang akan diperhatikan

adalah jenis dan jumlah sudu pada impeller

pompa.

3. Optimalisasi dilakukan untuk menemukan

range kondisi operasi LNG production

pump yang terbaik dan jenis impeller yang

cocok untuk range kondisi operasi tersebut.

Range kondisi operasi LNG production

pump yang terbaik mengacu pada nilai

efisiensi pompa lebih besar dari 55 %.

II. LANDASAN TEORI

2.1 Spesifikasi Production Pump LNG

Liquefied Natural Gas (LNG) adalah gas alam

yang dimampatkan sampai 1/600 kali dari

volume gasnya pada tekanan standar dimana

komponen yang paling dominan adalah

methane. [5] ; [6]

Pompa sentrifugal adalah satu jenis pompa

dari non positive displacement pump yang prinsip

kerjanya merubah energi mekanik dari unit

penggerak, menjadi energi kecepatan cairan

melalui suatu impeller yang berputar dalam

casing kemudian kecepatan cairan dirubah

menjadi energi tekanan didalam difusor dengan

cara memperlambat laju kecepatan cairan.

Production pump LNG yang digunakan di PT

XXX adalah jenis pompa sentrifugal single stage.

Pompa sentrifugal ini juga memiliki karakteristik

sebagai pompa celup atau submersible pump dan

cryogenic pump atau pompa yang didesain khusus

secara material untuk beroperasi pada suhu yang

sangat rendah. PT XXX mempercayakan kepada

Ebara International Corporation untuk production

pump LNG. Selanjutnya adalah tabel spesifikasi

production pump :

1Tabel 1 Spesifikasi Production pump [9]

Manufaktur Ebara International Corp

Pump model 8EC-12

No of stage ; blade 1 ; 9

Rated Rotational Speed 3600 rpm

Liquid LNG

Operating Temp -165 °C

SG 0.5

Capacity

Rated flow 500 m3/h

BEP* flow 480 m3/h

Mincontinuous flow 168 m3/h

Head

Rated 130 m

BEP* 134 m

Shutoff 177.1 m

Efficiency

Efficiency Rated 70.60%

BEP* 70.40%

Power Source 440 V, 60 Hz, 3 Ph

Power

Rated 106.7 kW

BEP* 105.8 kW

Shutoff 57.9 kW

Maximum1** 115.6 kW

Full Load Current 250 A

Starting Current 2394 A

Pump Design Pressure 10 bar

Max DP 8.2 Bar

2.2 Perhitungan Unjuk Kerja Pompa

Secara umum instalasi suatu sistim

perpompaan ditampilkan pada gambar di bawah ini.

1Gambar 1 Instalasi Sistim Perpompaan [10]

Terdiri dari :

1. Unit pompa dan penggerak.

2. Instalasi sistim hisap (suction system).

3. Instalasi sistim pipa tekan (discharge

line).

Keterangan :

Zsd = Tinggi hisap dinamis (m).

Zd = Tinggi tekan statis (m).

Pa = Tekanan atmosfer (kg/m²).

Pd = Tekanan manometer discharge (kg/m²).


Ps = Tekanan manometer suction (kg/m²).

Y = Beda tinggi antara Pd dan Ps (m).

Po = Tekanan diatas permukaan cairan

(kg/m²).

2.2.1 Menghitung Head Total System (H)

Head total system adalah selisih head sisi

tekan dengan head sisi hisap.Rumus menghitung

head total sistim [10]

𝐻 = (𝐻𝑑 − 𝐻𝑠) + 𝑌 + (𝑣𝑑

2−𝑣𝑠2

2𝑔) ,

Keterangan :

H = Head total (m).

Hd = Head sisi tekan (discharge) (m).

Hs = Head sisi hisap (suction) (m).

vd = Kecepatan cairan pada pipa discharge (m/s).

vs = Kecepatan cairan pada pipa suction (m/s).

Y = Beda tinggi antara Pd dan Ps (m).

2.2.2 Menghitung Kerugian Head

Menghitung kerugian head pada jaringan pipa

perlu dihitung karena sepanjang pipa terdapat rugi-

rugi tekanan.

a. Kerugian Head pada Pipa (hlp).

1) Rumus menghitung kerugian head pada pipa [11]

ℎ𝑙𝑝 = 𝑓.𝐿

𝐷.

𝑉2

2𝑔 (II.1)

Keterangan:

hlp = Kerugian head pada pipa (m).

f = Faktor gesekan pipa

L = Panjang pipa (m).

d = Diameter dalam pipa (m).

v = Kecepatan cairan (m/s).

g = Percepatan gravitasi (m/s2).

2) Menentukan kekasaran relatip (ε)

Faktor gesekan pipa sebagai fungsi dari

angka Reynold (Rn) dan kekasaran relatip

bagian dalam pipa. Kekasaran relatip dapat

ditentukan berdasarkan :

Diameter nominal pipa (D)

Bahan pipa

Berdasarkan angka Reynold (Rn > 2000) dan

kekasaran relatif (ε) maka faktor gesekan (f)

dapat ditentukan dengan grafik relative

rougness, sehingga kerugian head pada pipa

(hlp) dapat dihitung menggunakan persamaan

(2.9).

Bila angka Reynold (Rn) ≤ 2000,

maka faktor gesekan (f) dihitung

dengan rumus [11] :

𝑓 =64

𝑅𝑛 (II.2)

Bila angka Reynold (Rn) 2000,

maka (f) ditemukan dengan grafik

relative rougness.

3) Reynold Number (Rn) [11]

𝑅𝑛 =𝛾×𝑣×𝐷

𝜇

Keterangan:

Rn = Bilangan Reynold

γ = Berat jenis cairan (kg/m3).

D = Diameter dalam pipa (m).

v = Kecepatan rata-rata cairan dalam pipa

(m/s).

μ = Viskositas absolut cairan (kg/m s).

b. Kerugian Head pada Fitting dan Valve (hlf).

1) Kerugian head pada fitting dan valve [11]

Kerugian head pada fitting dan valve

dihitung dengan rumus:

ℎ𝑙𝑓 =𝑛.𝑘.𝑣2

2.𝑔

Keterangan :

hlf = Kerugian head pada fitting dan valve

(m).

n = Jumlah fitting, valve dan sejenisnya

(buah).

k = Faktor gesekan pada fitting dan

valve.

v = Kecepatan cairan di fitting dan valve

(m/s).

g = Percepatan gravitasi (9.81 m/s2).

2) Kerugian head pada jepitan valve [11]

Kerugian head pada jepitan valve dihitung

dengan rumus :

ℎ𝑙𝑓 =∆𝑃

𝛾

Keterangan :


P = Selisih tekanan pada valve (kg/m2).

2.2.3 Menghitung Daya Pompa Sentrifugal

Daya adalah kerja setiap satuan waktu. Pada

sistem perpompaan terdapat tiga jenis daya yaitu

[10]:

c. Daya cairan (Nh) atau HHP.

d. Daya pompa (Np) atau BHP.

e. Daya penggerak (Nd) atau DHP.

a. Daya Cairan (Nh)

Daya cairan atau fluida adalah daya yang


dibutuhkan untuk mengalirkan fluida.

Daya fluida pompa dihitung dengan rumus

[10] :

Nh = 100

HxQx

Keterangan :

Nh = Daya fluida (kW).

H = Head total pompa (m).

Q = Laju alir pemompaan (m3/s).

b. Daya Penggerak (Nd)

Daya penggerak (Nd) adalah daya yang

diberikan pada poros pompa atau daya

yang keluar dari proses penggerak, dapat

dihitung dengan rumus [10] :

Nd =1000

nPVI f (II.7)

Keterangan :

Nd = Daya penggerak (kW).

I = Arus listrik (ampere).

V = Tegangan listrik (volt).

Pf = Power faktor.

n = Jumlah fasa (1 atau 3).

c. Daya Pompa (Np)

Daya pompa adalah daya poros pompa

atau daya yang diberikan pada impeller,

dapat dihitung dengan rumus [10] :

Np = mx trans x Nd (II.8)

Keterangan :

Np = Daya pompa (kW).

ηtrans = Efisiensi transmisi (%).

ηm = Efisiensi motor (%).

Tabel 2 Nilai ηtrans

Sesuai Jenis Transmisi [10]

Jenis Transmisi ηtrans

Sabuk rata 0,9 – 0,93

Sabuk – V 0,95

Roda gigi lurus satu tingkat 0,92 – 0,95

Roda gigi miring satu

tingkat 0,92 – 0,98

Roda gigi kerucut satu

tingkat 0,92 – 0,96

Roda gigi planiter satu

tingkat 0,95 – 0,98

Poros kopling 0,99 – 1,00

Sedangkan nilai (ηm) didapatkan dari proses

plotting pada kurva performa motor listrik pompa

LNG. nilai (ηm) besarnya bervariasi tergantung

pada daya penggerak.

2.2.4 Efisiensi Overall Pompa

Efisiensi pompa dapat dihitung setelah

diperoleh daya hidrolik dan daya pompa. Efisiensi

pompa yang dirumuskan sebagai berikut [10] :

Pompa = 100%

)(N Pompa Daya

)(N Hydraulic Daya

p

h

Keterangan :

Nh = Daya fluida (kW).

Np = Daya pompa (kW).

2.2.5 Net Positive Suction Head (NPSH)

Net Positive Suction Head (NPSH) adalah

merupakan head netto pada flange sisi masuk

suatu pompa sentrifugal, setelah head positip

yang menyebabkan cairan masuk kedalam pompa

dikurangi semua head negative termasuk tekanan

penguapan cairan yang menghalangi masuknya

cairan tersebut. NPSH ada dua macam yaitu NPSHa

dan NPSHr.

NPSHa adalah head yang dimiliki oleh zat cair

pada sisi hisap pompa (ekivalen dengan tekanan

mutlak pada sisi hisap pompa), dikurangi dengan

tekanan uap jenuh zat cair ditempat tersebut.

Rumus Menghitung NPSHa [10]

𝑁𝑃𝑆𝐻𝑎 = [𝑃𝑎−𝑃𝑣

γ− 𝑍𝑠𝑙 − ℎ𝑙𝑠 −

𝑣𝑠2

2g]

Keterangan:

NPSHa = Net Positive Suction Head

available (m).

Pa = Tekanan pada sisi hisap (kg/m2).

Pv = Tekanan uap cairan (kg/m2).


Zsl = Tinggi hisap statis (m).

hls = Kerugian pada suction (m).

v = Kecepatan cairan (m/s).

g = Percepatan gravitasi (9,81 m/s2).

2.2.6 NPSH required (NPSHr)

NPSHr atau NPSH yang diperlukan adalah head

tekanan yang besarnya sama dengan penurunan

tekanan. Besarnya NPSH yang diperlukan berbeda

untuk setiap pompa. Harga NPSHr harus diperoleh

dari pabrik pompa yang bersangkutan dan pada

umumnya tertera di name plate atau data spesifikasi

pompa. Nilai NPSHa yang dihitung harus lebih

besar daripada nilai NPSHr yang terdapat pada

desain pompa agar tidak terjadi kavitasi pada

pompa. [12]


2

Gambar 2 Grafik Fungsi NPSHa vs NPSHr [10]

2.2.7 Jumlah sudu impeller

Untuk mengetahui jumlah sudu setiap impeller

dapat ditentukan dengan terlebih dahulu

menghitung besarnya kecepatan spesifik setiap

tingkat (impeller). Kecepatan spesifik

didefinisikan sebagai harga putaran dari suatu

impeller, suatu model pompa dimana model

tersebut mempunyai kesamaan geometris dengan

pompa yang dimaksud dan dapat menghasilkan

head (H) = 1 m, Laju alir (Q) = 75 liter/s dan

Daya (N) = 1 HP bekerja pada efisiensi paling

tinggi. Kecepatan sepesifik ada 2 (dua) yaitu :

a. Kecepatan Spesifik Kinematik (nq)

Kecepatan spesifik berdasarkan Q = 75

liter/s dan H = 1 m yang dihitung dengan

rumus [10] :

4/3.H

Qnnq (II.11)

Keterangan:

nq = Kecepatan spesifik kinematik.

H = Head total (m).

Q = Laju alir pompa (m3/s).

n = Putaran per menit (rpm).

b. Kecepatan Spesifik Dinamik (ns)

Kecepatan spesifik berdasarkan N = 1 HP

dan H = 1 m yang dihitung dengan rumus [10] :

4/5.H

Nnn

h

s (II.12)

Keterangan:

ns = Kecepatan spesifik dinamik.

Nh = Daya hidrolik (HP)

nsi setiap tingkat/impeller [10] :

4/3..65,3

i

siH

Qnn (II.13)

Keterangan:

H = Head total (m).

Q = Laju alir pompa (m3/s).

n = Putaran per menit (rpm).

Hi = Head setiap tingkat (m/tingkat).

nsi = Kecepatan spesifik setiap tingkat.

i = Jumlah tingkat (tingkat).

III. METODOLOGI PENELITIAN

Metodologi penelitian yang dilakukan adalah

sebagaimana Gambar berikut:

3Gambar 3 Diagram Alir Optimalisasi


IV. HASIL DAN ANALISA

A. Data Perpipaan Kargo 1 Menuju Suction

Drum

Berikut ini adalah gambar sistem perpompaan

dari kargo 1 menuju suction drum :

Gambar 4 Sistem Perpipaan Kargo 1

Menuju Suction Drum

1. Data LNG

Berikut ditampilkan tabel data LNG

berdasarkan hasil sampling pada tanggal 2

November dan 2 Desember 2015.

2Tabel 3 Data LNG di FSRU PT XXX

Jenis Data Satua

n

Data 1 Data 2 Rata-

rata 2-11-

2015

2-12-

2015

SG - 0.462 0.464 0.463

Berat Jenis

(γ) kg/m3 462 464 463

Viskositas

(μ)

kg/m

s 0.136 0.134 0.135

Temperatur °C

-

161.0

5

-

160.4

7

-

160.7

6

2. Kondisi Operasi

Data kondisi operasi selama 2 bulan yang

sudah dikelompokkan ditampilkan pada tabel

berikut:

3Tabel 4 Data Level Min dan Max pada Q

tetap

Parameter Level

min

Level

max

Qaktual

(m3/hour) 296.1 296.1

Pvapour

(kg/m2 abs) 12678.1 12721.2

Level LNG

(m) 13.30 28.5

Tekanan Suction Drum

(kg/m2 abs)

6103

0 62540

Putaran pompa

(rpm) 3599.8

3601.

1

Kebutuhan arus listrik motor

(ampere) 151.6 150.8

Kebutuhan tegangan listrik

motor

(volt)

440 440

Opening valve

(%) 51 46

4

Tabel 5 Data QMin dan QMax pada Level tetap

Parameter Qmin Qmax

Qaktual

(m3/hour) 200.0 485.0

Pvapour

(kg/m2 abs) 12612.1 12606.5

Level LNG

(m) 20.0 20.0

Tekanan Suction Drum

(kg/m2 abs)

5766

0 54130

Putaran pompa

(rpm) 3598.8

3602.

1

Kebutuhan arus listrik motor

(ampere) 136.8 193.1

Kebutuhan tegangan listrik

motor

(volt)

440 440

Opening valve

(%) 38 100

B. Perhitungan Hambatan Sistem Perpipaan

Hambatan perpipaan yang dihitung adalah

hambatan sistem perpipaan sisi discharge (hld)

saja, dikarenakan tidak ada sistem perpipaan pada

sisi suction pompa.

5 Tabel 6 Data LNG di FSRU PT XXX

Parameter level

min

level

max Qmin Qmax

hlp (m) 5.814 5.814 2.689 15.492

hlf (m) 22.316 34.726 50.531 15.099

hld (m) 28.130 40.540 53.220 22.124

C. Perhitungan Head Pompa

Head sistem pompa didapatkan setelah

dilakukan perhitungan terhadap head discharge

dan head suction.6

Tabel 7 Nilai Head Pompa

Parameter level

min

level

max Qmin Qmax

Hs (m) 40.683 55.976 47.240 47.228


Hd (m) 192.5

21

208.19

5

210.01

1

172.57

3

H (m) 153.9

78

154.35

9

164.63

3

128.34

4

D. Perhitungan Daya Pompa

Daya pada sistem perpompaan dibagi menjadi

3 yaitu daya hidrolik, daya penggerak dan daya

pompa. Hasil perhitungan daya hidrolik

ditampilkan pada tabel berikut :

7Tabel 8 Nilai Daya Hidrolik

Parameter level

min

level

max Qmin Qmax

Nh (kW) 58.638 58.783 42.347 80.056

Nilai power factor = 0.85, n = 3 fasa dan

1000 adalah angka konversi, (1 kW = 1000 watt).

Hasil perhitungan daya penggerak ditampilkan

pada tabel berikut ini:

8Tabel 9 Nilai Daya Penggerak

Parameter level

min

level

max Qmin Qmax

I (ampere) 151.6 150.8 136.8 198.1

V (volt) 440 440 440 440

Nd (kW) 98.205 97.686 88.617 128.326

Nilai ηtrans = 1.00 (berdasarkan tabel 2.2)

dan ηm didapatkan melalui proses plotting pada

gambar berikut, berdasarkan nilai daya

penggerak.

Gambar 5 Ploting Efisiensi Mekanik

Nilai ηm dan hasil perhitungan daya pompa

terdapat pada tabel berikut:

9Tabel 10 Nilai Daya Pompa

Parameter level min level max Qmin Qmax

ηm (%) 87.2 88.5 88.7 89.0

Np (kW) 93.167 92.498 78.869 114.211

E. Perhitungan Efisiensi Pompa

Efisiensi pompa dapat dihitung setelah

diperoleh daya hidrolik dan daya pompa. Hasil

perhitungan efisiensi pompa ditampilkan pada

tabel berikut :

10Tabel 11 Nilai Efisiensi Pompa

Parameter level min level max Qmin Qmax

ηpompa (%) 62.9 63.6 53.7 70.1

F. Perhitungan Net Positive Suction Head

Available (NPSHa)

Nilai NPSHr dapat dilihat pada kurva

performa pompa. Sebagaimana gambar berikut:

4Gambar 6 Kurva Performa

Production pump LNG [9]

Hasil perbandingan antara nilai NPSHa dan

NPSHr ditampilkan pada tabel berikut.

11Tabel 12 Nilai NPSHa vs NPSHr

Parameter level

min

level

max Qmin Qmax

NPSHa (m) 13.3 28.5 20 20

NPSHr (m) 9.82 9.82 9.86 10.32

Hasil perbandingan nilai NPSHa dan NPSHr

menunjukkan bahwa range kondisi operasi pada

production pump LNG aman untuk pompa,

ditunjukkan dengan nilai NPSHa > NPSHr.

G. Perhitungan Jumlah Sudu Impeller

Berdasarkan nsi dapat ditentukan jenis

impeller, dimensi ratio dan jumlah sudu setiap

impeller sesuai dengan gambar (II.3).


12Tabel 13 Jenis Impeller, Dimensi Ratio

dan Jumlah Sudu

Parameter level

min

level

max Qmin Qmax

nsi 103.310 103.122 80.902 148.439

Jumlah sudu min 8

Jenis impeller Moderate Speed Impeller

Dimensi ratio

H. Hasil Analisa Unjuk Kerja Pompa LNG

Analisa unjuk kerja pompa yang sudah

dilakukan, dirangkum dalam bentuk tabel unjuk

kerja pompa berikut ini.

13Tabel 14

Nilai Unjuk Kerja LNG Production pump 1

Parameter Level

min

Level

max Qmin Qmax

Qaktual

(m3/hour) 296.1 296.1 200.0 485

Level

LNG

(m)

13.30 28.5 20.0 20.0

Head

(m)

153.97

8

154.35

9

164.63

3

128.34

4

Daya

(kW) 93.167 92.498 78.869 114.211

ηpompa

(%) 62.9 63.6 53.7 70.1

NPSHa

(m) 13.3 28.5 20 20

NPSHr

(m) 9.82 9.82 9.86 10.32

Perhitungan unjuk kerja pompa LNG juga

dilakukan dengan software Pipe Flow Expert

yang dimiliki oleh PT XXX.

I. Optimalisasi Unjuk Kerja Pompa LNG

Optimalisasi yang bisa dilakukan adalah :

Mencari range operasi terbaik agar nilai efisiensi

pompa tidak terlalu jatuh (> 55 %).

Tabel nilai unjuk kerja pompa menunjukkan

bahwa variabel level tidak terlalu berpengaruh

terhadap nilai efisiensi pompa. Selisih antara level

operasi minimum dan maksimum cairan LNG

mencapai 15.2 m, namun selisih nilai efisiensinya

hanya 1 %. Lain halnya dengan variabel laju alir,

pada tabel tersebut dapat dilihat bahwa selisih

antara nilai laju alir minimum dan maksimum

adalah 285 m3/hour dan selisih nilai efisiensinya

mencapai 31 %.

Nilai efisiensi pompa pada setiap laju alir

pompa dapat diketahui secara detail dengan

menggunakan metode trendline pada Microsoft

Excel. Metode trendline ini berfungsi untuk

mengetahui persamaan suatu garis atau kurva.

Berikut akan dijelaskan langkah-langkah

penggunaan metode trendline untuk menemukan

laju alir optimum :

1. Ploting grafik nilai efisiensi pada grafik

performa pompa, dilanjutkan dengan

memasukkan titik koordinat hasil plotting (x,

y) ke dalam microsoft excel.

2. Pembuatan grafik berdasarkan titik koordinat

yang diperoleh menggunakan menu line chart.

Proses trendline dapat dilakukan setelah grafik

efisiensi sudah terbentuk. Sehingga

didapatkan nilai kurva efisiensi terhadap laju

alir pompa yang diterjemahkan dalam

persamaan berikut :

y = -0.00034x2 + 0.3034x + 5.5414

keterangan :

y = nilai efisiensi pompa (%)

x = laju alir pompa (m3/hour)

Nilai minimal efisiensi pompa yang

diinginkan adalah sebesar 55 % , maka nilai 55 %

disubstitusikan pada variabel (y), sehingga

didapatkan nilai (x) atau laju alir pompa sebesar

214.64 m3/hour. Nilai 214.64 m3/hour akan

dijadikan sebagai nilai Qmin atau nilai batas bawah

range operasi pompa yang baru. Nilai laju alir

pompa yang dihitung dibulatkan menjadi 215

m3/hour karena input nilai set point laju alir

pompa pada sistem SCADA di FSRU PT XXX

tanpa desimal.

Berikut ini akan ditampilkan data kondisi

parameter operasi pompa pada saat pompa

mengalirkan laju alir sebesar 215 m3/hour.

14Tabel 15 Data Operasi Pompa saat Qmin

Optimum

Parameter Satuan Nilai

Qaktual m3/hour 215.0

Pvapour kg/m2 abs 12684.3

Level LNG m 20

Psd kg/m2 abs 57540

npompa rpm 3600.8

I motor ampere 141.2

Vmotor volt 440

Opening valve % 41

Optimalisasi unjuk kerja pompa yang sudah

dilakukan, dirangkum dalam bentuk tabel unjuk

kerja pompa berikut ini.


15

Tabel 16 Optimalisasi Range Operasi LNG

Production pump 1

Parameter Level

min

Level

max

Qmin

optimu

m

Qmax

Qaktual

(m3/hour) 296.1 296.1 215.0 485

Level (m) 13.30 28.5 20.0 20.0

Head (m) 153.978 154.359 163.286 128.344

Daya

(kW) 93.167 92.498 81.406 114.211

ηpompa (%) 62.9 63.6 55.2 70.1

NPSHa

(m) 13.3 28.5 20 20

NPSHr

(m)

9.82 9.82 9.79 10.32

Perhitungan optimalisasi unjuk kerja pompa

LNG juga dilakukan dengan software Pipe Flow

Expert yang dimiliki oleh PT XXX.

Hasil perhitungan dapat dilihat pada gambar

berikut.

5Gambar 7 Tampilan software Pipe Flow

Expert

V. KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil setelah

proses analisa dan optimalisasi terhadap unjuk

kerja

pompa LNG adalah sebagai berikut :

1. Range operasi production pump 1 yang

dijalankan selama ini digambarkan pada

skema berikut ini.

2. Spesifikasi pompa yang terpasang sudah

sesuai dengan kebutuhan proses di FSRU. Hal

ini dapat dibuktikan dengan perhitungan jenis

dan jumlah impeller. Hasil perhitungan jenis

impeller didapatkan jenis moderate speed

impeller dan jumlah impeller minimal yang

dibutuhkan adalah 8 buah.

3. Optimalisasi yang dilakukan adalah mencari

range operasi pompa yang baru agar

efisiensinya > 55 % dalam setiap kondisi

operasi pompa. Analisa menunjukkan bahwa

hanya nilai batas bawah laju alir pompa (Qmin)

yang perlu dicari karena nilai efisiensinya <

55 %.

DAFTAR PUSTAKA

1. Haryono, "LPG and LNG Character,"

PTK Akamigas-STEM, Cepu, 2012.

2. D. o. E. USA, "Liquiefied Natural Gas

Understanding the Basic Facts,"

Understanding the Basic Fact, vol. I, pp.

1 - 24, 2005.

3. J. Jani, "International Journal of Advance

Engineering and Research,"

SELECTION OF CRYOGENIC

INSULATION FOR LNG TRANSFER

LINE, vol. 2, no. 2, pp. 11-19, 2015.

4. McGuire and White, Liquefied Gas

Handling Principles on Ships and in

Terminals Third Edition, London:

Witherby & Co Ltd, 2000.

5. J. Jani, "International Journal of Advance

Engineering and Research," Safety and

Security of Liquefied Natural Gas, vol. 2,

no. 5, pp. 1291-1298, 2015.

6. Suparno, "LNG Plant," in Produk Gas,

Cepu, Akamigas-STEM, 2010, pp. 56-

69.

7. R. Juliaty, "Repository.Widyatama," PT

Indosinga Lestari, 12 Februari 2012.

[Online]. Available:

http://repository.widyatama.ac.id/xmlui/

bitstream/handle/10364/508/bab1.pdf?se

quence=7. [Accessed 28 September

2015].

8. I. J. Karassik, J. P. Messsina, C. Paul and

H. C. C, Pump Handbook Third Edition,

London: Mc Graw-Hill Education; 4th

edition, 2007.

9. GOLAR LNG LIMITED, Pedoman

Operasi Terminal Nusantara Regas Satu

Revisi 4, Jakarta: PT Nusantara Regas,

2012.

optimalisasi unjuk kerja production pump cargo 1 …

Documents