A f = luas penampang kipas (ft 2 ) V = kecepatan udara untuk desain ekonomis (1800 ft/min) = = 15,87 ft 5 m

Transkripsi

1 123 =.,.,., = 51,2 hp Digunakan motor dengan daya 55 hp = 40,45 kw. Dibagi menjadi dua motor sehingga masing-masing motor dengan daya 20 kw. Perhitungan diameter kipas Kecepatan udara yang melalui kipas mempunyai range dari ft/min. Sedangkan untuk desain yang ekonomis, kecepatannya sekitar 1800 ft/min (Ludwig, 1997), sehingga didapat hubungan sebagai berikut Dimana : maka : Q ud = A f.v A f = luas penampang kipas (ft 2 ) V = kecepatan udara untuk desain ekonomis (1800 ft/min) A f = = 197,7 ft 2 =., Sehingga diameter kipas didapat : D f =.., = = 15,87 ft 5 m, Dibagi menjadi dua kipas sehingga diameter masing-masing kipas = 2,5 m. Resirkulasi Resirkulasi adalah bercampurnya udara yang masuk menara pendingin (fresh air) dengan sebagian udara yang meninggalkan menara (warm moist air) sehingga ada kandungan air yang masuk menara pendingin.

2 124 Gambar 4.29 Ilustrasi resirkulasi Untuk mengetahui resirkulasi yang terjadi dilakukan perhitungan sebagai berikut :, R c = (Ludwig, 1997) (, ) Dengan penentuan panjang sisi menara = 36,08 ft = 11 m.,, R c = (,, ) = 2,3 % Hal ini berarti nahwa udara keluar dari menara pendingin yang ikut masuk bersama udara segar adalah 2,3 % dari seluruh udara yang masuk ke menara pendingin. h. Analisa Make Up Water Make up water adalah penambahan kebutuhan yang digunakan untuk menggantikan air yang hilang karena adanya proses evaporasi pada menara pendingin (E), terbawanya air karena hembusan udara atau drift (W) dan air yang sengaja dibuang untuk mengurangi endapan yang terjadi atau blow down (B). Sehinga jumlah air yang ditambahkan adalah M = E + W + B (%) (Ludwig, 1997)

3 125 Kehilangan Air Karena Evaporasi Karena adanya perpindahan massa uap air dari muka basah ke udara akan menyebabkan jumlah air yang disirkulasikan berkurang akibat penguapan. Hal ini karena dalam menara pendingin udara mengalami proses penjenuhan dan keluar dalam kondisi udara jenuh. Air yang hilang ini dapat diperhitungkan dengan menggunakna persamaan berikut E = G (W 2 W 1 ) (Ludwig, 1997) Dari tabel psikometri, untuk udara jenuh yang keluar menara pada T= 95 0 F mempunyai rasio kelembaban W 2 = 0,0367 lb/lb dry air. Sedangkan untuk kondisi udara masuk dengan T= 67,46 0 F mempunyai rasio kelembaban W 1 = 0,0145 lb/lb dry air. Untuk aliran yang melalui menara pendingin G = 4.157,54 gpm. E = 4.157,54 gpm (0,0367 0,0145) lb/lb dry air. = 92,51 gpm Sedangkan total air yang disirkulasikan L = 4.313,7 gpm, maka: E =,., x 100 % = 2,14 % Kehilangan Air Karena Drift Drift adalah terbuangnya air bersama hembusan udara keluar. Drift eliminator tidak mungkin dapat mencegah seluruh air untuk tidak ikut keluar bersama hembusan udara. Tetapi, untuk desainyang baik, sistem akan kehilangan air diperkirakan kurang dari 0,2 % dari total air yang disirkulasikan (Ludwig, 1997). Kehilangan air akibat hembusan udara bervariasi untuk berbagai tipe menara pendingin dan kondisi lokal. Operasi menara pendingin yang normal kehilangan air berkisar 0,3 1 % dari sirkulasi air yang masuk menara pendingin (untuk tipe menara pendingin natural draft) dan 0,1 0,3 % untuk tipe mechanical draft cooling tower. (Ludwig, 1997) Dalam perancangan ini diperkirakan kehilangan air karena drift pada eliminator adalah 0,2 % dari total sirkulasi air. Karena air yang disirkulasikan sebesar 4.313,7 gpm, maka kehilangan air karena drift (W) adalah W = 0,2 % ,7 gpm = 8,6 gpm

4 126 Kehilangan Air Karena Blow Down Blow down adalah sejumlah air yang sengaja dikeluarkan dari menara pendingin untuk mengontrol kadar konsentrasi garam atau kotoran lain pada air yang disirkulasikan. Dengan adanya blow down ini maka diperlukan adanya air untuk menggantikan air yang keluar dengan persamaan sebagai berikut Dimana : B = W (Ludwig, 1997). π.c = cycle of concentration (harganya bervariasi antara 3-7) B,E dan W dalam %. Dalam perencanaain ini diambil nilai π.c = 3, maka kehilangan air akibat blow down sebesar : B =, % 0,2 % = 0,87 % Total Make Up Water yang Diperlukan Dari perhitungan di atas, jumlah air yang harus ditambahkan dalam sirkulasi air pada menara pendingin adalah sejumlah air yang hilang akibat evaporasi, drift dan blow down tersebut di atas adalah M = E + W + B = 2,14 % + 0,2 % + 0,87 % = 3,21 % Jadi total make up water yang diperlukan adalah 3,21 % dari seluruh air yang disirkulasikan pada menara pendingin, yaitu : = 3,21 % x 4.313,7 gpm = 138 gpm i. Perhitungan Beban Kalor Sensibel dan Laten Pada Menara Pendingin Perhitungan Beban Kalor Sensibel Pada Menara Pendingin Perpindahan kalor sensibel terjadi jika terdapat perbedaan suhu antara udara yang mengalir (masuk ke menara pendingin) dengan muka basah air ( air yang keluar dari sprinkle). Proses ini disebut juga dengan perpindahan panas

5 127 secara konveksi dimana kalor sensibel mengalir dari dalam zat cair ke muka basah (interface). Laju kalor sensibel dapat dihitung dengan rumus : q s = h c x (T i T a ) x A Dari data awal diketahui : - Kondisi udara masuk louver, t db = 71,46 0 F t wb = 67,46 0 F - Kondisi udara keluar menara, t db = t wb = 95 0 F - Luas perpindahan panas pada cooling tower : Jarak antara sprinkle dan louver = 4,92 ft = 1,5 m Diameter menara = 36,08 ft = 11 m maka, A = π. D. t = 3,14. 36,08 ft. 4,92 ft = 557,39 ft 2 Koefisien perpindahan panas T in, udara = 71,46 0 F G in, udara = 1475 lb/ jam.ft 2 Dengan temperatur di atas dari tabel properties udara didapat : ρ ud = 0,073 lb/ft 3 v V ud = 13,74 (ft 3 /lb) = G. v T out, udara = 95 0 F T rata-rata = ,74 = ,7 ft/jam = 5,6 ft/s = (, ) = 83,23 0 F Dari tabel properties udara didapat v = 0,172 x 10 3 ft 2 /s Pr = 0,729 k = 0,0149 BTU/h.Ft. 0 F

6 128 R e. = =,., = 1,2 N u = 0,664. R e 1/2. P r 1/3 h = 0,664. 1,2 1/2. 0,729 1/3 = 0,7 = =,,., = 0,0020 BTU/h.ft 20 F Sehingga laju kalor sensibel adalah q s = 0,0020 BTU/h.ft 20 F x (95 71,46) 0 F x 557,39 ft 2 = 25,85 BTU/h Perpindahan Beban Kalor Laten Pada Menara Pendingin Perpindahan kalor laten terjadi apabila terdapat perpindahan massa air dalam proses pengembunan ataupun penguapan karena pada saat uap air mengembun, kalor laten harus dilepaskan oleh air. Sebaliknya jika air menguap maka harus diberikan kalor laten untuk penguapan. Proses ini disebut juga dengan perpindahan air difusi. laju perpindahan kalor laten dapat dihitung dengan menggunakan rumus : q 1 = K (W 1 W 2 ) h fg x A Dari data-data awal diketahui : - Kondisi udara masuk (T in ) = t db = 71,46 0 F t wb = 67,46 0 F - Kondisi udara keluar (T out ) = t db = t wb = 95 0 F Dari tabel psikometri diperoleh : - W l (T=95 F) = 0,0367 lb/lb dry air - W a (T=71,46 F) = 0,0167 lb/lb dry air

7 129 Pada kondisi T rata-rata = 83,23 0 F diperoleh harga h fg = 47,31 BTU/lb dari tabel psikometri serta harga c pm = 0,2404 BTU/ lbm 0 F dari tabel properties udara. - K = = maka,, =, = 0,0082 lbm/jam ft 2 q 1 = 0,0082 (0,0367 0,0167) 47,31 557,39 ft2 = 4,34 BTU/jam Sehingga diperoleh dimensi cooling tower : Panjang = 9,84 m. Lebar = 8 m. Tinggi packed = 4,27 m. Diameter kipas = 2,5 m. Daya motor = 20 kw. Dibutuhkan dua buah kipas dan dua buah motor.

8 Gambar 4.30 Dimensi cooling tower hasil perhitungan 130

9 Desain Steam Jet Ejector Untuk menghitung dimensi dari steam ejector dengan cara : Steam ejector tingkat I 1. Menentukan entrainment ratio untuk gas NCG dan sumber uap dari gambar kurva entrainment ratio. 2. Menentukan total udara ekuivalen untuk NCG dan sumber uap. 3. Menghitung rasio kompresi. 4. Menghitung rasio ekspansi uap (tekanan uap/tekanan hisap). 5. Menentukan rasio udara/steam dengan melihat gambar kurva entrainment ratio molecular weight, dari harga rasio kompresi dan rasio ekspansi. 6. Dengan cara yang sama, dapat digunakan untuk menghitung kebutuhan uap untuk steam ejector tingkat kedua. Gambar 4.31 Kurva entrainment ratio (Ludwig, 1999)

10 132 Gambar 4.32 Kurva entrainment ratio molecular weight (Ludwig, 1999) P 03 dihitung dari rumus : P 03 = P int Patm P 2 = P /P x P = 1 bar = 0,16 bar P 0b = P 2 P 03 = x 0,16, P 03 = 2,5 x 0,16 P 03 Maksimum rasio kompresi Rasio ekspansi P 0a = 0,4 bar = P 03 /P 0b = 0,4/0,16 = 2,5 = P 0b /P 0a = 6,5 bar P 0b / P 0a = 0,16 / 6,5 = 0,025 Dengan menggunakan grafik pada gambar 2.19 (Perry, 1999), diperoleh rasio area = A 2 /A t = 50 Rasio Entrainment = W b /W a = 0,95 Rasio Entrainment dikoreksi dengan persamaan W/W a = W b /W a x (T xm / T xm ) = 0,95 x 2,24 = 2,12

11 133 Kebutuhan motive steam = W a Laju alir massa fluida hisap = W = W b =0,13554 kg/s Kebutuhan motive steam, W a = W/2,12 = 0,13554/2,12 = 0,064 kg/s. Dengan menggunakan nilai W/W a =2,12 dan menggunakan grafik pada gambar 2.19, diperoleh rasio area koreksi, A 2 /A t = 35. Perhitungan luas penampang leher nozzle, A t Kecepatan motive steam dihitung dengan menggunakan asumsi Mach Number, M = V/c = 1, aliran kritikal atau sonic, V = c = (krt/m ), dimana : k = 1,4, R = 8,314 J/kgmol.K, M w = 18. c = 530,3681 m/s. Volume spesifik motive steam pada kondisi jenuh, tekanan 6,5 bara = 0,292 m 3 /kg Laju alir massa motive steam Laju alir volume motive steam Kecepatan motive steam = W a = 0,064 Kg/s. = W a x volume spesifik motive steam. = 0,064 x 0,292 = 0,019 m 3 /s = 530 m/s Luas penampang leher nozzle (A t ) = laju alir volume motive steam / kecepatan motive steam (V). Dari grafik telah diperoleh A 2 /A t = 35 A t D t = 0,019/530 = 3,6 x 10-5 m 2 = 0,36 cm 2 = =0,36 cm2 = 0,65 cm A 2 = 35 x 0,36 cm 2 = 12,6 cm 2 D 2 = 3,84 cm Dari grafik telah diperoleh A 2 /A t, sehingga dapat diperoleh A 2 dan D 2. Dimana : A t = Luas penampang leher nozzle D t = Diameter leher nozzle A 2 = Luas penampang constant area mixing suction (diffuser throat) D 2 = Diameter constant area mixing suction (diffuser throat)

12 134 Gambar 4.33 Notasi steam ejector dalam perhitungan. Gambar 4.34 Kurva desain optimum untuk single stage ejector.

13 Pompa Langkah kedelapan dalam merancang pembangkit listrik yaitu menghitung dan menentukan kebutuhan pompa yang digunakan. Fungsi dari pompa yaitu memberikan tekanan pada fluida agar dapat sampai di tempat yang diinginkan. Gambar 4.35 menunjukkan diagram dari proses pompa. Dalam perencanaan pembangkit metode direct-steam diperlukan empat jenis pompa yaitu: a. Hot well pump berfungsi untuk mengalirkan air kondensat yang berasal dari kondensator menuju cooling tower. Membutuhkan head yang cukup tinggi dikarenakan posisi cooling tower cukup jauh jaraknya dan tinggi saluran masuknya. b. Auxiliary cooling water pump berfungsi untuk mengalirkan air pendingin dari cooling tower menuju peralatan tambahan seperti ejector condenser dan liquid ring vacuum pump. c. Liquid ring vacuum pump berfungsi untuk menjaga kondisi kondensator agar tetap dalam keadaan vakum. Dengan bantuan peralatan steam jet ejector, ejector condenser membentuk sebuah sistem ekstrasi noncondensable gas. d. Pompa reinjeksi berfungsi untuk mengalirkan air kondensat dari kolam kondensat menuju dalam tanah. Reinjeksi air kondensat dimaksudkan untuk menjaga keberadaan air dalam aliran air tanah sehingga diharapkan produksi panas bumi akan berlangsung seterusnya.

14 136 Gambar 4.35 Diagram proses pompa Gambar 4.36 merupakan diagram penggambaran proses yang terjadi pada pompa dengan menggunakan diagram temperatur-entropi. Diagram temperaturentropi yang digunakan yaitu diagram R-718 water (water diagram, 2012). Pada pompa hot well, titik 7 merupakan kondisi air kondensat yang berasal dari kondensator sebagai sisi hisap pompa. Pada titik 8 merupakan kondisi air kondensat hasil proses pemompaan yang dialirkan menuju cooling tower. Pada pompa auxiliary cooling water, titik 16 merupakan kondisi air kondensat yang telah diturunkan temperaturnya dari cooling tower sebagai sisi hisap pompa. Pada titik 17 dan 18 merupakan air kondensat hasil proses pemompaan yang dialirkan menuju liquid ring vacuum pump serta ejector condenser. Pada liquid ring vacuum pump, titik 17 dan 13B merupakan kondisi panas bumi berupa air kondensat serta non-condensable gas sebagai sisi hisap pompa. Kemudian hasil dari proses pemompaan diteruskan dalam separator untuk dipisahkan antara non-condensable gas dengan air kondensat yang masih dikandung dalam fluida.

15 137 Pada pompa reinjeksi, sebagai sisi hisap pompa berasal dari kolam kondensat. Pada titik 21 merupakan air kondensat yang diinjeksikan kembali ke dalam tanah. Kondisi tiap titik ditampilkan dalam tabel Dengan mempertimbangkan laju aliran massa air pendingin yang akan melewati peralatan pembangkit, maka dipilih konstruksi pompa sentrifugal untuk pompa hot well, auxiliary cooling water dan pompa reinjeksi. Pemilihan pompa sentrifugal dikarenakan fluida hasil pemompaan dalam keadaan stabil, tidak pulsating. 1A 1B , 17, ,s Gambar 4.36 Diagram temperatur-entropi fluida pada pompa

16 138 Tabel 4.19 Tabel sifat fluida pada proses cooling tower T, 0 C P, bar 0,16 1, h, kj/kg 192,6 192,7 125,9 125,9 125,9 125,9 s, kj/kg 0 C 0,6517 0,6516 0,4368 0,4368 0,4368 0,4368 X ṁ steam ṁ NCG ṁ water 272,71 272,71 9,16 3 6,16 8,58 ṁ total 272,71 272,71 9,16 3 6,16 8, Perancangan kebutuhan pompa Perancangan kebutuhan pompa yang digunakan : Tabel 4.20 Tabel kebutuhan pompa No. Nama Desain kebutuhan m (kg/s) ρ (kg/m 3 ) Q (m 3 /min) Head (m) 1 Pompa hot well 272,21 989,71 16, Liquid ring 3,14 995,6 0,19 5 vacuum pump 3 Auxiliary cooling 9,16 995,6 0,55 10 water pump 4 Pompa reinjeksi 8,58 995,6 0,52 75

17 139 Gambar 4.37 Grafik pemilihan pompa Torisima (Torishima, 2014) Tabel 4.21 Spesifikasi dan merk pompa yang dipakai No Nama Pompa Q (m 3 /min) Head (m) 1 Pompa hot well Torishima CA , Liquid ring vacuum pump Nash P2620 0, Auxiliary cooling water pump Torishima CA , Pompa reinjeksi Torishima CA ,52 75

18 Pipe and Instrument Diagam (P&ID) Perencanaan selanjutnya menggunakan Pipe and Instrument Diagram (P&ID) yang berfungsi untuk mengetahui dimensi pipa dan aksesoris pipa yang dipakai. P&ID pada sumur produksi adalah sumur tempat keluarnya uap panas sebagai hasil pengeboran. Pada pipa di dekat sumur dilengkapi dengan katup yang digunakan sebagai pembuka dan penutup aliran uap panas. Katup yang digunakan yaitu katup gerbang yang berfungsi untuk membuka atau menutup aliran sepenuhnya. Serta katup bola yang berfungsi untuk pemakaian throttling. Terdapat pula beberapa instrumen yang digunakan untuk mengetahui kondisi uap panas tersebut. Instrumentasi yang digunakan yaitu : a. Pressure Transmitter adalah perangkat untuk mengukur tekanan mekanik dan mengkonversi ke sinyal listrik antara 4 ~ 20mA atau 0 ~ 10V. b. Flow Element c. Flow Transmitter adalah perangkat yang digunakan untuk mengubah hasil pengukuran menjadi sinyal listrik yang proporsional yang dapat diteruskan ke penerima jauh atau pengendali. d. Flow Indicator adalah alat yang digunakan untuk mengindikasi besar laju aliran fluida. e. Temperature Transmitter f. Pressure Indicator adalah alat yang digunakan untuk mengindikasi besar tekanan fluida. g. Temperature Well atau thermowell merupakan salah satu alat instrumentasi yang sederhana dan juga untuk melindungi peralatan lainnya. Alat ini sebaiknya dipasang pada sumbu pipa di mana temperatur alirannya akan diukur. Alat penunjuk temperatur akan bekerja menurut panas yang diditeksi melalui alat yang dimasukkan ke dalam pipa. Instrumen yang disambung dalam thermowell, hanya akan menunjukkan temperatur setempat. Perencanaan thermowell ini ditunjukan pula pada diagram pipa dan instrumen. (Raswari, 1986, UI Press) h. Pressure Safety Valve merupakan katup untuk mengeluarkan tekanan berlebih sehingga menjaga tekanan tidak melebihi batas.

19 Gb P&ID sumur produksi 141

20 142 Penentuan ukuran diameter pipa diperoleh dari perhitungan sebagai berikut : Perhitungan diameter pipa (SS-001-A1-14 -PP50) pada daerah sumur produksi Desain kriteria: Vmin = 20 m/s Vmax = 30 m/s Desain basis (dari perhitungan heat and mass balance) : Laju aliran fluida ( Q ) = 8,58 kg/s = kg/h X 0,162 m 3 /kg = m 3 /h Pressure = 12 Bar a Temperatur = 188 o C Massa Jenis = 6,15 kg/m 3 Viskositas = 0,305 (cp) = 0, (kg/ms) Specific gravity = sg = 0,162 Material pipa = e = 50,8 mikron Perhitungan : Inside diameter min. = 39,37 x (μ x Q)/V = 39,37 x (0, x 5.022)/30 = 8,9 in. Inside diameter max. = 39,37 x (μ x Q)/V = 39,37 x (0, x 5022)/20 = 10,89 in. Inside diameter yang dipakai = 10 in.

21 143 Tabel 4.22 Kecepatan yang diperbolehkan pada pipa berdasarkan ASME B31.1. Velocity m/sec Oil : HSD oil and lubrication oil Steam : Saturated Superheated Superheated (300mm and larger in size) Exhaust to atmosphere (tentative) (tentative) (tentative) (tentative) Water: Pump suction Pump discharge less than 10kg/cm2g Pump discharge 10 kg/ cm2g more Drain 1-2 Water 1-3 Air : Low pressure air (less than cm2g) High pressure air (10 kg/ cm2g more) Compressor suction Bilangan reynold = (ρ x V x d)/μ = (6,15 x 30 x 10 x 0,0254) / 0, = Moody friction factor = Karena 3 x 10 4 < Re < 10 6, maka = 4 x 0,046 x Re -0,2 = 4 x 0,046 x ( ) -0,2 = 0,017

22 144 atau menggunakan diagram Moody Gambar 4.39 Diagram Moody Pressure drop = (, )^ =, (. ), (, )^ = 0,69 (kg/cm 2 ) / 100 m Kecepatan aktual pada proses kerja: (Q x safety factor) / (d x 3600)= (5.022 x 1,2) / ((10 x 0,0254) x 3600) = 25,9 m/s (ok) Tabel 4.23 Diameter pipa pada P&ID sumur produksi No Line Number P&ID No. Service Pipe Dim. (inch) Remark 1 SS-001-A1-14 -PP50 PID-001 steam 10 2 SS-002-A1-14 -PP50 PID-001 steam 10

23 Gambar 4.40 P&ID Separator 145

24 146 Desain P&ID separator dimaksudkan untuk mendesain uap panas yang masuk ke separator pada tekanan optimal. Dari jurnal penelitian yang ada, tekanan masuk yang optimal yaitu 6,5 Bar. Oleh karena itu, digunakan sistem yang dapat mengurangi tekanan uap panas, salah satunya memakai PRV (Pressure Reducing Valve). Pada P&ID dilengkapi dengan katup yang digunakan sebagai pembuka dan penutup aliran uap panas. Katup yang digunakan yaitu katup gerbang yang berfungsi untuk membuka atau menutup aliran sepenuhnya, katup bola yang berfungsi untuk pemakaian throttling, katup cek (check valve) yang berfungsi untuk menjaga arah aliran agar tidak berbalik. Terdapat pula beberapa instrumen yang digunakan untuk mengetahui kondisi uap panas tersebut. Instrumentasi yang digunakan yaitu : a. Set Point b. Pressure Differential Transmitter adalah perangkat yang digunakan untuk mengubah hasil pengukuran menjadi sinyal listrik yang proporsional yang dapat diteruskan ke penerima jauh atau pengendali. c. Pressure Differential Indicator adalah alat yang digunakan untuk mengindikasi perbedaan tekanan fluida. d. Temperature Element e. Temperature Transmitter f. Temperature Indicator adalah alat yang digunakan untuk mengindikasi temperatur fluida. g. Pressure Indicator adalah alat yang digunakan untuk mengindikasi tekanan fluida. h. Level Switch Indicator adalah alat yang digunakan untuk mengindikasi saklar ketinggian. i. Level Switch High. j. Level Indicator adalah alat yang digunakan untuk mengindikasi ketinggian fluida. k. Level Transmitter l. Level Glass adalah alat yang digunakan untuk mengetahui ketinggian fluida dalam tangki.

25 147 m. Hand Switch adalah alat yang digunakan untuk mengubah saklar dengan cara manual. n. Position Switch Indicator adalah alat yang digunakan untuk mengindikasi saklar posisi. o. Pressure Safety Valve merupakan katup untuk mengeluarkan tekanan berlebih sehingga menjaga tekanan tidak melebihi batas. Penentuan ukuran diameter pipa diperoleh dari perhitungan sebagai berikut : Perhitungan diameter pipa (SS-003-A1-14 -PP50) pada daerah demister Desain kriteria: Vmin = 20 m/s Vmax = 30 m/s Desain basis (dari perhitungan heat and mass balance) : Laju aliran fluida ( Q ) = 8,58 kg/s = kg/h X 0,29 m 3 /kg = m 3 /h Pressure = 6,5 Bar a Temperatur = 162,0 o C Massa Jenis = 3,43 kg/m 3 Viskositas = 0,305 (cp) = 0, (kg/ms) Specific gravity = sg = 0,291 Material pipa = e = 50,8 mikron Perhitungan : Inside diameter min. = 39,37 x (μ x Q)/V = 39,37 x (0, x 9.005)/30 = 11,9 in. Inside diameter max. = 39,37 x (µ x Q)/V = 39,37 x (0, x 9.005)/20 = 14,59 in.

26 148 Inside diameter yang dipakai = 14 in. Bilangan reynold = (ρ x V x d)/μ = (3,43 x 30 x 14 x 0,0254) / 0, = ,3 Moody friction factor = Karena 3 x 10 4 < Re < 10 6, maka = 4 x 0,046 x Re -0,2 = 4 x 0,046 x ( ,3) -0,2 = 0,018 Pressure drop = (, )^ =, (. ), (, )^ = 0,78 (kg/cm 2 ) / 100 m Kecepatan aktual pada proses kerja: (Q x safety factor) / (d x 3600) = (9.005 x 1,2) / ((14 x 0,0254) x 3600) = 23,7 m/s (ok) Tabel 4.24 Diameter pipa pada P&ID separator No Line Number P&ID No. Service Pipe Dim. (inch) Remark 1 SS-003-A1-14 -PP50 PID-002 steam 14 2 SS-004-A1-14 -PP50 PID-002 steam 14 3 SS-005-A1-10 -PP50 PID-002 steam 10 4 SS-006-A1-10 -PP50 PID-002 steam 10 5 SS-007-A1-3 PID-002 water 3 6 SS-008-A1-1 PID-002 water 1 7 SS-009-A1-1 PID-002 water 1 Drain

27 Gambar 4.41 P&ID Steam Turbine 149

28 150 Desain P&ID steam turbine dimaksudkan untuk memanfaatkan tekanan dari uap panas agar dapat menggerakkan steam turbine dan generator sehingga dapat menghasilkan energi listrik. Pada P&ID dilengkapi dengan katup yang digunakan sebagai pembuka dan penutup aliran uap panas. Katup yang digunakan yaitu katup gerbang yang berfungsi untuk membuka atau menutup aliran sepenuhnya, katup bola yang berfungsi untuk pemakaian throttling. Steam turbine didesain dan diletakkan pada lantai 2 gedung turbin. Oleh karena itu, pipa perlu didesain untuk naik ke atas agar dapat menuju ke steam turbine. Terdapat pula beberapa instrumen yang digunakan untuk mengetahui kondisi uap panas tersebut. Instrumentasi yang digunakan yaitu : a. Flow Element b. Flow Transmitter Sebuah perangkat yang digunakan untuk mengukur aliran fluida dalam pipa dan mengubah hasil pengukuran menjadi sinyal listrik yang proporsional yang dapat diteruskan ke penerima jauh atau pengendali. c. Flow Indicator adalah alat yang digunakan untuk mengindikasi aliran fluida. d. Pressure Transmitter pemancar tekanan adalah perangkat untuk mengukur tekanan mekanik dan mengkonversi ke sinyal listrik antara 4 ~ 20mA atau 0 ~ 10V. e. Pressure Indicator adalah alat yang digunakan untuk mengindikasi besar tekanan fluida. f. Temperature Element g. Temperature Transmitter h. Temperature Indicator adalah alat yang digunakan untuk mengindikasi temperatur fluida. i. Pressure Differential Switch. j. Pressure Indicator Controller k. Position Switch Indicator l. Pressure Safety Valve

29 151 Penentuan ukuran diameter pipa diperoleh dari perhitungan sebagai berikut : Perhitungan diameter pipa (SS-010-A1-14 -PP50) pada daerah steam turbine. Desain kriteria: Vmin = 20 m/s Vmax = 30 m/s Desain basis (dari perhitungan heat and mass balance) : Aliran fluida beroperasi ( Q ) = 8,32 kg/s = kg/h X 0,29 m 3 /kg = m 3 /h Pressure = 6,5 Bar a Temperatur = 162,0 o C Massa Jenis = 3,43 kg/m 3 Viskositas = 0,305 (cp) = 0, (kg/ms) Specific gravity = sg = 0,291 Material pipa = e = 50,8 mikron Perhitungan : Inside diameter min. = 39,37 x (µ x Q)/V = 39,37 x (0, x 8.686)/30 = 11,7 in. Inside diameter max. = 39,37 x (µ x Q)/V = 39,37 x (0, x 8.686)/20 = 14,33 in. Inside diameter yang dipakai = 14 in. Bilangan reynold = (ρ x V x d)/µ = (3,43 x 30 x 14 x 0,0254) / 0, = Moody friction factor = Karena 3 x 10 4 < Re < 10 6, maka = 4 x 0,046 x Re -0,2 = 4 x 0,046 x ( ) -0,2

30 152 = 0,018 Pressure drop = (, )^ =, (. ), (, )^ = 0,73 (kg/cm 2 ) / 100 m Kecepatan aktual pada proses kerja: (Q x safety factor) / (d x 3600) = (8.686 x 1,2) / ((14 x 0,0254) x 3600) = 22,9 m/s (ok) Tabel 4.25 Diameter pipa pada P&ID steam turbine No Line Number P&ID No. Service Pipe Dim. (inch) Remark 1 SS-010-A1-14 -PP50 PID-003 steam 14 2 SS-011-A1-14 -PP50 PID-003 steam 14 3 SS-012-A1-3 -PP15 PID-003 steam 3 4 SS-013-A1-2 -PP15 PID-003 steam 2 5 SS-014-A1-1 PID-003 water 1 Drain 6 SS-015-A1-1 PID-003 water 1 Drain Pipa yang digunakan yaitu pipa A106 grade B yang memiliki diameter 1, 2, 3 dan 14 inchi. Pipa 1 inchi digunakan sebagai pipa drain. Pipa 2 inchi digunakan sebagai pipa yang menghubungkan menuju gland steam system. Sistem yang bertugas untuk memisahkan non-condensable gas dengan uap panas condensable. Pipa 3 inchi digunakan untuk meng-hubungkan menuju steam jet ejector yang bertugas untuk proses pertama pemisahan non-condensable gas dengan condensable gas. Pipa 14 inchi digunakan untuk sebagai jalur utama pendistribusian uap panas.

31 Gambar 4.42 P&ID kondensator 153

32 154 Desain P&ID kondensator dimaksudkan untuk mengubah fase uap panas bumi menjadi fase cair dalam proses kondensasi. Proses kondensasi ini dengan menggunakan bantuan air pendingin. Pada P&ID dilengkapi dengan katup yang digunakan sebagai pembuka dan penutup aliran uap panas. Katup yang digunakan yaitu katup gerbang yang berfungsi untuk membuka atau menutup aliran sepenuhnya, katup bola yang berfungsi untuk pemakaian throttling. Terdapat pula beberapa instrumen yang digunakan untuk mengetahui kondisi uap panas tersebut. Instrumentasi yang digunakan yaitu : a. Temperature Element b. Temperature Transmitter c. Temperature Indicator adalah alat yang digunakan untuk mengindikasi temperatur fluida. d. Pressure Indicator adalah alat yang digunakan untuk mengindikasi tekanan fluida. e. Level Switch Low. f. Level Switch High. g. Level Indicator adalah alat yang digunakan untuk mengindikasi ketinggian fluida. h. Level Glass adalah alat yang digunakan untuk mengetahui ketinggian fluida dalam tangki. Penentuan ukuran diameter pipa diperoleh dari perhitungan sebagai berikut : Perhitungan diameter pipa (CD-013-A1-18"-PP50) pada daerah kondensator. Desain kriteria: Vmin = 20 m/s Vmax = 30 m/s Desain basis (dari perhitungan heat and mass balance) : Aliran fluida beroperasi ( Q ) = 272,71 kg/s = kg/h X 0,001 m 3 /kg = 992 m 3 /h Pressure = 0,16 Bar a

33 155 Temperatur = 46,0 o C Massa Jenis = 989,75 kg/m 3 Viskositas = 0,586 (cp) = 0, (kg/ms) Specific gravity = sg = 0,001 Material pipa = e = 50,8 mikron Perhitungan : Inside diameter min. = 39,37 x (µ x Q)/V = 39,37 x (0, x 992)/3 = 17 in. Inside diameter max. = 39,37 x (µ x Q)/V = 39,37 x (0, x 992)/2 = 21 in. Inside diameter yang dipakai = 18 in. Bilangan reynold = (ρ x V x d)/µ Moody friction factor = 0,012 Pressure drop = (, )^ = (989,75 x 3 x 18 x 0,0254) / 0, = =, ( ), (, )^ = 0,06 (kg/cm 2 ) / 100 m Kecepatan aktual pada proses kerja: (Q x safety factor) / (d x 3600) = (992 x 1,2) / ((18 x 0,0254) x 3600) = 1,58 m/s (ok) Tabel 4.26 Diameter pipa pada P&ID kondensator No Line Number P&ID No. Service Pipe Dim. (inch) Remark 1 2 CD-001-A1-10"-PP50 PID-004 steam 10 CD-002-A1-2"-PP15 PID-004 steam 2

34 CD-003-A1-10"- PID-004 steam 10 CD-004-A1-3" PID-004 gas 3 NCG CD-005-A1-1"-PP15 PID-004 air 1 vent CD-006-A1-1" PID-004 water 1 make up CD-007-A1-18" PID-004 water 18 CD-008-A1-3"- PID-004 water 3 CD-009-A1-8"- PID-004 water 8 overflow CD-010-A1-10"- PID-004 water 10 N/A 11 CD-011-A1-2"- PID-004 water 2 pendingin HW Pump 12 CD-012-A1-2"- PID-004 water 2 pendingin HW Pump CD-013-A1-18"- PID-004 water 18 CD-014-A1-18"- PID-004 water 18

35 Gambar 4.43 P&ID cooling tower 157

36 158 Desain P&ID cooling tower dimaksudkan untuk menurunkan temperatur air kondensat hasil dari proses kondensasi. Proses penurunan temperatur ini dengan meng-gunakan bantuan air. Pada P&ID dilengkapi dengan katup yang digunakan sebagai pembuka dan penutup aliran air kondensat. Katup yang digunakan yaitu katup gerbang yang berfungsi untuk membuka atau menutup aliran sepenuhnya. Terdapat pula beberapa instrumen yang digunakan untuk mengetahui kondisi uap panas tersebut. Instrumentasi yang digunakan yaitu : a. Temperature Element b. Temperature Transmitter c. Temperature Indicator adalah alat yang digunakan untuk mengindikasi temperatur fluida. d. Pressure Indicator adalah alat yang digunakan untuk mengindikasi tekanan fluida. e. Level Indicator adalah alat yang digunakan untuk mengindikasi ketinggian fluida. f. Level Glass adalah alat yang digunakan untuk mengetahui ketinggian fluida dalam tangki. Penentuan ukuran diameter pipa diperoleh dari perhitungan sebagai berikut : Perhitungan diameter pipa (CW-01A-A1-18"-PP50) pada daerah kondensator. Desain kriteria: Vmin = 2 m/s Vmax = 3 m/s Desain basis (dari perhitungan heat and mass balance) : Aliran fluida beroperasi ( Q ) = 0,16 kg/s = 576 kg/h X 0,27 m 3 /kg = 992 m 3 /h Pressure = 0,16 Bar a Temperatur = 46,0 o C Massa Jenis = 989,75 kg/m 3

37 159 Viskositas = 0,585 (cp) Specific gravity = sg = 0,001 = 0, (kg/ms) Material pipa = e = 50,8 mikron Perhitungan : Inside diameter min. = 39,37 x (µ x Q)/V = 39,37 x (0, x 992)/3 = 17 in. Inside diameter max. = 39,37 x (µ x Q)/V = 39,37 x (0, x 992)/2 = 21 in. Inside diameter yang dipakai = 18 in. Bilangan reynold = (ρ x V x d)/µ Moody friction factor = 0,012 Pressure drop = (, )^ = (989,75 x 30 x 18 x 0,0254) / 0, = =, ( ), (, )^ = 0,06 (kg/cm 2 ) / 100 m Kecepatan aktual pada proses kerja: (Q x safety factor) / (d x 3600) = (992 x 1,2) / ((18 x 0,0254) x 3600) = 1,58 m/s (ok) Tabel 4.27 Diameter pipa pada P&ID cooling tower No Line Number P&ID No. Service Pipe Dim. (inch) Remark 1 CW-01A-A1-18" PID-007 water 18 2 CW-01B-A1-18" PID-007 water 18 pendingin HW Pump pendingin HW Pump

38 160 No Line Number P&ID No. Service Pipe Dim. (inch) 3 CW-001-A1-18" PID-007 water 18 Remark 4 CW-002-A1-18" PID-007 water 18 5 CW-003-A1-10" PID-007 sodm.hyp. chemical dosing 6 CW-004-A1-6" PID-007 water 6 overflow 7 CW-005-A1-3" PID-007 water 3 Fr.Wtr.Sys.( pipe Ø3") 8 CW-006-A1-18" PID-007 water 18 9 CW-007-A1-3" PID-007 water 3 ACW 10 CW-008-A1-3" PID-007 water 3 make up fr.raw.wtr.

39 Gambar 4.44 P&ID Steam Jet Ejector 161

40 162 Desain P&ID steam jet ejector adalah salah satu alat untuk mengekstrak non-condensable gas dengan uap air dari steam pada sistem ncg removal. Pada P&ID dilengkapi dengan katup yang digunakan sebagai pembuka dan penutup aliran uap panas. Katup yang digunakan yaitu katup gerbang yang berfungsi untuk membuka atau menutup aliran sepenuhnya, katup bola yang berfungsi untuk pemakaian throttling, katup cek (check valve) yang berfungsi untuk menjaga arah aliran agar tidak berbalik. Terdapat pula beberapa instrumen yang digunakan untuk mengetahui kondisi uap panas tersebut. Instrumentasi yang digunakan yaitu : a. Pressure Transmitter adalah perangkat untuk mengukur tekanan mekanik dan mengkonversi ke sinyal listrik antara 4 ~ 20mA atau 0 ~ 10V. b. Flow Element c. Flow Transmitter adalah perangkat yang digunakan untuk mengubah hasil pengukuran menjadi sinyal listrik yang proporsional yang dapat diteruskan ke penerima jauh atau pengendali. d. Flow Indicator adalah alat yang digunakan untuk mengindikasi besar laju aliran fluida. e. Temperature Transmitter f. Pressure Indicator adalah alat yang digunakan untuk mengindikasi besar tekanan fluida. g. Pressure Safety Valve merupakan katup untuk mengeluarkan tekanan berlebih sehingga menjaga tekanan tidak melebihi batas. Penentuan ukuran diameter pipa diperoleh dari perhitungan sebagai berikut : Perhitungan diameter pipa (GE-002-A1-3"-PP15) pada daerah steam jet ejector. Desain kriteria: Vmin = 20 m/s Vmax = 30 m/s Desain basis (dari perhitungan heat and mass balance) : Aliran fluida beroperasi ( Q ) = 0,16 kg/s = 576 kg/h X 0,29 m 3 /kg

41 163 = 167 m 3 /h Pressure = 6,5 Bar a Temperatur = 162,0 o C Massa Jenis = 3,43 kg/m 3 Viskositas = 0,305 (cp) = 0, (kg/ms) Specific gravity = sg = 0,001 Material pipa = e = 50,8 mikron Perhitungan : Inside diameter min. = 39,37 x (µ x Q)/V = 39,37 x (0, x 167)/30 = 1,6 in. Inside diameter max. = 39,37 x (µ x Q)/V = 39,37 x (0, x 167)/20 = 2 in. Inside diameter yang dipakai = 2 in. Bilangan reynold = (ρ x V x d)/µ Moody friction factor = 0,025 Pressure drop = (, )^ = (3,43 x 30 x 2 x 0,0254) / 0, = =, ( ), (, )^ = 7 (kg/cm 2 ) / 100 m Kecepatan aktual pada proses kerja: (Q x safety factor) / (d x 3600) = (167 x 1,2) / ((2 x 0,0254) x 3600) = 21,6 m/s (ok)

42 164 Tabel 4.28 Diameter pipa pada P&ID steam jet ejector No Line Number P&ID No. Service Pipe Dim. (inch) Remark 1 GE-001-A1-2"-PP15 PID-005 steam 2 2 GE-002-A1-2"-PP15 PID-005 steam 2 3 GE-003-A1-2"-PP15 PID-005 steam 2 Drain 4 GE-004-A1-3" PID-005 gas 3 NCG 5 GE-005-A1-3"-PP15 PID-005 steam 3 6 GE-006-A1-3" PID-005 gas 3 7 GE-007-A1-3"- PID-005 water 3 8 GE-008-A1-1"-PP15 PID-005 air 1 vent 9 GE-009-A1-1/2"- PID-005 water 0,5 tube pipe 10 GE-010-A1-3" PID-005 gas 3

43 Gambar 4.45 P&ID liquid ring vacuum pump 165

44 166 Desain P&ID liquid ring vacuum pump adalah salah satu alat untuk mengekstrak non-condensable gas dengan uap air dari steam pada sistem ncg removal serta untuk menjaga kondisi vakum pada kondensator. Pada P&ID dilengkapi dengan katup gerbang yang berfungsi untuk membuka atau menutup aliran sepenuhnya, dan katup cek (check valve) yang berfungsi untuk menjaga arah aliran non-condensable gas agar tidak berbalik. Terdapat pula beberapa instrumen yang digunakan untuk mengetahui kondisi uap panas tersebut. Instrumentasi yang digunakan yaitu : a. Pressure Transmitter b. Temperature Transmitter c. Pressure Indicator d. Pressure Safety Valve e. Level Glass. Penentuan ukuran diameter pipa diperoleh dari perhitungan sebagai berikut : Perhitungan diameter pipa (GE-016-A1-10") pada daerah steam jet ejector. Desain kriteria: Vmin = 20 m/s Vmax = 30 m/s Desain basis (dari perhitungan heat and mass balance) : Aliran fluida beroperasi ( Q ) = 0,14 kg/s = 55 m 3 /h Pressure = 0,16 Bar a Temperatur = 55,3 o C Massa Jenis = 9,44 kg/m 3 Viskositas = 0,305 (cp) = 0, (kg/ms) Specific gravity = sg = 0,001 Material pipa = e = 50,8 mikron Perhitungan : Inside diameter min. = 39,37 x (0, x 55)/30 = 1 in.

45 167 Inside diameter max. = 39,37 x (0, x 55)/20 = 2 in. Inside diameter yang dipakai = 3 in. Bilangan reynold = (ρ x V x d)/µ Moody friction factor = 0,02 Pressure drop = (, )^ = (9,44 x 30 x 3 x 0,0254) / 0, = =, ( ), (, )^ = 0,03 (kg/cm 2 ) / 100 m Kecepatan aktual pada proses kerja: (Q x safety factor) / (d x 3600) = (55 x 1,2) / ((3 x 0,0254) x 3600) = 2,9 m/s (ok) Tabel 4.29 Diameter pipa pada P&ID liquid ring vacuum pump No Line Number P&ID No. Service Pipe Dim. (inch) Remark 1 GE-012-A1-3" PID-006 gas 3 NCG 2 GE-013-A1-1"- PID-006 water 1 3 GE-014-A1-10"- PID cooling water for pumps cooling water for pumps 4 GE-015-A1-10"- PID-006 ncg 3 by pass pipe 5 GE-016-A1-10"- PID-006 ncg 3 6 GE-017-A1-10"- PID-006 ncg 3 7 GE-018-A1-1"- PID-006 water 1 8 GE-019-A1-1"-PP15 PID-006 air 1 vent Pemasangan pipa pada pompa dan turbin harus diatur sedemikian rupa sehingga mudah untuk perawatan dan perbaikan. Hal ini penting untuk mencegah

46 168 pembongkaran besar yang tak perlu pada pemeliharaan dan perbaikan pipa. Saringan permanen dan sementara harus pada inlet pompa dan turbin. Sedangkan untuk aliran panas dan dingin harus diperhatikan fleksibilitasnya, begitu pula kedudukan-kedudukan penyangga haruslah baik dan dapat mengatasi getaran-getaran yang diakibatkan motor pipa serta aliran. (Raswari,1986, UI Press) Dasar pemilihan material pipa yaitu mengacu pada: ASME B31.3 Process Piping Guide Berisi tentang standar yang dipakai oleh The American Society of Mechanical Engineers pada saat mendesain suatu sistem perpipaan yang digunakan dalam pendistribusian fluida pada suatu sistem proses. Terdapat jenis-jenis material pipa yang direkomendasikan, corrosion allowance, jenis-jenis valve dan aksesoris pipa lainnya. (ASME B31.3 Process Piping Guide rev.2) Dari dasar ASME B31.3 Process Piping Guide dipilih pipa A106 grade B. Hal ini berdasarkan pertimbangan sebagai berikut : Berdasar pada ASME B31.3 Process piping guide, pipa A 106 grade B masuk dalam daftar rekomendasi penggunaan pipa. Material pembentuk pipa A106 grade B terdiri dari besi yang dicampur dengan karbon max. 0,3%, mangan 0,29-1,06 %, Fosfor max. 0,025%, Sulfur 0,022%, Silikon 0,20%, kromium 0,02%, Nikel 0,03%, Molibdenum 0,02%. (Pipe specifications A106, Independent Pipe & Supply Corp.) Fluida yang digunakan yaitu uap panas yang masih mengandung konsentrasi non-condensable gas. Sehingga diperkirakan memiliki sifat korosif terhadap pipa. Dari material pembentuknya didapatkan unsur nikel dan kromium yang memiliki sifat meningkatkan resistansi pipa terhadap korosi. Corrosion allowable yang dipakai dalam desain adalah 0,1250 mm/tahun. Dari dasar ASME B13.3 Process Piping Guide pula dipilih tipe dan jenis fittings serta mechanical fastener yang dipakai sesuai dengan standar.

47 169 Tabel 4.30 Spesifikasi perpipaan berdasar ASME B31.3 Process Piping Guide rev.2

48 170 Pemilihan isolasi pipa dimaksudkan untuk menahan agar panas tidak keluar dari pipa ke lingkungan sekitarnya. Juga berfungsi sebagai pengaman agar tidak panas saat tidak sengaja tersentuh oleh tubuh manusia. Oleh karena itu, bahan isolasi pipa harus dapat bekerja menahan panas dalam kisaran temperatur kerja dari uap panas yang dimanfaatkan dalam PLTP ini. Selain itu, bahan isolasi diharapkan juga mudah didapat. Tabel 4.31 Cakupan temperatur kerja bahan isolasi pipa ( Dari tabel di atas, dipilih material fiberglass sebagai bahan isolasi pipa. Selain mampu menahan panas pada kisaran temperatur kerja, juga mudah didapat. Gambar 4.46 Bahan fiberglass sebagai isolasi pipa

49 Pemodelan simulasi dan animasi aliran uap Software CAESAR II 4.20 yang digunakan untuk memodelkan dan menyimulasikan tegangan pada pipa. Software Pipeflow expert digunakan untuk menentukan penurunan tekanan. Software CADWorx digunakan untuk memodelkan pembangkit dengan tampilan 3D. Isometric pipe adalah gambar pipa dengan arah, ketinggian dan panjang yang disesuaikan dengan keadaan di lapangan. Isometric pipe dapat digambar tentu saja setelah proses perancangan peletakan equipment dan pipa, kemudian juga desain pipa berdasarkan pehitungan telah dilakukan, serta pemilihan bahan isolasi pipa telah ditentukan. Isometric pipe merupakan gambar pedoman yang digunakan selama proses pembangunan di lapangan oleh kontraktor. Karena isometric pipe memuat informasi-informasi detail tentang pipa. Isometric pipe juga digunakan sebagai sumber acuan dari proses input data pada software CAESAR II 4.2 sehingga pipa yang diinput sesuai dengan desain.

50 172 A I 10 Gambar 4.47 Pemodelan pipa pada CAESAR bagian I RM

51 173 B II Gambar 4.48 Pemodelan pipa pada CAESAR bagian II A SP

52 174 III SJE Keterangan : SP = Sumur Produksi SD = Separator dengan Demister ST = Steam Turbine SJE = Steam Jet Ejector RM = Rock Muffler FX = Arah aliran FY = Maximum Forces in Y, ST 7 8 Gambar 4.49 Pemodelan pipa pada CAESAR bagian III SD 6 5 B

53 Pemodelan CAESAR II 4.20 Output CAESAR berupa gambar Gambar 4.50 Tampilan isometrik hasil input data pada CAESAR II 4.2

54 176 Rekomendasi penempatan support pipa Dari perhitungan dan simulasi dengan software CAESAR direkomendasikan penggunaan support pipa sebagai berikut : Tabel 4.32 Rekomendasi penggunaan support pipa pada software CAESAR No. From Node To Node Restraint Node Type GAP or Length (mm) ANC Y Y Y ANC Y Guide Y Guide Y Guide Y Y Y Guide Y Guide Y Guide Y Guide Y Guide Y Guide Y

55 Guide Y Guide Y ANC Y Y Y Guide Y Y Y Guide Y Guide Y Guide 3.0

56 Gambar 4.51 Tampilan node pipa pada CAESAR II

57 Gambar 4.52 Pemodelan support pipa pada CAESAR II

58 Gambar 4.53 Tampilan support pipa pada gb.3d CAESAR II

59 181 Keterangan : SP = Sumur Produksi FX = Maximum Forces in X, (-9466) SD = Separator dengan Demister FY = Maximum Forces in Y, 6838 ST = Steam Turbine FZ = Maximum Forces in Z, 9466 SJE = Steam Jet Ejector MX = Maximum Moments in X, (-59257) RM = Rock Muffler MY = Maximum Moments in Y, FX = Arah aliran MZ = Maximum Moments in Z, FY = Maximum Forces in Y, 6838 M = Maximum Stresses, ST M MX SJE SP MY SD FY MZ Gambar 4.54 Posisi Maximum Forces dan Moments pada CAESAR II FX FZ RM

60 Hasil Analisa Tegangan Pipa software CAESAR II 4.2 Hasil proses perhitungan CAESAR II 4.20 Static Load : 1. STRESS SUMMARY CASE 1 (OPE) W+T1+P1 **** NO CODE STRESS CHECK PROCESSED PIPING CODE: B , April 15, 1999 HIGHEST STRESSES: (lb./sq.in.) OPE STRESS: 10 BENDING STRESS: 10 TORSIONAL STRESS: 1060 AXIAL STRESS: 500 3D MAX INTENSITY: STRESS SUMMARY CASE 2 (SUS) W+P1 **** CODE STRESS CHECK PASSED PIPING CODE: B , April 15, 1999 HIGHEST STRESSES: (lb./sq.in.) CODE STRESS %: 1200 STRESS: ALLOWABLE: BENDING STRESS: 1200 TORSIONAL STRESS: 539 AXIAL STRESS: 425 3D MAX INTENSITY: 1200

61 STRESS SUMMARY CASE 3 (EXP) DS3=DS1-DS2 **** CODE STRESS CHECK PASSED PIPING CODE: B , April 15, 1999 HIGHEST STRESSES: (lb./sq.in.) CODE STRESS %: 10 STRESS: ALLOWABLE: BENDING STRESS: 10 TORSIONAL STRESS: 1060 AXIAL STRESS: 110 3D MAX INTENSITY: 10 Dari hasil perhitungan di atas, diketahui bahwa tegangan (stress dibandingkan dengan allowable stress) yang disimulasikan pada desain pipa hasil perhitungan tersebut masih dalam batas aman (batas tegangan yang diperbolehkan).

62 Pemodelan dengan Pipeflow Expert Penurunan tekanan perlu diketahui pada desain pembangkit ini dikarenakan untuk mengetahui uap panas yang mengalir dapat melewati pipa yang telah direncanakan sampai posisi terakhir atau tidak. Apabila terjadi penurunan tekanan yang berlebihan, juga berpengaruh pada berkurangnya daya listrik yang akan dibangkitkan. Perhitungan penurunan tekanan dapat dilakukan dengan beberapa metode yaitu perhitungan manual maupun perhitungan dengan bantuan software. Pada saat ini, Penulis akan menggunakan metode dengan bantuan software yaitu software Pipe Flow Experts. Diharapkan dengan menggunakan metode bantuan software, dapat mempercepat proses perhitungan tanpa mengurangi nilai kebenaran perhitungan tersebut. Pada Software Pipe Flow Experts ini yang harus dilakukan pertama kali adalah input data pipa, menyesuaikan data fluida yang dipakai, memberikan kebutuhan aliran fluida masuk maupun keluar. Kemudian setelah semua input telah dimasukkan, maka data-data tersebut diproses oleh software pipe flow experts. Hasil keluarannya berupa informasi tentang tekanan, kecepatan pada tiap titik dan penurunan tekanan yang terjadi. Input data pada fluida : Fluid zone 1 : Tipe fluida = steam Temperatur = C = F Pressure = 12 bar.a = 172 psi.g Fluid zone 2 : Tipe fluida Temperatur Pressure = steam = C = 323,6 0 F = 6,5 bar.a = 94,27 psi.g

63 Gambar 4.55 Proses input data fluida pada pipeflow expert 185

64 186 = Arah Aliran Steam Turbine Separator dengan Demister Steam Jet Ejector Gambar 4.56 Data fluida dan pipa pada pemodelan pipeflow expert Rock Muffler Sumur Produksi KMJ-68

65 187 Hasil pemodelan dan simulasi dengan software Pipeflow expert tertampil pada result log. Gambar 4.57 Gambar result log pada pipeflow expert Berikut ditampilkan laporan analisa hasil dari software pipeflow expert :

66 Gambar 4.58 Cover hasil analisa pipeflow expert 188

67 Tabel 4.33 Data fluida pemodelan pipeflow expert Zone Fluid Name Chemical Formula Temperature ( o C) Pressure (bar) Density (kg/m 3 ) Centistokes Centipoise State 1 Water vapour H 2 O ,8733 3,7 270,791 1,002 Gas 2 Steam vapour 162 7,5132 3,7 270,791 1,002 Gas Tabel 4.34 Data pipa hasil analisa pipeflow expert Pipe Id Fluid Zone Material Inner dia. (Inch) Roughness (mm) Length (m) Total K Mass Flow (kg/s) Flow (m 3 /s) Velocity (m/s) Inlet Press (bar) Exit Pres (bar) 1 Water Steel 10 0,046 3,727 0,11 8,3729 2, ,479 7,6460 7, Water Steel 10 0,046 1,016 0,95 0, ,6288 7, Water Steel 10 0,046 0,546 0,09 8,3728 2, ,478 7,6288 7, Water Steel 14 0,046 2,144 0,21 8,3728 2, ,927 7,6200 7, Water Steel 14 0,046 12,284 0,21 8,3728 2, ,927 7,6161 7, Water Steel 14 0,046 2,767 1,27 0, ,6028 7, Water Steel 14 0,046 5, , ,6161 7, Water Steel 14 0,046 1,800 0,6500 8,3727 2, ,926 7,6028 7,

68 Pipe Fluid Zone Material Id 9 Water Steel 10 Water Steel 11 Water Steel 12 Water Steel 13 Water Steel 14 Water Steel 15 Water Steel 16 Water Steel 17 Water Steel 18 Water Steel 19 Water Steel 20 Water Steel 21 Water Steel Inner dia. (Inch) Roughness (mm) Length (m) Total K Mass Flow (kg/s) Flow (m 3 /s) Velocity (m/s) Inlet Press (bar) Exit Pres (bar) 14 0,046 2,391 0,4900 8,3727 2, ,926 7,5932 7, ,046 2,716 0,3900 8,3727 2, ,926 7,5841 7, ,046 2,391 0,1000 8,3727 2, ,926 7,5769 7, ,046 2,176 0,3900 3,0114 0,8138 9,325 7,5744 7, ,046 1,067 0,3900 3,0114 0,8138 9,325 7,5734 7, ,046 2,437 0,4900 3,0114 0,8138 9,325 7,5723 7, ,046 1,628 0,3900 3,0114 0,8138 9,325 7,5711 7, ,046 1, ,0114 0,8138 9,325 7,5703 7, ,046 42,258 0,4900 0,0010 0,0003 0,003 7,5705 7, ,046 1,067 0,3900 0,0010 0,0003 0,003 7,5705 7, ,046 1,567 0,3900 0,0010 0,0003 0,003 7,5701 7, ,046 1,668 0,3900 0,0010 0,0003 0,003 7,5701 7, ,046 1,739 0,0000 0,0010 0,0003 0,003 7,5707 7,

69 Pipe Fluid Zone Material Id 22 Water Steel 23 Water Steel 24 Water Steel 25 Water Steel 26 Water Steel 27 Water Steel 28 Steam Steel 29 Steam Steel 30 Steam Steel 31 Steam Steel 32 Steam Steel 33 Steam Steel 34 Steam Steel Inner dia. (Inch) Roughness (mm) Length (m) Total K Mass Flow (kg/s) Flow (m 3 /s) Velocity (m/s) Inlet Press (bar) Exit Pres (bar) 14 0,046 11,360 0,6500 5,3613 1, ,601 7,5744 7, ,046 10,895 0,3900 5,3613 1, ,601 7,5665 7, ,046 7,649 0,3900 5,3613 1, ,601 7,5602 7, ,046 13,002 0,2100 5,3613 1, ,601 7,5524 7, ,046 2,669 0,3900 5,3613 1, ,601 7,5461 7, ,046 0, ,3613 1, ,601 7,5431 7, ,046 4,851 0,6500 8,3729 2, ,927 7,5431 7, ,046 2,109 4,7900 3,0116 0,8139 9,326 7,5511 7, ,046 2,477 4,7900 3,0116 0,8139 9,326 7,5591 7, ,046 0, ,0116 0,8139 9,326 7,5590 7, ,046 2,118 1,1700 8,3729 2, ,927 7,5754 7, ,046 2, ,3729 2, ,927 7,5783 7, ,046 0,638 0,2600 5,3613 1, ,601 7,5590 7,

70 Pipe Fluid Zone Material Id 35 Steam Steel 36 Steam Steel 37 Steam Steel 38 Steam Steel 39 Steam Steel 40 Steam Steel 41 Steam Steel 42 Steam Steel 43 Steam Steel 44 Steam Steel 45 Water Steel 46 Water Steel 47 Water Steel Inner dia. (Inch) Roughness (mm) Length (m) Total K Mass Flow (kg/s) Flow (m 3 /s) Velocity (m/s) Inlet Press (bar) Exit Pres (bar) 14 0,046 1,896 0,3900 8,3717 2, ,923 7,5475 7, ,046 3, ,3717 2, ,923 7,5417 7, ,046 0,661 0,2300 0,2223 0,0601 0,688 7,5387 7, ,046 12,976 0,3900 8,1494 2, ,235 7,5387 7, ,046 3,037 0,4900 8,1494 2, ,235 7,5232 7, ,046 0, ,1494 2, ,235 7,5138 7, ,046 13,074 0,4200 0,2223 0,0601 1,181 7,5386 7, ,046 5,351 0,5300 0,2223 0,0601 1,181 7,5386 7, ,046 2,882 0,4200 0,2223 0,0601 1,181 7,5366 7, ,046 0, ,2223 0,0601 1,181 7,5365 7, ,046 2,006 0,6500 8,3717 2, ,923 7,5574 7, ,046 3,519 0,1000 3,0104 0,8136 9,322 7,5581 7, ,046 15,124 0,2100 3,0104 0,8136 9,322 7,5606 7,

71 Pipe Fluid Zone Material Id 48 Water Steel 49 Water Steel 50 Water Steel 51 Water Steel 52 Steam Steel 53 Steam Steel Inner dia. (Inch) Roughness (mm) Length (m) Total K Mass Flow (kg/s) Flow (m 3 /s) Velocity (m/s) Inlet Press (bar) Exit Pres (bar) 14 0,046 7,649 0,3900 3,0104 0,8136 9,322 7,5651 7, ,046 11,724 0,3900 3,0104 0,8136 9,322 7,5674 7, ,046 16,960 0,3900 3,0104 0,8136 9,322 7,5705 7, ,046 1,225 0,2100 8,3728 2, ,927 7,6237 7, ,046 1, ,3729 2, ,927 7,5325 7, ,046 2,598 0,4200 0,2223 0,0601 1,181 7,5387 7,5386 Tabel 4.35 Data titik perpotongan hasil analisa pipeflow expert Node Id Node Type Node Elevation (m) Press. at node (bar) HGL at node (m.hd Fluid) Total Flow In (m 3 /s) Total Flow Out (m 3 /s) 1 Join Point N1-1,368 7, ,48 2,2628 2, Join Point N2 2,359 7, ,39 2,2628 2, Join Point N3 3,375 7, , Join Point N4 2,359 7, ,32 2,2628 2, Join Point N5 0,852 7, ,93 2,2628 2,

72 Node Id Node Type Node Elevation (m) Press. at node (bar) HGL at node (m.hd Fluid) Total Flow In (m 3 /s) Total Flow Out (m 3 /s) 6 Join Point N6 0,852 7, ,35 2,2628 2, Join Point N7 0,852 7, , Join Point N8 0,852 7, , Join Point N9 0,852 7, ,71 2,2627 2, Join Point N10 3,243 7, ,13 2,2627 2, Join Point N11 3,243 7, ,19 2,2627 2, Join Point N12 0,852 7, ,98 2,2627 2, Join Point N13 0,852 7, ,38 0,8138 0, Join Point N14 1,919 7, ,23 0,8138 0, Join Point N15 1,919 7, ,08 0,8138 0, Join Point N16 1,919 7, ,70 0,8138 0, Join Point N17 0,852 7, ,27 0,8138 0, Join Point N18 0,852 7, ,27 0,0003 0, Join Point N19 1,919 7, ,27 0,0003 0, Join Point N20 1,919 7, ,27 0,0003 0, Join Point N21 0,251 7, ,27 0,0003 0, Join Point N22 0,251 7, ,27 0,0003 0,