KEMENTERIAN PEKERJAAN UMUM TATA CARA PERENCANAAN, PELAKSANAAN, OPERASI DAN PEMELIHARAAN SISTEM POMPA

Transkripsi

1 KEMENTERIAN PEKERJAAN UMUM D I R E K T O R A T J E N D E R A L C I P T A K A R Y A DIREKTORAT PENGEMBANGAN PENYEHAT AN LINGKUNGAN PERMUKIMAN Jalan Pattimura No. 20, Kebayoran Baru Jakarta Selatan, Telp /6/8 Fax TATA CARA PERENCANAAN, PELAKSANAAN, OPERASI DAN PEMELIHARAAN SISTEM POMPA TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 1

2 KATA PENGANTAR Sebagai salah satu upaya untuk melindungi permukiman dari daya rusak air sesuai amanat UU No. 7 Tahun 2004 tentang Sumber Daya Air dan PP No. 38 Tahun 2011 tentang Sungai, penyelenggaraan sistem drainase perkotaan ditujukan untuk mewujudkan lingkungan yang bersih, sehat dan bebas genangan. Dalam rangka penanggulangan genangan/ banjir pada lokasi dan saat tertentu, diperlukan juga sistem pemompaan yang memenuhi kaidah teknis yang berlaku. Untuk mewujudkan penyelenggaraan sistem drainase yang diinginkan tersebut diperlukan buku tata cara sistem pompa yang memuat sejak dari perencanaan, pelaksanaan, uji coba, operasi dan pemeliharaan. Diharapkan buku tata cara ini dapat menjadi acuan bagi para pemangku kepentingan bidang drainase perkotaan di seluruh Indonesia. Penyusunan Tata Cara ini melibatkan para akademisi, pakar dan praktisi bidang drainase melalui berbagai tahapan-tahapan kegiatan seperti, konsinyasi-konsinyasi dan workshop. Namun demikian disadari bahwa panduan ini bersifat dinamis dan apa yang telah disusun dimungkinkan untuk berubah dan berkembang. Oleh karena itu, kami akan senantiasa terbuka untuk berbagai masukan guna penyempurnaan lebih lanjut. Jakarta, 2013 Direktur Jenderal Cipta Karya Kementerian Pekerjaan Umum Ir. Imam Santoso Ernawi, MCM, MSc TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 2

3 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... 2 DAFTAR ISI... 3 DAFTAR GAMBAR... 6 DAFTAR TABEL... 8 BAB I... 9 DESKRIPSI LATAR BELAKANG KONSEP POMPA MAKSUD DAN TUJUAN Maksud Tujuan RUANG LINGKUP PENGERTIAN KETENTUAN-KETENTUAN Standar Kriteria Komponen Sistem Pompa Tahapan Pengembangan Sistem Pompa Persiapan Pelaksanaan Pekerjaan BAB II POMPA DRAINASE KLASIFIKASI POMPA DRAINASE Pompa ulir/screw (pompa aliran permukaan bebas) Pompa impeler (pompa aliran pipa bertekanan) Pompa Submersibel (Submersible Pumps) Pump Gate Pompa Lumpur (Sludge Pump) Perbandingan Pompa Ulir dan Pompa Impeller BEBERAPA HAL YANG PERLU DIPAHAMI DALAM MERENCANAKAN SISTEM POMPA DRAINASE Hukum-Hukum Keserupaan Pompa TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 3

4 Kavitasi Tinggi Hisap Positif Netto (Net Positive Suction Head-NPSH) Pemilihan Penggerak Mula Motor Elektrikal/Listrik Daya Motor dan Kecepatan Rotasi Motor Voltase Motor Metode Start Motor Pertimbangan-pertimbangan yang diperlukan untuk memilih Metode Start Motor Pemilihan Kabel Konversi Unit Standar Proteksi /Index Protection (IP) PERENCANAAN POMPA DRAINASE Umum Penentuan Lokasi Stasiun Pompa Ketentuan-ketentuan Umum untuk Perencanaan Stasiun Pompa Tahapan Perencanaan Perhitungan/Analisis Yang diperlukan Metode dan Prosedur Perhitungan/Analisis Penentuan Dimensi Kolam Pompa Pemompaan Secara Paralel Pemilihan Pompa dan Perencanaan Kolam Pompa Perencanaan Sistem Tampungan (Storage) Material Pompa dan Kelengkapannya Perencanaan Supply Daya Sensor Level Air (WLC) Perencanaan Saringan Sampah Perencanaan Bak Penangkap (Grit Chamber) Overhead Crane BAB III PELAKSANAAN KONSTRUKSI POMPA PERSYARATAN DAN LINGKUP PELAKSANAAN KONSTRUKSI PEKERJAAN SIPIL TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 4

5 3.3 PEKERJAAN MEKANIKAL PEKERJAAN ELEKTRIKAL SISTEM POMPA BAB IV UJI LAPANGAN (Test Commisioning) dan PELATIHAN PENDAHULUAN PENGUJIAN DI STASIUN POMPA Hal-hal awal yang perlu diperhatikan Pengujian Awal... Error! Bookmark not defined Pengujian Pelatihan BAB V OPERASI DAN PEMELIHARAAN PENDAHULUAN Deskripsi Ruang Lingkup OPERASIONAL POMPA Cara Pengoperasian Pompa... Error! Bookmark not defined Persiapan-Persiapan Yang Mungkin Dilakukan Dalam Pengoperasian Pompa... Error! Bookmark not defined PEMELIHARAAN POMPA... Error! Bookmark not defined. LAMPIRAN CONTOH PERHITUNGAN HEAD POMPA TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 5

6 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Klasifikasi Pompa Perpindahan Positif Gambar 1.2 Klasifikasi Pompa Perpindahan Positif Gambar 2.1 Klasifikasi Pompa Drainase Gambar 2.2 Pompa ulir tipe terbuka. (Sumber: Hydro Delft, 1972) Gambar 2.3 Pompa ulir tipe terbuka Gambar 2.4 Hubungan antara debit dan efisiensi pompa dengan ketinggian hisap (suction level) Gambar 2.5 Pompa Aliran Aksial Gambar 2.6 Impeler pompa aliran aksial Gambar 2.7 Pompa Aliran Radial (Single Volute Casing) Gambar 2.8 Pompa Aliran Campur (Mixed-flow pump) Gambar 2.9 Impeler Mixed Flow Gambar 2.10 Pompa Submersibel Gambar 2.11 Contoh Pompa Submersibel Gambar 2.12 Potongan Pump Gate Tipe Vertikal Shaft Gambar 2.13 Potongan Pump Gate Tipe Horizontal Shaft Gambar 2.14 Aplikasi Pump Gate Pada Saluran Drainase... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.15 Pompa Lumpur Gambar 2.16 Hubungan Debit-NPSH Gambar 2.17 Ilustrasi NPSH Gambar 2.18 Hubungan antara koefisien kavitasi dengan kecepatan spesifik (n s ).. 43 Gambar 2.19 Tipe Motor Elektrik Gambar 2.20 Contoh Tanda-tanda Peringatan dan Kelengkapan K3 pada Sistem Pompa Gambar 2.21 Tipikal Kurva Massa Inflow Gambar 2.22 Contoh Metode Grafik Kurva Massa Inflow Gambar 2.23 Estimating total pumping rate Gambar 2.24 Komponen-komponen dalam TDH Gambar 2.25 Diagram Moody TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 6

7 Gambar 2.26 Tipe Impeller Berdasarkan Kecepatan Spesifik Gambar 2.27 Nomogram Pemilihan Pompa Gambar 2.28 Posisi Skematik dari Pompa...91 Gambar 2.29 Efisiensi Pompa Maksimum Yang Dicapai Sebagai Fungsi n sq Gambar 2.30 Bagan Alir Perhitungan Perencanaan Dasar Pompa Drainase Gambar 2.31 Kolam Pompa untuk Pompa Tunggal Gambar 2.32 Kolam Pompa untuk lebih dari Satu Pompa Gambar 2.33 Operasi pemompaan secara paralel Gambar 2.34 Diagram hubungan dari Q 0, H 0 dan Kecepatan Pompa Gambar 2.35 Nomograph untuk Menentukan Ukuran Impeler, D 1 dan D Gambar 2.36 Contoh dari Assembly dan Drive untuk Stasiun dengan Tiga Pompa Jenis Campuran dengan Rumah Beton Gambar 2.37 Section dari Rumah Pompa dengan Pompa Aliran Aksial Gambar 2.38 Tipikal Tipe Stasiun Pompa Gambar 2.39 Hidrograf disalurkan melalui stasiun pompa TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 7

8 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Perbandingan Pompa Ulir dan Pompa Impeller Tabel 2.2 Jenis dan Karakteristik Pompa untuk Sistem Drainase Tabel 2.3 Perbandingan antara motor induksi tipe squirrel cage dan wound rotor 45 Tabel 2.4 Perbandingan antara synchrounous motor dan motor induksi Tabel 2.5 Indeks Proteksi Tabel 2.6 IK (Impact Energy) Tabel 2.7 Urutan yang diperlukan dari proses desain tergantung pada pendekatan yang dipilih atau diperlukan Tabel 2.8 Pengembangan dari Inflow kumulatif Tabel 2.9 Referensi Penentuan Langkah Tabel 2.10 Prosedur untuk Mengestimasi Kapasitas dan Kebutuhan Jumlah Pompa Tabel 2.11 Range dari n s untuk setiap tipe pompa Tabel 2.12 Prosentase pengurangan daya akibat efek temperatur dan ketinggian. 93 Tabel 2.13 Tabel Keputusan Hubungan antara titik terendah daerah pelayanan (sistem polder) dengan ketinggian air pada titik terendah (HWR (max)) Tabel 2.14 Tabel Contoh Perhitungan Storage Tabel 2.15 Klasifikasi Umum Material Untuk Komponen-Komponen Pompa Tabel 2.16 Tipikal material yang sering digunakan pada beberapa casing pompa 111 Tabel 2.17 Tipikal material yang sering digunakan pada impeller pompa Tabel 2.18 Tipikal Material yang digunakan untuk Perpipaan Utama Tabel 2.19 Tipikal Material yang digunakan untuk Katup Butterfly Tabel 2.20 Tipikal Material yang digunakan untuk Katup Sluice Tabel 2.21 Tipikal Material yang digunakan untuk Katup Check Tabel 2.22 Tipikal Material yang digunakan untuk Katup Flap Tabel 2.23 Tipikal Material yang digunakan untuk Kopling Hidrolik Tabel 2.24 Tipikal Material yang digunakan untuk Reduction Gears Tabel 2.25 Persyaratan Teknis Saringan Tabel 2.26 Persyaratan Teknis Bak Pengendap TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 8

9 BAB I DESKRIPSI 1.1 LATAR BELAKANG Dalam rangka penanganan genangan, khususnya daerah perkotaan dengan tipologi perkotaan yang dipengaruhi oleh pasang surut dan/ atau elevasi muka air pada saluran lebih rendah dari pada badan air penerima diperlukan pembangunan sistem pompa. Sistem pompa tersebut berfungsi untuk melayani aliran genangan yang mana lokasi pembuangan air lebih tinggi dari saluran drainase sehingga tidak dimungkinkan pengaliran dilakukan dengan gravitasi. Dalam perencanaan sistem pompa, pada tahapan awal mengacu pada tata cara perencanaan sebagaimana dituangkan dalam Petunjuk tentang Pengelolaan Sistem Drainase Perkotaan I D: Tata Cara Perencanaan Kolam Detensi, Kolam Retensi Dan Sistem Polder, dimana diuraikan secara detil tahapan perencanaan mulai dari tahapan pengumpulan data, survei topografi, penyelidikan tanah, survei sosial ekonomi, analisis hidrologi, analisis hidrolika, sampai dengan menentukan sistem aliran saluran dan kapasitas pompa untuk menghitung volume kolam tampungan yang dibutuhkan serta perhitungan kebutuhan head pompa dari elevasi muka air minimum di kolam retensi ke muka air maksimum banjir di sungai atau muka air pasang tertinggi di laut. Dalam upaya membantu Pemerintah Propinsi, Pemerintah Kabupaten/ Kota dan berbagai pihak yang berkepentingan untuk mengatasi genangan di perkotaan dengan menggunakan sistem pemompaan, diperlukan suatu perencanaan, pelaksanaan pembangunan/ konstruksi serta operasi dan pemeliharaan sistem pompa yang handal, efektif, efisien dan dapat dipertanggungjawabkan. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 9

10 1.2 KONSEP POMPA Pompa adalah suatu peralatan mekanik fluida yang memiliki fungsi memindahkan atau menaikkan fluida dengan cara mendorong fluida langsung secara mekanik, atau dengan cara mengubah energi mekanik menjadi energi tekan atau energi kinetik fluida yang dapat menghisap fluida dari satu tempat dan memancarkannya ke tempat yang diinginkan. Pada pompa dengan cara kerja mengubah energi mekanik menjadi energi tekan fluida, pengubahan energi tersebut dapat dilakukan dengan beberapa cara, antara lain: a) Mengubah energi mekanis dengan menggunakan alat semacam sudu atau impeller dengan bentuk tertentu. b) Dengan menggunakan gerak bolak-balik piston atau semacamnya c) Dengan penukaran energi menggunakan fluida perantara, baik gas atau cair. Fluida perantara ini diberi kecepatan tinggi dan dicampur dengan fluida yang dipompa dengan kecepatan rendah. Cara ini bisa menggunakan pompa jet. d) Dengan menggunakan udara atau gas bertekanan tinggi yang diinjeksikan ke dalam suatu saluran yang berisi fluida yang dipompa. (Sumber: Sunarno, Mekanikal Elektrikal. 2005: 55) Penghisapan fluida pada sisi hisap (suction) pompa dilakukan elemen pompa dengan menurunkan tekanan di dalam ruang pompa, agar terjadi perbedaan tekanan antara ruang pompa dengan mulut hisap pompa, sehingga fluida akan mengalir dari mulut hisap pompa ke ruang pompa. Selanjutnya elemen pompa akan mendorong fluida atau memberikan tekanan terhadap fluida sehingga fluida tersebut akan mengalir dari ruang pompa ke dalam saluran tekan (discharge) melalui lubang tekan. Untuk menentukan jenis pompa, perlu diketahui karakteristik pada pompa yang akan dioperasikan, dengan demikian pompa tersebut bisa mencapai efisiensi maksimum sesuai dengan batas-batas kondisi kerja yang ditentukan. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 10

11 Secara garis besar pompa dapat diklasifikasikan menjadi 2, yaitu: pompa perpindahan positif (positive displacement pump) dan pompa rotodinamik (rotodynamic pump atau non positive displacement pump). Pompa Perpindahan Positif (Positive Displacement Pump) Pompa perpindahan positif terdiri dari 2, yaitu: pompa reciprocating (reciprocating pump) dan pompa rotari (rotary pump). Positive Displacement Reciprocating Rotary Piston Plunger Diaphragm Controlled Volume Single Rotor Multiple Rotor Single Suction Double Suction Mechanical Diaphragm Piston/ Plunger Hydraucally Actuated Diaphragm Vane Piston Flexible Member Screw Gear Lobe Circumerential Piston Screw Simplex Duplex Triplex Multiplex Simplex Duplex Triplex Multiplex Sumber: Troubleshooting dan Overhaul Pompa, Learning Outcome PTFI Gambar 1.1 Klasifikasi Pompa Perpindahan Positif Pompa Rotodinamik (Non Positive Displacement Pump) Pompa Rotodinamik juga dikarakteristikkan oleh cara pompa tersebut beroperasi yaitu impeller yang berputar mengubah energi kinetik menjadi tekanan atau kecepatan yang diperlukan untuk memompa fluida. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 11

12 Non Positive Displacement Pump Centrifugal Peripheral Special Radial Flow Mixed Flow Axial Flow Single Stage Multi Stage Single Suction Double Suction Single Suction Ejector Boosted Gas Lift Electromagnetic Self Priming Non-self Priming Single Stage Multi Stage Open Impeller Semi Open Impeller Closed Impeller Source: Troubleshooting dan Overhaul Pompa, Learning Outcome PTFI Gambar 1.2 Klasifikasi Pompa Perpindahan Positif 1.3 MAKSUD DAN TUJUAN Maksud Tata Cara ini dimaksudkan sebagai pegangan yang dapat digunakan sebagai acuan bagi Pemerintah, Pemerintah Propinsi, dan Pemerintah Kabupaten/ Kota dan pihak-pihak yang berkepentingan dalam merencanakan, membangun serta mengoperasikan dan melakukan pemeliharaan sistem pompa dalam rangka penanganan genangan sesuai dengan karakteristik dan kondisi daerah masing-masing Tujuan Tujuan penyusunan pedoman tata cara ini adalah untuk mendapatkan keseragaman pemahaman dalam melaksanakan perencanaan, pelaksanaan, operasi dan pemeliharaan sistem pompa yang handal, efektif, efisien dan dapat dipertanggungjawabkan. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 12

13 1.4 RUANG LINGKUP Pedoman tata cara sistem pompa ini memuat pengertian, ketentuan-ketentuan, kriteria (perencanaan, pembangunan dan operasi & pemeliharaan), tahapan pengerjaan penyusunan perencanaan teknis sistem pompa, tahapan pelaksanaan konstruksi dan cara pengerjaan konstruksi, dan cara pengerjaan operasional serta pemeliharaan sistem pompa. 1.5 PENGERTIAN Yang dimaksud dengan: Badan air penerima adalah wadah-wadah air alamiah atau buatan seperti laut, sungai, danau, kolam retensi, kolam detensi, kolam tandon; Daerah genangan adalah kawasan yang tergenang air akibat tidak berfungsinya sistem drainase yang mengganggu dan/ atau merugikan aktivitas masyarakat; Debit adalah volume air yang dapat dipompa per satuan waktu, dam dinyatakan dalam liter/detik atau m 3 /menit; Debit banjir rencana adalah debit maksimum dari suatu sistem drainase yang didasarkan kala ulang tertentu yang dipakai dalam perencanaan; Daerah Pengaliran Saluran (DPSal) adalah daerah yang mengalirkan air hujan ke dalam saluran dan/ atau badan air penerima lainnya; Efisiensi Pompa adalah perbandingan antara daya fluida terhadap daya poros pompa, Efisiensi Pompa adalah perbandingan antara daya hidraulik yang dihasilkan pompa dan daya elektrik/mekanik yang dipakai pompa; Hoist adalah alat pengangkat/ katrol penggerek yang terdapat pada rumah pompa maupun diletakan pada overhead crane untuk keperluan operasi dan pemeliharan instalasi pompa maupun saringan sampah otomatis/manual; Impeler adalah bagian pompa yang berfungsi memberikan impuls kepada fluida sehingga energi yang dikandungnya berubah bertambah besar; TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 13

14 Katup isap adalah komponen utama dari pompa torak yang fungsinya adalah untuk menahan kembalinya zat cair setelah langkah isap dilakukan piston pada pompa torak; Katup tekan adalah komponen utama dari pompa torak yang fungsinya adalah menahan kembalinya zat cair setelah langkah tekan dilakukan oleh piston pada pompa torak; Kavitasi adalah gejala menguapnya zat cair yang sedang mengalir akibat tekanan hisap yang berkurang sampai dibawah tekanan uap jenuh, sehingga mengakibatkan timbulnya gelembung-gelembung uap dalam aliran. Gelembung uap ini bila tidak terbawa aliran, akan pecah menghantam dinding permukaan impeler sisi hisap secara terus-menerus sehingga dapat merusak permukaan impeler (erosi permukaan/bopeng) dan akan menurunkan unjuk kerja pompa; Indikasi terjadinya kavitasi adalah timbulnya suara berisik dan adanya getaran yang berlebihan. Agar tidak terjadi kavitasi, NPSH yang tersedia harus lebih besar dari NPSH yang diperlukan. Tinggi hisap positif bersih ( Net Positive Suction Head/NPSH) adalah tinggi total hisap mutlak diatas tinggi tekanan uap, relatif terhadap bidang referensi NPSH; Kolam retensi adalah prasarana drainase yang berfungsi untuk menampung dan meresapkan air hujan di suatu wilayah; Kolam detensi adalah prasarana drainase yang berfungsi untuk menampung sementara air hujan di suatu wilayah; Kolam tandon adalah prasarana drainase yang berfungsi untuk menampung air hujan agar dapat digunakan sebagai sumber air baku; Mass Curve Routing adalah proses menghitung volume debit aliran (outflow) sebagai fungsi dari volume aliran masuk (inflow), rata-rata pemompaan, dan storage; Operasi adalah kegiatan untuk menjalankan dan memfungsikan sistem pompa sesuai dengan maksud dan tujuannya; Overhead Crane adalah alat angkat/ kran gantung berjalan yang digerakkan oleh motor atau sekurang-kurangnya digerakkan oleh gerakan TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 14

15 katrolnya (hoist), yang terbuat dari baja dengan bentangan balok horizontal yang memiliki rel dan memiliki katrol penjepit yang dapat bergerak sendiri dari ujung yang satu ke ujung lainnya dalam rel balok horizontal tersebut; Pemeliharaan adalah kegiatan yang dilakukan untuk menjamin fungsi sistem pompa bekerja sesuai dengan rencana; Pemeliharaan berkala adalah usaha untuk mempertahankan kondisi dan fungsi sistem pompa yang dilaksanakan secara berkala; Pemeliharaan rutin adalah usaha untuk mempertahankan kondisi dan fungsi sistem pompa yang dilaksanakan setiap waktu; Pengamanan adalah usaha-usaha dan kegiatan-kegiatan untuk melindungi keselamatan bangunan sistem pompa dari bahaya yang mungkin ditimbulkan pihak lain (manusia, binatang dan benda padat/cair). Dalam hal ini juga termasuk juga keselamatan pihak lain dari dampak yang disebabkan oleh bangunan pintu air; Pengamanan sistem pompa adalah upaya menjaga kondisi dan fungsi pompa serta mencegah terjadinya hal-hal yang merugikan terhadap pompa dan perlengkapan pompa maupun fasilitasnya baik yang diakibatkan oleh manusia, hewan maupun proses alami; Pompa adalah suatu peralatan mekanik fluida yang memiliki fungsi memindahkan atau menaikkan fluida dengan cara mendorong fluida langsung secara mekanik, atau dengan cara mengubah energi mekanik menjadi energi tekan atau energi kinetik fluida yang dapat menghisap fluida dari satu tempat dan memancarkannya ke tempat yang diinginkan; Pompa drainase adalah pompa yang berfungsi memindahkan air dari area drainase atau saluran yang elevasinya lebih rendah ke badan air penerima yang elevasinya lebih tinggi, dan biasanya dibutuhkan pada daerah pasang surut, daerah muara sungai atau daerah cekungan; Pompa lumpur atau sludge pump adalah pompa yang ditempatkan pada kolam pompa (pump sump) dan berfungsi menyedot air dan lumpur untuk membersihkan kolam pompa dari endapan lumpur yang dapat mengganggu fungsi pompa; TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 15

16 Poros pompa adalah salah satu komponen utama dari pompa yang fungsinya sebagai batang penghubung yang menghubungkan antara motor penggerak pompa dengan impeller yang terdapat didalam rumah pompa; Rumah jaga adalah tempat tinggal petugas pengawas pompa untuk melaksanakan operasi dan pemeliharan pompa sehingga pompa dapat beroperasi sesuai kebutuhannya dan untuk keamanan lingkungan; Rumah pompa adalah bangunan pelengkap untuk melindungi peralatan seperti genset, panel-panel, pompa banjir, ruang operasi dan pemeliharaan; Sistem polder adalah suatu sistem yang secara hidrologis terpisah dari sekelilingnya baik secara alamiah maupun buatan yang dilengkapi dengan tanggul, sistem drainase internal, pompa dan/ atau waduk, serta pintu air; Sudu-sudu pompa adalah salah satu komponen utama dari pompa sentrifugal yang berbentuk piringan tempat melekatnya impeller pompa; SOP sistem pompa adalah pedoman atau acuan untuk melaksanakan operasional pompa (dari awal mulai operasi sampai berakhirnya operasi), pemeliharaan pompa drainase dan peralatan, secara berurutan sesuai dengan buku petunjuk/ manual book dari pabrik dan kondisi di lokasi yang bertujuan untuk menjaga keselamatan manusia/ operator, keamanan peralatan dan meningkatkan kinerja dari sistem pompa; Total Dynamic Head (TDH) adalah jumlah total energi yang diperlukan untuk menaikan air dalam kolam detensi dan atau saluran drainase ke titik pelepasan atau ke badan air penerima yang terdiri dari 4 (empat) komponen, yakni: kehilangan tekan (head) statis, gesekan, kecepatan dan tekanan dalam satuan meter; Trash rack atau saringan sampah adalah peralatan yang berfungsi mencegah sampah masuk ke kolam pompa, yang dapat dioperasikan secara mekanik atau manual; Uji lapangan (Commisioning Test) adalah merupakan pengujian dan kajian terhadap konstruksi bangunan (pekerjaan sipil) dan peralatan mekanikal dan elektrikal (M&E) dengan melakukan pengamatan, pengujian dan pengukuran langsung di lapangan (sipil), pengujian di pabrik maupun di TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 16

17 lapangan (M&E), serta pengujian operasional sistem pompa, yang pelaksanaannya disaksikan oleh wakil yang berkompeten dari pihak pengguna jasa, sebelum hasil pekerjaan konstruksi dan instalasi diserahkan kepada pengguna jasa KETENTUAN-KETENTUAN Standar Kriteria Beberapa standar kriteria yang digunakan dalam penyusunan Buku Tata Cara Perencanaan, Pelaksanaan, Operasi dan Pemeliharaan Sistem Pompa ini adalah: Pekerjaan Sipil dan Arsitektural: KP-04 Irigasi, 2011; AASHTO (American Association of State Highway Transportation Organisation); ASTM (American Society for Testing and Materials); USBR (United State Biro of Reclamation); ANSI (America National Standards Institute) 98 HI 1998; Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia, PPBBI 1984; Peraturan Muatan Indonesia, PMI (pembebanan); Peraturan Gempa Indonesia; SNI mengenai Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung; SNI mengenai Tata Cara Perencanaan Umum Drainase Perkotaan; SNI No atau SNI No SKBI mengenai Tata Cara Perencanaan Hidrologi dan Hidrolika untuk bangunan di sungai; SNI mengenai Mutu dan Cara Uji Agregat Beton; SNI mengenai Mutu dan Cara Uji Semen Portland; SNI mengenai Baja Tulangan Beton; SNI mengenai Spesifikasi air sebagai Bahan Bangunan; TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 17

18 SNI mengenai Baja Tulangan Beton; SNI mengenai Pompa Rotodinamik-cara uji unjuk kerja hidrolis; SNI mengenai Spesifikasi Toleransi untuk Konstruksi dan Bahan Beton; NI-2 Peraturan Beton Bertulang Indonesia (PBI) 1997; NI-3 Peraturan Umum untuk Bahan Bangunan Indonesia; NI-5 Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI); NI-8 Semen Potland; Tata Cara Perencanaan Sistem Drainase Perkotaan (Buku Jilid I, Direktorat Pengembangan PLP DJCK Kementerian PU, Edisi tahun 2012); Tata Cara Pelaksanaan Konstruksi Sistem Drainase Perkotaan (Buku Jilid II, Direktorat Pengembangan PLP DJCK Kementerian PU, Edisi tahun 2012); Tata Cara Operasi Dan Pemeliharaan Sistem Drainase Perkotaan (Buku Jilid III, Direktorat Pengembangan PLP DJCK Kementerian PU, Edisi tahun 2012); Tata Cara Monitoring dan Evaluasi Sistem Drainase Perkotaan (Buku Jilid IV, Direktorat Pengembangan PLP DJCK Kementerian PU, Edisi tahun 2012). Pekerjaan Mekanikal: SII (Standar Industri Indonesia); SNI (Standar Nasional Indonesia); EN (European Norm); DIN (Deutsche Institute for Norm); JIS (Japan Industrial Standards); BS (British Standards); ASTM (American Society of Testing Materials); IEC (International Electronic Council); AISC (American Institute of Steel Construction); AWS (American Welding Society); TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 18

19 SSPC (Steel Structure Painting Council); ANSI (America National Standards Institute). Pekerjaan Elektrikal: Peraturan umum instalasi listrik (Perusahaan Umum Listrik Negara, PLN); Standar yang dikeluarkan oleh Komisi Electrotecnical Internasional (IEC); Standar yang dikeluarkan oleh Verband Deutscher Elektrotechniker (VDE) Komponen Sistem Pompa Komponen-komponen utama sistem pompa antara lain: Pompa banjir; Ruang penampung (wet well); Rumah pompa (termasuk didalamnya: ventilasi, AC, peralatan tangga, crane dan hoist, peralatan keselamatan kerja/ K3, peralatan keamanan dan perlengkapan pemadam kebakaran, peralatan penangkal petir, pertanahan (grounding); Pipa penghisap (suction pipe); Pompa lumpur/ sedimen/ sampah (sump pump); Pipa buang (discharge pipe), digunakan untuk membawa fluida; Kolam penampung (storage pond); Mesin penggerak (motor listrik, mesin bakar); Peralatan control, panel pompa; Sumber daya (PLN atau genset); Sarana pendukung lainnya seperti diantaranya pintu air, trash rack dan pengangkat sampah (rake), pos keamanan, akses jalan, instalasi penerangan dll) Tahapan Pengembangan Sistem Pompa Proses pengembangan sistem pompa dimulai dari penetapan konsep penanganan di suatu kawasan DPSal (Daerah Pengaliran Saluran) TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 19

20 sebagai kawasan dengan sistem polder (diatur dalam Tata Cara Perencanaan Sistem Drainase Perkotaan, Buku Jilid I, Direktorat Pengembangan PLP DJCK Kementerian Pekerjaan Umum, Edisi tahun 2012). Selain itu juga penetapan konsep penanganan suatu kawasan DPSal juga dibatasi oleh kawasan yang berada pada daerah cekungan dan atau kawasan yang mana elevasi muka air sistem drainasenya lebih rendah dari pada badan air penerima sehingga pembangunan sistem pompa perlu dilakukan. Dalam dokumen spesifikasi teknis perencanaan, pembangunan maupun operasi dan pemeliharaan sistem pompa harus dijelaskan cakupan pelayanan sistem pompa tersebut dalam sistem drainase yang ada, yaitu peranan sistem pompa dalam sistem penanganan genangan dalam sebuah wilayah DPSal (Daerah Pengaliran Saluran). Tahapan dalam pengembangan sistem pompa meliputi: 1. Perencanaan (Planning) diantaranya: a. Pengembangan skematik fasilitas sistem pompa b. Perencanaan teknis fasilitas (Detailed Design) c. Rencana-rencana, spesifikasi dan nota perhitungan (Plans, Spesifications and Estimates/PS&E) 2. Pelaksanaan pembangunan, 3. Uji lapangan (commissioning test), 4. Pelatihan, 5. Operasi dan pemeliharaan, 6. Evaluasi kinerja pompa. Sumber: Highwater Stormwater Pump Station Design 24, February Persiapan Pelaksanaan Pekerjaan Pertemuan Konsultansi Masyarakat (PKM) PKM dilaksanakan dengan maksud untuk mensosialisasikan untuk mendapatkan masukan dari masyarakat tentang rencana pembangunan sistem pompa. Hasil dari PKM dijadikan masukan dalam pelaksanaan perencanaan maupun dalam pelaksanaan konstruksi sistem pompa, TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 20

21 sehingga hasil pengembangan sistem pompa dapat diterima oleh semua pihak. Koordinasi Koordinasi Berbagai pemangku kepentingan (stakeholders) dimaksudkan untuk mensinergikan stakeholders dalam pengembangan dan pembangunan sistem pompa. Stakeholders dalam pembangunan sistem pompa di lapangan antara lain : Bappeda, Dinas Teknis/Bidang Drainase, Dinas PSDA atau BBWS, dsb. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 21

22 BAB II POMPA DRAINASE 2.1. KLASIFIKASI POMPA DRAINASE Pada dasarnya pompa drainase mempunyai karakteristik debit besar dan head relatif rendah. Secara umum klasifikasi pompa untuk keperluan pompa drainase dapat diklasifikasikan menjadi 2, yaitu pompa ulir (pompa aliran permukaan bebas) dan pompa impeller (pompa aliran pipa bertekanan) seperti digambarkan sebagai berikut: Pompa Drainase Pompa Ulir (pompa aliran permukaan bebas) Pompa Impeler (pompa aliran pipa bertekanan) Pompa Aliran Radial (Pompa Sentrifugal) Pompa Aliran Campur Pompa Aliran Aksial Sumber: Pendidikan dan Pelatihan PSDA dan Pantai, Prayogo Endarjo, 2003 Gambar 2.1 Klasifikasi Pompa Drainase Pompa ulir/screw (pompa aliran permukaan bebas) Pompa ulir/screw terdiri dari rotor tipe ulir/screw, dengan poros miring dan sudu helikal yang dilekatkan pada poros, dan selubung/casing setengah lingkaran, seperti diperlihatkan pada Gambar 2.2 dan 2.3. SUMBER: HYDRO DELFT, 1972 Gambar 2.2 Pompa ulir tipe terbuka. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 22

23 Sumber: Search Engine Gambar 2.3 Pompa ulir tipe terbuka Pompa ulir digunakan untuk mendapatkan debit besar dengan head rendah, serta air yang dipompakan terdapat sampah. Prinsip kerja pompa ulir adalah ulir berputar dan volume air yang dibatasi oleh permukaan bebas, sudu-sudu ulir, poros ulir, dan selubung ulir terangkat keatas, secara berkesinambungan, oleh dorongan gerakan ulir dan dikeluarkan di ujung ulir ke tampungan atas untuk selanjutnya dialirkan melalui outlet ke saluran pemasok. Putaran pompa ulir berkisar antara rpm dan kemiringan pompa berkisar antara Gambar 2.4 menjelaskan hubungan antara debit dan efisiensi pompa dengan ketinggian hisap (suction level). Sumber: Hydro Delft, 1972 Gambar 2.4. Hubungan antara debit dan efisiensi pompa dengan ketinggian hisap (suction level) TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 23

24 Pompa impeler (pompa aliran pipa bertekanan) Pompa impeler, berdasarkan bentuk impeler dan selubung pompanya diklasifikasikan dalam tiga tipe utama, yakni pompa aliran aksial, pompa aliran radial (pompa sentrifugal) dan pompa aliran campur. 1) Pompa Aliran Aksial (Axial Flow Pumps) Pompa dijalankan oleh motor, sebagai penggerak utama, yang memutar poros impeler sehingga sudu-sudu impeler berputar dan memaksa cairan masuk ke dalam gerakan berputar yang cepat. Selubung pompa mengarahkan cairan dari bukaan hisap ke mata impeler dan selanjutnya membimbing keluar dari peluar impeler (impeller outlet) masuk ke bukaan tekan. Aliran masuk dari bukaan hisap dalam arah aksial dan keluar dari peluar impeler dalam komponen aliran arah aksial dan tangensial. Untuk pompa aliran aksial, berdasarkan tipe sudu impelernya, dibagi menjadi dua tipe, yaitu tipe sudu tetap dan tipe sudu yang dapat bergerak. Kecepatan spesifik dari pompa aliran aksial berkisar antara sampai yang mana pompa dengan kecepatan spesifik yang berkisar antara sampai yang paling sering digunakan. Pompa aksial merupakan pompa dengan karakteristik berkapasitas besar, dan biasanya digunakan untuk memompa dengan head kecil, dengan debit yang besar, sehingga banyak digunakan sebagai pompa banjir. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 24

25 Keterangan: 1. Discharge pipe 2. Pump casing 3. Guide vane 4. Suction chamber 5. Impeller 5 Sumber : Sularso, pompa dan kompresor, 2000 Gambar 2.5. Pompa Aliran Aksial Sumber : Sularso, pompa dan kompresor, 2000 Gambar 2.6. Impeler pompa aliran aksial. 2) Pompa aliran radial (Radial Flow Pumps) atau pompa sentrifugal Fluida dihisap pompa melalui sisi hisap adalah akibat berputarnya impeler yang menghasilkan tekanan vakum pada sisi hisap. Selanjutnya fluida yang telah terhisap terlempar keluar impeler akibat gaya sentrifugal yang dimiliki oleh fluida itu sendiri. Dan selanjutnya ditampung oleh rumah volut (volute casing) sebelum dibuang kesisi buang. Aliran masuk dari bukaan hisap dalam arah aksial dan keluar dari peluar impeler dalam komponen aliran arah radial dan tangensial. Rumah volut terdiri dari dua tipe, yaitu tipe tunggal dan tipe ganda. Rumah volut tipe ganda digunakan untuk mengurangi dorongan TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 25

26 radial dan memiliki volut ganda dengan posisi 180 o antara satu dengan yang lainnya, yang membagi cairan menjadi dua dengan jumlah yang sama. Rumah volut tipe Ganda digunakan ketika dorongan radial sangat tinggi karena beban yang besar pada shaft utama dan bearing. Pompa difuser yang sering juga disebut pompa turbin merubah energi kecepatan menjadi energi tekan melalui diffuser (guide vane) yang dipasang di sekeliling impeler. Kecepatan spesifik dari pompa volut berkisar dari 100 sampai 700 dan pompa difuser berkisar antara 100 sampai 250. Sekarang ini pompa difuser jarang digunakan dikarenakan konstruksinya yang kompleks. Pompa sentrifugal biasanya diproduksi untuk memenuhi kebutuhan head medium sampai tinggi dengan kapasitas aliran yang medium. Dalam aplikasinya pompa sentrifugal banyak digunakan untuk kebutuhan proses pengisian ketel dan pompa-pompa rumah tangga. Sumber : Sularso, pompa dan kompresor, 2000 Gambar 2.7. Pompa Aliran Radial (Single Volute Casing) 3) Pompa Aliran Campur (Mixed Flow Pumps) Pompa ini merupakan peralihan antara pompa radial flow dan pompa axial flow. Cara kerja pompa ini hampir sama dengan cara kerja dengan pompa sentrifugal. Casing pompa menuntun aliran cairan dari bukaan hisap menuju mata impeler. Sudu impeler yang berputar meneruskan dan memberikan gaya putar sentrifugal kepada cairan sehingga cairan bergerak menuju keluar impeler dengan kecepatan tinggi. Cairan tersebut kemudian sampai dan TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 26

27 mengumpul pada bagian terluar casing yaitu volute. Volute ini merupakan area atau saluran melengkung yang semakin lama semakin membesar ukurannya, dan seperti halnya diffusor, volute berperan besar dalam hal peningkatan tekanan cairan saat keluar dari pompa, merubah energi kecepatan menjadi tekanan. Setelah itu cairan keluar dari pompa melalui saluran discharge. Sama dengan pompa aliran aksial, pompa aliran campuran berdasarkan tipe sudu impelernya dibagi menjadi dua tipe, yaitu tipe sudu tetap dan tipe sudu yang dapat bergerak. Kecepatan spesifik dari pompa aliran campur berkisar antara 350 sampai Pompa aliran campur biasanya digunakan pada pemompaan dengan head dan debit menengah. Sumber : Sularso, pompa dan kompresor, 2000 Gambar 2.8. Pompa Aliran Campur (Mixed-flow pump) Sumber : Sularso, pompa dan kompresor, 2000 Gambar 2.9. Impeler Mixed Flow TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 27

28 Pompa Submersibel (Submersible Pumps) Pompa sumersibel atau submersible pumps memiliki motor penggerak yang digabungkan menjadi satu kesatuan dengan impeler dan selubung impeler pompa yang secara keseluruhan dapat terendam air. Sedangkan jenis impelernya bisa dari jenis aliran radial, aliran campur atau aliran aksial. Gambar 2.10 dan Gambar 2.11 memperlihatkan pompa submersibel dengan impeler jenis aliran campur dan aliran aksial. Impeler mixed flow Sumber : Sularso, pompa dan kompresor, 2000 Impeler axial flow Gambar 2.10 Pompa Submersibel TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 28

29 Sumber : Highway Stormwater Pump Station Design, Hydraulic Engineering Circular No. 24, February 2001 Gambar Contoh Pompa Submersibel Pump Gate Pump gate merupakan unit sistem pompa, yang pada banyak kasus tidak diperlukan kolam detensi dan rumah pompa. Komponen pump gate meliputi submersible pump, roller gate, actuator, flap valve, screen (rotary/hidraulic screen), belt conveyor, debris box dan pintu air. Konstruksi pump gate dapat dilihat pada Gambar 2.12, 2.13 dan Gambar 2.12 Potongan Pump Gate Tipe Vertikal Shaft TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 29

30 Gambar 2.13 Potongan Pump Gate Tipe Horizontal Shaft Gambar 2.14 Aplikasi Pump Gate Pada Saluran Drainase Pompa Lumpur (Sludge Pump) Pompa lumpur atau sludge pump pada dasarnya adalah pompa submersibel dengan spesifikasi khusus untuk pemompaan lumpur. Pada instalasi sistem pompa drainase, pompa lumpur ditempatkan di kolam pompa (pump sump) untuk membersihkan lumpur yang dapat mengganggu fungsi pompa drainase. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 30

31 Gambar 2.15 Pompa Lumpur Perbandingan Pompa Ulir dan Pompa Impeller Kelebihan pompa ulir dibandingkan dengan pompa impeller: Kecepatan putarnya rendah, bervariasi dari 1/3 putaran per detik untuk ulir dengan diameter besar sampai 2 putaran per detik untuk ulir dengan diameter kecil, sehingga keausan dapat diabaikan dan kavitasi tidak terjadi; Ruang antara sudu-sudu cukup besar, sehingga dapat menampung air yang mengandung banyak sampah; Distribusi aliran di bagian penghisapan tidak mempengaruhi perilaku hidrolik, sehingga kolam hisap dapat dibuat sederhana; Di atas ketinggian hisap tertentu, debit selalu konstan sementara efisiensi cukup baik; Di bawah ketinggian hisap tertentu, debit berkurang sementara efisiensi cukup baik; Ulir dapat berputar terus tanpa adanya resiko kerusakan meskipun pasokan air terhenti; TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 31

32 Konstruksi ulir terbuka sehingga memungkinkan untuk memeriksa seluruh operasi pengangkatan air; Dalam keadaan tertentu, pondasi ulir tidak perlu sedalam pondasi pompa impeller. Kekurangan pompa ulir dibandingkan dengan pompa impeller: Dimensi ulir lebih besar dari pada dimensi pompa impeller karena selama proses pengangkatan air tetap bertekanan atmosfir; Kemampuan ulir terbatas pada kondisi pemompaan dari reservoir terbuka ke reservoir terbuka. Tidak dimungkinkan untuk menghubungkan dengan jaringan pipa bertekanan; Untuk dapat beroperasi dengan efisiensi yang cukup baik, ketinggian hisap harus diatas suatu nilai tertentu; Tinggi angkat terbatas, karena aliran balik melalui tepi luar sudu akan banyak mengurangi jumlah air yang dapat dipindahkan apabila tinggi angkat terlalu besar; Seluruh struktur bangunan dilaksanakan dengan presisi yang baik serta sesuai standar teknik yang berlaku untuk menjaga agar celah antara tepi luar ulir yang berputar dengan selubung tetap kecil agar aliran balik tidak terlalu besar. Perbandingan lainnya antara pompa ulir dan pompa impeller dapat dilihat pada Tabel 2.1 di bawah ini. Tabel 2.1 Perbandingan Pompa Ulir dan Pompa Impeller Pompa Ulir Pompa Impeller Dimensi - Lebih besar dari pompa Impeller sehingga lebih berat. - Poros pompa berbentuk Screw/ Ulir - Lebih rumit dan presisi - Dimensi pompa lebih kecil - Poros pompa berbentuk kipas - Bentuk pompa lebih sederhana Harga - Mahal karena desainnya perlu ketelitian dan kepresisian serta toleransi yang tinggi - Material besar, harga tinggi Pada aliran volum yang sama harga pembelian lebih murah TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 32

33 Penggunaan - Dapat digunakan di cairan yang mempunyai kekentalan tinggi (limbah, lumpur dll) - Cocok digunakan untuk pemindahan air karena kapasitasnya yang besar - Lebih tahan terhadap sampah - Cocok untuk cairan yang viskositasnya rendah - Harganya yang murah dan sederhana sehingga banyak dipilih untuk pompa drainase - Lebih sedikit memerlukan tempat. Beberapa jenis pompa diatas merupakan jenis-jenis pompa drainase, yang pada umumnya bisa digunakan untuk mengatasi permasalahan drainase di suatu daerah. Dari uraian yang sudah dipaparkan di atas, jenis dan karakteristik pompa untuk sistem drainase dapat diichtisarkan seperti terlihat pada Tabel 2.2 di bawah ini. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 33

34 Tabel 2.2 Jenis dan Karakteristik Pompa untuk Sistem Drainase JENIS KARAKTERISTIK KETERANGAN POMPA ULIR (SCREW PUMP) Debit menengah dan Head rendah, Sampah juga bisa terambil. Dengan range: Q ( ) gpm (0, ) m 3 /menit dan H (3-20 ) ft, (1-6) m. Bentuk kurva hubungan head dan debit mendatar karena debit aliran konstan. Dapat dioperasikan kapan saja tanpa perlu dipanasi terlebih dahulu. Pada saat dioperasikan Head mengalami fluktuasi namun debit aliran konstan. Komponen pompanya sederhana diantaranya peredam kecepatan, universal coupling, tangkai ulir yang panjang dan oli sebagai pelumas. Dimensinya besar dan agak berat. Membutuhkan rumah pompa yang besar. Cara pengoperasian relatif mudah namun membutuhkan perawatan rutin. Penggantian komponen pompa sulit dilakukan. Harga pompa jenis ini relatif mahal. Pompa ulir membutuhkan lahan yang relatif luas dan kebisingan relatif besar. Direkomendasikan apabila lahan relatif besar dan jauh dari pemukiman penduduk TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTIM POMPA 34

35 JENIS KARAKTERISTIK KETERANGAN POMPA ALIRAN AKSIAL (AXIAL FLOW) POMPA ALIRAN RADIAL (RADIAL FLOW) Debit besar dan Head rendah Dengan range: Q ( ) gpm (0, ) m 3 /menit dan H (3-20 ) ft, (1-6) m Hubungan antara Debit dan Head ditunjukkan melalui kurva miring kebawah (down ward-sloping curve). Head dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Komponen pompa agak rumit. Membutuhkan komponen tambahan berupa seal pompa, fasilitas cooling water, pump priming. Dimensinya besar dan agak berat. Membutuhkan rumah pompa yang besar. Cara pengoperasian yang mudah namun membutuhkan perawatan pada fasilitas pump priming. Penggantian komponen yang rusak sulit untuk dilakukan. Harganya mahal. Pompa aliran aksial membutuhkan lahan yang relatif luas. Debit medium dan Head medium-tinggi Dengan range : Q (0,5-1,5 m 3 /dt) dan H (20-60) m Pompa aliran radial membutuhkan lahan yang relatif luas. Direkomendasikan apabila lahan relatif besar Direkomendasikan apabila lahan relatif besar TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTIM POMPA 35

36 JENIS KARAKTERISTIK KETERANGAN POMPA ALIRAN CAMPURAN (MIXED FLOW) Debit besar dan Head relatif menengah. Dengan range: Q ( ) gpm (7, ) m 3 /menit dan H (20-150) ft, (6-45) m Pompa aliran campuran membutuhkan lahan yang relatif luas. Direkomendasikan apabila lahan relatif besar POMPA SUBMERSIBLE (SUBMERSIBLE PUMP/ MIXED FLOW) Debit besar dan Head relatif menengah. Dengan range: Q ( ) gpm (0, ) m 3 /menit dan H ( ) ft, (6-45) m. Hubungan antara Debit dan Head ditunjukkan melalui kurva miring kebawah (down ward-sloping curve). Dapat dinyalakan kapan saja tanpa perlu dipanasi terlebih dahulu. Head dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Komponennya sederhana dan tidak memerlukan komponen tambahan untuk operasional. Dimensi pompa kecil dan ringan. Tidak membutuhkan rumah pompa yang besar. Cara pengoperasian yang mudah tanpa komponen tambahan, tapi agak rumit dalam penggantian seal pompa. Jika ada kerusakan, penggantian komponen mudah. Harga pompa agak mahal. Kualitas material harus tahan korosi. Dapat diaplikasikan pada daerah yang lahannya sempit TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTIM POMPA 36

37 JENIS KARAKTERISTIK KETERANGAN PUMP GATE(* Diaplikasikan pada saluran drainase dengan lebar minimal: 0,85-3,38 m dengan tinggi minimal 1,0-2,25. Dengan range: Q (8-280) m 3 /menit. Power Output (Kw) 7,5 400 Head (1,8-12 meter) Kualitas material harus tahan korosi. Space kecil dan multi fungsi. Tidak boleh ada sampah (kondisi air harus bersih) supaya gate dapat tertutup dan terbuka dengan sempurna. Diaplikasikan pada kawasan yang tidak tersedia lahan untuk pembangunan Kolam Detensi dan rumah pompa. POMPA LUMPUR (SLUDGE PUMP) Digunakan untuk memompa lumpur. Dengan range : Q ( ) gpm (0, ) m 3 /menit dan H ( ) ft, (6-45) m. Kualitas material harus tahan korosi. Untuk memompa cairan yang mengandung lumpur TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTIM POMPA 37

38 2.2. BEBERAPA HAL YANG PERLU DIPAHAMI DALAM MERENCANAKAN SISTEM POMPA DRAINASE Dalam merencanakan sistem pompa drainase diperlukan pemahaman atas beberapa hal yang meliputi pemahaman tentang efisiensi pompa (η), daya yang dibutuhkan pompa (P s ), kecepatan spesifik pompa (n s ), hukum-hukum keserupaan pompa, kavitasi, tinggi hisap positif neto (net positive suction head - NPSH), pemilihan penggerak mula, motor listrik, konversi unit, standar proteksi/index protection (IP) Hukum-Hukum Keserupaan Pompa Karakteristik hidraulik dari dua buah pompa yang identik baik desain maupun bentuknya, yang disebut sebagai pompa-pompa yang mempunyai kesesuaian (comfortable pumps), namun ukurannya berbeda dan kecepatan impelernya juga berbeda, satu dengan yang lain dihubungkan oleh hukumhukum keserupaan. Jika karakteristik hubungan debit dan head, dan hubungan debit dan daya dari suatu pompa yang ada diketahui, maka dimungkinkan untuk memperkirakan karakteristik yang serupa untuk suatu pompa lain yang mempunyai kesesuaian dengan pompa yang ada sebelumnya, dengan ukuran dan kecepatan yang berbeda dengan pompa yang ada. Tinggi hukum keserupaan tak berdimensi adalah sebagai berikut: Q e /Q c = (D e /D c ) 3. (n e /n c ) H e /H c = (D e /D c ) 2. (n e /n c ) P e /P c = (D e /D c ) 5. (n e /n c ) Dimana: D = Diameter peluar impeler Subkrib e menunjuk pada pompa yang ada, subkrib c menunjuk pada pompa lain yang mempunyai kesesuaian dengan pompa yang ada. Berdasarkan hukum-hukum keserupaan, dapat diturunkan satu set persamaan-persamaan yang disederhanakan untuk menentukan karakteristik hidraulik dari suatu pompa dengan dimensi yang sama dengan TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 38

39 pompa yang ada dan hanya kecepatan impelernya yang berbeda sebagai berikut: Q e /Q c = (n e /n c ) H e /H c = (n e /n c ) P e /P c = (n e /n c ) η e = η c Kavitasi Proses terjadinya kavitasi, pada saat dimana pada impeller pompa terjadi tekanan rendah, dan biasanya nilai tekanan rendah ini dibatasi pada nilai tekanan uap pada temperatur normal dari cairan yang dipompa. Pada saat tekanan rendah mencapai nilai tekanan uap, cairan mulai mendidih dan membentuk gelembung-gelembung yang selanjutnya terangkut bersama cairan. Ketika gelembung-gelembung ini mencapai daerah bertekanan lebih tinggi, gelembung-gelembung ini pecah. Gejala ini dikenal sebagai kavitasi dan kejadiannya disertai dengan bunyi yang tipikal. Pada pompa-pompa kecil, terjadi getaran ringan sebagai akibat dari suara kavitasi ringan seperti menggoreng daging, sedangkan pada pompa-pompa besar, terjadi getaran berat sebagai akibat dari suara kavitasi berat seperti memompa batu-batu. Kavitasi secara umum akan berdampak sebagai berikut: Berkurangnya kapasitas pompa; Berkurangnya head (pressure); Terbentuknya gelembung-gelembung udara pada area bertekanan di dalam selubung pompa (volute); Kerusakan pada impeller atau selubung pompa (volute); Suara pompa bising, getaran dan korosi. Beberapa cara dapat digunakan untuk menghindari kavitasi diantaranya: 1. Tekanan sisi isap tidak boleh terlalu rendah. Pompa tidak boleh diletakkan jauh di atas permukaan cairan yang dipompa sebab menyebabkan head statisnya besar; 2. Kecepatan aliran pada pipa isap tidak boleh terlalu besar. Bagian yang mempunyai kecepatan tinggi maka tekanannya akan rendah. Oleh karena TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 39

40 itu besarnya kecepatan aliran harus dibatasi, caranya dengan membatasi diameter pipa isap tidak boleh terlalu kecil; 3. Menghindari instalasi berupa belokan-belokan tajam Pada belokan yang tajam kecepatan aliran fluida akan meningkat sedangkan tekanan fluida akan turun sehingga menjadi rawan terhadap kavitasi; 4. Pipa isap dibuat sependek mungkin, atau dipilih pipa isap satu nomer lebih tinggi untuk mengurangi kerugian gesek; 5. Tidak menghambat aliran cairan pada sisi isap; 6. Head total pompa harus sesuai dengan yang diperlukan pada kondisi operasi sesungguhnya Tinggi Hisap Positif Netto (Net Positive Suction Head-NPSH) Perilaku kavitasi pada impeller pompa dijelaskan dengan lengkung debit- NPSH, seperti terlihat pada gambar dibawah ini. H working point NPSH s H NPSH 0 Qs Discharge Q Sumber: Pendidikan dan Pelatihan PSDA dan Pantai, Prayogo Endarjo, 2003 Gambar 2.16 Hubungan Debit-NPSH NPSH didefinisikan sebagai selisih antara tinggi energi absolut (tinggi tekanan statik absolut + tinggi kecepatan) pada bukaan hisap pompa dan tinggi tekanan uap pada temperatur normal dari cairan yang dipompa, diukur dari pusat bukaan hisap pompa seperti dijelaskan pada gambar TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 40

41 absolute energy level at suction opening h0 NPSH energy level at suction opening vapour pressure level HA pressure opening hv level of suction opening of pump suction opening Sumber: Pendidikan dan Pelatihan PSDA dan Pantai, Prayogo Endarjo, 2003 Gambar 2.17 Ilustrasi NPSH Formula untuk perhitungan NPSH, sesuai SNI 7518:2009 adalah sebagai berikut: NPSH= H -Z D Dimana: NPSH adalah tinggi hisap positif bersih (m) H Z D adalah tekanan atmosfir (Pa) adalah tekanan uap jenuh dari fluida yang digunakan (Pa) adalah tinggi hisap diukur terhadap bidang referensi pompa (meter kolom fluida, m) adalah perbedaan tinggi antara bidang referensi NPSH dan bidang referensi ρ adalah massa jenis fluida yang dipindahkan (kg/m 3 ) TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 41

42 g adalah percepatan gravitasi, m/det 2 Tekanan udara absolut pada permukaan laut sekitar 10 m (1 bar). Tinggi tekanan uap dari air tawar pada temperatur 15 0 C sampai 30 0 C adalah 0,4 m (0,04 bar). Disamping nilai NSPH, didalam praktek digunakan juga bilangan tak berdimensi Thoma, σ (lihat gambar 2.16), yang didefinisikan sebagai: dimana: σ = Bilangan Thoma (-); NPSH = NPSH pada debit normal (m); H = Tinggi angkat pompa pada debit normal (m) Lengkung debit-npsh pada gambar 2.16 memberikan indikasi tinggi tekanan yang dibutuhkan pada bukaan hisap pompa agar tekanan di pompa selalu diatas nilai tertentu untuk mencegah apa yang disebut sebagai besar kavitasi tertentu. Besar kavitasi yang dapat ditoleransi merupakan persoalan ekonomik. Sebagai contoh, apabila dipakai kriteria tanpa kavitasi sama sekali, maka diperlukan nilai NPSH yang tinggi, sehingga pompa harus ditempatkan pada posisi yang sangat rendah. Berdasarkan hasil sejumlah pengetesan kavitasi terhadap berbagai tipe pompa, dibuat lengkung hubungan antara kecepatan spesifik pompa, n sq, pada titik efisiensi terbaik, dan nilai bilangan Thoma, σ, minimum dimana kinerja pompa yang baik masih dijamin (Gambar 2.18). Lengkung ini dibuat berdasarkan penurunan tinggi sebesar 0,1 sampai 0,2 % dibandingkan dengan kondisi pemompaan tanpa kavitasi. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 42

43 Koefisien Kavitasi S = Kecepatan spesifik n Sumber: SNI Gambar 2.18 Hubungan antara koefisien kavitasi dengan kecepatan spesifik (n s ) Untuk menghindari terjadinya besar kavitasi tertentu, NPSH yang tersedia untuk setiap pompa dan sistemnya harus lebih tinggi dari pada NPSH yang dibutuhkan oleh pabrik untuk kriteria tipikal tersebut. Dalam tahap permulaan pekerjaan, kebutuhan bilangan Thoma dan selanjutnya NPSH dapat ditentukan dengan menggunakan Gambar Pemilihan Penggerak Mula Dalam merencanakan instalasi pompa, sering kali dipertanyakan apakah akan digunakan motor listrik atau motor torak sebagai penggerak mula. Untuk menentukan mana yang tepat bagi setiap kasus, harus dilihat kondisi kerja dan tempatnya, karena kedua jenis penggerak mula tersebut mempunyai keuntungan dan kerugiannya masing-masing. A. Motor Listrik 1. Keuntungan motor listrik Jika tenaga listrik dari PLN atau sumber lain tersedia dengan tegangan yang sesuai di sekitar tempat tersebut, maka penggunaan motor listrik dapat memberikan ongkos yang murah. Pengoperasian lebih mudah. Ringan dan hampir tidak menimbulkan getaran. Pemeliharaan dan pengaturan mudah. 2. Kerugian motor listrik TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 43

44 Jika listrik padam, pompa tidak dapat bekerja sama sekali. Jika pompa jarang dipakai, biaya operasinya akan tinggi karena biaya beban tetap harus dibayar. Jika lokasi pompa jauh dari jaringan distribusi listrik yang ada, maka biaya penyambungan tenaga listrik akan mahal. B. Motor torak 1. Keuntungan Operasi tidak tergantung pada tenaga listrik. Biaya fasilitas tambahan dapat lebih rendah dari pada motor listrik. 2. Kerugian Motor torak lebih berat dari pada motor listrik. Memerlukan air pendingin yang jumlahnya cukup besar. Getaran dan suara mesin sangat besar Motor Elektrikal/Listrik Motor elektrikal/ listrik adalah motor yang mengubah energi elektrik menjadi energi mekanik. Motor elektrikal dapat diklasifikasikan menjadi 2 tipe, yaitu motor AC dan motor DC. Pada umumnya tipe motor penggerak drainase yang banyak digunakan diantaranya ainduction Motor, 3-Phase Induction Motor, Cage Type. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.19 di bawah ini: AC Motor Induction Motor Synchronous Motor 3-Phase Induction Motor Single Phase Induction Motor Cage Type Wound Rotor Electric Motor Commutator Motor DC Motor Sumber Engineering Manual for Irrigation & Drainage, Pump Facilities, The Japanese Institute of Irrigation and Drainage, Gambar 2.19 Tipe Motor Elektrik TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 44

45 Bagian-bagian motor listrik antara lain: rumah motor, sistem ventilasi, sistem pendingin dan sistem perlindungan. Pada umumnya motor elektrik terdiri dari porsi stasioner (stator) dan porsi rotasi (rotor). Baik stator maupun rotor mempunyai winding (kumparan), dan hubungan antara medan gaya dihasilkan oleh stator dan rotor menghasilkan rotasi. Motor AC adalah motor elektrikal/ listrik yang digerakkan oleh arus bolakbalik. Motor AC terdiri dari dua bagian utama, yaitu stasioner luar berupa kumparan stator yang dialiri dengan arus bolak-balik untuk menghasilkan medan magnet yang berputar, dan rotor di dalam melekat pada batang output yang diberikan torsi oleh medan berputar. Ada dua jenis motor AC, tergantung pada jenis rotor yang digunakan diantaranya sebagai berikut: 1. Motor Induksi (Induction Motor) Motor induksi dibagi menjadi dua tipe: squirrel cage dan wound rotor. Pada umumnya motor induksi digunakan untuk driver pump dikarenakan motor induksi mudah dalam pemasangan, pengoperasian dan harganya relatif lebih murah dibanding driver lainnya. Perbandingan squirrel cage dan wound rotor dapat dilihat pada tabel dibawah ini. Tabel 2.3 Perbandingan antara motor induksi tipe squirrel cage dan wound rotor Variabel Pembanding Tipe Squirrel Cage Tipe Wound Rotor Konstruksi Sederhana Agak komplek Arus Awal Besar ( %) Small ( %) Torsi Awal % % Efisiensi Torsi Rendah Tinggi Efisiensi Faktor Daya Slip Hampir sama dengan tipe wound rotor Hampir sama dengan tipe wound rotor Hampir sama dengan tipe wound rotor Hampir sama dengan tipe squirrel cage Hampir sama dengan tipe squirrel cage Hampir sama dengan tipe squirrel cage Pemeliharaan Rendah Agak tinggi Metode Start Line-start atau reduced voltage start Secondary resistance start TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 45

46 2. Synchronous Motor Synchronous Motor mempunyai kutub magnetik pada motornya. Metode untuk menggunakannya sama dengan motor induksi tipe squirrel cage. Fitur yang ada pada synchronous motor yang tidak ada pada motor induksi tipe squirrel cage adalah faktor tenaga yang dapat mudah menyesuaiankan dan motor dapat dioperasikan pada kecepatan yang tetap meskipun beban torsi (load torque) berubah. Dikarenakan synchronous motor dapat menghasilkan daya yang maksimal, sehingga arus yang hilang dapat dikompensasikan sehingga harga daya dan kapasitas kawat dapat dikurangi. Synchronous Motor biasanya digunakan pada mesin drive yang dioperasikan pada kecepatan yang tetap atau terus-menerus untuk periode yang panjang, dan digunakan untuk kapasitas sebesar 100 kw atau lebih dengan 16 kutub. Tabel 2.4 Perbandingan antara synchrounous motor dan motor induksi Variabel Pembanding Synchrounous Motor Motor Induksi Arus Awal Hampir sama dengan motor induksi tipe squirrel cage: % Torsi Awal % % Efisiensi Torsi Rendah Tinggi Efisiensi Lebih besar dari motor induksi Faktor Daya 100 % Lagging Slip Tidak ada 1 4% Besar ( %) untuk tipe squirrel cage; Small ( %) untuk tipe wound rotor Sedikit lebih rendah dari synchronous motor Exciting Device Diperlukan Tidak diperlukan Harga Perlengkapan Harga Operasi Lebih tinggi dibanding motor induksi Lebih rendah dibanding motor induksi Pemeliharaan Agak tinggi Rendah Lebih kecil dibanding synchronous motor Lebih tinggi dibanding synchronous motor 3. Motor Pembalik (Commutator Motor) Motor pembalik adalah kombinasi dari motor dengan regulator voltase untuk mengatur kecepatan rotasi. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 46

47 a) Motor dipasang dengan sebuah rotor dan dikoneksikan dengan sumber daya. Pemasangan rotor serupa dengan motor DC. Winding disambung ke pembalik, winding utama membawa arus rotor dan winding yang lain yang terletak di bawah alur rotor menahan percikan dan meningkatkan pemulihan. b) Regulator voltase untuk mengatur kecepatan rotasi tersedia untuk shaft vertikal dan horisontal. Regulator untuk voltase kapasitas rendah adalah untuk shaft vertikal sedangkan voltase kapasitas tinggi adalah untuk tipe shaft horisontal. Regulator voltase terdiri dari kombinasi dari regulator induksi regulator tipe single dan transformer. Regulator voltase memiliki stator dan rotor winding dan pengaturan posisi yang saling terhubung antara stator dan rotor winding yang merubah keluaran voltase dan mengatur kecepatan rotasi. Stator winding disambung ke sumber daya dan rotor winding ke motor brush. Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor DC disebut stator dan kumparan jangkar disebut rotor. Jika terjadi putaran pada rotor medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran. Prinsip kerja dari arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positif dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan magnet. Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutub-kutub magnet permanen Daya Motor dan Kecepatan Rotasi Motor 1. Daya Motor Daya motor ditentukan dengan membuat kelonggaran daya shaft yang ditentukan dengan mempertimbangkan tipe dan kondisi operasi dari pompa. Kelebihan kelonggaran akan meningkatkan harga perlengkapan dan operasi. Daya motor merupakan fungsi dari arus voltase, faktor daya dan efisiensi seperti yang terdapat pada formula dibawah ini. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 47

48 P = E. I. Pf. η Dimana: P = Daya motor Pf = Faktor daya E = laju voltase η = efisiensi I = beban arus maksimal 2. Kecepatan Rotasi Motor Kecepatan rotasi motor dapat dilihat pada formula dibawah ini: N sy = 120 f / p Dimana: N sy = Kecepatan motor tipe synchronous f = Frekuensi p = jumlah pole pada motor Voltase Motor Voltase bergantung pada kapasitas pompa. Apabila pompa yang direncanakan merupakan kapasitas dengan debit besar, maka akan berpengaruh pada diameter kabel. Apabila tegangan tinggi, arus rendah maka dimensi kabel kecil. Pada umumnya laju voltase motor meningkat sebanding dengan meningkatnya laju keluaran daya. Voltase yang tersedia sebagai berikut: Voltase rendah : Kelas 200 V, Kelas 400 V Voltase tinggi : Kelas 3000 V, Kelas 6000 V (khusus untuk pompa kapasitas besar) Voltase tinggi jarang digunakan untuk pompa sedangkan untuk industri sering menggunakan voltase yang tinggi Metode Start Motor 1) Metode start untuk motor induksi tipe squirrel cage Motor induksi tipe squirrel cage mempunyai kelebihan antara lain mudah dalam pemasangan, konstruksinya kuat dan harganya murah. Motor induksi tipe squirrel cage memiliki arus awal sebesar % dari tingkat nilai dan faktor tenaga permulaan cukup TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 48

49 rendah antara 15 30%. Pada motor tipe ini, sumber daya yang kecil menyebabkan voltase itu dapat turun, yang menyebabkan kerugian pada perlengkapan lain yang berada pada sistem tersebut. Oleh karenanya, pada motor induksi tipe squirrel cage, arus awal harus dibatasi dengan mengurangi voltase awal. Kondisi yang perlu pada motor untuk mengakselerasi pompa adalah jika T m > T p. Dengan perkataan lain, torsi motor (T m ) harus lebih besar dari pada pompa gaya tahan torsi (T p ). ΔT A = T m - T p, dimana ΔT A adalah akselerasi torsi pompa. Jika akselerasi torsi pompa terlalu rendah, maka waktu start menjadi lebih lama. Apabila torsi motor dan pompa resisten membuat kurva yang saling melintas maka pompa tidak dapat lagi diakselerasi. Jika ΔT A tinggi maka arus awal menjadi besar. Oleh karenanya penting dipilih metode start yang sesuai untuk pompa untuk tujuan perawatan pompa. Berikut beberapa metode start yang sering digunakan dalam pompa drainase: a. Metode Direct On Line (DOL) Metode line-start merupakan metode starter yang paling sederhana yang mana motor distarter secara langsung untuk menghasilkan laju voltase pada motor tersebut. Metode ini dapat menghasilkan akselerasi torsi yang tinggi dan metode ini hanya digunakan pada motor yang relatif memiliki kapasitas rendah karena kapasitas sumber daya rendah menyebabkan voltase turun menjadi tinggi. Starter model ini sangat banyak dipakai saat ini, terutama untuk motor motor kecil. Komposisi komponennya terdiri dari satu contactor dan satu proteksi arus dengan TOR atau elektronik. Kelemahan starter model ini adalah kemungkinan timbulnya arus start yang sangat tinggi. biasanya bisa mencapai 6 sampai 7 kali. Pada saat starter ini di start, torsi saat start ini juga sangat tinggi dan biasanya lebih tinggi dari kebutuhan. Ini dapat terlihat adanya lonjakan/ gerakan yang keras saat motor di start. Tingginya torsi start ini juga akan memberikan tekanan TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 49

50 lebih pada coupling dan beban. Komponen penyusun starter ini harus mempunyai ampacity yang cukup besar. Perlu diperhitungkan juga arus saat start motor, demikian juga ukuran range overloadnya. b. Metode Start Star-delta ( -Δ) Starter ini mengurangi lonjakan arus dan torsi pada saat start. Tersusun atas 3 buah contactor yaitu Main Contactor, Star Contactor dan Delta Contactor, Timer untuk pengalihan dari Star ke Delta serta sebuah overload relay. Pada saat start, starter terhubung secara Star. Gulungan stator hanya menerima tegangan sekitar 0,578 (seper akar tiga) dari tegangan line. Jadi arus dan torsi yang dihasilkan akan lebih kecil dari pada DOL Starter. Setelah mendekati speed normal starter akan berpindah menjadi terkoneksi secara Delta. Starter ini akan bekerja dengan baik jika saat start motor tidak terbebani dengan berat. Pada metode start star-delta ( -Δ), stator winding dari motor adalah start secara eksternal tersambung selama dijalankan sehingga voltase pada setiap fase dari winding berkurang sebesar 1/ 3, dan delta terkoneksi setelah akselerasi. Melalui metode ini, arus awal dan torsi yang dipergunakan sebesar 1/3 dari metode line-start. Kelemahan metode ini antara lain sebagai berikut: Sumber daya tidak dikoneksikan untuk peralihan dari star to delta menyebabkan arus yang cepat dan besar dapat mengalir karena keluar dari fase dengan sumber daya ketika peralihan berakhir pada koneksi delta terjadi. Meskipun arus yang cepat ini terjadi untuk periode singkat, voltase turun menjadi lebih besar jika generator lebih rendah kapasitasnya dari motor yang digunakan. Pada perhitungan kapasitas generator, arus awal seharusnya sebesar 2/3. Jika kapasitas generator dipengaruhi oleh arus yang cepat, metode starter start-delta harus dihentikan, dengan TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 50

51 cara mengkoneksikan sebuah resisten ke motor sehingga motor tidak tersambung dari sumber daya ketika daya dibutuhkan untuk koneksi delta. Pada saat ini arus tibatiba/arus cepat tidak terlalu bermasalah jika sumber daya tersebut adalah sebuah transformer. Metode start star-delta digunakan untuk motor dengan voltase yang rendah dan menggunakan konektor yang murah. c. Soft Starter Softstarter sangat berbeda dengan starter lain. Alat ini mempergunakan thyristor sebagai komponen utamanya. Tegangan yang masuk ke motor akan diatur dimulai dengan sangat rendah sehingga arus dan torsi saat start juga rendah. Pada saat start ini tegangan yang masuk hanya cukup untuk menggerakkan beban dan akan menghilangkan kejutan pada beban. Secara perlahan tegangan dan torsi akan dinaikan sehingga motor akan mengalami percepatan kehingga tercapai kecepatan normal. Salah satu keuntungan mempergunakan alat ini adalah kemungkinan dilakukannya pengaturan torsi pada saat yang diperlukan, tidak terpengaruh ada atau tidaknya beban. d. Metode Inverter Metode Inverter (VFD) bekerja dengan prinsip tegangan AC dikonversi menjadi tegangan DC. Tegangan DC tersebut kemudian diubah kembali menjadi pulsed DC yang nilai RMSnya mensimulasikan tegangan AC. Frekuensi output dari tegangan AC biasanya bervarisai antara 0 sampai dengan line frequency sesuai masukan AC. Pada penggunaan tertentu frekuensi dapat bekerja diatas dari line frequency. Meskipun kinerja tinggi yang diatur AC drive mampu beroperasi dalam mode "torsi" yang tersedia, tegangan yang lebih umum per drive hertz yang dibahas di sini. VFD yang paling umum yang diproduksi pabrikan menggunakan modulasi pulse untuk menciptakan sine wive. Komponen konduksi digunakan dalam TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 51

52 drive adalah dioda, SCR, transistor dan IGBT. Inverter ini memiliki tiga bagian yang berbeda dan beberapa bagian-bagian yang berbeda yang menuju power sirkuit yang berbeda seperti yang ditunjukkan dalam diagram inventer block. Pada bagian pertama menggunakan dioda atau SCR penghantar gelombang penuh untuk mengubah tegangan ac ke dc. Penyaringan dc ini dilakukan dalam bagian kedua, menggunakan kapasitor untuk memasok penghantar inverter dengan sumber listrik dc yang stabil. Choke pada jaringan DC biasanya sebesar 10 horsepower dan driver yang besar. Pada bagian akhir menggunakan transistor atau IGBT bridge untuk menyalurakan pulse widht modulated (PWM) tegangan DC ke motor penggerak. Tingkat keefektifan tegangan rms yang dikirimkan ke motor tergantung pada frekuensi output yang ada pada inverter bridge. Inilah yang mengarah ke "volt per drive hertz". Bagian logika inverter atau kontrol dan setting yang diprogram pengguna menentukan output frekuensi inverter. Selama percepatan, frekuensi akan bervariasi sesuai dengan algoritma yang telah ditentukan seperti s-kurva, dari minimum atau 0 Hz sampai dengan kecepatan yang ditentukan. Drive juga dapat diprogram untuk melewatkan frekuensi tertentu yang dapat menyebabkan resonansi mekanik. 2) Metode start untuk motor induksi tipe wound rotor Metode start untuk motor induksi tipe wound rotor dijalankan dengan menyambungkan sebuah eksternal resisten ke rotor winding melewati slip ring untuk mengurangi resisten ketika kecepatan bertambah. Dikarenakan motor tersebut dijalankan dengan arus awal (torsi) hampir konstan, motor tipe ini memiliki faktor daya dan memiliki karakteristik awal yang lebih baik dibandingkan induksi motor tipe squirrel cage. Dengan perkataan lain, induksi motor tipe wound TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 52

53 rotor merupakan konstruksi yang lebih rumit dan mahal dibandingkan dengan induksi motor tipe squirrel cage. Motor induksi tipe wound rotor biasanya digunakan ketika: Torsi yang tinggi dibutuhkan untuk start dan induksi motor tipe squirrel cage tidak dapat di start karena beban selama start. Start membutuhkan waktu yang lama karena tingginya GD2 dari beban. Arus start terbatas karena sumber kapasitas daya yang rendah Frekuensi start tinggi Pertimbangan-pertimbangan yang diperlukan untuk memilih Metode Start Motor 1) Pemilihan daya untuk start motor Apabila daya yang digunakan menggunakan genset, maka pemilihan start motor perlu memperhatikan penjelasan fitur start motor diatas terutama pada karakteristik arus start yang bervariasi antara start motor yang satu dengan yang lain. Sedangkan untuk start motor PLN, tidak perlu mengikuti penjelasan fitur start motor diatas karena PLN memiliki balance current tidak seperti genset. Namun kelemahan PLN adalah apabila gardu terendam air akibat banjir, maka listrik akan mati sehingga pompa tidak dapat dihidupkan. 2) Efek turbulensi sumber daya listrik akibat arus permulaan. Ketika motor dinyalakan, akan terjadi efek turbulensi saat permulaan menghidupkan motor. Ketika memilih metode start motor, perlu dipertimbangkan kesiapan voltase dari sumber daya apakah sesuai kapasitas dan perlu ditinjau beban koneksi lain yang terhubung dengan sumber daya. 3) Beban yang diijinkan saat terjadi putaran mesin Dalam hal ini perlu untuk mencegah kelebihan tenaga dikarenakan penerapan beban yang tiba-tiba pada saat awal dinyalakan. Oleh karenanya, pemilihan metode start seharusnya dipilih dengan mempertimbangkan hubungan antara tenaga mesin yang diijinkan dan tenaga motor. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 53

54 4) Perlawanan tenaga akibat beban Pada beberapa motor, efisiensi tenaga secara signifikan turun ketika arus untuk menyalakan motor terbatas. Perawatan secara seksama seharusnya dilakukan terhadap perlawanan torsi pada mesin. 5) Beban inersia dan frekuensi start Ketika beban dengan inersia besar dimulai dan ketika starting dilakukan terus-menerus, menyebabkan panas pada bagian motor sehingga menyebabkan motor terbakar. Ketika beban mendapatkan inersia yang besar, pemilihan frekuensi start harus menjadi pertimbangan Pemilihan Kabel Dalam pemilihan kabel untuk suatu keperluan tertentu, diperlukan suatu pengetahuan khusus terhadap jenis ataupun type kabel serta spesifikasi teknisnya, agar pemilihan yang dilakukan benar-benar sesuai dengan persyaratan teknis yang dibutuhkan Berikut ini adalah beberapa tipe kabel dari berbagai jenis kabel daya dan pemakaiannya: 1) Kabel Tegangan Menengah Tipe : NYFGbY 3,5/6 KV Bahan : (PVC insulated, Galvanized Flat Steel Wire and Tape Armoured, PVC Sheated) Ukuran : 3 x mm2 Pemakaian : Untuk pemakaian pada ruangan tertutup, pada saluran dalam tanah, untuk stasiun pembangkit, ndustri, stasiun pembagi daya Tipe : N2XSEFGbY 8,7/15 KV dan 12/20 KV Bahan : (Circular Compacted Copper or Alumunium Conductor XLPE insulated, Copper Tape Screened, Flat Steel Wire and Tape Armoured, PVC Sheated Cable) Ukuran : 3 x mm2 TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 54

55 Pemakaian : Untuk pemakaian dalam ruangan, dalam saluran kabel ataupun tempat terbuka dan jaringan bawah tanah bisa ditimbun langsung tanpa saluran untuk industri dan stasiun pembagi daya 2) Kabel Tegangan Rendah Tipe : NYFGbY 0,6/1 KV Bahan : (PVC insulated, Galvanized Flat Steel Wire and Tape Armoured, PVC Sheated) Ukuran : 2, 3, 4, 5 x 1,5 300 mm2 Pemakaian : Untuk pemakaian pada ruangan tertutup, pada saluran dalam tanah, untuk stasiun pembangkit, industri, stasiun pembagi daya dengan tegangan yang lebih rendah Tipe : NYY 0,6/1 KV Bahan : (PVC insulated and sheated) Ukuran : 1, 2, 3, 4 x 1,5 300 mm2 Pemakaian : Untuk kabel daya dalam ruangan, dalam saluran kabel maupun tempat terbuka dan jaringan bawah tanah. Kabel ini memerlukan perlindungan tambahan untuk menghindari kerusakan karena pengaruh mekanis Tipe : Alumunium Twisted Cable 1 KV Ukuran : 2, 3 x mm2 + 1 x mm2 Pemakaian : Untuk kabel hubungan dari tiang distribusi kawat hantaran udara ke bangunan 3) Kabel Instalasi Tipe : NYM 500 Volt Bahan : (Cooper Conductor,PVC Insulation,PVC inner & outer sheath) Ukuran : 1,2,3,4,5 x 1,5 35 mm2 TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 55

56 Pemakaian : Untuk instalasi dimana adanya kemungkinan pengaruh mekanis, dapat digunakan pada tempat yang kering maupun tempat yang lembab. Tipe : NYMHY 500 Volt Bahan : (Heavy Thermoplastic Cords) Ukuran : 2,3,4,5 x 0,75 2,5 mm2 Pemakaian : Didalam ruangan untuk hubungan peralatan bergerak Tipe : NYMT 500 Volt Bahan : (Self Supporting PVC Aerial Cables w/black Outer Sheath) Ukuran : 2,3,4,5 x 1,5 35 mm2 Pemakaian : Penerangan jalan, instalasi bangunan dan penerangan pada tempat-tempat terbuka Tipe : NYA 1000 Volt Bahan : (Thermo plastic Building Wire) Ukuran : mm2 Pemakaian : Untuk instalasi dalam ruangan yang kering, instalasi Bangunan. Tidak diperkenankan untuk ditempatkan pada tempat yang lembab/basah ataupun ditempat terbuka. Tipe : NYAF 1000 Volt Bahan : (Thermo plastic Building Wire) Ukuran : 0,5 400 mm2 Pemakaian : Untuk instalasi dalam ruangan yang kering dan untuk Pemakaian yang membutuhkan kabel flexible. Kabel ini tidak sesuai untuk tempat terbuka/lembab dan basah. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 56

57 Konversi Unit Dalam perencanaan sistem pompa, perencana harus selalu memperhatikan satuan perhitungan dan dimensi yang digunakan yang biasanya berbasiskan Sistem Internasional (Le Système International d Unités - SI). Perencana sistem pompa biasanya menggunakan satuan SI, dapat juga dimungkinkan menggunakan satuan-satuan lain sesuai dengan pabrikan namun pada praktiknya, suatu persamaan ditambah dengan faktor konversi dapat digunakan di dalam perencanaan sistem pompa karena tidak semua pabrikan menggunakan satuan unit standar seperti satuan SI. Banyak pompa yang diproduksi oleh pabrik terutama yang berasal dari Amerika Serikat dan Eropa (Inggris) menggunakan spesifikasi teknis yang disampaikan dalam Satuan Inggris atau English Units yang berbeda nilainya dengan satuan SI Standar Proteksi /Index Protection (IP) Indeks Proteksi atau sering disebut IP adalah satuan dari kemampuan untuk melindungi peralatan (mekanik dan elektrik) dari pengaruh benda asing. Benda asing itu bisa berupa unsur-unsur solid maupun benda cair. Indeks Proteksi harus diperhatikan dan dicantumkam dalam spesifikasi komponen mesin, ketika ingin membeli atau menggantinya. Karena hal ini sangat berpengaruh terhadap lifetime peralatan yang kita pakai untuk menjadi optimal. Indeks Proteksi biasanya dicantumkan dalam setiap komponen mesin, seperti: motor induksi, motor stepper, load cell, motor dc, stop kontak, dll. Perlu kita ketahui indeks proteksi minimum adalah IP.00 dan maksimal IP.68. Dalam penulisannya IP terdapat 2 digit angka: 1. Digit pertama : Perlindungan dari unsur-unsur yang solid. 2. Digit kedua: Perlindungan dari benda cair. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 57

58 Tabel 2.5 Indeks Proteksi Sebagai contoh dalam motor induksi tertera IP.55, artinya: motor tersebut mampu bekerja dengan baik walaupun dalam kondisi berdebu dan kehujanan atau kena cipratan air. Dibawah ini juga dilampirkan Tabel IK (Impact Energy). TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 58

59 Tabel 2.6 IK (Impact Energy) 2.3. PERENCANAAN POMPA DRAINASE Umum Dalam perencanaan kapasitas pompa drainase, perlu diperhatikan beberapa hal, diantaranya: Apabila pompa rencananya akan dibangun di ujung saluran, maka kapasitas pompanya dicari kapasitas yang maksimal; Apabila pompa akan dikombinasikan dengan kolam retensi yang besar maka perlu dilakukan routing; Apabila pompa akan dikombinasikan dengan kolam retensi yang kecil, maka routing tidak diperlukan. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 59

60 Ketentuan-Ketentuan lainnya yang harus dipenuhi adalah sebagai berikut: 1. Rencana penyusunan sistem pompa harus memperhatikan faktor sosial, ekonomi dan lingkungan; 2. Kelayakan dalam pembangunan sistem pompa harus mencakup kelayakan teknis, kelayakan sosial ekonomi dan kelayakan lingkungan; 3. Rencana pembangunan sistem pompa harus sesuai dengan RUTRK; 4. Ketersediaan lahan; 5. Perencanaan sistem pompa dilaksanakan berdasarkan prioritas yang telah ditentukan dalam rencana induk sistem drainase perkotaan yang bersinergis dengan rencana pengelolaan sumber daya air; 6. Perencanaan pembangunan sistem pompa harus melibatkan dan diterima masyarakat Penentuan Lokasi Stasiun Pompa Penentuan lokasi stasiun pompa perlu mempertimbangkan hal-hal sebagai berikut: 1. Pompa drainase harus ditempatkan pada titik terendah dalam suatu wilayah drainase. Kondisi tanah pada lokasi ini biasanya jelek. Peletakan pondasi pada ketinggian yang berbeda tidak dianjurkan, karena daya dukung tanah dapat berbeda pada setiap ketinggian; 2. Ketinggian air tanah akan berubah setelah stasiun pompa beroperasi. Perlu dilakukan upaya-upaya mencegah terjadinya aliran air tanah yang berlebihan dibawah stasiun pompa; 3. Stasiun pompa harus mudah dicapai. Harus dimungkinkan untuk mengangkut bahan bakar melalui jalan darat atau jalan air, atau menyediakan sambungan listrik secara mudah dengan jaringan listrik yang ada; 4. Stasiun pompa tidak boleh ditempatkan pada atau di dekat tanggul yang mempunyai lapisan-lapisan dengan permeabilitas tinggi, misalnya pasir, atau membangun stasiun pompa diatas tanggul yang sudah tua; 5. Tanggul baru dan lahan yang baru didrainase biasanya mengalami tingkat penurunan yang berbeda-beda, yang sulit untuk diperkirakan TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 60

61 secara tepat. Jalur pipa atau bangunan beton yang ditempatkan atau melalui daerah ini harus fleksibel; 6. Sampah-sampah yang terkumpul harus dapat diambil dari saringan sampah secara mudah; harus ada tempat penimbunan sampah sebelum dibuang ke tempat pembuangan yang sudah ditentukan Ketentuan-ketentuan Umum untuk Perencanaan Stasiun Pompa Agar stasiun pompa dapat beroperasi dengan kinerja yang diharapkan, diperlukan ketentuan-ketentuan umum untuk perencanaan sebagai berikut: NPSH yang tersedia di stasiun pompa harus lebih baik dari pada yang disyaratkan oleh produsen pompa atau lebih besar dari nilai yang diperoleh dari gambar Hal ini untuk menghindari efek kavitasi. Kecepatan menuju bukaan hisap pompa harus konstan atau dipercepat, tetapi tidak boleh diperlambat. Hal ini akan menjamin distribusi kecepatan yang merata di dalam impeller. Kehilangan hidrolik di bagian hisap dari sistem pemompaan harus sekecil mungkin. Ini berarti pipa hisap harus pendek, tanpa sudut-sudut tajam atau belokan-belokan. Pipa hisap dengan belokan tidak sebidang harus dihindari. Hal ini akan menimbulkan aliran berotasi yang kuat di bukaan hisap pompa. Mulut pipa hisap harus berada cukup dalam di bawah permukaan air di reservoir hisap untuk mencegah terjadinya pusaran yang membawa udara masuk ke pipa. Pompa harus beroperasi pada atau dekat di sekitar efisiensi terbaiknya Tahapan Perencanaan Tahapan perencanaan (design phase) meliputi: 1) Survei Lapangan dan Pengumpulan Data Data yang dikumpulkan sebagaimana data yang biasa dikumpulkan dalam perencanaan drainase, antara lain: data spasial, datum yang digunakan, batas (interception drainage channel), data hidrologi, data hidrolika, data sistem drainase yang ada, dimensi berbagai utilitas yang TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 61

62 ada di lokasi, letak dan kepemilikan lahan, lokasi outfall (badan air untuk pembuangan air limpasan dari sistem pompa), potongan memanjang, kemiringan dan karakteristik kekasaran, luas wilayah pelayanan dan karakteristik limpasan, dimensi saluran pengumpul, layout dan profil, elevasi wilayah pelayanan, data non teknik. 2) Perencanaan Lokasi (site planning) Pada tahapan ini perlu dilakukan evaluasi terhadap berbagai alternatif kemungkinan lokasi peletakan sistem pompa, ketetapan lokasi, ketersediaan lahan baik luasan peruntukan unit kolam detensi maupun rumah pompa. Pada tahapan ini termasuk juga status lahan, dan bilamana pembebasan lahan bila diperlukan. a) Wilayah Pelayanan Sistem Pompa Pertimbangan utama dalam perencanaan sistem pompa adalah daerah pelayanan (catchment area). Perhitungan kebutuhan kapasitas pompa dan kebutuhan biaya investasi pembangunan sistem pompa meningkat seiring dengan semakin luasnya wilayah pelayanan. Oleh karena itu, perencana harus berusaha untuk meminimalkan daerah yang akan dikeringkan oleh sistem pompa yang direncanakan. Cara utama untuk meminimalkan wilayah pelayanan sistem pompa adalah: Berusaha mengoptimalkan jaringan saluran drainase dalam wilayah polder yang masih dapat mengalirkan secara gravitasi langsung ke badan air penerima. Membangun tanggul mengelilingi sistem polder sehingga aliran yang masuk ke sistem pompa hanya merupakan aliran yang berasal dari wilayah polder, tidak berasal dari daerah diluar sistem. Sehingga keamanan sistem polder yang dibangun akan optimal sejalan dengan kapasitas pompa yang didisain. Mengoptimalkan usaha-usaha pengelolaan hujan terintegrasi dengan upaya konservasi, sehingga debit air hujan yang menuju ke sistem pompa hanyalah limpasan yang sudah tidak terkelola (upaya infiltrasi maupun pemanfaatan kembali). Ini akan mengurangi kebutuhan kapasitas pompa yang pada akhirnya TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 62

63 mengurangi biaya investasi dan operasi pemeliharaan yang harus dikeluarkan. b) Proximity (faktor kedekatan) Dalam penetapan lokasi sistem pompa biasanya dipilih lokasi dengan kontur yang terendah dalam wilayah sistem polder. Umumnya, wilayah dengan kontur terendah memiliki beberapa permasalahan yang perlu diperhatikan oleh perencana, antara lain sebagai berikut: Stasiun pompa biasanya akan rentan kerusakan akibat banjir; Bila perangkat keamanan tidak didesain baik dan memadai, akan beresiko terhadap personil, operasi dan pemeliharaan; Akses jalan ke stasiun pompa akan relatif sulit; Bila berdekatan dengan permukiman, akan menyebabkan gangguan kebisingan dan lalu lintas; Daya dukung lahan (tanah) pada banyak lokasi sangat rendah sehingga membutuhkan biaya tinggi pada konstruksi pondasi. Pada beberapa kasus, berada pada daerah dengan jenis tanah yang berasal dari endapan/alluvial baru (tanah lunak) sehingga membutuhkan perbaikan struktur tanah untuk mendukung konstruksi sipil bangunan rumah pompa dan bangunanbangunan pendukung lainnya; Perlu pertimbangan jarak dari seluruh wilayah pelayanan ke stasiun pompa bila pertimbangan kontur lokasi menjadi perhatian. c) Akses ke Lokasi Dalam pengelolaan sistem pompa, perlu dilakukan inspeksi dan perawatan secara rutin, sehingga perlu diperhatikan pertimbangan akses ke lokasi dalam perencanaan. Kemudahan akses, dan kapasitas serta kemampuan jalan menuju ke lokasi stasiun pompa oleh kendaraan pengangkut peralatan perlu menjadi perhatian dalam penyiapan disain. Beberapa komponen akses yang perlu didisain antara lain: TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 63

64 Jalan akses ke stasiun pompa (termasuk geometrik dan kemampuan jalan sebagaimana diatur dalam peraturan jalan); Area parkir dan putar balik untuk kendaraan operasi dan pemeliharaan; Area untuk station loading; Area untuk pengangkutan alat berat dan; Kelengkapan alat peringatan lalu lintas. d) Sumber Daya Listrik PLN Perencana harus juga mempertimbangkan bagaimana suplai sumber daya listrik menuju stasiun pompa. Perencana agar melakukan koordinasi dan konsultansi dengan pihak PLN jika menggunakan daya listrik PLN tentang informasi kapasitas listrik, kualitas dan keseimbangan tegangan listrik yang ada dikawasan perencanaan, termasuk bagaimana menjangkau sumber daya. Hal ini akan sangat terkait dengan pertimbangan pemilihan lokasi sumber daya. Bilamana ditemui informasi seringnya terjadi pemadaman listrik pada musim hujan/banjir maka perlu direncanakan pengadaaan back up daya dari genset (hubungan dengan pemilihan start motor). Pada beberapa kasus, sumber daya genset merupakan sumber daya utama untuk kapasitas pompa besar, sedangkan pada pompapompa kapasitas kecil yang dioperasikan setiap hari (harian) dan atau sump pump atau sludge pump mengandalkan pada daya listrik PLN. Dalam penerapannya kualitas sumber tegangan dari PLN sebesar kurang lebih 5%. e) Kolam Detensi Ketersediaan lahan untuk kolam detensi menjadi pertimbangan terkait pemilihan lokasi. Semakin luas lahan yang tersedia kemungkinan kapasitas pompa yang dibutuhkan akan semakin kecil. Akan tetapi juga terkait dengan investasi pembangunan bila status lahan dimiliki oleh masyarakat/swasta. f) Saluran pembuangan air g) Bangunan rumah pompa h) Saluran limpas TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 64

65 i) Kualitas dan Dampak Lingkungan Dalam tahapan perencanaan, berdasarkan ketentuan peraturan perlu disusun dokumen UKL/UPL yang dalam penyusunannya mempertimbangkan dampak penting dari kegiatan-kegiatan dalam pengembangan sistem pompa terhadap lingkungan. Pada beberapa kasus dapat pula pembangunan sistem pompa dilakukan bersamaan dengan pembangunan sistem polder dan prasarana sarana drainase lainnya sehingga perlu penyusunan dokumen AMDAL. Setiap komitmen yang dimuat dalam UKL/UPL maupun RKL/RPL dalam AMDAL harus dimuat dalam dokumen perencanaan. Biasanya isuisu utama terkait antara lain: kualitas udara, kebisingan dan kualitas air. j) Aspek Keselamatan (Safety) Aspek keselamatan harus menjadi pertimbangan utama untuk semua desain stasiun pompa. Aspek keselamatan mencakup pertimbangan keselamatan bagi: personil konstruksi; inspeksi dan pemeliharaan peralatan; pengendara lalu lintas dan; masyarakat umum. Mendesain akses jalan merupakan aspek keamanan utama untuk personil inspeksi dan pemeliharaan. Pertimbangan lainnya harus memenuhi persyaratan OSHA. Sarana utama untuk memastikan keselamatan publik meliputi: meminimalkan bahaya lalu lintas dengan lokasi stasiun pompa; memasang tanda-tanda peringatan bahaya; memenuhi persyaratan zona yang jelas untuk jalan raya atau menyediakan perlindungan yang tepat; melengkapi sarana keselamatan kerja di lokasi. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 65

66 ( Sumber : Dari Survey Lapangan Semarang Pumping Station) Gambar 2.20 Contoh Tanda-tanda Peringatan dan Kelengkapan K3 pada Sistem Pompa 3) Identifikasi Kriteria Desain Tahapan yang perlu dilakukan antara lain: Frekuensi penggunaan pompa; Peak outflow (jika dibutuhkan); Pemilihan tipe stasiun pompa (wet-pit station atau dry-pit station, outdoor type dan pump gate type); Jumlah minimun kebutuhan volume tampungan; Maksimum ketinggian air yang dapat dilayani dan; Debit yang dipompa. 4) Analisis Hidrologi Tahapan analisis hidrologi ini menentukan antara lain: Catchment area; Karakteristik dan besaran limpasan; Intensitas hujan Hidrograf desain limpasan; TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 66

67 Kumulatif debit yang masuk. 5) Perhitungan Kebutuhan Kolam Detensi Perhitungan kebutuhan kolam detensi dituangkan dalam Petunjuk tentang Pengelolaan Sistem Drainase Perkotaan I D: Tata Cara Perencanaan Kolam Detensi, Kolam Retensi Dan Sistem Polder 6) Uji Konfigurasi Pompa Proses desain pompa dilakukan secara berulang-ulang. Proses ini membutuhkan perencana untuk menetapkan tipe dari percobaan yang akan dilakukan, ukuran dan jumlah pompa. Tahap berikutnya adalah mengevaluasi kinerja dari konfigurasi percobaan tersebut. Jika konfigurasi memberikan hasil yang lebih kecil/ besar dari yang diharapkan, maka perencana harus mengulang kembali seperti proses awal untuk mendapatkan konfigurasi yang baik untuk pompa. Konfigurasi percobaan pompa dapat dipakai dalam kriteria desain. Tabel berikut ini menunjukkan urutan yang diperlukan dari proses desain tergantung pada pendekatan yang dipilih atau diperlukan. Tabel 2.7 Urutan yang diperlukan dari proses desain tergantung pada pendekatan yang dipilih atau diperlukan Jika pendekatan perencanaan Maka: adalah untuk : Menangani debit puncak Konfigurasi percobaan pompa dapat dilakukan setelah pengembangan volume inflow kumulatif (kebanyakan mass inflow curve) dan sebelum mengevaluasi penampungan. Optimalisasi kapasitas kolam Konfigurasi percobaan pompa harus mengikuti detensi/ pompa banjir perkembangan hidrograf dan hasil evaluasi sistem penampungan. Serangkaian iterasi (perulangan) dari ukuran penampungan dan konfigurasi pompa akan diperlukan untuk menetapkan kombinasi yang mencapai keseimbangan antara ukuran pompa, ukuran penampungan unit, dan biaya konstruksi Menyesuaikan volume kolam Konfigurasi percobaan pompa harus mengikuti detensi perkembangan volume aliran kumulatif dan sidang evaluasi sistem penampungan. 7) Uji Sistem Evaluasi TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 67

68 Sistem percobaan tahap evaluasi mencakup berbagai prosedur untuk memastikan percobaan pompa konfigurasi dan sistem penampungan mencapai tujuan: Peak outflow harus sama atau lebih rendah dari puncak target; Level air tertinggi tidak boleh melebihi tinggi air maksimum dari desain; konfigurasi pompa tidak boleh berlebihan dan; pompa yang dipilih harus sesuai dengan spesifikasi pabrik, seperti waktu putaran dan Net Positive Suction Head (NPSH). Prosedur-prosedur yang perlu dilalui dalam uji sistem evaluasi: pengembangan hidrograf inflow, pengembangan kurva hidrograf inflow dari volume limpasan, menentukan ukuran penampungan unit untuk percobaan, Menentukan Low Water Level (LWL) dan High Water Level (HWL) yang akan dipompa pemilihan dimensi bak basah awal, pengembangan pentahapan terhadap bak penampung, pembuatan bak penampung yang dapat digunakan, pembuatan percobaan pump switching/ sequencing (cut-on, memotong ketinggian), Massa kurva routing, pengecekan kecukupan dalam routing, penentuan TDH, pengembangan kurva TDH sistem, menetapkan range dari operasi, menetapkan kebutuhan daya yang dibutuhkan, pemilihan pompa dan pipa dari kurva performa manufaktur dan data katalog, melakukan pemeriksaan siklus waktu dan, optimasi desain (keseimbangan antara penampungan dengan jenis serta kapasitas pepompaan), jika diinginkan. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 68

69 8) Penyusunan dan Pengembangan Disain, Spesifikasi dan Rencana Anggaran Biaya Terdiri dari kegiatan penyusunan: a. Layout lokasi dan detil perencanaan Layout spesifik lokasi dan detil perencanaan harus mencakup seperti antara lain: Tata letak lokasi (site layout); Sistem pengumpulan rencana dan profil; Unit penampung rencana; Kolam rencana; Rumah pompa rencana; Debit dalam pipa dan rencana pembuangan dan profil; Elektrikal dan mekanik rencana. b. Spesifikasi, ketentuan-ketentuan khusus dan syarat umum Perencana sebaiknya menggunakan spesifikasi standar yang sangat praktis. Namun, pada beberapa kasus stasiun pompa biasanya akan membutuhkan spesifikasi khusus, ketentuan khusus, dan syarat umum untuk memasukkan barang-barang seperti: Spesifikasi kinerja pompa dan peralatannya; Pemasangan dan pengujian pengadaan peralatannya dan; Persyaratan khusus konstruksi. Selain itu, pelatihan diperlukan calon operator sehingga calon operator tersebut dapat dengan mudah dalam pelaksanaan operasi dan pemeliharaan sistem pompa. c. Review Design Pengelola drainase perkotaan perlu melakukan review/ evaluasi secara internal terhadap dokumen perencanaan untuk memastikan: kecukupan asumsi dan kriteria; akurasi perhitungan dan rinciannya; kesesuaian dengan kriteria desain, kebijakan dan peraturan, dan; TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 69

70 Kesesuaian dengan komitmen yang dibuat dalam dokumen lingkungan (termasuk Analisis Dampak Lingkungan atau UKL/UPL) Perhitungan/Analisis Yang diperlukan Di dalam merencanakan sistem pompa drainase diperlukan perhitungan/ analisis yang meliputi: 1. Perhitungan debit dan kualitas air yang diperoleh dari data perhitungan hidrologi seperti antara lain: a. Total debit air yang akan dipompa b. Debit setiap pompa yang akan dipasang c. Pengaturan ketinggian air pada kolam retensi/ detensi (mass curve routing ) seperti: HWL (High Water Level), LWL (Low Water Level), elevasi saluran pembuangan pompa, elevasi saluran limpas/ pintu limpas, elevasi pasang surut saluran penerima air, asumsi penurunan tanah disekitar rumah pompa setiap tahun (cm), jenis air yang akan dipompa (air limbah, air asin, lumpur dll), 2. Perhitungan head pompa (Head total = head geodetic head loss); 3. Perhitungan head pompa yang diijinkan untuk dioperasikan; 4. Penentuan tipe/ jenis pompa sesuai debit dan head pompa; 5. Penentuan kecepatan spesifik pompa ( Ns ) dan bentuk impeler; 6. Perhitungan putaran pompa ( n ) ; dari rumus Ns = n x Q½ / H¾ (rpm) Dimana: a. Ns = kecepatan spesifik, N = putaran pompa (rpm), Q = debit pompa (m³/det), H = head total pompa (m) b. Pompa yang menggunakan reducing gear, perhitungan n disesuaikan degan rasio gear yang digunakan, dan untuk pompa yang menggunakan penggerak motor listrik (induksi) rotor sangkar tanpa reducing gear, dapat dihitung jumlah pasang kutup motor listrik dengan rumus ; n = 120 f / p, Dimana : n = putaran pompa/motor listrik f = frequensi listrik ( 50 hz ) TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 70

71 p = jumlah pasang kutup; 7. Perhitungan NPSH (Net Positif Section Head ), yang mana NPSH yang tersedia > NPSH yang diperlukan; 8. Perhitungan section head pompa; 9. Penentuan daya pompa a. Perhitungan daya air Pa = x x Q x H kw b. Perhitungan daya poros Pp = Pa / pompa kw Catatan: = masa jenis air kg / m³, Q = debit pompa m³/menit, H = head total m = effisiensi ± 75 %, Perhitungan daya poros dengan mempertimbangkan head maksimum dan tingkat keamanan ± 20 %; 10. Menentukan dimensi pipa isap dan pipa buang/ column pipe dan pipa pembuangan (diameter, panjang dan tebal) untuk pompa submersibel tipe aksial atau tipe aliran campuran. Catatan: Data didapat dari pabrik atau perhitungan diameter hisap (dari perhitungan tadah isap dan tadah keluar, dari pabrik atau referensi pompa); 11. Perencanaan bangunan sipil rumah pompa drainase sesuai tipe/ jenis : a. Perhitungan tadah isap dan tadah keluar b. Menentukan posisi pompa, pipa isap dan pipa buang dan guide ribe c. Menentukan slope (kemiringan saluran masuk ruang pompa) d. Menentukan elevasi dasar rumah pompa dll; 12. Penentuan penggunaan katup (bypass valve, flap valve, sluice valve, food klep); 13. Penentuan penggunaan reducing gear (rasio putaran, torsi dan dimensi) atau direct (shaft pompa dan shaft penggerak dihubungkan langsung); 14. Penentuan jenis material : a. Pompa, diantaranya: impeller, shaft, casing (rumah pompa), wearing ring, bearing housing, liner b. Pipa hisap, pipa buang, column pipe c. Katup, diantaranya: bypass valve, flap valve, sluice valve, food klep TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 71

72 d. Reducing gear; 15. Penentuan daya penggerak pompa dengan memilih penggerak mekanik atau elektrik : a. Penggerak pompa mekanik: motor bakar, turbin dll b. Penggerak elektrik: motor asinkron, motor sinkron dll Jika menggunakan penggerak elektrik : - Tentukan supply daya listrik: Genset atau PLN ; - Pilih genset disesuaikan dengan kebutuhan operasional pompa: harian, temporer (pada saat kondisi banjir), sehingga tipe genset dipilih sesuai kondisi tersebut (continous type, prime type atau stadbay type) - Pemilihan supply dari PLN agar dipertimbangkan: kualitas, ketersediaan daya, dan keseimbangan tegangan Catatan: Untuk pompa drainase dengan operasional yang terus menerus akan lebih effisien jika menggunakan supply daya dari PLN dengan dipertimbangkan sesuai kondisi diatas; c. Penggunaan motor induksi agar dipilih sistem start motor listrik: DOL, Y/D, soft starter atau inverter: untuk sistem start : DOL : 4 6 kali arus nominal motor Y/D : 3 4 kali arus nominal Soft starter : 2 3 kali arus nominal Inverter : kali arus nominal Catatan: Untuk menentukan daya penggerak pompa menggunakan motor listrik agar diperhitungkan ketentuan tersebut diatas; 16. Menentukan berat dan dimensi masing-masing peralatan: a. Pompa drainase b. Pipa hisap (column pipe), pipa buang, valve dll c. Penggerak pompa drainase ; motor bakar, turbin, motor listrik dll d. Panel-panel elektrik dll Catatan: data didapat dari pabrik atau brosur; 17. Menentukan tipe/ jenis alat angkat (crane) TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 72

73 a. Kapasitas b. Tinggi angkat (lifting high) dan panjang layanan (travesing), span (lebar bentangan) c. Kecepatan angkat dan kecepatan layanan (travesing) d. Sistem manual atau elektrik e. Girder span dll Catatan: data didapat dari pabrik atau brousur 18. Perhitungan supply daya listrik a. Sistem tegangan (TM atau TR), 1 phase, 3 phase dan frekuensi yang digunakan b. Kapasitas penggerak pompa Catatan ; TM = tegangan menengah > 1 kv, TR = tegangan rendah 220 V s.d 1000 V 19. Membuat single line diagram elektrik; 20. Menentukan kabel power dan busbar a. Perhitungan kapasitas dengan rumus ; I = kva / volt x 1.73, I = Arus ( A) b. Pehitungan dimensi dan panjang (data dari daftar kabel pabrikan) c. Jenis / tipe Catatan: data dari brosur; 21. Menentukan circuit breaker (CB) ; a. Perhitungan kapasitas b. Jenis / tipe c. Tegangan d. Short circuit withstand current dll Catatan: Data didapat dari pabrik atau brosur; 22. Menentukan jenis / tipe panel panel a. Panel switch gear dan COS (tipe, dimensi, busbar, circuit breaker, meter dll) TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 73

74 b. Panel start pompa (tipe, dimensi, busbar, meter, sistem start, proteksi dll) c. Panel kontrol pompa (tipe, dimensi,meter,plc, relai dll) d. Panel distribusi / MDP (tipe, dimensi, busbar, MCCB, meter dll) e. Lokal panel ( penerangan, crane, peralatan bantu, charger dan tipe genset untuk keperluan darurat), dimensi, COS/ Change Over Switch f. Panel ( tipe, dimensi, arrester, transduser, dll ) Data: Didapat dari pabrik atau brousur 23. Menentukan sistem proteksi: genset, pompa dan panel switch gear a. Proteksi genset: temperatur pendingin, tekanan minyak pelumas, over speed, over voltage, under frequensi, over current dll b. Proteksi pompa: embun, seal lekage, high temperature winding motor, over current, unbalance current, low resistance isolasion, low voltage, ground fault dll c. Proteksi switch gear, over current, ground fault dll 24. Menentukan sistem operasional pompa ; a. Operasional manual / local b. Operasional jarak jauh (remote) c. Operasional otomatis ( lewat water level control ) 25. Menentukan peralatan instrument: WLC (water level control tipe ultrasonic, probe, stick), CCTV dll 26. Menentukan sistem pentanahan peralatan (grounding) ; rod, plate, wire mesh dll, Harga tahanan grounding maksimum = 2 omh 27. Menentukan system penangkal petir (lightning protection), tipe ; electro static, lightning rod dll 28. Menentukan rak kabel, cable tray, saluran kabel (cable conduit) 29. Menentukan peralatan bantu ; a. Saringan sampah (bar screen) ; dimensi, material, mesh dll b. Pembersih sampah (manual, elektrik (rotary, traveling rake, fixed rake) c. Pompa penguras lumpur ( tipe, kapasitas, total head, putaran dll ) TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 74

75 d. Stop log (dimensi, material, lokasi dll) e. Piskal air (dimensi, ukuran, material, cat) f. Pintu limpas / saluran limpas (tipe, dimensi, material dll) g. Tangki bahan bakar dan istalasi pipa (dimensi, kapasitas, material, lokasi dll) h. Instalasi penerangan, kipas, AC dll ( jumlah titik, kapasitas, lumen ) i. Kebutuhan air domestik ( tangki air, instalasi pipa, pompa air dll ) 30. Membuat spesifikasi peralatan utama untuk mekanikal dan elektrikal a. Mekanikal: pompa drainase, pompa penguras, engine, reducing gear, crane dll b. Elektrikal: genset, panel switch gear, panel control, panel start pompa dll. Keterangan : No 1 = hidrologi, No 2 s.d 17 = mekanikal, No 18 s.d 29 = elektrikal Metode dan Prosedur Perhitungan/Analisis 1. Perhitungan/Analisis Debit Aliran Yang Akan Dipompa dan Debit Pompa Menggunakan tata cara dari desain standar untuk mendapatkan desain hidrograf banjir untuk pompa drainase dari sistem drainase utama. Dalam perencanaan, kapasitas pompa harus maksimal apabila pompa dipasang diujung saluran. Apabila kolam penampung mempunyai dimensi besar dan merupakan bagian dari sistem pemompaan, maka yang perlu diperhatikan selain desain debit puncak adalah volume limpasan dan bentuk hidrograf untuk durasi hujan. Prosedur routing harus digunakan dalam merencanakan sistem pompa. Prosedur routing memadukan tiga elemen (hidrograf inflow, ketinggian muka air di kolam penampung, dan debit pompa drainase) untuk menentukan kapasitas pompa yang dibutuhkan. Jika kolam penampung merupakan bagian dari sistem pemompaan tetapi kapasitas kolam penampung memiliki dimensi yang kecil maka prosedur routing tidak perlu dilakukan. a) Prosedur Menentukan Volume Inflow Kurva massa aliran limpasan air hujan merupakan volume inflow kumulatif terhadap waktu. Untuk menentukan kurva massa aliran, TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 75

76 perencana harus terlebih dahulu telah mengembangkan hidrograf inflow. Berikut ini penjelasan bagaimana mengembangkan kurva massa aliran (debit/ volume limpasan): Langkah 1. Evaluasi basis waktu dari hidrograf desain dan pilih interval waktu. Biasanya, perencana menggunakan interval waktu yang sama dengan yang digunakan untuk mengembangkan inflow hidrograf. Misalnya pada contoh pada tabel 2.8 menggunakan 5 (lima) menit. Langkah 2. Mengembangkan tabel waktu, interval waktu, laju aliran, debit inflow rata-rata, tambahan inflow volume dan volume saat masuk kumulatif seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2.8. Langkah 3. Pada setiap langkah waktu, mencatat tingkat debit masuk (inflow) dari hidrograf inflow dihitung. Melihat Kolom 3 pada Tabel 2.8. Langkah 4. Menghitung dan tabulasi tingkat inflow rata-rata setengah dari jumlah arus dan sebelumnya masuk harga untuk setiap langkah waktu. Lihat 4 Kolom pada Tabel 2.8. Contoh: menggunakan Tabel 2.8, debit masuk ratarata pada waktu = 5 menit adalah: (0 + 0,003)/2 = 0,0015 m 3 /s. Langkah 5. Menghitung dan tabulasi volume tambahan untuk setiap langkah waktu sebagai rata-rata tingkat inflow dikalikan dengan selisih waktu (dalam detik). Lihat Kolom 5 pada Tabel 2.8. Contoh: menggunakan Tabel 2.8, volume arus masuk tambahan pada waktu = 5 menit adalah: 0,0015 m 3 /s x 5 menit x 60 detik/ menit = 0,45 m 3. Langkah 6. Menghitung dan tabulasi volume kumulatif untuk setiap langkah waktu sebagai jumlah dari tambahan TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 76

77 Langkah 7. volume pada langkah waktu saat ini dan volume kumulatif dari sebelumnya waktu langkah. Lihat Kolom 6 pada Tabel 2.8. Contoh: menggunakan Tabel 2.8, volume aliran kumulatif pada waktu = 5 menit adalah: 0 + 0,45 = 0,45 m 3. Plot kurva volume kumulatif terhadap waktu. Hasilnya adalah kurva aliran massa. Contoh: Lihat kolom 5 yang didasarkan pada Tabel 2.8. Tabel 2.8 Pengembangan dari Inflow kumulatif Waktu Selisih Waktu Laju Debit Inflow Rata-rata Debit Inflow Tambahan Volume Inflow Jumlah Volume Kumulatif inflow (Menit) (menit) (m 3 /det) (m 3 /det) (m 3 ) (m 3 ) 0 0 0, ,003 0,0015 0,45 0, ,006 0,0045 1,35 1, ,009 0,0075 2,25 4, ,011 0,0100 3,00 7, ,014 0,0125 3,75 10, ,017 0,0155 4,65 15, ,02 0,0185 5,55 21, ,023 0,0215 6,45 27, ,025 0,0240 7,20 34, ,028 0,0265 7,95 42, ,031 0,0295 8,85 51, ,034 0,0325 9,75 61, ,071 0, ,75 76, ,127 0, ,70 106, ,326 0, ,95 174, ,538 0, ,60 304, ,609 0, ,05 476, ,481 0, ,50 639, ,34 0, ,15 762, ,184 0, ,60 841, ,142 0, ,90 890, ,113 0, ,25 928,65 TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 77

78 Waktu Selisih Waktu Laju Debit Inflow Rata-rata Debit Inflow Tambahan Volume Inflow Jumlah Volume Kumulatif inflow (Menit) (menit) (m 3 /det) (m 3 /det) (m 3 ) (m 3 ) ,099 0, ,80 960, ,093 0, ,80 989, ,076 0, , , ,071 0, , , ,065 0, , , ,059 0, , , ,057 0, , , ,054 0, , ,70 Sumber : Highway Stormwater Pump Station Design, Hydraulic Engineering Circular No. 24, February 2001 Sumber : Highway Stormwater Pump Station Design, Hydraulic Engineering Circular No. 24, February 2001 Gambar 2.21 Tipikal Kurva Massa Inflow b) Prosedur Routing Kurva Massa Evaluasi hidrolik utama dari konfigurasi pompa adalah penentuan arus keluar kumulatif menggunakan kurva desain massa inflow. Prosedur untuk melakukan hal ini disebut Routing mass curve. Tujuan dari routing kurva massa adalah untuk: TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 78

79 Menentukan volume penyimpanan/penampungan maksimum yang tersedia untuk pompa dan switching kemudian dibandingkan dengan penampungan yang disediakan. Menentukan jumlah siklus pompa yang akan beroperasi. Langkah-langkah untuk melakukan routing kurva massa: Langkah 1. Plot kurva massa arus masuk (inflow kumulatif terhadap waktu) pada kertas skala. Dan mengatur penyimpanan ke nol. Langkah 2. Identifikasi waktu dimana volume mencapai volume awal untuk pompa pertama (lihat point A gambar 2.24). Gambar garis pada slope yang merepresentasikan tingkat pompa untuk operasi satu pompa di waktu ini pada zero storage. (untuk contoh ini slope = 0,2 m. Garis ini memulai kurva outflownya. Langkah 3. Jika garis tingkat pompa memotong garis kurva massa, pompa berhenti. Hal ini diwakili dengan menggambar garis horizontal dari sudut persimpangan. Jika garis tingkat pompa tidak memotong garis kurva massa, melompat ke Langkah 5. Untuk contoh perhitungan ini, lompat ke langkah 5 karena volume dari mass inflow meningkat lebih cepat dari outflownya. Langkah 4. Lanjutkan garis horizontal sampai perbedaan volume antara kurva massa dan kurva arus keluar melebihi volume awal untuk pompa pertama lagi. Langkah 5. Jika perbedaan antara kurva massa dan kurva arus keluar mencapai volume awal untuk pompa berikutnya (pompa B), tarik garis yang mewakili tingkat debit untuk pompa tambahan (sebagai contoh: 0,4 m 3 /det). Langkah 6. Pada setiap titik, jika perbedaan volume yang turun menjadi salah satu volume pompa berhenti, garis tingkat berkurang untuk mencerminkan tingkat pompa lebih rendah (sebagi contoh point C) TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 79

80 Langkah 7. Jika garis outflow mencapai garis massa kurva (titik D), garis tingkat dikurangi menjadi nol (horisontal) dan Langkah-langkah 4 sampai 7 yang diulang sampai kurva massa telah berakhir. Langkah 8. Tetapkan volume maksimal dalam penyimpanan dengan menggambar garis yang menyinggung kurva aliran massa dan sejajar dengan tarif maksimum pemompaan selama routing kurva. Perbedaan vertikal antara titik singgung dan kurva arus keluar merupakan volume penyimpanan maksimum yang diperlukan. Pada contoh dalam gambar dibawah ini, volume penyimpanan maksimum adalah 223 m 3. Sumber : Highway Stormwater Pump Station Design, Hydraulic Engineering Circular No. 24, February 2001 Gambar 2.22 Contoh Metode Grafik Kurva Massa Inflow Langkah-langkah untuk mengecek routing kurva massa: Langkah 1. Buat catatan dari volume total penyimpanan yang disediakan, Vt, dan volume dibutuhkan dalam penyimpanan maksimum, V (req), dari prosedur routing. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 80

81 Langkah 2. Review kurva massa routing untuk mengidentifikasi setiap periode dimana lebih dari satu pompa dimulai. Jika dua pompa mulai dalam waktu sekitar 1 menit satu sama lain, maka akan lebih baik untuk menyesuaikan ketinggian awal untuk meningkatkan waktu antara dua mengaktifkan pompa. Langkah 3. Evaluasi berapa kali pompa harus mulai dan berhenti. Langkah 4. Gunakan tabel berikut sebagai referensi dalam menentukan langkah yang perlu dilakukan: Tabel 2.9 Referensi Penentuan Langkah Kondisi Penyebab Aksi V (req) > Vt tetapi waktu putaran panjang V (req) rendah sekali dibandingkan Vt tetapi waktu putaran cukup V (req) < Vt tetapi waktu putaran terlalu pendek V (req) < Vt dan waktu putaran cukup Volume kolam tampung tidak cukup atau Kapasitas pompa kecil atau Pompa tidak dioperasikan dengan segera Kapasitas pompa terlalu besar Volume kolam tampung tidak cukup dikarenakan switching elevasi yang tidak sesuai Skenario pemompaan sesuai Meningkatkan volume kolam tampung atau Meningkatkan kapasitas dan jumlah pompa Mengurangi elevasi switch on/ switch-off pompa Mengurangi kapasitas dan jumlah pompa Mengatur switching elevasi untuk meningkatkan perbedaan kolam tampung untuk kebanyakan pompa yang peka atau Meningkatkan volume kolam tampung Lanjutkan ke proses berikutnya Sumber : Highwater Stormwater Pump Station Design, Hdyraulic Engineering Circular No. 24, February 2011 Perhitungan dimensi kolam penampung, perlu mengacu pada Tata Cara Perencanaan Kolam Detensi, Kolam Retensi Dan Sistem Polder, dimana diuraikan secara detil tahapan perencanaan mulai dari tahapan pengumpulan data, survei topografi, penyelidikan tanah, survei sosial TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 81

82 ekonomi, analisis hidrologi, analisis hidrolika, sampai dengan menentukan sistem aliran saluran dan kapasitas pompa untuk menghitung volume kolam tampungan yang dibutuhkan serta perhitungan kebutuhan head pompa dari elevasi muka air minimum di kolam retensi ke muka air maksimum banjir di sungai atau muka air pasang tertinggi di laut. 2. Perhitungan/Analisis Kapasitas Pompa Setelah debit pada perencanaan tersebut diketahui, kapasitas air yang akan dipompa persatuan waktu dapat dihitung dengan menggunakan rumus: Q p = Q / (24 x 3600 x D) dimana: Qp = Kapasitas pompa drainase (m 3 /sec) D = Lamanya genangan yang diperbolehkan (hari) Selain menggunakan rumus diatas, prosedur untuk mengestimasi kapasitas dan kebutuhan jumlah pompa dapat dilihat pada penjelasan dibawah ini: Tabel 2.10 Prosedur untuk Mengestimasi Kapasitas dan Kebutuhan Jumlah Pompa Jika desain didasarkan Kemudian Gunakan Setelah Itu: pada: Alternatif Debit puncak maksimum yang tetap, QP(req) A Lanjutkan ke kolam tampung yang digunakan dan routing massa kurva. Kolam tampung yang tetap B Lanjutkan ke kolam tampung yang digunakan dan routing massa kurva. Kapasitas/ kolam tampung B Lanjutkan ke kolam tampung yang yang optimum digunakan dan routing massa kurva, tetapi beberapa iterasi akan diperlukan. Sumber : Highwater Stormwater Pump Station Design, Hdyraulic Engineering Circular No. 24, February 2011 Alternatif A Lakukan hal berikut: Langkah 1. Hitung total yang diperlukan pemompaan dalam unit yang konsisten m 3 /jam atau gpm TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 82

83 Langkah 2. Pilihlah coba-coba jumlah pompa, yang mereferensi dari tabel Langkah 3. Menghitung kapasitas pompa yang dibutuhkan masingmasing. Desain yang disarankan adalah dengan membagi tingkat memompa total jumlah pompa untuk membangun pompa berukuran sama. Untuk pompa besar, pompa aliran rendah mungkin diperlukan, tetapi pompa utama harus tetap berukuran sama untuk menangani 100% dari aliran desain. Alternatif B Lakukan hal berikut: Langkah 1. Plot hidrograf inflow Langkah 2. Mengacu kepada Gambar 2.23, gunakan garis singgung pada anggota tubuh meningkat dari hidrograf inflow untuk menarik garis ke titik yang dipilih secara acak pada anggota tubuh surut. Langkah 3. Perkirakan volume yang terdapat antara garis didirikan pada Langkah 2 dan bagian atas hidrograf inflow. Langkah 4. Jika volume diperkirakan adalah kurang lebih sama dengan jumlah penyimpanan yang tersedia disediakan, membaca tingkat debit di mana garis memotong receding limb. Ini adalah pompa sasaran laju untuk percobaan (atau dibentuk) konfigurasi penyimpanan. Jika volume diperkirakan tidak kurang lebih sama dengan penyimpanan yang tersedia jumlah yang diberikan, kembali ke Langkah 2. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 83

84 Debit 1,2 1 Debit puncak maksimum yang masuk 0,8 0,6 0,4 Volume kolam tampung yang dibutuhkan Debit puncak maksimum yang keluar 0, Waktu Sumber : Highway Stormwater Pump Station Design, Hydraulic Engineering Circular No. 24, February 2001 Gambar 2.23 Estimating total pumping rate 2. Perhitungan/ Analisis Head Pada suatu aliran fluida (aliran zat cair) misalnya air hujan yang melalui suatu penampang saluran drainase, terdapat tekanan statis p (dalam satuan kgf/m 2 ), kecepatan rata-rata υ (dalam satuan m/s), dan ketinggian Z (dalam m) diukur pada suatu bidang referensi. Maka zat cair tersebut pada penampang yang bersangkutan dikatakan mempunyai head total H (dalam satuan m) yang dapat dikatakan sebagai: Dimana: g = percepatan gravitasi m/s 2 γ = berat zat cair per satuan volume (kgf/m 3 ). = tinggi tekan = tinggi kecepatan Z = tinggi tempat Dalam perhitungan head pompa banjir, untuk menghitung kebutuhan head pompa yang digunakan adalah total head pompa dinamik (TDH = Total Dynamic Head), yang merupakan kebutuhan energi total dari intake ke badan air penerima, dimana terdiri dari 4 (empat) komponen yaitu: TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 84

85 Head statis (static head), Head gesek (friction head), Head kecepatan (velocity head), dan Head tekan (pressure head). Sumber : Highway Stormwater Pump Station Design, Hydraulic Engineering Circular No. 24, February 2001 Gambar 2.24 Komponen-komponen dalam TDH Gambar 2.24 menjelaskan hubungan dari berbagai komponen Total Dynamic Head dan hubungan rumus: Dimana: H s = Head statis, m. h f = Total kehilangan head dalam pompa dan pipa karena gesekan, jenis material dll, m. h V = Head kecepatan, m. Hp = Perubahan tekanan antara inlet dan outlet, m. Bila antara inlet dan outlet merupakan saluran terbuka/ berhubungan dengan atmosfer/ udara bebas maka Hp = 0, dan ini biasa terjadi pada stasiun pompa banjir. Sehingga dalam perencanaan pompa banjir tekanan yang sering berpengaruh hanya head statis (static head), head karena gesekan (friction head) dan head kecepatan (velocity head). TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 85

86 h f = Hb + Hf+ Hp + He Dimana: Hb = Head Loss in bifurcation/ kehilangan energi pada percabangan pipa HF = Head Loss in pipe fitting/ kehilangan energi pada sambungan pipa HP = Head Loss in Linier pipe/ kehilangan energi sepanjang pipa He = Energy Losses in the end of discharge pipe/ kehilangan energy pada pipa pembuangan Koefisien Head Loss/ kehilangan energi sesuai SNI 7518:2009 dapat dihitung menurut persamaan berikut: HJ = λ Keterangan: H J adalah rugi ketingginan yang disebabkan oleh gesekan (m) λ adalah faktor gesekan (lihat Gambar 2.25) I adalah panjang pipa yang diuji dari tempat tap tekanan sampai flensa pompa (m) D adalah diameter dari pipa instalasinya U adalah laju aliran rata-rata dalam pipa (m/detik) g adalah percepatan gravitasi = 9,81 (m/detik 2 ) TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 86

87 Sumber SNI 7518:2009 Gambar 2.25 Diagram Moody 3. Perhitungan/Analisis Daya Air Energi yang secara efektif diterima pompa per satuan waktu dinyatakan oleh Hp = Dimana: Hp = daya air (Kw) Q = kapasitas air (m 3 /s) ρ = massa jenis air (kg/m 3 ) H tot = Tinggi total pompa (m) TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 87

88 4. Perhitungan/Analisis Daya Pompa Daya untuk menggerakkan pompa yang besarnya sama dengan daya air ditambah kerugian daya dalam pompa, dinyatakan sebagai: Q H BHP Atau: Hp BHP Dimana: Q = kapasitas pompa (m 3 /s) γ = berat jenis air (N/m 3 ) = efisiensi pompa 5. Perhitungan/Analisis Efisiensi Pompa Efisiensi pompa adalah nilai yang menyatakan perbandingan daya yang diterima oleh air (WHP) dengan daya yang ada pada poros pompa (BHP). HP 100% BHP p 6. Perhitungan/Analisis Kecepatan Spesifik Kecepatan spesifik merupakan salah satu parameter penentuan jenis pompa yang akan digunakan. Jadi jika n s suatu pompa sudah ditentukan maka bentuk impeller pompa tersebut sudah tertentu pula. Dan untuk jenis pompa banjir biasanya memiliki kecepatan spesifik tinggi (> 600). Kecepatan spesifik, n s, NSI 7518:2009, juga dapat dinyatakan sebagai berikut: ƞs = n dimana: n s = Kecepatan spesifik (-); η = Kecepatan impeller (rad/det) = 2πn; Q o = Debit pada titik efisiensi terbaik (m 3 /det); TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 88

89 H o = Tinggi angkat pompa pada titik efisiensi terbaik (m). Dimana n, Q dan H adalah harga-harga pada titik efisiensi maksimum pompa. Dari rumus diatas dapat disimpulkan bahwa pompa dengan head total yang tinggi dan debit aliran yang kecil cenderung memiliki harga n s yang kecil. Sebaliknya dengan head total yang rendah dan kapasitas aliran yang besar, harga n s akan menjadi besar yang merupakan karakteristik pompa banjir. Selanjutnya, apabila kapasitas aliran dan head total tetap sama, harga n s akan berubah jika putaran n berubah. Dalam hal ini n s akan bertambah besar jika putaran n menjadi lebih tinggi. Range kecepatan spesifik n s untuk masing-masing tipe pompa dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel 2.11 Range dari n s untuk setiap tipe pompa Tipe Pompa Pompa Turbin/Difuser (Sentrifugal) Pompa Volut (Sentrifugal) Pompa Aliran Campuran Pompa Aksial Sumber: Pompa dan Kompresor: Pemilihan, Pemakaian dan Pemeliharaan, Sularso dan Haruo Tahara, PT. Pertja, 2000 n s Nilai dari kecepatan spesifik dapat dijadikan sebagai acuan untuk menentukan bentuk impeller dan jumlah sudu yang digunakan. Sumber: Pompa dan Kompresor: Pemilihan, Pemakaian dan Pemeliharaan, Sularso dan Haruo Tahara, PT. Pertja,2000 Gambar 2.26 Tipe Impeller Berdasarkan Kecepatan Spesifik Untuk keperluan pemilihan jenis pompa, dapat disederhanakan dari pemilihan jenis impeller pompa pada Gambar 2.26 dengan TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 89

90 Total Head (m) menggunakan nomogram pemilihan pompa pada Gambar 2.27 dibawah ini Centrifugal Mixed Flow Axial Flow Capacity (m³/min) Sumber:... Gambar 2.27 Nomogram Pemilihan Pompa Efesiensi untuk pompa yang dioperasikan dengan baik adalah sekitar 75% dan untuk mesin/motor penggerak efisiensi 90%, sehingga efesiensi total menjadi 67.5%. Salah satu permasalahan dalam instalasi pompa adalah mengenai daya pompa, mengingat pompa secara umum tidak dapat beroperasi tanpa daya listrik. 7. Perhitungan/Analisis Suction Head (Head Hisap) Untuk menentukan ketinggian suction dari pompa digunakan persamaan berikut: z Pa Pv H s h ls Dimana : Pa = tekanan atmosfir (N/m 2 ) Pv = tekanan uap jenuh (N/m 2 ) γ = berat jenis zat cair (N/m 3 ) h ls = kerugian head di sisi isap pompa (m) = h Lmayor/ Head Loss in linier pipe (Hp) + h Lminor/ Head Loss in pipe fitting (Hf) TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 90

91 421,93 80,6 = f L D 2 2 V V k 2g 2g σ = Faktor kavitasi = ns POSITIVE SUCTION HEAD Hpr Pressure level H HST Hs suction level HA (positive value) Pump Plane of comparison H HsT HA Hs Hpr energy line pressure line manometric of total head static head suction head energy loss in suction line energy loss in pressure line NEGATIVE SUCTION HEAD Hpr pressure level H HST plane of comparison suction level HA (negative value) Hs (Sumber : Wijdieks 1972) Gambar 2.28 Posisi Skematik dari Pompa 8. Perhitungan/Analisis Daya Penggerak Pompa Daya yang diberikan pada poros pompa diiihitung dengan persamaan: TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 91

92 max. attainable efficiency in % 2801,67 475,88 949,25 Dimana: P s = Daya yang diberikan pada poros pompa (Watt) ρ = Kerapatan masa air (1000 kg/ m 3 ) g = Percepatan Gravitasi (m/det 2 ) Q = Kapasitas Pompa (m 3 /s) H = Head (m) ƞ = Efisiensi Pemilihan penggerak pompa harus mempertimbangkan aspek-aspek teknik, ekonomi, dan keandalan. Besarnya daya penggerak yang dibutuhkan harus dihitung berdasarkan kondisi yang paling tidak menguntungkan. Efisiensi aktual pompa biasanya kurang dari nilai maksimum yang dapat dicapai seperti diberikan dalam gambar 2.28 berikut ini ,025 centrifugal pumps 0,05 + 0,01 mixed flow pumps axial flow pumps , , Spesific speed nsq = n vq in m0,75/min. s0,5 H0.75 Sumber : Lazarkiewics and troskolanski 1965 Gambar 2.29 Efisiensi Pompa Maksimum Yang Dicapai Sebagai Fungsi n sq Kehilangan daya pada penggerak juga dapat terjadi karena penggunaan gear box dan faktor-faktor iklim. Tabel 2.12 menunjukkan pengurangan daya yang terjadi akibat dari efek temperatur dan ketinggian. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 92

93 Tabel 2.12 Prosentase pengurangan daya akibat efek temperatur dan ketinggian Sumber: Pendidikan dan Pelatihan PSDA dan Pantai, Prayogo Endarjo, 2003 Penggerak pompa tidak boleh beroperasi secara terus menerus pada kapasitas maksimumnya, tetapi pada 85 sampai 90 % beban. Daya penggerak pompaapat dihitung sebagai bkut: Dimana: P d = Suplai daya yang dibutuhkan (Watt); η = Efisiensi pompa yang diharapkan (-); η d = Efisiensi penggerak pompa (-); η red = Efiensi reduksi = 0,96-0,98 (-); ac fr = Persentase reduksi daya akibat ketinggian dan iklim; = Faktor untuk mencegah penggerak pompa bekerja secara terus menerus pada kapasitas maksimumnya = 1,1 1,2. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 93

94 Bagan alir perhitungan perencanaan dasar pompa drainase dapat dilihat pada Gambar Perhitungan Debit dan kebutuhan kolam detensi (lihat Petunjuk tentang Pengelolaan Sistem Drainase Perkotaan I D: Tata Cara Perencanaan Kolam Detensi, Kolam Retensi Dan Sistem Polder 1. Perhitungan Debit Aliran Yang Akan di Pompa 2. Perhitungan Kapasitas Pompa 3. Perhitungan Head Pompa 4. Perhitungan Daya Air 5. Perhitungan Daya Pompa Note: Agar daya Pompa memperhitungkan land subsidences 6. Perhitungan Efisiensi Pompa 7. Perhitungan kecepatan Spesifik 8. Suction Head (Head Isap) 9. Daya Penggerak Pompa Gambar 2.30 Bagan Alir Perhitungan Perencanaan Dasar Pompa Drainase Penentuan Dimensi Kolam Pompa Untuk pompa tunggal, kolam berbentuk segi empat sederhana seperti terlihat pada Gambar TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 94

95 Dimensi kolam diberikan dalam perbandingan dengan diameter mulut pipa hisap, D b. Pada umumnya diamter mulut pipa hisap ditentukan berdasarkan perbandingan dengan diameter bukaan hisap pompa, D 1, sebagai berikut: D b /D 1 = 1,5 1, Dimensi yang diberikan pada gambar 2.31 berlaku untuk aliran seragam pada penampang saluran pendekat yang berjarak 3D b dari as mulut pipa hisap (Gambar 2.31a). 0,25Db Plane of uniform flow S = 1,5Db (min) Db 2Db 0,5Db 0,5Db 0,5Db 3Db Db a vertical intake W = 2Db Db to pump minimum water level of ceiling S = 1,0Db (minimum) Db b horizontal intake minimum water level S = 1,5Db (minimum) W = 2Db Db C = 0,5Db Db c turned down bellmouth 0,25Db Sumber: Prosser 1977 Gambar 2.31 Kolam Pompa untuk Pompa Tunggal TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 95

96 Untuk penggunaan lebih dari satu pompa, prinsip desain yang diberikan terlihat pada Gambar a open sump a unitized sump 3Db 0,75 to 1,0Db 3Db 0,75 to 1,0Db 0,5Db 0,5Db 0,5Db Db Db 2Db V Db V 0,3 m/s 0,5Db 0,5Db 2Db T 6Db 0,5Db 0,5Db 2Db V 6Db Db 2Db T 0,5Db V plane of uniform flow above max water level S = 1,5Db (min) 0,5Db Db 0,5Db Sumber: Prosser 1977 Gambar 2.32 Kolam Pompa untuk lebih dari Satu Pompa Pemompaan Secara Paralel Langkah pertama dalam perencanaan instalasi pompa adalah memperkirakan jumlah pompa yang akan dipasang. Secara ekonomi memasang satu unit pompa lebih menguntungkan dari pada dua, tiga atau lebih unit pompa. Namun, berdasarkan pertimbangan-pertimbangan TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 96

97 keamanan dan kelangsungan pengoperasian, dipandang perlu untuk memecah kapasitas total suatu stasiun pompa menjadi kapasitas beberapa unit pompa, karena alasan-alasan sebagai berikut: Menghindari terhentinya sama sekali pengoperasian stasiun pompa karena kerusakan pompa; Menghindari ketidakefisienan pempompaan pada debit kecil; Pemompaan dapat dilakukan bertahap untuk menghindari penurunan muka air yang terlalu cepat; Dengan memilih ukuran pompa yang sama, stok suku cadang dapat ditekan sampai minimum; Efisiensi dapat ditingkatkan dengan menggunakan pompa-pompa yang dapat bekerja dengan kecepatan bervariasi Pompa-pompa ini dapat dioperasikan secara paralel seperti ditunjukan pada Gambar working point for parallel pumps H combined curve working point for one pump in operation Q Q pump non-return valve Sumber: Pendidikan dan Pelatihan PSDA dan Pantai, Prayogo Endarjo, 2003 Gambar 2.33 Operasi pemompaan secara paralel TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 97

98 Pemilihan Pompa dan Perencanaan Kolam Pompa Pemilihan pompa yang tepat dan perencanaan sistem pemompaan dapat dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut: 1. Tentukan jumlah unit pompa yang dibutuhkan untuk mencapai kapasitas total debit pemompaan; 2. Hitung debit, Q o, pada setiap unit pompa pada titik efisiensi terbaiknya; 3. Dengan memperhitungkan semua kehilangan energi pada bagian hisap dan bagian tekan dari sistem pemompaan, buat perkiraan awal dari tingkat angkat total, H o, yang harus dicapai pompa pada titik efisiensi terbaiknya; 4. Dengan nilai Q o dan H o yang diketahui untuk setiap unit pompa, tarik Garis 1 pada Gambar Selanjutnya dapat ditarik garis tegak lurus Garis 1, misalkan Garis a dan Garis b, untuk mendapatkan jenis pompa dengan kecepatan spesifik dan kecepatan putarnya. Dengan kecepatan spesifik yang diperoleh dari Gambar 2.34, periksa besarnya efisiensi maksimum, η, yang dapat dicapai pompa dengan menggunakan Gambar 2.29 dan besarnya bilangan Thoma, σ, dengan menggunakan Gambar Dari nilai-nilai efisiensi dan bilangan Thoma yang diketahui dilakukan kajian biaya investasi dan biaya operasi yang diperlukan. Dari kajian berdasarkan nilai-nilai efisiensi dan bilangan Thoma yang diperoleh melalui penarikan beberapa garis tegak lurus Garis 1 pada Gambar 2.34, dapat dipilih jenis pompa yang optimal; TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 98

99 How rate Q0 in b.e.p in m³/h , , , Head H0 in b.e.p in m + - centrifugal pumps + mixed flow pumps axial flow pumps specific speed nsq = n vq H 0.75 a b 1 speed in rpm Sumber: Gruyter: 1971 Gambar 2.34 Diagram hubungan dari Q 0, H 0 dan Kecepatan Pompa 5. Karena kavitasi mempengaruhi besarnya kecepatan spesifik, n sq, yang diijinkan, maka kajian berdasarkan nilai bilangan Thoma pada langkah 4 perlu diperdalam untuk menentukan mana yang lebih baik antara menurunkan elevasi pompa atau menurunkan kecepatan spesifik pompa; 6. Ulangi langkah-langkah 1 sampai 5 beberapa kali sampai diperoleh satu nilai n sq yang sesuai; 7. Dengan menggunakan nomogram pada Gambar 2.35, perkirakan diameter impeller, D1 dan D2, dan selanjutnya dengan menggunakan persamaan 2.22 perkirakan diameter mulut pipa hisap; TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 99

100 head in b.e.p. in m discharge Q in b.e.p. in m³/s D1 D D D1 specific speed nsq = n vq H D2 in m Sumber: Gruyter: 1971 Gambar 2.35 Nomograph untuk Menentukan Ukuran Impeler, D 1 dan D 2 8. Dengan menggunakan Gambar 2.31 dan Gambar 2.32, tentukan dimensi kolam pompa. Dengan ditentukannya dimensi kolam pompa, hasil sementara perencanaan pada langkah 3 kemungkinan perlu diubah. Dalam hal demikian, langkah-langkah 4 sampai 7 harus diulangi. Langkah-langkah perencanaan tersebut diatas harus dilakukan terus sampai hasil perencanaan yang memuaskan diperoleh. Bentuk stasiun pompa yang TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 100

101 dihasilkan perencanaan dapat sangat bervariasi, seperti terlihat pada Gambar 2.36 dan Gambar Sumber : Courtesy Stork Gambar 2.36 Contoh dari Assembly dan Drive untuk Stasiun dengan Tiga Pompa Jenis Campuran dengan Rumah Beton Sumber : Courtesy Stork Gambar 2.37 Section dari Rumah Pompa dengan Pompa Aliran Aksial TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 101

102 Perencanaan Sistem Tampungan (Storage) Sistem penampungan pada sistem pompa banjir, terdiri dari 2 (dua) komponen utama yaitu: unit penampungan dan sistem bak penampung basah (wet well). Dan pada stasiun pompa terdapat 2 tipe stasiun terkait jenis penampung basahnya, pit basah (wet-pit) and pit kering (dry-pit). a. Dry well pumping station Pompa drainase dengan pemasangan pompa air dan peralatan motor penggeraknya terpasang diatas (tidak terendam air) Contoh: pompa tipe axial poros mendatar, pompa tipe mixed flow poros mendatar b. Wet well pumping station, dibagi menjadi 2 tipe: Tipe suspended Pompa air terpasang dalam keadaan terendam air sedangkan motor penggerak yang berada diatas tidak terendam air Contoh: pompa tipe axial poros mendatar, pompa tipe mixed poros tegak Tipe submersible Pompa air dan motor penggerak terpasang dalam keadaan terendam air dan konstruksi pompa dan motor penggerak dalam satu bagian Contoh: pompa submersible tipe axial dan pompa tipe mixed flow. Desain dari pompa banjir perlu disesuaikan dengan kolam tampungan (detention pond). Semakin besar kolam tampungan yang tersedia maka semakin kecil kapasitas pompa banjir yang didesain dengan debit yang sama. Dengan perkataan lain, besarnya debit yang akan dialirkan ke badan air penerima (outflow) dari suatu sistem polder adalah debit yang masuk ke dalam sistem pompa (inflow) dikurangi volume air yang dapat disimpan dalam kolam tampungan. Semakin tinggi kapasitas pompa maka akan semakin kecil volume air yang ditampung dalam kolam tampungan. Pada kondisi ekstrim dimana tidak tersedia kolam tampungan, maka kapasitas pompa sama dengan debit yang masuk. Begitupun sebaliknya, jika kolam tampungan melebihi dari debit yang masuk, maka kebutuhan akan pompa akan semakin kecil ataupun tidak ada sama sekali. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 102

103 (a) Tipikal Tipe Stasiun Pit-Basah Gambar 2.38 Tipikal Tipe Stasiun Pompa (b) Tipikal Tipe Stasiun Pit-Kering Sumber :... Gambar 2.39 Hidrograf disalurkan melalui stasiun pompa a) Filosofi Desain Penampungan Ada tiga pendekatan umum dalam merencanakan sistem penampungan (kolam dan bak) dan kebutuhan kapasitas pompa, yaitu: 1) Dengan menghitung kebutuhan kapasitas sistem jaringan drainase polder agar memadai dalam hal melayani limpasan hujan sesuai dengan orde saluran dan perioda waktu ulang (tingkat keamanan sistem yang direncanakan) mengacu pada tata cara perencanaan (Lihat Tata Cara Perencanaan 1D: Kolam Detensi, Kolam Retensi dan Sistem Polder). Pilih dimensi bak/kolam Detensi, ukuran TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 103

104 pompa dan setting pengaturan peralihan pompa, dengan memaksimalkan upaya-upaya penyimpanan/ penampungan (detensi). 2) Dengan mengidentifikasi target debit outflow yang direncanakan dan memilih pompa yang memiliki kapasitas sesuai dengan target debit outflow yang direncanakan. Tetapkan sistem penyimpanan yang diperlukan untuk menahan hidrograf debit inflow yang didesain. Pendekatan ini dapat digunakan di daerah di mana debit puncak dibatasi, atau dimana badan air penerima (sungai) memiliki kapasitas terbatas. 3) Dengan menggunakan iterasi, dengan cara mengembangkan perhitungan berdasarkan berbagai bervariasi kemungkinan volume penyimpanan, berbagai ukuran pompa dan kebutuhan jumlah pompa untuk menentukan kombinasi yang tepat secara efisien dapat meminimalkan pembiayaan investasi dan operasi-pemeliharan sistem pompa (meminimalkan life-cycle cost). Ini adalah pendekatan yang lebih memakan waktu tetapi akan tetapi menghasilkan desain terbaik secara keseluruhan. Pengaruh utama dari kolam penampung adalah untuk mengurangi tinggi debit puncak. Selain itu, kolam penampung mempengaruhi frekuensi operasi pompa (khususnya pompa yang beroperasi 24 jam). Seiring dengan meningkatnya volume penampungan, waktu operasi pompa meningkat. Waktu cycling yang lebih lama dibutuhkan dan disain waktu cycling harus melebihi dari minimum spesifik produsen pompa. b) Prosedur untuk Memperkirakan Kapasitas Penampungan yang Diperlukan Prosedur untuk memperkirakan kapasitas penampungan yang diperlukukan dapat dihitung dengan formula (lihat Prosedur perhitungan dan operasi sistem polder, Tata Cara Perencanaan 1D: Kolam Detensi, Kolam Retensi dan Sistem Polder sebagai berikut: TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 104

105 Bila : ΔS = volume waduk selama waktu interval Δt (m 3 ) I 1 I 2 = aliran masuk pada awal interval waktu (m 3 /dt) = aliran masuk pada akhir interval waktu (m 3 /dt) c) Prosedur untuk menentukan ketinggian muka air pada sumur/bak penampung basah (Wet Well) Langkah 1. Tetapkan ketinggian air maksimum yang diijinkan pada titik terendah di daerah pelayanan (HWR (max)) yang sama dengan elevasi saluran drainase di inlet pembukaan terendah lebih rendah di inlet terendah, dengan faktor keamanan sebesar 0,3 m - 0,6 m (sebagai free board). Langkah 2. Hitung garis tingkat hidrolik (hydraulic grade line/hgl) dari bak/sumur basah ke inlet terendah pada saluran masuk dengan menggunakan: Dianotasi lay out dan profil dari sistem jaringan drainase pengumpulan dan bak basah, dihitung debit desain puncak inflow rata-rata, melakukan metode coba-coba untuk ketinggian air dalam bak basah. Tinggi air yang dipakai pada percobaan pertama harus di bawah tinggi muka air maksimum pada titik terendah wilayah pelayanan (HWR (max)) tapi diatas dari level saluran inlet basah, dan dapat mengacu pada Tata Cara Perencanaan 1D: Kolam Detensi, Kolam Retensi dan Sistem Polder. Langkah 3. Bandingkan garis tingkat hidrolik (HGL) pada titik terendah daerah pelayanan (sistem polder) dengan ketinggian air pada titik terendah (HWR (max)). Gunakan tabel keputusan berikut: TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 105

106 Tabel 2.13 Tabel Keputusan Hubungan antara titik terendah daerah pelayanan (sistem polder) dengan ketinggian air pada titik terendah (HWR (max)) Jika HGL adalah: Kemudian Langkah yang diambil Ulasan Lebih tinggi dari HWR (max) Lebih dari 75 mm (0,075 m) lebih rendah dari HWR (maks) Pada atau tepat di bawah HWR (maks) Ulangi Langkah 2 dengan menggunakan tingkat level air lebih rendah dalam air dalam bak basah untuk coba-coba. Ulangi Langkah 2 menggunakan level air coba-coba yang lebih tinggi air dari muka air dalam bak/sumur basah. Lanjutkan ke Langkah 4. Tinggi muka air percobaan melebihi level yang diijinkan Level air coba-coba terlalu rendah Tingkat percobaan merupakan HWS (max). Langkah 4. Bandingkan hasil HWS (max) ke elevasi soffit dari unit storage pada intake. Jika HWS (maks) di bawah soffit, maka unit penyimpanan tidak akan benar-benar penuh. Pilihan untuk melanjutkan adalah: Kurangi flowline dari sistem pengumpul. Sesuaikan plot profil dan penjelasan, dan kembali ke Langkah 1. Catatan: hasil ini akan membutuhkan kebutuhan daya pompa yang lebih besar. Kurangi ketinggian komponen saluran sistem dan tambah lebar atau jumlah barel untuk mempertahankan kapasitas desain. Sesuaikan plot profil dan penjelasan, dan kembali ke Langkah 1. Lanjutkan tanpa penyesuaian sistem storage. d) Prosedur untuk tahap awal pemilihan dimensi bak sumur basah Minimum dimensi pit pompa tergantung pada ukuran, jumlah dan jenis pompa, tetapi ukuran pompa tergantung pada storage yang disediakan, bagian dari yang disediakan oleh ukuran bak basah (wet well). Di sini, dimensi pit keseluruhan basah dipilih sebagai perkiraan pertama. Berikut tahapan awal pemilihan dimensi bak sumur basah: Langkah 1. Pilih ukuran bak basah dengan coba-coba. Langkah 2. Tetapkan elevasi terendah pompa tersebut bekerja. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 106

107 Langkah 3. Tambahkan juga bak basah berikut dimensinya kedalam tata letak (layout) dan profil sistem pengumpulan. Elevasi dasar sump tidak diperlukan pada tahap ini. e) Prosedur untuk Menetapkan Dimensi Unit-unit Storage Karena total storage adalah jumlah dari semua storage pada sistem pengumpulan, unit storage dan bak basah yang jauh di bawah tinggi muka air maksimum dan di atas elevasi pompa terendah, maka diperlukan ukuran unit untuk memastikan bahwa total storage dapat menampung air yang masuk. Langkah 1. Buat profil garis aliran dari sistem pengumpul ke bak penampung yang akan digunakan untuk unit penampung. Langkah 2. Dengan mengasumsikan elevasi pompa terendah diatur di invert unit penyimpanan pada pintu masuk bak, hitung volume dalam sistem pengumpul (V CS ). Langkah 3. Asumsikan bentuk dan ukuran bah yang standar. Hitung volume bak antara maksimum highwater dan elevasi terendah pompa bekerja (Vw). Misalkan dengan menggunakan basah melingkar dengan diameter dalam 6,4 m dan maksimum highwater yang diijinkan 22 m dan elevasi memompa terendah 20 m volume di bak penampung adalah: Vw = px 0,25 x 6,42 x (22-20) = 64,3 m 3 Langkah 4. Pilih unit bak penampung standar dan dimensinya. (sesuaikan dengan ketersediaan lahannya) Langkah 5. Hitung luas penampang dari saluran yang dipilih, AS. Misalkan dengan menggunakan pipa 1200 mm, dengan luas penampang adalah: Sebagai p = x 0,25 x 1,22 = 1,13 m 2 Langkah 6. Hitunglah panjang unit penyimpanan yang diperlukan, L S sebagai: = dimana: TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 107

108 AS = Cross-section area of conduit, m 2 V req = Minimum volume storage yang dibutuhkan, m 3 V cs V w = Volume sistem pengumpulan pada tinggi bawah air yang diijinkan, m 3 = Volume dalam bak basah pada tinggi bawah air yang diijinkan, m 3 Ls (req) = Panjang total unit storage yang dibutuhkan, m Misalkan dengan menggunakan perhitungan di atas dan volume perkiraan total yang dibutuhkan 260 m 3, panjang yang dibutuhkan diperkirakan adalah: Ls = ( ) / 1.13 = 173 m Langkah 7. Tentukan jumlah barel saluran diperlukan dengan membagi total panjang yang dibutuhkan, L S (req), dengan panjang tersedia untuk memenuhi unit storage. Misalkan, panjang penyimpanan satuan terpanjang adalah 160 m: jumlah barel yang dibutuhkan = 173/160 = 1,08 Karena penyimpanan yang diperlukan hanya diperkirakan mencoba hanya 1 barel. Analisis selanjutnya akan menentukan apakah penyimpanan sudah cukup. f) Prosedur untuk Mengembangkan Tahap Kurva Storage Kurva storage menampilkan total yang tersedia dalam sistem pada setiap tahap antara elevasi inlet (invert) dari stasiun pompa dan elevasi maksimum yang diijinkan di dalam sumur basah, HWS (max). Total penampung meliputi penampung dalam sistem pengumpulan, unit penampung, dan sumur basah. Perencana perlu menghitung banyaknya tampungan dari elevasi terendah dimana pompa berhenti beroperasi sampai pada elevasi maksimum yang diijinkan. Jika level air lebih tinggi dari pada yang diijinkan, maka perlu dilakukan evaluasi pada sistem tersebut. Langkah-langkah berikut menunjukkan bagaimana membuat penampung: TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 108

109 Langkah 1. Menggunakan plot profil sistem, mengidentifikasi elevasi terendah pompa mulai bekerja dan menyetel pada zero stage. Penampung yang tersedia pada tahap ini adalah nol. Langkah 2. Pilih kenaikan pada setiap tahap. Misalkan perubahan tahap adalah 0.1 m Langkah 3. Tetapkan tabel tahap dan penampung untuk berbagai tahap menggunakan kenaikan yang dipilih. (lihat tabel 2.14) Langkah 4. Untuk setiap tahap, hitung penampung sebagai jumlah dari volume penampung pada setiap tahap yang dimaksud. Catat penampung yang telah dihitung untuk setiap tahap dalam tabel tersebut. Misalkan pada stage 0.5 m, volume dalam bak Basah: Vw = π x 0.25 x 6.42 x 0.5 = m 3 Diasumsikan bahwa volume dalam sistem pengumpul diabaikan. Volume dalam unit penyimpanan Vw = 23,36 m 3. Total volume pada level 0,5 m adalah: Vt = = m 3 Langkah 5. Plot kurva tahapan tersebut terhadap penyimpanan. Plot ini sangat berguna dalam membantu mengidentifikasi apabila ada kesalahan dalam perhitungan volume. Penampung tersebut harus meningkat hinnga HW S (maks) tercapai. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 109

110 Tabel 2.14 Tabel Contoh Perhitungan Storage STAGE (m) Storage (m 3 ) Sump (Sumuran) Storage Unit Jumlah 0,00 0,000 0,000 0,000 0,10 3,218 0,454 3,672 0,20 6,437 2,517 8,954 0,30 9,655 6,800 16,455 0,40 12,873 13,669 26,542 0,50 16,091 23,359 39,450 0,60 19,310 36,000 55,310 0,70 22,528 51,506 74,034 0,80 25,746 68,766 94,512 0,90 28,965 86, ,794 1,00 32, , ,204 1,10 35, , ,092 1,20 38, , ,680 1,30 41, , ,736 1,40 45, , ,814 1,50 48, , ,008 1,60 51, , ,509 1,70 54, , ,620 1,80 57, , ,838 1,90 61, , ,103 2,00 64, , ,322 2,10 67, , ,540 2,20 70, , ,758 2,30 74, , ,977 2,40 77, , ,195 2,50 80, , , Material Pompa dan Kelengkapannya Pemilihan material yang digunakan untuk komponen-komponen utama pompa didasarkan pada ukuran dari komponen, gaya dan beban yang akan ditanggungnya serta karakteristik dari cairan yang akan dipompa. Berikut klasifikasi umum material untuk komponen-komponen pompa. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 110

111 Tabel 2.15 Klasifikasi Umum Material Untuk Komponen-Komponen Pompa Material Casting Steel Stock Steel Structure Komponen-komponen Utama Casing, Impeller, bearing housing, liner, base plate, pedestal Pump shaft, sleeve Base Plate, Supporting frame Sumber: Engineering Manual for Irrigation & Drainage, Pump Facilities, The Japanese Institute of Irrigation and Drainage, Casing Casing biasanya terbuat dari besi tuang sesuai standar FC20 atau FC25, yang bekerja pada tekanan 14 kgf/cm 2 untuk pompa dengan head tinggi dan casing untuk large-bore pumps kadangkala dibuat dari spheroid-graphite besi cetakan (besi ductile FCD40 atau FCD55) atau baja karbon tuang (SC46 atau SC49) untuk penggunaan dengan kebutuhan pada kekuatan pompa. Untuk pompa dengan ukuran lebih besar, beberapa bagian dari casing dibuat dari plat baja sebagai struktur baja. Tipikal material yang sering digunakan pada beberapa casing pompa dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel 2.16 Tipikal material yang sering digunakan pada beberapa casing pompa Jenis Air yang Jenis Material Fitur Ditangani Gray iron casting Pada umumnya digunakan Air sungai, Air hujan (FC20, FC25) Low Nickel Chrome, iron casting Ductile iron casting (FCD40, FCD45, FCD50, FCD55) Carbon steel casting (SC46, SC49) Stainless steel casting (SCS13, SCS14) Struktur utama rolled steel plate (SS41) Lebih memiliki durabilitas dibandingkan Limbah cair perkotaan besi cetakan pada umumnya. Diproses dalam resistensi yang lebih Air sungai, Air hujan baik dari gray iron casting Diproses dalam tekanan tinggi dan pada Air sungai resistensi dampak lebih dari Ductile iron casting. Diproses dalam tekanan tinggi dan pada Limbah cair perkotaan resistensi dampak lebih dari SCS14 secara khusus memiliki daya resistensi yang sangat tinggi. Diproses pada tekanan tinggi dan pada Air sungai, Air hujan resistensi dampak. Sumber: Engineering Manual for Irrigation & Drainage, Pump Facilities, The Japanese Institute of Irrigation and Drainage, TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 111

112 Keterangan: FC (Besi Cor) menyatakan FC20, FC25 BC (Perunggu Cor) SC berarti Baja Karbon Cor SS berarti Plat Baja Impeller Perunggu cetakan (BC2, BC3) yang memiliki resistensi terhadap karat dan memiliki castability adalah bahan yang paling sering digunakan untuk impeller. Untuk pompa dengan head tinggi dengan kebutuhan material yang lebih kuat dikarenakan besarnya kecepatan circumferential, maka material yang sering digunakan adalah baja karbon tuang (SC46, SC49) untuk baja stainless tuang (SCS1, SCS2, SCS13, SCS14). Tipikal material yang sering digunakan pada impeller pompa dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel 2.17 Tipikal material yang sering digunakan pada impeller pompa Mengacu pada Jenis Air yang Jenis Material Kecepatan Fitur Ditangani Circumfertial Gray iron casting (FC25) Ductile iron casting (FCD40) High Chromium cast iron Carbon steel casting (SC46, SC49) Bronze Casting (BC2, BC3) Phosfor Bronze (PBC) Stainless steel casting (SCS1, SCS2) Stainless steel casting (SCS13, SCS14) 35 m/s Suitable untuk medium atau small-bore pada pompa head rendah 45 m/s Diproses pada tekanan lebih tingggi dari Gray iron casting 35 m/s Diproses pada wear dan tahanan korosif lebih baik 65 m/s Diproses secara tekanan tinggi dan resistensi wear yang lebih baik 45 m/s Material yang paling banyak digunakan untuk impeller 45 m/s Diproses pada resistensi wear yang lebih tinggi dari perunggu 70 m/s Diproses resistensi tinggi pada abrasi demikian pula pada resistensi pada korosif 65 m/s Diproses resistensi tinggi pada abrasi, demikian juga resistensi pada wear dan sedikit meminimalkan dampak cavitasi Air Hujan Air sungai, Air hujan Pada air yang mengandung sedimen, air hujan Pada air yang mengandung sedimen, air limbah, air hujan, Air sungai Air Hujan, Air Sungai, Air Limbah Air Hujan, Air Sungai, Air Laut Air hujan, air sungai, air limbah yang mengandung sedimen Air limbah perkotaan, air laut Sumber: Engineering Manual for Irrigation & Drainage, Pump Facilities, The Japanese Institute of Irrigation and Drainage TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 112

113 Liners, bearing housings dan bases Karena liner digunakan untuk menghubungkan dengan bagian-bagian yang berputar, material yang dipilih haruslah yang sifat tahan dan sifat geser (high sliding) tertinggi yang harus dipilih dari berbagai alternatif, dan bronze casting (B2, BC6) atau baja stainless castings (SCS1, SCS2, SCS13, SCS14) adalah yang paling sering digunakan. Untuk casing bearing dan bases, besi cor biasa (FC20, FC25) sering digunakan. Pump shafts dan sleeves Shaft pompa sering dibuat dari mesin-struktur penggunaan baja karbon (S35C) untuk pompa poros horizontal, dan 13-krom stainless steel (SUS403, SUS420J1) atau 18-8 stainless steel (SUS304) untuk pompa poros vertikal (vertical shaft pumps). Sleeves biasanya terbuat dari 13-krom baja tahan karat (SUS403, SUS420J1) atau coran perunggu (BC2, BC6), yang sangat tahan pakai. Bases dan stands Welded struktur biasanya dibuat dari bahan struktur umum baja digulung /rolled steel (SS41) digunakan untuk dasar saluran untuk pompa poros horisontal (horizontal shaft pumps) dan lantai atas singkatan dari pompa jenis dua lantai. Untuk material yang digunakan pada perlengkapan tambahan (ancillary equipment), dimana fasilitas pada unit pompa juga termasuk (1) pipa utama, (2) katup (valve), (3) Kopling Hidrolik, dan Gear Reducer, pada prinsipnya material yang digunakan sebagai berikut. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 113

114 Tabel 2.18 Tipikal Material yang digunakan untuk Perpipaan Utama Jenis Material Fitur Jenis Air yang Ditangani Gray iron casting (FC20, FC25) Ductile iron casting (FCD40, FCD45, FCD50, FCD55) Arc Welded Carbon Steel Pipe (STPY41) Carbon steel Pipe for Pressure (STPG38, STPG42) Carbon steel pipe for ordinary piping (SGP) Resistensi terhadap Wear dan Korosif yang tinggi. Resistensi terhadap Wear dan Korosif yang tinggi. Tahan Tekanan Tinggi (25 kgf/cm 2 ), suitable untuk perpipaan tekanan tinggi Jenis Pipa baja yang paling sering digunakan pada perpipaan utama Suitable for small piping and medium-and small diameter main piping Air sungai, Air hujan, air limbah Air sungai, Air hujan, air limbah Air Hujan, Air Sungai Air Hujan, Air Sungai Air Hujan, Air Sungai Sumber: Engineering Manual for Irrigation & Drainage, Pump Facilities, The Japanese Institute of Irrigation and Drainage, Tabel 2.19 Tipikal Material yang digunakan untuk Katup Butterfly Nama Bagian Jenis Material Box Katup Disc Katup Stem Katup Bearing Seat Katup Gray Iron Casting (FC25) Gray Iron Casting (FC25) 13-Chrome stainless steel (SUS403) Oil-less metal Synthetic rubber Sumber: Engineering Manual for Irrigation & Drainage, Pump Facilities, The Japanese Institute of Irrigation and Drainage, Casing Katup Bodi Katup Batang Katup Tabel 2.20 Tipikal Material yang digunakan untuk Katup Sluice Nama Bagian Jenis Material Gray Iron Casting (FC20) Ductile iron casting (FCD40) Gray Iron Casting (FC20) Ductile iron casting (FCD40) Brass rod (BsBF2) Sumber: Engineering Manual for Irrigation & Drainage, Pump Facilities, The Japanese Institute of Irrigation and Drainage, TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 114

115 Casing Katup Bodi Katup Batang Katup Tabel 2.21 Tipikal Material yang digunakan untuk Katup Check Nama Bagian Jenis Material Gray Iron Casting (FC25) Carbon steel casting (SC46, SC49, SCPH2) Gray Iron Casting (FC25) Carbon steel casting (SC46, SC49, SCPH2) 13-chrome stainless steel (SUS403) Sumber: Engineering Manual for Irrigation & Drainage, Pump Facilities, The Japanese Institute of Irrigation and Drainage, Casing Katup Bodi Katup Batang Katup Tabel 2.22 Tipikal Material yang digunakan untuk Katup Flap Nama Bagian Jenis Material 1800 mm atau lebih besar: Struktur umumnya Rolled Steel Plate (SS41) 1650 mm atau lebih kecil: (FC25) Struktur umumnya Rolled Steel Plate (SS41) 13-chrome stainless steel (SUS403) Sumber: Engineering Manual for Irrigation & Drainage, Pump Facilities, The Japanese Institute of Irrigation and Drainage, Casing Tabel 2.23 Tipikal Material yang digunakan untuk Kopling Hidrolik Nama Bagian Jenis Material Gray iron casting (FC25) Struktur utamanya terbuat dari Rolled steel plate (SS41) Impeller Carbon steel casting (SC46, SC 49) Liner Carbon steel casting (SC46, SC 49) Main Shaft Cover Carbon steel (S35C, S40C) Struktur utamanya terbuat dari Rolled steel plate (SS41) Sumber: Engineering Manual for Irrigation & Drainage, Pump Facilities, The Japanese Institute of Irrigation and Drainage, TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 115

116 Casing Gear Main Shaft Reducer Pedestal Tabel 2.24 Tipikal Material yang digunakan untuk Reduction Gears Nama Bagian Jenis Material Gray iron casting (FC25) Struktur utamanya terbuat dari Rolled steel plate (SS41) Special Steel (SCM, S40C, S45C) Carbon steel (S35C, S40C, S45C) Struktur utamanya terbuat dari Rolled steel plate (SS41) Sumber: Engineering Manual for Irrigation & Drainage, Pump Facilities, The Japanese Institute of Irrigation and Drainage, Keterangan: FC (Besi Cor) menyatakan FC20, FC25 BC (Perunggu Cor) SC berarti Baja Karbon Cor SS berarti Plat Baja Perencanaan Supply Daya Perencana harus juga mempertimbangkan bagaimana suplai sumber daya listrik menuju stasiun pompa. Perencana agar melakukan koordinasi dan konsultansi dengan pihak PLN jika menggunakan daya listrik PLN tentang informasi kapasitas listrik yang ada dikawasan perencanaan, termasuk bagaimana menjangkau sumber daya. Hal ini akan sangat terkait dengan pertimbangan pemilihan lokasi sumber daya. Bilamana ditemui informasi seringnya terjadi pemadaman listrik pada musim hujan/banjir maka perlu direncanakan pengadaaan back up daya dari genset (kualitas tegangan pada saat beban puncak (peak load)) dan keseimbangan tegangan. 1) Mesin Diesel Mesin diesel sering digunakan untuk pompa drainase/ pompa banjir. Mesin diesel memiliki keuntungan seperti antara lain: Harga operasi rendah untuk beban yang sifatnya sementara (temporary) Daya tahan yang dalam jangka waktu panjang Perlindungan terhadapa lonjakan kerusakan dapat ditingkatkan Dapat ditempatkan pada rural area atau daerah yang belum terjangkau oleh daya listrik PLN TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 116

117 Kelemahan pada mesin diesel antara lain: Konsentrasi pada polusi suara yang cukup besar Kemampuan pemeliharaan rendah (suku cadang mahal dan biaya operasional tinggi) Modal awal pemasangan mesin genset tinggi 2) Daya Listrik PLN Pada umumnya sumber daya listrik PLN digunakan pada pompa-pompa kapasitas kecil atau pompa untuk operasional harian dan sump pump atau sludge pump. Daya listrik PLN memiliki keuntungan antara lain: Kebutuhan ruang minimum dan padat Konstruksi pemasangan lebih rendah dari pemasangan genset Mudah dipindahkan untuk pemeliharaan Tersedia beberapa variasi ukuran Untuk kebutuhan beban harian biaya operasional murah Kelemahan pada daya listrik PLN antara lain: Sering terjadinya gangguan supply Kuantitas tegangan tidak normal Untuk operasional pompa dengan tidak terus menerus biaya mahal Sensor Level Air (WLC) Sensor level air digunakan untuk mengaktifkan pompa dan merupakan komponen penting untuk mengontrol pompa. Ada beberapa tipe dari sensor level air, seperti antara lain: switch pelampung, switch merkuri, switch tekanan udara dan ultrasonic water level. Motor pompa dan mesin tidak boleh bekerja lebih dari waktu yang diijinkan untuk menghindari kerusakan Perencanaan Saringan Sampah Salah satu tujuan utama dari saringan sampah pada pompa adalah untuk melindungi bagian utama dari pompa seperti casing dan impeller dari TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 117

118 sampah ukuran besar dan material keras lainnya, seperti potongan kayu keras yang berpotensi merusak impeller pompa. Dalam hal ini masih diperbolehkan jika air mengandung sampah dalam ukuran yang kecil, seperti kantong plastik sejauh sampah tersebut tidak berpotensi merusak pompa. Oleh karena itu, fasilitas saringan pada pompa khusus diberikan untuk menyaring sampah berukuran besar Ada beberapa tipe saringan untuk menyaring sampah. Diantaranya saringan dengan tiang-tiang tegak (bar rack), saringan metal net mesh dengan rantai berpola rumit yang melintang saringan dengan sistem pembersih dan saringan tipe spesial, terdiri dari lempengan filter dari plastik yang memiliki bukaan berbentuk persegi dengan rantai berpola rumit yang melintangi saringan. Seperti yang dijelaskan diatas, jika ingin menyaring benda berukuran besar dan sedang seperti metal atau benda plastik, maka dianjurkan menggunakan saringan tipe bar rack. Saringan tipe bar rack terdiri dari frame, tiang-tiang saringan vertikal dan tiang horizontal sebagai struktur pengaman. Dua jenis saringan yang lain yaitu saringan metal net mesh dan saringan tipe spesial biasanya dipakai untuk menyaring sampah tidak hanya yang berukuran besar atau sedang tapi juga sampah yang berukuran kecil untuk mencegah sampah memasuki sistem pompa. Akan tetapi, tidak dianjurkan untuk menggunakan saringan metal net mesh dan saringan tipe spesial karena bentuk saringan yang rumit menyebabkan sulitnya membersihkan sampah yang tersangkut di saringan. Dalam operasional pompa pun bukan merupakan keharusan untuk menyaring sampah ukuran kecil, karena pompa masih dapat beroperasi terutama pompa jenis impeller. Kehilangan energi pada saringan sampah yang bersih merupakan fungsi dari kecepatan aliran dan bentuk serta jarak antara kisi-kisi saringan. Untuk TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 118

119 43,29 V²/2g menentukan kehilangan energi pada saringan sampah dapat digunakan gambar 2.40 dibawah ini: Kt = h 1.2 L/T = Definition sketch L T flow h = head loss through rack in m v = velocity at section without rack in m/s Kt = head loss coefficient Ar = area of bars area of section slightly rounded corners Ar (Sumber: Fellenius 1929 and Kirschmer 1926) Gambar 2.40 Kehilangan Energi pada Saringan Sampah Untuk menentukan kehilangan energi pada saringan sampah juga dapat menggunakan rumus O. Kirshmer sebagai berikut: Dimana: h r = Kehilangan energi akibat saringan sampah (m) = Koefisien bentuk kisi-kisi saringan sampah TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 119

120 s = Lebar kisi-kisi saringan sampah (m) b = Jarak bersih kisi-kisi saringan sampah (m) α = Sudut kemiringan saringan sampah ( o ) v = Kecepatan di saringan sampah (m/det) Untuk sistem pompa drainase atau banjir, biasanya digunakan saringan kasar yang terdiri dari pasangan batang vertikal yang terbaut dari besi baja. Jarak antar batang bervariasi tergantung ukuran pompa, dengan jarak minimum 3.5 cm (1,5 inchi). Menurut jenisnya terdapat 2 jenis trash rack yaitu : Tipe saringan permanen Tipe saringan tidak permanen, dapat diangkat Persyaratan teknis saringan dapat dilihat pada tabel dibawah ini: Faktor Desain Tabel 2.25 Persyaratan Teknis Saringan Pembersihan Pembersihan Cara Manual Secara Mekanik Kecepatan aliran lewat celah 0,3 0,6 0,6 1,0 (m.dt) Ukuran penampang batang Lebar (mm) Tebal (mm) Jarak bersih dua batang (mm) Kemiringan terhadap horizontal (derajat) Sumber : Perencanaan Bak Penangkap (Grit Chamber) Penangkap sedimen berfungsi untuk menangkap sedimen pada daerah aliran yang banyak mengandung sedimen layang maupun endapan dasar. Penangkap sedimen berbentuk bak dan digunakan untuk mencegah terjadinya kerusakan pompa akibat adanya sedimen dalam aliran. Bak ini direncanakan pada lokasi sebelum inlet menuju kolam penampung. Kunci dari pemisahan ini adalah mengendapkan pasir pada kecepatan horizontal TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 120

121 tetapi kecepatan tersebut tidak terlalu pelan sehingga bahan-bahan lain selain pasir tidak ikut mengendap. Persyaratan teknis bak pengendap dapat dilihat pada tabel dibawah ini: Sumber :... Tabel 2.26 Persyaratan Teknis Bak Pengendap Faktor Rencana Kriteria Keterangan Dimensi Kedalaman (m) 2-5 Panjang (m) 7,5 20 Lebar (m) 2,5 7 Rasio lebar / dalam 1 : 1 s/d 5 : 1 Rasio panjang / lebar 2,5 : 1 s/d 5 : 1 Kecepatan Aliran (m/dt) 0,6 0,8 Waktu detensi 1 5 menit Overhead Crane Overhead Crane merupakan salah satu kelengkapan yang harus ada pada stasiun pompa jika kapasitas pompa yang digunakan besar guna keperluan pemeliharaan pompa, selain alat pengangkat lainnya seperti monorails (rel tunggal gatung), jib (lengan pengangkat derek) maupun hoist (katrol penggerek). Overhead crane pada prinsipnya merupakan suatu alat yang berfungsi sebagai katrol yang berfungsi untuk menaikkan dan menurunkan muatan, menggeser, menahan muatan tetap diatas bila diperlukan dan membawa muatan ke tempat yang ditentukan. Terdapat beberapa macam tipe overhead crane antara lain EKKE (Single Girder, struktur girder terbuat dari box), ZKKE (Double Girder, struktur girder terbuat dari box), ELKE (Beam Single Girder, struktur girder terbuat dari beam), EKWE (Perpaduan Single dan Double Girder). Pada umumnya stasiun pompa yang biasanya menggunakan overhead crane tipe EKKE, ZKKE dan EKWE. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 121

122 Gambar 2.41 Macam Tipe Overhead Crane TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 122

123 BAB III PELAKSANAAN KONSTRUKSI POMPA 3.1. UMUM Beberapa ketentuan yang berkaitan dengan pelaksanaan konstruksi pompa, mengacu pada tata cara perencanaan sebagaimana dituangkan dalam Petunjuk tentang Pengelolaan Sistem Drainase Perkotaan Jilid II tentang Tata Cara Pelaksanaan Konstruksi Sistem Drainase Perkotaan, dimana diuraikan Ketentuan-Ketentuan seperti ketentuan umum, acuan-acuan pelaksanaan konstruksi, lingkup pelaksanaan konstruksi, sistem manajemen keselamatan dan kesehatan kerja (SMK3), partisipasi stake holder; Tahap dan Metode Pelaksanaan Konstruksi seperti persiapan dan gambar desain, persiapan lapangan, persiapan bangunan kantor dan cabang (direksi keet), pengukuran peil, mobilisasi peralatan dan tenaga kerja, pembersihan lahan, pengukuran dan pemasangan bouwplank, pelaksanaan sistem dewatering, pekerjaan struktur bangunan air, pekerjaan beton, pekerjaan pemasangan saluran drainase pracetak, pekerjaan mekanikal dan elektrikal, pelaksanaan uji coba; Manajemen Konstruksi seperti lingkup pengendalian, pengendalian kualitas, pengendalian kuantitas, pengendalian waktu, pengawasan supervisi, cara pengerjaan pengawasan. Hal-hal lain yang tidak diatur pada Petunjuk tentang Pengelolaan Sistem Drainase Perkotaan Jilid II tentang Tata Cara Pelaksanaan Konstruksi Sistem Drainase Perkotaan dapat mengacu kepada Tata Cara Perencanaan, Pelaksanaan, Operasi dan Pemeliharaan Sistem Pompa PEKERJAAN SIPIL Untuk pekerjaan Sipil pada pelaksaan konstruksi rumah pompa antara lain: 1) Penyelidikan Tanah Penyelidikan tanah dilapangan dibutuhkan untuk data perancangan pondasi bangunan pompa. Penyelidikan tanah tersebut untuk mengetahui jenis, sifat dan karakteristik tanah setempat dimana pompa akan dibangun. Parameter TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 123

124 mekanika tanah (physical and engineering properties) yang digunakan mengikuti standar yang berlaku. Penyelidikan lokasi, karakteristik, dan kuantitas material timbunan diperlukan sebelum pelaksanaan pembangunan rumah pompa dan kelengkapannya. 2) Pekerjaan Tanah Lingkup pekerjaan dari pekerjaan tanah adalah sebagai berikut: - penggalian untuk pondasi dan sum pit pada rumah pompa; - penggalian outlet air buangan; - pengurgan tanah untuk area reklamasi; - pemadatan tanah; - pembersihan dan penggalian tanah lapis atas di area tanggul; - pekerjaan pengisian tanah untuk pembuatan tanggul; Sebelum memulai pekerjaan tanah, kontraktor harus mengajukan suatu metode kerja yang komprehensif kepada wakil pemberi kerja yang terdiri dari aspek di bawah ini: - peralatan yang digunakan dalam jumlah dan kapasitas; - metode pergerakan/manuver alat; - metode pelaksanaan penggalian; - metode pengisian, pembentukan, dan pemotongan sesuai dengan kondisi awal lokasi, garis, level, kemiringan, dan dimensi-dimensi yang terdapat pada gambar atau sesuai yang ditentukan oleh wakil pemberi kerja; - metode dewatering; - metode untuk penopang dalam menggunakan bracing kayu/ besi atau steel sheet pile atau sheet pile beton, dengan penguat/ pengait (stiffness) angkur penambat dan lain-lain termasuk pembongkaran setelah selesai; - metode penumpukan dan pembuangan material; - pengadaan seluruh akses sementara, jalan pengalih, dan saluran-saluran; - metode penanganan dan pengangkutan material galian. - Sebelum mulai pekerjaan tanah, kontraktor harus mendapatkan, persetujuan dari wakil pemberi kerja mengenai metode dan sistim yang digunakan. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 124

125 Pekerjaan galian tanah sekurang-kurangnya mengatur: pekerjaan penggalian tanah, pekerjaan dewatering, pemeliharaan stabilitas lereng, pengangkutan tanah, pengisian tanah di area reklamasi, spesifikasi tanah yang dapat digunakan untuk pekerjaan konstruksi, metodologi pemadatan, serta kontraktor harus mengukur posisi vertical dari lapisan timbunan dan melakukan pemantauan penurunan dan tekanan air pada lapisan tanah dibawah area reklamasi. 3) Pekerjaan Beton dan Pekerjaan Pemancangan Tiang pada Rumah Pompa. Pekerjaan beton pada sump pit dan bangunan atas rumah pompa, dapat dibuat dengan konstruksi beton. Pembuatan struktur beton dilaksanakan dengan mengacu NI-2 Peraturan Beton Bertulang Indonesia (PBI) 1997 dan NI-3 Peraturan Umum untuk Bahan Bangunan Indonesia. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pekerjaan pemancangan tiang pada rumah pompa antara lain: - Pekerjaan ini meliputi pekerjaan tiang, termasuk pengadaan, pemancangan, dan kegiatan lain yang dibutuhkan setelah pemancangan tiang beton prategang dan spun pile pra tegang yang membentuk tembok penahan (retaining wall) pada daerah reklamasi; - Kontraktor harus menyediakan metodologi pemancangan sebelum mulai bekerja; - Dalam spesifikasi teknik sekurang-kurangnya mengatur: persyaratan tiang, Pabrikasi tiang, Penyimpanan, penanganan, dan pengangkutan tiang, metodologi pemancangan, Toleransi dalam pemancangan, Penolakan pekerjaan tiang, Pengujian tiang, dan Pembayaran. 4) Pekerjaan Pemancangan Sheet Pile Beton Pekerjaan sheet-pile ini termasuk Prestressed Corrugated Concrete Sheet Piles (PCCSP) untuk membentuk tembok penahan pada area sump pit rumah pompa maupun timbunan sekitar rumah pompa. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 125

126 Spesifikasi teknis pekerjaan ini sekurang-kurangnya mengatur: Persyaratan tiang, dokumen-dokumen yang harus diajukan sebelum pelaksanaan (meliputi Prosedur pemancangan, Quality control pabrikan precast, Gambar kerja, Metodologi, Laporan test, dan Sertifikat), Jaminan kualitas, metodologi Pengiriman, penyimpanan dan penanganan, Peralatan serta cara pembayaran) 5) Pekerjaan Struktur Baja Pekerjaan di dalam spesifikasi ini mengacu pada SNI mengenai Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung atau SNI lain yang memadai dan harus mencakup pengadaan material, tenaga kerja dan pemasangan serta pelaksanaan konstruksi baja, yang berhibungan dengan balok baja, dan struktur rangka yang sesuai dengan gambar. Pekerjaan termasuk pengadaan material, tenbaga kerja, dan peralatan yang diperlukan untuk melaksanakan seluruh pekerjaan fabrikasi dan pemasangan dari struktur baja. Material harus memenuhi ketentuan yang disebutkan disini. Semua baut harus dibuat dari baut baja mutu tinggi (High strength Bolt). Pekerjaan lubang baut untuk sambungan, angkur, support, bracing, dan segala pekerjaan lain yang dilaksanakan meskipun tidak dinyatakan secara jelas di dalam item pekerjaan di Rencana Anggaran Biaya harus termasuk di dalam harga satuan kontraktor. Spesifikasi teknis pekerjaan ini sekurang-kurangnya mengatur: Standar acuan, Prosedur umum (Sampel dan Mill Testing, Gambar kerja, Pemeriksaan dan test, penanganan dan penyimpanan material, Prosedur pemasangan, Persyaratan material, Pelaksanaan pabrikasi (Persyaratan untuk bengkel kerja baja, Spesifikasi pengelasan, Material pengelasan, Pengelasan konstruksi, Sambungan join, Pengujian dan inspeksi, dan Pengangkutan ke lokasi), Persyaratan konstruksi (Instalasi, Pelapisan / pengecatan untuk perlindungan, Standar acuan Pemasangan struktur baja, Prosedur umum pemasangan struktur baja, Pengangkatan, persyaratan Kondisi lingkungan, Ketentuan untuk Pemasangan, Pemasangan baut, Pekerjaan pelapisan galvanis, Pengecatan dan inspeksi), hingga persyaratan material yang dipakai. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 126

127 6) Pekerjaan Metal dan Logam Lain Pekerjaan dalam spesifikasi ini terdiri dari penyediaan tenaga kerja, material dan kinerja dari seluruh pekerjaan yang dibutuhkan untuk memasang pekerjaan baja atau logam lain dengan hubungannya pada non-struktural dan arsitektural sesuai dengan yang diindikasikan pada gambar. Pekerjaan ini harus mencakup (namun tidak terbatas pada) hal-hal berikut: - Baut angkur; - Baut, mur dan ring; - rails; - Kisi kisi logam eksterior; - Penggantung dan atau tumpuan dari ceiling frame, tambatan untuk pencahayaan, saluran, pemadam api; - valley flashing / Eaves fascia; - dan lainnya yang dispesifikasikan pada gambar. 7) Angkur Spesifikasi teknis pekerjaan ini sekurang-kurangnya mengatur: Spesifikasi produk dengan nilai kualitas dan karakteristik fisik untuk tulangan penyambung, Kuat tarik perlu (maksimum) dan kuat tarik ijin (jangka panjang), untuk angkur. Tulangan penyambung/dowel, metodologi Pelaksanaan, Test Angkur, dan Pengukuran dan pembayaran. 8) Pekerjaan Water Proofing Pekerjaan ini termasuk pengadaan material, tenaga kerja, peralatan, dan pemasangan sistim waterproofing pada tempat yang terdapat pada gambar. Pekerjaan waterproofing dilaksanakan pada atap dak beton rumah pompa dan pada lantai ruang genset. Yang termasuk dalam item pekerjaan waterproofing adalah termasuk di bawah ini: - waterproofing horizontal (pada slab) dan vertikal (pada dinding); - mengisi celah yang ada dengan material tahan air; - memasang kerah, klem, ring, dan material lain sejenis untuk pipa, konduit, atau bagian-bagian struktur; TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 127

128 - penetrasi; - pelaksanaan struktur beton yang mungkin memerlukan lapis tahan air dengan kontak langsung ke tanah atau lingkungan; Spesifikasi teknis pekerjaan ini sekurang-kurangnya mengatur: gambar kerja, Material, Ketentuan konstruksi (Pemasangan, Perlindungan, Garansi dan Quality Control lapangan). 9) Pekerjaan Water Proofing Sistem Cair (Fluid Applied Water Proffing) Pengadaan material, dan pemasangan waterproofing sistim cair hanya untuk permukaan yang tidak memiliki kontak langsung dengan tanah. Spesifikasi teknis pekerjaan ini sekurang-kurangnya mengatur: Lingkup Pekerjaan, Acuan, Dokumen-dokumen yang harus diajukan, Kondisi lapangan, Pelaksanaan dan Quality Control Lapangan. 10) Pekerjaan Perpipaan dan Drainase Pekerjaan ini meliputi pengadaan seluruh detail disain, pengadaan material, tenaga kerja, peralatan dan perkakas untuk pekerjaan pipa suplai air bersih, air kotor, sewage dan drainase di area kompleks rumah pompa. Pekerjaan harus meliputi seluruh tambahan pekerjaan akibat dari pekerjaan tidak terduga yang dilaksanakan untuk memastikan bahwa seluruh sistim dapat berfungsi dengan maksimal, meskipun tidak secara spesifik disebutkan di dalam kontrak atau rencana anggaran biaya. Spesifikasi teknis pekerjaan ini sekurang-kurangnya mengatur: Lingkup pekerjaan, standar acuan, Pengajuan dokumen, Perijinan, Standar kualitas, Material, Sampel, Pekerjaan pipa, gate dan valves, Material pipa, valve dan alat-alat penyambung, Pompa dan Panel Kontrol, Sumber tenaga, Tangki penyimpanan air, Sistim Sterilisasi, Sistim perpipaan air kotor dan limbah padat, Perangkap/Strap, Instalasi air hujan, Pemeliharaan, garansi dan suku cadang, Standar Pekerjaan, Pendukung dan penyemat, Pengecatan, Identifikasi pipa, serta Testing dan komisioning. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 128

129 3.3 PEKERJAAN MEKANIKAL Pekerjaan mekanikal sistem pompa terdiri dari kegiatan berikut: A. Pompa utama a. Pemasangan over head crane dan real beam; b. Pemasangan pipa hisap (Column pipe) pipa saluran buang, ADC, guide pipe dan kelengkapan lainnya; c. Pemasangan valve : (butterfly valve, flap valve dll); d. Pemasangan pompa drainase; e. Pemasangan reducing gear (roda gigi perubah putaran); f. Pemasangan guide ribe jika diperlukan; g. Pemasangan penggerak pompa (motor bakar, turbin, motor listrik). Catatan: untuk pompa tipe axial, mixed dengan tipe submersible, pompa dan motor listrik terpasang menjadi satu kesatuan dan diletakkan di dalam pipa kolom (coloumn pipe) B. Pompa penguras a. Pompa lumpur umumnya menggunakan tipe submersible; b. Pemasangan pipa buang, valve dan kelengkapannya lainnya; c. Pemasangan ADC / pump discharge elbow; d. Pemasangan guide pipe; e. Pemasangan pompa penguras. C. Saringan sampah dan kelengkapannya a. Pemasangan saringan sampah kasar; b. Pemasangan saringan sampah halus. D. Pembersih sampah motoris a. Pemasangan conveyor; b. Pemasangan alat pembersih sampah dan kelengkapannya; c. Pemasangan kabel daya. E. Peralatan bantu (pemasangan pintu air) a. Pemasangan base frame dan rail frame b. Pemasangan daun pintu c. Pemasangan spindle (as roda gigi) d. Pemasangan support e. Pemasangan roda gigi transmisi TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 129

130 f. Pemasangan penggerak pintu dari motor atau manual g. Pemasangan panel pintu: untuk pintu air yang menggunakan penggerak motor listrik Persyaratan mekanik dan standar pengerjaan untuk mesin dan cara pemasangannya akan disesuaikan dengan kondisi dan keperluan. 1) Standar pengerjaan Pekerjaan harus dilaksanakan secara rapi, berurutan dan dengan prinsip pengerjaan yang baik pada umumnya. Dalam hal terdapat ambiguitas dimensi atau ketidaksesuaian pada gambar atau spesifikasi, urutan mulai dari nomor 1. Spesifikasi teknis antara lain meliputi ; Gambar; Dokumen lain dalam kontrak. 2) Gambar-gambar pekerjaan mekanikal Penyedia jasa konstruksi harus melaksanakan pekerjaan mekanikal sesuai dengan gambar yang ditandai (disetujui) oleh pemberi kerja. Pada gambar-gambar ini tidak boleh ada perubahan yang dibuat tanpa persetujuan tertulis dari pemberi kerja. Detail gambar kerja konstruksi diizinkan dengan skala 1:50, 1:20, 1:10, 1:5, 1:2 dan 1:1 termasuk semua komponen dan koneksi, rincian saluran serta semua tambahan lain yang pernah berlaku. 3) Tanggung jawab Jika penyedia jasa konstruksi berpendapat bahwa terdapat hal, instruksi atau perubahan dari manajemen yang dirasa tidak meyakinkan, ia akan memberikan pernyataan tertulis sebelum dimulainya pekerjaan. Setelah itu, manajemen akan memutuskan bagian dari instalasi yang akan diubah. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 130

131 Persetujuan gambar dan/atau perhitungan dari pemberi kerja tidak akan mengurangi tanggung jawab penyedia jasa konstruksi. Ia akan tetap bertanggung jawab atas hasil akhir pelaksanaan pekerjaan sesuai dengan dokumen-dokumen tender. 4) Pengadaan unit pompa Unit pompa yang diberikan oleh penyedia jasa konstruksi adalah termasuk vertikal kolom pipa baja, fitting flanges dan sebagainya, harus sesuai dengan apa yang terdapat pada gambar tender dan spesifikasi teknis. Pada beberapa dokumen lelang dapat dimungkinkan detail pompa dan strukturnya belum digambarkan dengan sangat detail dalam spesifikasi teknisnya, sehingga penyedia jasa konstruksi/suplier diharuskan mengajukan penawaran/tender dengan memberikan deskripsi lengkap dan data sheet yang lengkap serta rencana untuk desain engineering detail. Pada saat pelaksanaan data sheet pompa ini harus disetujui oleh pemberi kerja sebelum proses manufaktur dimulai. Prosedur yang harus diikuti oleh penyedia jasa konstruksi/ suplier dalam pengadaan pompa antara lain: Penyedia jasa konstruksi/suplier agar menyiapkan lembar data teknis untuk seluruh bagian pompa beserta assesoris kepada pemberi kerja untuk mendapatkan persetujuan sebelum proses manufaktur dimulai; Data sheet tidak terbatas pada merk, tipe, lokasi pabrik, data elektrik, data mekanik dan performance chart; Penyedia jasa konstruksi/suplier harus menyiapkan shop drawing, yang mengindikasikan pengukuran detail, proses produksi, finishing, berat total dan posisi terpasang sehubungan dengan kondisi lapangan; Segera setelah pompa terkirim di lapangan, harus dilaksanakan inspeksi visual yang dilaksanakan untuk memastikan bahwa seluruh ketentuan dalam technical data sheet dipenuhi. Visual inspeksi harus TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 131

132 disaksikan oleh wakil pemberi kerja. Laporan inspeksi ditanda tangani oleh semua pihak. Catatan : Pihak penyedia jasa konstruksi diharuskan memilih pompa dan peralatan mekanikal elektrikal lainnya yang berasal dari vendor yang memiliki workshop yang berada di kota/ibukota propinsi dan atau yang memiliki workshop di kota lain yang terdekat dengan layanan purna jual yang baik dan lengkap untuk perbaikan. 5) Pekerjaan konstruksi kolom shaft dan pipa buang Penyedia jasa konstruksi harus mengikuti prosedur berikut dalam pelaksanaan konstruksi kolom shaft dan pipa buang: Penyedia jasa konstruksi harus menyiapkan shop drawing, yang mengindikasikan pengukuran detail, proses produksi, finishing, berat total, posisi terpasang sehubungan dengan kondisi lapangan; Pada waktu pemasangan, pada ujung atas kolom pipa harus terdapat stopper yang menahan berat pompa pada base plate. Bagian ini harus mampu menahan berat pompa beserta vibrasi yang terjadi pada saat pompa beroperasi; Kolom pipa harus didukung oleh plat dasar dengan ketebalan minimum 50 mm dan di angkur ke lantai oleh minimum 4 buah angkur stainless steel; Di atas kolom pipa harus dipasang blind flens/flens penutup yang dapat dibongkar yang ditumpu oleh engsel untuk beban besar untuk membuka kolom shaft pada saat pompa akan diangkat keluar atau masuk; Pada titik belok dari shaft kolom ke pipa buang harus dipasang joint flens yang dipasang dengan quick release joint agar sambungan dapat dibuka dengan mudah; Pipa buang dan katup buang harus disambung dengan sambungan flens; TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 132

133 Engsel dan as putar dari katup daun harus mampu menahan tekanan air dari pipa buang. Katup daun dipasang miring dengan sudut 150 untuk mendapatkan tekanan hidrolik yang baik; Penyedia jasa konstruksi harus melaksanakan seluruh pekerjaan pengelasan (detail pekerjaan pengelasan pada poin 6) dan harus lolos pengujian dengan NDT X Ray inspection. 6) Pekerjaan pengelasan Pengelasan harus dilakukan oleh ahli yang terampil, tukang las yang memiliki ijazah lokal atau bersertifikat Internasional Institute for Welding Technique. Dimana dalam pekerjaan pengelasan hal-hal yang perlu menjadi perhatian sebagai berikut: a. Elektroda dan penambahan bahan harus sesuai dengan peraturan mengenai hal tersebut. Elektroda harus dalam kondisi sangat baik dan harus bersih, kering dan tidak rusak. Elektroda harus disimpan sesuai dengan pedoman dari pemasok. b. Tepi-tepi las harus mulus, tanpa burr, retak dan sebagainya. Di bagian depan sisi pembukaan harus bulat. c. Sisi las dan materi di sekitar langsung mereka harus bersih, kering, bebas lemak, cat karat bebas dan gratis. Pemindahan cat atau karat mungkin hanya dilakukan secara mekanis. d. Pelapisan las harus dalam kualitas setara dan komposisi las akhir harus sempurna. e. Diameter elektroda untuk lapisan pertama las sudut adalah 4 mm. Pengelasan akhir harus hati-hati agar distorsi dan ketegangan internal dapat dicegah; f. Bagian-bagian yang terhubung harus disesuaikan sebelum pengelasan dan tidak bergerak selama pengelasan; g. Pengelasan harus dijalankan mengikuti panduan yang tepat. Penghapusan kerak dari setiap pengelasan wajib menggunakan alat teknik mekanis. Spatters las harus dibuang setelah selesai pengelasan; TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 133

134 h. Semua pengelasan harus dilakukan terus-menerus dan di sekeliling sambungan; i. Setiap las sambungan tidak boleh ada kesalahan, retakan dan ketidaksempurnaan lain yang dapat menyebabkan retak, serta lekukan tajam dan takik; j. Las harus bebas dari takik, lubang pembakaran dalam takik, porositas, lubang gas, saluran gas, terak lampiran, trek terak dan kotoran yang disebabkan oleh perlakuan, oksidasi bahan atau kerusakan mekanis; k. Sambungan strip tambahan yg tak penting harus dibuat dari bahan yang sama seperti bagian-bagian yang akan dilas. Sambungan strip harus digerinda dengan hati-hati. Las yang dirawat harus bebas dari retak alur atau takik; l. Bagian-bagian yang dirakit di lokasi sebelum proses galvanisasi harusnya hanya disambung sementara dari pabriknya; m. Pihak pemberi kerja dapat meminta dokumen rencana pekerjaan pengelasan untuk bagian-bagian utama. Rencana pengelasan ini harus diajukan paling lambat satu minggu sebelum dimulainya pengelasan. Aspek-aspek berikut ini harus disertakan dalam rencana pengelasan: - Cara dan urutan pekerjaan pengelasan, bahan-bahan serta alat yang akan digunakan; - Metode pengelasan, informasi tentang peralatan dan penggunaan alat pelindung; - Jenis dan ketebalan elektroda dan/atau kawat yang akan digunakan; - Jenis dan cara pretreatment dari sisi yang akan dilas; - Langkah-langkah yang diambil untuk menempatkan instalasi yang sudah dilas dengan cara yang benar setelah pengelasan; - Cara penyambungan; - Cara Preheating; - Prosedur pemeriksaan selama pengelasan; - Prosedur pemeriksaan setelah pengelasan; TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 134

135 - Perawatan setelah pengelasan. 7) Pekerjaan galvanis celup panas Galvanis celup panas harus dilaksanakan sesuai dengan Standar Internasional. Ketebalan lapisan zinc harus setidaknya 80 mikron. Spesifikasi teknis pekerjaan ini antara lain mengatur tentang: pelaksanaan pekerjaan galvanis, penampungan di lapangan, kerusakan dan perlakuan setelah proses celup panas galvanis. 8) Pekerjaan pengadaan dan pemasangan overhead travelling crane Penyedia jasa konstruksi harus mengadakan, memasang dan mencoba terlebih dahulu unit overhead crane (elektrik/manual) dengan memperhatikan ketentuan berikut: - Gambar overhead travelling crane seperti terdapat dalam dokumen tender hanya dimaksudkan sebagai referensi untuk keperluan pemasukan penawaran/tender. Pada saat pelaksanaan penyedia jasa konstruksi harus mengajukan detail disain yang menunjukkan fungsi peralatan, mudah dipakai dan bermanfaat untuk operasi dan pemeliharaan pompa dan peralatan lainnya serta seluruh perhitungan dan gambar untuk sistem overhead tersebut secara keseluruhan mendapat persetujuan dari wakil pemberi kerja. - Untuk kemudahan dalam perawatan pada masa datang, penyedia jasa konstruksi harus mengajukan sistem overhead crane dari produsen/merek yang sama untuk setiap unit tersebut. Penyedia jasa konstruksi harus mengikuti prosedur-prosedur berikut selama proses pengadaan: - Penyedia jasa konstruksi menyiapkan detail laporan berisi lembar data teknis dari crane dan seluruh aksesoris dan seluruh bagian kepada wakil pemberi kerja untuk mendapatkan persetujuan. Data sheet termasuk tapi tidak terbatas pada merek, tipe, lokasi pabrik, data elektrik, data mekanik dan performance sheet; TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 135

136 - Penyedia jasa konstruksi juga harus melaksanakan perhitungan struktur untuk sistem girder dan portal; - Penyedia jasa konstruksi harus menyediakan shop drawing yang berisi detail pengukuran, proses produksi, finishing, berat total, posisi terpasang terkait dengan kondisi aktual struktur rumah pompa; - Pada saat overhead crane terkirim ke lokasi proyek maka harus dilaksanakan pemeriksaan visual (visual inspection) yang dilaksanakan bersama antara penyedia jasa konstruksi dan wakil pemberi kerja. - Laporan hasil pemeriksaan ini harus ditandatangani oleh kedua belah pihak (penyedia jasa konstruksi dan wakil pemberi kerja). 9) Spesifikasi Peralatan Mekanik Spesifikasi teknis pekerjaan ini sekurang-kurangnya mengatur : Spesifikasi pompa, ketentuan umum mengenai media air, elevasi operasi pompa, detail spesifikasi untuk pompa dan elektromotor, plat nama, prosedur pengadaan pompa, detail spesifikasi untuk kolom pipa, detail spesifikasi pipa buang, detail spesifikasi flap valve, konstruksi kolom shaft dan pipa buang, pengecatan, material penyaring sampah, detail spesifikasi penyaring sampah, rak pengangkat, overhead travelling crane, overhead crane di ruang genset, overhead crane barscreen/inlet area, manual operation, crane struktur, pendukung crane, pengecatan, pemeriksaan dan test, stop logs, pembangkit listrik mesin diesel, dan buku manual operasi dan tool set PEKERJAAN ELEKTRIKAL SISTEM POMPA A. Peralatan elektrikal dan kelengkapannya Apabila peralatan elektrikal akan dipasang, hal yang perlu diperhatikan dan perlu dimengerti oleh perencana adalah pemilihan peralatan elektrikal yang sangat sesuai dengan fasilitas yang akan dibangun. Hal-hal yang diperlukan dalam menentukan peralatan elektrikal adalah: - Keandalan peralatan elektrikal dengan kwalitas baik - Sederhana dan mudah dalam pengoperasian sistem TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 136

137 - Aman digunakan - Mudah pemeliharaan - Biaya pemasangan tidak mahal - Harga operasi tidak tinggi Pekerjaan elektrikal sistem pompa drainase meliputi: B. Genset a. Pemasangan sock isolation (rabber atau spring); b. Pemasangan genset dan radiator; c. Pemasangan pipa gas buang, silencer dan kelengkapannya; d. Pemasangan air ducting; e. Pemasangan instalansi pipa bahan bakar dan tangki harian; f. Pemasangan baterry untuk start dan kelengkapannya; g. Pemasangan pertanahan genset; h. Pemasangan kabel output. C. Supply dari PLN a. Pemasangan tiang JTR/JTM; b. Pemasangan kabel JTR/JTM; c. Pemasangan trafo dan kelengkapannya; d. Pemasangan box panel dan kelengkapannya; e. Pemasangan KWH meter dan NFB; f. Pemasangan panel distribusi main Distribution Panel (MDP) dan kelengkapannya; g. Pemasangan rak kabel dan kelengkapannya; h. Pemasangan kabel distribusi; D. Pemasangan panel swicth gear dan kelengkapannya a. Panel; b. Busbar; c. Circuit breaker (VCB, ACB, MCCB dll); d. Disconnecting switch (DS); e. Trafo tegangan/ trafo arus; f. Meter-meter; g. Proteksi; TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 137

138 h. Lampu indikator; i. Grounding; j. Pengkabelan dan terminal; k. Lampu penerangan. E. Pemasangan panel change over switch (COS) a. Panel; b. Busbar; c. Change over switch (COS); d. Lampu indikator; e. Meter-meter; f. Grounding; g. Pengkabelan dan terminal; h. Lampu penerangan. F. Pemasangan panel pompa a. Lemari panel; b. Auxiliary relay; c. MCCB; d. Meter-meter; e. Selector switch; f. Push button; g. Lampu indikator; h. Flag indicator; i. Grounding; j. Pengkabelan dan terminal; k. Lampu penerangan. G. Pemasangan panel start pompa a. Lemari panel; b. Busbar; c. Rangkaian start pompa; d. Proteksi pompa; e. Meter-meter; f. Lampu indikator; g. Flag indicator; TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 138

139 h. Push button; i. Grounding; j. Exhaust fan; k. Lampu penerangan; l. Pengkabelan dan terminal. H. Pemasangan main distribution panel (MDP) a. Panel; b. Busbar; c. MCCB; d. PT/CT; e. Change over switch (COS); f. Meter-meter; g. Lampu indikator; h. Selector switch; i. Grounding; j. Pengkabelan dan terminal. I. Pemasangan instrumen panel a. Panel; b. Auxiliary relay; c. Flag indicator; d. Transducer; e. Terminal; f. Arrester; g. Grounding; h. Pengkabelan; i. Lampu penerangan. J. Pemasangan panel battery charger dan kelengkapannya; K. Battery control a. Rak battery; b. Sel Battery; c. Meter-meter; d. Pengkabelan. L. Pemasangan peralatan instrument TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 139

140 a. Box panel; b. Water Level Control (WLC) type probe atau ultrasonic dan kelengkapannya; c. Conventer; d. Power supply; e. Meter elevasi (digital atau analog); f. Arrester; g. Grounding; h. Pengkabelan. M. Pemasangan peralatan penangkal petir dan pertanahan a. Penangkal petir tipe electrostatic atau tipe red; b. Kabel conductor BC; c. Terminal; d. Pertanahan tipe mesh, red atau plate. N. Instalasi rumah pompa terdiri dari berikut ini: - Penyambungan daya/power antara generator utama melalui switchboard utama rumah pompa; - Penyuplai daya/power supply yang berdiri sendiri yang terdiri dari generator listrik (perlu juga disiapkan generator untuk cadangan). Generator set tersebut harus berkapasitas cukup untuk mendorong unit pompa utama untuk memompa air sesuai dengan debit banjir yang akan dipompakan dan pasokan daya tambahan untuk penerangan, utilitas dan sebagainya; - Titik penyambungan generator bantu tambahan dilaksanakan dengan melalui switchboard; - Sambungan daya PLN diatur sedemikian sehingga generator bantu tambahan tersebut berfungsi sebagai cadangan penyedia daya listrik untuk instalasi penerangan dan peralatan bantu (crane, exhaust fan, pompa air, dll) ketika listrik mati/terputus melalui panel COS (change over switch); - Sebuah switchboard utama untuk pompa digunakan untuk mendistribusikan dan mengontrol daya listrik lima buah pompa submersible dan peralatan. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 140

141 Penting: Berdasarkan desain yang ada, tidak diijinkan untuk menghubungkan penyedia daya/power supply genset dan supply pompa dan genset emergency paralel, dengan supply dari PLN. Spesifikasi teknis pekerjaan ini sekurang-kurangnya mengatur: Standar pengerjaan, gambar-gambar dan lembar perhitungan, sambungan daya listrik tambahan dari PLN, pembumian dan penyeragaman tegangan, sistem penangkal petir dan perlindungan terhadap loncatan voltase, peralatan, pelatihan/training untuk operator, dan test penerimaan. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 141

142 BAB IV UJI LAPANGAN (Test Commisioning) dan PELATIHAN 4.1. PENDAHULUAN Uji lapangan (Test Commisioning) adalah merupakan bagian dari pelaksanaan konstruksi sistem rumah pompa, pelaksanaan pengujian dan kajian terhadap konstruksi bangunan (pekerjaan sipil) dan peralatan mekanikal dan elektrikal (M&E) dengan melakukan pengamatan, pengujian dan pengukuran langsung di lapangan (sipil), pengujian di pabrik maupun di lapangan (M&E), serta pengujian operasional sistem pompa sebelum hasil pekerjaan konstruksi dan instalasi diserahkan kepada pengguna jasa pada saat Final Hand Over (FHO). Instrumen pengujian yang akurat dan handal harus dipastikan sebelum memulai pengujian. Kemampuan petugas dalam melaksanakan pengujikan harus diperhatikan. Pelaksanaan pengujian diperlukan untuk mendapatkan data yang akurat dan terpercaya. Tingkat kesalahan dalam akurasi data harus dalam toleransi dan fluktuasi yang dibuat oleh pabrikan dan SNI. Pengujian awal dapat diukur dengan melihat: a. Head total pompa b. Debit pompa c. Kecepatan aliran air d. Daya energi yang digunakan untuk pompa 4.2. PENGUJIAN DI STASIUN POMPA Pompa sebaiknya dilakukan pada sejumlah uji kelayakan termasuk uji pabrikan dan uji model untuk memastikan operasi pompa bekerja secara benar. Prosedur dan Metode Pengujian Pabrik dan Uji pompa di lapangan dilaksanakan sesuai dengan persyaratan SNI 7518:2009. Pengujian untuk kerja pompa sesuai SNI 7518:2009 adalah, lulus uji dengan titik garansi (lihat gambar 2.43), yang sudah ditentukan, desain pabrikan pompa harus memenuhi persyaratan toleransi yang tercantum dalam Tabel 2.27: TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 142

143 a. Kelas 1 Pengujian untuk kerja pompa yang mempunyai ketelitian lebih tinggi. Ketelitian Pump Total head, m lebih tinggi dalam artian menggunakan alat ukur dan peralatan uji yang memenuhi persyaratan toleransi yang disebut sebagai kelas 1 pada tabel 2.27 b. Kelas 2 Pengujian untuk kerja pompa yang mempunyai ketelitian lebih rendah. Ketelitian lebih rendah dalam artian menggunakan alat ukur dan peralatan uji yang memenuhi persyaratan toleransi yang disebut sebagai kelas 2 pada tabel Tabel 4.1Toleransi lulus uji Besaran Simbol Kelas 1 % Kelas 2 % Debit Q + 4,5 + 8 Tinggi Total H Efisiensi ƞ Sumber SNI 7518: IH. HG Titik garansi HG - t0. QG + t0. QG - th. HG H (Q) ng + tn. ng n (Q) 0 0 Q G Volume flow rate, m³/s Sumber SNI 7518:2009 Gambar 4.1 Verifikasi titik garansi kapasitas, tinggi total dan efisiensi TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 143

144 Keterangan: H = Tinggi Total (m) Q = Debit (m 3 /detik) H G = Tinggi total pada titik garansi (m) Q G = Debit pada titik garansi (m 3 /det) t Q = Toleransi kapasitas (%) t H = Toleransi tinggi total (%) t ƞ = Toleransi efisiensi (%) ƞg=titik Garansi Efisiensi (%) Hal-hal awal yang perlu diperhatikan Akurasi dan keandalan dari uji lapangan tergantung pada: a. Memastikan operasi pompa bekerja secara benar b. Memastikan efisiensi pompa di rumah pompa c. Mengecek supply daya d. Mengecek kinerja pompa e. Pemasangan pompa, yang mempunyai kinerja baik dengan uji lapangan tertentu dengan menggunakan kalibrasi instrumen pengujian yang sesuai f. Instrumen pengujian yang handal dan presisi g. Pemasangan yang tepat dari instrumen pengujian h. Petugas yang bertanggung jawab dan mampu untuk melaksanakan pengujian Pengujian Pengujian kinerja pompa seharusnya dibuat pada kondisi maksimum, ratarata dan minimum total dynamics heads yang disarankan oleh perencana. Informasi yang dibutuhkan untuk pengujian kinerja secara umum adalah sebagai berikut: A. Menyiapkan formulir untuk pengujian yang berisi: a. Nama alat yang akan diuji b. Materi pengujian TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 144

145 c. Standar yang akan ditetapkan d. Batasan pengukuran e. Toleransi yang diijinkan f. Hasil pengujian Formulir diatas dibuat untuk: a. Individual test b. Comissioning test I c. Comissioning test II B. Penyiapan data umum Penguji pompa sebaiknya mencatat informasi berikut sebelum tahapan test dilaksanakan: a. Tanggal b. Lokasi c. Nomor test d. Nama petugas yang melakukan pengetesan e. Nomor identifikasi pompa, jika tersedia C. Pengujian head pompa Pengukuran head yang berikut ini dibuat untuk mengecek kesesuaian: a. Head pada tekanan standar atmosfir b. Gauge head c. Nomor uji d. Total dynamics head pada saat maksimum, rata-rata dan minimum D. Pengujian kapasitas Pengujian kapasitas termasuk menghitung: a. Volume pada unit penampungan b. Kecepatan aliran (volume/waktu) E. Pengujian sumber daya Parameter berikut ini dibutuhkan untuk pompa dengan kombinasi sebagai berikut: a. volts (unloaded) b. volts (loaded) c. Arus listrik yang terukur, termasuk arus start d. 100% dari load current penuh TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 145

146 e. Faktor penyesuaian (kalibrasi) f. Faktor daya F. Pengujian kurva kinerja Kinerja pompa adalah fungsi dari variabel-variabel berikut seperti: a. Total dynamic head b. Brake power c. Net positive suction head d. Effisiensi pompa Pengujian kinerja yang dilakukan untuk pengukuran variabel-variabel diatas dilakukan pada rentang aliran dengan kecepatan rata-rata. G. Pengujian melalui pengamatan lapangan Pengamatan lapangan dari pompa adalah bagian dari prosedur pengujian dan penting untuk memastikan peletakan yang sepatutnya dari pompa. Hal-hal berikut ini biasanya termasuk diamati: a. alignment of pump and driver b. arah dari putaran pompa c. koneksi pompa dengan sumber daya listrik d. operasi dari stuffing boxes dan sistem lubricant e. wearing ring clearance H. Pengujian tekanan hydrostatic Pengujian-pengujian ini normalnya lebih dilakukan oleh pabrikan daripada di pemasangan pompa. Setiap bagian pompa harus mampu beroperasi pada tekanan hydrostatic yang dijaga sedikitnya 5 menit pada kondisi sekurang-kurangnya: a. 150 % dari tekanan yang terjadi pada pompa yang dioperasikan pada kecepatan rata-rata b. 125 % dari tekanan yang terjadi pada pompa yang dioperasikan pada kecepatan rata-rata, tetapi valve pompa ditutup. I. Alat Ukur Alat ukur yang dipergunakan dalam pengujian sesuai SNI 7518: 2009 adalah antara lain: a. Alat ukur tekanan hampa (vacuum gauge) b. Alat ukur tekanan (Pressue gauge TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 146

147 c. Pengukuran daya poros d. Pengukuran laju putaran (tachometer) e. Timbangan f. Pengukuran waktu (stopwatch) g. Alat ukur debit sekat ukur (weir), orifis, venturi, alat ukur tipe ukuran magnetis h. Alat ukur suhu (thermometer) F. Untuk semua peralatan yang terpasang, hasil uji dicatat dalam blangko laporan individual test meliputi: a. Kolam penampung air / long storage: kapasitas penampungan, tanggul penutup ( bocoran, over flow, dimensi, HWL / LWL ) b. Peralatan Mekanik: Pompa drainase dan panel kontrol: pengecekan spesifikasi, pengecekan operasional start / stop manual dan auto, pengecekan kapasitas, pengecekan tegangan, pengecekan arus, pengecekan putaran / frekuensi, pengecekan power factor, pengecekan kw, pengecekan bocoran, pengecekan vibrasi. Engine penggerak pompa: pengecekan spesifikasi dan shop drawing, pengecekan dimensi, factory test pabrik dilampiri sertifikat, pengujian operasional engine meliputi: putaran, vibrasi dan temperatur. Reducing gear: pengecekan spesifikasi dan shop drawing, pengecekan dimensi, pengujian operasional reducing gear meliputi: putaran, vibrasi dan temperatur. Kopling pompa: pengecekan spesifikasi dan shop drawing, pengecekan kekerasan dan kekencangan, pengujian operasional kopling meliputi: putaran, vibrasi dan temperatur. Alat angkat / crane: pengecekan spesifikasi dan shop drawing crane, pengecekan leveling rail beam, pengujian kecepatan angkat/lifting (naik/turun), operasional lifting ( naik, turun ), travelling ( maju / TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 147

148 mundur ), traversing span ( kanan / kiri ), pengereman ( bracking ), pengujian pembebanan (load test) max 110 %. Catatan: untuk crane tipe manual (hand operated) menyesuaikan dengan peralatan. Pintu air / valve: pengecekan spesifikasi dan shop drawing material/seal, pengecekan dimensi, pengecekan leveling, pengecekan, pengecekan base plate, pengecekan rail plate, pengecekan penguatan penulangan, pengujian kecepatan buka tutup, pengujian power supply motor pintu air/ valve, pengujian buka/ tutup secara manual/ otomatis, pengecekan vibrasi, pengecekan bocoran pintu. Catatan: untuk pintu air/ valve manual menyesuaikan dengan peralatan. Saringan Sampah (Bar screen): pengecekan spesifikasi dan shop drawing, pengecekan material, pengecekan cat, pengecekan pengelasab (welding), pengecekan dimensi, pengecekan konstruksi, pengecekan mesh. Pembersih sampah rake motorize: pengecekan spesifikasi dan shop drawing, pengecekan dimensi, pengecekan leveling rail rake, pengujian sistem kontrol dan panel kontrol, pengujian kecepatan traveling, pengujian operasional pembersih sampah secara manual dan otomatis, pengujian loading dan unloading pembersih sampah. Tangki dan instalasi pipa bahan bakar: pengecekan dimensi, pengecekan kebocoran pada tangki dan instalasi pipa bahan bakar, pengecekan flend pada tangki dan pipa, pengecekan las dan cat, pengecekan alat ukur dan limit switch. c. Peralatan Elektrik: Genset: pengecekan spesifikasi dan shop drawing loading test dilakukan di pabrik sesuai prosedur test dan standar test ISO 3046/1, , A DIN 6271, pengecekan tekanan isolasi alternatif, pengecekan sistem gas buang (instalasi pipa gas buang, silincer, dan kelengkapannya), pengecekan sistem gas buang TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 148

149 (instalasi pipa gas buang, silincer, dan kelengkapannya) material, flange, welding baut pengikat, klep, support, jacket, dan cat, temperatur), pengecekan sock isolatif (posisi, angker baut, leveling/alignment dan trecity), pengecekan air ducting: (material welding, cat baut pengikat, flexible...lavver, frame dll), pengecekan battery start, pengujian start secara manual dan automatic, pengecekan vibrasi, pengujian sistem pendingin (fan, belt, radiator pompa air, temperatur pendingin), pengujian sistem bahan bakar (instalasi pipa, pompa bahan bakar, bocoran, filter), pengujian sistem pelumasan (pompa pelumas, pendingin tekanan, temperatur, filter), pengujian sistem start (battery instalasi kabel, kolom battery, motor start), pengecekan noise sesuai standar pabrik, pengecekan kabel output (RST dan netral), pengecekan tegangan, arus, frekuensi dan power factor, pengecekan proteksi genset meliputi: over load, over frequensi, over speed, over voltage, high temperature air pendingin, low pressure minyak pelumas, emergency shut down. Panel pompa : pengecekan spesifikasi dan shop drawing, pengecekan peralatan yang terpasang (CB, motor, PT CT), Pengujian Pabrik (factory test) disesuiakan prosedur test pabrik antara lain: start pompa, circuit breaker, meter meter, sistem kontrol, lampu indikator, sistem proteksi pompa, pengkabelan, pertanahan, exhaust fan. Pengujian lapangan (field test) antara lain: mechanichal operation test, electrical operation test, instalation operation test. Panel switch gear/ panel change over switch (COS): pengecekan spesifikasi dan shop drawing, pengecekan peralatan yang terpasang (CB/circuit braker, meter, PT, CT, lamp buster, indicator/ wiring), individual test (antara lain: circuit breaker, meter meter, sistem kontrol, lampu indikator, sistem proteksi, pengkabelan, pertanahan, disconnecting switch), pengujian open/close circuit breaker dan change over switch (COS), pengecekan tahan isolasi meliputi ( CB, busbar, dan kabel). TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 149

150 Panel main distribution panel (MDB): pengecekan spesifikasi dan shop drawing, pengecekan peralatan yang terpasang meliputi: (MCCB, meter, PT, CT, lampu indikator, busbar, wiring, COS), individual test anatara lain: (MCCB, meier meter, sistem kabel, lampu indikator, pertanahan, change over switch emergency supply power), pengecekan tekanan isolasi, busbar, kabel, MCCB, pengujian open/ close change over switch. Panel Instrumen: pengecekan spesifikasi dan shop drawing, pengecekan peralatan terpasang, pengecekan arrester, pengecekan apto couplex, pengecekan pertanahan, kabel kontrol. Instrumentation: pengecekan spesifikasi dan shop drawing, pengecekan power supply, pengecekan converter, pengecekan wiring, pengecekan kabel fiber optic, pengecekan pertahanan. Type probe/ultrasonic/jarum: pengecekan spesifikasi dan shop drawing, pengecekan wiring, pengecekan switching, pengecekan power supply, pengecekan pertanahan, pengecekan kabel output, pengecekan meter elevasi. Penangkal petir: pengecekan spesifikasi dan shop drawing, pengecekan head cooper/lightning rod, pengecekan disc vertikal dan hari, pengecekan arde dan terminal. Instalasi penerangan gedung dan halaman: pengecekan spesifikasi dan shop drawing, pengecekan kabel power, pengecekan MCCB, pengecekan stop contact. Exhaust Fan: pengecekan spesifikasi/brosur dan gambar, pengecekan instalasi kabel fan dan tahanan isolasi, pengujian putaran rendah dan tinggi. Panel kontrol (control desk): pengecekan spesifikasi dan shop drawing, pengecekan dimensi, pengecekan peralatan yang terpasang (meter-meter, PLC, card, ID/DO, power supply, lampu indikator, flag indikator, auxilary relay), factory test (dilakukan dipabrik sesuai prosedur test dari pabrik, elektrikal operation test di lapangan (function test lewat simulasi data input, function test lewat tombol/switch), pengecekan wiring, pengecekan auxilary relay, TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 150

151 pengecekan lampu indikator, pengecekan fungsi meier-meter, pengecekan pertanahan Commissioning test Pengujian seluruh sistem peralatan rumah, peralatan mekanik, elektrikan dan bangunan sipil yang bertujuan untuk menguji/test unjuk kerja sistem rumah pompa secara keseluruhan terdiri peralatan aliran air masuk, kolam penampang (pond) dan kelengkapannya, peralatan saringan sampah/ pembersih sampah, pompa drainase dan kelengkapannya, panel-panel dan kelengkapannya, genset dan kelengkapannya. Secara umum dibagi menjadi : A. Commissioning I menguji operasional pompa drainase dengan kelengkapannya secara manual / dilakukan lewat local panel ( panel genset, panel switch gear, COS, panel start pompa, panel pintu air, pembersih sampah dan water level control). Masing-masing peralatan, genset, panel switch gear, COS, panel start pompa, pompa drainase, pembersih sampah dan pintu air (rolling gate) dan peralatan instrument dicatat unjuk kerja sesuai standar dari pabrik yang telah disepakati. Data unjuk kerja peralatan diatas dicatat dalam blangko laporan hasil pengujian / test commissioning I sesuai usulan kontraktor yang telah disepakati. Hasil dari data unjuk kerja peralatan sistem rumah pompa, dievaluasi untuk diberikan rekomendasi dan catatan yang perlu dilakukan untuk penyempurnaan bila terjadi unjuk kerja peralatan tidak sesuai standar yang telah ditetapkan B. Commissioning Test II Menguji operasional rumah pompa drainase dan kelengkapannya; a. Secara manual lewat panel kontrol (Control desk) b. Secara automatic lewat WLC (Water Level Control) Dengan tujuan untuk mengecek ujuk kerja peralatan rumah pompa terdiri dari genset, panel switch gear, panel start pompa, pompa drainase, peralatan instrumen pembersih sampah dan kelengkapan lainnya apakah dapat bekerja secara terkoordinasi sehingga didapat hasil uji sistem rumah pompa secara TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 151

152 keseluruhan kemudian dilakukan evaluasi untuk dilakukan perbaikan / penyempurnaan pada peralatan yang tidak sesuai dengan unjuk kerja, seluruh sistem rumah pompa apakah sudah berfungsi dengan baik, maka dari hasil pengujian secara keseluruhan (individual test, commissioning test I/II) digunakan sebagai bahan laporan lebih lanjut C. Test operasional Setelah selesai dilakukan individual test semua peralatan dilanjutkan dengan ; test operasional sesuai prosedur ( SOP ) dari pabrikan peralatan dan kondisi dilapangan. Kemudian hasil pengujian dibuat blangko yang memuat kegiatan operasional peralatan. Tujuan test operasional ; untuk mengecek apakah system peralatan yang terpasang pada stasiun pompa ( kolam penampungan, bar screen, pompa air, genset dll ) dapat berfungsi sesuai dengan desain dan peruntukannya yaitu untuk pengendalian genanganan air ( akibat rob atau hujan) Pelatihan A. Fungsi pelatihan sistem rumah pompa Pelatihan operator bertujuan untuk memberikan pembekalan pengetahuan (knowledge) dan kemampuan (skill) mengenai cara operasional dan pemeliharaan rumah pompa dan kelengkapannya, sehingga diharapkan pihak penerima aset dapat melakukan kegiatan pengoperasian dan pemeliharaan peralatan yang terpasang sesuai standar yang telah ditetapkan sehingga rumah pompa dapat berfungsi dengan baik / sempurna, andal, dan effisien. B. Materi pelatihan terdiri ; Pelatihan teori ( class room ) dan praktek lapangan ( OJT ) a. Teori meliputi: Pengenalan fungsi rumah pompa dengan penjelasannya berikut sistem hidrologi, bangunan sipil, peralatan mekanikal dan peralatan elektrikal. Pengenalan layout rumah pompa, bangunan sipil, peralatan mekanikal, dan pengenalan single line diagram elektrik. Pengenalan sistem kerja pompa. Pengenalan jenis peralatan yang terpasang. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 152

153 Pengenalan fungsi dari masing-masing peralatan. Pengenalalan Standar Operasi dan Pemeliharaan (SOP) untuk operasional dan pemeliharaan Pengenalan pembacaan flowchart untuk operasi dan pemeliharaan rumah pompa b. Praktek lapangan: Pengoperasian secara manual untuk peralatan utama: pompa drainase, genset, panel switch gear, panel start pompa, panel kontrol ( control desk ), pintu air (rolling gate), panel instrumen dll. Pengoperasian sistem rumah pompa dari water level control (WLC) atau lewat simulasi sistem kontrol. Pengoperasian peralatan bantu antara lain: panel peralatan bantu, pembersih sampah (trash rack rake), conveying (crane), emergency genset, panel lokal, panel MDP untuk instalasi penerangan, fan ruangan, instrumentation (WLC), pompa penguras. Pengoperasian sistem rumah pompa dari panel kontrol. c. Evaluasi materi teori dan praktek lapangan C. Waktu pelaksanaan: teori ( class room ) = 21 jam ( 7 jam / hari ) praktek lapangan ( OJT ) = 14 jam ( 7 jam / hari ) evaluasi = 4 jam TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 153

154 BAB V OPERASI DAN PEMELIHARAAN 5.1. PENDAHULUAN Deskripsi Agar kinerja sistem pompa dapat terjaga dengan baik serta berfungsi manakala dibutuhkan, maka perlu dilaksanakan kegiatan operasi dan pemeliharaan yang benar sesuai standar. Tata cara operasi dan pemeliharaan sistem pompa ini dapat digunakan sebagai acuan bagi instansi terkait bidang drainase dalam pengoperasian dan pemeliharaan sistem pompanya Ruang Lingkup Mencakup pedoman tentang operasi dan pemeliharaan peralatan sistem pompa dan kelengkapannya Fungsi Rumah Pompa Drainase dan Kelengkapannya. Sistem pompa biasanya berpasangan dengan sistem polder, tapi ada juga pada beberapa daerah digunakan sistem pompa, tanpa ada polder. Biasanya ini dilakukan pada kondisi adanya penyempitan saluran di sebelah hilir, sehingga menimbulkan genangan air/banjir pada bagian hulu dari penyempitan tersebut. Untuk dapat menampung genangan tersebut biasanya dibuat kolam yang disertai dengan pompa. Selanjutnya peralatan pompa drainase berfungsi untuk memopa air pada kolam penampung tersebut atau memindahkan air dari badan pengumpul air ke badan penerima air dengan perbedaan ketinggian, sehingga genangan air yang terjadi akibat air hujan atau air rob pada bagian hulu dan hilir dapat dikurangi/ dikendalikan sampai batas yang telah ditetapkan. Pada kondisi tertentu sebagai pengumpul air digunakan saluran drainase primer sebagai long storage, kemudian dipasang pompa air drainase untuk pengendali genangan air pada daerah hulu dan hilir. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 154

155 5.2.1 Operasional Sistem Pompa Drainase Adalah suatu kegiatan untuk mengoperasikan peralatan sistem pompa drainase sesuai dengan prosedur yang telah ditetapkan (SOP), sehingga dihasilkan unjuk kerja (performance) peralatan pompa drainase yang optimal: - Mencegah terjadinya kesalahan operasional yang berakibat kerusakan peralatan dan terjadinya kecelakaan kerja - Mencegah pengeluaran biaya perbaikan peralatan dan perawatan kesehatan - Mencegah terjadinya gangguan pompa yang berdampak pada unjuk kerja pompa menurun - Mendukung suasana kerja dan lingkungan yang aman. Dibawah ini operasional pompa yang mesti dihindari: Beroperasi dengan HEAD yang tinggi Sebuah pompa tidak boleh dioperasikan pada HEAD lebih tinggi dari HEAD direkomendasikan maksimum dinyatakan operasi tersebut dapat mengakibatkan resirkulasi berlebihan dalam pompa, dan overheating air dan pompa. Masalah lain yang muncul jika pompa dioperasikan pada HEAD lebih tinggi dari HEAD maksimum yang disarankan adalah bahwa reaksi radial pada pompa poros meningkat menyebabkan pasukan tidak seimbang berlebihan pada poros yang dapat menyebabkan kegagalan poros pompa. Sebagai panduan yang berguna, tepat menandai harus dilakukan pada pengukur tekanan. Efisiensi di HEAD yang lebih tinggi biasanya rendah sehingga operasi semacam itu juga tidak efisien. Beroperasi pada HEAD yang lebih rendah Jika pompa dioperasikan pada HEAD lebih rendah dari HEAD minimum yang direkomendasikan, reaksi radial pada pompa poros meningkat menyebabkan pasukan tidak seimbang berlebihan pada poros yang dapat menyebabkan kegagalan poros pompa. Sebagai panduan yang tepat berguna menandai harus dilakukan pada kedua pengukur tekanan dan ammeter. Efisiensi pada HEAD lebih rendah biasanya rendah, sehingga operasi semacam itu juga tidak efisien. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 155

156 Beroperasi pada suction lift (daya isap) yang tinggi Jika pompa dioperasikan pada hisap angkat lebih tinggi dari nilai yang diijinkan, tekanan di mata impeller dan sisi hisap jatuh di bawah tekanan uap. Hal ini menyebabkan air menjadi uap. Uap ini gelembung runtuh selama perjalanan, sehingga kavitasi dalam pompa, menyebabkan pitting pada sisi hisap dari impeller dan casing, dan getaran yang berlebihan. Selain kerusakan mekanis karena pitting, pompa debit juga mengurangi secara drastis. Kerusakan impeller dan kadang-kadang ke casing ditunjukkan pada Gambar berikut: Gambar kerusakan karena kavitasi pada impeller Beroperasian pompa dengan perendaman rendah Perendaman minimum di atas katup mulut pipa diperlukan untuk mencegah masuknya udara ke dalam suction pompa, yang menimbulkan fenomena vortex, menyebabkan getaran yang berlebihan, overloading bantalan, penurunan debit dan efisiensi. Sebagai panduan yang berguna, permukaan air diperbolehkan terendah harus ditandai pada indikator tingkat air. Biasanya produsen pompa menunjukkan ketinggian minimum perendaman. Beroperasi dengan terjadinya vortisitas Jika getaran berlanjut bahkan setelah mengambil semua tindakan pencegahan, vortex mungkin menjadi penyebabnya. Vortex harus dihentikan dengan menggunakan peralatan anti vortex. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 156

157 5.2.2 Data yang Digunakan untuk Operasional Rumah Pompa a. Data Hidrologi Data hidrologi dibutuhkan sebagai acuan untuk perencanaan (design) dan operasional rumah pompa: o Data debit air yang masuk kolam penampungan o Data elevasi air (tinggi muka air) b. Spesifikasi Peralatan o Kapasitas Pompa, kapasitas penggerak mula/genset dll. o Perencanaan (design) untuk menentukan kapasitas pompa yang terpasang dan ketinggian air yang dipompa c. Data Personil o Pengetahuan (knowladge) o Kemampuan (skill) o Sikap (attitude) Peralatan Yang Digunakan Pada Rumah Pompa a. Bangunan utama Kolam Penampung / long storage Berfungsi untuk menampung air yang akan dipompa ke badan air penerima air / sungai atau laut. Bangunan tersebut dibuat pada ketinggian (elevasi yang terendah pada sistem drainase) sehingga secara gravitasi sistem drainase dapat mengalir. Luas dan volume kolam penampung disesuaikan dengan sistem yang diperlukan misal 35 tahun. Rumah Pintu Air (Gate House) Berfungsi untuk penempatan pintu air umumnya rumah pintu dibangun satu lokasi dengan kolam penampung (retarding pond) dan penempatan elevasi pintu air disesuaikan dengan kondisi kolam penampung Pintu air Berfungsi untuk mengalirkan air dari kolam penampung kebadan penerima air dalam aliran grafitasi apabila elevasi air pada kolam penampung lebih besar dari badan penerima air (sungai atau laut) dan pengoperasian pintu air dilakukan apabila terjadi mallfunction pada TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 157

158 peralatan sistem pompa drainase, sehingga kolam air tidak mampu menampung air. Adapun pintu air yang terpasang dibuat sesuai kebutuhan dengan tipe sliding atau radial dengan penggerak menggunakan roda gigi transmisi atau hydrolic. Selanjutnya operasional pintu dapat dilakukan manual atau dengan motorise, Rumah Genset Berfungsi untuk penempatan peralatan Genset yang berfungsi untuk supply energi listrik ke motor pompa Bangunan rumah dibuat tahan getaran dan pondasi genset terpisah dengan pondasi bangunan, dan dilengkapi dengan penahan knalpot genset (silincer). Agar sistem pendingin udara lebih sempurna, maka pada umumnya pintu masuk dibuat lebar dan panjang. Lebar dan tinggi bangunan disesuaikan dengan jumlah dan kapasitas genset. Pada sebagian sistem pompa drainase bangunan rumah genset dibuat menyatu dengan panel switchgear dan panel kontrol (control desk) Bangunan-bangunan genset pada umumnya dilengkapi crane untuk fasilitas memasang dan pemeliharaan genset. Rumah panel start pompa Berfungsi untuk penempatan panel start pompa, bangunan tersebut dilengkapi saluran kabel (cable pit) dan rak tabel (cable rack) untuk memasang kabel masuk dan keluar panel start pompa Untuk sistem pendingin peralatan dilengkapi dengan AC ruangan dan Fan pada masing-masing panel Rumah pompa drainase Bangunan rumah pompa drainase berfungsi untuk memasang pompa drainase dan kelengkapannya : pipa kolom, pipa discharge, katup, valve, flend pompa, reducing gear, engine penggerak dll. Pada umumnya dilengkapi crane untuk pemasangan (install) dan pemeliharaan Bentuk / type bangunan rumah pompa pada umumnya terdiri: a. Satu Lantai TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 158

159 Peralatan pompa drainase (type centrifugal, submersible axial/mix dari penggerak terpasang satu lantai) b. Dua Lantai Peralatan pompa drainase terpasang pada lantai satu dan penggerak terpasang pada lantai dua umumnya pompa dengan kapasitas besar untuk tipe Axial/mix vertical shaft > 5m3 /det c. Out door Bangunan rumah pompa dengan pompa drainase terpasang diluar tanpa atap umumnya untuk pompa kapasitas besar type submersible axial flow. Bangunan Bar Screen dan Trash Rack Rake Berfungsi untuk penempatan bar screen dan peralatan pembersih sampah (motorise) Pada umumnya terbagi menjadi 2 bagian: - Bagian upstream untuk memasang bar screen kasar - Bagian downstream untuk memasang barscreen kasar, pada umumnya untuk downstream, bangunan menyatu dengan rumah pompa. Bangunan lainnya untuk sarana pendukung a. Kantor / management office b. Rumah Operator / staff house c. Garasi d. Gudang e. Tempat ibadah f. Rumah jaga (satpam) b. Peralatan sistem pompa drainase - Peralatan Mekanikal a. Pompa drainase dan kelengkapannya Pompa drainase berfungsi untuk memindahkan genangan air (memompa air) dari kolam penampung ke badan penerima dengan beda ketinggian sesuai kondisi yang telah ditetapkan. Adapun peralatannya berupa : - Pompa drainase type centrifugal, axial/mix flow vertical type, submersible axial/ mix flow ataupun Gate Pump dan screw pump. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 159

160 - Pipa buang, pipa kolom - Valve, Flap Valve dan butterfly valve. b. Pompa penguras lumpur dan kelengkapannya Berfungsi untuk menguras sedimentasi / lumpur yang menumpuk pada saluran / masuk pompa sehingga debit yang dihasilkan pompa drainase tidak terpengaruh akibat penumpukan lumpur c. Engine/motor Penggerak Pompa Berfungsi untuk menggerakkan pompa lewat perantaraan roda gigi/ban belt, dapat secara langsung atau lewat peralatan Reducing gear (jika putaran pompa tidak sesuai dengan putaran engine) Pada umumnya engine penggerak digunakan motor bakar (bensin atau solar) sesuai kondisi dan pada kondisi khusus dapat digunakan turbin gas. Kapasitas engine umumnya ± 25 % dari pompa yang digerakkan jika menggunakan reducing gear, pada umumnya shaft/as engine dan shaft/as pompa sejajar, tapi pada kondisi tertentu dapat dibuat tegak lurus atau miring. d. Pintu air limpas ( type rolling gate, pintu sorong, radial gate) Berfungsi untuk membuang air pada kolam penampung, pada kondisi: o Terjadi gangguan pada sistem pompa o Debit air yang masuk dalam kolam lebih besar dari kapasitas pompa yang terpasang o Pembuangan air kolam penampung dengan gravitasi jika kondisi badan penerima air elevasinya lebih rendah (air laut surut) e. Bar screen (saringan sampah) terpasang pada bangunan bar screen sisi up stream dan down stream Berfungsi untuk menyaring air dari kotoran/sampah yang masuk ke kolam penampung (retarding pond) dan air yang masuk ke saluran menuju ruang pompa sehingga air yang dipompa kondisinya aman, tidak terganggu operasional pompa. Pada umumnya bar screen dipasang pada dua jenis yaitu saringan halus dan saringan kasar. f. Trash rack rake TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 160

161 Pada umumnya terpasang pada sisi atas dan sisi bawah bar screen,berfungsi untuk membersihkan sampah yang menempel pada bar screen. Sistem operasionalnya menggunakan motor listrik, untuk peralatan rake dan pemindahan sampah ke tempat pengumpulan. Operasionalnya dapat dilakukan secara manual (push button) atau automatic dengan pemrogaman. Peralatan sampah juga ada yang terpasang dengan menggunakan tenaga manusia, untuk pembersihan dengan garuk sampah. g. Conveying (Crane) Peralatan alat angkat/ crane umumnya terpasang menyatu dengan bangunan rumah pompa dan rumah pintu air. Fungsi crane adalah untuk mengangkat peralatan pada pekerjaan pemasangan (install) dan digunakan untuk pemeliharaan peralatan engine/genset, pompa dan pintu air. Kapasitas dan tinggi angkat disesuaikan dengan kebutuhan peralatan yang akan digunakan untuk pemasangan dan pemeliharaan. - Peralatan Elektrik a. Power source (sumber listrik) - Untuk pompa drainase yang menggunakan penggerak motor listrik, maka disiapkan sumber listrik dengan menggunakan genset atau dari PLN. Pada umumnya untuk rumah pompa drainase dengan penggerak motor listrik sumber utama dari genset. Sedangkan untuk operasional rutin (harian) sumber listrik dari PLN karena lebih efisien. - Genset Peralatan genset terpasang pada rumah genset (power house). Sistem tegangan (tegangan output) disesuaikan dengan desain. Pada umumnya digunakan tegangan 3 phase V, 3300 V, dan 380 V. Demikian juga kapasitas genset disesuaikan dengan kapasitas pompa (daya motor) dan sistem start pompa yang digunakan. Fungsi genset adalah sebagai sumber daya listrik untuk motor pompa drainase sesuai dengan kapasitas, tegangan dan frekuensi yang dibutuhkan dan pemasangan umumnya. Genset untuk melayani 2 atau 3 pompa drainase TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 161

162 atau untuk pompa yang lebih dari 4 dst dapat dilakukan sistem paralel genset. Setiap genset dilengkapi panel operasional manual - Supply PLN Supply daya PLN disesuaikan dengan kebutuhan daya (tegangan, frekuensi dan power) dari peralatan yang terpasang. Penggunaan daya PLN sebelumnya dilakukan pengukuran kapasitas tegangan (R.S, T dan imbalance voltage) pada daerah yang akan dipasang rumah pompa, Daya dari PLN juga digunakan untuk kebutuhan peralatan bantu dan penerangan disamping motor pompa. - Panel Switch Gear Panel switch gear, terpasang pada ruang tersendiri atau menyatu dengan bangunan rumah genset. Fungsi panel switcher untuk menyalurkan daya elektrik dari genset/pln disalurkan ke Busbar (Rel pengumpul) kemudian dibagi untuk didistribusikan ke masing-masing panel switch gear (Elctrical panel sesuai jumlah pompa yang terpasang (misal EP 1-6)) Pada panel switch gear peralatan utama terpasang circuit braker (CB) sesuai tipe/jenis (VCB, ACB, MCCM dll) dan dilengkapi peralatan untuk proteksi CT, PT, meter meter lampu indikator, push button, busbar dll) Pada beberapa rumah panel switch gear dilengkapi COS untuk pilihan supply daya ke motor pompa - Panel Start pompa (panel kontrol pompa) Panel star pompa (panel kontrol pompa ) terpasang pada bangunan panel pompa (pump panel rear) pada umumnya dibuat terpisah dengan bangunan lainnya, pada kondisi tertentu menyatu dengan bangunan panel switch gear. Fungsi panel start pompa untuk kegiatan pengoperasian pompa (start & stop) secara manual atau lokal. Peralatan utama yang terpasang pada umumnya menggunakan sistem start pompa (DOL, V/A, soft starter atau inverter). Sistem kontrol pompa, meter-meter, proteksi pompa, push button, lampu indikator dll. Untuk setiap panel start pompa melayani satu unit pompa drainase untuk start dan stop - Panel MDP (Main Distribution Panel) TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 162

163 Distribusi panel umumnya terpasang terpasang menyatu dengan switch gear dan pada rumah pompa yang kecil dipasang pada bangunan rumah pompa. Panel tersebut berfungsi untuk supply daya listrik ke peralatan bantu (crane, fuel pump, rake, gate dll) dan penerangan gedung, jalan dan halaman. Pada panel MDP umumnya dilengkapi COS (Change Over Switch) untuk pilihan supply daya listrik dari genset atau PLN. Perlengkapan dalam panel : MCCB utama, MCCB untuk distribusi, fuse, meter-meter dll. - Box Panel / Lokal Panel Terpasang pada lokasi mendekati peralatan (box panel crane, box panel fan, box panel fuel pump, lokal panel rolling gate, lokal panel pompa) panel tersebut berfungsi untuk menghubungkan (terminal kabel) antara peralatan dan supply daya perlengkapan didalamnya terminal dan grounding. - Panel Kontrol Pompa (Central desk) Panel kontrol terpasang pada ruang terpisah dengan peralatan panelpanel lainnya dan untuk rumah pompa kecil panel tersebut menyatu dengan bangunan pompa drainase. Secara umum panel kontrol berfungsi untuk mengoperasikan sistem peralatan pompa drainase (start dan stop) secara manual dan automatic lewat WLC, seluruh kegiatan operasional peralatan pompa, genset, panel switch gear, panel start pompa dapat dilaksanakan dan dimonitor lewat panel kontrol pompa yang berlokasi di control room. Pada peralatan panel kontrol pompa terpasang peralatan sistim kontrol (PLC, auxiliary relay, meter-meter, arus tegangan frekuensi, water level syncronizing scape dll). Untuk sistem proteksi peralatan dilengkapi lampu indikator, flag indicator dan Buzzer. Pada rumah pompa dengan menggunakan sistem kontrol PLC dilengkapi printer untuk mencatat segala kegiatan, start pompa, termasuk kejadian gangguan peralatan sistem pompa. Untuk rumah pompa kapasitas kecil pengoperasian pompa panel kontrol terpasang menjadi satu bangunan dengan pompa drainase dan pengoperasian dengan sistem manual. Peralatan control umumnya menggunakan auxiliary relay dan contactor. Juga dilengkapi meter meter dan lampu indikator untuk start, stop dan gangguan. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 163

164 - Peralatan Instrument Pemasangan peralatan instrumen umumnya berhubungan dengan peralatan pengukuran dan monitoring yang terpasang diluar bangunan rumah pompa. Peralatan pengukuran digunakan untuk mengukur tinggi muka air pada sisi upstream dan downstream rumah pompa. Sebagai contoh pada rumah pompa dengan kapasitas besar dipasang alat ukur pada sebelum dan sesudah masuk saringan (bar screen) - Pada kolam penampung air (retarding pond) - Pada saluran masuk pompa (pump well) - Pada saluran pembangunan air setelah dipompa (down stream) 5.3 Operasional Sistem Pompa Drainase Definisi operasional sistem pompa drainase adalah suatu kegiatan untuk melakukan operasional pompa (start/stop) sesuai prosedur yang telah ditetapkan dengan tujuan untuk menjaga kondisi ketinggian air dalam suatu sistem sehingga dapat mengurangi terjadinya genangan air akibat air hujan/rob pada daerah tertentu. Operasional tersebut meliputi peralatan utama dan peralatan bantu yang bekerja dalam sistem pompa drainase, adapun peralatannya terdiri dari : a. Peralatan sipil dan hidrologi b. Peralatan mekanik c. Peralatan elektrik dan central Perencanaan (Pola Operasi) Perencanaan pola operasi pompa drainase dimulai dengan penyiapan data hidrologi. a. data curah hujan harian selama kurang lebih 10 tahun terakhir diwilayah daerah tangkapan air (catchment area) pompa drainase dibuat b. luas daerah tangkapan air diwilayah pompa drainase c. jumlah penduduk didaerah tangkapan air d. jumlah (debit) air penggelontoran pada musim kemarau e. ketinggian air makasimum dan minimum pada kolam penampung air (retarding panel) dan ketinggian air pada saluran buang pompa (badan penerima air) TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 164

165 Dari data tersebut diatas didapatkan jumlah air (m3) dan ketinggian (elevasi) air maksimum dan minimum yang dikehendaki untuk setiap bulan selama 1 (satu) tahun. Contoh... Setelah didapat data tersebut diatas, maka dibuat pola operasi untuk bulan dan harian musim hujan dan musim kering dalam kurun waktu setahun. Setelah melalui perhitungan dapat diprediksi jumlah jam operasional untuk peralatan pompa drainase (genset, pompa, panel dll) - Urutan Operasional Bertujuan sebagai pedoman untuk melakukan operational peralatan pompa drainase dan kelengkapannya secara berurutan sesuai dengan kondisi peralatan yang terpasang sesuai manual book dari pabrik yang bertujuan untuk keamanan peralatan dari kerusakan dan keselamatan operator Pola Operasi dapat direncanakan untuk bulanan/ harian. Kemudian dari hasil perencanaan dapat dibuat pada perencanaan untuk: a. Operasional musim kering b. Operasional musim basah c. Perencanaan pemeliharaan periodik 6 bulan atau 1 tahun Pada umumnya cara operasional start/ stop pompa air dibedakan menjadi: a. Secara manual lewat panel lokal/ panel pompa b. Secara remote lewat Control Desk c. Automatic lewat sistem kontrol dan water level Cat: Untuk rumah pompa dengan kapasitas kurang lebih30 m3/det, operasional secara manual start/stop pompa dapat lewat panel kontrol (control desk) atau lewat lokal panel Manual Operation Melakukan kegiatan operasional start/stop rumah pompa dengan menggunakan tangan (hand operation) sesuai prosedur SOP (Standar Operation Procedure) dapat dilakukan lewat control desk atau lokal panel. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 165

166 - Lewat Control Desk Menekan tombol start/stop pada diagram panel utama sesuai prosedur SOP dan melakukan pengamatan pada indikator dan layar monitor motor elektrik. Kegiatan start/stop melalui meter-meter dan indikator yang terpasang pada panel kontrol sesuai dengan fungsi peralatan. Contoh: Genset, panel gear, panel star pompa, motor elevasi dan aliran pada pipa buang pompa (discharge pipe) dll Lewat Lokal Panel Menekan tombol start/stop pada panel lokal (panel genset (syncronize panel), panel switch gear, panel start pompa, sesuai prosedur SOP dan melakukan pengamatan Cat: Definisi operasional (start/stop) pompa air drainase dan kelengkapannya : Melakukan kegiatan operasional pompa (start/stop) dan peralatannya : - Genset - Panel switch gear - Panel start pompa - Peralatan bantu Sesuai prosedur SOP (Standar Operation Procedure) yang bertujuan untuk memompa (memindahkan) air dari badan pengumpul air (sungai, long storage, kolam retensi dll) ke badan penerima air dengan beda elevasi (ketinggian) sehingga terjadinya genangan air (air hujan/ rob) dapat dikendalikan sesuai yang direncanakan Urutan Operasional Pompa Drainase dan Kelengkapannya Kelengkapan K 3 1. Memakai Alat Pelindung Diri ( Helm kerja, sepatu kerja, ear plug, sepatu Kerja dll ) 2. Memakai pakaian kerja TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 166

167 Persiapan sebelum operasional a. Blangko laporan harian operasional pompa drainase b. Pengecekan peralatan pompa drainase 1. Pastikan pompa dalam kondisi siap operasional 2. Baut pengikat rumah pompa, flage sambungan kondisi tidak kendor 3. Kopling pompa tidak kendor ( untuk type selain submersible ) 4. Seal pompa dalam tidak bocor ( untuk type selain submersible ) 5. Periksa level minyak pelumas bantalan pompf 6. Katup sorong pada pipa keluar kondisi terbuka 7. Lampu indicator ready to start pada panel pompa kerja ( menyala ) 8. Saringan sampah dalam kondisi bersih 9. Alat pembersih sampah ( trash rack rake ) siap oprasional 10. Kondisi lingkungan disekitar rumah pompa aman Pengecekan peralatan penggerak mula a. Engine / genset 1) Pastikan engine kondisi siap operasional 2) Baut pengikat engine dengan base plate, flange sambungan dll tidak kendor 3) Silincer, pipa gas buang, dan kelengkapannya kondisi siap olerasional 4) Sistem pendingin kondisi siap operasional 5) Sistem pelumas kondisi siap operasional 6) Sistem bahan bakar kondisi siap operasional 7) Tangki bahan bakar harian terisi penuh 8) Reducing gear dan belt penggerak kondisi siap operasional 9) Baut pengikat generator kondisi tidak kendor 10) Battery untuk start dan kelengkapan kondisi siap operasional 11) Tegangan batettery kondisi normal 12) Panel kontrol genset kondisi siap operasional ( indikator gangguan engine dan generator tidak kerja ) b. Motor listrik o Pengecekan peralatan penggerak mula 1) Baut pengikat motor listrik kondisi tidak kendor TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 167

168 2) Kipas motor kondisi siap operasional 3) Terminal dan kabel masuk motor kondisi siap operasional Keterangan ; Supply daya listrik untuk motor listrik dapat dilakukan dari ; 1. Genset sesuai kapasitas pompa yang terpasang 2. Supply PLN sesuai kapasitas pompa yang terpasang dengan persyaratan ; - Kualitas tegangan + 10 %, - 5 % dari tegangan nominal 3. Penggunaan daya PLN akan efektif untuk operasional pompa harian - Beda tegangan antar phasa 5 % - Frequency +/- 1 % dari 50 Hz - Dipasang saklar pemilih daya ( COS ) Genset atau PLN Pengecekan Panel Genset / Synchronizing Panel a. Pastikan Panel Pompa genset siap operasional b. Pastikan lampu indikator siap operasional ( cek lewat test lamp ) c. Indikator gangguan pada panel genset tidak kerja d. Lampu penerangan dan AC siap operasional e. Supply daya untuk control tersedia Pengecekan panel switch gear / Electrical Panel a. Pastikan panel switch gear / Electrical panel siap operasional b. Pastikan grounding posisi off c. Pastikan circuit breaker ( C B ) siap operasional ( in service ) e. Indikator gangguan pada panel tidak kerja f. Lampu indikator kondisi siap operasional ( cek dengan test lamp ) g. Pastikan kondisi pintu panel posisi tertutup penuh h. Lampu penerangan dan AC siap operasional I. Supply daya untuk control tersedia Pengecekan Panel Pompa / Pump Start Panel a. Pastikan Panel Pompa siap operasional b. Pastikan lampu indikator siap operasional ( cek lewat test lamp ) c. indikator gangguan pada panel tidak kerja TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 168

169 d. Lampu penerangan dan AC siap operasional e. Supply daya untuk control tersedia Pengecekan Panel kontrol / control desk a. Pastikan Panel kontrol / control desk siap operasional b. Pastikan lampu indikator siap operasional ( cek lewat test lamp ) c. Meter penunjukkan elevasi air pada panel kontrol / control desk kerja d. indikator gangguan pada panel kontrol / control desk tidak kerja e. Layar / LCD monitor siap operasional f. Lampu penerangan dan AC siap operasional g. Supply daya untuk control tersedia Start dan Stop Pompa drainase Untuk penggerak mula menggunakan engine a. Start Pompa drainase - Pastikan water level kolam penampung / sungai kondisi siap operasional - Start engine lewat tombol start pada panel engine - Amati putaran engine sampai dengan nominal / 100 % rpm Keterangan : Untuk pompa drainase dengan penggerak mula engine, apabila engine berputar, maka maka pompa lansung berputar sampai putaran nominal pompa Pemantauan pada kondisi operasional pompa drainase 1. Cek Putaran pompa dan engine pada 100 % rpm 2. Cek air yang keluar pada pipa buang pompa drainase sesuai kapasitas 3. Cek getaran pompa dan engine 4. Cek tekanan pada pipa buang pompa 5. Cek bocoran air pada seal dan instalasi pipa masuk dan pipa buang pompa 6. Cek temperature bantalan pompa 7. Cek getaran pada reducing gear dan belt TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 169

170 8. Cek temperature pendingin engine dan reducing gear 9. Cek tekanan minyak pelumas engine 10. Cek warna gas bekas engine 11. Catat parameter pengecekan pada blangko laporan harian b. Stop Pompa Drainase : 1. Stop engine lewat tombol stop pada panel engine putaran engine dan pompa drainase sampai 0 %, diikuti dengan turunnya pengeluaran air pada pipa buang pompa. 2. Cek kondisi semua peralatan pompa dan kelengkapannya, termasuk bila terdapat kelainan 3. Selesai Untuk penggerak mula menggunakan Motor listrik dari genset ; - Start pompa drainase dari local panel ; a. Panel genset / synchronizing panel 1. Pastikan water level kolam penampung / sungai kondisi siap operasional 2. Saklar pemilih pada panel control / control desk diposisikan local 3. Start engine lewat tombol start 4. Cek putaran genset sampai nominal / 100 % rpm 5. Cek tegangan generator phase R, S, T sampai nominal 6. Cek frekuensi generator sampai nominal 50 Hz 7. Cek kondisi genset dan peralatannya; system pendingin, system pelumas system bahan bakar, system gas bekas pada kondisi normal b. Panel switchgear / Electrical panel 1. Masukkan Circuit Breaker ( CB ) incoming / ICP lewat tombol on pada panel switch gear 2. Cek Tegangan ( V ) incoming ; R-S, S-T, T-R pada nominal voltage 3. Cek Arus ( A )incoming ; R, S, T dan energy meter ( Kw) 4. Masukkan Circuit Breaker ( CB ) outgoing / EP panel lewat tombol on pada panel electrical TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 170

171 5. Cek Tegangan ( V ) out going ; R-S, S-T, T-R pada nominal voltage 6. Cek Arus ( A ) out going ; R, S, T dan energy meter ( Kw ) c. Panel pompa / Pump Start Panel - Start pompa drainase lewat tombol on pada panel pompa Pemantauan pada kondisi operasional genset dan pompa drainase 1. Cek Putaran engine pada 100 % rpm 2. Cek air yang keluar pada pipa buang pompa drainase sesuai kapasitas 3. Cek getaran pompa dan genset 4. Cek tekana pada pipa buang pompa 5. Cek bocoran air pada seal dan instalasi pipa masuk dan pipa buang pompa 6. Cek temperature bantalan pompa 7. Cek getaran pada pompa drainase dan genset 8. Cek temperature pendingin genset 9. Cek tekanan minyak pelumas genset 10. Cek warna gas bekas genset 11. Cek Tegangan ( V ) genset 12. Cek Arus ( A ) genset 13. Cek Power Factor ( Q ) genset 14. Cek energy ( Kw ) genset 15. Cek Frekuensi ( Hz ) genset 16. Cek Tegangan ( V ) motor pompa drainase 17. Cek Arus ( A ) motor pompa 18. Cek Power Factor ( Q ) motor pompa 19. Cek energy ( Kw ) motor pompa 20. Catat parameter pengecekan pada blangko laporan harian, termasuk bila terdapat kelainan pada konsi operasional 21. Selesai - Stop Pompa Drainase : 1. Stop pompa lewat tombol off pada panel pompa 2. Amati pengeluara air lewat pupa buang pompa drainase akan menurun sampai kondisi 0 TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 171

172 3. Tekan tombol off pada panel out going / EP panel, maka CB akan off 4. Tekan tombol off pada panel incoming / ICP panel, maka CB akan off 5. Tekan tombol stop pada panel genset / synchronizing panel, putaran genset menuju 0 rpm ( genset stop ) 6. Cek kondisi semua peralatan pompa dan kelengkapannya, termasuk bila terdapat kelainan 7. Selesai Start / Stop pompa drainase dari Panel control / Control Desk; a. Start 1. Pastikan water level kolam penampung / sungai kondisi siap operasional 2. Saklar pemilih pada panel control / control desk diposisikan Remote untuk pompa drainase dan genset 3. Perhatikan mimik diagram pada pada panel control 4. Tekan tombol start genset 5. Cek putaran genset sampai nominal / 100 % rpm 6. Cek tegangan generator phase R, S, T sampai nominal 7. Cek frekuensi generator sampai nominal 50 Hz 8. Cek kondisi genset dan peralatannya ; system pendingin, system pelumas system bahan bakar, system gas bekas pada kondisi normal 9. Masukkan Circuit Breaker ( CB ) incoming / ICP lewat tombol on 10. Cek Tegangan ( V ) incoming ; R-S, S-T, T-R pada nominal voltage 11. Cek Arus ( A ) incoming ; R, S, T dan energy meter ( Kw) 12. Masukkan Circuit Breaker ( CB ) outgoing / EP panel lewat tombol on 13. Cek Tegangan ( V ) out going ; R-S, S-T, T-R pada nominal voltage 14. Cek Arus ( A ) out going ; R, S, T dan energy meter ( KW ) 15. Tekan tombol start pompa Start / Stop pompa drainase dari Panel control / Control Desk Secara automatic TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 172

173 1. Posisikan saklar pemilih pada posisi auto 2. Cek semua peralatan genset, panel synchronizing, panel switch gear ( ICP / EP ), 3. Panel pompa / pump start panel dan panel control / control desk indicator gangguan pompa dan genset tidak kerja 4. Cek peralatan bantu ; pembersih sampah outomatik, pintu air, dan water level control ( WLC ) kondisi siap operasional 5. Cek saringan air ( bar screen ) kondisi bersih 6. Cek water level indicator kondisi kerja ( real time ) Pemantauan Pada Kondisi Operasional Pompa Drainase a. Cek air yang keluar pada pipa buang pompa drainase sesuai kapasitas c. Cek getaran pompa dan genset d. Cek tekanan pada pipa buang pompa e. Cek bocoran air pada seal dan instalasi pipa masuk dan pipa buang pompa f. Cek temperature bantalan pompa g. Cek getaran pada pompa drainase dan genset h. Cek temperature pendingin genset i. Cek tekanan minyak pelumas genset j. Cek warna gas bekas genset k. Cek Tegangan ( V ) genset l. Cek Arus ( A ) genset m. Cek Power Factor ( Q ) genset n. Cek energy ( KW ) genset o. Cek Frekuensi ( Hz ) genset p. Cek Tegangan ( V ) motor pompa drainase q. Cek Arus ( A ) motor pompa r. Cek Power Factor ( Q ) motor pompa s. Cek energy ( KW ) motor pompa t. Catat parameter pengecekan pada blangko laporan harian, termasuk bila TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 173

174 terdapat kelainan pada konsi operasional u. Selesai Keterangan ; Untuk operasional genset dan pompa drainase secara automatic dari start Genset, pemasukan CB out going, incoming, start pompa drainase teramasuk urutan stop pompa drainase dan genset sampai selesai proses tersebut dilakukan oleh peralatan Superviory / PLC dengan input dari Water level control 5.4 Peralatan bantu Kelengkapan K 3 a. Memakai Alat Pelindung Diri ( Helem kerja, sepatu kerja dll ) b. Memakai pakaian kerja Pembersih sampah automatic ( trash rack rake ) - Urutan operasional start dan stop a. Pastikan tegangan input R,S,T normal, ( MCCB ) posisi on b. Cek semua peralatan pembersih sampah, siap operasional c. Tekan tombol start d. Secara berurutan pembersih sampah, rake akan bergerak deari tempat pemberhentian ke lokasi saringan sampah ( bar screen ) no1, kemudian Melakukan pembersihan, setelah bersih pindah ke saringan no 2 dan Seterusnya selanjutnya sampah dimasukkan ke tempat penampungan yang telah tersedia dan selanjutnya diangkut oleh truk sampah e. Cek seluruh peralatan pembersih waktu operasional f. Setelah sampah kondisi bersih, maka rake akan kembali pada tempat Pemberhentian, posisi stop g. Selesai. TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 174

175 5.4.3 Pintu air ( Rolling gate ) - Urutan operasional buka dan tutup a. Pastikan tegangan input R,S,T normal, ( MCCB ) posisi on b. Cek semua peralatan pintu air, indicator gangguan tidak kerja dan siap operasional Membuka pintu c. Tekan tombol buka, maka pintu bergerak membuka d. Cek gerakan pintu, roda gigi, getaran dan dll e. Pada posisi pintu terbuka penuh, maka secara automatic pintu stop f. Pada gerakan membuka pintu dapat di stop setiap saat sesuai kebutuhan Dengan menekan tombol stop maka gerakan pintu akan berhenti. Menutup pintu g. Tekan tombol tutup, maka pintu bergerak menutup h. Cek gerakan pintu, roda gigi, getaran dan dll i. Pada posisi pintu tertutup penuh, maka secara automatic pintu stop j. Pada gerakan menutup pintu dapat di stop setiap saat sesuai kebutuhan Dengan menekan tombol stop maka gerakan pintu akan terhenti. Keterangan ; Pada gerakan buka dan tutup pintu, jika terjadi gerakan pintu terlalum berat, maka secara automatic pintu akan stop, dan indicator gangguan Pintu kerja k. Power supply ke peralatan pintu air posisi off dengan melepas MCCB l. Selesai 5.5 Pemeliharaan Sistem Pompa Drainase TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 175

176 Pemeliharaan peralatan sistem pompa drainase berfungsi untuk menjaga / mempertahankan unjuk kerja (performance) peralatan sistem pompa drainase, sehingga peralatan pompa drainase dalam kondisi baik untuk selalu siap dioperasionalkan sesuai kondisi yang ditetapkan terutama pada saat pompa tersebut digunakan pada kondisi terjadi genangan air. Bagaimanapun peralatan yang terpasang untuk menjaga keandalan maka perlu dilakukan pemeliharaan secara periodik Adapun Jenis Pemeliharaan Umumnya dilakukan pada 3 jenis : 1. Break down maintance: Pemeliharaan dilakukan dari peralatan tersebut dari dipasang sampai dengan kondisi rusak (tidak dapat dioperasionalkan) kemudian dilakukan perbaikan / penggantian 2. Periodical Maintance Pemeliharaan dilakukan secara berkala / periodik, bulanan, 6 bulanan dan tahunan pada kondisi peralatan tersebut belum terjadi kerusakan dilakukan pemeliharaan / check. 3. Predictive Maintance TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 176

177 Pemeliharaan dilakukan sesuai dengan kondisi / trend masing-masing peralatan pada yang tidak normal (diatas/dibawah kondisi normal dengan melakukan pengamatan secara teliti. Dari ketiga sistem tersebut pada kondisi sekarang kebanyakan menggunakan No.3 dengan alasan. a. Pemeliharaan dilakukan sesuai kondisi kerja (actual condition) b. Jumlah jam pemeliharaan akan lebih pendek c. Menaikkan keandalan peralatan d. Biaya pemeliharaan akan berkurang Pemeliharaan (maintance) Adalah suatu kegiatan untuk melakukan pemeriksaan, perbaikan, atau penggantian, peralatan/suku cadang, sesuai dengan kondisi hasil pantauan dengan tujuan agar peralatan yang dilakukan pemeliharaan dapat meningkatkan unjuk kerja (performance) pada saat operasional Peralatan yang dipelihara: Adapun pada sistem rumah pompa drainase macam peralatan yang dilakukan pemeliharaan : a. Genset dan kelengkapannya b. Pompa drainase dan kelengkapannya c. Panel switch gate low voltage dan medium voltage d. Panel kontrol genset e. Panel start pompa f. Power supply DC g. Instalasi kabel /cable rack h. Panel MDP i. Panel lokal (RG, IGH, TP dan TR 1-3) j. Pintu air (rolling gate) k. Trash rack rake l. Bar screen m. Conveying (alat angkut) n. Pompa penguras o. Instalasi penerangan dan penerangan jalan TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 177

178 p. Water level Perencanaan Pemeliharaan a. Membuat schedule b. Perencanaan kebutuhan material / tool c. Membuat urutan pemeliharaan d. Menyiapkan kartu pemeliharaan Persiapan Pemeliharaan a. Persiapan material untuk pemeliharaan: cat, seal, packing grase, spare part, cleaner kain lap dll b. Persiapan alat kerja tool, special tool, grounding dll c. Kartu pemeliharaan d. Personil e. Taging (kartu tanda peringatan) f. SOP g. Alat keselamatan kerja h. Ijin pelaksanaan pemeliharaan dll Menyiapkan kartu pemeliharaan Setiap melakukan pemeliharaan dilakukan pengisian data untuk mengetahui riwayat dari peralatan a. Pekerjaan yang dilaksanakan b. Waktu pelaksanaan pemeliharaan dan tanggal c. Penggantian material / spare part d. Pengujian yang dilakukan e. Personil yang melaksanakan f. Kesimpulan / saran 5.6 Pemeliharaan pompa drainase dan kelengkapannya TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 178

179 1. Pastikan bahwa peralatan pompa drainase siap dilakukan pemeliharaan dengan memasang taging 2. Panel out going / EP dan incoming ICP, CB posisi off / inservise supply tegangan 0 volt 3. Grounding panel out going posisi masuk Pelaksanaan pemeliharaan ; 1. Pembongkaran bagian / part pompa - Rumah pompa,impeller, shaft, kopling, pipa masuk dan buang dll 2. Pembongkaran bagian / part engine/ genset - Sistem pendingin, sistem pelumas, system bahan bakar, pipa gas buang - Silinder kop, vave, connecting rod, bearing dll 3. Pembongkaran generator - Stator, rotor, kipas pendingin bearing dll 4. Pembongkaran motor pompa - Stator, rotor, kipas pendingin bearing dll 5 Penggantian dan perbaikan semua bagian/part yang rusak 6 Penyetelan kembali dan pengukuran semua bagian / part 7 Pengujian masing- masing bagian/part, sub sistem yang dilakukan setelah perbaikan 8 Panel out going / EP dan incoming ICP, CB siap operasional 9 Grounding panel posisi lepas / off 10 Panel pompa siap operasional 11 Pengujian seluruh peralatan ; Pompa drainase,engine, genset, motor pompa tanpa beban sampai kondisi normal. 12 Pengujian seluruh peralatan ; Pompa drainase,engine, genset, motor pompa Dengan beban sampai kondisi normal Keterangan ; Untuk pengujian peralatan pompa drainase dan engine/ genset proses start dan stop sesuai urutan sebelumnya 14. Catat kegiatan perbaiakan / pemeliharaan, termasuk hasil hasil pengukuran, pengujian dan penggantian part termasuk kelainan pada peralatan pada blangko laporan pemeliharaan 15. Selesai TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 179

180 Gambar 5.1 TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 180

181 LAMPIRAN TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 181

182 Tabel 5.2. Contoh Simulasi Biaya Operasional Rumah Pompa TATA CARA PERENCANAAN, PEMBANGUNAN DAN OPERASI PEMELIHARAAN SISTEM POMPA 182