Perencanaan Ulang Instalasi Perpipaan dan Pompa pada Chlorination Plant PLTGU PT. PJB Unit Pembangkitan Gresik

Transkripsi

1 Perencanaan Ulang Instalasi Perpipaan dan Pompa pada Chlorination Plant PLTGU PT. PJB Unit Pembangkitan Gresik Oleh : Dunung Sarwo Jatikusumo Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MT

2 Latar Belakang PT. PJB Unit Pembangkitan Gresik Tingkat keandalan dalam produksi listrik

3 Effisiensi unit pembangkitan

4 Chlorination Plant Perencanaan Ulang

5 Chlorination Plant Circulating Water Pump (CWP)

6 Chlorination Plant Kanal air laut (reservoir suction) Sea Water Feed Pump (SWFP)

7 Sea Water Booster Pump Degassing Tank Chlorination Plant

8 Permasalahan Chlorination Plant Header CWP PLTGU SWFP PLTU

9 Batasan Masalah - Redesign dilakukan pada instalasi perpipaan dan pompa pada Chlorination Plant PLTGU dengan inlet reservoir berada pada header CWP Blok II PLTGU - Redesign dilakukan dengan mendesain ulang drawing instalasi perpipaan - Fluida yang dialirkan adalah air laut yang memiliki sifat incompressible - Keadaan aliran dalam pipa adalah steady state, steady flow, dan fully developed.

10 Tujuan - Membuat desain instalasi perpipaan yang baru - Menghitung Head Efektif Instalasi - Membandingkan perhitungan teoritis dengan perhitungan numerik - Pemilihan ulang pompa yang sesuai dengan kebutuhan - Menghitung penghematan daya setelah perencanaan ulang

11 Data Hasil Survey Metodologi Data Fluida Jenis fluida : Air Temperatur fluida (T fluida ) : 30 o C Massa jenis fluida (ρ) : 996 kg/m 3 Viskositas fluida (μ) : 8 x 10-4 Ns/m 2 Tekanan uap jenuh fluida (P v ) : 4,239 kpa Gravitasi (g) : 9,81 m/s 2 Kapasitas pada beban puncak (Q puncak ) : 107 m 3 /h

12 Data Tangki Tekanan reservoir suction (P RS ) Tekanan reservoir discharge (P RD ) Head suction (H s ) Head discharge (H d ) Level air reservoir suction Level air reservoir discharge : Pa : Pa : 3 m : 5,33 m : 2,7 m : 7 m

13 Data Pompa yang ada Sea Water Feed Pump (SWFP) Head (H pump ) : 33 m Speed (n) : 1460 rpm Capacity (Q) : 321,3 m 3 /h Power (P) : 45 kw Sea Water Booster Pump (SWBP) Head (H pump ) : 60 m Speed (n) : 1750 rpm Capacity (Q) : 90 m 3 /h Power (P) : 15 kw

14 Data Pipa Pipa suction Nominal Pipe Size (NPS) : 8 inch Jenis material : Polivinyl Chloride (PVC) ANSI Sch. 80 Pipa discharge Nominal Pipe Size (NPS) : 6 inch Jenis material : Polivinyl Chloride (PVC) ANSI Sch. 80 Pipa modul chlorination Nominal Pipe Size (NPS) : 2,5 inch Jenis material : Stainless Steel ANSI Sch. 40S

15 Data Fitting dan Accessory Elbow 90 o Tee branch U Turn Strainer and foot valve

16 Gate valve Swing check valve Ball valve Butterfly valve

17

18 Drawing Instalasi Desain Baru

19 Data Perencanaan Ulang Data Pipa perencanaan ulang

20

21 Head Efektif Instalasi Pompa Gambar 1 Instalasi Suction Lift

22 Head loss instalasi ( hlt ) Head loss mayor Colebrook Equation Head loss minor

23 Net Positive Suction Head (NPSH) Gambar 1 Instalasi Suction Lift

24 Daya Air (WHP) Daya Poros (P shaft ) Daya Motor (P m )

25 Perhitungan numerik Perhitungan numerik dilakukan dengan menggunakan bantuan software Pipe Flow Expert versi 5.12

26 Membuat instalasi perpipaan

27 Input data pipa

28 Membuat instalasi perpipaan

29 Menginput fluida

30 Menginput data reservoir

31 Input data pompa

32 Menginput data fitting dan accessory

33 Data Hasil perhitungan numerik

34 Diagram Alir Pengerjaan Tugas Akhir Mulai A B Survey lapangan Perbandingan perhitungan teoritis dan numerik Tidak sama Redesign instalasi meliputi 1. Drawing instalasi pipa 2. Dimensi pipa 3. Fitting & accessory Sama Pemilihan pompa Perhitungan teoritis meliputi 1. Kapasitas tiap section 2. Kecepatan aliran 3. Head loss mayor & minor 4. Head effektif instalasi 6. NPSHa 7. WHP 8. Pshaft 9. Pm Perhitungan Perhitungan numerik 1. Head effektif = head pompa 2. Kapasitas perencanaan = Kapasitas pompa 3. NPSHa NPSHr 4. ηpump 50% Ya Perhitungan penghematan daya Tidak Kesimpulan A B Selesai

35 Diagram Alir Perhitungan Numerik Mulai Pembuatan instalasi perpipaan dan pompa pada software Pipe Flow Expert dengan properties antara lain 1. Pipa 2. Pompa 3. Reservoir suction 4. Reservoir discharge 5. Fitting & accessory 6. Jenis fluida Menginput nilai pada setiap properties 1. Jenis material 2. Nilai NPS 3. Kapasitas pompa 4. Temperatur fluida 5. Diameter aksesoris 6. tekanan, level air, ketinggian reservoir suction Calculate Result Selesai

36 Perhitungan

37 Perhitungan Hasil Perhitungan Q, V, dan H lt tiap section No. Section D in (m) Q (m 3 /h) V (m/s) H lt (m) 1 A-B B-C C-D' C-D" D'-E' D"-E" E'-F E"-F F-G

38 Hasil Perhitungan Heff Instalasi, NPSHA, WHP, Pshaft, Pm H eff Instalasi teoritis (m) 18,087 H eff Instalasi numerik (m) 18,232 NPSH A (m) WHP (kw) P shaft (kw) P m (kw)

39 Pemilihan Pompa

40 Penentuan Jenis Pompa Penentuan jenis pompa pada instalasi baru didasarkan pada putaran spesifik (n s ) pompa. Diketahui nilai n s yaitu n s = Diagram penentuan jenis pompa berdasarkan N s 1621,515

41 Pemilihan Pompa Dengan data perencanaan Q =128 m 3 /h dan data hasil perhitungan H eff = m, NPSH A = m dapat ditentukan jenis pompa sebagai berikut

42 Grafik unjuk kerja pompa (EBARA CENTRIFUGAL PUMPS) Tipe: /9.2

43 Grafik NPSH R fungsi kapasitas (EBARA CENTRIFUGAL PUMPS) Tipe: /9.2 NPSH R : 4,3 m

44 Grafik daya motor fungsi kapasitas (EBARA CENTRIFUGAL PUMPS) Daya Motor: 9 kw Grafik effisiensi fungsi kapasitas (EBARA CENTRIFUGAL PUMPS) Effisiensi : 73 %

45 Spesifikasi EBARA CENTRIFUGAL PUMPS Jenis Pompa : Centrifugal Pump Merk : EBARA CENTRIFUGAL PUMPS Tipe : /9.2 Putaran : 2900 rpm Kapasitas : 128,4 m 3 /h Head : 17,281 m Daya Motor : 9 kw NPSH R : 4,3 m

46 Hasil Perhitungan WHP, P shaft, P m pada SWFP WHP (kw) P shaft (kw) P m (kw) Hasil Perhitungan Penghematan Daya Dengan desain instalasi yang baru maka didapatkan nilai penghematan daya sebesar P save = 39,5 kw.

47 Kesimpulan Berdasarkan hasil perhitungan dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Q= 128 m 3 /h, H eff = 18,087 m, NPSH A = 4,51 m, P m = 7,879 kw 2. Dipilih pompa dengan jenis pompa sentrifugal (EBARA CENTRIFUGAL PUMP) dengan tipe /9.2. Dengan spesifikasi sebagai berikut H = 17,281 m Q = 128,4 m 3 /h NPSH R = 4,3 m P m = 9 kw

48 3. Nilai H eff teoritis = 17,281 m dan nilai H eff teoritis = 17,171 m. Tingkat kesalahan perhitungan mencapai nilai 0,63% 4. Dengan desain baru didapatkan nilai daya SWFP = 26,5 kw dan SWBP = 9 kw. Sehingga penghematan daya yang dapat dilakukan adalah sebesar 39,5 kw.

49 Saran 1. Disarankan setelah perencanaan ulang, pompa (Sea Water Booster Pump) yang digunakan untuk instalasi perpipaan Chlorination Plant adalah pompa yang sesuai pada perhitungan. 2. Untuk Sea Water Feed Pump pada area PLTU yang telah tidak melayani Chlorination Plant lagi, disarankan untuk menggunakan pompa yang sesuai dengan perhitungan

50 Terima Kasih