BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Tenaga listrik merupakan salah satu faktor yang sangat penting dalam kehidupan umat manusia. Hal ini karena hampir semua peralatan dalam kehidupan sehari-hari membutuhkan listrik sebagai sumber energinya. Untuk pemenuhan kebutuhan energi listrik yang sangat besar, maka dibangunlah suatu pembangkit listrik. Berdasar jenis tenaga yang dikonversi menjadi tenaga listrik, maka pembangkit energi listrik dapat dibagi menjadi PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap), PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air), PLTG (Pembangkit Listrik Tenaga Gas), PLTP (Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi), dan PLTD (Pembangkit Listrik Tenaga Diesel). Gambar 1.1. dibawah menunjukan sebuah proses kerja dalam PLTU. Gambar 1.1. Proses kerja dalam PLTU Proses PLTU adalah proses pembangkitan listrik yang memanfaatkan uap air sebagai penggerak turbin yang mana turbin itu akan menggerakan generator listrik. Secara sederhana proses pada PLTU adalah air dipanaskan di dalam boiler hingga menjadi uap air. Uap air tersebut kemudian dialirkan ke HP dan LP turbin yang mana turbin tersebut akan memutar generator. Uap air dari turbin kemudian 1
2 diembunkan di kondenser sehingga berubah kembali menjadi air. Air ini akan dialirkan lagi ke boiler sehingga proses di atas akan terus mengalami pengulangan. Untuk mempertahankan debit air dalam proses PLTU maka disediakan sebuah makeup water. Pada PLTU uap air setelah melewati turbin akan didinginkan di kondenser sehingga dapat dimanfaatkan lagi untuk proses yang sama. Fluida pendingin pada kondenser yang umum digunakan adalah air atau air laut. Air laut yang digunakan di kondenser adalah air aut yang telah mengalami penyaringan dari kotorankotoran dan disuplai oleh pompa cwp. Pompa cwp ini selain menyediakan air untuk kondensor juga menyediakan air untuk makeup water tank. Pada Gambar 1.1 dapat dilihat bahwa pompa cwp mempunyai fungsi yang sangat penting yaitu sebagai penyuplai air kondensor dan makeup water. Jika terdapat gangguan pada pompa cwp maka proses kerja PLTU akan terganggu dan bahkan bisa mengalami mati total karena terganggunya pasokan air pada sistem. Apabila sistem dalam PLTU mati maka PLTU tidak akan dapat memproduksi listrik dan hal ini akan dapat menyebabkan gangguan pada aktifitas lingkungan sekitar. Dengan demikian jelaslah bahwa pompa cwp mempunyai peranan yang sangat penting di PLTU sehingga harus diperhatikan dalam pemilihan dan pemeliharaannya. Pemilihan dan pemeliharaan yang salah dapat memperpendek umur pompa dan bahkan dapat menyebabkan pompa tidak bekerja secara optimal. 1.2. Permasalahan Di dalam Tugas Akhir ini akan dilakukan perancangan sebuah pompa pendingin kondensor untuk PLTU 300 MW. Data yang akan digunakan diperoleh dari data pompa yang digunakan di PLTU Cilacap yang dikelola oleh PT. S2P. Pompa cwp yang akan dirancang mempunyai kapasitas (Q) sebesar 6,3 m 3 /detik (100000 GPM), head total (H) sebesar 18 meter, dan bekerja selama 24 jam sehari. Fluida kerja adalah air laut pada suhu 30 C yang telah mengalami penyaringan dari kotoran.
3 1.3. Asumsi dan Batasan Masalah Penulisan tugas akhir ini menitik beratkan pada perancangan komponen sistem mekanis pompa dan perhitungan prestasi pompa tersebut secara teoritis, yang secara umum terdiri dari : 1. Perancangan impeler, difuser, rumah pompa, saluran masuk dan saluran keluar, perapat dan seal, poros dan bantalan, pasak, pemilihan motor, yang meliputi jenis serta dimensi dari masing-masing komponen. 2. Perhitungan dan analisa karakteristik serta efisiensi pompa. Pompa yang akan dirancang adalah pompa yang digunakan untuk mengangkut air laut pada sistem pendingin kondensor dan makeup water. Sifat-sifat fluida yang diangkut adalah air laut pada suhu kerja 30 C. 1.4. Tujuan Perancangan Perancangan pompa pada Tugas Akhir ini bertujuan untuk: 1. Memilih dan menentukan jenis pompa yang tepat, sesuai dengan aplikasi dan kondisi operasinya. 2. Memperhitungkan dan menentukan dimensi komponen-komponen pompa yang dirancang, baik komponen utama maupun komponen pelengkapnya. 3. Memperhitungkan efisiensi optimal dari pompa hasil rancangan secara teoritis. 4. Memperkirakan secara cermat karakteristik pompa hasil rancangan. 1.5. Sistematika Penulisan BAB I : Pendahuluan Meliputi : latar belakang masalah, asumsi dan batasan masalah, tujuan perancangan, dan sistematika penulisan tugas akhir. BAB II : Tinjauan Pustaka Meliputi : Pengertian pompa, jenis jenis pompa dan fungsi dari pompa.
4 BAB III : Tinjauan Masalah Meliputi : data-data perancangan, head dan kapasitas, pemilihan putaran pompa, pemilihan penggerak pompa, penentuan efisiensi, serta perhitungan daya pompa. BAB IV : Perancangan Impeler Meliputi : diameter poros, tipe impeler, perhitungan ukuran utama impeler yaitu sisi masuk impeler dan sisi keluar impeler, penggambaran segitiga kecepatan, penentuan desain sudu, dan pengecekan kekuatan impeler. BAB V : Perancangan Difuser Meliputi : perhitungan difuser, penentuan dimensi difuser, penggambaran difuser, pemilihan bahan difuser dan pemeriksaan kekuatan difuser. BAB VI : Perancangan Saluran Masuk, dan Rumah Pompa Meliputi : macam-macam saluran masuk dan definisinya, penentuan jenis saluran masuk. Jenis-jenis rumah pompa berdasarkan belahannya, perhitungan saluran masuk, dan perhitungan kekuatan rumah pompa (casing ). BAB VII : Komponen Pendukung Meliputi : perencanaan bantalan, perhitungan kopling, perhitungan mur dan baut, perencanaan poros, dan stuffing box. BAB VIII : Kavitasi dan Karakteristik Pompa Meliputi : pengertian kavitasi, pencegahannya serta perhitungan dan penggambaran grafik hubungan antara, head aktual dengan kapasitas, head teoritis dengan kapasitas, dan efisiensi dengan kapasitas secara teoritis. BAB IX : Penutup Merupakan rangkuman hasil perhitungan bab-bab sebelumnya yaitu perancangan pompa cwp yang meliputi penentuan spesifikasi pompa, perancangan
5 impeler, perancangan saluran masuk dan rumah pompa, perancangan poros, perancangan bantalan, perancangan komponen pendukung, dll. 1.6. Manfaat Perancangan Manfaat yang dapat diraih dari kegiatan perancangan pompa dalam Tugas Akhir ini adalah: 1. Sebagai pemenuh syarat kelulusan Program Sarjana, Jurusan Teknik Mesin, Universitas Gadjah Mada. 2. Sebagai sarana untuk menerapkan ilmu yang sudah diperoleh dari bangku kuliah, dalam hal perancangan sebuah mesin. 3. Sebagai sarana untuk memperdalam pengetahuan mengenai perancangan pompa dan elemen-elemen mesin, termasuk permasalahan yang dihadapi dan solusi pemecahannya. 4. Sebagai penambah referensi dan inspirasi bagi perancang-perancang pompa selanjutnya. 5. Sebagai sumbangan bagi kemajuan IPTEK.