PERHITUNGAN PENENTUAN BESAR DAYA MOTOR INDUKSI 3 FASA

39

BAB IV PERHITUNGAN PENENTUAN BESAR DAYA MOTOR INDUKSI 3 FASA

UNTUK PENGGERAK CONVEYOR DAN POMPA 4.1. Perhitungan Daya Motor Untuk Kerja Screw Conveyor Pada PLTBS Sei Mangkei screw conveyor digunakan untuk menghantarkan bahan bakar ke stasiun pembakaranboiler. Screw conveyor diputar oleh motor listrik induksi 3 fasa. Pada perhitungan ini diperlukan data berupa dimensi atau panjang screw conveyor, diameter screw conveyor, ketinggian screw conveyor, dan volume cangkang yang dihantarkan perjam. Jumlah screw conveyor yang digunakan untuk menghantarkan cangkang ke 2 ruang pembakaran boiler adalah 11 unit. Pada penggunaannya screw conveyor ini disusun untuk menghantarkan bahan bakar dari stasiun bahan bakar menuju ruang pembakaran dari boiler yang memiliki jarak berkisar 70-90m, dan tinggi berkisar 13 sampai 18m. Terdapat 8 screw conveyor yang sama dalam hal panjang, diameter, dan ketinggian pada PLTBS Sei Mangkei dikarenakan penggunaan yang sama untuk kedua boiler. Sehingga total screw conveyor yang dihitung adalah sebanyak 7 unit. Panjang, diameter, ketinggian dan volume cangkang dari masing-masing screw conveyor pada PLTBS Sei Mangkei berbeda-beda berdasarkan kebutuhannya. Adapun data mengenai panjang, diameter, ketinggian, dan volume cangkang terdapat pada Tabel 4.1. Tabel 4.1 Data hasil pengukuran panjang, diameter, ketinggian dan volume cangkang dari masing-masing screw conveyor No conveyor Panjangm Diameterm Tinggim Volume perjamThr 1 18,4 0,43 7,5 Universitas Sumatera Utara 40 2 16 0,43 2,5 7,5 3 30 0,43 3,2 3,75 4 31,5 0,43 3,1 3,75 5 27,5 0,43 15 3,75 6 6 0,43 2 3,75 7 24 0,43 5 3,75 Data untuk masukan motor induksi 3 fasa untuk kerja screw conveyor berupa tegangan masukV, arus masukI, dan factor dayacos ø dapat dilihat pada Tabel 4.2 di bawah ini. Tabel 4.2 Data hasil pengukuran tegangan masukV, arus masukI, dan factor dayacos dari masing-masing motor induksi. No motor Tegangan V ArusI Factor dayacos 1 400 5 0,81 2 400 4,7 0,8 3 400 4,9 0,8 4 400 4,8 0,81 5 400 4,7 0,85 6 400 2,8 0,8 7 400 3,8 0,8 Berdasarkan data-data yang diperoleh pada Tabel 4.1 maka dilakukan perhitungan untuk mendapatkan daya bebanP dari masing-masing conveyor. Daya bebanP dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 3.5 dimana : P = M f Lx + H367 + D.L 20 kilowatt - Screw Conveyor 1panjang 18,4m, volume perjam 7,5Tjam, diameter 43 cm P = M f Lx + H367 + D.L 20 = 7,5 18,4 x 4 + 0367 + 0,43 x 18,4 20 Universitas Sumatera Utara 41 = 1,89 Kilowatt - Screw Conveyor 2panjang 16m, volume perjam 7,5Tjam, diameter 43 cm, tinggi 2,5m P = M f Lx + H367 + D.L 20 = 7,5 16 x 4 + 2,5367 + 0,43 x 16 20 = 1,703 Kilowatt - Screw Conveyor 3panjang 30m, volume perjam 3,75Tjam, diameter 43 cm, tinggi 3,2m P = M f Lx + H367 + D.L 20 = 3,75 30 x 4 + 3,2367 + 0,43 x 30 20 = 1,74 Kilowatt - Screw Conveyor 4panjang 31,5m, volume perjam 3,75Tjam, diameter 43 cm, tinggi 3,1m P = M f Lx + H367 + D.L 20 = 3,75 31,5 x 4 + 3,1367 + 0,43 x 31,5 20 = 1,81 Kilowatt - Screw Conveyor 5panjang 27m, volume perjam 3,75Tjam, diameter 43 cm, tinggi 15m P = M f Lx + H367 + D.L 20 = 3,75 27 x 4 + 15367 + 0,43 x 27 20 = 1,79 Kilowatt Universitas Sumatera Utara 42 - Screw Conveyor 6panjang 16m, volume perjam 3,75 Tjam, diameter 43 cm, tinggi 2m P = M f Lx + H367 + D.L 20 = 3,75 16 x 4 + 2367 + 0,43 x 16 20 = 1,02 Kilowatt Perhitungan untuk screw conveyor no 7 akan dapat diperoleh dengan cara yang sama. Berdasarkan data-data yang diperoleh pada Tabel 4.2 maka dilakukan perhitungan untuk mendapatkan daya input motorPin untuk menggerakkan masing-masing conveyor. Daya input motorPin dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 1.1 dimana : P = Efisiensi didapat dengan membagi daya input motor dengan daya bebanscrew conveyor rumusnya pada Persamaan 3.6. Poutbeban adalah beban dari screw conveyor yang dipikul. = Poutbeban Pin motor X 100 - Motor 1V=400V, I=5A, cos =0,81 P = = 690x5x0,81 = 2,8 KW = Poutbeban Pin motor X 100 = 1,892,8 X 100 =68 Universitas Sumatera Utara 43 - Motor 2V=400V, I=4,7A, cos =0,8 P = = 690x4,7x0,8 = 2,6 KW = Poutbeban Pin motor X 100 = 1,7032, 6X 100 = 70 - Motor 3V=400V, I=4,9A, cos =0,8 P = = 690x4,9x0,8 = 2,7 KW = Poutbeban Pin motor X 100 =1,742,7 X 100 = 64 - Motor 4V=400V, I=4,8A, cos =0,81 P = = 690x4,8x0,81 = 2,9 KW = Poutbeban Pin motor X 100 = 1,812, 9 X 100 = 67,5 Universitas Sumatera Utara 44 Perhitungan untuk motor conveyor no 5, 6, dan 7 akan dapat diperoleh dengan cara yang sama. Dalam pemilihan daya motor induksi di PLTBS ini, daya dibagi dengan 70 untuk mendapatkan daya motor induksi yang bekerja pada daerah optimum60-80 daya maksimum. Daya motor yang dibutuhkan masing-masing screw conveyor adalah - Motor screw conveyor 1 P = Pin motor0,7 = 2,80,7 4 KW - Motor screw conveyor 2 P = Pin motor0,7 = 2,60,7 = 3,72 KW 4 KW - Motor screw conveyor 3 P = Pin motor0,7 = 2,70,7 = 3,9 KW 4 KW - Motor screw conveyor 4 P = Pin motor0,7 = 2,90,7 4 KW Universitas Sumatera Utara 45 Untuk daya motor conveyor no. 5, 6, dan 7 dapat diperoleh dengan cara yang sama. Dari hasil analisis data diperoleh daya bebandaya output, daya input motor yang dibutuhkan untuk menggerakkan conveyor, dan daya motor yang digunakanhasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 4.3 berikut : Tabel 4.3 Hasil analisis data daya bebanoutput, daya input, dan daya motor yang digunakanhasil perhitungan motor 3 fasa untuk kerja screw conveyor No conve yor Panjang m Diameter m Tinggi m Volume perjamThr Daya beban KW 1 18,4 0,43 7,5 1,89 2 16 0,43 2,5 7,5 1,703 3 30 0,43 3,2 3,75 1,74 4 31,5 0,43 3,1 3,75 1,81 5 27,5 0,43 15 3,75 1,79 6 6 0,43 2 3,75 1,02 7 24 0,43 5 3,75 1,47 No Motor conveyor Daya beban KW Daya input motor KW Daya motor terpasang KW Daya motor seharusnya KW 1 1,89 2,8 5,5 4 2 1,703 2,6 4 4 3 1,74 2,7 4 4 4 1,81 2,9 4 4 5 1,79 2,76 5,5 4 6 1,02 1,54 3 2,2 7 1,47 2,1 3 3 Motor induksi 3 fasa untuk kerja screw conveyor pada PLTBS Sei Mangkei berdasarkan perhitungan memiliki besar daya 2,2KW, 3KW, dan 4KW. Besarnya Universitas Sumatera Utara 46 dimensi dari screw conveyor dan banyaknya material yang akan diangkut mempengaruhi besar daya beban dan juga besar daya motor yang digunakan. Daya motor maksimumhasil perhitungan yang digunakan adalah 4KW dan daya motor minimum adalah 2,2KW. Terjadi kelebihan besar daya motor pada motor no 1, 5, dan 6.

4.2 Perhitungan Daya Motor Untuk Kerja Pompa

Pada PLTBS Sei Mangkei pompa digunakan untuk memenuhi kebutuhan air boiler untuk menghasilkan uap panas lanjut yang mengerakkan turbin uap untuk memutar rotor alternator, untuk memompa hasil kondensasi menuju demin tank, dan untuk memompa air pendinginCooling Water. Pompa-pompa ini adalah jenis pompa sentrifugal. Pada penentuan daya hidrolikWHP untuk kerja pompa diperlukan data mengenai debit air yang dipompa, tekanan kerja dari pompa, massa jenis air, dan gravitasi 9,8 ms 2 . data mengenai debit, tekanan kerja, massa jenis, dan gravitasi terdapat pada Tabel 4.4 Tabel 4.4. Data debit air, head, massa jenis, dan gravitasi dari pompa No pompa Debit airm 3 jam Head m Massa JenisKgm 3 Gravitasi ms 2 1 20,4 500 1000 9,8 2 17,6 120 1000 9,8 3 170 100 1000 9,8 Data untuk masukan motor induksi 3 fasa untuk kerja pompa Boiler Feed Water berupa tegangan masukV, arus masukI, dan factor dayacos ø dapat dilihat pada Tabel 4.5 di bawah ini Universitas Sumatera Utara 47 Tabel 4.5. Data motor induksi untuk kerja pompa berupa tegangan masukV, arus masukI, dan factor dayacos ø No motor TeganganV ArusI Factor dayacos ø 1 400 73 0,85 2 400 14 0,86 3 400 120 0,8 Berdasarkan data-data yang diperoleh pada Tabel 4.4 maka dilakukan perhitungan untuk mendapatkan daya beban pompaP atau daya hidrolik untuk menggerakkan masing-masing Boiler Feed Water Pump. Daya beban pompaP dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 3.7 dimana : Daya OutputWHP = Qm 3 s x H m x kgm 3 x gms 2 1000x3600KW - Pompa 1 Q= 20,4 m 3 jam, H= 500m WHP = Q x H x x g 1000x3600KW = 20,4 x 500 x 1000 x 9,8 3.600.000 KW = 28 KW - Pompa 2 Q= 17,6 m 3 jam, H= 120m WHP = Q x H x x g 1000x3600KW = 17,6 x 120 x 1000 x 9,8 3.600.000 KW = 5,8 KW - Pompa 3 Q= 170 m 3 jam, H= 100m WHP = Q x H x x g 1000x3600KW = 170 x 100 x 1000 x 9,8 3.600.000 KW = 46,3 KW Universitas Sumatera Utara 48 Berdasarkan data-data yang diperoleh pada Tabel 4.5 maka dilakukan perhitungan untuk mendapatkan daya input motorPin untuk menggerakkan masing-masing pompa. Daya input motorPin dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 1.1 dimana : P = Efisiensi didapat dengan membagi daya input motor dengan daya bebanpompa rumusnya pada Persamaan 3.8. Poutbeban adalah beban dari pompaWHPDaya hidrolik yang dipikul. = PoutWHP Pin motor X 100 - Motor 1V=400V, I=73A, cos ø=0,85 P = = 690x 73 x 0,85 = 42,8 KW = PoutWHP Pin motor X 100 = 2842,8 X 100 = 65 - Motor 2V=400V, I=14A, cos ø=0,86 P = = 690 x 14 x 0,86 = 8,3 KW = PoutWHP Pin motor X 100 = 5,88,3 X 100 = 70 Universitas Sumatera Utara 49 Dalam pemilihan daya motor induksi di PLTBS ini, daya dibagi dengan 0,7 untuk mendapatkan daya motor induksi yang akan digunakan. Daya motor yang dibutuhkan masing-masing pompa adalah P = Pin motor0,7 - Motor pompa 1 P = Pin motor0,7 = 42,80,7 = 61,1KW 75 KW - Motor pompa 2 P = Pin motor0,7 = 8,30,7 = 11,9KW 12,5 KW Dari hasil analisis data diperoleh daya hidrolik yang dibutuhkan untuk menggerakkan Boiler Feed Water Pump dapat dilihat pada Tabel 4.6 berikut: Tabel 4.6 Hasil analisis data penentuan daya beban pompa, daya input, dan efisiensi motor 3 fasa untuk kerja pompa No pompa Debit air m 3 jam Head m Massa JenisKgm 3 Gravitasi ms 2 Daya beban KW 1 20,4 500 1000 9,8 28 2 17,6 120 1000 9,8 5,8 3 170 100 1000 9,8 46,3 Universitas Sumatera Utara 50 Daya beban KW Daya input motor KW Daya motor terpasang KW Daya motor seharusnya KW Efisiensi 28 42,8 75 75 65 5,8 8,3 12,5 12,5 70 46,3 66,24 110 110 69,8 Motor induksi 3 fasa untuk kerja Boiler Feed Water Pump, Condensate Pump, dan Cooling Water Pump pada PLTBS Sei Mangkei bekerja pada efisiensi mesin rata-rata 68,33. Besarnya debit air dan tekananhead untuk kebutuhan air pada pompa mempengaruhi besar daya beban dan juga besar daya motor yang digunakan. Penggunaan motor pada pompa di PLTBS Sei Mangkei sesuai dengan daya motor hasil perhitungan. Universitas Sumatera Utara 51

BAB V PENUTUP