Civil Works ( Pekerjaan Sipil)

4. Medium-density polyethylene (MDPE).

Karakteristik pipa-pipa ini dapat diperlihatkan pada lampiran. (Bahan pipa penstock untuk pembangkit listrik tenaga air skala kecil). Untuk mendisain pipa pesat mula-mula tentukan jenis bahan pipa pesat yang direncanakan dan hitung jarak antara saluran penampung menuju turbin dan beda tinggi (H uss ) dari saluran penampung ke turbin.

Panjang pipa pesat, didapat dengan menggunakan rumus trigonometri

(2.23) Kecepatan optimum dapat dicari dengan menggunakan rumus United State

pipa = L Horizontal + H gross

Bureau of Reclamation (USBR) sebagai hubungan anatara kecepatan dengan head untuk pipa.

V = 0,125 2 gH

2.6.6.2 Diameter Pipa Pesat Pada umumnya diameter pipa pesat ditentukan berdasarkan pembandingan

dengan biaya pipa pesat dan biaya kehilangan head pipa pesat. Karena pipa pesat mengeluarkan biaya yang besar pada pemasangannya, sehingga dalam menentukan diameter pipa pesat harus berdasarkan perbandingan dengan biaya pipa pesat dan biaya kehilangan head pipa pesat.

Untuk memilih diameter terbaik dan tipe pipa pesat harus memperhitungkan faktor-faktor berikut :

1. Biaya pembelian pipa dan biaya tambahan seperti pemasangan, disain, sambungan dan transportasi.

2. Biaya perawatan pipa seperti pembersihan dan pengecatan ulang.

3. Daya yang dapat dihantarkan pipa setelah mengalami kehilangan akibat gesekan

4. Jumlah aliran yang dapat menyuplai turbin untuk menghasilkan listrik 4. Jumlah aliran yang dapat menyuplai turbin untuk menghasilkan listrik

5. Daya (power) optimum

Secara sederhana, diameter pipa dapat dicari dengan menggunakan persamaan dasar :

Q A=

2 Q 1π . d = (2.26)

Ketebalan pipa: t

t 0 ≥ 0,4 cm atau t 0 ≥ 40 ( cm ) (2.27)

dimana:

t 0 = ketebalan minimum pipa,

d = diameter pipa

1.3.1.1. 2.6.6.3 Kehilangan Akibat Gesekan Pada Pipa Pesat Setelah mendapatkan diameter pipa pesat, kita akan menghitung nilai kehilangan

head pada pipa pesat dengan mencari harga faktor gesekan (f).Untuk mencari f digunakan grafik moody dengan cara menghubungkan garis lengkung antara harga k/d terhadap 1,2 Q/d. Dari tabel 2.1. didapat nilai k untuk beberapa material pipa dengan umur kondisinya. Melalui grafik tersebut, didapat faktor gesekan (f).

Rumus kehilangan energi akibat gesekan pada pipa penstock :

Dimana : hf = kehilangan energi akibat gesekan

f = faktor gesekan L = panjang penstock V = kecepatan aliran pada penstock d = diameter penstock Q = debit air ( l/d )

Material

Umur kondisi < 5 tahun

5 - 15 tahun

> 15 tahun

Pipa lunak PVC, HDPE, MDPE 0,003

0,05 Fiberglas Beton

0,01

1,5 Baja ringan : Baja tak berlapis

0,06

0,15

0,5 Baja galvanis

- karat sedang

20,0 Tabel 2.1 : koefisien kekasaran pipa dalam mm

- karat tinggi

6,0

10,0

Gambar 2.6. Grafik Factor Gesekan Pada Pipa 2.6.6.4 Metode Penyambungan Penstock

Spesifi kasi dan ukuran detil pipa disediakan oleh desainer di dalam gambar desain dan spesifikasi. Beberapa jenis bahan pipa pesat dapat dilihat sebagai berikut:

a. Pipa PVC Pipa PVC dapat disambung dengan soket yang di lem atau dengan sealing karet. Pipanya harus terlindung dari sinar matahari; yang paling baik adalah dengan cara ditimbun di dalam tanah (lihat bagian ‘penimbunan’ untuk detilnya). Apabila tidak ditimbun, pipa mesti dibungkus dengan material yang bisa melindungi dari sinar matahari (misalnya dengan dengan plastik dan di ikat dengan kawat).

b. Pipa Baja Pipa besi bisa berupa pipa yang dibuat dari lembaran baja atau pipa

bikinan pabrik dengan ukuran sedemikian rupa sehingga mudah untuk diangkut dengan alat transportasi, mudah dipasang dan mudah disambung. Pipa yang terbuat dari gulungan lembaran baja biasanya sudah digulung dibengkel, yang kemudian dilas di lokasi PLTM. Penyambungan ruas ruas pipa besi dapat dilakukan dengan cara dilas di lokasi atau dengan flange yang di sambung dengan baut.

Ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam mendisain dan perawatan pipa pesat:

• Sambungan Pada Pipa. Sambungan muai (Expansion joint) harus di pasang pada pipa pesat yang terbuat dari besi jika jarak antara dua angkur blok lebih dari 2 meter. Sambungan muai menjaga pergerakan memanjang pipa yang di sebabkan oleh: perbedaan suhu, terutama pada saat pipa berisi air dan pada saat pipa kosong dan terkena sinar matahari. perubahan gaya hidrostatik di dalam pipa yang cenderung merenggangkan/memisahkan pipa atau sambungannya.

Sambungan muai biasanya dibuat dari baja ringan. Sambungan muai yang paling umum digunakan adalah sambungan muai sarung (sleeve expansion joint ) yang dilengkapi dengan pack ing ring asbes dan pack ing gland untuk menghentikan kebocoran air. Untuk PLTM tertentu sambungan muai belos/apar (bellow-expansion-joint) dapat digunakan seperti yang terlihat pada gambar berikut.

(a) (b)

Gambar 2.7. Sambungan Pipa Pesat

• Perlindungan Terhadap Karat. Pelindung karat untuk pipa pesat besi juga sangat diperlukan untuk menjaga ketahanan pipa pada korosi. Perlindungan karat pipa besi yang di atas tanah harus di lapisi dengan satu lapisan primer (meni besi) dan kemudian dua lapisan akhir tar epoxy atau cat besi. Untuk pipa pesat besi yang di timbun dalam tanah, lapisan akhir harus terdiri dari tiga lapisan cat besi.

• Balok Angkur. Blok angkur merupakan struktur beton kokoh yang diperlukan untuk menahan gaya yang terjadi di dalam pipa pesat. Blok angkur di bak penenang (awal pipa pesat) dan di rumah turbin (yang masuk ke turbin) sangat penting. Tambahan blok angkur juga di perlukan apabila terjadi perubahan arah pipa (belokan vertikal dan horizontal) dan perubahan (reduksi) diameter pipa.

(a) (b) Gambar 2.8. Balok Angkur

• Penyangga Pipa Pesat. Pipa pesat yang di pasang di atas tanah harus dilengkapi dengan

penyangga sepanjang pipa pesat seperti yang dijelaskan dalam gambar disain di bawah ini. Penyangga ini terbuat pasangan batu kali. Sebagian PLTM menggunakan profil baja pada kondisi yang curam atau relatif vertikal. Struktur penyangga pipa pesat dibuat agar pipa pesat tersebut tidak sulit untuk bergerak memanjang karena pemuaian/kontraksi tetapi dengan gesekan yang minimum. Untuk itu permukaan pipa pesat yang bergesekan dengan penyangganya harus dilapisi dengan aspal bitumen atau material lainnya (plastik, baja berpelumas) . Saluran kecil sebaiknya dibuat untuk menguras air (hujan atau bocor) dari permukaan kontak pipa dan penyangga.

Gambar 2.9. Penyangga Pipa Pesat

2.6.7. Rumah Pembangkit (Power House)

Untuk mendesain rumah pembangkit, perlu dipertimbangkan :

a. Lantai rumah pembangkit dimana peralatan PLTM ditempatkan, perlu memperhatikan kenyamanan selama operasi, mengelola, melakukan perawatan dimana terjadi pekerjaan pembongkaran dan pemasangan peralatan.

b. Memiliki cukup cahaya masuk untuk penerangan di siang hari dan adanya ventilasi udara.

c. Kenyamanan jika operator berada didalamnya seperti untuk melakukan pengendalian ataupun pencatatan secara manual pada jenis dan tipe turbin yang digunakan, dan sirkulasi air yang dikeluarkan setelah menggerakkan turbin.