=
2 1
16 4
ft3jam 4.275,453
ft
= 6,36 ft = 1,94 m L = 46,36 ft
= 25,45 ft = 7,76 m
3. Menentukan Air Sungai Keluar Bak Sedimentasi
Flow through velocity : 0,5 ftmin http:water.me.vccs.edu
v = 0,0000928 ft
3
-jamgal-min x Q
c
A
x
A
x
= cross-sectional area A
x
= Wd = 6,36 ft16 ft
= 101,807 ft
2
v = 0,0000928ft
3
-mingal-jam x 19.383,399 galjam101,807 ft
2
= 0,018 ftmin 0,0018 ftmin 0,5 ftmin, menandakan lumpur tidak terbawa oleh
aliran air keluar bak sedimentasi. Air sungai keluar
= Air sungai masuk - Drain Asumsi turbidity
= 850 ppm Powell, 1954 x suspended solid = 42
Powell, 1954, Figure 4 Drain
= 42 × 850 ppm = 3,57 × 10
-4
lbgal air
= 4,2771 × 10
-5
kgkg air × 40180,91 kg = 3,116 kg
Air sungai keluar bak = 40180,91 kgjam – 3,116 kgjam
= 40177.794 kgjam = 40,156 m
3
jam
Spesifikasi Bak Sedimentasi BS-101 ditunjukkan pada Tabel D.5.
Tabel D.5 Spesifikasi Bak Sedimentasi BS –101
Alat Bak Sedimentasi
Kode BS-101
Fungsi Mengendapkan lumpur dan kotoran air sungai
sebanyak 40,156 m
3
jam dengan waktu tinggal 1,5 jam.
Bentuk Bak rectangular
Dimensi Panjang 7,76 m
Lebar 1,94 m
Kedalaman 4,88 m Jumlah
1 buah
b. Bak Penggumpal BP-101
Fungsi : Menggumpalkan kotoran yang tidak mengendap di bak
penampung awal dengan menambahkan alum Al
2
SO
4 3
, soda kaustik dan klorinkaporit
Jenis : Silinder tegak yang dilengkapi pengaduk
1. Menentukan Volume Bak
Jumlah air sungai = 40,156 m
3
jam
= 40177.794kgjam Over design
10 Waktu tinggal dalam bak = 20
– 60 menit Powell, 1954 Diambil waktu tinggal 60 menit.
Volume bak = 1,1 × 40,156 m
3
jam × 1jam = 44,1716 m
3
2. Menentukan Dimensi Bak
Dimensi bak silinder tegak dengan HD = 1 V = ¼
π D
2
H Sehingga H = D = 4,68 m = 15,37 ft
3. Menetukan Kebutuhan Bahan Kimia
Konsentrasi alum yang diijeksikan ke dalam bak penggumpal = 0,004 dari air umpan Faisal,2009
Konsentrasi alum di tangki penyimpanan = 55 Kebutuhan alum = 0,06 × 40177.794 m
3
jam = 43,708 kgjam
Suplai alum ke bak penggumpal = 0,55
kgjam 43,708
= 79,469 kgjam ρ alum
= 1.307 kgm
3
Laju alir alum =
3 kgm
1.307 kgjam
469 ,
79
= 0,061 m
3
jam
Konsentrasi NaOH yang diijeksikan ke dalam bak penggumpal = 0,05 dari air umpan
Konsentrasi NaOH di tangki penyimpanan = 90 Kebutuhan NaOH = 0,05 × 73,371 m
3
jam = 0,037 m
3
jam = 36,423 kgjam
Suplai NaOH ke bak penggumpal = 0,9
kgjam 36,423
= 40,471 kgjam ρ σaτH = 1.044,431 kgm
3
Laju alir NaOH =
3 kgm
1.044,431 kgjam
40,471
= 0,039 m
3
jam Konsentrasi kaporit yang diijeksikan ke dalam bak penggumpal
= 1,2 dari air umpan Konsentrasi kaporit di tangki penyimpanan = 100
Kebutuhan kaporit = 1,2 × 73,731 m
3
jam = 0,881 m
3
jam = 874,165 kgjam
Suplai kaporit ke bak penggumpal = 1
kgjam 165
, 874
= 874,165 kgjam ρ klorin
= 1.043,25 kgm
3
Laju alir klorin = 3
kgm 1.043,25
kgjam 165
, 874
= 0,838 m
3
jam
4. Menentukan Daya Motor Pengaduk
Daya motor yang digunakan = motor
Efisiensi dibutuhkan
yang motor
Daya
Menghitung diameter pengaduk D
I
Diameter impeler D
i
= 13 x D
bak
= 13 × 4,68 m = 1,56 m
= 5,12 ft
Menghitung putaran pengaduk N
N =
I I
D WELH
D
2 3048
, 600
WELH = Tinggi cairan Z
1
x s.g Tinggi cairan Z
1
= =
2 12
, 5
371 ,
73 4
= 4,26 m
= 13,97 ft WELH = Z
1
× s.g. = 4,26 × 1,002
= 4,26 m = 13,97 ft
Putaran pengaduk N =
56 ,
1 2
4,27 56
, 1
3048 ,
600
2 L
ID V
4
= 43,58 rpm = 0,73 rps
Menentukan power number N
p
N
p
ditentukan dari Figure 3.4-4, Geankoplis, berdasarkan bilangan Reynold dan tipe pengaduk.
Viskositas campuran = 0,0413 kgm.s Berdasarkan viskositas campuran 10 kgm.s maka dipilih
jenis impeler yaitu marine propeller. N
Re
=
2 i
D N
=
0413 ,
857 ,
992 56
, 1
0,73
2
= 4,257.10
4
Dari Figure 3.4-4, Geankoplis, diperoleh Np = 1
Menentukan daya motor yang dibutuhkan
Daya yang dibutuhkan = = 4,735 hp
Menentukan daya motor yang digunakan
Efisiensi = 80 Power motor =
8 ,
4,735 hp
= 5,92 hp Digunakan daya motor = 6 hp
17 ,
32 550
. .
.
5 3
x D
N N
I mix
p
Spesifikasi Bak Penggumpal BP-101 ditunjukkan pada Tabel D.6.
Tabel D.6 Spesifikasi Bak Penggumpal BP –101
Alat Bak Penggumpal
Kode BP-101
Fungsi Menggumpalkan kotoran yang tidak mengendap di
bak penampung awal dengan menambahkan alum Al
2
SO
4 3
dan soda abu Na
2
CO
3
Bentuk Silinder vertical
Dimensi Diameter
4,68 m Tinggi
4,68 m Pengaduk
Diameter pengaduk 1,56 m
Power 6 hp
Jumlah 1 buah
c. Clarifier CL-101
Fungsi : Mengendapkan gumpalan kotoran dari bak penggumpal
Jenis : Bak berbentuk kerucut terpancung dengan waktu tinggal
60 menit
Gambar D.1 Clarifier
1. Menetukan Volume Clarifier
Jumlah air sungai = 40,156 m
3
jam = 40177.794kgjam
h
y D
2
D
1
Over design = 10
Volume bak = 1,1 × 40,156 m
3
jam × 1 jam = 80,708 m
3
2. Menetukan Dimensi Clarifier
Tinggi h = 10 ft = 3,05 m Powell, 1954
Diambil D
2
= 0,61 D
1
D
2
D
1
= yy + h 0,61 = yy + 3,0480
y = 4,7674 m Volume clarifier
= ¼ π D
2 2
y + h3 – ¼ π D
1 2
y + h3 80,708 m
3
= ¼ π D
1 2
2,6051 – ¼ π 0,61D
1 2
2,6051 Diperoleh: D
1
= 7,93 m D
2
= 4,83 m Jadi dimensi clarifier :
Tinggi = 3,05 m
Diameter atas = 7,93 m
Diameter bawah = 4,83 m
3. Menetukan Massa Air Keluar Clarifier
Massa air keluar clarifier = Massa air masuk clarifier - Sludge discharge
Sludge discharge = Turbidity + Alum + Soda abu
Asumsi : Turbidity
= 850 ppm Alum
= 30 ppm Soda abu = 30 ppm
Total = 4,2771. 10
-5
+ 1,5096. 10
-6
+ 1,5096. 10
-6
= 4,5790.10
-5
kg sludgekg air
× 40177.794kgjam = 3,336 kg sludge
Massa air keluar = 40177.794kgjam – 3,336 kg
= 40174,454 kgjam = 40,348 m
3
jam
Spesifikasi Clarifier CL-101 ditunjukkan pada Tabel D.7.
Tabel D.7 Spesifikasi Clarifier CL –101
Alat Clarifier
Kode CL-101
Fungsi Mengendapkan gumpalan-gumpalan kotoran
dari bak penggumpal. Bentuk
Bak berbentuk kerucut terpancung Kapasitas
40,156 m
3
Dimensi Tinggi
3,05 M Diameter Atas
7,93 M Diameter Bawah
4,83 M Jumlah
1 buah
d. Sand Filter SF-101
Fungsi : Menyaring kotoran-kotoran yang masih terbawa air dari tangki Clarifier
Tipe : Silinder vertikal dengan media penyaring pasir dan kerikil
1. Menetukan Luas Penampang Filter
Jumlah air = 40,348 m
3
jam Waktu tinggal
= 1 jam Laju alir
= 40177.794kgjam Over design
= 10 Kapasitas tangki = 1,1 x Jumlah air
= 1,1 x 40,348 m
3
jam = 44,3828 m
3
jam
Untuk mencari luas filter, digunakan persamaan :
5 ,
. .
. .
. 2
.
s c
c
c t
P f
t A
V
Pers. 14.2-24, Geankoplis, Hal. 814 Keterangan :
V = volume filtrat m
3
A = luas filter m
2
f = fraction submergence dari permukaan drum dalam slurry P = tekanan Pa
t
c
= waktu siklus s = viskositas Pa.s
α = tahanan spesifik mkg c
s
= total padatan dalam filtrat kg padatanm
3
filtrat
Diketahui : V = 0,448 m
3
s c
x
= 0,191 kg padatankg slurry m = 2 kg wet cakekg dry cake
∆P = 70.000 Pa t
c
= 250 s α = 4,37 . 10
9
x - ∆P
0,3
= 4,37.10
9
x 70.000
0,3
= 1,242 x 10
11
mkg Dari Appendix A.2 Geankoplis,1993, untuk air pada 35
o
C, = 0,0008 Pa.s
ρ = 992,857 kgm
3
c
s
=
x x
mc c
1
= 191
, 2
1 191
, 857
, 992
x x
= 306,854 kg padatanm
3
filtrat Maka,
A 0,448
=
5 ,
854 ,
306 10
x 1,242
0008 ,
250 000
. 70
. 33
, .
2
11
x x
x
x 250 A = 23,033 m
2
2. Menentukan Dimensi Filter
A = 14 x π x D
2
Diperoleh D = 5,42 m = 213,204 in
Digunakan D standar = 216 in = 18 ft
Mencari ketinggian shell : H
shell
=
A t
V
c
.
= 23,033
250 .
448 ,
= 4,87 m = 15,97 ft Digunakan H standar = 16 ft 4,88 m
Media filter : Antrachite
= 0,35 H
shell
= 0,35 x 16 = 5,6 ft = 1,707 m Fine Sand
= 0,35 H
shell
= 0,35 x 16 = 5,6 ft = 1,707 m Coarse Sand
= 0,15 H
shell
= 0,15 x 16 = 2,4 ft = 0,732 m Karbon aktif = 0,15 H
shell
= 0,15 x 16 = 2,4 ft = 0,732 m Tinggi total media filter = 16 ft = 4,88 m
3. Menentukan Tekanan Desain
Menghitung tekanan vertikal bahan padat pada dasar tangki digunakan persamaan Jansen :
P
B
= Mc. Cabe and Smith, 1985
Dimana: P
B
= tekanan vertikal pada dasar tangki psi ρ
B
= densitas material, lbft³ = 59,307 lbft³
= koefisien friksi : 0,35 - 0,55 dipilih, = 0,4
R Z
K 2
μ c
B
T
e 1
K μ
2 g
g ρ
R
K = rasio tekanan, 0.3 - 0,6 dipilih, K = 0,5 Z
T
= tinggi total bahan dalam tangki = 16 ft
R = jari-jari tangki = 12 D = 9 ft
Diperoleh P
B
= 679,081 lbft
2
= 4,716 lbin
2
Tekanan lateral yg dialami dinding tangki P
L
= K × P
B
= 0,5 x 4,716 = 2,358 lbin
2
Tekanan total P
T
= 4,716 + 2,358 lbin
2
= 7,074 lbin
2
4. Menghitung Tebal Dinding Shell
Brownell Young, 1959, Hal. 254
Material yang direkomendasikan adalah Carbon Steel SA-283 Grade C
Perry, 1984,dengan komposisi dan data sebagai berikut : f
= 12.650 psi Peters Timmerhause, 1991
E = 80
Brownell and Young, 1959, Tabel 13.2 c
= 0,125 in r
i
= 108 in P
operasi
= 14,7 psi P
desain
= 1,1 × 14,7 + 7,074 = 23,951 psi Tebal shell = 0,381 in Tebal standar =
7 16
in
c P
f i
r P
t
. 6
, .
.
5. Menghitung Tebal Head
6
C
r icr
, dimana r
c
=Di Perry, 1997, Tabel 10.65
Diketahui : r
c
= 170 in, maka icr = 13 in
= 1,65 in
t
h
= 0,458 in Tebal standar = ½ in
6. Menghitung Tinggi Head
Untuk tebal dinding head = ½ in, dari Tabel 5.8 Brownell and Young Hal. 93, maka s
f
= 1 ½ – 4 in, dan direkomendasikan s
f
= 3 in.
Depth of dish b
2 2
2 icr
ID icr
rc rc
b
Brownell andYoung, 1959, Hal. 87
2 13
2 170
2 13
170 170
in
b
b = 13,54 in
Tinggi head OA
OA = th + b + s
f
Brownell and Young, 1959, Hal. 87
icr c
r 3
. 4
1 w
c P
2 ,
f 2
w .
r. P
t
c h
= 0,50 + 13,54 + 3 in = 17,04 in = 0,43 m
7. Menghitung Volume Filter
Volume tanpa bagian s
f
V = 0,0000439 × ID
3
= 0,0000439 × 18
3
= 0,256 ft
3
Volume pada s
f
V
sf
= 0,25 × π × r
2
× s
f
= 0,25 × 3,14 × 182
2
× 3 = 15,904 ft
3
V total = V cairan + 2 x V tanpa s
f
+ 2 x V pada s
f
= 950,016 ft
3
+ 2 x 0,256 ft
3
+ 2 x 15,904 ft
3
= 982,337 ft
3
= 27,817 m
3
8. Menghitung Laju Air Keluar Filter
Air keluar filter = Air masuk filter - Air yang tertinggal di filter Kisaran internal backwashing : 8-24 jam
Powell, 1954 Diambil = 10 jam
Kisaran kecepatan backwash : 15-30 gpmft
2
Powell, 1954 Diambil = 15 gpmft
2
Luas penampang = 23,033 m
2
= 247,925 ft
2
Flowrate backwash = Kecepatan backwash x Luas penampang
= 15 gpmft
2
x 247,925 ft
2
= 3.718,872 gpm Kisaran air untuk backwash sebesar : 0,5-5 air disaring.
Diambil = 4 Air untuk backwash = 0,04 × 40,348 m
3
jam × 10 jam = 9,782 m
3
= 2.584,224 gal
Waktu backwash =
gpm gal
3.718,872 2.584,224
= 0,695 menit
Air yang tertinggal = 0,015 × air masuk = 0,00015 x 40,348 m
3
jam = 0,0037 m
3
jam Air yang masuk
= 24,456 m
3
jam Sehingga air keluaran filter = air yang masuk
– air yang tetinggal = 40,348 - 0,0037 m
3
jam = 40,3448 m
3
jam
Spesifikasi Sand Filter SF-101 ditunjukkan pada Tabel D.8.
Tabel D.8 Spesifikasi Sand Filter SF-101
Alat Sand Filter
Kode SF-101
Fungsi Menyaring kotoran-kotoran yang terbawa air
Bentuk Silinder tegak vertikal dengan head berbentuk
torisperical den media penyaring pasir dan kerikil.
Kapasitas 40,348 m
3
jam Dimensi
Diameter 5,49 m
Tinggi 4,88 m
Tebal shell t
s
0,4375 in Tebal head t
h
0,50 in Tekanan Desain
23,951 psi Waktu Backwash
0,695 menit Jumlah
4 buah 1 cadangan
e. Hot Basin HB-101
Fungsi : Menampung air proses yang akan didinginkan di Cooling Tower
Jenis : Bak beton berbentuk rectangular
1. Menentukan Volume Bak
Massa air = Kebutuhan air pendingin + Make up air pendingin = 40797,4103 kgjam
Flow rate = 41.00242 m
3
jam Waktu tinggal = 1 jam
Over design = 20
Volume = 1,2 × 41.00242 m
3
jam ×1 jam = 49,2029 m
3
2. Menentukan Dimensi Hot Basin
Luas permukaan bak A = Q
c
O.R http:water.me.vccs.edu
Dimana : A = luas permukaan bak, m
3
Q
c
= laju alir, m
3
jam O.R = overflow rate,500 galjam-ft
2
- 1.000 galjam-ft
2
Diambil overflow rate 500 galjam-ft
2
Sehingga : A = 89,886 ft
2
Kedalaman bak d = 7-16 ft http:water.me.vccs.edu Diambil d = 16 ft = 4,88 m
Panjang L = 4 W Dimana W = V4d
12
= 9,69 ft = 2,95 m L = 38,76 ft = 11,81 m
Spesifikasi Hot Basin HB –101 ditunjukkan pada Tabel D.9.
Tabel D.9 Spesifikasi Hot Basin HB –101
Alat Hot Basin
Kode HB-101
Fungsi Manampung air yang akan didinginkan di Cooling Tower
Bentuk Bak rectangular
Dimensi Panjang
11,81 M Lebar
2,95 M Kedalaman
4,88 M Jumlah
1 buah
f. Cold Basin CB-101
Fungsi : Menampung air keluaran dari Cooling Tower dan make up
water dari filtered water tank
Jenis : Bak beton berbentuk rectangular
Dengan perhitungan yang sama dengan Hot Basin diperoleh spesifikasi sebagai berikut :
Tabel D.10 Spesifikasi Cold Basin CB –101
Alat Cold Basin
Kode CB-101
Fungsi Menampung air keluaran dari Cooling Tower dan
make up water dari filtered water tank
Bentuk Bak rectangular
Dimensi Panjang
11,81 m Lebar
2,95 m Kedalaman
4,88 m Jumlah
1 buah
g. Cooling Tower CT-101
Fungsi : Mendinginkan air pendingin yang telah digunakan oleh peralatan proses dengan menggunakan media pendingin
udara dan mengolah dari temperatur 45
o
C menjadi 30
o
C Tipe : Inducted Draft Cooling Tower
Sistem : Kontak langsung dengan udara di dalam cooling tower fan
Ukuran cooling tower merupakan fungsi dari :
Batasan pendingin temperatur air panas minus temperatur air dingin
Pendekatan temperatur wet bulb temperatur air dingin minus temperatur basah
Kuantitas air yang didinginkan Temperatur wet bulb
Tinggi menara
1. Menentukan Dimensi Cooling Tower
Jumlah air yang harus didinginkan = Kebutuhan air pendingin = 40797,4103 kgjam
= 41.00242 m
3
jam =180,528 gpm
Digunakan udara sebagai pendingin dengan relative humidity 95
Suhu air masuk, T
1
= 45
o
C = 113
o
F Suhu air keluar, T
2
= 30
o
C = 86
o
F Suhu dry bulb
udara T
db
= 30
o
C = 86
o
F Suhu wet bulb
udara, T
wb
= 22,2
o
C = 71,96
o
F Temperature approach
= T
2
– T
wb
= 7,8
o
C = 46,04
o
F Cooling range
= T
1
– T
2
= 15
o
C = 59
o
F Konsentrasi air, Cw
= 2,5 galmin ft
2
Fig. 12.14, Perrys Handbook, 1997 Dimensi menara
Luas menara = QCw =
2 min
5 ,
2 180,528
ft gal
gpm = 72,211 ft
2
Dimensi, PL = 2 Sehingga diperoleh:
Lebar menara, L = 3,73 m Panjang menara, P = 7,46 m
Berdasarkan Perrys Handbook, 1997, jika temperatur approach 7
–11
o
C, maka tinggi menara 4,6 – 6,1 m. Diambil tinggi
menara 4,9 m = 16,08 ft.
Dimensi basin Holding time
= ½ jam Volume = 41.00242 m
3
jam x ½ jam = 20,501 m
3
Lebar, L = 3,73 m Panjang, P = 7,46 m
Tinggi =
L x
P V
=
m 3,73
x m
46 ,
7 3
m 20,501
= 3,06 m
2. Menghitung Daya Motor Penggerak Fan Cooling Tower
Menghitung daya fan
Daya fan =
fan Efisiensi
fan Tenaga
Fan hp = 0,031 hpft
2
Fig. 12.15, Perrys Handbook, 1997
Tenaga yang dibutuhkan = Luas cooling tower × 0,031 hpft
2
= 72,211 ft
2
× 0,031 hpft
2
= 9,29 hp Efisiensi fan = 75
Daya fan = 75
, 29
, 9
= 12,38 hp
Menghitung daya motor penggerak fan cooling tower
Efisiensi motor dipilih 85 . Tenaga motor =
85 ,
38 ,
12 = 14,57 hp = 15 hp
3. Menghitung Kebutuhan Zat Aditif
Dispersant
Konsentrasi dispersant yang diijeksikan ke dalam Cooling Tower
= 0,05 dari air umpan. Konsentrasi dispersant di tangki penyimpanan = 1
Kebutuhan dispersant = 0,05 × 40797,4103 kgjam = 84,457 kgjam
Suplai dispersant ke cooling tower = 0,1
84,457
= 844,567 kgjam ρ dispersant = λλη,θ8 kgm
3
Laju alir dispersant = 3
kgm 68
, 95
9 kgjam
44,567 8
= 0,848 m
3
jam
Asam Sulfat
Konsentrasi H
2
SO
4
yang diijeksikan ke dalam cooling tower = 0,01 dari air umpan.
Konsentrasi H
2
SO
4
di tangki penyimpanan = 98 Kebutuhan H
2
SO
4
= 0,01 × 40797,4103 kgjam = 16,891 kgjam
Suplai H
2
SO
4
ke bak penggumpal =
0,98 kgjam
891 ,
16
= 17,236 kgjam ρ H
2
SO
4
= 1.834 kgm
3
Laju alir H
2
SO
4
= 3
kgm 1.834
kgjam 17,236
= 0,0094 m
3
jam
Inhibitor
Konsentrasi inhibitor yang diijeksikan ke dalam cooling tower = 0,01 dari air umpan.
Konsentrasi inhibitor di tangki penyimpanan = 1 Kebutuhan inhibitor = 0,01 × 40797,4103 kgjam
= 407,97 kgjam Suplai inhibitor ke bak penggumpal =
0,10 kgjam
407,97
= 4079,7 kgjam ρ inhibitor = β.ηβθ,04β kgm
3
Laju alir inhibitor = 3
kgm 042
, 526
. 2
kgjam 4079,7
= 0,067 m
3
jam
4. Menghitung Make-Up Water
W
c
= aliran air sirkulasi masuk Cooling Tower = 41.00242 m
3
jam Water evaporation
W
e
We = 0,00085 Wc x T
1
-T
2
Eq. 12.10, Perrys, 1997 = 0,00085 x 41.00242 m
3
jam x 15 K = 21,691 m
3
.Kjam
Water drift loss W
d
= 0,002 x Wc = 0,002 x 41.00242 m
3
jam = 0,340 m
3
jam
Water blowdown W
b
= Wc S-1 S = rasio klorida dalam air sirkulasi terhadap air make up 3
–5, diambil S = 5
W
b
= 1
- 5
jam 3
m 129
, 170
= 21,266 m
3
jam W
m
= W
e
+ W
d
+ W
b
= 21,691 + 0,340 + 21,266 m
3
jam = 43,298 m
3
jam
Spesifikasi Cooling Tower CT-101 ditunjukkan pada Tabel D.11.
Tabel D.11 Spesifikasi Cooling Tower CT-101
Alat Cooling Tower
Kode CT-101
Fungsi Mendinginkan air pendingin yang telah digunakan
oleh peralatan proses dengan menggunakan media pendingin udara dan mengolah dari temperatur
45
o
C menjadi 30
o
C Tipe
Inducted Draft Cooling Tower Kapasitas
41.00242 m
3
jam Dimensi
Panjang 7,46 m
Lebar 3,73 m
Tinggi 4,60 m
Tenaga motor Daya fan 15 hp
Bahan Konstruksi Beton
Jumlah 1 buah
h. Cation Exchanger CE
– 101
Fungsi : Menghilangkan ion-ion positif yang terlarut dan
menghilangkan kesadahan air Tipe
: Tangki silinder vertikal diisi dengan resin penukar ion
1. Menghitung Luas Permukaan Resin
V Air masuk = kebutuhan + make up air boiler
= 1648.902 kgjam = 16,489 m
3
jam = 393 gpm
Siklus regenerasi = 8 jam
Total kation inlet = 62 ppm = 1 graingallon = 17,1 ppm
Total kation outlet = 0 ppm
Kation hilang = 100
Kation exchanger = Asam lemah weakly acid, metilen akrilat Kondisi operasi :
Temperatur = 30
o
C Tabel 16-6, Perrys Handbook, 7th ed, 1997 pH = 6-8 Tabel 16-19, Perrys Handbook, 7th ed, 1997
Kapasitas resin = 0,75 eqL = 16,35 kgrain CaCO
3
ft
3
resin = 16,35 kgm
3
Maksimum flow = 8 gpmft
2
Densitas resin, ρ = 0,95 kgL = 59,307 lbft
3
Contoh kationnya = CaCO
3
Ca
2+
Ca
2+
yg hilang = kation hilang 100 x laju alir air gpm x total kation inlet kgraingallon x siklus regenerasi
menit. =
8 60
0,0036 298
, 252
100
= 439,088 kgrain Kebutuhan resin =
resin kapasitas
kgrain hilang
yang zat
= 35
, 16
439,088
= 26,86 ft
3
= 0,76 m
3
Luas permukan resin : A
resin
= Laju alir air : flowrate max
= 8
252,298
= 31,537 ft
2
2. Menghitung Diameter Cation Exchanger
D =
14 ,
3 2
537 ,
31 4
ft
= 6,34 ft = 1,93 m = 76,04 in Diambil diameter standar = 77 in = 1,96 m
Tinggi bed resin = kebutuhan resin : luas permukaan resin =
929 ,
2 0,761
= 0,259 m = 0,852 ft
3. Menghitung Tinggi Cation Exchanger
Tinggi tangki total = Tinggi bed total + Ruang kosong Ruang kosong = 75 × Tinggi bed untuk ekspansi saat
regenerasi = 0,195 m
Lapisan pasir = 50 × Tinggi bed = 0,129 m
Graver dirancang dari anitrofit dengan tebaltinggi 12-14 in
Powell, 1954.
Dipilih tinggi = 13 in = 0,3302 m
Tinggi bed total = H
bed resin
+ H
bed pasir
+ H
bed gravel
= 0,259 + 0,129 + 0,330 m = 0,719 m
= 2,361 ft Tinggi shell, Hs = H
bed total
+ H
ruang kosong
= 0,719 + 0,195 m = 0,914 m
= 2,999 ft
4. Menghitung Tekanan Desain
Menghitung tekanan vertikal bahan padat pada dasar tangki digunakan persamaan Jansen :
P
B
= Mc. Cabe and Smith, 1985
Dimana: P
B
= tekanan vertikal pada dasar tangki psi ρ
B
= densitas material, lbft³ = 59,307 lbft³ = koefisien friksi, 0,35 - 0,55 ; dipilih, = 0,4
K = rasio tekanan, 0.3 -0.6 ; dipilih, K = 0,5 Z
T
= tinggi total bahan dalam tangki, ft R = jari-jari tangki =12 D, ft
Diperoleh P
B
= 121,28 lbft
2
= 0,842 psi Tekanan lateral yg dialami dinding tangki P
L
= K × P
B
= 0,421 psi
R Z
K 2
μ c
B
T
e 1
K μ
2 g
g ρ
R
Tekanan total P
T
= 0,842 + 0,421 psi = 1,263 psi
P
operasi
= 14,7 psi P
desain
= 1,1 x P
operasi
+ P
T
= 17,559 psi
5. Menghitung Tebal Dinding Shell
Brownell Young, 1959, hal 254
Material yang direkomendasikan adalah Carbon Steel SA-283 Grade C
f = 12.650 psi Peters Timmerhause, 1991
E = 80 Brownell and Young, 1959, Tabel
13.2 c = 0,125 in
ri = 38,5 in Tebal shell = 0,25 in Tebal standar = ¼ in
6. Menghitung Tebal Head
OD = ID + 2 x t
s
= 77 in + 2 x 0,25 = 77,50 in Dipilih OD standar: OD = 77,5
rc = 78 icr = 4, 75
icr r
3 .
4 1
w
c
c P
. 6
, .
f r.
P t
i
= 1,76 in
= 0,244 in Tebal standar = ¼ in
7. Menghitung Tinggi dan Volume Head
Untuk tebal dinding head =
1 4
in Untuk t
h
= ¼ in, dari Tabel 5.8 Brownell and Young Hal. 93, maka s
f
= 1 ½ – 2 in, dan direkomendasikan sf = 2 in.
Depth of dish b
2 2
2 icr ID
icr rc
rc b
Brownell and Young, 1959, Hal. 87
2 2
75 ,
4 2
77 75
, 4
78 78
in
b b = 12,99 in
Tinggi head OA
OA = th + b + s
f
Brownell and Young, 1959, Hal. 87 = 0,25 + 12,99 + 2 in
= 15,24 in = 1,27 ft
Volume tanpa bagian s
f
c P
2 ,
f 2
w .
r .
P t
c h
V = 0,0000439 × ID
3
= 0,0000439 × 6,42
3
= 1,29 x 10
-2
ft
3
= 3,66 x 10
-4
m
3
Volume pada s
f
V
sf
= 0,25 × π × r
2
× s
f
= 0,25 × 3,14 × 6,422
2
× 0,051 = 0,038 m
3
V total = V pada s
f
+ V tanpa s
f
= 0,0385 m
3
Regenerasi Resin Menghitung kebutuhan regeneran
Regeneran yang digunakan adalah asam sulfat konsentrasi 4 volume Tabel 16-19, Perrys Handbook, 7th ed, 1997.
Kapasitas regeneran = 6,875 lb regeneranft³ resin Kebutuhan teoritis = Kapasitas regeneran × Kebutuhan
= 6,875 lb regeneranft³ resin × 26,86 ft
3
= 184,632 lb regeneran Kebutuhan teknis = 110 × Kebutuhan teoritis
= 110 x 184,632 = 203,095 lb regeneran
= 92,122 kg
Menghitung waktu regenerasi
Densitas regeneran = 8,526 lbgallon Flowrate
regenerasi = 5 gpmft² Powell, 1954
Waktu pencucian = 10 menit Volume regeneran =
regeneran densitas
teknis Kebutuhan
= 0,0902 m
3
= 23,822 gal Flowrate
air pencuci = 5 gpmft² Powell, 1954
Waktu regenerasi =
sin re
Luas Flowrate
regeneran Volume
=
2 2
ft 54
, 31
galminft 5
gal 23,822
= 0,151 menit Waktu pembilasan = 5 menit
Total waktu = 15,151 menit
Menghitung jumlah air pencuci dan pembilas V
bw
V
bw
= t pencucian + t pembilasan × Flowrate regenerasi × Luas resin
= 10 + 5 menit × 5 gpmft² x 31,54 ft² = 2.365,298 galonshift
Spesifikasi Cation Exchanger CE –101 ditunjukkan pada Tabel D.12.
Tabel D.12 Spesifikasi Cation Exchanger CE-101
Alat Cation Exchanger
Kode CE-101
Fungsi Menghilangkan ion-ion positif yang terlarut dan
menghilangkan kesadahan air Bentuk
Silinder tegak vertikal dengan head berbentuk Torisperical
Kapasitas 16,489 m
3
jam Dimensi
Diameter shell D 1,960 M
Tinggi shell H
s
0,914 M Tebal shell t
s
0,250 In Tebal head t
h
0,250 In Tinggi atap
0,387 M Tekanan Desain
17,56 psi Bahan Konstruksi
Carbon Steel SA-283 Grade C AISI tipe 316
Jumlah 2 buah 1 cadangan
i. Anion Exchanger AE
– 101
Fungsi : Menghilangkan ion-ion negatif yang terlarut
dan menghilangkan kesadahan air Tipe
: Tangki silinder vertikal diisi dengan resin penukar ion
Dengan cara perhitungan yang sama seperti pada Cation Exchanger CE-101, diperoleh spesifikasi Anion Exchanger AE-101 sebagai
berikut :
Tabel D.13 Spesifikasi Anion Exchanger AE
– 101
Alat Anion Exchanger
Kode AE-101
Fungsi Menghilangkan ion-ion negatif yang terlarut dan
menghilangkan kesadahan air Bentuk
Silinder tegak vertikal dengan head berbentuk torisperical
Kapasitas 16,489 m
3
jam Dimensi
Diameter shell D 2,08 m
Tinggi shell H
s
0,57 m Tebal shell t
s
0,25 in Tebal head t
h
0,25 in Tinggi atap
0,37 m Tekanan Desain
16,88 psi Bahan Konstruksi
Carbon Steel SA-283 Grade C AISI tipe 316
Jumlah 2 buah 1 cadangan
j. Deaerator DA-401
Fungsi : Menghilangkan gas-gas terlarut dalam air, seperti: O
2
dan CO
2
, agar korosif dan kerak tidak terjadi, diinjeksikan hydrazine
O
2
scavanger serta senyawaan fosfat
Jenis : Tangki horizontal dengan head berbentuk ellips dilengkapi
sparger
1. Menghitung Volume Deaerator
Jumlah air umpan boiler = 1648.902 kgjam Kecepatan volumetrik air = 16,489 m
3
jam Densitas air = 992,86 kgm
3
= 61,98 lbmft
3
Waktu tinggal = 15 menit = 0,25 jam Volume air = 16,489 m
3
jam × 0,25 jam
= 3,362 m
3
Over design = 20
Volume kolom = 4,034 m
3
2. Menentukan Dimensi Tangki
Volume tutup atas torrispherical flanged and dished head. V
d
= 0,1039D
3
Wallas V
tangki
= V shell + V torrispherical = ¼ π D
2
H + 0,1039D
3
+ 0,1039D
3
Diambil H
s
D = 5 V
kolom
= 3,144.D
2
5D + 0,2078D
3
4,034 m
3
= 4,1348 D
3
Sehingga : D = 0,992 m = 3,254 ft = 39,048 in
Digunakan diameter standar : D = 3,5 ft = 42 in = 1,067 m
H
s
= 17,5 ft = 210 in = 5,334 m Bahan isian : rasching ring metal
Packing size = 1 in
packing factor , Fp = 115
Tabel 11.2 Coulson, 1985:482
Kecepatan air kebutuhan air untuk steam, L
w
: L
w
= 13.350,795 kgjam = 3,709 kgs kecepatan steam
V
w
= 10 × 13.350,795 kgjam = 1.335,071 kgjam = 0,371 kgs
ρ
L
= 992,856 kgm
3
= 61,982 lbft
3
ρ
v
= 29,073 kgm
3
Chemcad
L
= 0,0008 kgm.s
L V
w w
LV
ρ ρ
V L
F
= 1,711 ΔP = 1η - 50 mm H
2
Om packing Coulson, 1985:492
Dari Fig. 11.44 Coulson hal 4λβ, diambil ΔP = 1η mm H
2
Om packing
. Didapat K4 = 0,18
Pada flooding K4 = 80 Coulson, 1985:492
flooding =
100 80
, 18
,
= 47,43 85 memuaskan
h = HETP = D
0,3
Pers. 4-84, Ulrich, 1984:196 = 3,5 ft
0,3
= 1,456 ft = 0,44 m = 17,47 in ρ metal = 4λ0 lb
m
ft
3
3. Menghitung Tekanan Desain
P abs = P operasi + P hidrostatis Pers 3.17, Brownell, 1959:46 P abs = 14,7 +
144 1
ρh
= 14,7 + 7,102 psi = 21,802 psi
Tekanan desain 5 -10 di atas tekanan kerja absolut Coulson, 1988:637. Tekanan desain yang dipilih 10 di atasnya.
P desain = 1,1 × P abs = 1,1 × 21,802 psi
= 23,98 psi
4. Menghitung Tebal Dinding Shell
C 0,6P
f.E P.r
t
s
Pers. 13.1 Brownell and Young, 1959 Dimana :
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 Grade C P = tekanan desain = 23,98 psi
f = allowable stress = 12.650 psi
Tabel 13.1 Brownell, 1959:251
E = 80 joint eficiency tipe double welded butt joint ri = jari-jari dalam shell = 21 in
C = corrosion allowance = 0,125 in10 tahun Diperoleh t
s
= 0,1748 in Digunakan t
s
standar = 0,1875 in
Standardisasi OD : OD = ID + 2 t
= 42 + 2 × 0,1875 = 42,375 in
Dipilih OD standar = 48 in ; r
c
= 48 in ; icr = 3 in
5. Menghitung Tebal Head
=
98 ,
23 1
, -
0,8 12.650
21 98
, 23
885 ,
+ 0,125 in
= 0,222 in
Dipakai t
h
standar 0,250 in.
Spesifikasi deaerator DA-401 ditunjukkan pada Tabel D.14.
Tabel D.14 Spesifikasi Deaerator DA-401
Alat Deaerator
Kode DA-401
Fungsi Menghilangkan gas-gas terlarut dalam air, seperti:
O
2
dan CO
2
, agar korosif dan kerak tidak terjadi, diinjeksikan hydrazine O
2
scavanger serta
senyawaan fosfat. Bentuk
Tangki horizontal dengan head berbentuk ellips dilengkapi sparger.
Bahan Isian Rasching ring metal
Diameter packing 1,00 in
Tinggi bed 0,44 m
Diameter bed 1,07 m
Dimensi Diameter shell D
1,07 m Tinggi shell H
s
5,33 m c
P 1
. .
f r
. P
. 885
, t
c h
Tebal shell t
s
0,1875 in Tebal head t
h
0,25 in Tekanan Desain
23,98 psi Bahan Konstruksi
Carbon Steel SA-283 Grade C Jumlah
1 buah
k. Boiler
Fungsi alat : Untuk membangkitkan Hgh pressure steam
Tipe boiler : Water tube Tabel. 4.8, Urich, 1984:109
Kondisi operasi : Tekanan
= 8581 kPa Temperatur = 300
o
C Jumlah steam yg dibutuhkan, m
s
= 1648.902 kgjam = 16,489 m
3
jam
Dipergunakan bahan bakar solar Densitas = 870 kgm
3
Tabel 6-3, Ulrich, 1984:332 Kebutuhan bahan bakar sebagai berikut :
F x
eb h
h m
m
f s
f
Keterangan : m
f
= massa bahan bakar yang dipakai, lbjam m
s
= massa uap yang dihasilkan, lbjam H
v
= entalpi dari uap air Btulb H
f
= entalpi dari liquid, Btulb Pada T = 300
o
C
H
v
= 2.706,3 kJkg = 1.163,501 Btulb H
f
= 503,71 kJkg = 216,557 Btulb e
b
= efisiensi boiler = 90 Tabel 4.8, Urich, 1984:109 F = nilai kalor bahan bakar
Tabel 6-3, Ulrich, 1984:332 F = 42 MJm
3
= 42000000 Jkg = 726.420,968 Btulbm
m
f
= Btulb
968 ,
420 .
26 7
90 ,
Btulb 557
, 216
501 ,
163 .
1 lbjam
4 323.767,73
= 287,321 lb
m
jam = 468,951 kgjam = 212,712 m³jam = 244,497 literjam
Daya boiler:
5 ,
34 3
, 970
f f
h h
m hp
= 34,5
970,3 Btulb
216,557 -
1.163,501 lbjam
468,951
= 1,327 hp = 2 hp
Kapasitas boiler :
1000
f s
h h
m Q
= 306.590,035 Btujam = 323.469,625 kJjam
Kebutuhan air = 1,2 × Jumlah steam = 1,2 x 1648.902 kgjam
= 1762,30,498 kgjam = 1774,98 m
3
jam Heating surface
: 1 hp boiler = 10 ft
2
Heating surface total = 10 × hp boiler
= 10 x 1,326 hp = 13,266 ft
2
= 1,232 m
2
Spesifikasi Boiler ditunjukkan pada Tabel D.15.
Tabel D.15 Spesifikasi Boiler
Alat Boiler
Fungsi Menghasilkan low pressure steam untuk
keperluan proses Tipe
Water tube boiler Jenis Steam
Low pressure satureted steam Heating surface
1,232 m
2
Kapasitas 323.469,625 kJjam
Bahan Bakar Solar
Kebutuhan BBM 0,244 m
3
jam Power
2 hp Jumlah
1 buah
l. Filter Water Tank TP-104
Fungsi alat : Untuk menampung air keluaran sand filter
Tipe tangki : Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat bottom dan atap head berbentuk kerucut conical
Tekanan : 101,15 kPa = 1 atm
Temperatur : 30
o
C = 86
o
F
1. Menghitung Volume Tangki
Kebutuhan air proses = Air output sand filter = 40,3448 m
3
jam = 40344,8 kgjam Waktu tinggal = 1 jam
V H
2
O = Jumlah air x Waktu tinggal = 40,3448 m
3
jam x 1 jam = 40,3448 m
3
Safety factor = 20 Peter and Timmerhaus, 1991, Hal:37
Volume tangki = 1,2 x V H
2
O = 1,2 x 40,3448 m
3
= 48,328 m
3
2. Menghitung Diameter dan Tinggi Tangki
Rasio HD yang di ambil adalah rasio yang memberikan luas tangki yang paling kecil. Berdasarkan Tabel 4-27, Ulrich, 1984,
dimana H
s
D 2. Berdasarkan Brownell and Young, untuk large tank
berlaku : D = 8H3
H = 0,375 D
V = 14 x π x D
2
x H D = 4V
π x H
0,5
= γβVγ
0,5
Sehingga diperoleh: D = 11,08 m = 36,34 ft H = 4,15 m = 13,63 ft
Nilai standar Brownell and Young, App. E, Item 1, Hal. 346 : D = 40 ft = 12,19 m = 480 in
H = 12 ft = 3,66 m = 144 in Maka,
Volume tangki = 15,079,645 ft
3
= 427,008 m
3
Diperoleh data Brownell and Young, App. E, Item 2, Hal. 347 : Number of courses
= 2 Lebar plate standar = 6 ft
3. Menghitung Tekanan Desain
P
abs
= P
operasi
+ P
hidrostatis
H
liquid
= V
liquid
V
tangki
x H
tangki
= 427,008 m
3
333,607 m
3
x 3,66 m
= 2,86 m = 9,38 ft = 112,50 in Dimana ρ = λλβ,8ηθ kgm
3
= 61,982 lbft
3
Dimana, P
hidrostatis
:
P
hidrostatis
=
144
c L
g g
H
Pers. 3.17, Brownell, 1959
= 4,035 psi P
operasi
= 14,7 psi
Maka, P
abs
= 18,735 psi Tekanan desain 5-10 diatas tekanan absolut Coulson, 1988,
Hal:637. Tekanan desain yang dipilih 5 diatasnya. Tekanan desain pada ring ke-1 paling bawah :
P
desain
= 1,05 x 18,735 psi = 19,67 psi Tabel D.16 Hasil perhitungan P
design
pada berbagai ketinggian cairan :
Course H
liquid
ft P
hid
psi P
abs
psi P
desain
psi 1
9,375 4,035
18,735 19,67
2 3,375
1,453 16,153
16,96
4. Menentukan Tebal Plate
Keterangan : F = 12.650 Brownell and Young, 1959, Tabel 13.1 untuk T = -20 -
650
o
F E = 0,8 Jenis sambungan las : single-butt weld
C = 0,125 Coulson, Vol 6, Hal. 217 Maka,
t
s
=
125 ,
67 ,
19 6
, 8
, 650
. 12
2 480
67 ,
19
t
s
= 0,592 in Diambil tebal plate standar =
10 16
in C
P E
f ri
P t
s
6
, .
.
5. Menentukan Panjang Plate
Untuk menghitung panjang shell, persamaan yang digunakan adalah :
L = Keterangan :
L = panjang plate, in D
o
= diameter luar shell, in n = jumlah plate
Weld length = Banyak plate pada sekeliling plate x Banyak
sambungan pengelasan vertikal = n x Butt welding
Panjang shell untuk course 1 : D
o
= D
i
+ 2 x t
s
= 480 + 2 x
10 16
= 481,25 in n = 2 buah
Butt welded = 0,156 Brownell and Young, Hal. 254
Maka, L =
= 62,99 ft
n weld
D
o
12. length
- π.
2 12
0,156 2
- 25
, 481
3,14
6. Desain Atap
Perhitungan sudut elemen conis Bentuk atap yang digunakan adalah conical konis. Untuk roof
with large diameter yang menggunakan pengelasan lap joint,
minimal desain lap yang diizinkan adalah 1 in dengan tebal plate
minimal
3 16
in. Besar sudut elemen konis dihitung dengan persamaan :
Pers. 4.6, Brownell and Young, 1959 Keterangan :
= sudut elemen konis dengan horizontal D = diameter tangki, ft
t = tebal cone head, in Digunakan tebal konis t = 0,625 in
Maka, min sin = 0,149
= 8,559
o
Pemeriksaan compressive stress yang diizinkan f
allowable
= Keterangan :
f
allowable
= compressive stress yang diizinkan, psi t = tebal konis, in
r = jari-jari lekukan curvature, in Dimana, r =
= 315,273 ft
6
t 1
1,5 x10 yield point
r 3
sin
6D t
D 430
sin min
= 3.783,276 in Yield point
= 30.000 Tabel 3.1, Brownell and Young, 1959, Hal. 37
Maka, f
allowable
= 2.973,613 Dimana f
allowable
Yield point3 = 2.973,613 10.000 Maka, tebal plate = 0,625 in dapat digunakan.
Perhitungan tinggi atap
Gambar D.2 Jari-jari lekukan untuk atap konis Tinggi atap dapat dihitung dengan korelasi sudut pada gambar :
tan = Dimanaμ tan = 0,151
Maka, H = 3,01 ft = 0,918 m Menghitung tinggi total tangki penyimpanan air
H
tangki
= H
shell
+ H
roff
= 12 ft + 3,01 ft = 15,01 ft
= 4,56 m
o
90
r
2 D
90
sin 6D
horizontal dengan
konis elemen
sudut
D = diameter tangki,ft
r = jari-jari, in
h
D H
2 1
7. Desain Lantai
Untuk memudahkan pengelasan dan mengizinkan terjadinya korosi, pada lantai dipakai plat dengan tebal minimal ¼ in.
Tegangan yang bekerja pada plat yang digunakan pada lantai harus diperiksa agar diketahui apakah plat yang digunakan memenuhi
persyaratan atau tidak Brownell and Young, 1959. Menghitung tekanan yang bekerja pada bottom
Menghitung compressive stress yang dihasilkan oleh berat cairan
w = 2,205 lb S
1
= 0,000012 psi
Menghitung compressive stress yang dihasilkan oleh berat shell
Keterangan : X = tinggi tangki, ft = 15,01 ft
ρ
S
= densitas shell = 489 lbft
3
Tabel 6, Peter and Timmerhaus
Maka,
S
2
= 50,97 psi Tegangan total yang bekerja pada lantai :
2 1
4 1
i
D w
S
144
2 s
X S
144 489
01 ,
15
2
S
S
t
= S
1
+ S
2
= 0,000012 + 50,97 psi = 50,972 psi
Batas tegangan lantai yang diizinkan : S
t
Tegangan bahan plat f x Efisiensi pengelasan E 50,972 14.000 memenuhi
Tabel D.17 Spesifikasi Filtered Water Tank TP-104
Alat Filtered Water Tank
Kode TP-104
Fungsi Menampung air keluaran sand filter sebanyak
40,3448 m
3
jam Bentuk
Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat bottom
dan atap head berbentuk conical Kapasitas
400,328 m
3
Dimensi Diameter shell D
12,19 m Tinggi shell H
s
3,66 m Tebal shell t
s
0,625 in Tinggi atap
0,9175 m Tebal lantai
0,1875 in Jumlah courses
2 buah Tutup atas
Bentuk conical Tekanan desain
19,67 psi Tebal head
0,625 in Bahan konstruksi
Carbon Steel SA-283 Grade C Jumlah
1 buah
m. Tangki Air Domestik
Fungsi alat : Tempat penyimpanan bahan baku air untuk keperluan
umum dan sanitasi Tipe tangki : Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat bottom
dan atap head berbentuk kerucut conical Tekanan
: 101,15 kPa = 1 atm Temperatur : 30
o
C = 86
o
F Dengan cara perhitungan yang sama seperti pada Filtered Water Tank
TP-104, diperoleh spesifikasi Tangki Air Domestik sebagai berikut :
Tabel D.18 Spesifikasi Tangki Air Domestik
Alat Tangki Air Domestik
Fungsi Tempat penyimpanan bahan baku air untuk
keperluan umum dan sanitasi Bentuk
Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat bottom
dan atap head berbentuk conical Kapasitas
33,64 m
3
Dimensi Diameter shell D
4,572 m Tinggi shell H
s
1,829 m Tebal shell t
s
0,3125 in Tinggi atap
0,8425 m Tebal lantai
0,1875 in Jumlah courses
2 Buah Tutup atas
Bentuk conical Tekanan desain
16,74 psi Tebal head
0,3125 in Bahan konstruksi
Carbon Steel SA-283 Grade C Jumlah
1 buah
n. Tangki Air Hydrant
Fungsi alat : Tempat penyimpanan air untuk keperluan pemadam
kebakaran pada suhu 30
o
C dan pada tekanan atmosferik selama 7 hari
Tipe tangki : Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat bottom dan atap head berbentuk kerucut conical
Tekanan : 101,15 kPa = 1 atm
Temperatur : 30
o
C = 86
o
F Dengan cara perhitungan yang sama seperti pada Filtered Water Tank
TP-104, diperoleh spesifikasi Tangki Air Hydrant sebagai berikut :
Tabel D.19 Spesifikasi Tangki Air Hydrant
Alat Tangki Air Hydrant
Fungsi Tempat penyimpanan air untuk keperluan pemadam
kebakaran pada suhu 30
o
C dan pada tekanan atmosferik selama 7 hari
Bentuk Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat
bottom dan atap head berbentuk conical
Kapasitas 2,55 m
3
Dimensi Diameter shell D
2,438 m Tinggi shell H
s
0,914 m Tebal shell t
s
0,250 in Tinggi atap
0,091 m Tebal lantai
0,1875 in Jumlah courses
1 buah Tutup atas
Bentuk conical Tekanan desain
16,24 psi Tebal head
0,25 in Bahan konstruksi
Carbon Steel SA-283 Grade C Jumlah
1 buah
o. Tangki Air Kondensat TP-301
Fungsi alat : Tempat penyimpanan air kondensat
Tipe tangki : Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat bottom dan atap head berbentuk kerucut conical
Tekanan : 101,15 kPa = 1 atm
Temperatur : 30
o
C = 86
o
F Dengan cara perhitungan yang sama seperti pada Filtered Water Tank
TP-104, diperoleh spesifikasi Tangki Air Kondensat TP-301 sebagai berikut :
Tabel D.20 Spesifikasi Tangki Air Kondensat TP-301
Alat Tangki Air Kondensat
Kode TP-310
Fungsi Tempat penyimpanan air kondensat
Bentuk Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat
bottom dan atap head berbentuk conical
Kapasitas 4.270,079 m
3
Dimensi Diameter shell D
24,38 m Tinggi shell H
s
9,14 m Tebal shell t
s
1,00 in Tinggi atap
2,31 m Tebal lantai
0,34 in Jumlah courses
4 buah Tutup atas
Bentuk conical Tekanan desain
25,68 psi Tebal head
1,00 in Bahan konstruksi
Carbon Steel SA-283 Grade C Jumlah
1 buah
p. Tangki Air Boiler TP-402
Fungsi alat : Tempat penyimpanan air untuk bahan baku umpan
boiler Tipe tangki : Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat bottom
dan atap head berbentuk kerucut conical Tekanan
: 101,15 kPa = 1 atm Temperatur : 30
o
C = 86
o
F Dengan cara perhitungan yang sama seperti pada Filtered Water Tank
TP-104, diperoleh spesifikasi Tangki Air Boiler sebagai berikut :
Tabel D.21 Spesifikasi Tangki Air Boiler
Alat Tangki Air Boiler
Kode TP-402
Fungsi Tempat penyimpanan air untuk keperluan umpan
boiler pada suhu 30
o
C dan pada tekanan atmosferik selama 1 hari
Bentuk Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat
bottom dan atap head berbentuk conical
Kapasitas 4.270,079 m
3
Dimensi Diameter shell D
24,38 m Tinggi shell H
s
9,14 m Tebal shell t
s
1,50 in Tinggi atap
1,52 m Tebal lantai
0,25 in Jumlah courses
5 buah Tutup atas
Bentuk conical Tekanan desain
26,71 psi Tebal head
1,50 in Bahan konstruksi
Carbon Steel SA-283 Grade C Jumlah
1 buah
q. Tangki Asam Sulfat TP-302
Fungsi alat : Tempat menyiapkan dan menyimpan asam sulfat konsentrasi 98 selama 30 hari sebagai regenerasi
resin penukar kation dan injeksi ke cooling tower Tipe tangki : Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat bottom
dan atap head berbentuk kerucut conical Tekanan
: 101,1500 kPa = 1 atm Temperatur : 30
o
C = 86
o
F Dengan cara perhitungan yang sama seperti pada Filtered Water Tank
TP-104, diperoleh spesifikasi Tangki Asam Sulfat TP-302 sebagai berikut.
Tabel D.22 Spesifikasi Tangki Asam Sulfat TP-302
Alat Tangki Asam Sulfat
Kode TP-302
Fungsi Menyiapkan dan menyimpan larutan asam sulfat
konsentrasi 98 selama 30 hari sebagai regeneran resin penukar kation dan injeksi ke cooling tower
Bentuk Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat
bottom dan atap head berbentuk conical
Kapasitas 16,013 m
3
Dimensi Diameter shell D
3,66 m Tinggi shell H
s
1,52 m Tebal shell t
s
0,25 in Tinggi atap
0,21 m Jumlah courses
1 buah Tutup atas
Bentuk conical Tekanan desain
17,09 psi Tebal head
0,25 in Bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C
Jumlah 1 buah
r. Tangki Air Demin TP-303
Fungsi alat : Tempat menampung air demin keluaran Anion Exchanger
Tipe tangki : Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat bottom dan atap head berbentuk kerucut conical
Tekanan : 101,15 kPa = 1 atm
Temperatur : 30
o
C = 86
o
F Dengan cara perhitungan yang sama seperti pada Filtered Water Tank
TP-104, diperoleh spesifikasi Tangki Air Demin TP-303 sebagai berikut :
Tabel D.23 Spesifikasi Tangki Air Demin TP-303
Alat Tangki Air Demin
Kode TP-303
Fungsi Menampung air demin keluaran anion exchanger
pada suhu 30
o
C dan pada tekanan atmosferik selama 1 hari
Bentuk Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat
bottom dan atap head berbentuk conical
Kapasitas 1.650,333 m
3
Dimensi Diameter shell D 18,288 M
Tinggi shell H
s
7,315 M Tebal shell t
s
1,000 In Tinggi atap
1,288 M Jumlah courses
3 Buah Tutup atas
Bentuk conical Tekanan desain
23,19 psi
Tebal head 1,000 in
Bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C
Jumlah 1 buah
s. Tangki Air Proses
Fungsi alat : Tempat menampung air proses keluaran tangki air
demin Tipe tangki : Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat bottom
dan atap head berbentuk kerucut conical Tekanan
: 101,15 kPa = 1 atm Temperatur : 30
o
C = 86
o
F Dengan cara perhitungan yang sama seperti pada Filtered Water Tank
TP-104, diperoleh spesifikasi Tangki Air Proses sebagai berikut :
Tabel D.24 Spesifikasi Tangki Air Proses
Alat Tangki Air Proses
Fungsi Menampung air proses keluaran dari tangki air demin
pada suhu 30
o
C dan pada tekanan atmosferik selama 1 shift 8 jam
Bentuk Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat
bottom dan atap head berbentuk conical
Kapasitas 420,114 m
3
Dimensi Diameter shell D
12,192 m Tinggi shell H
s
4,575 m Tebal shell t
s
0,625 in Tinggi atap
0,918 m Jumlah courses
2 buah Tutup atas
Bentuk conical Tekanan desain
19,88 psi Tebal head
0,625 in
Bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C
Jumlah 1 buah
t. Tangki Alum TP-101
Fungsi alat : Tempat menyiapkan dan menampung larutan alum
konsentrasi 55 volume selama 1 minggu untuk diinjeksikan ke dalam bak penggumpal BP
Tipe tangki : Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat bottom dan atap head berbentuk kerucut conical
Diketahui : Tekanan
= 101,15 kPa = 1 atm Temperatur = 30
o
C = 86
o
F Konsentrasi alum di storage = 55 Sumber: Data MSDS
Kebutuhan alum = konsentasi alum di BP x laju alir air di BP = 43,708 kgjam
Supplay alum ke BP = kebutuhan alumkonsentrasi alum di storage = 79,469 kgjam
Densitas alum = 1.307 kgm
3
Laju alir alum = supplay alum ke BPdensitas alum = 0,0608 m
3
jam Waktu tinggal = 7 hari
Volume tangki : Overdesign
= 20 Volume tangki = 10080 x 0,0608 m
3
jam x 7 hari x 24 jam = 12,258 m
3
Dimensi tangki : HD = 1,2
V
tangki
= V
shell
+ 2 x V
head
12,258 m
3
= ¼ π D
2
H + 2 x 0,000049 D
3
12,258 m
3
= ¼ x 3,14 x 1,2 D
3
+ 2 x 0,000049 D
3
12,258 m
3
= 0,9421D
3
D =
3 1
9421 ,
258 ,
12
= 2,35 m Sehingga diperoleh :
D = 92,59 in H = 1,2 x 92,59
= 111,12 in Diambil standar :
D
stantar
= 93 in
= 7,75 ft = 2,36 m
H
stantar
= 112 in
= 9,33 ft = 3,54 m
Menghitung Tekanan Desain
= 2,35 m = 7,72 ft P
abs
= P
operasi
+ P
hidrostatis
Dimana, P
hidrostatis
:
P
hidrostatis
=
144
c L
g g
H
Pers. 3.17, Brownell, 1959
= 4,37 psi P
operasi
= 14,7 psi Maka, P
abs
= 19,07 psi
Tekanan desain 5-10 diatas tekanan absolut Coulson, 1988, Hal:637. Tekanan desain yang dipilih 5 diatasnya. Tekanan
desain pada ring ke-1 paling bawah : P
desain
= 1,05 x 19,07 psi = 20,03 psi Tabel D.25 Hasil perhitungan P
desain
setiap courses Courses H
L
ft P
hidrostatis
psi P
absolute
psi P
desain
psi 1
7,72 4,37
19,07 20,03
2 1,72
0,05 14,75
15,49
Menentukan Tebal Shell
Pers. 14.31, Brownell, 1959:275 Keterangan :
t
s
= tebal dinding shell, in P = tekanan desain, psi
ri = jari-jari tangki, in f = nilai tegangan material, psi
Digunakan material Carbon Steel SA-283 Grade C = 12.650 Brownell and Young, 1959, Tabel 13.1 untuk T = -20-650
o
F C
P E
f ri
P t
s
6
, .
.
E = efisiensi sambungan = 0,8 Jenis sambungan las : single-butt weld
C = korosi yang diizinkan = 0,125 Coulson, Vol 6, Hal. 217
Maka, t
s
= 0,233 in Tabel D.26 Hasil perhitungan tebal shell setiap courses
Courses t in
t
s standar
in 1
0,217 0,25
2 0,196
0,25
Desain Atap
Gambar D.3 Torrispherical Dishead Head Tabel 5.7, Brownel Young, Hal : 91, untuk nilai
OD = 93,5 in icr = 5,875 in
r = 96 in Menentukan tebal head
Brownell Young, 1959, Hal. 138
Keterangan :
OD
ID A
B icr
b = tingi dish
a t
r
OA
sf
C
C P
E f
W r
P t
h
2
, 2
t
h
= tebal head, in r = radius crown, in
W = faktor intensifikasi stress
W = = 1,38
Maka, t
h
= 0,256 in Digunakan dalam keadaan standar :
Tebal head = 0,3125 in
Tebal bottom = 0,3125 in Menentukan tinggi head
Dari Tabel 5.6, Brownel Young, Hal. 88, untuk nilai t
h
= 0,3125 in maka sf = 1,5
– 3. Dipilih : sf = 3 in
Menentukan BC
BC = r + icr = 101,88 in
Menentukan AB
AB = ID2 – icr = 40,42 in
Menentukan b
= 3,3838 in = 3,76 in
Menentukan OA
icr
r
c
3 .
4 1
2 2
AB BC
r b
OA = t
h
+ b + sf = 5,80 in
Tinggi total, H
t
= H
s
+ H
head
= 8,20 ft = 2,49 m
Perancangan Pengadukan
Daya motor Daya motor yang digunakan =
motor Efisiensi
input Daya
Kebutuhan daya teoritis
P = N
p
. ρ
mix
. N
3
.D
i 5
Pers. 3.4-2, Geankoplis, 1978
Keterangan : P = power W
N
p
= Power Number N = kecepatan impeller rps
ρ
mix
= densitas larutan = 1.307 kgm
3
= 81,593 lbft
3
D
I
= diameter impeller, m N
Re
=
mix I
mix
D N
2
. .
Pers. 3.4-1, Geankoplis, 1978 Viskositas campuran:
mix
= 19,626 cp = 0,0196 kgm.s
Jumlah pengaduk yang dibutuhkan
N = ID
WELH Rase, Pers. 8.9, Hal. 345, 1977 :
Keterangan : ID
= diameter dalam tangki, ft WELH = water equivalent liquid height
= Tinggi cairan H x sp. Gr Tinggi cairan H
= 2,798 ft = 0,853 m Densitas air pada 4
o
C = 1.000 kgm
3
Densitas larutan = 1.307 kgm
3
Spesific gravity sg =
air laru
tan
=
3 kgm
1.000 3
kgm 307
. 1
= 1,307 WELH = 0,853 m x 1,307
= 1,115 m Jumlah pengaduk, n =
ID WELH
= m
72 ,
7 m
115 ,
1
= 0,144 dipakai 1 buah pengaduk Kecepatan putaran pengaduk dicari dengan persamaan
berikut : N =
m 7,72
x 2
,115m 1
m 72
, 7
3,14 600
I 2.D
WELH I
π.D 600
N = 39,27 rpm = 0,65 rps
N
Re
=
mix mix
I
N D
. .
2
Pers. 3.4-1, Geankoplis, 1978
= s
m kg
m kg
rps m
. 0196
, 307
. 1
65 ,
72 ,
7
3 2
= 243.235,651 Dari Figure 3.4-4 Geankoplis, untuk six blade turbine, Np
=1,5.
Kebutuhan daya teoritis : P =
17 ,
32 550
. .
.
5 3
x D
N N
I mix
p
Pers. 3.4-2, Geankoplis, 1978
=
32,17 x
550 5
,72m 7
x 3
rps 0,65
x 3
.307kgm 1
x 1,5
= 0,143 hp Daya yang hilang gland loss
P
hilang
= 10 P
teoritis
MV. Joshi = 0,1 x 0,143 hp
= 0,0143 hp Daya input
P
input
= P
teoritis
+ P
hilang
= 0,143 hp + 0,0143 hp = 0,157 hp
Efisiensi motor
Efisiensi motor = 80 Daya motor yang digunakan
P = 0,157
80 100
x hp
= 0,196 hp Dipakai daya P = 1 hp
Tabel D.27 Spesifikasi Tangki Alum TP-101
Alat Tangki Alum
Kode TP-101
Fungsi Menyiapkan dan menyimpan larutan alum
konsentrasi 55 volum selama 7 hari untuk diinjeksikan ke dalam bak penggumpal.
Bentuk Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat
bottom dan atap head berbentuk conical
Kapasitas 12,258 m
3
Dimensi Diameter shell D
2,36 m Tinggi shell H
s
3,54 m Tebal shell t
s
0,25 in Tinggi atap
5,80 in Jumlah courses
2 buah Tutup atas
Bentuk conical Tekanan desain
20,03 psi Tebal head
0,3125 in Bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C
Jumlah 1 buah
u. Tangki Kaporit TP-102
Fungsi alat : Tempat menyiapkan dan menampung larutan kaporit
konsentrasi 30 volume selama 3 hari untuk diinjeksikan ke dalam bak penggumpal
Tipe tangki : Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat bottom dan atap head berbentuk kerucut conical
Tekanan : 101,15 kPa = 1 atm
Temperatur : 30
o
C = 86
o
F Dengan cara perhitungan yang sama seperti pada Tangki Alum TP-
101, diperoleh spesifikasi Tangki Kaporit TP-102 sebagai berikut :
Tabel D.28 Spesifikasi Tangki Kaporit TP-102
Alat Tangki Kaporit
Kode TP-102
Fungsi Menyiapkan dan menyimpan larutan Kaporit
konsentrasi 30 volume selama 3 hari untuk diinjeksikan ke dalam bak penggumpal.
Bentuk Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat
bottom dan atap head berbentuk conical
Kapasitas 72,397 m
3
Dimensi Diameter shell D
6,096 m Tinggi shell H
s
3,658 m Tebal shell t
s
0,375 in Tinggi atap
1,444 m Tebal Head
0,375 in Jumlah courses
2 buah Tutup atas
Bentuk conical
Tekanan desain 18,66 psi
Power motor 1 hp
Bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C Jumlah
1 buah
v. Tangki Dispersant TP-202
Fungsi alat : Tempat penyimpanan dispersant untuk diinjeksikan ke
cooling tower Tipe tangki : Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat bottom
dan atap berbentuk torrispherical Tekanan
: 101,15 kPa = 1 atm Temperatur : 30
o
C = 86
o
F
Menghitung Volume Tangki
Konsentrasi dispersant di Cooling Tower = 0,05 Konsentrasi dispersant di Storage = 10
Kebutuhan dispersant di Cooling Tower = Konsentrasi dispersant di cooling tower x Jumlah air di cooling
tower = 84.457 kgjam
Suplai dispersant 10 ke cooling tower = Kebutuhan dispersant Konsentrasi dispersant di storage
= 84,457 kgjam10 = 844,567 kgjam
Densitas dispersant = 995,68 kgm
3
Jumlah dispersant = Suplai dispersant 10 Densitas dispersant = 844,567 kgjam995,68 kgm
3
= 0,848 m
3
jam Waktu tinggal = 7 hari
V dispersant = Jumlah dispersant x Waktu tinggal = 0,848 m
3
jam x 7 hari x 24 jam = 71,252 m
3
Safety factor = 20 Peter and Timmerhaus, 1991, Hal:37
Volume tangki = 1,2 x V dispersant = 1,2 x 71,252 m
3
= 85,502 m
3
Menghitung Diameter dan Tinggi Tangki
Tutup atas tangki = torrispherical Tutup bawah tangki = torrispherical
V
tangki
= V
shell
+ 2 x V
head
= ¼ π ID
2
H + 2 x 0,000049 ID
3
Rasio HD yang diambil adalah rasio yang memberikan luas tangki yang paling kecil. Hasil trial rasio HD terhadap luas tangki dapat
dilihat pada tabel berikut.
Tabel D.29 Hasil trial rasio HD terhadap luas tangki Trial
HD D ft
H ft A ft
2
V
silinder
, ft
3
V
head,
ft
3
V
sf
, ft
3
Vtotal ft
3
1 0.1
26.0549 2.6055 1317.6668 1388.4805 1497.6486 133.2262 3019.3553
2 0.2
22.9364 4.5873 1186.3107 1894.4255 1021.6866 103.2432 3019.3553
3 0.3
20.9249 6.2775 1124.8433 2157.6590 775.7677
85.9286 3019.3553 4
0.4 19.4754 7.7902 1093.4941 2319.4625
625.4571 74.4357 3019.3553
5 0.5
18.3600 9.1800 1077.6756 2429.1693 524.0322
66.1538 3019.3553 6
0.6 17.4636 10.4782 1070.7738 2508.5414
450.9622 59.8517 3019.3553
7 0.7
16.7204 11.7043 1069.3667 2568.6829 395.8062
54.8662 3019.3553 8
0.72 16.5863 11.9422 1069.5577 2579.0074 386.3583
53.9896 3019.3553 9
0.73 16.5209 12.0602 1069.7022 2583.9892 381.8018
53.5643 3019.3553 10
0.74 16.4564 12.1778 1069.8776 2588.8563 377.3518
53.1472 3019.3553
Ditentukan HID = 0,7 H
= 0,7 ID Maka,
ID = 16,72 ft = 200,64 in = 5,09 m H = 11,70 ft = 140,45 in = 3,56 m
Diambil nilai standar: ID = 17 ft = 204 in
H = 12 ft = 144 in Lebar plat standar = 6 ft
Jumlah plat = Hlebar plat = 126 = 2 plat
Volume tangki = =
= 2.723,761 ft
3
Menghitung Tekanan Desain
= 4,05 m = 13,30 ft P
abs
= P
operasi
+ P
hidrostatis
Dimana, P
hidrostatis
:
P
hidrostatis
=
144
c L
g g
H
Pers. 3.17, Brownell, 1959
= 5,72 psi P
operasi
= 14,7 psi Maka, P
abs
= 20,42 psi
Tekanan desain 5-10 diatas tekanan absolut Coulson, 1988, Hal:637. Tekanan desain yang dipilih 5 diatasnya. Tekanan
desain pada ring ke-1 paling bawah : P
desain
= 1,05 x 20,42 psi = 21,44 psi Tabel D.30 Hasil perhitungan P
desain
setiap courses Courses H
L
ft P
hidrostatis
psi P
absolute
psi P
desain
psi 1
13,30 5,72
20,42 21,45
2 7,30
3,14 26,15
27,46 3
1,30 0,56
5,72 6,01
Menentukan Tebal Shell
Pers. 14.31, Brownell, 1959:275 Keterangan :
C P
E f
ri P
t
s
6
, .
.
t
s
= tebal dinding shell, in P = tekanan desain, psi
ri = jari-jari tangki, in f = nilai tegangan material, psi
Digunakan material Mild Steel SA-7, SA-283 Grade C AISI 316
= 12.650 Brownell and Young, 1959, Tabel 13.1 untuk T = - 20 - 650
o
F E = efisiensi sambungan
= 0,8 Jenis sambungan las : single-butt weld C = korosi yang diizinkan
= 0,125 Coulson, Vol 6, Hal. 217 Maka,
t
s
= 0,143 in Diambil tebal shell standar = 0,1875 in.
Maka, OD = ID + 2 x t
s
= 201,02 in
= 202 in standar = 16,83 ft = 5,13 m
Desain Atap
OD
ID A
B icr
b = tingi dish
a t
r
OA
sf
C
Gambar D.4 Torrispherical Dishead Head Tabel 5.7, Brownel Young, Hal : 91, untuk nilai
OD = 202 in icr = 12,25 in
r = 170 in Menentukan tebal head
Brownell Young, 1959, Hal. 138
Keterangan : t
h
= tebal head, in r = radius crown, in
W = faktor intensifikasi stress
W = = 1,68
Maka, t
h
= 0,428 in Digunakan dalam keadaan standar :
Tebal head = 0,50 in
Tebal bottom = 0,50 in Menentukan tinggi head
C P
E f
W r
P t
h
2
, 2
icr
r
c
3 .
4 1
Dari Tabel 5.6, Brownel Young, Hal. 88, untuk nilai t
h
= 0,25 in :
sf = 1,5 – 3
Dipilih : sf = 3 in Menentukan BC
BC = r + icr = 182,25 in
Menentukan AB
AB = ID2 – icr = 89,75 in
Menentukan b
= 3,3838 in = 11,38 in
Menentukan OA OA = t
h
+ b + sf = 14,88 in
= 0,38 m Tinggi total, H
t
= H
s
+ H
head
= 158,88 in = 13,24 ft = 4,04 m
Perancangan Pengadukan
Daya motor Daya motor yang digunakan :=
motor Efisiensi
input Daya
Kebutuhan daya teoritis
P = N
p
. ρ
mix
. N
3
.D
i 5
Pers. 3.4-2, Geankoplis, 1978 Keterangan :
2 2
AB BC
r b
P = power W N
p
= Power Number N = kecepatan impeller rps
ρ
mix
= densitas larutan = 995,68 kgm
3
= 62,1583 lbft
3
D
I
= diameter impeller, m N
Re
=
mix I
mix
D N
2
. .
Pers. 3.4-1, Geankoplis, 1978 Viskositas campuran:
mix
= 12,112 cp = 0,012 kgm.s
Jumlah pengaduk yang dibutuhkan N =
ID WELH
Rase, Pers. 8.9, Hal. 345, 1977 : Keterangan :
ID = diameter dalam reaktor, ft
WELH = water equivalent liquid height = Tinggi cairan H x sp. Gr
Tinggi cairan H = 13,30 ft = 4,05 m
Densitas air pada 4
o
C = 1.000 kgm
3
Densitas larutan = 995,68 kgm
3
Spesific gravity sg =
air laru
tan
=
3 kgm
1.000 3
kgm 68
, 995
= 0,9957 WELH = 4,05 m x 0,9957
= 4,04 m
Jumlah pengaduk, n = ID
WELH
= m
18 ,
5 m
04 ,
4
= 0,78 dipakai 1 buah pengaduk
Kecepatan putaran pengaduk dicari dengan persamaan berikut :
N =
m 5,18
2 ,04m
4 m
18 ,
5 3,14
600 I
2.D WELH
I π.D
600
N = 23,005 rpm = 0,383 rps
N
Re
=
mix mix
I
N D
. .
2
Pers. 3.4-1, Geankoplis, 1978
= kgm.s
012 ,
3 995,68
0,383 2
m 5,18
m kg
rps
= 846.290,832 Dari Figure 3.4-4 Geankoplis, untuk six blade turbine, Np
=1,5. Kebutuhan daya teoritis :
P =
17 ,
32 550
. .
.
5 3
x D
N N
I mix
p
Pers. 3.4-2, Geankoplis, 1978
=
32,17 x
550 5
,18m 5
x 3
rps 0,383
x 3
kgm 68
, 995
x 1,5
= 17,77 hp Daya yang hilang gland loss
P
hilang
= 10 P
teoritis
MV. Joshi = 0,1 x 17,77 hp
= 1,777 hp Daya input
P
input
= P
teoritis
+ P
hilang
= 17,77 hp + 1,777 hp = 19,55 hp
Efisiensi motor
Efisiensi motor = 80 Daya motor yang digunakan
P = 55
, 19
80 100
x hp
= 24,44 hp Dipakai daya P = 25 hp
Tabel D.31 Spesifikasi Tangki Dispersant TP-202
Alat Tangki Dispersant
Kode TP-202
Fungsi Tempat penyimpanan dispersant untuk diinjeksikan ke
Cooling Tower
Bentuk Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat bottom dan
atap head berbentuk torrispherical Dimensi
Diameter shell D 204 in
Tinggi shell Hs 144 in
Tebal shell t
s
0,1875 in Tinggi head
14,88 in Tipe head
Torrispherical Dished Head Tebal head
0,50 in Tipe pengaduk
Six Blade Flat Turbine Jumlah pengaduk
1 buah Power Motor
25 hp
w. Tangki Inhibitor TP-201
Fungsi alat : Tempat penyimpanan inhibitor untuk diinjeksikan ke
Cooling Tower Tipe tangki : Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat bottom
dan head berbentuk torrispherical Tekanan
: 101,15 kPa = 1 atm Temperatur : 30
o
C = 86
o
F Dengan cara perhitungan yang sama seperti pada Tangki Dispersant
TP-202, diperoleh spesifikasi Tangki Inhibitor TP-201 sebagai berikut :
Tabel D.32 Spesifikasi Tangki Inhibitor TP-201
Alat Tangki Inhibitor
Kode TP-201
Fungsi Tempat penyimpanan inhibitor untuk diinjeksikan ke
Cooling Tower
Bentuk Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat bottom
dan atap head berbentuk torrispherical Dimensi
Diameter shell D 240 in
Tinggi shell H
s
240 in Tebal shell t
s
0,750 in Tinggi head
21,710 in Tipe head
Torrispherical Dished Head Tebal head
2,00 in Tipe pengaduk
Six Blade Flat Turbine Power Motor
58 hp
x. Tangki NaOH TP-103
Fungsi alat : Tempat penyimpanan soda kaustik untuk diinjeksikan ke
bak penggumpal dan anion exchanger Tipe tangki : Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat bottom
dan head berbentuk torrispherical Tekanan
: 101,15 kPa = 1 atm Temperatur : 30
o
C = 86
o
F Dengan cara perhitungan yang sama seperti pada Tangki Dispersant
TP-202, diperoleh spesifikasi Tangki Soda Kaustik TP-103 sebagai berikut :
Tabel D.33 Spesifikasi Tangki Soda Kaustik TP-103
Alat Tangki soda kaustik
Kode TP-103
Fungsi Tempat penyimpanan soda kaustik untuk diinjeksikan ke
bak penggumpal dan Anion Exchanger Bentuk
Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat bottom dan atap head berbentuk torrispherical
Dimensi Diameter shell D
1,99 m Tinggi shell H
s
1,99 m Power motor
1 hp Jumlah
1 buah
y. Tangki Hidrazin TP-401
Fungsi alat : Tempat menyiapkan dan menampung larutan hidrazin
selama 7 hari untuk diinjeksikan ke deaerator Tipe tangki : Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat bottom
dan atap head berbentuk torrispherical Tekanan
: 101,15 kPa = 1 atm Temperatur : 30
o
C = 86
o
F Dengan cara perhitungan yang sama seperti pada Tangki Dispersant
TP-202, diperoleh spesifikasi Tangki Soda Kaustik TP-401 sebagai berikut :
Tabel D.34 Spesifikasi Tangki Hidrazin TP-401
Alat Tangki Hidrazin
Kode TH-401
Fungsi Menyiapkan dan menyimpan hidrazin selama 7
hari untuk diinjeksikan ke deaerator Bentuk
Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat bottom
dan head berbentuk torrispherical Kapasitas
29,475m
3
jam Dimensi
Diameter shell D 3,28
m Tinggi shell H
s
3,78 m
Tebal shell t
s
0,375 in
Tebal head t
h
0,3125 in Tinggi head
7,864 in
Tekanan Desain 20,16 psi
Bahan Konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C
AISI tipe 316 Jumlah
1 buah
3. Pompa Utilitas
a. Pompa Utilitas 1 PU-01
Fungsi : Memompa air sungai sebanyak 40180,91kgjam ke Bak Sedimentasi BS-01.
Jenis : Centrifugal pump
Gambar D.5 Centrifugal pump Alasan Pemilihan :
Dapat digunakan range kapasitas yang besar dan tekanan tinggi
Konstruksi sederhana sehingga harganya relatif lebih murah Kecepatan putarannya stabil
Tidak memerlukan area yang luas
Friction loss yang perlu diperhitungkan antara lain :
Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa
Friksi pada pipa lurus
Friksi pada elbow
Friksi pada valve
Asumsi :
Sifat-sifat fisis cairan dianggap tetap
Fluida incompressible
Menghitung Debit Cairan
Diketahui : Laju alir massa, G = 40180,91 kgjam = 20,236 kgs
Densitas, ρ = 992,857 kgm
3
Viskositas, µ = 0,001 kgm.s Over desain = 10
G = 1,1 x 40180,91 kgjam = 44199,001 kgjam
= 22,26 kgs Debit, Q :
Q = ρ
G
= 992,857
44199,001
= 80,712 m
3
jam = 0,022 m
3
s = 355,360 gpm
Dari Fig. 7.14 a b Walas dan Tabel 10.17 Coulson untuk kapasitas 355,360 gpm digunakan pompa centrifugal tipe single- suction.
Gambar D.6 Jenis pompa berdasarkan kapasitas
Menghitung Diameter Pipa
D
opt
= 226 x G
0,52
x ρ
-0,37
Pers. 5.14 Coulson,1983 = 226 x 22,260
0,52
x 992,857
-0,37
= 95,27 mm = 3,751 in
Keterangan : D
opt
= Diameter pipa optimum mm G
= Laju alir massa kgs = Densitas larutan kgm
3
Dari Tabel.11. Kern, 1950 diperoleh : NPS = 4 in
ID = 4,026 in 0,102 m OD = 4,5 in
A = 12,7 in
2
0,0082 m
2
Menentukan Bilangan Reynold N
Re
Bilangan reynold N
Re
dapat dihitung dengan persamaan : N
Re
=
μ x
ID x
ρ v
Geankoplis, 1993, pers.4.5-5 Keterangan :
N
Re
= Bilangan Reynold = Densitas larutan kgm
3
ID = Diameter dalam pipa m v
= Kecepatan aliran ms
= Viskositas larutan kgm.s Kecepatan aliran, v :
v = A
Q
= 0,0082
0,0022
= 2,736 ms
Bilangan reynold, N
Re
: N
Re
= 0,001
2,736 x
0,022 x
992,857
= 335.322,522 aliran turbulen, N
Re
2100
Menghitung Panjang Equivalent
Tabel D.35 Panjang equivalent dari Tabel. 2.10-1 Brown, 1993
Komponen Jumlah
Le, ft Le, m
Total, m Pipa lurus
1 1.640,4
500 500
Standard elbow 90
o
3 16
4,877 14,631
Globe valve 1
180 54,865
54,865 Gate valve fully open
2 3
0,914 1,829
Total 571,324
Menghitung Friction loss
Friction loss dihitung dengan persamaan 2.10-18 Geankoplis, 1993 :
Σ F = 2
v K
2 v
K 2
v K
2 v
ID ΔL
4f
2 1
f 2
2 c
2 1
ex 2
Jika kecepatan v, v
1
, v
2
sama, maka Geankoplis, 1993. pers.2.10-19 : Σ F =
2 v
K K
K ID
ΔL 4f
2 f
c ex
a. Friksi karena kontraksi dari sungai ke pipa. h
c
=
2 1
2
A A
1 0,55
α 2
V
2
Geankoplis, 1993. pers.2.10-16
= 2
α V
K
2 c
Keterangan : h
c
= friction loss V = kecepatan pada bagian downstream
α = faktor koreksi, aliran turbulen =1 A
2
= luas penampang yang lebih kecil A
1
= luas penampang yang lebih besar A
2
A
1
= 0 Kc = 0,55
h
c
= 2
α V
K
2 c
= 1
2 736
, 2
0,55
2
= 2,059 Jkg
b. Friksi pada pipa lurus Diketahui :
N
Re
= 335.322,522 = 0,000046 m untuk pipa comercial steel
Gambar 2.10-3 Geankoplis, 1993 ID = 0,102 m
ID = 0,0004
f = 0,006 Gambar.2.10-3, Geankoplis,1993
∆L = 571,324 m Sehingga friksi pada pipa lurus :
F
f
= 2
V ID
ΔL f
4
2
Geankoplis, 1993. Pers.2.10-6
= 2
736 ,
2 0,102
571,324 0,004
4
2
= 501,968 Jkg
c. Friksi pada sambungan elbow Diketahui :
Jml elbow = 3 K
f
= 0,75 Tabel 2.10-1, Geankoplis
h
f
=
2 V
K
2 f
Geankoplis, 1993. pers.2.10-17
=
2 736
, 2
75 ,
3
2
= 8,423 Jkg
d. Friksi pada valve Globe valve wide
= 1 = K
f
= 9,5 Tabel 2.10-1, Geankoplis, 1983 Gate valve wide
= 2 = K
f
= 0,17 Tabel 2.10-1, Geankoplis, 1983 h
f
=
2 V
K
2 f
Geankoplis, 1993. pers.2.10-17
= 1 x 9,5 + 2 x 0,17 x 2
736 ,
2
2
= 36,837 Jkg
Total friksi : ΣF = h
C
+ F
f
+ h
f
, elbow + h
f
, valve = 2,059 + 501,968 + 8,423 + 36,837
= 549,287 Jkg
Menghitung tenaga pompa yang digunakan
Persamaan neraca energi yang dijelaskan melalui persamaan Bernaulli pers. 2.7-28 Geankoplis, 1983 :
-Ws =
F ρ
p p
Z Z
g α
2 V
V
1 2
1 2
2 1
2 2
Diketahui : Z
1
= -1 m asal pemompaan dari sungai Z
2
= 4 m tujuan pemompaan P
1
= 1 atm 101.325Nm
2
P
2
= 1 atm 101.325Nm
2
v
1
= v
2
= 2,736 ms ρ = 992,857 kgm
3
α = 1 g = 9,806 ms
2
ΣF = 549,287 Jkg Sehingga :
-Ws =
287 ,
549 857
, 992
101.325 101.325
1 4
806 ,
9 1
2 736
, 2
736 ,
2
2 2
= 598,317 Jkg
Dari Gambar 10.62, Coulson,1983, hal 380 untuk Q = 80,712 m
3
jam, maka efisiensi pompa
= 78 .
Gambar D.7 Efisiensi pompa Wp
=
η W
s
Geankoplis, 1993. pers.3.3-1
= 0,78
598,317
= 767,074 Jkg
Power = G x Wp Geankoplis, 1993. pers.3.3-2
= 22,26 x 767,074 = 17.074,845 Js
= 17,075 kW = 22,898 hp
Motor penggerak : Berdasarkan fig. 4-10, Vilbrandt,F.C., 1959, diperoleh efisiensi motor:
motor
= 80 P
=
motor
Power
Geankoplis, 1993. pers.3.3-5
= 8
, 22,898
= 28,622 hp = 30 hp Standar NEMA Alfa Laval Pump Handbook, 2001
Menentukan head total
BS - 01
blowdown PU-01
Z
1
Z
2
P
t
P
s
Gambar D.8 Skema sistem pompa
Suction head
Diketahui : Z
1
= -1 m P
s
= 101.325 Nm
2
v
1
= 2,736 ms Friction loss
: Friksi karena kontraksi dari sungai ke pipa
h
c
=
2 2
1
A A
1 0,55
α 2
V
2
Geankoplis, 1993. pers.2.10-16
= 2
α V
K
2 c
Keterangan : h
c
= friction loss V = kecepatan pada bagian downstream
α = faktor koreksi, aliran turbulen =1 A
2
= luas penampang yang lebih kecil A
1
= luas penampang yang lebih besar A
1
A
2
= 0 Kc
= 0,55 h
c
= 2
α V
K
2 c
= 1
2 736
, 2
0,55
2
= 2,059 Jkg
Friksi pada pipa lurus Diketahui :
N
Re
= 335.322,522
= 0,000046 m untuk pipa comercial steel ID = 0,102 m
ID = 0,00045 f
= 0,006 Gambar.2.10-3, Geankoplis,1993
∆L = 25 m Sehingga friksi pada pipa lurus :
F
f
= 2
V ID
ΔL f
4
2
Geankoplis, 1993. pers.2.10-6
= 2
736 ,
2 0,102
25 0,004
4
2
= 21,965 Jkg
Friksi pada sambungan elbow
Diketahui : Jml elbow
= 1 K
f
= 0,75 tabel 2.10-1, Geankoplis, 1993 h
f
=
2 V
K
2 f
Geankoplis, 1993. pers.2.10-17
=
2 736
, 2
75 ,
1
2
= 2,808 Jkg Friksi pada valve
Globe valve wide = 1 = K
f
= 9,5
Gate valve wide = 1 = K
f
= 0,17 h
f
=
2 V
K
2 f
Geankoplis, 1993. pers.2.10-17
= 1 x 9,5 + 1 x 0,17 x 2
736 ,
2
2
= 36,201 Jkg Total friksi di suction head, h
fs
: F
s
= h
C
+ F
f
+ h
f
,
elbow
+ h
f, valve
= 2,059 + 21,965 + 2,808 + 36,201 = 63,033 Jkg
h
fs
=
g F
s
= 9,806
63,033
= 6,428 m Total suction head, H
s
: H
s
=
fs 1
s
h Z
ρ.g P
Alfa Laval Pump Handbook, 2001
= 428
, 6
-1 9,806
992,857 101.325
= 2,979 m
Discharge head :
Diketahui : Z
2
= 4 m P
t
= 101.325 v
2
= 2,736 ms
Friction loss :
Friksi pada pipa lurus Diketahui :
N
Re
= 335.322,522 = 0,000046 m untuk pipa comercial steel
Gambar 2.10-3 Geankoplis, 1993 ID = 0,102 m
ID = 0,0004 f = 0,006
Gambar.2.10-3, Geankoplis,1993 ∆L = 475 m
Sehingga friksi pada pipa lurus : F
f
= 2
V ID
ΔL f
4
2
Geankoplis, 1993. pers.2.10-6
= 2
736 ,
2 0,102
475 0,005
4
2
= 417,337 Jkg
Friksi pada sambungan elbow Diketahui :
Jml elbow = 2 K
f
= 0,75 Tabel 2.10-1, Geankoplis, 1993 h
f
=
2 V
K
2 f
Geankoplis, 1993. pers.2.10-17
=
2 736
, 2
75 ,
2
2
= 5,615 Jkg Friksi pada valve
Gate valve wide = 1 = K
f
= 0,17 h
f
=
2 V
K
2 f
Geankoplis, 1993. pers.2.10-17
= 1 x 0,17 x 2
736 ,
2
2
= 0,636 Jkg Total friksi di discharge head, h
fD
: F
D
= F
f
+ h
f
, elbow + h
f ,
valve = 417,337 + 5,615 + 0,636
= 423,589 Jkg h
fD
=
g F
D
= 9,806
423,589
= 43,197 m Total discharge head, H
D
: H
D
=
fD 2
t
h Z
ρ.g P
Alfa Laval Pump Handbook, 2001
= 197
, 43
4 9,806
992,857 101.325
= 57,499 m
Head total :
H = H
D
- H
s
= 57,499 – 2,979
= 54,520 m
Cek kavitasi
Menghitung NPSH
R
Net Positive Suction Head required :
NPSH
R
=
3 4
0,5
S Q
n
=
3 4
0,5
7.900 360
, 355
500 .
3
= 5,165 m = 16,945 ft
Keterangan : n = kecepatan putaran 3.500 rpm Walas, 1988
Q = debit, gpm 355,360 gpm S = kecepatan spesifik 7.900 rpm Walas, 1988
Tabel D.36 Spesifikasi pompa utilitas PU
– 01
Article I. Alat
Pompa Kode
PU – 01
Article II. Fungsi Memompa air sungai ke Bak Sedimentasi BS
– 01
Jenis Centrifugal pump
, single suction, single stage Bahan Konstruksi
Carbon steel SA 283
Kapasitas Efisiesi
40,182 m
3
jam 78
Dimensi NPS = 4 in
Sch = 40 Panjang pipa lurus L : 500 m
Jumlah globe valve : 1 unit Standar elbow 90
o
: 3 unit Jumlah gate valve
: 2 unit Beda ketinggian
: 5 m Power motor
30 hp NPSH
5,165 m Jumlah
2 buah 1 cadangan
Dengan cara perhitungan yang sama seperti di atas maka diperoleh spesifikasi pompa utilitas yang lainnya.
b. Pompa Utilitas 2 PU-02
Tabel D.37 Spesifikasi pompa utilitas PU – 02
Article III. Alat
Pompa Utilitas Kode
PU-02 Article IV.
Fungsi Memompa air keluaran dari bak sedimentasi
menuju ke bak penggumpal BP-01 Jenis
Centrifugal pump , single-suction, single stage
Bahan Konstruksi Carbon Steel
SA-283 Grade C Kapasitas
Efisiensi Dimensi
40,182 m
3
jam 78
NPS = 4 in Sch = 40
Panjang pipa lurus L : 10 m Jumlah globe valve : 1 unit
Standar elbow 90
o
: 3 unit Jumlah gate valve
: 2 unit Beda ketinggian
: 4 m Power
5 hp
NPSH 5,165 m
Jumlah 2 buah 1 cadangan
c. Pompa Utilitas 3 PU-03
Tabel D.38 Spesifikasi pompa utilitas PU – 03
Article V. Alat
Pompa Utilitas Kode
PU-03 Article VI.
Fungsi Memompa air keluaran bak penggumpal menuju ke Clarifier CL-01
Jenis Centrifugal pump
, single-suction, single stage Bahan Konstruksi
Carbon Steel SA-283 Grade C
Kapasitas Efisiensi
Dimensi 355,344 galmin
78 NPS = 4 in
Sch = 40 Panjang pipa lurus L : 10 m
Jumlah globe valve : 1 unit Standar elbow 90
o
: 5 unit Jumlah gate valve
: 1 unit Beda ketinggian
: 2 m Power
5 hp NPSH
5,165 m Jumlah
2 buah 1 cadangan
d. Pompa Utilitas 4 PU-04
Tabel D.39 Spesifikasi pompa utilitas PU – 04
Article VII. Alat Pompa Utilitas
Kode PU-04
Article VIII. Fungsi Memompa air keluaran clarifier ke sand
filter SF-01
Jenis Centrifugal pump
, single-suction, single
stage Bahan Konstruksi
Carbon Steel SA-283 Grade C
Kapasitas 355,328 gal jam
Efisiensi Dimensi
78 NPS = 4 in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus L : 3 m Jumlah globe valve : 1 unit
Standar elbow 90
o
: 6 unit Jumlah gate valve
: 1 unit Beda ketinggian
: 2 m Power
3 hp NPSH
5,165 m Jumlah
2 buah 1 cadangan
e. Pompa Utilitas 5 PU-05
Tabel D.40 Spesifikasi pompa utilitas PU – 05
Article IX. Alat
Pompa Utilitas Kode
PU-05 Article X.
Fungsi Memompa air keluaran sand filter ke tangki
air filter Jenis
Centrifugal pump , single-suction, single stage
Bahan Konstruksi Carbon Steel
SA-283 Grade C Kapasitas
118,425 galmin Efisiensi
Dimensi 63
NPS = 2,5 in Sch
= 40 in Panjang pipa lurus L : 3 m
Jumlah globe valve : 1 unit Standar elbow 90
o
: 3 unit Jumlah gate valve
: 1 unit Beda ketinggian
: 2 m
Power 1 hp
NPSH 2,483 m
Jumlah 2 buah 1 cadangan
f. Pompa Utilitas 6 PU-06
Tabel D.41 Spesifikasi pompa utilitas PU – 06
Article XI. Alat
Pompa Utilitas Kode
PU-06 Article XII. Fungsi
Memompa air dari tangki air filter ke Cold Basin
dan Domestic Water and Hydrant Jenis
Centrifugal pump , single-suction, single stage
Bahan Konstruksi Carbon Steel
SA-283 Grade C Kapasitas
749,115 galmin Efisiensi
Dimensi 82
NPS = 6 in Sch
= 40 in Panjang pipa lurus L : 100 m
Jumlah globe valve : 1 unit Standar elbow 90
o
: 6 unit Jumlah gate valve
: 1 unit Beda ketinggian
: 2 m Power
5 hp NPSH
3,161 m Jumlah
2 buah 1 cadangan
g. Pompa Utilitas 7 PU-07
Tabel D.42 Spesifikasi pompa utilitas PU – 07
Article XIII. Alat Pompa Utilitas
Kode PU-07
Article XIV. Fungsi Memompa air dari tangki air filter ke cation
exchanger Jenis
Centrifugal pump , single-suction, single
stage Bahan Konstruksi
Carbon Steel SA-283 Grade C
Kapasitas 63,034 galmin
Efisiensi Dimensi
70 NPS = 4 in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus L : 100 m Jumlah globe valve : 1 unit
Standar elbow 90
o
: 6 unit Jumlah gate valve
: 1 unit Beda ketinggian
: 2 m Power
2 hp NPSH
1,631 m Jumlah
2 buah 1 cadangan
h. Pompa Utilitas 08 PU-08
Tabel D.43 Spesifikasi pompa utilitas PU – 08
Article XV. Alat Pompa Utilitas
Kode PU-08
Article XVI. Fungsi Memompa air dari hot basin menuju cooling
tower Jenis
Centrifugal pump , double-suction, single
stage Bahan Konstruksi
Carbon Steel SA-283 Grade C
Kapasitas 187,142 galmin
Efisiensi Dimensi
83 NPS = 6 in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus L : 5 m Jumlah globe valve : 1 unit
Standar elbow 90
o
: 2 unit Jumlah gate valve
: 2 unit
Beda ketinggian : 4 m
Power 7,5 hp
NPSH 3,368 m
Jumlah 2 buah 1 cadangan
i. Pompa Utilitas 09 PU-09
Tabel D.44 Spesifikasi pompa utilitas PU – 09
Article XVII. Alat Pompa Utilitas
Kode PU-09
Article XVIII. Fungsi Memompa air dari cooling tower menuju cold
basin Jenis
Centrifugal pump , double-suction, single
stage Bahan Konstruksi
Carbon Steel SA-283 Grade C
Kapasitas Efisiensi
187,142 galmin 83
Dimensi NPS = 6 in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus L : 50 m Jumlah globe valve : 1 unit
Standar elbow 90
o
: 2 unit Jumlah gate valve
: 1 unit Beda ketinggian
: 2 m Power
5 hp NPSH
3,368 m Jumlah
2 buah 1 cadangan
j. Pompa Utilitas 10 PU-10
Tabel D.45 Spesifikasi pompa utilitas PU – 10
Article XIX. Alat Pompa Utilitas
Kode PU-10
Article XX. Fungsi Memompa air dari cold basin menuju
peralatan yang membutuhkan cooling water Jenis
Centrifugal pump , single-suction, single
stage Bahan Konstruksi
Carbon Steel SA-283 Grade C
Kapasitas Efisiensi
187,142 galmin 83
Dimensi NPS = 6 in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus L : 50 m Jumlah globe valve : 1 unit
Standar elbow 90
o
: 4 unit Jumlah gate valve
: 1 unit Beda ketinggian
: 2 m Power
5 hp NPSH
3,368 m Jumlah
2 buah 1 cadangan
k. Pompa Utilitas 11 PU-11
Tabel D.46 Spesifikasi pompa utilitas PU – 11
Article XXI. Alat Pompa Utilitas
Kode PU-11
Article XXII. Fungsi Memompa air dari tangki penyimpanan
kondensat menuju kation exchanger Jenis
Centrifugal pump , double-suction, single
stage Bahan Konstruksi
Carbon Steel SA-283 Grade C
Kapasitas Efisiensi
147,915 galmin 80
Dimensi NPS = 6 in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus L : 5 m Jumlah globe valve : 1 unit
Standar elbow 90
o
: 3 unit Jumlah gate valve
: 1 unit Beda ketinggian
: 2 m Power
2 hp NPSH
2,879 m Jumlah
2 buah 1 cadangan
l. Pompa Utilitas 12 PU-12
Tabel D.47 Spesifikasi pompa utilitas PU – 12
Article XXIII. Alat Pompa Utilitas
Kode PU-12
Article XXIV. Fungsi Memompa air dari kation exchanger menuju
anion exchanger Jenis
Centrifugal pump , double-suction, single
stage Bahan Konstruksi
Carbon Steel SA-283 Grade C
Kapasitas Efisiensi
63,034 galmin 75
Dimensi NPS = 4 in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus L : 3 m
Jumlah globe valve : 1 unit Standar elbow 90
o
: 4 unit Jumlah gate valve
: 1 unit Beda ketinggian
: 4 m Power
2 hp NPSH
1,631 m Jumlah
2 buah 1 cadangan
m. Pompa Utilitas 13 PU-13
Tabel D.48 Spesifikasi pompa utilitas PU – 13
Article XXV. Alat Pompa Utilitas
Kode PU-13
Article XXVI. Fungsi Memompa air dari anion exchanger ke tangki
air proses dan deaerator Jenis
Centrifugal pump , double-suction, single
stage Bahan Konstruksi
Carbon Steel SA-283 Grade C
Kapasitas Efisiensi
63,034 galmin 75
Dimensi NPS = 4 in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus L : 3 m Jumlah globe valve : 1 unit
Standar elbow 90
o
: 4 unit Jumlah gate valve
: 1 unit Beda ketinggian
: 2 m Power
1 hp NPSH
1,631 m Jumlah
2 buah 1 cadangan
n. Pompa Utilitas 14 PU-14
Tabel D.49 Spesifikasi pompa utilitas PU – 14
Article XXVII. Alat
Pompa Utilitas Kode
PU-14 Article XXVIII.
Fungsi Memompa air dari demineralisasi menuju tangki air proses
Jenis Centrifugal
pump ,
double-suction, single stage
Bahan Konstruksi Carbon Steel
SA-283 Grade C Kapasitas
Efisiensi 48,242 galmin
69 Dimensi
NPS = 3 in Sch
= 40 in Panjang pipa lurus L : 10 m
Jumlah globe valve : 1 unit Standar elbow 90
o
: 2 unit Jumlah gate valve
: 2 unit Beda ketinggian
: 4 m Power
2 hp NPSH
1,364 m Jumlah
2 buah 1 cadangan
o. Pompa Utilitas 15 PU-15
Tabel D.50 Spesifikasi pompa utilitas PU – 15
Article XXIX. Alat Pompa Utilitas
Kode PU-15
Article XXX. Fungsi Memompa keluaran dari DA-01 ke tangki air
boiler Jenis
Centrifugal pump , double-suction, single
stage Bahan Konstruksi
Carbon Steel SA-283 Grade C
Kapasitas Efisiensi
14,792 galmin 63
Dimensi NPS = 1,5 in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus L : 25 m Jumlah globe valve : 1 unit
Standar elbow 90
o
: 2 unit Jumlah gate valve
: 1 unit Beda ketinggian
: 5 m Power
1 hp NPSH
0,62 m Jumlah
2 buah 1 cadangan
p. Pompa Utilitas 16 PU-16
Tabel D.51 Spesifikasi pompa utilitas PU – 16
Article XXXI. Alat Pompa Utilitas
Kode PU-16
Article XXXII. Fungsi Memompa air demineralisasi menuju
boiler Jenis
Centrifugal pump
, double-suction,
single stage Bahan Konstruksi
Carbon Steel SA-283 Grade C
Kapasitas Efisiensi
14,792 galmin 63
Dimensi NPS = 1,5 in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus L : 3 m Jumlah globe valve : 1 unit
Standar elbow 90
o
: 2 unit Jumlah gate valve
: 1 unit Beda ketinggian
: 2 m Power
1 hp NPSH
0,62 m Jumlah
2 buah 1 cadangan
B. Unit Penyediaan Udara Instrument
1. Compressor CP-01
Fungsi : Mengalirkan udara dari lingkungan ke area proses untuk kebutuhan instrumentasi.
Tipe : Centrifugal Compressor
Kebutuhan Udara Tekan
Dalam pabrik Dicalcium Phosphate Dihydrate, udara tekan dibutuhkan untuk menggerakkan instrumen
– instrumen kontrol. Udara tekan yang diperlukan didistribusi pada tekanan 15
– 20 psig serta dalam kondisi kering dan bersih. Kern, hal.768.
Dalam pabrik Dicalcium Phosphate Dihydrate terdapat sekitar 33 alat kontrol yang memerlukan udara tekan untuk menggerakkannya, sehingga
kebutuhan udara tekan pada pabrik ini diperkirakan mencapai 55,440 m
3
jam. Mekanisme atau proses untuk membuat udara tekan dapat diuraikan berikut ini : Udara lingkungan ditekan dengan menggunakan
kompresor CP –01 yang dilengkapi dengan filter penyaring udara
hingga mencapai tekanan 20 psig, kemudian dilewatkan dalam tumpukan
silika gel sehingga diperoleh udara kering. Selanjutnya udara kering tersebut dialirkan pada alat kontrol yang memerlukannya.
Udara pneumatik = 28 Lmin Considin, 1993
Jumlah alat kontrol = 33 buah Kebutuhan udara = 28 × 33
= 924 Lmin 55,440 m
3
jam Overdesign
= 20 Total udara pneumatik = 66,528 m
3
jam = 0,018 m
3
s Kecepatan Molar Udara
Diketahui : V = 66,528 m
3
jam P = 1 atm
T = 30
o
C 303,15 K R = 82,057.10
-3
m
3
.atmkgmol.K n =
RT PV
= 15
, 303
10 .
057 ,
82 528
, 6
6 1
3
= 2,674 kmoljam = 77,478 kgjam
Menentukan temperatur keluaran kompressor, T
2
Dari Fig. 3.6 coulson, 1983, diperoleh efisiensi
= 65 T
1
= 30
o
C 303,15 K P
1
= 1 atm 1,013 bar P
2
= 2,36 atm 2,392 bar Temperatur keluar kompressor:
T
2
=
m 1
2 1
P P
T
Coulson, 1983 hal 79
Untuk kompresi: m =
Ep 1
Coulson, 1983 hal 79
= Cv
Cp ,
= 1,4 udara Sehingga:
m =
65 ,
4 ,
1 1
4 ,
1
= 0,44
T
2
= 303,15
44 ,
1 36
, 2
= 442,155 K = 169,005
o
C Koreksi temperatur keluar kompressor:
Diketahui data udara Chemcad 5.2.0 : T
c
= -40,7
o
C = 232,45 K
T
r mean
=
c 2
1
2T T
T
= 232,45
2 442,155
303,15
= 1,603 P
c
= 37,246 atm = 37,740 bar
P
r mean
=
c 2
1
2P P
P
= 37,74
2 392
, 2
1,013
= 0,045
Kapasitas panas udara Chemcad 5.2.0 : T
mean
=
2 T
T
2 1
= 2
442,155 303,15
= 372,653 K
o P
C =
2 2
484 .
1 cosh
484 .
1 580
. 7
012 .
3 sinh
012 .
3 390
. 9
958 .
28
T
T T
T
= 29.125,243 Jkmol.K = 29,125 kJkmol.K
Koreksi untuk tekanan dari Fig.3.2 Coulson, 1983 hal 63 :
Untuk T
r
= 1,603 dan P
r
= 0,045 maka : Cp -
o P
C = 0,26 kJkmol.K
Kategori