TUGAS AKHIR - PERHITUNGAN ULANG (MANUAL & NUMERIK) CRUDE OIL BOOSTER PUMP PADA CPA PERTAMINAPETROCHINA TUBAN - ITS Repository
TUGAS AKHIR
Kode Mata Kuliah TM-090390 D3 Teknik Mesin FTI ITS DOSEN PEMBIMBING : Dr. Ir. HERU MIRMANTO, MT NIP 19620216 199512 1 001
2. TINJAUAN PUSTAKA
1. PENDAHULUAN
4. PERHITUNGAN
3. METODOLOGI
5. KESIMPULAN
PENDAHULUAN
JOB P-PEJ adalah sistem tempat
pengolahan minyak dan komponen
terpenting dalam mendapatkan minyak dari dalam tanah, dengan cara menghisap minyak mentah(crude oil). JOB P-PEJ mempunyai (crude oil). JOB P-PEJ mempunyai
lapangan untuk mengolah crude oil lapangan untuk mengolah crude oil
tersebut yang bernama CPA. Pada CPA terdapat unit pompa yangberfungsi untuk menyalurkan fluida
minyak mulai dari tangki reservoar
(crude oil tank) sampai ke tanker FSO Cinta Natomas yang ada di tengah laut di daerah Lamonganyang sebelumnya melewati palang
PENDAHULUAN
Pompa pada suatu industri memiliki • peranan yang sangat penting, dimana pompa sebagai peralatan mekanis yang berfungsi untuk memindahkan fluida dari suatu tempat ke tempat yang lain. yang lain.
Misalnya pada unit instalasi • perpipaan CPA Tuban, terdapat banyak sekali jenis pompa yang digunakan, salah satunya adalah pompa yang digunakan pada unit instalasi shipping pump yang diperkuat oleh booster pump. PENDAHULUAN Permasalahan
- Central Processing Area (CPA)
merupakan tempat untuk mengolah, memproduksi dan mengirim minyak mentah (crude oil). CPA memiliki dua unit booster pump dengan jenis yang berbeda yaitu booster bertekanan berbeda yaitu booster bertekanan rendah dan booster bertekanan tinggi.
- Ada sebagian booster pump yang
stand by apabila yang dijalankan mengalami kerusakan. Sehingga permasalahan pada tugas akhir ini akan dilakukan perhitungan ulang sistem perpipaan yang digunakan
PENDAHULUAN T u j u a n
1. Perhitungan kapasitas.
2. Menghitung perencanaan pipa yang didalamnya
menyangkut pemilihan diameter pipa dan jenis pipa.3. Menghitung Head effektif instalasi pompa.
3. Menghitung Head effektif instalasi pompa.
4. Pemilihan pompa beserta daya yang dibutuhkan.
5. Analisis perhitungan menggunakan perhitungan
manual dan software pipe flow expert.Batasan Masalah PENDAHULUAN
1. Pembahasan hanya pada perencanaan sistem perpipaan booster pump dan pemilihan pompa di Central Processing Area (CPA).
2. Kapasitas yang digunakan konstan sebesar 880 GPM.
3. Fluida kerja dalam proses adalah minyak dengan suhu
konstan 130 o F.konstan 130 o F.
4. Kondisi steady state, aliran incompressible.
5. Diasumsikan instalasi terisolasi dengan baik sehingga
tidak ada perpindahan panas.6. Pembahasan membandingkan perhitungan manual dan perhitungan numerik menggunakan software.
7. Analisa numerik dengan menggunakan perangkat
Central Processing Area (CPA)
PENDAHULUAN
Alur jalannya aliran fluida (Crude Oil) PENDAHULUAN GAMBAR INSTALASI BOOSTER PUMP
Head Effektif Instalasi Pompa
Pdr Psr
H H H
γ
LT lm l H H H
HEAD LOSS MAYOR HEAD LOSS MINOR
2
2 . .
V D L H f l
2 g
V
2 ) ( 2 2
din st eff
LT sr dr s d sr dr eff H g
V V H H P P H . Net Positive Suction Head (NPSH) )
A Pa Pv
NPSH h H s A s l
γ
DAYA POMPA / DAYA FLUIDA (WHP) WHP Q H
γ act eff DAYA POROS (Pshaft)
WHP DAYA NOMINAL PENGGERAK MULA P shaft
η p
P 1 α
P m Hasil Survey lapangan
Data Pompa
- Jenis pompa : GOULD PUMP Jenis pompa : GOULD PUMP : Centrifugal Pump : Centrifugal Pump Model Model : 880 GPM : 880 GPM
- Kapasitas Kapasitas
- Tekanan Discharge : 50 psig Tekanan Discharge : 50 psig : 460 V : 460 V Voltage Voltage
- Frekwensi : 60 Hz Frekwensi : 60 Hz Daya motor : 100 HP Daya motor : 100 HP
Data Fluida
Fluida kerja : Crude oil (minyak mentah) : Crude oil (minyak mentah)
- Fluida kerja
o o o o Temperatur kerja : 130 : 130 F (54,4 F (54,4
C)
C)
- Temperatur kerja
o o API gravity at 130 F F : 40 : 40
- API gravity at 130 : 0,82 : 0,82
- Spesific Gravity (SG) • Spesific Gravity (SG)
3
3 Density crude oil ( ) : 808,7168 kg/m : 808,7168 kg/m
- Density crude oil (ρ)
- 3 -3
2
2 Viscositas dynamic (µ) : 2cP (2 x 10 N.s/m N.s/m ) )
- Viscositas dynamic (µ) : 2cP (2 x 10
- 6 -6
2
2 Viscositas kinematik ( ) : 2,47 x 10 m m /s /s
- Viscositas kinematik (ʋ ) : 2,47 x 10
Vapor pressure (P ) ) : 103 kPa : 103 kPa
- Vapor pressure (P
v v
metodologi
Flow chart Perhitungan Manual metodologi
Flow chart Perhitungan Numerik
Pengecekan Diameter Suction Diketahui :
4 3 Q Q = 880 GPM = 0,0555 m /s
2 V D in1 = 12 inch = 0,305 m π
D D D D in2 = 8 inch = 7,981 inch = 0,2027 m = 8 inch = 7,981 inch = 0,2027 m
3 m
4 , 0555
m
sV A B , 7596 2
s
m , 305 π 3 m
4 , 0555 m s
V B C 1 , 7198 2 s m
, 2027
P E M I L I H A N D I A M E T E R S U C T I O N
Diketahui : Din = 12 inch = 0,305 m Jadi, untuk pipa suction diameter pipa
Q = 880 GPM = 0,0555 m/s yang dipilih adalah Carbon Steel Pipe Kecepatan yang diijinkan untuk pipa
40s NPS 12 inch dengan inner
suction minimal = 0,61 m/s dan
diameter (Din) = 0,305 m, karena maksimal = 0,91 m/s.
diameter yang ada dipasaran tidak ada diameter yang ada dipasaran tidak ada yang berukuran 13,38 inch.
4 Q D 3 .
V π m
4 , 0555 3 m s
V , 7596 m suc 2
4 , 0555
s , 305 m
π s m inch
, 34 13 ,
m
,
61
π s
Pengecekan Diameter Discharge Diketahui :
4 3 Q Q = 880 GPM = 0,0555 m /s
2 V D in1 = 4 inch = 4,026 inch = 0,1022 m π
D D D D in2 = 8 inch = 7,981 inch = 0,2027 m = 8 inch = 7,981 inch = 0,2027 m
3 m
4 , 0555 m s
V C D 2 6 , 7655 s m
, 1022 π 3 m
4 , 0555 m s
V D E 2 1 , 7198 s
P E M I L I H A N D I A M E T E R D I S C H A R G E
Diketahui : Din = 4 inch = 0,1022 m Jadi, untuk pipa discharge diameter
Q = 880 GPM = 0,0555 m/s pipa yang dipilih adalah Carbon Steel Kecepatan yang diijinkan untuk pipa
Pipe 40s NPS 6 inch dengan inner
discharge minimal = 1,83 m/s dan
diameter (Din) = 0,161 m, karena maksimal = 2,74 m/s.
diameter yang ada dipasaran tidak ada diameter yang ada dipasaran tidak ada yang berukuran 7,716 inch.
4 Q D 3 .
V π m
4 , 0555 3 m s
V 2 ,
72 m disc 2
4 , 0555
s , 161 m
π s m inch
, 196 7 , 716
D m
1 ,
83
π s
I N S T A L A S I
Eff dinamis statis
H E A D E F F E K T I F
H H H
Dimana : Heff = Head effektif pompa (m) Hstat = Head statis (m) Hdin = Head dinamis (m) Hdin = Head dinamis (m) Diketahui data-data sebagai berikut:
= 1,7 psig x
- Pdr
= 80 psig x
- Psr
= -2,483 m
- Hz
= 9,81 m/s
2
- g
= 1,7198 m/s , 1 01325 bar bar psi bar 13046 , 1 1 0689 , bar bar psi bar 529 , , 6 01325 1 1 0689 ,
- Vdr
H E A D S T A T I S dr sr
P P
H
statis z H γ
6 , 529 Bar 1 , 1304 Bar
m statis ( 2,483 )
H γ γ
6 , 529 Bar 1 , 1304 Bar statis ( 2,483 m ) H
. g ρ
6 , 529 Bar 1 , 1304 Bar ( 2 , 483 m ) kg m
808,7168 x9,81 3 2 m s
H statis 68 , 048 m 2 , 483 m 65 , 565 m
2 7198 ,
s m
x
s s
2
1
9
H
12,4508m 81 ,
s m s m
1 2 2
2 2 2 H E A D D I N A M I S 7198 ,
V
V H LT dinamis gsr dr
12,6015m 65,565m = 78,1665 m =
H A S I L H E A D E F F E K T I F
H H H
Eff statis dinamis H m m
65 65 , , 565 565
12 12 , , 6015 6015 Eff
H Eff 78 , 1665 m
C A L C U L A T E
PErhitungAN numerik
P E R B A N D I N G A N P E R H I T U N G A N M A N U A L & N U M E R I K PErhitungAN numerik
H effektif = 78,1665 m
P E R B E D A A N P E R H I T U N G A N M A N U A L & N U M E R I K
PErhitungAN tingkat kesalahan
% 100 kesalahan Tingkat x Heff
PFE eff eff
H H
% 100 143 , 78,1665 77 m Tingkat kesalahan
m
% 100 78,1665 m 78,1665 77 m 143 ,
Tingkat kesalahan x m
Tingkat kesalahan = 1,31%
N E T P O S I T I V E S U C T I O N H E A D A V A I L A B L E ( N P S H a ) Pa Pv
NPSH h H s
A s l
γ γ
kPa kPa kPa kPa
113 113 , , 046 046 103 103
m
4 4 , , 683 683 , , 6184 6184 m m
N
7933,512 3
m
= 1,2663 m + 4,683 m – 0,6184 m
= 5,3309 m PEmbahasAN P E M I L I H A N J E N I S P O M P A
Dari gambar di samping, untuk kondisi Kapasitas (Q) = 199,8
3 m /h dan Head Effektif (H ) = eff 78,1665 m. Maka dapat diplotkan pada diagram dan pompa untuk instalasi yang pompa untuk instalasi yang ada adalah jenis pompa radial 665 ,1 bertingkat satu (Centrifugal
78 pump single stage single suction).
199,8 PEmbahasAN
S P E S I F I K A S I P O M P A
Berdasarkan hasil plotting kurva karakteristik pompa universal bedasarkan Head dan kapasitas serta mempertimbangkan daya penggerak, daya poros dan putaran pompa, maka dapat dipilih pompa jenis : Jenis pompa : Centrifugal Pump Jenis pompa : Centrifugal Pump
Merk : Gould Pump Putaran : 3560 rpm Model : 3700 MA Driver : Electric motor Kapasitas : 880 GPM Total Head : 262,5 ft Daya Penggerak : 100 HP NPSH R : 4,87 m Pabrik : PT WIRA MATRA GUNA kesimpulan 1) Kapasitas crude oil yang dipompakan oleh pompa booster dibutuhkan untuk 1) Kapasitas crude oil yang dipompakan oleh pompa booster dibutuhkan untuk
3 memenuhi proses di CPA Pertamina-Petrochina, Tuban sebesar 0,0555 m memenuhi proses di CPA Pertamina-Petrochina, Tuban sebesar 0,0555 m /s = 199,8 /s = 199,8
3
3
3 m m /jam. /jam.
2) Hasil perhitungan berdasarkan kecepatan yang diijinkan, diameter yang sesuai 2) Hasil perhitungan berdasarkan kecepatan yang diijinkan, diameter yang sesuai
untuk pipa suction sebesar 12 inch dan pipa discharge sebesar 6 inch dengan Jenis untuk pipa suction sebesar 12 inch dan pipa discharge sebesar 6 inch dengan Jenis
pipa Carbon Steel Pipe schedule 40s. pipa Carbon Steel Pipe schedule 40s. 3) Untuk head efektif pompa (H 3) Untuk head efektif pompa (H ) dari perhitungan manual didapat 78,1665 m dan ) dari perhitungan manual didapat 78,1665 m dan eff eff dari perhitungan menggunakan pipe flow expert didapat 77,143 m. Maka selisih dari perhitungan menggunakan pipe flow expert didapat 77,143 m. Maka selisih perbandingan kurang dari 2% yaitu 1,0235 m. perbandingan kurang dari 2% yaitu 1,0235 m.4) Hasil perhitungan NPSHA didapatkan sebesar = 5,3309 m. 4) Hasil perhitungan NPSHA didapatkan sebesar = 5,3309 m. 5) Hasil perhitungan daya penggerak pompa, didapatkan daya sebesar = 57,36 kW. 5) Hasil perhitungan daya penggerak pompa, didapatkan daya sebesar = 57,36 kW. 6) Pompa yang dipilih adalah jenis pompa sentrifugal merk Gould Pump dengan type 6) Pompa yang dipilih adalah jenis pompa sentrifugal merk Gould Pump dengan type 3700MA / 4x6-11. 3700MA / 4x6-11.
7) Berdasarkan perhitungan dan pemilihan pompa yang baru didapat penghematan 7) Berdasarkan perhitungan dan pemilihan pompa yang baru didapat penghematan daya dari pompa sebelumnya yaitu 75,6 kW menjadi daya pompa yang baru daya dari pompa sebelumnya yaitu 75,6 kW menjadi daya pompa yang baru saran
1 . P E R L U D I P E R H A T I K A N P E R A W A T A N P A D A 1 . P E R L U D I P E R H A T I K A N P E R A W A T A N P A D A B O O S T E R P U M P S E C A R A T E R A T U R D A N B O O S T E R P U M P S E C A R A T E R A T U R D A N T E R J A D W A L A G A R P E R A L A T A N P A D A S I S T E M T E R J A D W A L A G A R P E R A L A T A N P A D A S I S T E M
I N S T A L A S I M E M P U N Y A I U M U R K E J A Y A N G P A N J A N G D E N G A N P E R F O R M A Y A N G P A N J A N G D E N G A N P E R F O R M A Y A N G M A K S I M A L . M A K S I M A L .
I N S T A L A S I M E M P U N Y A I U M U R K E J A Y A N G
2 . U N T U K P E N G H E M A T A N D A Y A D A N B I A Y A 2 . U N T U K P E N G H E M A T A N D A Y A D A N B I A Y A
I N S T A L A S I , P E N U L I S M E N Y A R A N K A N P E M A K A I A N I N S T A L A S I D A N P E M I L I H A N P E M A K A I A N I N S T A L A S I D A N P E M I L I H A N P O M P A B E R D A S A R K A N P E R H I T U N G A N P A D A P O M P A B E R D A S A R K A N P E R H I T U N G A N P A D A B U K U L A P O R A N T U G A S A K H I R I N I . B U K U L A P O R A N T U G A S A K H I R I N I .
I N S T A L A S I , P E N U L I S M E N Y A R A N K A N