ANALISA PERFORMANSI KEVAKUMAN KONDENSOR TIPE NX:0,01 DENGAN TEKANAN -74 KPA DI PT DIZAMATRA POWERINDO PLTP SIBAYAK 2 X 5,65 MW LAPORAN TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III
Program Studi Teknik Konversi Energi Mekanik
Oleh LILIANA SWK 1205052084
JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2015
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga laporan Tugas Akhir ini selesai tepat pada waktunya. Laporan Tugas Akhir ini berjudul “Analisa Performansi Kevakuman Kondensor Tipe Nx:0,01 dengan Tekanan -74 KPa di PT Dizamatra Powerindo PLTP Sibayak 2 x 5,65 MW”. Laporan ini dimaksud sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan Program Studi Diploma III Jurusan Teknik Mesin Program Studi Teknik Konversi Energi Mekanik Politeknik Negeri Medan. Laporan Tugas akhir ini disusun berdasarkan hasil pengamatan dan pengambilan data langsung di PT Dizamatra Powerindo PLTP Sibayak dan juga dari beberapa buku referensi. Dalam proses analisa ini, dibutuhkan beberapa data penunjang baik berupa data spesifikasi maupun data operasi. Tentunya rangkaian ucapan terima kasih penulis haturkan teristimewa untuk kedua orang tua penulis, ayahanda dan ibunda tercinta, Said Aryanto KaroKaro dan Ngawin Br Ginting yang tiada henti menyemangati secara moril dan materil kepada penulis. Saudara kandung saya Satya Gunara Karo-Karo, Deny Wahyudi Karo-Karo, dan Sindy Monika Br Karo yang telah banyak memberi dukungan, doa, nasehat, moril, dan materil yang tiada pernah surut sedikit pun kepada penulis sehingga Laporan Tugas Akhir ini bisa terselesaikan. Dalam penulisan Tugas Akhir ini penulis banyak mendapatkan hambatan dan tantangan, namun berkat bantuan dari berbagai pihak, penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Pada kesempatan ini pula penulis mengucapkan terima kasih : 1. M. Syahruddin, S.T.,M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Medan. 2. Idham Kamil, S.T.,M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin. 3. Ir. Abdul Razak, M.T., selaku Kepala Program Studi Teknik Konversi Energi Mekanik.
v
4. Faisal Fahmi Hasan, S.T.,M.T., selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan, saran dan ide kepada penulis dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. 5. Bapak Sofyan, Bapak Yetno, Bapak Gading Sapto, Bapak Adil, Bapak Syahrial, Ibu Menda dan seluruh staff PLTP Sibayak atas bantuannya dalam pengambilan data Kondensor dan Vakum Pump di PLTP Sibayak. 6. Seluruh dosen pengajar dan staff pegawai di Jurusan Teknik Mesin Program Studi Teknik Konversi Energi Mekanik, penulis ucapkan terima kasih atas semua bimbingan, nasehat, serta didikan yang diberikan kepada penulis selama tiga tahun mengenyam pendidikan di Politeknik Negeri Medan. 7. Keluarga besar energi EN-6D terimakasih untuk kebersamaannya selama 3 tahun ini, susah, senang, konflik sudah kita rasakan bersama-sama, sukses buat kita semua sahabat-sahabatku. Penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih kurang sempurna dari segi sistematika maupun referensi, disebabkan keterbatasan waktu, pengetahuan, dan tenaga. Untuk itu diharapkan partisipasi semua pihak dalam menyumbang saran, ide, dan kritikan yang bersifat membangun kearah yang lebih sempurna. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi siapa saja yang membacanya.
Medan, 31 Agustus 2015 Hormat penulis,
Liliana SWK NIM 1205052084
vi
DAFTAR ISI
JUDUL .............................................................................................................. i SPESIFIKASI TUGAS AKHIR ..................................................................... ii LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................ iii LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................. iv KATA PENGANTAR ...................................................................................... v DAFTAR ISI ..................................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ x DAFTAR TABEL ............................................................................................ xi INTISARI ........................................................................................................ xii ABSTRACT ...................................................................................................... xiii
BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................1 A. Latar Belakang ................................................................................ 1 B. Perumusan Masalah......................................................................... 2 C. Tujuan Tugas Akhir ........................................................................ 2 D. Manfaat Tugas Akhir ...................................................................... 2 E. Teknik Pengumpulan Data .............................................................. 3 F. Sistematika Penulisan...................................................................... 3 BAB II LANDASAN TEORI ...........................................................................5 A. Kondensor ....................................................................................... 5 1.
Prinsip Kerja Kondensor ....................................................... 5 a. Tujuan Kondensasi Uap ................................................... 6 b. Air Pendingin Kondensor.................................................. 6 c. Penyebab Penurunan Kerja Kondensor ............................ 6
2.
1.
Non Condensable Gases ............................................6
2.
Fouling .......................................................................7
Jenis – Jenis Kondensor ........................................................ 7 a. Berdasarkan Klasifikasi Umum ....................................... 7 1.
Kondensor Kontak Langsung ...................................7
vii
2.
Kondensor Permukaan ...............................................9
b. Berdasarkan Jenis Cooling Medium ................................. 12 1.
Air Cooled Condensor ...............................................12
2.
Water Cooled Condensor ..........................................12
c. Berdasarkan Jenis Desain ................................................. 13
3.
1.
Berbelit – Belit ...........................................................13
2.
Arus Paralel ................................................................14
Bagian Utama Kondensor. ..................................................... 14 a. Selongsong ........................................................................ 15 b. Ruangan Air ...................................................................... 15 c. Pipa dan Pemegang Pipa ................................................... 15 d. Ruang Kondensat .............................................................. 15
B. Pompa .............................................................................................. 16 1.
Prinsip Kerja Pompa .............................................................. 16
2.
Jenis – Jenis Pompa ............................................................... 16 a. Pompa Perpindahan Positif................................................17 1.
Pompa Rotor...............................................................17
2.
Pompa Torak...............................................................21
b. Pompa Dinamik..................................................................21
3.
1.
Pompa Sentrifugal.......................................................21
2.
Pompa Aksial..............................................................22
3.
Special Effect Pump....................................................23
Pompa Vakum Kondensor......................................................24
C. Kevakuman.......................................................................................25 BAB III Metodologi Tugas Akhir ....................................................................28 A. Tempat dan Waktu Pengambilan Data ............................................ 28 B. Objek Penelitian .............................................................................. 28 C. Metode Penelitian............................................................................28 D. Peralatan...........................................................................................29 E. Proses dan Pengumpulan Data.........................................................29 F. Flow Chart.......................................................................................35
viii
G. Spesifikasi Alat................................................................................37 1.
Kondensor .............................................................................. 37
2.
Vacuum Pump. ...................................................................... 38
BAB IV ANALISA PERFORMANSI KEVAKUMAN KONDENSOR .... 40 BAB V PENUTUP .............................................................................................45 A. Kesimpulan ..................................................................................... 45 B. Saran ............................................................................................... 45 DAFTAR PUSTAKA...................................................................................... . 46 LAMPIRAN
ix
DAFTAR GAMBAR No.
Judul Gambar
Halaman
1.
Prinsip Kerja Kondensor
5
2.
Kondensor Kontak Langsung
9
3.
Kondensor Lintasan Tunggal
10
4.
Kondensor Lintasan Ganda dan Saluran Venting
11
5.
Posisi Kondensor
12
6.
Shell and Tube Condensor
13
7.
Kondensor Berbelit – Belit
14
8.
Kondensor Arus Paralel
14
9.
Klasifikasi Pompa
17
10.
Pompa Roda Gigi Luar
18
11.
Pompa Roda Gigi Dalam
19
12.
Lobe Pump
19
13.
Three Screw Pump
20
14.
Vane Pump
20
15.
Pompa Sentrifugal
22
16.
Pompa Aksial
23
17.
Special Effect Pump
23
18.
Prinsip Kerja Pompa Vakum
24
19.
Skema Pompa Vakum Kondensor
25
20.
Sirkulasi Air Kondensor
30
21.
Water Cycle
31
22.
Rangkaian Kondensor Tampak Depan
33
23.
Rangkaian Kondensor Tampak Samping
34
24.
Flow Chart Tugas Akhir
35
25.
Kondensor
37
26.
Vacuum Pump
38
x
DAFTAR TABEL No.
Judul Tabel
Halaman
1.
Data Spesifikasi Kondensor
37
2.
Data Spesifikasi Vacuum Pump
38
xi
INTISARI
Kondensor adalah alat yang berfungsi untuk mengubah uap menjadi air. Kondensor yang digunakan di PT Dizamatra Powerindo PLTP Sibayak adalah kondensor dengan jenis kondensor kontak langsung. Perpindahan panas pada kondensor ini dilakukan dengan menyemprotkan air pendingin ke aliran uap secara langsung atau biasa disebut sprey condenser. Kinerja kondensor akan baik apabila kondensor dalam keadaan vakum, untuk itu sebelum uap memasuki kondensor terlebih dahulu memasuki pompa vakum pada kondensor untuk menghisap gas-gas yang tidak dapat terkondensasi yang mungkin ada di dalam kondensor. Gas-gas tersebut bercampur dengan uap air, dan karena sifatnya yang uncondensible atau tidak dapat terkondensasi dan dapat mengurangi kinerja kondensor maka harus dikeluarkan dari kondensor. Dari hasil perhitungan diperoleh, tekanan vakum maksimum rata-rata, tekanan vakum sesungguhnya rata-rata, dan efisiensi tekanan vakum rata-rata yang terjadi di PT Dizamatra Powerindo PLTP Sibayak adalah 83,215 KPa, -72,5 KPa, dan 88,676 %. Kata kunci: Kondensor , Kevakuman.
xii
ABSTRACT
Condenser is a tool that serves to convert the steam into water. Condenser in PT Dizamatra Powerindo PLTP Sibayak is the direct contact condenser. Heat transfer in the condenser is done by spraying cooling water into steam flow or commonly called sprey condenser. Condenser performance will be good if the condenser under vacuum conditions, therefor before the steam enters the condenser first entered the vacuum pump in the condenser to suck non condensable gases that may exist in the condenser. These gases mixed with water vapor, and because it is uncondensible or can not be condensed and can reduce the performance of the condenser, it must be exit from the condenser. Based on the calculation, average of maximum vacuum pressure, average the real vacuum pressure, and average efficiency of vacuum pressure occurs in the PT Dizamatra Powerindo PLTP Sibayak is 83,215 KPa, -72,5 KPa, and 88,676 %. Keywords: Condenser , Vacuum.
xiii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Seiring perkembangan teknologi membuat segala sesuatu bekerja lebih mudah dan efisien. Kemajuan tersebut dapat kita rasakan dari hal yang sederhana seperti pompa. Dahulu, kita memerlukan banyak waktu dan tenaga untuk memindahkan fluida dari satu tempat ke tempat yang lain. Sekarang kita dapat mengatasi hal tersebut dengan menggunakan pompa yang mampu menggerakkan fluida dari tempat bertekanan rendah ke tempat dengan tekanan yang lebih tinggi. Saat ini, kita dapat menemukan berbagai macam jenis pompa seperti, pompa udara (kompresor), pompa torak, pompa sentrifugal, pompa vakum, dan masih banyak yang lainnya. Pompa vakum adalah sebuah alat yang berfungsi untuk mengeluarkan material- material gas dari dalam sebuah ruangan tertutup untuk mencapai tekanan yang vakum. Di Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP), pompa vakum dan kondensor memiliki kaitan yang sangat erat untuk mencapai efisiensi yang baik. Kondensor adalah peralatan yang berfungsi untuk mengubah uap menjadi air dan melepaskan gas non-condensable ke udara. Permukaan kondensor disediakan untuk meminimalisasi terjadinya sedimentasi dari gas noncondensable pada kondensat untuk mengantisipasi penurunan dari hidrogen sulfida yang mungkin akan dibutuhkan pada proses selanjutnya. Sebelum melalui kondensor, uap terlebih dahulu masuk ke vacuum pump (pompa vakum) untuk mengondisikan inter kondensor dalam kondisi yang vakum supaya NCG (Non Condensable Gas) motive dan NCG yang terdapat pada kondensor dapat tertarik untuk dibuang melalui menara cooling tower. Proses perubahan uap menjadi air terjadi pada tekanan dan temperatur jenuh, dalam hal ini kondensor diharapkan dalam keaadaan jenuh. Maka dari itu, pompa vakum
1
memegang peranan penting dalam pencapaian efisiensi yang baik dalam siklus PLTP. Atas dasar uraian inilah penulis tertarik untuk membahas mengenai ”Analisa Performansi Kevakuman Kondensor Tipe Nx:0,01 dengan Tekanan -74 kPa di PT. Dizamatra Powerindo PLTP Sibayak 2x5,65 MW” sebagai judul tugas akhir.
B. P erumusan Masalah Topik permasalahan atau permasalahan yang akan dibahas dalam laporan Tugas Akhir ini adalah : 1. Bagaimana prinsip kerja dan fungsi peralatan pada kondensor? 2. Bagaimana prinsip kerja vacuum pump terhadap kondensor? 3. Bagaimana
perhitungan
performansi
kondensor
dengan
berbagai
kevakuman tekanan masuk?
C. Tujuan Tugas Akhir Tujuan laporan ini adalah sebagai berikut : 1. Untuk mengetahui lebih rinci prinsip kerja dan fungsi peralatan kondensor. 2. Untuk mengetahui prinsip kerja vacuum pump terhadap kondensor. 3. Untuk mengetahui dan menganalisa perhitungan performansi kondensor dengan berbagai kevakuman tekanan masuk.
D. Manfaat Tugas Akhir Laporan tugas akhir ini diharapkan bermanfaat bagi : 1. Manfaat untuk penulis sendiri untuk menambah khasanah ilmu pengetahuan dan pengalaman agar mampu melakukan kegiatan yang sama kelak setelah bekerja atau terjun ke lapangan. 2. Laporan ini diharapkan dapat menjadi bahan referensi tambahan dalam pengembangan pengetahuan mahasiswa/i tentang kevakuman kondensor.
2
E. Teknik Pengumpulan Data Adapun teknik pengumpulan data yang dilakukan oleh penulis untuk memperoleh data dan informasi yang dibutuhkan dalam penelitian ini adalah: 1. Penelitian Lapangan a. Observasi yaitu dengan melakukan studi pengamatan langsung terhadap objek penelitian serta menganalisis data yang berhubungan dengan penelitian. b. Interview yaitu mengadakan wawancara secara langsung kepada staff lapangan yang berkaitan dengan objek penelitian. 2. Penelitian Kepustakaan yaitu pengumpulan informasi mengenai teori-teori
Pengambilan data di lakukan pada PT Dizamatra Powerindo PLTP Sibayak pada tanggal 10 Maret 2015.
F. Sistematika Penulisan Dalam penulisan dan penyusunan tugas akhir ini, maka penulis membuat sistematika penulisan yang diharapkan akan mempermudah dan memahami maksud yang ingin disampaikan kepada pembaca. Adapun isi sistematika penulisan ini adalah sebagai berikut:
BAB I
PENDAHULUAN Bab ini menjelaskan tentang latar belakang, perumusan masalah, tujuan dan manfaat penulisan, teknik pengumpulan data dan sistematika penulisan.
BAB 2
LANDASAN TEORI Bab ini memberikan penjelasan mengenai teori – teori dasar yang diperlukan dalam tugas akhir diantaranya menjelaskan dan menguraikan tentang kondensor dan vacuum pump.
3
BAB 3
METODOLOGI TUGAS AKHIR Pada bab ini menjelaskan dan menguraikan tentang cara pengambilan data pendukung tugas akhir hingga menghasilkan data akhir.
BAB 4
ANALISA PERFORMANSI KEVAKUMAN KONDENSOR Pada bab ini menganalisa performansi kevakuman kondensor.
BAB 5
PENUTUP Bagian ini berisikan beberapa kesimpulan dan saran dari penulis tugas akhir.
4
