ANALISIS SISTEM PERPIPAAN UNTUK PENGISIAN AVTUR PADA HEADER LINE DPPU NGURAH RAI DENPASAR-BALI
Disusun oleh : Swasta Adhitya NRP : 2407 100 090
Latar Belakang Tangki Pengendalian Tekanan :
Hipotesa : Control valve tidak sesuai dengan karakteristik proses
Debit
Pompa
Pinlet
Cv
Bukaan
Poutlet
Bukaan (120m3/jam) kecil Pompa
Cv valve = 531 Debit maks (750m3/jam) Bukaan = ±68% Spec = 80%
Permasalahan : Bagaimana cara mengetahui karakteristik aliran fluida guna mendapatkan penyebab bukaan valve yang sedikit untuk laju aliran 120 m3/jam Tujuan : melakukan analisis karakteristik aliran fluida guna mengetahui penyebab bukaan valve yang sangat kecil untuk laju aliran 120 m3/jam.
Batasan Masalah : • Seluruh komponen dalam sistem perpipaan berkondisi baik. • Aliran pada sistem perpipaan dalam kondisi tunak • Incompressible fluid dan incompressible flow • berlaku hukum kekekalan massa
Teori Dasar • Kekekalan Massa Massa masuk = massa ke luar + massa terkumpul Metode Hardy Cross e
Qin = Qout Q1 + Q2 = Q3 + Q4
Q4 a
b
Q3
Q1 Q2 c
d
Teori Dasar (lanjutan) • Persamaan Bernoulli
Tekanan Inlet PCV351
Teori Dasar (lanjutan) • Perhitungan Cv Control Valve
Cv :
koefisien ukuran valve
V :
debit maksimal (m3/jam)
G :
specific gravity (0.83)
P1 :
tekanan upstream (kg/cm2)
P2 :
tekanan downstream (kg/cm2)
Teori Dasar (lanjutan) • Hubungan nilai Cv dengan bukaan valve
Metodologi Penelitian
Analogi Sistem Perpipaan
H inlet PCV351
Perhitungan Koefisien Loss Pipa (42a)&(42b)
Perhitungan Koefisien Loss (Pipa 42a&42b) (lanjutan) K=∑KM+K∑m K(42a) = 54.26533 K(42b) = 2.983239
Perhitungan Koefisien Loss • Hasil Koefisien Loss Keseluruhan
Pemrograman Sistem Perpipaan • Kondisi 1 (1input 2output) [G1] (G2) [HX] (G4) [G3]
(G6)
[G5]
Pemrograman Sistem Perpipaan • Kondisi 2 (2input 1output) [G1] (G2) [HX] (G4) [G3]
(G6)
[G5]
Pemrograman Sistem Perpipaan • Kondisi 3 (1input 2output Qhydrant) [G1] (G2) [HX] (G4) [G3]
(QH)
Pemrograman Sistem Perpipaan • Kondisi 4 (1input 1output) [G1] (G2) [HX] (G4) [G3]
Pemrograman Sistem Perpipaan • Kondisi 5 (0input 2output) [G3] (G4) [HX] (G6) [G5]
Pemrograman Sistem Perpipaan • Pinlet PCV351
Pemrograman Sistem Perpipaan • Program Simulasi Lengkap
Simulasi & Perhitungan • • • • • •
Tentukan tangki yang dibuka Tentukan pompa yang aktif Tentukan laju aliran avtur Didapat nilai Pinlet dari ketiga keadaan diatas Nilai Cv didapat berdasar laju aliran & Pinlet Bukaan valve didapat dari grafik hubungan Nilai Cv vs travel
Hasil Simulasi & Perhitungan • 1 pompa aktif No. Kategori
Cv
Cv(%)
1.
Cv tertinggi
82.481891871216 7.498353806474
2.
Cv (120 m3/jam)
68.073981009626 6.188543728148
3.
Cv terendah
27.329171503530 2.484470136685
2 pompa aktif No.
Kategori
Cv
Cv(%)
1.
Cv tertinggi
173.031178039344 15.730107094486
2.
Cv terendah
81.132687885749
7.375698898704
Hasil Simulasi & Perhitungan • 3 pompa aktif No.
Kategori
Cv
Cv(%)
1.
Cv tertinggi
261.509798454958
23.773618041360
2.
Cv terendah
163.833239981457
14.893930907405
4 pompa aktif No.
Kategori
Cv
Cv(%)
1.
Cv tertinggi
359.552820603413
32.686620054856
2.
Cv terendah
248.419212479617
22.583564770874
Hasil Simulasi & Perhitungan • 5 pompa aktif No.
Kategori
Cv
Cv(%)
1.
Cv tertinggi
481.872757948698
43.806614358973
2.
Cv terendah
335.757248724088
30.523386247644
Pembahasan • Nilai Cv maksimal = 481.872757948698 atau bukaan ±67% . Ada kemungkinan tambahan kapasitas proses. • Nilai Cv minimal = 27.329171503530 atau bukaan ± 9 % diluar range operasi control valve. • Untuk meningkatkan bukaan valve, Pinlet dikurangi dengan tambahan local loss • Perancangan local loss
– Acuan Cv terbesar 481.872757948698 menjadi 770 – Didapat Pinlet 11.67178083 kg/cm2 kg/cm2 – Sehingga koefisien local loss sebesar 24.396329817119
Pembahasan (lanjutan) • Pengujian pengaruh tambahan local loss – Debit 50 m3/jam, bukaan tetap berkisar ±9% – Debit 120 m3/jam, bukaan bertambah sedikit ±26.8% dari 25.9% Solusi terakhir, penggantian control valve dengan Cv 705 karena range operasi control valve mencakupi range proses. Bukaan valve untuk laju aliran 120 m3/jam menjadi ±36% dari sebelumnya ±25.9
Kesimpulan • Kapasitas valve terlalu besar untuk proses di DPPU Ngurah Rai • Penambahan kapasitas proses tidak mungkin karena range kerja control valve pada bukaan 13%-80% sedangkan bukaan valve terendah diluar range operasinya yaitu sebesar 9%. • Upaya meningkatkan bukaan valve dengan menambahkan local loss dengan nilai koefisien = 24.396329817119.
Kesimpulan (lanjutan) • Penambahan local loss tidak mampu memperbesar bukaan valve secara signifikan untuk laju aliran kecil 50m3/jam dan laju aliran kondisi normal 120 m3/jam. • Penggantian control valve harus dilakukan dengan control valve yang memiliki nilai Cv 705 karena range kerja control valve mencakupi range nilai Cv yang dihasilkan simulasi. • Bukaan valve untuk 120 m3/jam mencapai 36%. Hal ini lebih baik dibanding sebelumnya.
TERIMA KASIH
