BAB V ANALISA HASIL PERBANDINGAN KOMPRESOR PISTON DENGAN SCREW 5.1.Hasil Perbandingan kapasitas kompresor Hasil perhitungan dengan menggunakan ompressor screw untuk memenuhi kebutuhan produksi,maka kompressor screw lebih hemat dalam mengkonsumsi energi listrik sebesar 38 %. Untuk lebih jelas mari lihat perbandingan berikut ini: Biaya listrik
:
Rp 680 /kWh
Jam Operasi
:
24 jam/hari
Hari Operasi
:
300 hari/tahun
Data kompressor Kapasitas Piston
:
11.6 mᶟ/menit
Kapasitas Screw
:
12.3 mᶟ/menit
Kompresor piston:
121 kW x 24 jam/hari x 300 hari /tahun = 871 .200 kWh x Rp 680 = Rp.592,416,000 /tahun Kompresor screw: 75 kW x 24 jam/hari x 300 hari /tahun = 540 .000 kWh x Rp 680 = Rp.367,200,000/tahun
Effesiensi : 871 .200 – 540.000 kWh x 100 % = 38 % 871.200 Jadi dapat menghemat 38 % pemakaian energi listrik
1,000,000
871,200
800,000 540,000
600,000
400,000 200,000 Kwh
0 Kompressor Piston
Kompressor Screw
Grafik 5.1 Hasil perbandingan konsumsi energy listrik
Jadi mengganti kompresor piston dengan kompresor screw dapat menghemat konsumsi energi listrik sebesar 38 % dan menghemat biaya sebesar Rp.225,216,000/tahun.
5.2. Hasil Perbandingan secara mekanis Berikut ini perbandingan utama secara mekanik antara Kompresor udara jenis piston dan Kompresor screw NO
Kompresor piston
Kompresor screw
1
Tekanan buang maksimum dapat Tekanan buang maksimum dapat mencapai 1000 kg /cm² mencapai 10 kg/cm²
2
Kapasitas udara maksimum yang Kapasitas udara maksimum dapat di kompresi sekitar 300 mᶟ/min mencapai 3000 ᶟm/min
3
Cocok untuk kapasitas rendah dan tekanan tinggi
udara Cocok untuk kapasitas besar pada tekanan rendah
4
Kecepatan (1450 rpm)
kompresor
rendah Kecepatan (2970 rpm)
kompresor
tinggi
5
Supplay udara terputus-putus
6
Ukuran kompresor besar untuk Ukuran kompresor kapasitas tertentu kapasitas yang sama
7
Konsumsi energi listrik/ bulan Hemat energi 72.000 kWh 45.000 kWh
8
Sistem perawatan sederhana (lihat Sistem hal.30) hal.31)
9
Udara yang dilepaskan kurang Udara yang dilepaskan lebih bersih, bersih,karena kontak dengan karena tidak kontak dengan minyak minyak pelumas pelumas
10
Suara mesin bising(96Db)
Supplay udara continyu kecil
listrik
perawatan
rumit
untuk /bulan (lihat
Suara mesin rendah (79Db)
Tabel 5.1,hasil perbandingan Kompresor piston dengan screw
5.3.Hal–hal yang harus diperhatikan dalam menggunakan kompresor Screw 5.3.1. Instalasi kompresor Instalasi merupakan salah satu factor untuk meningkatkan kinerja system kompresor.instalasi lebih baik dijadikan satu tempat atau terpusat,kelebihan dari instalasi terpusat: ~.Nilai investasi bisa lebih murah ~.Efesiensi akan lebih baik,akibat menggunakan unit lebih besar. ~.Biaya maintenance lebih rendah. Pada dasarnya dalam
pemakaian kompressor dapat dihemat dengan memperhitungkan
kebutuhan udara tekan dan beban maksimum atau beban rata-rata,secara ideal total kapasitas mesin atau proses produksi. Bila kapasitas total kompresor lebih rendah dari konsumsi udara tekan,maka tekanan kerja yang dikehendaki tidak akan tercapai.
Dan bila kapasitas kompresor terlalu besar, maka compressor akan sering beroperasi tanpa beban (unload) hal ini merupakan pemborosan investasi dan energi. Tiga sumber penyebab: 1. Kurangnya media pendingin(air/udara) 2. Kurang tepatnya ukuran pipa dan filter,yang menyebabkan pressure drop /berlebihan. 3. System pemipaan yang kurang baik,sehingga menimbulkan kebocoran. Sistem pemipaan yang baik adalah sistim ring loop.dimana kompresor disambungkan pada pipa kemudian menyalurkan udara tekan dari dua arah seperti lingkaran.Hal ini dapat menghindari adanya ketimpangan dalam penggunaan udara tekan.
kompresor kran 1
kran 4
kran 2
kran 3
Diagram 5.1 system pipa ring loop
Lokasi juga berpengaruh terhadap instalasi,carilah lokasi yang permukaan lantai yang datar,dan hindari tempat yang bisa terkena hujan serta hindari tempat dimana atmosfer udara yang mengandung banyak debu,partikel atau gas-gas bersifat tajam/berbahaya. 5.3.2. Kebutuhan ventilasi udara
Ventilasi yang baik itu sangat dibutuhkan untuk sirkulasi udara panas yang diakibatkan oleh motor yang terpasang dan hasil kerja dari kompresi udara di dalam air end harus terbuang dan kisi-kisi udara masuk menjamin kecepatan udara ± 3m/det. Perhitungan ventilasi udara. A. Kebutuhan akan aliran ventilasi udara
1.07 xP pxCpxT
Qv
Qv = Aliran ventilasi udara (mᶟ/s)
P
= Total panas yang harus dikeluarkan dari ruang Compressor (kJ/det) = 1370 kJ/s
p
= Kerapatan udara (kg/m3) = 1.08 kg/mᶟ
Cp = Panas spesifik (kJ/kg.K) = 1.007 kJ/kg.K ΔT = kenaikan temperature didalam ruang compressor 285⁰ (K)
Qv
1.07 x1376 1.08 x1.007 x 285
Qv
Qv
1472.32 309.95
=
4.75
mᶟ/s
B. Lubang masuk ventilasi udara
Ag
Qv C rad VxGn
Ag
= Luas dari lubang ventilasi udara (mᶟ)
Qv
= Aliran ventilasi udara (m3/det) =4.75 mᶟ/s
C-fad = Compressor –free air delivery(m3/s)=0.2043 mᶟ/s ΔV
= Kecepatan dari ventilasi udara =3 m/s
Gn
= Efisiensi lubang udara 0.6 ~ 0.8
Ag
4.75 0.2043 3x0.8
Ag
4.954 2.4
Ag = 2.060 mᶟ Gratis pengiriman udara (FAD) adalah ukuran standar dari kapasitas kompresor udara.Gratis pengiriman udara (FAD) adalah ukuran standar dari kapasitas kompresor udara.Untuk menghitung pengiriman udara bebas dari kompresor pertama tekanan dan temperatur pada inlet kompresor diperlukan. Kemudian tekanan dan suhu udara saluran bersama dengan volume habis juga diukur. Volume output dari udara direferensikan kembali ke kondisi inlet. C. Power kipas yang dibutuhkan Power kipas untuk ventilasi udara sesuai dengan luas lokasi kompresor dan jumlah kipas serta kebutuhan akan ventilasi udara. Qv =4.75 mᶟ/det = 17100 CMH
Asumsi kipas ventilasi ada 2 unit ,maka 17100 CMH : 2 = 8550 CMH
screw yang digunakan,
Berdasarkan table fan ventilasi untuk 8550 CMH masuk kategori 600 Watt 5.3.3. Tangki udara Tangki udara berfungsi sebagai tempat persediaan udara tekan yang dapat meredam perubahan tekanan secara mendadak sekaligus mencegah short loading dan unloading serta merupakan proses pendinginan dan pengembunan extra.
Gmbr 5.1 Instalasi kompresor screw
5.4 PELUANG EFESIENSI ENERGI
5.4.1 Lokasi Kompresor Lokasi kompresor udara dan kualitas udara yang ditarik oleh kompresor akan memiliki pengaruh yang cukup berarti terhadap jumlah energi yang digunakan. Kinerja kompresor sebagai mesin yang bernafas akan meningkat dengan udara yang dingin, bersih dan kering pada saluran masuknya.
5.4.2 Suhu Udara pada Aliran Masuk Pengaruh udara masuk pada kinerja kompresor tidak boleh diremehkan.Udara masuk yang tercemar atau panas dapat merusak kinerja kompresor dan menyebabkan energi serta biaya perawatan yang berlebihan. Jika kadar air, debu, atau bahan pencemar lain terdapat dalam udara masuk, maka bahan pencemar tersebut dapat terkumpul pada komponen bagian dalam kompresor, seperti kran, fan, rotor dan baling-baling. Kumpulan pencemar tersebut dapat mengakibatkan kerusakan dini dan menurunkan kapasitas kompresor.Kompresor menghasilkan panas pada operasinya yang kontinyu. Panas ini dilepaskan ke kamar/ruang kompresor sehingga memanaskan udara masuk. Hal ini mengakibatkan rendahnya efisiensi volumetrik dan pemakaian daya menjadi lebih besar. Sebagai aturan umum, “Setiap kenaikan suhu udara masuk sebesar 4oC akan meningkatkan konsumsi energi sebesar 1 persen untuk keluaran yang sama”. Jadi udara dingin yang masuk akan meningkatkan efisiensi energy kompresor . Tabel 5.2. Pengaruh suhu udara masuk pada pemakaian daya kompresor
Inlet Temperatur (⁰C)
Relative Air Delivery (%)
Power saved (%)
10.0
102.0
+ 1.4
15.5
100
Nil
21.1
98.1
- 1.3
26.6
96.3
- 2.5
32.2
94.1
- 4.0
37.7
92.8
- 5.0
43.3
91.2
- 5.8
(Konfederasi Industri India)
Jika saringan udara masuk ditempatkan pada kompresor, suhu ambien harus dijaga pada nilai minimum untuk mencegah penurunan aliran massa. Cara ini dapat dilakukan dengan
menempatkan pipa masuk diluar ruangan atau gedung. Jika saringan udara masuk ditempatkan diluar gedung, dan terutama pada atap, harus diperhatikan suhu ambiennya.
5.4.3 Penurunan Tekanan dalam Saringan Udara Saringan udara masuk pada kompresor harus dipasang, atau membawa udara dari lokasi yang bersih
dan
dingin.
Pabrik
pembuat
kompresor
biasanya
memasok,
atau
merekomendasikan,saringan udara masuk dengan kualitas khusus yang dirancang untuk melindungi kompresor.Semakin baik penyaringan pada saluran masuk kompresor, maka akan semakin rendah biaya perawatan kompresornya. Walau demikian, penurunan tekanan yang melintas saringan udara harus dijaga minimum (ukuran dan perawatannya) untuk mencegah pengaruh penyumbatan dan penurunan kapasitas kompresor. Alat pengukur perbedaan tekanan merupakan salah satu peralatan yang terbaik untuk memantau kondisi saringan pada saluran masuk. Penurunan tekanan yang melintas saringan baru pada saluran masuk tidak boleh lebih dari 3 pound per inchi kuadrat.
5.4.4. Memisahkan permintaan tekanan rendah & tinggi Jika kebutuhan udara dengan tekanan rendah cukup banyak, disarankan untuk membangkitkan udara bertekanan rendah dan tinggi secara terpisah dan mengumpankannya ke bagian masingmasing daripada menurunkan tekanan melalui kran penurun tekanan, yang dapat memboroskan energi.
5.4.5. Pemipaan
Instalasi pipa yang digunakan untuk menyalurkan udara tekan harus memperhatikan esimasi total kebutuhan udara tekan dengan membuat gambar rencana jaringan pipa dan tentukan batas
maksimum pressure drop.Gunakan pipa galvanize atau pipa gas dan system ring loops serta lengkapi system pemipaan dengan saluran pembuangan (drainage).Hindari pemasangan pipa udara tekan dilantai. Ukuran pipa penghubung harus berdiameter sama dengan pipa outlet compressor, khusus untuk pipa utama (header) harus mencukupi kapasitas total unit,ditambah rencana expansi.
