Gas Management System Bandung, 21 s/d 25 Juli 2009
PT Transportasi Gas Indonesia
“Let's getting Increased Performance for Gas Boostering Station and Optimizing Our Compressor's”
RESUME GAS MANAGEMENT SYSTEM
• Overview Driver System
User
Driven System
Distribution System
Keterangan Overview @Driver system : GTCP (peralatannya) @Driven system : Bagaimana flowrate bisa dirubahrubah dipengaruhi oleh temperatur(T) dan pressure (P). Hal ini bisa terjadi karena: - Performance gas compressor - Karakteristik gas fluida @Distribution system : Bagaimana karakteristik dari pipeline & peralatan pendukungnya. @User : Pengguna dari gas yang didistribusikan
Gas outlet P2
E2 T2
•
Ŵk compressor
Motor / Turbine T1 P1
E1
Gas inlet
Korelasinya dengan dasar-dasar Fluida • Dasar Gas Ideal
Rumus gas ideal :
Gas outlet P2
E2
P/ρ = R . T
T2 Ŵk
compressor Motor / Turbine T1 P1
E1
Gas inlet
maka : V konstan : V1 = V2 P konstan : P1 = P2 E konstan : E1 = E2
Dimana : • • • •
T2 > T1 P2 > P1 E2 = E1 Prinsip di Gas Booster : - Flow inlet < Flow outlet - Pressure inlet < Pressure outlet - Temperatur inlet < Temperatur outlet Prinsip ini akan terjadi pada saat speed engine compressor tetap
Persamaan Bernouli • Hukum kekelan massa • Hukum kekalan energi dimana : Energi masuk = Energi keluar (idealnya) E1 = E2 E1 = E2 + E losses P1/ρ + V1/ρ + Z1 = P2/ρ + V2/ρ + Z2
GTCP and Aftercooler
Kerugian Tekanan dalam sebuah pipa : P1
•
P2
P1 > P2 Makin jauh panjang pipa maka tekanan P2 akan terus berkurang, hal ini disebabkan oleh faktor gesekan yang terjadi di dalam pipa. dimana : P1-P2/ρ = ΔP/ρ = f . L/P x V²
/ 2.q
dan juga dipengaruhi oleh panjang pipa. E1>E2 E1 = E2 + E losses
Sistem pemasangan kompressor: • Secara seri : Head (power) nya berubah tetapi energi yang dihasilkan akan tetap • Secara paralel : (Head) nya tetap tetapi energi yang dihasilkan akan berubah dan inilah yang kita lakukan di scs dan bcs.
1
2
Pembahasan Masalah di Plant SCS : • Apakah tanpa adanya kompressor gas akan sampai ke user sesuai dengan kebutuhan dan spesifikasinya (Pressure, Flow dan Temperatur) …….? jawab : Dengan jalur pipa yang hampir 1000 km, tentunya hal ini tidak mungkin dilakukan karena ada energi yang berubah menjadi panas disepanjang pipa akibat dari faktor gesekan di dalam pipa. Sehingga energi yang sampai di user tidak akan sesuai lagi dengan spesifikasi dan kebutuhan user tersebut.
• Mengapa apabila compressor running 2 unit, total flow dari kedua compressor tidak sama dengan flow inletnya…? jawab: Hal ini bisa dijawab dengan persamaan rumus gas ideal dan juga dengan cara pengukuran. Flow inlet = Flow outlet (idealnya) Flow in = Flow out + Losses (aktualnya) dan juga disebabkan oleh jalur pipanya tidak luruslurus saja tapi ada belokan dan ini juga mempengaruhi pengurangan flow itu sendiri
• Masalah after cooler yang running secara bergantian atau sekaligus running dua apakah akan sangat mempengaruhi temperatur dari gas yang dikompres…?
jawab: masalah pendinginan ini sangat besar pengaruhnya, jadi yang paling ideal adalah dengan sistem running dua after cooler. Dan lebih baik lagi kalau kita menggunakan air sebagi media pendinginan dari gas ini.
Manajemen Transportasi Natural Gas •
Perlu diperhatikan adanya beberapa aspek:
1. Desain sistem pepeline maupun piping terbaik berdasar rating kerja sistem boostering 2. Desain pemilihan sistem pendinginan terbaik berikutmaterial yang tepat guna menghindari kerugian penurunan flow outlet kompressor 3. Perlu perhatian minimalisasi belokan, sambungan pembesaran/pengecilan penampang luasan sistem pipeline / piping, guna mengurangi adanya rugi2 pressure loss maupun flow losses •
Perlunya Gas Compressor di sepanjang jalur pipa transmisi dikarenakan beberapa hal:
•
“Penurunan Pressure, Head, dan energi dari sumur yang terjadi karena
melewati perjalanan pipa yang panjang, gesekan (friction losses) sepanjang pipeline system yang tersedia”
Sistem Mekanikal
Secara umum klasifikasi peralatan berdasar sistem mekanikalnya terbagi menjadi 2 1. Mekanikal Rotating
2. Mekanikal Static
Pipeline dan Piping system termasuk dalam klasifikasi peralatan statik
Turbin, kompresor, pompa dikategorikan dalam kelas rotating mechanical
Karakteristik piping sistem terbagi menjadi : 1. Roughness (kekasaran permukaaan dalam pipa) 2. Friction (Faktor gesekan yang terjadi saat fluida gas melewati bagian dalam pipa) 3. Perbedaan Tekanan (ΔP) 4. Diameter Pipa 5. Kecepatan aliran gas 6. Massa Jenis Gas
Hilangnya sejumlah massa gas saat melewati sebuah gas boostering plant, diasumsikan sebagai konsumsi nominal yang terbatas (limited) untuk konsumsi fuel peralatan rotating, blowdown dan flare.
After Cooler dan Gas Compressor
Dengan kondisi piping system di sakernan, diasumsikan drop pressure lebih
banyak dikarenakan adanya banyaknya belokan piping system. Hal ini akan mengurangi besaran pressure yang kemudian akan diikuti flow output. After cooler sebagai media pendingin yang bekerja melalui metode hembus buang terhadap gas yang melewati fine-tubed yang melewati di atas blade kipas aftercooler, akan sangat efektif bekerja apabila dihidupkan dalam 2 unit per train GTCP. Modifikasi after cooler atau paling tidak optimalisasinya diperlukan dalam pandangan untuk meminimalkan temperatur keluaran dari GTCP. Pandangan ini berlandaskan kepada perhitungan Flow, Temperatur dan Pressure. Penurunan temperatur keluara GTCP akan dipandang sebagai usaha menaikkan flow kembali saat melintasi kompresor akibat naiknya temperature gas keluaran dari kompresor
Memperbesar Kapasitas Pendinginan
Usaha memperbesar kapasitas pendinginan bisa diasumsikan melalui perhitungan
kapasitas pendinginan, dimana bisa dilakukan dengan cara sbb:
1. Penambahan Fluida Pendinginan (misalnya memperbesar flowing pendinginan aftercooler ke sisi2 fine tubed) 2. Memperbesar kapasitas pendinginan (misalnya dengan memperbesar luasan pendinginan
3. Mengusahakan drop pressure jangan terlalu tinggi (hal ini harus dikaji ulang, sebab dalam kenyataannya keberadaan sisi2 fine tubed lebih kurangnya justru menimbulkan drop pressure) Kesimpulan antara flow dan pressure melewati GTCP: 1. Flow Inlet sebelum GTCP Flow Oulet Setelah GTCP 2. Pressure Inlet sebelum GTCP Pressure Outlet GTCP
Penaikan Putaran (NGP) VS Head Penaikan speed (NGP Increasing) akan berakibat kepada naiknya Head dan Tekanan Kerja Kompresor COPI yang mengirim sejumlah flow akan naik secara extrem apabila 2 buah GTCP sakernan dimatikan
Pengoperasian kompresor secara paralel (lebih dari 1) tidak berhubungan dengan rating pressure piping/pipeline system terpasang, kecuali demi didapatkannya akumulasi flowrate (kenaikan flow) Pengoperasian kompresor secara seri (lebih dari 1) berhubungan langsung dengan rating pressure pipeline/piping system
Energi •
Hakikat Energi dalam aliran gas terkompresi via jaringan transmisi memenuhi:
•
1. Hukum I Thermodynamics : Hukum Kekekalan Energi
•
2. Hukum II Thermodynamics : Produksi Enthropy
•
3 Bentuk Energi fundamental dalam aliran gas terkompresi:
•
1. Energi Kinetik
•
2. Energi Potensial
•
3. Energi Dalam (entalphy)
•
Metode Analysis Thermodynamics bisa dikategorikan menjadi 2:
•
1. Sistem Terbuka (open loupe system)
•
2. Sistem Tertutup (Closed loupe system)
Perpindahan Energi Cara perpindahan energi berdasar pendekatan analisanya terbagi : 1. Pendekatan secara makroskopis, contohnya kerja (W) 2. Pendekatan secara mikroskopis, contohnya panas (Q) Sistem kerja kompresor akan melakukan penambahan sejumlah energi dalam (entalphy) ke sistem (natural gas compressed) yang bisa diamati dalam bentuk kenaikan pressure, temperature dan Head Energi yang ditambahkan oleh kerja kompresor terhadap sistem (Entalphy) bisa dihitung dengan persamaan berikut: H = U + P1 + V1, dengan U = c.T Sedangkan Energi Kecepatan (kinetik) aliran fluida gas dalam pipa bisa dihitung dengan persamaan sbb: V2/2 + (g.z) + h , dengan g: gravitasi setempat, z: faktor kompresi
Kompresor & Aftercooler
Pemasangan Kompresor akan didapatkan : 1. Penambahan Energi dalam (dalam bentuk energi laju alir massa /Entalphy) 2. Kenaikan pressure, temperature dan head pada speed yang sama 3. Penurunan flow akibat kenaikan temperature pada speed yang sama 4. Tidak ada perubahan GHV Pemasangan Aftercooler akan mengakibatkan: 1. Pengurangan Energi dalam (dalam bentuk energi laju alir massa /Entalphy) 2. Penurunan pressure, temperature dan head 3. Kenaikan flow akibat turunnya temperature yang terbuang ke sistem 4. Tidak ada perubahan GHV
Saran Operasi Aftercooler
Saran : Hendaknya 2 unit aftercooler per train GTCP tetap di running-on guna memaksimalkan pendinginan terhadap gas keluar GTCP demi optimalisasi kembali penurunan flow yang keluar dari GTCP Perlunya pandngan untuk menambahkan unit temperature transmitter di tiap train area inlet manifold aftercooler, dimana akan dipakai sebagai pembanding penurunan flow yang keluar dari train GTCP dan akan dibandingkan dengan temperature transmitter di pig launcher
Plant Start-Up • •
Harus diperhatian bahwa pressure awal yang memasuki kompresor jangan sampai terlalu tinggi dimana bisa mengakibatkan adanya over rasio kompresor.
• • •
Apabila perbandingan Pinlet kompressor mendekati Poutlet kompresor yang terjadi adalah kompresor akan mengalami kesulitan mencapai daerah kestabilannya, dan akan mendekat ke arah surging.
• • •
Apabila diperlukan bisa dipasang storage tambahan dengan kapasitas yang mampu men-suplai 3 train compressor yang ada, dimana bisa dilengkapi dengan flow dan pressure regulator
• • •
Apabila kompresor dan aftercooler telah bekerja maksimal, maka bisa dilakukan penaikan flow dari sumur (well) COPI dan penaikan kerja boostering compressor di station berikutnya (Misalnya, Belilas Compressor Station)
• • •
Kerja boostering gas boostering di sepanjang 1 line pipeline transmission sebaiknya harmonis dengan control monitoring dari Gas Control (point to point) guna optimalnya pengiriman natural gas yang ada
Thank
You
