Tinjauan Teknis Ekonomis Perbandingan Penggunaan Diesel Engine dan Motor Listrik sebagai Penggerak Cargo Pump pada Kapal Tanker KM Avila. Avila
Oleh Fretty Harauli Sitohang
JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN ITS
Abstrak
D Dengan menganalisa li perbandingan b di secara teknis t k i dan d ekonomis k i penggunaan Diesel Engine untuk menggerakkan Cargo Pump pada Kapal KM Avila dilakukan perbandingan penggunaan diesel engine dengan electric motor baik secara investasi, effisiensi, kebutuhan daya dan perbandingan konsumsi bahan bakar dengan motor listrik dan dengan cargo engine
Dari hasil pperhitungan g dapat p direkomendasikan kepada p owner bahwa dengan menggunakan diesel engine secara ekonomi jauh lebih mahal dibandingkan dengan electric motor pada kapal Tanker KM. Avila. Kata kunci : Diesel engine, motor listrik, genset, penggerak, cargo pump
BAB 1 LATAR BELAKANG Sistem bongkar muat di kapal merupakan hal yang penting harus diperhatikan maka dilakukan analisa secara teknis dan ekonomis p komponen p p pendukungnya, g y , seperti p p pompa p bongkar g muat,, terhadap penggerak dan sebagainya. Membandingkan secara teknis ekonomis penggunaan Diesel Engine untuk menggerakkan Cargo Pump pada Kapal KM Avila sehingga didapatkan perbandingan penggunaan diesel engine dengan motor listrik. PERUMUSAN MASALAH Dengan pemilihan diesel engine sebagai penggerak cargo pump pada kapal KM KM.. Avila, apakah lebih effisien baik secara teknis dan ekonomis dibandingkan dengan menggunakan motor listrik sebagai p penggeraknya. penggeraknya r k .
BATASAN MASALAH o Pembahasan secara teknis hanya mencakup pada total berat komponen, kebutuhan daya dan menentukan t k layout, l t dan d secara ekonomis k i membahas mengenai Fuel Oil Comsumption. o Hanya membahas sistem cargo handling pada KM. Avila o Kapasitas cargo pump dan genset sesuai dengan spesifikasi kapal (ship spec) yang sudah ditentukan oleh owner o Class Rules yang dipakai kapal KM. Avila adalah Bureau Veritas ((BV). )
a.
b.
c.
d.
TUJUAN PENULISAN Menghitung kebutuhan daya penggerak cargo pump sesuai dengan kapasitas pompa yang diminta owner. Membandingkan secara teknis antara diesel engine dengan motor listrik. Membandingkan secara ekonomis antara diesel engine dengan motor listrik. listrik Memberi rekomendasi kepada owner mengenai jenis penggerak yyangg tepat p (diesel ( engine g atau motor listrik)) untuk cargo g pump p p pada kapal KM. Avila. MANFAAT M d Mendapatkan k perbadingan b di b ik secara teknis baik k i dan d ekonomis k i antara diesel engine dan motor listrik sebagai penggerak cargo g p pump p yang y g tepat tepat. p .
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Motor Listrik Motor listrik atau motor induksi berfungsi mengubah energi listrik menjadi suatu energi gerak atau mekanik. Pada dasarnya energi masukan dari motor listrik berupa energi listrik dan energi keluaran berupa energi kinetik armatur. Motor Listrik Sebagai Penggerak. z Daya bervariasi mulai dari kecil sampai besar z Range pengaturan yang lebar z Effesiensi yang tinggi z Tidak menimbulkan polusi udara maupun suara z Stabilitas kerja yang bagus z Konstruksinya sederhana dan pengoperasiannya mudah
Diesel Engine Mesin diesel adalah mesin pembakaran dalam lebih spesifik l i, sebuah lagi, lagi b h mesin i pemicu i kompresi k i , dimana di b h bahan b k bakar dinyalakan oleh suhu tinggi gas yang dikompresi dikompresi,, dan bukan oleh alat berenergi lain lain..
Perbedaan yang mendasar pada motor diesel jika dib di k dengan dibandingkan d motor t bensin b i adalah d l h: z Bahan bakar yang terbakar disebabkan oleh panas yang timbul dari hasil compresi z Udara masuk kedalam silinder dengan sendirinya z Bahan bakar diinjeksikan kedalam silinder dengan menggunakan pompa injeksi bahan bakar bakar..
Perbedaan System y p penggerak gg Motor Listrik dan Diesel Engine g
Gb. I. Kompenen dengan penggerak motor listrik
Gb. 2.Kompenen dengan penggerak diesel engine
Class Rules Bureau Veritas
Rules yang digunakan untuk desain kapal KM KM.. Avila adalah Bureau Veritas Veritas.. Dan khusus untuk system y bongkar g muat ada dalam Part D, Chapter p 7 Section 4 (Machinery and Cargo System) tentang Cargo Pumps, Cargo Line System, tank Heating and Steaming out lines, dan Tankers for the carriage of Oil Cargo. Cargo. 1.3.2 Cargo pump room Cargo pump room adalah ruangan yang berisi pompa dan perlengkapan untuk pengoperasiannya yang sesuai dengan service notation yang diberikan terhadap kapal tersebut tersebut.. 3.4.2 3 4 2 Volume of cargo tanks Volume dari sebuah wing cargo oil tank dari sebuah tanker tidak boleh melebihi 75% dari batas hypothetical oil outflow sesuai dengan (3.4.1) diatas. Volume dari sebuah center cargo g oil tank tidak melebihi 50000 m3 3.2.3 Cargo pumps drive a) Penggerak dari cargo pump tidak boleh ditempatkan pada cargo area, kecuali pada kondisi dibawah ini z mesin tenaga uap disupplai dari uap bertemperatur tidak melebihi 220 oC z motor hidrolis g motor listrik celup tidak diijinkan. diijinkan j . b)) Pompa dengan c) Jika cargo pump digerakkan oleh mesin yang terdapat diluar dari cargo pump room, maka akan mengacu pada ketentuan pada item a)
BAB III METODOLOGI
Dari diagram alir diatas dapat dijelaskan sebagai berikut : 1 1.
Study Literatur Studi literatur merupakan kegiatan mencari referensi teori yang nantinya akan digunakan sebagai dasar teori dalam melakukan analisa agar hasil yang diperoleh dapat dipertanggung jawabkan jawabkan.. Studi literatur ini meliputi pembekalan tentang effesiensi diesel engine dan motor listrik. listrik. Dan juga karaktristik pompa dan diesel generator sehingga sidapatkan pilihan yang tepat p yang y g akan dirkomendasikan ke owner. owner. Beberapa p sumber y yang g diperoleh dari internet
2.Pengambilan Data Data – data yang digunakan dalam melakukan analisa mengenai sistem bongkar muat Tanker, yaitu : Project guide Cargo Diesel engine Layout Cargo Oil System Layout Engine Room Spec teknis Cargo pump Spec teknis Electric motor Spec Genset
Spec Cargo Diesel engine
Engine Dimension 1 Length to Flywheel Housing 1.
1821 7mm 1821.7mm
71 72 in 71.72
2. Width
1444.3mm
56.86 in
3 Height 3.
1621 4 mm 1621.4
63 83 in 63.83
Weight, Net Dry (approx)
2409 kg
5.311 lb
Gb. Cargo Oil System KM. Avila
Gb. Layout Engine Room
Spec teknis Cargo pump
Spec teknis Electric motor
Dilihat besarnya power yang dihasilkan oleh cargo engine, maka akan dicari spec motor listrik yang sesuai dengan daya yang dibutuhkan oleh cargo pump yaitu motors ABB dengan spesifikasi daya 362 kW, AC, 3ɸ, 60 Hz, 400 Volt 3 set set..
Spec Genset
BAB IV ANALISA PEMBAHASAN IV.1 Data awal Dimensi kapal Nama kapal Owner Jenis kapal Tempat dibangun Length O.A Length B.P Beam Depth Draft Complement Cargo oil Tank Main Engines
: : : : : : : : : : : :
KM.Avila KM A ila Prestige Marine Service PTE LTD 6300 DWT Oil Tanker PT. DOK dan Perkapalan Surabaya 93 M 87 M 17.5 M 9 M 67 6.7 M 20 men 7050 m3 2x YANMAR 1471 x 750rpm
IV.2 Perhitungan Daya Genset Data konsumsi daya y listrik akan dikalkulasikan sesuai dengan g data kapal sebenarnya dan sudah di aplikasikan pada kapal KM. Avila. Dan kapasitas genset yang beroperasi sekarang pada kapalnya adalah sebagai berikut :
Maka untuk memenuhi kebutuhan daya tersebut pahak galangan memilih genset Yanmar 6AYLAYL-ST dengan kapasitas 320 kW berjumlah 2 genset genset.. g cargo g Pemilihan Genset tersebut diatas tidak termasuk dengan dieselnya.. Karena untuk pompa bongkar muat menggunakan dieselnya penggerak diesel sendiri sendiri.. Maka perlu dilakukan perhitungan kembali jika sistem bongkar muat pada kapal KM Avila menggunakan motor listrik atau genset sebagai penggerak cargo pump pump.. Dengan daya pompa adalah : 1. Taiko Kikai CSLCSL-750 750P P 2. Taiko T ik Kikai Kik i CSL CSL--500 500P P
2 x 361 kW 1 X 200 kW
Maka setelah dilakukan perhitungan kembali dengan menambahkan daya yang dibutuhkan motor penggerak cargo pump generator menjadi 4 x 320 kW beban pada saat cargo loading beroperasi belum untuk sewaktu arus startnya.
Analisa Daya Arus Start pada P Peralatan eralatan Terbesar Analisa ini di ajukan untuk mengetahui load faktor terbesar peralatan yang mampu di supply oleh generator set.Setelah mendapatkan g p total daya y p pada continous load maka dilakukan analisa untuk arus start ketika loading, dilakukan 3 analisa yaitu : 1. Analisa pertama jika cargo pump dinyalakan dan peralatan lain ikut bekerja. 2. Analisa kedua jika peralatan-peralatan lainnya tidak bekerja tetapi cargo pump tetap menyala. 3. Analisa ketiga juga dilakukan dengan cara menyalakan satu per satu cargo pump. z
Analisa pertama Dari total perhitungan diketahui jumlah daya peralatan menurut spe spesifikasi daya peralatannya peralatannya.. Dengan catatan bahwa menggunakan yang terbesar adalah daya untuk cargo pumpnya pumpnya.. Yaitu dengan daya 361 kW karena itu dapat dilakukan perhitungan dengan mnggunakan rumus : Pst = Total daya spec peralatan + (2 x daya peralatan terbesar) terbesar) Pst = 1638,24 kW + ( 2 x 361 kW ) = 2360,24 kW Dari hasil perhitungan tersebut dapat dihitung juga load faktor generator nya. nya. Load Faktor Generator = Pst / (Pgenerator (Pgenerator x 4 ) = 2360,24 / (320 x 4) = 1.8439 1.8439 Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa generator yang tersedia tidak mampu menerima beban start cargo pump jika peralatan peralatan--peralatan continousnya ikut bekerja bekerja..
z
Analisa kedua
Dilakukan analisa kembali pada waktu peralatan-peralatan lainnya tidak bekerja Tetapi cargo pump tetap menyala : bekerja. Dengan Daya cargo pump 361 kW maka arus start sewaktu pompa dinyalakan, terjadi lonjakan daya sebesar 3 kali total daya peralatan tersebut yaitu : tersebut, Pstart = ( 3 x 361 kW ) + daya pompa yang sudah beroperasi = 1083 kW + 361 kW = 1444 kW Load faktor generator = Pstart / (4 x Pgenerator) = 1444 kW / 1280 = 1,128 Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa dengan 4 generator yang tersedia tidak mampu menerima beban start cargo pump jika salah satu pompa sudah bekerja.
z
Analisa ketiga Analisa ini juga dilakukan dengan cara menyalakan satu per satu cargo pump dengan tujuan mengetahui cargo pump dapat dioperasikan dari jumlah daya yang tersedia pada generator terpasang dikapal dikapal.. Satu cargo pump mempunyai daya 361 kW. kW Jika cargo pump tersebut di start = 3 x 361 kW = 1083 kW Load faktor = Pstart / ( 4 x Pgenerator Pgenerator)) = 1083 kW / 1280 = 0.846 Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa dengan 4 generator yang tersedia mampu menerima beban start cargo pump jika cargo pump tersebut dinyalakan satu persatu dan peralatanperalatan-peralatan continuousnya tidak berkerja.. berkerja
Spec pompa yang dipakai dalam penyelesaian tugas akhir ini adalah sesuai dengan spec pompa yang sudah terpasang di kapal. Kapasitas cargo pump 1 dan 2 adalah 750 m3/hr & cargo pump 3d dengan kkapasitas it 500 m3/hr /h sehingga hi proses b bongkar k muatt dengan volume cargo oil 7050m3 adalah : Cargo pump no. 1 adalah 750 m3/hr Cargo pump no. 2 adalah 750 m3/hr Cargo pump no. 3 adalah 500 m3/hr Dengan volume cargo oil adalah 7050m3 Maka waktu yang diperlukan untuk bongkar muat : Waktu = Volume / kapasitas t = V/Q = 7050 m3/2000 m3/hour = 3.525 hour = 4 hour
Gambar 4.8 Power flow dengan electric power system
ή Generator z ή switchboard z ή electric motor z
: 0.95 – 0.97 : 0.999 : 0.85 0.85--0.9
Untuk estimasi berat kapal akibat penerapan dengan diesel engine atau generator adalah :
Dari estimasi table perhitungan di atas menunjukan bahwa penerapan dengan Diesel engine kapal ini lebih ringan 6544 kg dari pada dengan electric motor yang jauh lebih berat
Untuk awalnya biaya investasi yang diperlukan dengan menggunakan motor listrik atau engine diesel sebagai penggerak. Dari d t perhitungan data hit antara t perbandingan b di i investasi t i cargo diesel di l dengan d electric motor diperoleh beberapa harga dari tiap komponen, antara lain :
Berdasarkan tabel harga komponen di atas dapat diketahui bahwa penerapan dengen Diesel Propulsion jauh lebih mahal ($ 72889 USD) dari pada electric p p propulsion p sebagai g p penggerak gg cargo g p pump, p salah satu komponen yang paling berpengaruh dengan diesel adalah penggunaan dua buah engine diesel propulsion CATERPILLAR.
Total SFOC untuk penerapan cargo Diesel engine biaya yang harus dikeluarkan selama proses bongkar muat yaitu :
Dan dengan Electric motor dan biaya yang harus dikeluarkan selama bongkar muat yaitu :
KESIMPULAN Dengan Diesel engine menggunakan 2 unit generator set dengan daya 320 kW. Dan dengan electric Motor membutuhkan 4 buah genset , electric motor ABB Product dengan g g daya y 2 x 362 kW dan 1 x 230 kW, z Pada beban maksimal efisiensi Diesel engine 95 % - 97 sedangkan electric 87 % - 90%. 90% z Kapal Tanker KM. Avila tidak mempunyai space yang memadai untuk 4 genset. Selisih perbadingan berat 6544 kg. z Diesel engine sebagai penggerak cargo pump pada kapal ini , pada investasi lebih mahal $ 72889 USD = Rp. 686.030.374,00. z Perbandingan Konsumsi bahan bakar dengan diesel engine selama bongkar muat atau selama 4 jam dengan Cargo oil Tank 7050 m3 (498257,66 – 385873,27 ) = $ 112384,39 USD z
Saran z
Dengan sistem diesel generator lebih irit jika dibandingkan dengan diesel engine dan akan menambah saving cost bagi pemilik kapal .
