Studi perbandingan teknik dan ekonomis sistem transmisi mekanik dan hidrolis pada SRP(steerable rudder propeller) kapal tug boat 2x 600 hp
PRESENTED BY : Bambang Irawan 4204 100 076
LATAR BELAKANG Sistem transmisi SRP (meknik)
Sistem transmisi SRP (hidrolis)
MASALAH !! z Steerable rudder propeller (SRP)??v z Kelebihan dan kekurangan (SRP)??? z Besarnya investasi SRP(mekanik) vs SRP(hidrolis)? z Konsumsi bahan bakar motor penggerak?
1
TUJUAN z z z z
Mengetahui perbandingan antara sistem transmisi SRP(mekanik)dan SRP (hidrolis). Mengetahui spesifikasi komponen transmisi yang sesuai digunakan pada sistem. Mengetahui besarnya investasi kedua sistem transmisi SRP(hidrolis dan mekanik). Mengetahui nilai konsumsi bahan bakar motor penggerak pada kedua sistem dari SRP hidrolis dan mekanik
BATASAN MASALAH z Tidak
merancang kapal z Tidak merancang propeller (SRP) z Kajian teknis hanya sebatas pada pemakaian transmisi SRP terhadap kapal. z Tidak membahas masalah maintenance pada saat operasional kapal. z Tidak melakukan disain pada kapal ataupun modifikasi. z Hanya membahas teknis dan ekonomis saja
2
metodologi
Start
Studi literatur -Data kapal tug boat -Project guide engine -Spec SRP
Pencarian data Pengolahan data Memilih mesin dan Komponen sistem SRP hidrolis Perhitungan power Sistem SRP hidrolis
Menghitung power Sistem SRP mekanik
memenuhi
Tidak memenuhi
A
metodelogi A
Membandingkan kedua sistem Hidrolis dan mekanik
-perbandingan power -layout kamar mesin -Investasi kedua sistem
kesimpulan
-Analisa cost and benefits -analisa konsumsi bahan bakar
finish
3
Data utama kapal z z z z z z z
Jenis kapal Nama kapal lenght over All (LOA) lenght between perpendiculars Dreadth(B) Depth (H) Draft(T)
= Tug boat = Subali II = 27.75 = 24.30 = 8.6 = 3.5 = 2.7
m m m m m
Data main engine dan SRP mekanik diesel engine z z z z
z z
Maker = MAN Quantity = 2 Type = D2842 LE Power = 441kW (600hp) rpm/menit = 1800 rpm Bore/Stroke= 128 X 142 mm
z
z z
z z z z z z
Maker =SCHOTLE steerable rudder propeller Quantity =2 Series = SCHOTLE Type = Power = Rate power = N = Propeller diameter= Blade number =
SRP330 600 HP 600 HP 1800RPM 1300 mm 4
4
PERHITUNGAN z
z
Pada perhitungan kali ini adalah menghitung gardan shaft untuk sistem SRP mekanik . dan Perhitungan pompa hidrolis,power engine ,diameter pipa untuk Sistem SRP hidrolis.
Perhitungan gardan shaft Max torque =p*60000*K4/(2*3.14*N)=602.11Nm spesisifikasi gardan shaft -type: unique gardan shafts series series1800/133.180 -D(mm)=225 mm -Max torque = 50 KN,m -Axial angel a= 15 derajat z
5
Grafik pemilihan gardan shaft
Spesifikasi gardan shaft z
z z z z
Type transmisi: gardan shaft 1800/133.180 series Putaran diameter Dmm: 255 Max torque: 50 KN FatigueTorque : 25 KN m Axial angel a : 15 derajat
6
•
Dimensi dari gardan shaft D1=196, D2=135, D3=152, Lm=120, n-Q=8-17, k=20, t=50, b=32,
g=9.0
Spesifiksi steerabel rudder propeller hidrolis
7
Perhitungan pompa hidrolis z z z z z z
PHP = q p / 1714 where PHP = horsepower (HP) q = required pump capacity (gpm) p = required pressure (psi) Php = 230 gpm * 4450/ 1714 = 597.14 hp
PERHITUNGAN POMPA HIDROLIS z
Efiseensi pompa adalah seberapa baik mesin itu dapat mengubah satu bentuk energi ke bentuk energi lain dan pada pompa yang dipakai harus memenuhi efisiensi sebagai berikut:
Dimana: z z z z
z
WHP = Water Horsepower (Power fluida yang dihasilkan oleh pompa) BHP = Brake Horsepower (Power mechanical yang diberikan pada shaft pompa) Maka ; Pump Efficiency (µ) = WHP / BHP
Pump Efficiency (µ) = 597 / 624 = 0.94
8
Perhitungan pipa hidrolis z z z z z z
Q=AxV Q = (π x D2/4) x v D = √(4 x Q/ π x v) D =0.03080 m = 30.8 mm = 1.2 inch
z
z
z
Q= kapasitas yang dibutuhkan srp hidrolis A = luas penampang pipa V = kecepatan aliran yang dibutuhkan SRP hidrolis
Spesifikasi pipa hidrolis z
z z z z z z
Pipa yang dipilih adalah memiliki spesifkasi sebagai berikut schedule 80 : pipa size : 1.5 inch diameter luar : 1.660 inch diameter dalam : 1.278 inchi wall thicknees : 0.191 working PSi : 1124 burst psi : 9205
9
Data main stationer engine diesel Diesel stationer Spesifikasi engine ; Merk : CATERPILLAR C18 Operating fuel : MDO Power : 624 HP Rotation : 1800RPM Fuel consumption : 111(29.3) L/hr at rated speed
• • • • •
Penempatan SRP hidrolis z
Hold plan sistem transmisi mekanik
PROFILE
AP
5
10
15
20
25
30
35
40
45
B.L.T 6,8 m3
10
MAIN DECK
R
BATT ROOM
FW
UP
H
AP
10
DOWN
15
H
WINDLASS/RW
L
DOWN
H
5
S
CHIEF ENG.
GALLEY DOWN
25
30 MESS ROOM
UP
L
35
45
40
CAPSTAIN
H
S
FW
HOLD PLAN
H L
BALLAST TANK
MAIN ENGINE 2P
AUX ENG
2P
L
L
L
MESS ROOM
CL
FOT
FIRE FIGHTING PUMP
STEERING GEAR ROOM
AP
MSB
5
10
15
PROV. STORE
25
30
CL
35
40
45
2P
MAIN ENGINE AUX ENG L
CREWS ROOM
L BALLAST TANK
L 2P
L
L
2P L
11
Hold plan sistem transmisi hidrolis
H
AP
5
AP
5
10
15
20
25
30
35
45
40 B.L.T 6,8 m3
H L BALLAST TANK
AUXENG
hiraulic tank
BALLAST TANK
2P
2P
hiraulic tank
L
L
L
MESSROOM hiraulicpump motor listric
CL
FOT
FIREFIGHTING PUMP
FOT
PROV. STORE
AP AP
5
5
10
15
30
CL
35
40
45
2P hiraulic tank
AUXENG
hiraulic tank
L
hiraulicpump
CREWSROOM
motor listric
L BALLAST TANK
L 2P
L
L
2P L
BALLAST TANK
12
Side view
Upper view
13
Masalah yang sering timbul pada sistem transmisi SRP mekanik z z z z z
Masalah pada gardan shaft Masalah pada bantalan (bearing) Masalah pada sistem pelumasan transmisi Masalah over vibration dan Noise Keausan-keausan akibat gesekan dari kompaonen transmisi
Sistem mekanik SRP
14
Sistem meknik SRP
Sistem hidrolis SRP
15
Sistem SRP hidrolis
Pada sistem transmisi SRP hidrolis z
z
Pada sistem trasmisi hidoris perhitungan bantalan dan gadar shaft tidak perlu diperhatikan karena gardan shaft dan bearing akan diganti dengan pipa hidrolis sehingga masalah keausan bearing dan propblem pelumasan bisa dikatakan tidak ada serta deformasi yang terdapat pada gardan shaft juga tidak akan terjadi, getaran yang berlebih dari sistem gardan shaft dan biearing juga tidak akan terjadi . Hanya yang perlu diperhatikan filterisasi dan kekedapan pada sistem.
16
Analisa tekno ekonomis z
Estimasi biaya sistem propulsi SRP
1.
Estimasi biaya sistem transmisi mekanik SRP1 Estimasi biaya sistem transmisi hidrolis SRP HPU 2 Selisih mekanik SRP vs transmisi hidrolik SRP HPU3
2.
3.
1
17
2
3
18
Analisa tekno ekonomis Estimasi pemakaian bahan bakar Dari perhitungan didapat selisih biaya pemakaian bahan bakar pada satu kali trip (10jam) adalah sebagai berikut
biaya konsumsi FO pada DE = biaya konsumsi FO pada DES = selisih=
Rp. 13.969.269.66 Rp. 10.072.340.91 Rp 3.896.928,75
Kapan Modal dapat kembali? z
Selisih tersebut merupakan selisih pada pemakaian minimum yaitu 10jam sedangkan selisih biaya pemakaian bahan bakar dalam satu tahun kondisi berlayar dengan seatime sebesar minimum 5%, adalah sebagai berikut : 5% x 365 hari =18.25 hari 18.25hari x 24 jam = 438jam
-Sehingga banyaknya trip selama 1 tahun adalah; 438 jam / 10 jam = 43.8 trip ≈44 trip Dan besarnya selisih biaya konsumsi bahan bakar selama 1 tahun adalah ; 44 trip x Rp 3.896.928,75 = Rp170.685.479.2 z -Jadi modal awal yang dipakai untuk penggantian sistem steerable rudder propeller hidrolis bisa dikemalikan dalam waktu Biaya SRP hidrolis/ selisih pemakaian bahan bakar selama 1tahun = Rp 6,324,000,000.00 / Rp170.685.479.2 /tahun =37tahun Note: Pada kondisi diatas adlah kondisi minimu dan di bawah ini adalah tabel sampai kondisi 80% seatime z
19
Biaya bahan bakar DE
Biaya konsumsi bahan bakar DES
20
Perbandingan biaya DE vs DES dan modal kembali
Selisih biaya bahan bakar DEvs DES
21
Selisih biaya bahan bakar /tahun
Perkiraan modal kembali
22
kesimpulan V.1. Kesimpulan z V.1. Kesimpulan z Setelah melaksanakan seluruh proses pengerjaan Tugas Akhir dan dari hasil pengolahan data, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan. Kesimpulan tersebut antara lain : z Pada pemilihan sistem transmisi hidrolis mempunyai beberapa kelebihan yaitu berkurangnya gesekan gesekan yang terjadi pada pada gardan shaft dan biering karena telah diganti dengan sistem hidrolis yang tanpa gardan shaft dan bearing . z Penggunaan steerable rudder propeller dengan sistem hidrolik yang didukung dengan diesel stationer yang mana menjadikan harga atau biaya instalasi komponen sistem transmisi lebih murah ada selisih antara sistem mekanik dan sistem hidrolis SRP sebesar Rp983.100.000 .lebih murah dari pada sistem mekanik SRP diesel engine. z SRP tersebut didukung oleh diesel stationer engine propulsion system sebagai sistem propulsinya, karena pompa yang dikopel ke engine bisa mengunakan daya yang stationer. Sehingga diperlukan komponen–komponen dari diesel stationer , yang spesifikasinya sebagai berikut :
kesimpulan z z
z
Diesel stationer Spesifikasi engine ; Merk : CATERPILLAR C18 Operating fuel : MDO Power : 624 HP Rotation : 1800RPM Fuel consumption : 111(29.3) L/hr (gal/hr) at rated speed Bore x Stroke : 145 x 185 mm Adanya perubahan FOC dan bahan bakar yang digunakan dengan harga lebih murah maka biaya operational bahan bakar bisa lebih ditekan . Jika dihitung dalam persentase maka ada selisih yang seknifikan yaitu sebesar 27.89% dari dari DE dibanding dengan DES
23
kesimpulan z
z
z
z
Dari pemakaian diesel stationer engine maka pemakaian bahan bakar bisa lebih hemat dibanding dengan sistem SRP mekanik , dengan asumsi pemakaian minimum 10 jam maka terjadi selisih penggunaan bahan bakar Rp 3.896.928,75 dan dan dalam setahunnya sebesar 170.685.479.2 rupiah Penggunaan diesel stationer SRP hidrolis pada kapal sebagai system propulsi menghasilkan beberapa keuntungan yang tidak dimiliki oleh diesel engine SRP meknik. Keuntungan tersebut antara lain telah dijelaskan pada sub-bab sebelumnya yaitu berkurangnya space kamar mesin karena tidak perlunya penempatan poros sehingga ruang yang dapat ditempati oleh komponen yang lain , selain itu sistem tanpa poros ini dapat mengurangi kemungkinan terjadi getaran di kamar mesin yang disebabkan oleh gerak aksial dari gardan shaft dan bearing. Penggunaan sistem transmisi SRP hidrolis tidak lagi menguna gardan shaft dan biering maka tidak perlu kuatir terjadi keausan pada biering dan joint gardan shaft yang diakinatkan oleh problem sistem pelumasan Penggantian engine dari diesel engine ke diesel stationer engine merupakan aternatif yang terbaik untuk penggantian pada kapal main engine rusak atau kapal bangunanan baru.
Atas perhatiannya saya haturkan
Terima Kasih
24
Sistem SRP hidrolis
Sistem SRP meknik gardan
25
Sistem SRP meknik gardan
26
