V. HASIL DAN PEMBAHASAN
5.3. Hasil Pembuatan rancangan peralatan RDS kapasitas 50 ton/jam
5.3.1. Perhitungan Rotary Drum Scrubber
Hasil perhitungan daya motor untuk alat RDS dapat dilihat pada Tabel 5.10
Tabel 5.12. Hasil perhitungan daya motor untuk RDS
Kapasitas RDS 50,00 ton/jam
Bulk density material 1.281,00 kg/m3
Stainless Steel Density 8.000,00 kg/m3
Volume material selama Operasi 1,40 m3
Putaran RDS 11,00 RPM Percepatan Gravitasi 9,81 m/s2 Diameter RDS 2,75 m Tebal plat RDS 0,02 m Luas RDS 0,17 m2 Volume RDS 1,54 m3
Massa Material selama Operasi 1.793,40 kg
Massa RDS 12.343,97 kg
Gaya Pembebanan material 17.593,25 N
Gaya pembebanan bearing normal 121.094,33 N Gaya Pembebanan pada bearing kondisi actual 128.359,99 N
Total Gaya Pembeban Rds 145.953,24 N
Torsi pada RDS 200.685,70 Nm
Daya pada RDS 231,06 Kw
Daya Motor dengan Hambatan Pada Sproket ( effisiensi 95%) 243,22 Kw Daya Motor dengan Hambatan Pada Reducer ( effisiensi 85% ) 286,14 Kw Daya Motor dengan Hambatan Pada Motor ( effisiensi 90%) 317,93 Kw Daya Motor dengan Safety Faktor Desain 334,66 Kw
67 5.3.2. Perhitungan Peralatan Pendukung Rotary Drum Scrubber
a. Static Grizzly
Input feed, yang diberikan ke static grizzly adalah sebesar 50 ton/jam.
Diubah ke ton/menit, maka
Dengan bulk sebesar 1,2 ton/jam, maka volume input adalah
Tebal tumpukan adalah 0,05m dengan waktu tinggal 3 menit, maka volume tumpukan adalah
Luas penampang tumpukan, adalah
Tebal batang grizzly adalah 7cm, maka luas efektif grizzly
Luas grizzly yang diperlukan adalah
Grizzly berupa trapezium dengan asumsi dimensi, t = a dan b = 1.5a. Sehingga nilai t didapat dengan,
Sehingga sisi sejajar panjang (b) adalah b. Baby Trommel Screen
68 Input total yang diberikan kepada trommel screen, sebesar 155 ton/jam dengan bulk solid sebesar 1,2 ton/m³.
Feed solid yang diberikan sebesar 46,5 ton/jam dengan input air sebesar 108,5 ton/jam. Bulk air sebesar 1 ton/m³.
Volume feeding slurry dengan asumsi tidak ada input air adalah
, diubah ke menit menjadi
Volume efektif baby trommel screen adalah 15% dengan waktu tinggal 3 menit, maka volume slurry didapat
Maka volume baby trommel screen didapat,
Ditentukan bahwa diameter yang dipakai oleh baby trammel screen adalah sebesar 2,5m, putaran 7 rpm dan kemiringan sebesar 5°.
Volume tabung, yaitu
Jadi didapat untuk mencari panjang, , Maka,
Perhitungan daya pada Baby trammel screen, diketahui massa jenis bauxite 1281 kg/m³, diameter 2.5 m, putaran 7 rpm dan volume slurry sebesar 1,938 m³.
Gaya yang terjadi, maka didapat
69 Torsi yang terjadi, maka didapat
Sehingga daya yang didapat,
Tabel 5.13. Hasil perhitungan daya dan spesifikasi Baby Trommol
Diameter Drum 2.5 meter
Daya 27,88 kW
Panjang Drum 2,63 meter
Hasil perhitungan yang didapat, berbeda dengan aktual yang digunakan biasanya pada peralatan pertambangan. Peralatan pertambangan yang dipilih dan digunakan biasanya mengacu pada besarnya kapasitas yang masuk ke dalam peralatan.
Dengan kapasitas yang masuk sebesar 46,5 ton/jam, maka dilakukan pemilihan peralatan pertambangan yang efektif dan efisien. Pertimbangan pemilihan peralatan pertambangan didasari dari beberapa faktor, yaitu design dimensi yang minimal, pemakaian daya yang kecil, kemudahan operasional dan material yang dipakai. Hal inipun berpengaruh terhadap harga dari peralatan pertambangan.
Berdasarkan pertimbangan yang dilakukan, maka didapat baby trommel screen dengan spesifikasi sebagai berikut :
a. Kapasitas : 50 ton/jam b. Konsumsi daya : 4 kW c. Drum diameter : 1000mm d. Panjang drum : 1500mm e. Berat : 2200 kg f. Dimensi umum : 3000 x 1400 x 2145 mm c. Jaw Crusher
Dengan input feed solid dari baby trammel screen sebesar 46,5 ton/jam, maka di dapat dan dipilih Jaw Crusher dengan data – data sebagai berikut ;
a. Feed opening : 300mm x 1300mm b. Maximum feed size : 250mm
70 d. Rotor speed : 330 r/min
e. Motor power : 55 kW
f. Berat : 11 ton
g. Opening discharge : 25 – 90mm
h. Dimensi umum : 2100 x 2320 x 1729 mm d. Trommel Screen
Input total yang diberikan kepada trommel screen, sebesar 155 ton/jam dengan bulk solid sebesar 1,2 ton/m³.
Feed solid yang diberikan sebesar 44,175 ton/jam dengan input air sebesar 107,990 ton/jam. Bulk air sebesar 1 ton/m³.
Volume feeding slurry dengan asumsi tidak ada input air adalah
, diubah menjadi menit
Volume efektif baby trommel screen adalah 15% dengan waktu tinggal 5 menit, maka volume slurry didapat
Maka volume baby trommel screen didapat,
Ditentukan bahwa diameter yang dipakai oleh baby trommel screen adalah sebesar 2,5m, putaran 7 rpm dan kemiringan sebesar 5°.
Volume tabung, yaitu
Jadi didapat untuk mencari panjang, , Maka
Perhitungan daya pada Baby trammel screen, diketahui massa jenis bauxite 1281 kg/m³, diameter 2.5 m, putaran 7 rpm dan volume slurry sebesar 3,07 m³.
71 Gaya yang terjadi, maka didapat
Torsi yang terjadi, maka didapat
Sehingga daya yang didapat,
Tabel 5.14. Hasil perhitungan daya dan spesifikasi Trommol Screen Diameter Drum 2.5 meter
Daya 35,33 kW
Panjang Drum 4,17 meter
Hasil perhitungan yang didapat, berbeda dengan aktual yang digunakan biasanya pada peralatan pertambangan. Peralatan pertambangan yang dipilih dan digunakan biasanya mengacu pada besarnya kapasitas yang masuk ke dalam peralatan.
Dengan kapasitas yang masuk sebesar 44,175 ton/jam, maka dilakukan pemilihan peralatan pertambangan yang efektif dan efisien. Pertimbangan pemilihan peralatan pertambangan didasari dari beberapa factor, yaitu design dimensi yang minimal, pemakaian daya yang kecil, kemudahan operasional dan material yang dipakai. Hal inipun berpengaruh terhadap harga dari peralatan pertambangan.
Berdasarkan pertimbangan yang dilakukan, maka didapat baby trammel screen dengan spesifikasi sebagai berikut ;
a. Kapasitas : 50 ton/jam b. Konsumsi daya : 4 kW c. Drum diameter : 1000mm d. Panjang drum : 1500mm e. Berat : 2200 kg f. Dimensi umum : 3000 x 1400 x 2145 mm
72 5.3.3 Elektrikal
1. Desain Dasar
Lingkup kerja desain elektrikal dalam Pekerjaan ini adalah mengacu pada kebutuhan daya listrik yang digunakan dalam proses pengolahan bauksit dari awal hingga akhir proses, juga kebutuhan daya pada peralatan/unit penunjang seperti workshop/maintenance dan sistem penerangannya.
Pada umumnya proses existing masih menggunakan power dari diesel engine yang terkople langsung dengan peralatan. Dalam hal ini penggerak utama dari diesel engine diganti dengan motor listrik. Sedangkan untuk mencatu kebutuhan dayanya menggunakan diesel generator. Motor listrik digunakan sebagai penggerak pada main equipment dan pompa.
Untuk melayani kebutuhan listrik proses pengolahan unit penunjang dan penerangan, sistem pembangkit supply daya menggunakan dua buah diesel generator yang dihubungkan dengan main distribution panel dengan tegangan 0.4kV. panel utama akan terhubung mencatu semua kebutuhan MCC (motor control center), panel distribusi penerangan, dan spare. Dalam hal perbaikan faktor daya, dalam dilakukan dengan Memasang kapasitor secara paralel terhadap motor-motor sesuai rekomendasi yang diberikan oleh pabrikan pembuat, dalam menentukan besar kapasitas dan jumlah kapasitor yang akan dipasang, perlu dipertimbangakan besar beban operasi (kW) dan faktor daya rata-rata (PF).
Tegangan kerja: 1). Daya listrik yang
dibangkitkan
AC, 0.4 kV, 3phase, 50 Hz. 2). Motor listrik (secara
prinsip)
Motor-motor dengan rating diatas 200 HP menggunakan tegangan kerja 6.3 kV, 3 phase, 50 Hz.
Motor-motor dengan rating dibawah 200 HP menggunakan tegangan kerja 0.4 kV, 3 phase, 50 Hz.
3). Jaringan penerangan utama AC, 0.38/0.22 kV, 3 phase, 50 Hz. 4). Lampu penerangan AC 0.22 kV, 1 phase, 50 Hz. 5). Sambungan unit penunjang AC, 0.38 kV, 3 phase, 50 Hz. 6). Peralatan dengan daya kecil AC, 0.22 kV, 1 phase, 50 Hz. 7). Rangkaian kontrol AC, 0.22 kV, 1 phase, 50 Hz.
2. Peralatan Elektrikal
II.1 Diesel Generator.
Diesel Generator memiliki rating tegangan 0.4 kV dengan faktor daya sebesar 0.8, dengan kapasitas xx kW. Dalam hal desain, menggunakan 2 buah diesel generator yang diparalelkan melalui sinkronisasi, dimana jika yang satu sedang bermasalah, yang lain mampu bertindak sebagai suplly dayanya. Diesel generator harus memenuhi syarat standar IEC 60034 (international
electrotechnical commission for rotating electrical machinery). Diesel
Generator harus mampu beroperasi sesuai beban nominal yang disyaratkan. Diesel generator dilengkapi dengan alat kontrol, alat proteksi, indikator dan peralatan penunjang operasi lainnya seperti minyak pelumas, sistem
73 pendingin, tangki bahan bakar, penyalaan/starter, alat peredam pipa udara masuk dan gas buang (exhaust), pembangkitan tegangan (eksitasi), catu daya bantu (baterai/accu) untuk penyalaan,alat kontrol dan sinkronisator. Output diesel generator disalurkan melalui sistem distribusi tegangan rendah, untuk mencatu kebutuhan daya proses pengolahan, unit penunjang dan untuk penerangan.
II.2 Motor Listrik
Semua motor yang digunakan harus mengikuti standar IEC, NEMA. Motor harus tertutup dengan sempurna, mampu starting/penyalaan secara langsung (direct online), menggunakan kipas pendingin, dan mampu beroperasi secara kontinu. Konduktor utama dan celah insulasi harus menggunakan jenis non-higroskopis dan termasuk kelas F dari standar IEC 60085(electrical insulation
thermal class). Motor memiliki rating tidak kurang dari 115% beban
kebutuhan peralatan yang dijalankan. Motor dapat dinyalakan/starter dengan besar tegangan 80% nominal. motor harus mampu beroperasi dalam waktu tidak kurang dari 5 menit frekuensi normal, tanpa terjadi kelebihan panas yang berbahaya. Besar arus starting/penyalaan tidak boleh melebihi 6 kali arus beban penuh. Faktor daya minimal 0.85. Kebutuhan daya untuk semua peralatan upgrading bauksit dengan teknologi RDS dapat dilihat pada Tabel 5.13.
Tabel 5.15. Kebutuhan daya list peralatan No Peralatan Daya
(kW) P Motor (kW) (n:80%) Keterangan 1 Motor baby tromol Screen 27.88 34.85
2 Motor jaw crusher . 55.00
3 Motor trommel Screen 35.33 44.16
4 Pompa 37.00
5 Motor RDS 111.90 139.88
6 Workshop/penunjang 50
II.3 Panel Hubung Bagi (Switch gear/MCC)
Panel hubung bagi harus mengikuti standar IEC 60439 (Low voltage
switchgear and control gear assemblies). Semua komponen listrik didalamnya
harus mampu menyalurkan atau memutus arus beban sesuai kapasitas/rating yang sesuai. Mampu menahan gangguan arus dan tegangan, serta gangguan fisik seperti gempa bumi tanpa terjadi kerusakan, termasuk kapasitas pemutusan daya. Dilengkapi dengan lubang-lubang untuk ventilasi dan ditempatkan di ruang berventilasi dengan aliran udara terjaga kedap. Pintu-pintu dan tempat bukaan harus kedap (sealed). Panel kubikel dimana kabel catu daya masuk (incoming) harus dilengkapi dengan handle yang bisa dikunci. Untuk setiap panel harus disediakan lemari gantungan kunci dengan pintu visual kaca yang dapat dikunci, dan dipasang di dinding. panel tegangan rendah 0.4 kV, sistem 3 fasa menggunakan 4 kawat (R,S,T&N) dengan titik netral (N) diketanahkan secara solid, dan frekwensi 50 Hz terdiri dari beberapa
74 modul panel sesuai dengan fungsinya, seperti panel pemutus daya, panel pemisah peralatan, panel motor. Panel hubung bagi tegangan rendah 0.4 kV diatas mampu menahan tekanan/ gangguan/ kesalahan operasi secara elektik atau mekanik tanpa menimbulkan kerusakan. Semua informasi tanda peringatan mengenai pelat kabel, panel dan terminal harus tersedia.
II.4 Variable Speed Drive (VSD)
Variable Speed Drive (VSD) sesuai persyaratan CE mark dari European Safety
dan EMC Directives, IEC 61800 (adjustable speed electrical power drive
system). Pemilihan rating motor yang menggunakan VSD harus
memperhitungkan pertambahan daya pada motor kipas pendingin, akibat berkurangnya efisiensi motor ketika beroperasi diluar kecepatan normal. VSD disesuaikan dengan rating kapasitas motor. VSD terproteksi secara baik terhadap kondisi gangguan overvoltage/undervoltage, overcurrent, short
circuit, overheating dan dapat beroperasi terhadap beberapa gangguan listrik.
II.5 Kabel
Kabel listrik yang digunakan mengacu pada standard IEC, BS, JIS, PUIL dan standar-standar lain yang setara. Kabel listrik dengan ukuran luas penampang inti kabel yang mengacu pada standard kapasitas hantaran kabel Kuat Hantar Arus (KHA). Besar kapasitasnya berhubungan dari berapa besar rating MCB yang terpasang. Besarnya KHA kabel harus lebih besar dari rating MCB, pada prinsipnya MCB harus trip sebelum kabelnya terkena masalah. Identifikasi kabel dengan kode warna mengacu pada standar. Kabel-kabel dilapisi bahan insulasi PVC atau bahan XLPE tahan api yang dikombinasikan dengan selubung PVC yang tidak menjalarkan api . Untuk rangkaian motor, kabel-kabel harus mempunyai kapasitas penghantar arus sekurang-kurangnya 125% rating arus beban penuh. Jika ditentukan lain dalam menentukan pemilihan kabel dengan KHA-nya misal rencana peningkatan kapasitas (expandable), dapat dipersiapkan kabel dengan ukuran yang sedikit lebih besar untuk mengakomodasi peningkatan kebutuhan daya, tetapi perlu diperhatikan juga umur kabel.
75 Gambar 5.23 Single Line Diagram (SLD)
76 Gambar 5.25 Gambar RDS Tampak Samping
77 Gambar 5.26 Rancangan alat RDS beserta spesifikasinya