Analisa Performa Boiler Feed Water Pump

(1)

LAPORAN KERJA PRAKTEK

ANALISA PERFORMA BOILER FEED WATER PUMP

DI PT. PLN ( PERSERO )

SEKTOR PEMBANGKITAN OMBILIN

Diajukan untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan kerja praktek di PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin

Disusun Oleh :

BENY AULIA PUTRANTO L2E 009 009

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG 2012

(2)

ii

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN KERJA PRAKTEK di

PT. PLN (PERSERO)

SEKTOR PEMBANGKITAN OMBILIN

dengan judul

ANALISA PERFORMA BOILER FEED WATER PUMP

DI PT. PLN (PERSERO)

SEKTOR PEMBANGKITAN OMBILIN

Disusun Oleh: Nama : Beny Aulia Putranto

Universitas : Universitas Diponegoro Semarang Waktu PKL : 24 Januari s/d 24 Februari 2012

Telah diperiksa pada tanggal: ………..

Mengetahui,

Manager Sektor Pembimbing Lapangan SPv. Pemeliharaan Turbin

(3)

ii

LEMBAR PENGESAHAN

Dengan ini menerangkan bahwa Laporan Kerja Praktek yang dilaksanakan pada tanggal 24 Januari s/d 24 Februari 2012 dengan judul : “ANALISA PERFORMA BOILER FEED WATER PUMP DI PT. PLN ( PERSERO ) SEKTOR PEMBANGKITAN OMBILIN ”

yang disusun oleh:

Nama : BENY AULIA PUTRANTO NIM : L2E 009 009

Telah disetujui dan disahkan pada:

Hari : Tanggal :

Tempat : SEMARANG

Mengesahkan,

Koordinator Kerja Praktek,

Dr. Ir. Eflita Yohana, MT. NIP. 196205281990012001

Dosen Pembimbing,

Dr. Syaiful.ST,MT

(4)

iii

KATA PENGANTAR

Assalamu ‘alaikum Wr. Wb.

Alhamdulillah , Segala puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan segala rahmat dan hidayah-Nya, karena hanya dengan izin-Nya lah maka penulis dapat menyelesaikan laporan ini sebagai pertanggungjawaban dari Praktek Kerja Lapangan yang dilaksanakan mulai tanggal 24 Januari 2012 sampai dengan 24 Februari 2012

Laporan kerja praktek ini disusun sebagai salah satu syarat bagi penulis untuk melengkapi rangkaian kegiatan Kerja Praktek yang dilakukan di PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin. Yang mana pada kesempatan kali ini penulis mengangkat topik mengenai “Analisa Performa Boiler Feed Water Pump di PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin” untuk Unit I PLTU Ombilin

Sasaran dari Kerja Praktek ini adalah untuk mengembangkan disiplin ilmu yang diperoleh di bangku kuliah melalui penerapannya di dunia kerja, di samping untuk memperkenalkan suasana dunia kerja yang tidak penulis dapatkan di bangku perkuliahan, sehingga diharapkan akan terjadi link and match antara dunia akademis dan dunia kerja.

Keberhasilan penulis dalam melaksanakan kerja praktek ini tidak lepas dari bantuan, bimbingan dan dukungan dari pihak-pihak yang terkait, untuk itu perkenankanlah penulis untuk berterima kasih kepada:

1. Bapak Dr. Sulardjaka, ST. MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas

Diponegoro

2. Ibu Dr. Ir. Eflita Yohana, MT selaku Koordinator Kerja Praktek Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro.

3. Bapak Dr. Syaiful.ST,MT selaku Dosen Pembimbing Kerja Praktek Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro.

(5)

iv

4. Bapak Luthfy Triheru selaku Manajer PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin.

5. Bapak Mehdi Oktora selaku Pembimbing Lapangan / Supervisor Turbin PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin.

6. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu, memberikan perhatian, dan do’a serta pengarahan hingga Laporan Kerja Praktek ini dapat terselesaikan.

Penulis juga menyadari laporan ini jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran serta Laporan Kerja Praktek dapat bermanfaat bagi banyak pihak

Wassalam mu’alaikum Wr. Wb.

Sawahlunto, Februari 2012

(6)

v DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR TABEL ... xii

NOMENKLATUR ... xiii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Batasan Masalah ... 2

1.3. Tujuan Kerja Praktek……… ... 2

1.4. Waktu dan Tempat Pelaksanaan Kerja Praktek ... 2

1.5. Metode Pengumpulan Data ... 2

1.6. Sistematika Penulisan Laporan Kerja Praktek ... 3

BAB II PROFIL PT. PLN (PERSERO) SEKTOR PEMBANGKITAN OMBILIN ... 5

2.1. Sejarah PT. PLN ( Persero ) Sektor Pembangkitan Ombilin ... 5

2.2. Visi dan Misi Perusahaan ... 6

2.3. Manajemen PT. PLN ( Persero ) Sektor Pembangkitan Ombilin ... 7

2.3.1. Struktur Organisasi ... 7

2.3.2. Bagan Organisasi ... 10

(7)

vi

BAB III SISTEM KERJA PLTU OMBILIN PT. PLN (PERSERO)

SEKTOR PEMBANGKITAN OMBILIN ... 12

3.1. Pendahuluan ... 12

3.2. Siklus Produksi Listrik PLTU Ombilin …….. ... 12

3.3. Siklus Bahan Bakar ... 14

3.3.1. Sistem Pengangkutan Batubara ... 14

3.3.2. Sistem Penanganan Limbah Sisa Pembakaran ... 15

3.4. Pengolahan Air PLTU Ombilin ... 16

3.4.1 Sistem Penjernihan Air Sungai ... 16

3.4.2 Proses Pemurnian Air ( Demineralized Water Production ) ... 16

3.5. Siklus Air dan Uap PLTU Ombilin ... 18

3.6. Siklus Udara dan Gas Buang PLTU Ombilin ... 19

BAB IV DASAR TEORI POMPA... 21

4.1. Pengertian Pompa ... 21

4.2. Klasifikasi Pompa ... 22

4.2.1. Berdasarkan Perubahan Bentuk Energi ... 22

4.2.2. Berdasarkan Jenis Impeler ... 25

4.2.3. Berdasarkan Bentuk Rumah ... 27

4.2.4. Berdasarkan Jumlah Tingkat ... 29

4.2.5. Berdasarkan Letak Poros ... 30

4.2.6. Berdasarkan Belahan Rumah ... 31

4.2.7. Berdasarkan Sisi Isap Impeller ... 32

4.2.8. Pompa Jenis Tumpuan Sumbu ... 33

4.2.9. Pompa Jenis Khusus ... 34

4.3. Komponen- Komponen Utama Pompa ... 34

4.3.1. Bagian Yang Tidak Bergerak ... 35

(8)

vii

4.3.1.2 Casing ... 35

4.3.1.3 Difuser ... 37

4.3.1.4 Stuffing Box ... 37

4.3.1.5 Wearing-Rings ... 38

4.3.2. Bagian Yang Bergerak ... 38

4.3.2.1 Shaft (Poros Transmisi) ... 38

4.3.2.2 Mechanical Seal ... 39

4.3.2.3 Bantalan/ bearing ... 42

4.3.2.4 Shaft Sleeve ... 42

4.3.2.5 Impeller ... 42

4.4. Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal ... 46

4.5. Persamaan Perhitungan dalam Analisis Unjuk Kerja Pompa Sentrifugal ... 47

4.5.1. Kapasitas ... 47

4.5.2. Head ... 48

4.5.2.1 Head Discharge (Hd) ... 49

4.5.2.2 Head Total Sistem Perpompaan (H) ... 49

4.5.2.3 Kerugian Head (Head Loss) ... 50

4.5.3. Daya Pompa ... 51

4.5.3.1 Daya Pompa Motor ... 51

4.5.4. Daya Fluida ... 51

4.5.5. Efisiensi Pompa ... 51

4.5.6. NPSH (Net Positive Suction Head) ... 52

4.5.6.1 NPSHa (Available) ... 52

4.5.6.2 NPSHr (Requirement) ... 52

4.6. Performansi Pompa ... 52

4.7. Kavitasi ... 53

4.7.1. Tekanan Uap Zat Cair ... 53

(9)

viii

BAB V ANALISA PERFORMA BOILER FEED WATER PUMP ... 57

5.1. Boiler Feed Water Pump ... 57

5.2. Perhitungan ... 59

5.2.1 Pompa Keluaran Pabrik ... 59

5.2.1.1 Data Spesifikasi Pompa Keluaran Pabrik ... 59

5.2.1.2 Performa Boiler Feed Water Pump ... 60

5.2.2 Pompa Sebelum Overhaul September 2011 ... 61

5.2.2.1 Data Pompa ... 61

5.2.2.2 Performa Pompa ... 62

5.2.3 Pompa Setelah Overhaul September 2011 ... 63

5.2.3.1 Data Pompa ... 63 5.2.3.2 Performa Pompa ... 63 5.3 Analisa Perhitungan ... 64 BAB VI PENUTUP ... 65 6.1. Kesimpulan ... 65 6.2. Saran ... 66

DAFTAR PUSTAKA ... xiv

(10)

ix

DAFTAR GAMBAR

BAB I PENDAHULUAN

BAB II PROFIL PT. PLN (PERSERO)

SEKTOR PEMBANGKITAN OMBILIN Gambar 2.1 Bagan Struktur Organisasi

PT. PLN (Persero) Sektor Ombilin... 10

Gambar 2.2 Lokasi PT. PLN (Persero) Sektor Ombilin ... 11

BAB III SISTEM KERJA PLTU OMBILIN Gambar 3.1 Skema Kerja PLTU Ombilin………13

Gambar 3.2 Sistem Pengangkutan Batubara dan Proses Pembakaran ... 14

Gambar 3.3 Stock File PLTU Ombilin ... 15

Gambar 3.4 Transportasi Abu Ringan ( Fly Ash ) ... 15

Gambar 3.5 Sistem Pengolahan Air PLTU Ombilin ... 18

Gambar 3.6 Siklus Air dan Uap PLTU Ombilin ... 19

BAB IV DASAR TEORI POMPA Gambar 4.1 Instalasi Pompa ... 21

Gambar 4.2 Pompa Torak... 22

Gambar 4.3 Pompa roda gigi dan pompa ulir ... 23

Gambar 4.4 Klasifikasi pompa berdasar jenis impeller ... 25

Gambar 4.5 Pompa aliran radial/ sentrifugal ... 25

Gambar 4.6 Pompa aliran aksial ... 26

Gambar 4.7 Pompa aliran campur ... 26

Gambar 4.8 Klasifikasi Pompa berdasarkan Bentuk Rumah Pompa ... 27

Gambar 4.9 Pompa volut ... 27

(11)

x

Gambar 4.11 Pompa aliran campur jenis volut ... 28

Gambar 4.12 Pompa satu tingkat... 29

Gambar 4.13 Pompa Bertingkat banyak ... 30

Gambar 4.14 Pompa jenis poros mendatar ... 30

Gambar 4.15 Pompa poros tegak... 31

Gambar 4.16 Klasifikasi Pompa Berdasarkan sisi isap impeller ... 32

Gambar 4.17 Pompa isapan tunggal ... 32

Gambar 4.18 Pompa isapan ganda ... 33

Gambar 4.19 Pompa dengan tumpuan disumbu.. ... 33

Gambar 4.20 Komponen-komponen utama pompa... 34

Gambar 4.21 Single-volute casing ... 35

Gambar 4.24 Double-volute casing. ... 36

Gambar 4.23 Vertical Split casing... 36

Gambar 4.24 Horizontal Split casing. ... 36

Gambar 4.25 Modular Split casing ... 37

Gambar 4.26 Difuser. ... 37

Gambar 4.27 Stuffing box.. ... 37

Gambar 4.28 Stuffing box dengan pendingin air ... 38

Gambar 4.29 Konstruksi wearing-ring...38

Gambar 4.30 Straight shaft...39

Gambar 4.31 Step shaft... 39

Gambar 4.32 Single seal. ... 40

Gambar 4.33 Double Seal... 41

Gambar 4.34 Tandem seal. ... 41

Gambar 4.35 Bearing ... 42

Gambar 4.36 Konstruksi Shaft-sleeve ... 42

Gambar 4.37 Bagian-bagian single suction impeller. ... 43

Gambar 4.38 Tipe suction impeler ... 43

(12)

xi

Gambar 4.40 Tipe impeler berdasarkan Konstruksi ... 45

Gambar 4.41 Tipe impeler Berdasrkan arah Lengkungan Sudu ... 45

Gambar 4.42 Proses pemompaan. ... 46

Gambar 4.43 Penampang Impeler ... 47

Gambar 4.44 Perubahan energi Pompa. ... 47

Gambar 4.45 Instalasi Sistem Perpompaan ... 49

Gambar 4.46 Kurva karakteristik pompa volut ... 53

Gambar 4.47 Kurva karakteristik pompa aliran campuran. ... 53

Gambar 4.48 Kurva karakteristik pompa aliran aksial ... 53

Gambar 4.49 Proses kavitasi. ... 55

Gambar 4.50 Abrasi pada impeller ... 55

Gambar 4.51 Kerusakan impeller karena kavitasi ... 56

BAB V ANALISA PERFORMA BOILER FEED WATER PUMP Gambar 5.1 Boiler Feed Water Pump ( APA 101 PO ) ... 57 BAB VI PENUTUP

(13)

xii

DAFTAR TABEL

BAB II PROFIL PT. PLN (PERSERO)

SEKTOR PEMBANGKITAN OMBILIN Tabel 2.1 Unit Pembangkit PT.PLN (Persero)

Sektor Pembangkitan Ombilin ... 5 BAB III SISTEM KERJA PLTU OMBILIN

BAB IV DASAR TEORI POMPA

BAB V ANALISA PERFORMA BOILER FEED WATER PUMP Tabel 5.1 Data Suction Pressure Pompa

Sebelum Overhaul September 2011 ... 61 Tabel 5.2 Data Discharge Pressure Pompa

Sebelum Overhaul September 2011 ... 61 Tabel 5.3 Data Suction Pressure Pompa

Setelah Overhaul September 2011 ... 63 Tabel 5.4 Data Discharge Pressure Pompa

Setelah Overhaul September 2011 ... 64 BAB VI PENUTUP

(14)

xiii NOMENKLATUR g Percepatan gravitasi m/s2 H Head m hf Mayor loss m hm Minor loss m

hs head isap statis m

hls kerugian head dalam pipa isap m

m Massa kg

n Putaran rpm

NPSHa Head isap positif netto yang tersedia m NPSHr Head isap positif netto yang

dibutuhkan

m

Pv Tekanan uap jenuh kgf/m2

Z Head statis m

ρ Massa jenis fluida kg/m3

θ Sudut fase rad

Q kapasitas aliran m3/s

L Panjang pipa m

D Diameter dalam pipa m

P daya poros pompa kW

(15)

Laporan Kerja Praktek di PT. PLN ( Persero ) Sektor Pembangkitan Ombilin

Mechanical Engineering |Diponegoro University 1

1.1 Latar Belakang

Pertumbuhan di bidang industri, properti dan lain sebagainya pada dasawarsa terakhir ini berkembang sangat pesat. Hal ini berdampak pada kenaikan kebutuhan akan energi listrik. Tenaga listrik merupakan salah satu faktor yang penting dalam pembangunan suatu negara. Hal ini terlihat bahwa kemajuan suatu negara dapat diukur dari konsumsi tenaga listrik per kapita negara tersebut. Dengan melihat perkembangan tersebut, maka tuntutan akan adanya unit-unit pembangkit sebagai pusat penghasil energi listrik terimbas untuk berkembang, baik disisi besar kapasitas yang mampu dihasilkan maupun di sisi teknologi khususnya rekayasa permesinan, sistem operasi dan pemeliharaannya..

Dalam masa sekarang ini tersediannya energi listrik merupakan salah satu komponen yang penting dalam mendorong pertumbuhan perekonomian di dalam suatu negara. Sehingga penyediaan energi listrik dituntut menjadi menyediakan energi listrik yang handal, stabil, dan bermutu serta efisien yang sangat layak untuk dijadikan tumpuan dalam menjamin kesuksesan pelayanan kebutuhan secara cepat dan tepat. Dalam usaha penyediaan energi listrik yang handal dan efisien inilah Unit Pembangkitan Semarang merupakan salah satu perusahaan mengoperasikan mesin pembangkit listrik yang menggunakan mesin dengan tenaga uap.

Salah satu bagian peralatan pada PLTU adalah Boiler Feed Pump (BFP) atau pompa pengisi boiler. BFP merupakan jenis pompa sentrifugal horizontal multistage yang berfungsi sebagai pompa pengisi air boiler. Pompa tersebut memompakan air dari deaerator storage tank ke boiler. Karena waktu operasi yang sudah berjalan cukup lama, maka BFP ini telah mengalami penurunan performa akibat berbagai hal. Untuk itu pada laporan ini, penulis akan membahas mengenai Analisa Performa Boiler Feed Water Pump di PT. PLN ( Persero ) Sektor Pembangkitan Ombilin.

(16)

1.2 Batasan Masalah

Pada penyusunan laporan kerja praktek ini, penulis membatasi masalah yang akan dibahas yaitu:

a. Penjelasan umum profil PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin b. Analisa performa Boiler Feed Water Pump

1.3 Tujuan Kerja Praktek

Adapun tujuan kerja praktek yang dilaksanakan di PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin adalah:

a. Mempelajari prinsip kerja suatu pembangkit listrik, khususnya PLTU. b. Mengetahui prinsip kerja alat Boiler Feed Water Pump.

c. Menganalisa performa Boiler Feed Water Pump. 1.4 Waktu dan Tempat Pelaksanaan Kerja Praktek

Waktu dan tempat pelaksanaan kerja praktek ini adalah: Waktu : 24 Januari - 24 Februari 2012.

Tempat : PT PLN (Persero) Pembangkitan Sumbagsel, Sektor Pembangkitan Ombilin

Jl. M. Yamin, SH, Talawi, Sawahlunto – Sumatera Barat 1.5 Metode Pengumpulan Data

Metode yang digunakan dalam pengumpulan data pada pelaksanaan kerja praktek di PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin antara lain:

1. Metode Interview

Yaitu dengan melakukan diskusi dan tanya jawab secara langsung kepada pembimbing lapangan atau petugas bersangkutan mengenai suatu masalah yang dihadapi di lapangan.

2. Metode Observasi

Yaitu terjun langsung untuk mengamati dan mencatat semua yang dianggap penting guna melengkapi data–data mengenai Boiler Feed Water Pump.

(17)

3. Metode Studi Literatur

Pengumpulan data yang diambil dari buku-buku sumber yang berada di perpustakaan PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin

1.6 Sistematika Penulisan Laporan Kerja Praktek

Laporan kerja praktek ini dibagi menjadi enam bab yang saling berhubungan satu sama lain. Adapun sistematika penulisan laporan kerja praktek ini adalah sebagai berikut:

BAB I : PENDAHULUAN

Pada bab ini dijelaskan mengenai latar belakang, batasan masalah, tujuan kerja praktek, tempat dan waktu pelaksanaan kerja praktek, metode pengumpulan data serta sistematika penulisan laporan kerja praktek. BAB II : PROFIL PT. PLN (PERSERO) SEKTOR PEMBANGKITAN

OMBILIN

Pada bagian ini dijelaskan sejarah berdirinya PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin dan perkembangannya dari awal beroperasi sampai perkembangannya saat ini, produksi dan kapasitasnya, struktur organisasi, manajemen PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin, visi dan misi perusahaan, lingkup usaha, undang-undang sertifikasi.

BAB III : SISTEM KERJA PLTU OMBILIN PT. PLN ( PERSERO ) SEKTOR PEMBANGKITAN OMBILIN

Pada bab ini di jelaskan mengenai sistem kerja PLTU Ombilin secara umum, siklus air dan uap, pengolahan air, siklus bahan bakar serta

(18)

BAB IV : DASAR TEORI POMPA

Bagian ini menjelaskan pembahasan tentang pengertian pompa, klasifikasi pompa, bagian-bagian pompa, prinsip kerja pompa sentrifugal, dan kavitasi.

BAB V : ANALISA PERFORMA BOILER FEED WATER PUMP

Bagian ini menjelaskan mengenai Analisa Performa Boiler Feed Water Pump dan perbandingan performa spesifikasi pompa dengan kerja di lapangan.

BAB VI : PENUTUP

Pada bab ini berisi kesimpulan yang didapat saat kerja praktek serta saran untukPT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin.

(19)

BAB II

PROFIL PT. PLN ( PERSERO ) SEKTOR PEMBANGKITAN OMBILIN

2.1 Sejarah PT. PLN ( Persero ) Sektor Pembangkitan Ombilin

Pembangunan PT.PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin merupakan upaya pemerintah dalam rangka memenuhi kebutuhan akan pasokan daya listrik yang terus meningkat. Pembangunan PT.PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin juga merupakan perwujudan program pemerintah yang tertuang dalam GBHN guna menunjang diversifikasi dan konversi energi dengan memanfaatkan sumber daya alam batu bara.

PT.PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin dibentuk berdasarkan keputusan Direksi PT.PLN (Persero) No. 080.K/DIR/1995 tanggal 18 September 1995 yang merupakan unit pelaksana dibawah PT.PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin Wilayah III Sumbar – Riau. Dengan adanya pembentukan unit organisasi pembangkitan dan penyaluran di Sumatera, berdasarkan keputusan Direksi PT.PLN Sektor Pemangkitan Ombilin No.112.K/023/DIR/1996 tanggal 18 November 1996 tentang unit pelaksana PT.PLN (Persero) Pembangkitan dan penyaluran Sumatera Bagian Selatan pada tanggal 01 Januari 1997 dibentuk organisasi PT.PLN (Persero) Pembangkitan dan Penyaluran Sumatera Bagian Selatan Sektor Ombilin, yang terdiri atas beberapa unit sebagai berikut :

Tabel 2.1 Unit Pembangkit PT.PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin No. Uraian Peralatan Kapasitas Mulai Operasi

1. PLTU unit I 100 MW 26 Agustus 1996 2. PLTU unit II 100 MW 18 November 1996 3. PLTG Pauh Limo 3 x 21,35 MW 10 September 1983

Tugas pokok PT.PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin mengoperasikan pembangkit yang terdiri dari PLTU Ombilin unit I dan PLTU Omblin unit II dengan

(20)

kapasitas terpasang masing-masing 100 MW dan PLTG Pauh Limo berkapasitas 3 x 21.35 MW, yang semuanya untuk melayani kebutuhan energi listrik sistem kelistrikan SumBagTeng dan SumBagSel.

Adapun tahapan pembangunan pembangkit,kantor dan sarana penunjang lainya adalah sebagai berikut:

1. PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sumbagsel Sektor Pembangkitan Ombilin Unit 1dan 2.

 Mulai dibangun bulan Juli 1993

 Comissioning mulai bulan Februari 1996

 PLTU Unit I mulai beroperasi pada tanggal 26 Agustus 1996  PLTU Unit II mulai beroperasi pada tanggal 5 November 1997  Serah terima proyek selesai (STP) tanggal 19 Desember 1997 2. PLTG Pauh Limo

 PLTG Pauh Limo unit 1 dan 2 mulai dibangun tahun 1982

 PLTG Pauh Limo unit 3 dibangun tahun 1994 (Relokasi dari PLTG Tambak Lorong Semarang )

 PLTG Pauh Limo unit 1dan 2 mulai beroperasi pada tanggal 10 September 1983

 PLTG Pauh Limo bernaung dibawah sektor Ombilin mulai tanggal 21 Juli 2004

2.2 Visi dan Misi Perusahaan

PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin memiliki visi dan misi sebagai berikut:

Visi:

Beradaptasi menjadikan pembangkit yang ramah lingkungan Amanah dalam mengemban tugas dan tanggung jawab Nyaman dalam bekerja

(21)

Komitmen dan konsisten dalam bekerja Intergritas

Team work

Misi:

Meningkatkan availability dan reability

Harga pokok penjualan (HPP) yang efisien dan ekonomis

2.3 Manajemen PT PLN ( Persero ) Sektor Pembangkitan Ombilin 2.3.1 Struktur Organisasi

Struktur organisasi di PT.PLN (Persero) Pembangkitan Sumbagsel Sektor Pembangkitan Ombilin merupakan suatu susunan yang didalamnya terdapat bagian-bagian yang saling mendukung satu sama lainnya. Dimana PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sumbagsel Sektor Pembangkitan Ombilin dikepalai oleh Manajer dan dibantu oleh beberapa asisten manajer dan satu manajer unit PLTG yang terdiri dari :

 Asisten Manajer Enjiniring  Asisten Manajer Operasi

 Asisten Manajer Pemeliharaan Mesin

 Asisten Manajer Pemeliharaan Listrik, Kontrol dan Instrumen  Asisten Manajer SDM & ADM

 Asisten Manajer Coal & Ash Handling  Manajer PLTG Pauh Limo

(22)

Masing-masing bagian tersebut mempunyai tugas khusus antara lain : 1. Bagian Enjiniring

Melakukan perencanaan dan evaluasi pengoperasian unit. Untuk menjalankan tugas tersebut asisten manajer dibantu oleh para pejabat fungsional.

2. Bagian Operasi

Melakukan pengoperasian unit untuk pembangkitan tenaga listrik. Untuk menjalankan tugas tersebut kepala bagian termal dibantu oleh 5 Supervisor :

a. Supervisor Operasi A b. Supervisor Operasi B c. Supervisor Operasi C d. Supervisor Operasi D e. Supervisor Analisis Kimia 3. Bagian Pemeliharaan Mesin

Melaksanakan pemeliharaan pembangkitan tenaga termal. Untuk melaksanakan tugasnya kepala bagian pemeliharaan termal dibantu oleh 2 supervisor, yaitu:

a. Supervisor Pemeliharaan Boiler b. Supervisor Pemeliharaan Turbin

4. Bagian Pemeliharaan Listrik Kontrol dan Instrumen a. Supervisor Pemeliharaan Listrik dan Proteksi b. Supervisor Pemeliharaan Kontrol dan Instrumen 5. Bagian SDM & ADM

Menyelenggarakan tata usaha kesekretariatan kepegawaian akuntansi pergudangan dan perbekalan. Untuk menjalankan tugas tersebut Asman SDM & ADM dibantu oleh :

(23)

a. Supervisor Sekretariat & Umum b. Supervisor Kepegawaian & Diklat c. Supervisor Anggaran dan Keuangan d. Supervisor Akuntansi

e. Supervisor Logistik 6. Bagian Coal dan Ash handling

a. Supervisor Operasi Coal dan Ash handling b. Supervisor Pemeliharaan Coal Handling c. Supervisor Har Ash Handling

d. Supervisor Bahan bakar 7. PLTG Pauh Limo

Kepala PLTG Pauh Limo dibantu oleh 6 orang Supervisor : a. Supervisor Operasi Shift A

b. Supervisor Operasi Shift B c. Supervisor Operasi Shift C d. Supervisor Operasi Shift D e. Supervisor Pemeliharaan f. Supervisor Tata Usaha

(24)

Mechanical Engineering |Diponegoro University 10 As.Manajer Enjiniring Jabatan Fungsional MANAJER SEKTOR As.Manajer Operasi Supervisor Operasi A Supervisor Operasi B Supervisor Operasi C Supervisor Operasi D Supervisor Analisis Kimia As.Manajer Har Mesin Supervisor Har Boiler Supervisor Har Turbin As.Manajer Har Listrik, Kontrol &

Instrumen

Supervisor Har Listrik &

Proteksi

Supervisor Har Turbin

As.Manajer Coal & Ash Handling

Supervisor Operasi Coal & Ash

Handling A/B/C/D

Supervisor Har Coal Handling

Supervisor Ash Handling Supervisor Pengelolaan Bahan Bakar As.Manajer SDM & ADM Supervisor Sekretariat & Umum

Supervisor Kepegawaian & Diklat Supervisor Anggaran & Keuangan Supervisor Akuntansi Supervisor Logistik As.Manajer Operasi Supervisor Operasi Shift A Supervisor Operasi Shift B Supervisor Pemeliharaan Supervisor Operasi Shift D Supervisor Operasi Shift C Supervisor ADM & Keuangan

Senior Specialist II/ Analyst/ Assistant Analyst Managemen Resiko

2.3.2 Bagan Organisasi

(25)

2.4 Lokasi Perusahaan

Lokasi PT. PLN (Persero) Sektor Ombilin cukup strategis karena adanya aliran sungai Ombilin yang di dapat olah untuk berbagai kebutuhan pada pembangkit listrik tersebut diantaranya sebagai penambah air dibagian boiler untuk diubah menjadi uap sebagai penggerak turbin dan juga untuk sistem pendingin, pemadam kebakaran (fire fighting), serta memenuhi berbagai keperluan sehari-hari dilingkungan PLTU Ombilin. Disamping itu bahan baku utamanya yaitu batu bara yang jarak tambangnya cukup dekat dari lokasi perusahaan.

(26)

BAB III

SISTEM KERJA PLTU OMBILIN

PT. PLN ( PERSERO ) SEKTOR PEMBANGKITAN OMBILIN

3.1. Pendahuluan

Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU) Ombilin menggunakan uap kering sebagai penggerak turbin uap dan kemudian dikopel dengan rotor generator sinkron 100 MW (daya terpasang). Listrik tersebut ditransmisikan ke switchyard melalui Generator Transformer (GT) yang kemudian diinterkoneksikan ke sistem 150 kV. Pusat Listrik Tenaga Uap PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Ombilin terdiri atas 2 unit dengan masing- masing daya terpasang 100 MW. 3.2. Siklus Produksi Listrik PLTU Ombilin

Pada umumnya PLTU Ombilin mempunyai siklus aliran (dapat dilihat pada gambar 3.1) yang meliputi: Air sungai yang telah dimineralisasi (air demin) digunakan sebagai pengisi untuk dipanaskan pada ketel uap (boiler) dengan menggunakan burner. Pada proses pemanasan digunakan bahan bakar batubara yang diangkut dari tambang batubara sekitar daerah Sawahlunto, namun untuk tahap start up digunakan bahan bakar solar (HSD/ HIGH SPEED DIESEL.)

Pemanasan air pada PLTU Ombilin melalui beberapa tahap pemanasan (heater) yaitu LP heater, deaerator, HP heater, economizer, boiler dan superheater sampai menghasilkan uap panas kering yang bertekanan dan bertemperatur tinggi. Kemudian, uap kering tersebut digunakan untuk memutar sudu-sudu pada turbin. Generator diberi arus eksitasi sehingga menghasilkan listrik. sehingga dapat menghasilkan energi listrik dengan bantuan penguat / exciter pada rotor generator.

Tegangan listrik yang dihasilkan dinaikkan oleh GT (Generator Transformer) dari 11,5 KV menjadi 150 KV kemudian disalurkan melalui saluran transmisi 150 KV.

(27)

(28)

3.3. Siklus Bahan Bakar

3.3.1. Sistem Pengangkutan Batubara

PLTU Ombilin juga disebut sebagai PLTU mulut tambang, karena letaknya berdampingan dengan tambang batubara. Tambang batubara ini awal pengolahannya dibawah PT. BA (Persero) dan PT. AIC. akan tetapi akhir-akhir ini karena kemampuan pasokan mereka terbatas sehingga PLTU Ombilin melaksanakan juga pembelian dengan sistim spot market, yaitu pembelian langsung kepada pemasok lain baik pemasok yang ada disekitar tambang Sawahlunto maupun pemasok dari luar daerah sawahlunto. Sistim pengangkutan dilaksanakan dengan armada truk ke PLTU.

Gambar 3.2 Sistem Pengangkutan Batubara dan Proses Pembakaran Batubara yang diangkut dengan armada truk langsung dimasukkan di tempat penimbunan (stock file). Kemudian batubara diangkut dengan belt Conveyor dimasukkan ke dalam bunker mill. Kemudian batubara digiling/ dihaluskan di mesin giling (mill) sehingga menjadi serbuk halus batubara yang selanjutnya melalui udara paksa serbuk batubara tersebut

(29)

dihembuskan diruang bakar sehingga terbakar dan menghasilkan panas yang memanasi pipa-pipa dan drum-drum boiler.

Gambar 3.3 Stock File PLTU Ombilin

3.3.2. Sistem Penanganan Limbah Sisa Pembakaran

Bahan bakar batubara merupakan jenis bahan bakar padat dan apabila dibakar akan meninggalkan sisa bakar yang berbentuk padat seperti bahan bakar padat lain pada umumnya. Sisa bakar ini akan berdampak kurang baik terhadap lingkungan disekitarnya, apabila tidak ditangani secara baik dan terus menerus. Pada Pusat Pembangkit PLTU Batubara umumnya dan PLTU Ombilin khususnya sisa bakar yang dihasilkan antara lain :

a. Sisa bakar yang berbentuk abu terbang (fly Ash) b. Sisa bakar yang berbentu abu berat (bottom ash)

(30)

Gambar 3.4 Transportasi Abu Ringan ( Fly Ash )

Masing masing sisa bakar tersebut karena mempunyai bentuk fisik yang berbeda maka sistem penanggulangannya pun berbeda. Abu terbang (fly ash) ini sangat ringan sehingga mudah terbawa bersama gas buang melalui cerobong asap, sedang abu berat (bottom ash) tidak, dan setelah proses pembakaran dalam ketel abu tersebut akan langsung jatuh ke bawah karena pengaruh grafitasi bumi. Selanjutnya baik abu terbang maupun abu berat diangkut dengan fasilitas kendaraan (Dump Truck) untuk dibuang kelokasi yang sudah ditentukan diluar lokasi PLTU.

3.4. Pengolahan Air PLTU Ombilin

Sistim pengolahan air PLTU Ombilin meliputi : - Proses penjernihan air sungai

- Proses pemurnian air

3.4.1. Proses Penjernihan Air Sungai

Air sungai yang banyak mengandung lumpur dan kotoran kotoran lain disaring dan diendapkan pada pulsator clarifier. Dengan menambah / mencampur bahan kimia berupa : tawas, kapur, kaporit dan polyelectrolit maka proses pengendapan lumpur akan berlangsung lebih cepat,

(31)

selanjutnya endapan lumpur dibuang dan air yang jernih dilimpahkan ke bak penampungan (Settling Basin).

Air ini kemudian dipergunakan untuk : - Air penambah cooling tower. - Pemadam kebakaran

- Produksi air demineral

3.4.2. Proses Pemurnian Air ( Demineralized Water Production )

Air yang telah bersih dan jernih dari settling basin dipompa ke clarifier untuk mengontrol kwalitas air agar bebas dari unsur-unsur suspensi. Kita ketahui bahwa air disettling basin mempunyai kualitas yang cukup baik, sehingga penambahan bahan kimia diclarifier sewaktu waktu bisa diberikan, bila dipandang perlu.

Selanjutnya air dari clarifier dialirkan ke saringan pasir (Sand filter) untuk menangkap kotoran kotoran padat yang masih terbawa oleh air, kemudian ditampung pada bak (Filtered Water Pit) dari bak ini telah bebas dari unsur-unsur padat maupun kuman-kuman.

Air di filter water pit ini masih mengandung ion positif dan ion-ion negatif, sehingga untuk memperoleh air yang murni (sebelum proses pemurnian dilakukan) air tersebut terlebih dahulu disaring kembali dalam Carbon Filter agar diperoleh air yang benar-benar bebas dari material material padat dan selanjutnya dialirkan ke Tanki Resin Penukar Kation (Cation Exchanger Resin), yang berfungsi untuk mengikat (menangkap) ion ion positif. Sedangkan untuk mengikat (menangkap) ion-ion negatif air tersebut dialirkan ke Tanki Resin Penukar Anion (Anion Exchanger Resin). Untuk meyakinkan air tersebut betul betul bebas dari ion positif maka air dialirkan lagi ke Tanki Mixed Bed. Tanki Mixed Bed ini berisi resinpenukar Kation dan Anion. Untuk mengontro derajat kesadahan (pH) air murni digunakan Amoniak Cair (NH4OH) yang diinjeksi kedalam aliran sebelum masuk ke Tanki penyimpanan.

(32)

Resin-resin yang digunakan untuk mengikat ion-ion lambat laun akan jenuh pada produksi air dalam volume tertentu, maka untuk mengaktifkan kembali resin-resin tersebut dilakukan Regenerasi (pencucian) dengan menggunakan bahan kimia Sulfucic Acid (H2SO4) untuk kation dan Caustic Soda (NaOH) untuk anion. Air limbah dari hasil Regenerasi sebelum dibuang ke sungai terlebih dahulu dinetralkan didalam bak Netralizing pit dengan pH 7 - 8 yang dikontrol secara otomatis.

Gambar 3.5 Sistem Pengolahan Air PLTU Ombilin 3.5. Siklus Air dan Uap PLTU Ombilin

Secara umum sirkulasi air dan uap diperlihatkan pada gambar 3.6. Air murni (Demineraizedl Water) yang disimpan dalam tanki penyimpanan, digunakan untuk mengisi air ketel yang dipompa melalui Kondensor, pemanas air tekanan rendah (LP heater 1 & 2), Dearator, pemanas air tekanan tinggi (HP Heater 1 & 2 ), Ekonomizer dan terakhir masuk ke dalam Drum boiler. Kemudian dipanaskan didalam pipa-pipa air yang berada didinding ruang bakar, panas tersebut dihasilkan dari pembakaran bahan bakar didalam ruang ketel.

(33)

Dengan demikian air akan berubah menjadi uap, selanjutnya uap tersebut dipanaskan lanjut didalam pipa-pipa superheater hal ini dimaksud agar diperoleh uap yang betul betul kering dan tidak mengandung butiran-butiran air lagi. Uap kering tersebut digunakan untuk memutar sudu-sudu turbin. Sisa uap bekas yang digunakan untuk memutar sudu-sudu turbin diembunkan (dikondensasikan) didalam kondensor dan ditampung pada kondensor hot well. Air kondensasi ini dipompa kembali untuk mengisi drum ketel.

Siklus ini berlangsung terus menerus dengan teratur walaupun demikian secara teoritis ketel tidak memerlukan air penambah , namun hal tersebut tidak tercapai karena adanya kebocoran-kebocoran yang sengaja (blowdown) atau pun yang tidak sengaja, untuk itu diperlukan air penambah ketel (make up water).

Gambar 3.6 Siklus Air dan Uap PLTU Ombilin

Proses kondensasi uap bekas didalam kondensor, merupakan media pendingin air yang sirkulasi didalam pipa-pipa kondensor yaitu dengan sistim resilkulasi menggunakan menara air pendingin (cooling tower). Air pendingin ini temperaturnya akan naik setelah mengambil panas dalam proses kondensasi uap, untuk mendinginkan kembali diperlukan fan yang berfungsi sebagai penarik udara secara paksa ke atmosfir yang dipasang pada menara air pendingin (cooling tower).

(34)

3.6. Siklus Udara dan Gas Buang PLTU Ombilin

Proses pembakaran bahan bakar didalam ruang bakar boiler dibutuhkan udara pembakaran yang cukup, dan untuk memenuhi kebutuhan tersebut digunakan kipas udara tekan paksa (Force Draft Fan). Udara luar dihisapkan dan dihembuskan dengan paksa kedalam ruang bakar, untuk mempercepat proses pembakaran yang sempurna dan menghindari perbedaan temperatur yang besar antara udara pembakaran terhadap ruang bakar boiler, terlebih dahulu udara tersebut dipanas pada alat pemanas udara (Air Heater). Selanjutnya udara panas dialirkan ke :

- Ruang bakar, sebagai udara pembakaran.

- Alat penggiling batubara (Bowl Mill), sebagai pengering sekaligus membawa/ menghembus tepung batubara ke ruang bakar.

Untuk mempertahankan kualitas pembakaran dalam ketel maka sisa pembakaran yang berupa gas buang harus segera dibuang keluar melalui cerobong asap dengan bantuan kipas udara hisap paksa (Indced Draft Fan).

Gas buang ini masih bertemperatur tinggi, maka sebelum dibuang ke cerobong asap terlebih dahulu digunakan untuk memanasi :

- Uap Superheater

- Air pengisi ketel di ekonomizer - Udara untuk pembakaran.

Debu terbang (fly ash) yang terbawa oleh gas buang ditangkap/dibersihkan oleh Electro Precipitator, sehingga gas buang yang dibuang benar benar telah bebas dari debu. Dengan demikian pengaruh polusi debu terhadap lingkungan sangat kecil.

(35)

BAB IV

DASAR TEORI POMPA

4.1 Pengertian Pompa

Pompa merupakan salah satu jenis mesin fluida yang berfungsi untuk memindahkan zat cair dari suatu tempat ke tempat yang diinginkan. Pompa beroperasi dengan membuat perbedaan tekanan antara bagian masuk (suction) dengan bagian keluar (discharge). Dengan kata lain, pompa berfungsi mengubah tenaga mekanis dari suatu sumber tenaga penggerak (motor) menjadi tenaga kinetis (kecepatan), dimana tenaga ini berguna untuk mengalirkan cairan dan mengatasi hambatan yang ada sepanjang pengaliran.

Pada prinsipnya pompa mengkonversi energi mekanik dari suatu penggerak menjadi energi aliran pada fluida yang melaluinya. Dengan demikian pompa menaikan energi fluida tersebut yang kemudian dapat digunakan untuk mengalirkan ke suatu tempat yang lebih tinggi dan mengatasi tahanan hidrolik dari pipa isap dan tekan, serta mempercepat aliran. Dari sudut pandang energi, pompa merupakan kebalikan dari motor atau mesin hidrolik dimana energi fluida diubah menjadi kerja mekanis.

(36)

Industri-industri banyak menggunakan pompa sebagai salah satu peralatan bantu yang penting untuk proses produksi. Sebagai contoh pada pembangkit listrik tenaga uap, pompa digunakan untuk menyuplai air umpan ke boiler atau membantu sirkulasi air yang akan diuapkan di boiler.

4.2 Klasifikasi Pompa

4.2.1 Berdasarkan Perubahan Bentuk Energi

Berdasarkan cara pemindahan dan pemberian energi (perubahan bentuk energi) pada cairan pompa dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok yaitu :

a. Pompa Pemindah Positif (Positive displacement pump)

Adalah pompa dengan ruang kerja yang secara periodik berubah-ubah dari besar ke kecil atau sebaliknya selama pompa bekerja. Energi yang diberikan kepada cairan yang dipompakan ialah energi potensial, sehingga cairan berpindah secara volume per volume.

Yang termasuk Positive displacement pump adalah:

Pompa gerak translasi bolak-balik (reciprocating pump)

Misalnya: pompa torak, pompa plunger, dan pompa membran / diafragma.

Gambar 4.2 Pompa Torak

Pompa gerak berputar (rotary pump)

(37)

Gambar 4.3 Pompa Roda Gigi Dan Pompa Ulir

b. Pompa Pemindah Non Positif (non positive displacement pump)

Adalah pompa dengan ruang kerja yang tidak berubah-ubah saat pompa bekerja. Energi yang diberikan pada cairan yang dipompakan adalah energi kecepatan, sehingga cairan yang berpindah karena adanya perubahan energi kecepatan yang kemudian diubah lagi menjadi energi mekanis dalam rumah itu sendiri.

Yang termasuk pompa pemindah non positif adalah: Pompa sentrifugal

Jenisnya : Radial flow, mixed flow, dan axial flow Pompa Jet

Jenisnya : Turbin-impeler

(38)

(39)

4.2.2 Berdasarkan Jenis Impeller

a. Pompa aliran radial b. Pompa aliran aksial c. Pompa aliran campur Gambar 4.4 Klasifikasi Pompa Berdasar Jenis Impeller

Menurut jenis impeller pompa dapat dikategorikan menjadi tiga jenis yaitu: a. Pompa aliran radial / sentrifugal

Pada pompa ini impeller dipasang pada salah satu ujung poros dan pada ujung yang lain dipasang kopling untuk meneruskan daya dari penggerak. Impeller jenis ini dipakai pada pompa yang memerlukan head yang besar dengan kapasitas rendah. Bentuk impeller yang dipasang menyebabkan aliran fluida yang melaluinya akan membentuk aliran yang tegak lurus dengan poros pompa. Aliran yang keluar dari sudu-sudu impeller ditampung dalam rumah pompa yang selanjutnya akan mengalir keluar melalui nozel. Untuk mencegah kebocoran fluida keluar atau udara masuk kedalam pompa maka pada bagian rumah pompa yang ditembus oleh poros dipasang mechanical seal.

(40)

b. Pompa aliran aksial

Impeller jenis ini dipakai pada pompa yang memerlukan kapasitas besar dengan head yang rendah. Bentuk impeller yang sedemikian rupa menyebabkan aliran fluida yang melewati impeller tersebut bergerak sejajar dengan sumbu poros. Untuk mengubah head kecepatan menjadi head tekanan dipakai sudu antar yang berfungsi sebagai diffuser.

Gambar 4.6 Pompa Aliran Aksial c. Pompa aliran campur

Pada pompa ini dipasang impeller yang dapat menghasilkan head dan kapasitas yang berada diantara aksial dan radial. Pompa aliran campur mempunyai kontruksi menyebabkan aliran fluida yang melaluinya akan berbentuk kerucut mengikuti bentuk impelernya. Impeller dipasang pada salah satu ujung poros dengan ditumpu oleh bantalan dalam, sedangkan pada ujung yang satu dipasang kopling dengan bantalan luar di dekatnya, biasanya yang digunakan adalah bantalan gelinding. Untuk bantalan dalam dipakai jenis bantalan luncur yang dilumasi gemuk.

(41)

4.2.3 Berdasarkan Bentuk Rumah

a. Pompa Volut b. Pompa Difuser

Gambar 4.8 Klasifikasi Pompa Berdasarkan Bentuk Rumah Pompa Berdasarkan bentuk rumah pompa dibagi menjadi tiga jenis yaitu:

a. Pompa volut

Adalah sebuah pompa sentrifugal dimana fluida yang melalui impeller secara langsung dibawa ke rumah volut.

Gambar 4.9 Pompa Volut b. Pompa difuser

Adalah sebuah pompa sentrifugal yang dilengkapi dengan sudu difuser disekeliling luar impellernya. Konstruksi bagian-bagian lain pada pompa ini sama dengan pompa volut. Pada pompa difuser, dengan pemasangan sudu-sudu difuser pada sekeliling luar impelernya akan memperbaiki efesiensi pompa dan menambah kokoh rumah pompa. Dengan alasan itu, pompa jenis ini banyak dipakai pada pompa besar dengan head tinggi. Pompa ini juga sering dipakai sebagai pompa

(42)

bertingkat banyak karena aliran fluida dari satu tingkat ke tingkat selanjutnya dapat dilakukan tanpa rumah volut.

Gambar 4.10 Pompa Difuser c. Pompa aliran campur jenis volut

Adalah pompa yang memiliki impeller jenis aliran campur dan sebuah rumah volut, disini tidak dipergunakan sudu-sudu difuser melainkan dipakai saluran yang lebar untuk mengalirkan fluida. Adapun impeller yang digunakan adalah jenis impeller setengah terbuka yaitu yang tidak memiliki tutup depan. Dengan demikian pompa dengan impeller setengah terbuka tidak mudah tersumbat oleh benda asing yang terisap dibanding pompa dengan impeller tertutup. Berbeda dengan pompa jenis tersebut, pompa aliran campuran sering tidak menggunakan difuser, tetapi rumah volut sehingga zat cair lebih mudah mengalir dan tidak tersumbat, pompa jenis ini banyak dipakai pada pengolahan limbah.

(43)

4.2.4 Berdasarkan Jumlah Tingkat

Berdasarkan jumlah tingkat, pompa dapat dibagi menjadi dua yaitu: a. Pompa satu tingkat

Pompa ini hanya memiliki satu impeller dan head total yang ditimbulkan hanya berasal dari satu impeller tersebut relatif rendah.

Gambar 4.12 Pompa Satu Tingkat

b. Pompa bertingkat banyak

Pompa ini menggunakan beberapa impeller yang dipasang secara berderet (seri) pada satu poros. Fluida yang keluar dari impeller pertama masuk ke impeller berikutnya dan seterusnya hingga impeller terakhir. Head total pompa ini merupakan jumlah dari head yang dihasilkan oleh masing-masing impeller sehingga relatif tinggi. Kontruksi impeler biasanya menghadap satu arah tetapi untuk menghindari gaya aksial yang timbul dibuat saling membelakangi. Pada rumah pompa banyak tingkat, bisanya dipasang diffuser, tetapi ada juga yang menggunakan volut.

Pemasangan diffuser pada rumah pompa banyak tingkat lebih menguntungkan daripada dengan rumah volut, karena aliran dari satu tingkat ketingkat berikutnya lebih mudah dilakukan.

(44)

Gambar 4.13 Pompa Bertingkat Banyak

4.2.5 Berdasarkan Letak Poros

Ditinjau dari letak poros, pompa dikategorikan menjadi dua yaitu: a. Pompa jenis poros mendatar/horizontal

Pompa ini mempunyai poros dengan posisi mendatar.

Gambar 4.14 Pompa Jenis Poros Mendatar

b. Pompa jenis poros tegak

Pompa poros tegak mempunyai poros dengan posisi tegak. Pompa aliran aksial dan campuran banyak dibuat dengan poros tegak. Rumah pompa dipasang dengan ditopang pada lantai oleh pipa yang menyalurkan zat cair keluar pompa. Posisi poros pompa adalah tegak dan dipasang sepanjang sumbu pipa air keluar dan disambungkan dengan motor penggerak pada lantai. Poros dipegangi dengan beberapa bantalan, sehingga kokoh dan biasanya diselubungi pipa selubung yang berfungsi untuk saluran minyak pelumas. Pompa poros tegak berdasar dari posisi pompanya ada dua macam

(45)

yaitu pompa sumuran kering dan sumuran basah. Sumuran kering pompa dipasang di luar tadah hisap gambar, sedangkan sumuran basah sebaliknya.

Gambar 4.15 Pompa Poros Tegak

4.2.6 Berdasarkan Belahan Rumah

Dilihat dari belahan rumah, pompa dibagi menjadi tiga yaitu: a. Pompa jenis belahan mendatar

Pompa jenis ini mempunyai rumah yang dapat dibelah menjadi dua bagian yaitu bagian bawah dan bagian atas oleh bidang mendatar yang melalui sumbu poros. Jadi bagian yang berputar dapat diangkat setelah rumah belahan atas dibuka.

b. Pompa jenis belahan radial

Rumah pompa jenis ini terbagi oleh sebuah bidang yang tegak lurus poros. Pompa ini mempunyai konstruksi yang relatif sederhana serta menguntungkan sebagai bejana bertekanan karena bidang belahan tidak mudah bocor.

c. Pompa jenis berderet

Jenis pompa ini terdapat pada pompa bertingkat banyak dimana rumah pompa terbagi oleh bidang-bidang tegak lurus poros sesuai dengan jumlah tingkat yang ada. Tiap bagian rumah ini berbentuk cincin.

(46)

4.2.7 Berdasarkan Sisi Isap Impeller

Gambar 4.16 Klasifikasi Pompa Berdasarkan Sisi Isap Impeller Dilihat dari belahan rumah, pompa dibagi menjadi dua yaitu:

a. Pompa isapan tunggal

Pada pompa ini fluida masuk dari satu sisi impeller. Pompa isapan tunggal banyak dipakai karena kontruksinya sederhana. Permasalahan pada pompa ini yaitu tekanan yang bekerja pada masing-masing sisi impeller tidak sama sehingga akan timbul gaya aksial ke arah sisi isap. Hal ini dapat diatasi dengan menambah ruang pengimbang, sehingga tidak perlu lagi menggunakan bantalan aksial yang besar.

Gambar 4.17 Pompa Isapan Tunggal b. Pompa isapan ganda

Pompa ini memasukkan fluida dari kedua sisi impeller, disini poros yang menggerakkan impeller dipasang menembus kedua sisi rumah dan impeller dengan ditumpu oleh bantalan diluar rumah. Karena itu poros menjadi lebih panjang dibanding pompa jenis lain. Untuk pompa dua aliran

(47)

masuk banyak dipakai pada pompa berukuran besar atau sedang. Kontruksi pompa ini terdiri dua impeler saling membelakangi dan zat cair masuk dari kedua sisi tersebut, dengan kontruksi tersebut permasalahan gaya aksial tidak muncul karena saling mengimbangi. Debit zat cair keluar dua kali dari debit zat cair yang masuk lewat dua sisi impeler. Pompa ini juga bisa beropersi pada putaran yang tinggi. Untuk aliran masuk yang lebih dari dua prinsipnya sama dengan yag dua aliran masuk.

Gambar 4.18 Pompa Isapan Ganda

4.2.8 Pompa Jenis Tumpuan Sumbu

Pompa jenis ini mempunyai kaki yang diperpanjang sampai setinggi sumbu poros untuk menumpu rumah. Maksudnya adalah apabila terjadi pemuaian pada rumah karena kenaikan temperatur, tinggi sumbu poros tidak berubah. Dengan demikian sumbu poros pompa akan tetap segaris dengan sumbu poros motor penggerak, dengan kata lain tidak terjadi misalignment.

(48)

4.2.9 Pompa Jenis Khusus Pompa jenis ini antara lain :

Pompa dengan motor benam Pompa motor berselubung Pompa sesumbu

Pompa memancing sendiri Pompa proses

Pompa pasir

Pompa bebas sumbatan 4.3 Komponen-Komponen Utama Pompa

Pompa terdiri dari dua bagian:

 Bagian yang tidak bergerak (statis part)  Bagian yang bergerak (dinamis part)

(49)

4.3.1 Bagian Yang Tidak Bergerak 4.3.1.1 Base Plate & Frame :

Berfungsi untuk mendukung seluruh bagian pompa terhadap fondasi. Untuk pompa yang dihubungkan langsung dengan penggerak maka unit penggerak dan pompa diletakan di atas satu unit base plate. Base plate harus tegar/rigid dan kuat menahan beban.

4.3.1.2 Casing

Adalah bagian pompa yang berfungsi sebagai :  Pelindung kedudukan elemen yang berputar

 Tempat kedudukan quide vane atau deffusor, inlet dan outlet nozzle.

 Tempat yang memberikan arah aliran dari impeler dan mengkonversikan energi kecepatan cairan menjadi energi dinamis (single stage).

a. Tipe casing pompa single stage Single volute casing

Tekanan bekerja di sekeliling impeller akan balance jika beroperasi pada kapasitas desain. Pada kapasitas yang lain, tekanan sekeliling impeller tidak balance dan mengakibatkan timbulnya gaya radial pada impeler

(50)

Double volute casing

i. Cocok untuk pompa yang beroperasi pada range kapasitas dengan variasi yang besar, terutama pada pompa dengan ukuran impeller besar dan head yang tinggi.

ii. Meniadakan gaya radial yang bekerja pada sekeliling impeller.

Gambar 4.22 Double-Volute Casing

b. Tipe casing pompa multi stage Radial/Vertical Split casing

Gambar 4.23 Vertical Split casing

Horizontal Split casing

(51)

Modular Split casing

Gambar 4.25 Modular Split Casing

4.3.1.3 Difuser

Fungsi Utama :

 mengarahkan aliran cairan menuju ruang volute, (untuk single stage), atau menuju stage berikutnya

 merubah energi kinetik menjadi energi tekanan

Gambar 4.26 Difuser 4.3.1.4 Stuffing Box

Fungsi utama stuffing Box adalah untuk mencegah terjadinya kebocoran cairan pada daerah dimana poros pompa menembus casing Jenis konstruksi Stuffing Box:

a. Stuffing box dengan latern-ring

(52)

b. Stuffing box dengan pendingin (cooled stuffing box)

Gambar 4.28 Stuffing Box Dengan Pendingin Air

4.3.1.5 Wearing-Rings

Adalah Ring yang dipasang pada casing (tidak berputar) sebagai wearing-ring casing dan dipasang pada impeller (berputar) sebagai wearing-ring impeller. Fungsi utama wearing adalah memperkecil kebocoran cairan yang melewati bagian depan impeller maupun bagian belakang impeller, yaitu dengan cara memperkecil celah antara casing impeller.

Gambar 4.29 Konstruksi Wearing-Ring 4.3.2 Bagian yang bergerak

4.3.2.1 Shaft (Poros Transmisi) Fungsi utama Shaft:

 Meneruskan momen puntir dari penggerak selama pompa beroperasi

(53)

 Tempat kedudukan (sebagai pendukung) impeler dan bagian yang beputar lainya

Bentuk Shaft umumnya : a. Straight diameter shaft

 Untuk double admision impeller  Untuk back to back impeller

Gambar 4.30 Straight Shaft b. Step Diameter Shaft

 Untuk multi stage impeller dengan single admision

Gambar 4.31 Step Shaft

4.3.2.2 Mechanical Seal

Komponen pompa ini berfungsi untuk mencegah bocoran yang berlebihan dari fluida service yang terjadi antara casing dan poros, baik ketika pompa tersebut sedang beroperasi maupun saat stanby. Mechanical seal banyak digunakan pada chemical dan petroleum

(54)

processing industry sebagai pengganti compression packing. Jenis-jenis mechanical seal antara lain:

Single seal

Single seal merupakan salah satu tipe dari mechanical seal yang paling banyak digunakan. Material untuk tipe ini harus tahan terhadap korosi dari liquid didalam stuffing box. Single seal digunakan untuk fluida yang:

 Bekerja dengan pelumasan dari dalam (internal flushing)  Tekanan dan temperatur yang tidak terlalu tinggi

 Mempunyai gaya aksial yang rendah

Gambar 4.32 Single Seal

Double seal

Double seal banyak digunakan untuk fluida yang banyak mengandung abrasive material maupun corrosive material yang dapat merusak seal face dengan cepat. Double seal digunakan untuk fluida yang:

 Mudah terbakar

 Bekerja dengan pelumasan dari luar (external flushing)  Mempunyai gaya aksial yang tinggi

Prinsip kerjanya, yaitu:

 Suatu fluida diinjeksikan kedalam stuffing box dengan tekanan yang lebih rendah dari tekanan product liquid.

(55)

 Differential pressure pada inner seal adalah differential pressure antara sealing liquid dengan product liquid yang dipompa.

 Karena sealing pressure lebih rendah dari product pressure maka dapat dihindari adanya abrasive liquid atau corrosive liquid sehingga tidak diperlukan material khusus.

Gambar 4.33 Double Seal

Tandem seal

Prinsip kerja dari tandem seal yaitu:

 Pada inner seal, sebagai flushing oil adalah liquid product pompa itu sendiri.

 Pada outer seal, sebagai external flushing yang biasanya merupakan closed system (menggunakan fluida dari luar sesuai dengan kebutuhan pada flushing system tersebut) Tandem seal digunakan pada fluida yang:

 Bekerja dengan external flushing.

 Bertekanan terlalu tinggi untuk single seal.

(56)

4.3.2.3 Bantalan/ Bearing

Secara praktis semua jenis bantalan digunakan pada pompa sentrifugal, seperti: bantalan gesek, selongsong dan selimut. Bantalan (bearing) sangat penting fungsinya dalam operasional pompa, dimana bearing dapat berfungsi sebagai penyangga poros yang dapat menahan vibrasi dari putaran dan gaya aksial.

Gambar 4.35 Bearing

4.3.2.4 Shaft-Sleeve

Shaft-sleeve berguna untuk

 melindungi shaft dari erosi, korosi, keausan pada stuffing box  sebagai leakage joint, internal bearing dan interstage atau distonce

sleever (untuk multi stage pump)

Gambar 4.36 Konstruksi Shaft-Sleeve

4.3.2.5 Impeller

Adalah suatu empelling element yang berputar, yang memberikan tambahan energi kepada cairan dalam bentuk energi kinetik.

(57)

Gambar 4.37 Bagian-Bagian Single Suction Impeler

Impeller ada beberapa jenis dan dapat diklasifikasikan sebagai berikut: a Berdasarkan tipe suction:

 Double suction

Cairan masuk dari kedua sudu impeller  Single suction

Cairan masuk dari salah satu sudu impeller

Gambar 4.38 Tipe Suction Impeler b. Berdasarkan arah aliran keluar impeller

 Centrifugal/radial flow

Untuk Head yang tinggi dan kapasitas yang relatif kecil  Mixed flow

Untuk Head yang cukup tinggi dan kapasitas sedang  Axial flow

(58)

Gambar 4.39 Tipe Impeler Berdasarkan Arah Aliranya

c. Berdasarkan Konstruksi Enclosed Impeller

 Kedua sisi impeller tertutup

 cocok untuk cairan yang bersih atau mengandung partikel yang lembut

Semi Enclosed Impeller  Satu sisi terbuka

 cocok untuk cairan yang mengandung solid partikel yang sedikit kasar

Open Impeller

 Kedua sisi impeller terbuka  -Ccocok untuk abraisve liquid

(59)

a. Enclosed Impeller b. Semi Enclosed Impeller c. Open Impeller Gambar 4.40 Tipe Impeler Berdasarkan Konstruksi

d. Berdasrkan arah Lengkungan Sudu Radial Vane (< β = 900

)

Untuk head konstan dan kapasitas berubah-ubah Forward Curved vane (< β > 900

)

Head semakin tinggi bila kapasitas bertambah. Back ward curved vane (< β > 900)

 Head akan bervariasi dengan kapasitas

 Banyak digunakan karena mudah pengaturan antara head dan kapasitas

a. Radial Vane b.Ford Ward curved phasa

c.Ward curved phasa

(60)

4.4 Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal

Pada pompa terdapat sudu-sudu impeler yang berfungsi mengangkat zat cair dari tempat yang lebih rendah ketempat yang lebih tinggi. Impeler dipasang pada poros pompa yang berhubungan dengan motor pengerak, biasanya motor listrik atau motor bakar.

Poros pompa akan berputar apabila pengeraknya berputar. Karena poros pompa berputar impeler dengan sudu-sudu impeler berputar zat cair yang ada didalamnya akan ikut berputar sehingga tekanan dan kecepatanya naik dan terlempar dari tengah pompa ke saluran yang berbentuk volut atau spiral dan disalurkan keluar melalui nosel.

Gambar 4.42 Proses Pemompaan

Jadi fungsi impeler pompa adalah merubah energi mekanik yaitu putaran impeler menjadi energi fluida (zat cair). Jadi, zat cair yang masuk pompa akan mengalami pertambahan energi Pertambahan energi pada zat cair mengakibatkan pertambahan head tekan, head kecepatan dan head potensial. Jumlah dari ketiga bentuk head tersebut dinamakan head total. Head total pompa juga bisa didefinisikan sebagai selisih head total (energi persatuan berat ) pada sisi isap pompa dengan sisi keluar pompa. Pada gambar di bawah aliran air didalam pompa akan ikut berputar karena gaya sentrifugal dari impeler yang berputar.

(61)

Gambar 4.43 Penampang Impeler Gambar 4.44 Perubahan Energi Pompa

4.5 Persamaan Perhitungan Dalam Analisis Unjuk Kerja Pompa Sentrifugal

Dalam Menganalisis unjuk kerja dari pompa Sentrifugal terdapat beberapa parameter, yaitu: Kapasitas, Head Suction, Head Discharge, Total Head Pompa, Daya Pompa, Daya Fluida, Efisiensi Pompa, NPSHa.

4.5.1 Kapasitas

Kapasitas pompa adalah sejumlah volume cairan yang dihasilkan pompa secara kontinyu dalam satuan waktu. Kapasitas yang dihasilkan pompa biasanya direncanakan sesuai kebutuhan operasi atau dapat dihitung berdasarkan instalasi perpipaan pada sisi hisap (suction) atau sisi tekan (discharge), sebagai berikut :

𝑄 =𝜋 4𝑑𝑠 2_{. 𝑣} 𝑠 = 𝜋 4𝑑𝑑 2_{. 𝑣} 𝑑 Dimana, 𝑄 = Kapasitas pompa (𝑚3 )_𝑠

𝑑𝑠 = Garis Tengah bagian dalam pipa suction (m)

𝑣𝑠= Kecepatan cairan pipa suction (m/s)

𝑑𝑑 = Garis Tengah bagian dalam pipa discharge (m)

(62)

4.5.2 Head

Head adalah energi setiap satuan berat dengan unit satuan panjang. Sedang yang dimaksud dengan head sistem pemompaan adalah head total yaitu selisih head pada sisi discharge dan sisi suction yang terdiri dari :

 Head tekanan (𝑝

𝜌𝑔) → 𝑚

 Head kecepatan ( 𝑣2

2𝑔) → 𝑚

 Head potensial (𝑧) → 𝑚

 Head rugi-rugi akibat gesekan cairan dengan media sepanjang pengaliran

4.5.2.1 Head Suction (Hs) 𝐻𝑠= 𝑝𝑠 𝜌𝑔= 𝑝𝑎 𝜌𝑔± 𝑧𝑠− 𝑕𝑙𝑠 − 𝑣𝑠2 2𝑔 Keterangan: 𝐻𝑠 = Head suction → 𝑚

𝑝𝑠 = tekanan manometer suction → 𝑁 𝑚2

𝑝𝑎 = tekanan atmosfer di atas permukaan cairan → 𝑁 𝑚2

(+) = untuk level cairan di atas pompa ( ) = untuk level cairan di bawah pompa

𝑧𝑠= jarak permukaan cairan dengan nozzle suction pompa→ 𝑚

𝑧𝑠𝑙 = jarak permukaan cairan dengan nozzle suction pompa (level