Sistem starter kapal
https://dew4n.wordpress.com/2012/08/28/
Perancangan kamar mesin
http://richardgerenandes.blogspot.com/2014/02/perancangan-kamar-mesin.html PERANCANGAN KAMAR MESIN
BAB I PENDAHULUAN
Disusun Oleh : Richard Gerenandes Masau
Mahasiswa Jurusan Perkapalan Universitas Hasanuddin
Kamar mesin (engine room) pada suatu kapal merupakan pusat dari sistem yang ada
pada kapal. Dengan dasar itulah maka perlu adanya suatu penanganan dan keahlian khusus untuk
pengaturan di dalam kamar mesin tersebut. sistem itu terdiri dari :
1. Sistem Permesinan Kapal, sistem ini merupakan alat penggerak kapal yang mana kita sebut mesin induk.
2. Sistem Instalasi Listrik, sistem ini berfungsi sebagai penyediaan listrik yang dibangkitkan oleh generator untuk berbagai keperluan diatas kapal, misalnya untuk peralatan navigasi,
penerangan, penggerak pompa-pompa, danlain-lain.
3. Sistem Instalasi Perpipaan dan pemompaan, sistem ini melayani penyaluran fluida dari tempat yang satu ketempat lainnya di atas kapal.
Kita ketahui, bahwa ruangan yang ada diatas kapal terbatas dan sangat berguna, sehingga
pengaturan dan pemanfaatan ruang yang efisien sangat diharapkan. Perencanaan tata letak kamar
mesin pada dasarnya bertujuan untuk mengoptimalkan pemakaian kamar mesin dengan
menempatkan setiap komponen-komponen yang diperlukan tepat pada tempatnya. Hal ini untuk
pengoperasiannya di atas kapal, disamping itu pula dimaksudkan untuk memberikan keleluasaan
operator manakala akan memperbaiki atau merawat komponen-komponen tersebut.
A. Sistem Permesinan Kapal
Untuk melayani keperluan kerja dari semua sistem permesinan yang ada di kamar mesin,
sistem ini terdiri atas :
1. Sistem Udara Start (starting air system)
2. Sistem Bahan Bakar (Fuel oil system)
3. Sistem Minyak Pelumas (lubrication oil system)
4. Sistem Pendinginan Mesin (Cooling System)
1. Sistem Start Udara (Starting Air System)
Sistem start untuk mesin penggerak dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu secara
manual, elektrik dan dengan menggunakan udara tekan. Sistem start di atas kapal umumnya
menggunakan udara bertekanan. Penggunaan udara bertekanan selain untuk start mesin utama
juga digunakan untuk start generator set, untuk membersihkan sea chest, untuk membunyikan
horn kapal, dan menambah udara tekan
Pada sistem start mesin utama, udara dikompresikan dari kompressor udara utama dan
ditampung pada botol angin utama (main air receiver) pada tekanan udara 30 bar menurut
ketentuan klasifikasi. Sistem udara bertekanan yang digunakan engine pada start awal
mempunyai prinsip-prinsip kerja sebagai berikut :
- Udara tekan mempunyai tekanan yang harus lebih besar dari tekanan kompresi, ditambah
dengan hambatan yang ada pada engine, yaitu tenaga untuk menggerakkan bagian yang bergerak
- Udara tekan diberikan pada salah satu silinder dimana toraknya sedang berada pada langkah
ekspansi.
- Penggunaannya dalam engine membutuhkan katup khusus yang berada pada silinder head.
Untuk sistem hydrophore. Distribusi penggunaan udara bertekanan di atas kapal dapat
dilihat pada gambar diagram di bawah ini :
Gambar 1 : Distribusi penggunaan udara bertekanan
Adapun komponen pendukung utama dalam sistem start adalah :
1. Kompressor; alat ini berfungsi untuk menghasilkan udara yang akan dikompresi ke dalam
tabung udara start, dimana digerakkan oleh electric motor yang berasal dari generator.
2. Separator; berfungsi untuk memisahkan kandungan air yang turut serta dalam
udara/udara lembab (air humidity) kompresi yang diakibatkan oleh pengembunan
sebelum masuk ke tabung botol angin. Sehingga separator disediakan steam trap guna
3. Main air receiver; berfungsi sebagai penampung udara yang dikompresi dari compressor
dengan tekanan 30 bar sehingga selain dilengkapi indikator tekanan (pressure indicator),
main air receiver juga dilengkapi dengan safety valve yang berfungsi secara otomatis
melepaskan udara yang tekanannya melebihi tekanan yang telah ditetapkan.
4. Reducing valve; berfungsi untuk mereduksi takanan keluaran dari main air receiver
sebesar 30 bar guna keperluan pengujian katup bahan bakar.
5. Reducing station; berfungsi untuk mengurangi tekanan dari 30 bar menjadi 7 bar guna
keperluan untuk pembersihan turbocharger.
Prinsip Kerja
Prinsip kerja udara tekan adalah motor listrik yang memperoleh daya dari generator
dipergunakan untuk membangkitkan kompresor guna menghasilkan udara bertekanan.
Selanjutnya udara yang dikompresikan tersebut ditampung dalam tabung bertekanan yang
dibatasi pada tekanan kerja 30 bar. Sebelum menuju ke main air receiver, udara tersebut terlebih
dahulu melewati separator guna memisahkan air yang turut dalam udara yang disebabkan proses
pengembunan sehingga hanya udara kering saja yang masuk ke tabung. Konsumsi udara dari
main air receiver digunakan sebagai pengontrol udara, udara safety, pembersihan turbocharge,
untuk pengetesan katup bahan bakar, untuk proses sealing air untuk exhaust valve yang
dilakukan dengan memberikan tekanan udara kedalam ruang bakar melalui katup buang (exhaust
valve) dibuka secara hidrolis dan ditutup dengan pneumatis spring dengan cara memberikan
tekanan pada katup spindle untuk memutar. Sedangkan untuk proses start, udara bertekanan
distributor regulator dilakukan penyuplaian udara bertekanan secara cepat sesuai dengan firing
sequence.
Kapasitas Tabung Udara Start
Kapasitas dari tabung udara harus memenuhi ketentuan dari pihak klasifikasi/rules dan sesuai
dengan manual book dari mesin yang digunakan. Sedangkan beberapa engine builder
memberikan volume teoritis total dari tabung udara start adalah :
V = 0,36 x T x C x (1)
Dimana;
V : kapasitas total tabung udara (2 botol angin) (m3)
n : Jumlah silinder dari mesin induk
D : diameter silinder dari mesin induk(m)
N : putaran mesin per mesin induk(rpm)
S : langkah torak dari mesin induk (m)
C : konstanta; untuk mesin 4 langkah dan 2 langkah dengan type pistun trunk dan mesin 2
langkah dengan pistonr type crosshead C = 1
P : tekanan kerja maksimum udara tekan dalam botol angin utama ( 25 kg/cm2 atau 30
kg/cm2)
p : batas minimum tekanan untuk start mesin (kg/cm2)
T : jumlah starting yang harus dilakukan untuk mesin utama (jumlah standar 20 kali).
Sedangkan dalam rules BKI. Vol. III tentang
Dimana ;
J = kapasitas total tabung udara (dm3)
H = langkah torak silinder (cm)
D = diameter silinder (cm)
vh = volume langkah torak satu silinder (dm3)
z = jumlah silinder
pme= tekanan kerja efektif dalam silinder (kg/cm2)
a,b = faktor koreksi untuk jenis mesin
untuk mesin-mesin 2-tak, a = 0,771; b = 0,058
untuk mesin-mesin 4-tak, a = 0,685; b = 0,055
c = faktor untuk tipe instalasi
d = 1, untuk p = 30 kg/cm2
= , untuk p ≠ 30 kg/cm2 bila tidak dilengkapi katup reduksi tekanan.
nA = jumlah putaran (rpm)
untuk putaran nominal (nN) ≤ 1000 rpm, nA = 0,06.nN + 14
untuk putaran nominal (nN) > 1000 rpm, nA = 0,25.nN - 176
Berikut ini diperlihat gambar diagram pipa untuk sistem start dengan udara bertekanan
Gambar 2 : Diagram pipa sistem udara
Sedangkan konsumsi udara untuk beberapa penggunaan di kapal dapat dilihat pada tabel
berikut ini :
Tabel 1 : Kebutuhan udara dan tekanan udara untuk beberapa penggunaan di kapal
Pressure log very little
2. Sistem Bahan Bakar
System bahan bakar adalah suatu system pelayanan untuk motor induk yang sangat vital.
System bahan bakar secara umum terdiri dari fuel oil supply, fuel oil purifiering, fuel oil transfer
dan fuel oil drain piping system. System bahan bakar adalah suatu system yang digunakan untuk
mensuplai bahan bakar dari bunker ke service tank dan juga daily tank dan kemudian ke mesin
induk atau mesin Bantu. Adapun jenis bahan bakar yang digunakan diatas kapal bisa berupa
heavy fuel oil (HFO), MDO, ataupun solar biasa tergantung jenis mesin dan ukuran mesin.
Untuk system yang menggunakan bahan bakar HFO untuk opersionalnya, sebelum
masuk ke main engine (Mesin utama) HFO harus ditreatment dahulu untuk penyesuaian
viskositas, temperature dan tekanan.
Untuk system bahan bakar suatu mesin, semua komponen yang mendukung sirkulasi
bahan bakar harus terjamin kontinuitasnya karena hal tersebut sangat vital dalam operasional,
maka dalam perancangan ini setiap komponen utama system harus ada yang standby (cadangan)
dengan tujuan jika salah satu mengalami trouble/disfungsi dapat secara otomatis terantisipasi dan
teratasi. Peralatan tersebut antara lain : purifier pump, supply pump, circulating pump, filter, dan
lain-lain. Adapun persyaratan yang harus dipenuhi oleh system bahan bakar tersebut sebagai
- Tekanan; tekanan fluida dalam pipa sebelum masuk ke supply pump adalah 0 bar dan setelah
keluar harus memiliki tekanan 7 bar yang akan diteruskan ke circulating pump masuk ke nozzle,
keluar dari sini fluida mempunyai tekanan 10 bar.
- Kecepatan; laju aliran bahan bakar heavy fuel oil mempunyai batas maksimum kecepatan yaitu
0,6 m/s.
Selain hal di atas beberapa persyaratan yang harus dipenuhi oleh suatu system bahan
bakar dengan menggunakan jenis bahan bakar HFO menurut rules klasifikasi adalah sebagai
berikut :
1. Bunker dari system bahan bakar berada pada deck yang terbawah dan harus diisolasi dari
ruangan yang lain (section 11.G.1.1)
2. Tangki bahan bakar harus dipisahkan dengan cofferdam terhadap tangki-tangki yang lain
(Section 10.B.2.1.3)
3. Pipa bahan bakar tidak boleh melawati tangki yang berisi feed water, air minum, pelumas dan
oil thermal (section 11.G.4.1)
4. Plastik dan gelas tidak boleh digunakan untuk system bahan bakar (section 11.G.4.6)
5. Pompa transfer, feed, booster harus direncanakan untuk kebutuhan temperatur operasi pada
kondisi medium (section 11.G.5.1)
6. Pompa transfer harus disediakan sedangkan untuk pompa service yang lain digunakan sebagai
pompa cadangan yang sesuai dengan pompa transfer bahan bakar (section 11.G.5.2)
7. Harus ada paling sedikit 2 pompa transfer bahan bakar untuk mengisi tangki harian. Purifier
sebagai pelengkap pengisian (section 11.G.5.3)
8. Pompa feed/booster diperlukan untuk mensupply bahan bakar ke main engine atau auxiliary
9. Untuk pendistribusian bahan bakar melalui pompa supply bahan bakar harus dilengkapi dengan
filter duplex dengan control amnual atau otomatis (section 11.G.7.1)
10. Untuk saluran masuk menggunakan filter simplex (section 11.G.7.2)
11. Purifier untuk membersihkan minyak harus mendapat persetujuan pihak klasifikasi setempat
(section 11.G.8.1)
12. Untuk penggunaan filter secara bersamaan antara bahan bakar dan minyak pelumas pada supply
system maka harus ada pemisah (pengontrol) agar bahan bakar dan minyak pelumas tidak
tercampur (section 11.G.8.2)
13. Sludge tank harus disediakan untuk purifier agar kotoran dari purifier tidak mengganggu kerja
dari purifier tersebut (section 11.G.8.3)
14. Untuk pengoperasian dengan heavy fuel oil (HFO) harus dipasang system pemanas (section 11.
G.9.1)
15. Settling tank dan daily tank harus dilengkapi dengan system drain (section 11.G.9.2)
16. Settling tank yang disediakan berjumlah 2 dan kapasitas minimal dapat menyediakan bahan
bakar selama 1 hari atau 24 jam (secion 11.G.9.3.1)
17. Daily tank harus dapat menyediakan bahan bakar selama minimal 8 jam (section 11.G.9.4.3)
18. Harus tersedia 2 mutually independent pre-heater (section 11.G.9.7)
Prinsip Kerja
Prinsip kerja dari sistem bahan bakar adalah sebagai berikut, bahan bakar dari bunker
(storage tank) dipompakan melalui pompa pemindah (transfer) bahan bakar ke settling tank guna
proses pengendapan selama 24 jam sebelum dipergunakan oleh mesin. Dari settling tank dengan
bahan bakar selanjutnya dipergunakan oleh mesin. Volume tangki service disesuaikan dengan
kebutuhan mesin untuk operasional selama 8 – 12 jam.
3. Sistem Pelumasan (Lubrication System)
Minyak pelumas pada suatu sistem permesinan berfungsi untuk memperkecil
gesekan-gesekan pada permukaan komponen-komponen yang bergerak dan bersinggungan. Selain itu
minyak pelumas juga berfungsi sebagai fluida pendinginan pada beberapa motor. Karena dalam
hal ini motor diesel yang digunakan termasuk dalam jenis motor dengan kapasitas pelumasan
yang besar, maka system pelumasan untuk bagian-bagian atau mekanis motor dibantu dengan
pompa pelumas. Sistem ini digunakan untuk mendinginkan dan melumasi engine bearing dan
mendinginkan piston.
Pada marine engine lubrication oil system dipengaruhi oleh beberapa kondisi operasi
kapal seperti trim, roll & pitching serta list. Acuan regulasi untuk sistem pelumas sama dengan
system bahan bakar yaitu section 11 rules volume 3.
Gambar 3 : diagram pipa sistem pelumas
- Jika diperlukan pompa denga self priming harus dipakai (section 11 H.1.3)
- Filter pelumas diletakkan pada discharge pompa (section 11 H.2.3.1)
- Filter utama aliran harus disediakan system control untuk memonitor perbedaan tekanan
(section 11.H.2.3.1)
- Pompa utama dan independent stand by harus disediakan (section 11 H.2.3.5)
Lubrication oil system didesain untuk menjamin keandalan pelumasan pada over range
speed dan selama engine berhenti, dan menjamin perpindahan panas yang berlangsung. Tangki
gravitasi minyak lumas dilengkapi dengan overflow pipe menuju drain tank. Lubrication oil filter
dirancang di dalam pressure lines pada pompa, ukuran dan kemampuan pompa disesuaikan
dengan keperluan engine. Filter harus dapat dibersihkan tanpa menghentika mesin. Untuk itu
dapat digunakan filter dupleks atau automatic back flushing filter. Mesin dengan output lebih
dari 150 kw dimana supplai pelumas dari engine sump tank dilengkapi dengan simpleks filter
dengan alarm pressure dirancang dibelakang filter dan filter dapat dibersihkan selama operasi ,
untuk keperluan ini sebuah shutt off valve by-pass dengan manual operasi.
Suatu sistem pelumasan mesin yang ideal harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :
1. Memelihara film minyak yang baik pada dinding silinder sehingga mencegah keausan
berlebihan pada lapisan silinder, torak dan cincin torak.
2. Mencegah pelekatan cincin torak.
3. Merapatkan kompressi dalam silinder.
4. Tidak meninggalkan endapan carbon pada mahkota dan bagian atas dari torak dan dalam lubang
buang serta lubang bilas.
5. Tidak melapiskan lak pada permukaan torak atau silinder.
7. Mencuci bagian dalam mesin
8. Tidak membentuk lumpur, menyumbat saluran minyak, tapisan dan saringan, atau meninggalkan
endapan dalam pendingin minyak
9. Dapat digunakan dengan sembarang jenis saringan
10. Hemat dalam penggunaan.
11. Memungkinkan selang waktu yang relatif lama antara penggantian.
12. Memiliki sifat yang bagus pada start dingin.
Prinsip Kerja
Minyak pelumas dihisap dari lub. oil sump tank oleh pompa bertipe screw atau sentrifugal
melalui suction filter dan dialirkan menuju main diesel engine melalui second filter dan lub. oil
cooler. Temperatur oil keluar dari cooler secara otomatis dikontrol pada level konstan yang
ditentukan untuk memperoleh viskositas yang sesuai dengan yang diinginkan pada inlet main
diesel engine. Kemudian lub. oil dialirkan ke main engine bearing dan juga dialirkan kembali ke
lub. oil sump tank.
4. Sistem Pendingin
Sistem pendingin pada motor induk diatas kapal berdasarkan fluida pendingin terdiri dari
air tawar, air laut ataupun minyak pelumas. Tapi prosentase terbesar yang berpengaruh pada
sistem pendingin adalah akibat dari air tawar dan air laut. Ada 2 macam sistem pendinginan yaitu
:
- Sistem Pendinginan Terbuka
- Sistem Pendinginan Tertutup
Pada Sistem Pendinginan Terbuka ini fluida pendingin masuk kebagian mesin yang akan
digunakan pada sistem pendinginan ini dapat berupa air tawar ataupun air laut. Sistem ini ini
kurang menguntungkan dalam hal operasional. Dimana apabila fluida yang digunakan adalah air
tawar maka akan menyebabkan biaya operasional yang tinggi dan tidak ekonomis. Sedangkan
apabila menggunakan air laut dapat menyebabkan kerusakan pada komponen mesin dan akan
terjadi endapan garam pada komponen mesin yang didinginkan.
Sistem pendinginan tertutup ini merupakan kombinasi antara sistem pendinginan air
tawar dan air laut. Sistem pendinginan air tawar (Fresh Water cooling System) melayani
komponen-komponen dari mesin induk ataupun mesin bantu meliputi : main engine jacket, main
engine piston, main engine injektor. Kebanyakan sistem pendingin air tawar menggunakan
peralatan sirkulasi pendingin untuk sistem pendingin air laut yang secara terpisah. Dimana
peralatan yang digunakan adalah heat exchanger/cooler (penukar panas). Air tawar pendingin
mesin yang keluar dari mesin didirkulasikan ke heat exchanger, dan di dalam alat inilah air tawar
yang memiliki suhu yang tinggi akan didinginkan oleh air laut yang disirkulasikan dari sea chest
ke alat heat exchanger. Peralatan-peralatan lainnya pada sistem ini antara lain pengukur
pengukur tekanan pada section dan discharge line pump, termometer pada pipa sebelum dan
sesudah penukar panas, gelas pengukur/gauge glass masing-masing pada expansion tank dan
drain tank. Pengatur suhu umumnya dilengkapi dengan mekanisme otomatis dengan katup
treeway valve untuk mengatur aliran by pass air pendingin yang diijinkan. Pada sistem
pendinginan dengan air laut, air laut masuk ke sistem melalui high and low sea chest pada tiap
sisi kapal. Setiap sea chest dilengkapi dengan sea water valve, vent pipe, dimana pipa udara ini
dipasang setinggi atau lebih dari sarat kapal untuk membebaskan udara atau uap dan blow out
pipe untuk membersihkan sea chest.
Instalasi air laut
1. Sea water pump; berfungsi untuk memompa air laut ke central cooler. Pompa ini digerakkan
oleh elektromotor. Kapasitas dari pompa ditentukan berdasarkan jenis pendingin yang digunakan
dan jumlah panas yang harus dihilangkan.
2. Central cooler; berfungsi sebagai penukar kalor, panas motor induk diserap oleh air tawar, pada
saat air tawar melalui central cooler terjadi perpindahan panas dalam central cooler (panas air
tawar diserap air laut).
3. Filter air laut; berfungsi melindungi sistem dari beram karat yang berasal dari sea chest.
Instalasi air tawar
Sistem pendingin yang terjadi pada instalasi air tawar dapat dilihat pada gambar diagram pipa
berikut ini :
Gambar 4 : diagram pipa sistem pendingin dengan air tawar
Adapun komponen-komponen peralatan pada sistem pendinginan ini antara lain :
1. Expansion tank; merupakan tangki limpahan dimana apabila terjadi kekurangan atau kelebihan
perubahan volume pada sistem (seperti kebocoran). Disamping itu dilengkapi dengan vent pipe,
sehingga tekanan air pendingin dalam tangki tidak tinggi
2. Central cooling water pump; berfungsi memompa air yang berasal dari mesin ke central coler
atau langsung melalui thermostatic valve bersirkulasi lagi masuk ke mesin dengan temperatur 36
oC.
3. Central cooling water thermostatic valve; sistem pendinginan temperatur rendah ini dilengkapi
three way valve dan katup pencampur air tawar yang berasal dari by-pass ataupun yang melalui
proses pendinginan di central cooler. Sensor berada thermostatic valve yang diset pada suhu
rendah.
4. Perpipaan; kecepatan fluida maksimum adalah 3 m/s untuk bagian discharge dan 2,5 m/s bagian
suction. Penggunaan beberapa jenis katup pengontrol seperti pengontrol temperatur yang
bertujuan untuk mengarahkan air pendingin.
5. Heat exchanger; alat ini merupakan alat penukar kalor yang digunakan untuk mendinginkan
minyak pelumas, pendingin udara, pendingin air tawar pendingin mesin. Alat ini harus dapat
menjamin suhu air yang keluar dari mesin dan yang akan masuk ke mesin.
6. Sistem pendingin internal pada motor induk, untuk dapat melakukan start dengan heavy fuel oil,
sistem air pendingin harus mengalami pemanasan awal sampai temperaturnya mendekati
temperatur kerja dari motor induk atau minimal 70 oC.
B. Sistem Instalasi Listrik
Generator set sebagai permesinan bantu di kapal berfungsi untuk menyuplai kebutuhan
energi listrik semua peralatan di atas kapal. Penentuan kapasitas generator dipengaruhi oleh load
factor peralatan. Load factor untuk tiap peralatan diatas kapal tidak sama. Hal ini tergantung
dan kondisi beban yang berubah-ubah serta periode waktu pemakian yang tidak tentu atau tidak
sama. Penentuan kapasitas generator harus mendukung pengoperasian diatas kapal. Walaupun
pada beberapa kondisi kapal terdapat selisih yang cukup besar dan ini mengakibatkan efisiensi
generator (load factor generator) berkurang yang pada akhirnya mempengaruhi biaya produksi
listrik per kwh.
Dalam penentuan beban kebutuhan listrik, digunakan perhitungan analisa beban listrik
(electric load analisis) yang berupa tabel dan biasa disebut juga dengan tabel kalkulasi
keseimbangan beban listrik (Calculation of electric power balance) atau sering disebut sebagai
Anticipated Electric Power Consumption Tabel.
Fungsi utama generator diatas kapal adalah untuk menyuplai kebutuhan daya listrik di
kapal. Daya listrik digunakan untuk menggerakkan motor-motor dari peralatan bantu pada kamar
mesin dan mesin-mesin geladak, lampu penerangan, sistem komunikasi dan navigasi,
pengkondisian udara (AC) dan ventilasi, perlengkapan dapur (galley), sistem sanitari, cold
storage, alarm dan sistem kebakaran, dan sebagainya.
Dalam mendesain sistem diatas kapal perlu diperhatikan kapasitas dari generator dan
peralatan listrik lainnya (besarnya kebutuhan maksimum dan minimum dari peralatannya).
Dimana kebutuhan maksimum merupakan kebutuhan daya rata-rata terbesar yang terjadi pada
interval waktu yang singkat selama periode kerja dari peralataan tersebut, demikian juga
sebaliknya. Sedangkan kebutuhan rata-rata merupakan daya rata-rata pada periode kerja yang
dapat ditentukan dengan membagi energi yang dipakai dengan jumlah jam periode tersebut.
Kebutuhan maksimum penting diketahui untuk menentukan kapasitas dari generator yang
diperlukan. Sedangkan kebutuhan minimum digunakan untuk menentukan konfigurasi dari
Kebutuhan daya harus ditetapkan untuk kondisi pelayanan di laut, bongkar-muat dan
kondisi darurat (emergency). Seluruh perlengkapan pemakaian daya listrik yang ada di kapal dan
daya kerjanya (kapasitas) masing-masing peralatan harus tertera dalam suatu tabel. Dalam
penentuan electric balance, BKI Vol. IV (Bab I, D.1) juga mengisyaratkan bahwa :
a) Seluruh perlengkapan pemakaian daya yang secara tetap diperlukan untuk memelihara
pelayanan yang normal harus diperhitungkan dengan daya kerja penuh.
b) Beban terhubung dari seluruh perlengkapan cadangan harus dinyatakan. Dalam hal
perlengkapan pemakaian daya nyata yang hanya akan bekerja bila suatu perlengkapan serupa
rusak, kebutuhan dayanya tidak perlu dimasukkan perhitungan.
c) Daya masuk total yang harus ditentukan, dari seluruh pemakaian daya yang hanya untuk
sementara dimasukkan, dikalikan dengan suatu faktor kesamaan waktu bersamaan (common
simultancity factor) dan ditambahkan kepada daya masuk total dari seluruh perlengkapan
pemakaian daya yang terhubung tetap.
d) Daya masuk total sebagaimana ditentukan sesuai a) dan c) maupun kebutuhan daya untuk
instalasi pendingin yang mungkin ada, harus dipakai sebagai dasar dalam pemberian ukuran
instalasi generator
Sebagai seorang engineer, dalam pemilihan generator kita juga harus mempertimbangkan
keinginan dari owner dimana harus dipertimbangkan factor ekonomisnya. Untuk pemilihan
kapasitas generator selain hal-hal diatas juga perlu mempertimbangkan hal-hal berikut ini :
1. Harga awal dari generator set yang akan kita gunakan.
2. Biaya operasional dari generator
3. Ukuran dan berat dari generator set dalam kaitannya dengan ruangan/space yang tersedia di
4. Fuel consumption dari generator set yang akan digunakan
5. Reputasi dari mesin dan engine builder
6. Ketersediaan di pasaran dalam kaitannya jumlah yang tersedia di pasaran dan ketersediaan suku
cadang di pasaran.
C. Sistem Perpipaan dan Pemompaan
1. Sistem Perpipaan
Peletakan dari setiap komponen tidak lepas dari bagaimana sistem instalasi yang harus
direncanakan oleh seorang Engineer. Setiap sistem dalam kapal merupakan jaringan instalasi
pipa yang khusus dengan semua komponen mesin, alat-alat dan perlengkapannya yang dirancang
untuk menjalankan fungsi-fungsi tertentu pada kapal. Persyaratan umum dari badan Klasifikasi
menetapkan bahwa untuk pemasangan system perpipaan di atas kapal adalah sbb :
1. Semua pipa yang dipasang diharuskan memakai penyangga (support), supaya tidak terganggu
dengan perkembangan kerena panas dan menjaga kedudukan pipa tepat pada posisinya.
2. Bila ada pipa yang perlu diadakan bengkokan, maka diameter dari diameter dari suatu
bengkokan itu sebesar 3x diameter pipa tersebut dan panjang bengkokan sedikitnya 8x dari
diameter pipa itu sendiri.
3. Pada tempat system di kapal itu melalui sekat kedap air, seharusnya pipa tersebut diikat ke
dinding sekat dengan flanges. Pengikatan pipa flanges dengan dindng sekat dilakukan dengan las
atau kelling payung, tidak dibenarkan diikat dengan mur atau baut.
4. Pipa yang melalui ruang muat (cargo hold), coal bunker, chain locker (selain kamar boiler)
5. Menurut peraturan, pipa-pipa tidak diperbolehkan melalui tangki bahan bakar. Akan tetapi bila
tidak dapat dihindarkan, maka dibuatkan selubung pipa (Tunnel) dengan persyaratan pipa
tersebut harus menjalani tekanan hydroulik tiap dua tahun sekali.
6. Ktup pintu (gate valve) dan katup-katup untuk berbagai keperluan didesain sedemikian rupa
sehingga peralatan tersebut dapat menahan masuknya air laut ke lambung kapal dan sedapat
mungkin dipasang di atas kamar mesin dan kamar boiler.
7. Peralatan katup-katup yang lokasinya di bawah garis sarat air mempunyai dapat digerakkan bila
mana katup tersebut tertutup.pegangan (handle) yang terpisah yang didesain bahwa handle
tersebut
8. Semua sambungan yang berhubungan dengan katup-katup direncanakan sedemikian rupa
sehingga mudah terlihat bahwa peralatan tersebut dalam kondisi tertutup atau terbuka.
9. Semua pembuangan keluar kotoran (sewage outlets) sedapat mungkin ditempatkan pada sisi luar
kapal yang tidak bersamaan lokasi tempat pompa hisap.
10. Katup buang ((Outlet Opening) disarankan dipasang di belakang katup air laut masuk (Sea
Water Inlet) bila keduanya dipasang pada satu sisi kapal.
11. Semua corong hisap kapal harus dilindungi dengan kisi-kisi atau saringan, untuk mencegah
masuknya kotoran.
12. Semua peralatan hisap dasar (Bottom Inlet Fitting) harus dilengkapi dengan mesin tekan uap
atau angin yang bertekanan tidak kurang dari 3 kg/cm2. Peralatan pada katup buang (Outlet
Opening) yang ada kemungkinan membeku harus dilengkapi dengan system pemanasan (Steam
Elemen-elemen dari perpipaan menjamin hubungan kedap udara antara
komponen-komponen terpisah dan bagian-bagian dari sistim perpipaan. Elemen-elemen perpipaan terdiri
dari :
a. Pipa, dimana elemen ini merupakan unsur utama dari instalasi dan berhubungan antara ujung
pipa dimana fluida diisap ke ujung pipa lain dimana fluida dikeluarkan.
b. Penghubung atau jalur yang berhubungan langsung dengan pemisah pipa dan
komponen-komponen perpipaan secara ke badan kapal. Seperti Flens, percabangan, sambungan sudut,
penerobosan sekat, pelat-pelat geladak dan kopling-kopling.
Pemisah hubungan dan pengatur aliran (katup-katup) yang melayani hubungan, pemutus
atau saklar dimana keduanya sebagai pemisah seksi / bagian-bagian dari sebuah sistim
perpipaan.Pada perancangan sistem instalasi diharapkan menghasilkan suatu jaringan instalasi
pipa yang efisien dimana aplikasinya baik dari segi peletakan maupun segi keamanan dalam
pengoperasian harus diperhatikan sesuai peraturan-peraturan klasifikasi maupun dari spesifikasi
installation guide dari sistem pendukung permesinan.
Sistem perpipaan merupakan sistem yang kompleks di kapal untuk perencanaan dan
pembangunannya. Sistem perpipaan mempunyai hubungan yang sangat erat dengan
prinsip-prinsip analisa static dan dinamic stress, thermodinamic, teori aliran fluida untuk merencanakan
keamanan dan efisiensi jaringan pipa (network piping). Peletakan komponen yang akan
disambungkan dengan pipa perlu diperhatikan untuk mengurangi hal-hal yang tidak diinginkan
seperti : panjang perpipaan, susunan yang kompleks, menghindari pipa melalui daerah yang tidak
boleh ditembus, menghindari penembusan terhadap struktur kapal, dan lain-lain. Jalur instalasi
Sistem instalasi perpipaan di kapal dapat dikelompokkan dalam beberapa kelompok
layanan di atas kapal, antara lain :
1. Layanan Permesinan; yang termasuk disini adalah sistem-sistem yang akan melayani kebutuhan
dari permesinan di kapal (main engine dan auxilliary engine) seperti sistem start, sistem bahan
bakar, sistem pelumasan dan sistem pendingin.
2. Layanan penumpang & crew; adalah sistem yang akan melayani kebutuhan bagi seluruh
penumpang dan crew kapal dalam hal untuk kebutuhan air tawar dan sistem sanitary/drainase.
3. Layanan keamanan; adalah sistem instalasi yang akan menjamin keselamatan kapal selama
pelayaran meliputi : sistem bilga, system ballas, dan sistem pemadam kebakaran.
4. Layanan keperluan kapal; adalah sistem instalasi yang akan menyuplai kebutuhan untuk
menjamin stabilitas dan keperluan kapal meliputi sistem ballast dan sistem pipa cargo (untuk
kapal tanker).
2. Sistem Pemompaan
Pemilihan suatu pompa untuk suatu maksud tertentu, terlebih dahulu harus diketahui
kapasitas aliran serta head yang diperlukan untuk mengalirkan zat cair yang akan dipompa. Agar
pompa dapat bekerja dengan baik tanpa mengalami kavitasi, perlu direncanakan besarnya
tekanan minimum yang tersedia pada inlet pompa yang terpasang pada instalasinya. Dengan
dasar tersebut maka putaran pompa dapat ditentukan. Kapasitas aliran, head, dan putaran pompa
dapat diketahui seperti diatas. Tetapi apabila perubahan kondisi operasi sangat besar (khususnya
perubahan kapasitas dan head) maka putaran dan ukuran pompa yang akan dipilih harus
ditentukan dengan memperhitungkan hal tersebut. Hal-hal yang harus diperhatikan dalam
pemilihan pompa dapat dilihat pada tabel berikut ini :
Tabel 2 : Data yang diperlukan untuk pemilihan pompa
. Diperlukan
1. Kapasitas Diperlukan juga keterangan mengenai kapasitas maksimum dan minimum
2. Kondisi Isap (suction)
Tinggi isap dari permukaan air isap ke level pompa. Tinggi flukstuasi permukaan air isap. Tekanan yang bekerja pada permukaan air isap. Kondisi pipa isap.
3. Kondisi Tekan (discharge)
Tinggi permukaan air keluar ke level pompa. Tinggi fluktuasi permukaan air keluar. Besarnya tekanan pada permukaan air keluar. Kondisi pipa keluar.
7. Kondisi kerja Kerja terus-menerus, terputus-putus, jumlah jam kerja seluruhnya dalam setahun
8. Penggerak Motor listrik, motor bakar torak, turbin uap. 9. Poros tegak
Pembatasan-pembatasan pada ruang instalasi, ketinggian diatas permukaan air, diluar atau di dalam gedung, flukstuasi suhu.
Sumber : Pompa dan kompressor; pemilihan, pemakaian dan pemeliharaan.
Dalam penentuan jumlah pompa yang akan digunakan, harus memperhatikan beberapa
hal antara lain :
1. Pertimbangan ekonomis;
Pertimbangan ini menyangkut masalah biaya, baik biaya investasi awal pembangunan instalasi
(Capitol cost) maupun biaya operasional dan perawatan (maintenance).
Biaya awal instalasi; umumnya untuk laju aliran total yang sama, biaya keseluruhan untuk
pembangunan fasilitas mekanis kurang lebih tetap sama meskipun menggunakan jumlah pompa
yang berbeda.
Biaya operasional dan perawatan; komponen biaya terbesar adalah untuk daya listrik. Tapi biaya
Apabila kebutuhan berubah-ubah, maka beberapa pompa dengan kapasitas sama yaitu sebesar
atau hampir sebesar konsumsi minimum harus dipakai. Atau dapat juga menggunakan pompa
dengan kapasitas berbeda.
Jika kapasitas pompa menjadi besar, efisiensi pompa juga menjadi lebih tinggi, sehingga
penggunaan daya menjadi lebih ekonomis.
Agar biaya operasional dan perawatan dapat ditekan, jumlah pompa yang digunakan tidak
boleh terlalu banyak. Selain itu sedapat mungkin pompa yang dipakai sama agar dalam hal suku
cadangnya dapat saling dipertukarkan. Hal ini mempermudah dalam perawatan.
2. Batas Kapasitas Pompa; batas atas kapasitas suatu pompa tergantung beberapa hal:
Berat dan ukuran terbesar yang dapat diangkut dari pabrik ke tempat pemasangan.
Lokasi pemasangan pompa dan cara pengangkatannya.
Jenis penggerak dan cara mentransmisikan daya dari penggerak ke pompa.
Pembatasan pada besarnya mesin perkakas yang digunakan untuk pengerjaan bagian-bagian
pompa.
Pembatasan pada performansi pompa (seperti kavitasi, dll).
3. Pembagian Resiko; penggunaan hanya satu pompa untuk melayani laju aliran keseluruhan dalam
suatu instalasi yang penting adalah besarnya resiko. Instalasi tidak akan berfungsi jika
satu-satunya pompa yang ada rusak. Jadi untuk mengurangi resiko, perlu dipakai 2 pompa atau lebih,
tergantung pentingnya suatu instalasi. Selain itu, untuk meningkatkan keandalan instalasi, perlu
disediakan sedikitnya satu pompa cadangan, tergantung pada kondisi kerja dan pentingnya
Head total disebut juga head manometric yang biasa tertulis pada setiap pompa. Dalam
buku “Pompa dan Kompressor” oleh Prof. Dr. Haruo Tahara, dan Ir. Sularso, hal. 26,
diberikan rumus :
H = ha + Δhp + ∑hf + (v2/2g) (m)
imana :
Ha = Perbedaan tinggi antara muka air di sisi keluar dan sisi isap (m)
= Head tekan + head isap
Δhp = Perbedaan tekanan statis yang bekerja pada kedua permukaan air (m)
(v 2/2g)= Kerugian keluar pada ujung pipa keluar
hf = Berbagai kerugian head pada instalasi
= hf1 + hf2 + hf3
dimana :
- hf1 = Kehilangan head akibat gesekan sepanjang pipa lurus
hf1 = (m)
dimana :
Q = Kapasitas pompa (m3/sec)
L = Panjang pipa lurus (m)
C = Koefisien untuk jenis pipa besi cor baru
D = Diameter pipa (m)
- hf2 = Kerugian pada belokan pipa
hf2 = f (v2/2g) x n
f = koefisien kerugian belokan pipa
=
v = kecepatan aliran dalam pipa (m/dt)
g = gravitasi bumi (m/sec2)
n=jumlah belokan yang digunakan
hf3 = Kerugian pada katup dan sambungan pipa
hf 3 = f x (v2/2g) x n
dimana :
f = koefisien kerugian pada katup dan sambungan pipa
v= kecepatan aliran dalam pipa (m/dt)
g = gravitasi bumi (m/sec2)
Dalam buku “Marine Power Plant”, oleh P. Akimov. hal. 495 diberikan rumus untuk
menghitung besarnya daya pompayang digunakan :
N = (Hp)
Dimana :
Q = Lajua aliran pompa (m3/sec)
H = Head total pompa (m)
ρ = Massa jenis air laut (kg/m3)
η = total efisiensi pompa (0,6 ~ 0,9)
Hal – hal yang perlu diperhatikan dalam perencanaan kamar mesin adalah sebagai berikut
a. Ukuran dari kamar mesin, sehingga diketahui luas ruangan dan volume ruangan.
b. Persyaratan dan ukuran setiap peralatan, hal ini dapat diketahui berdasarkan hasil
perhitungan–perhitungan dan ketentuan–ketentuan yang lain yang telah mendapat
persetujuan dari Biro Kalsifikasi yang ditunjuk.
c. Jumlah unit peralatan, dan ukuran dari peralatan-peralatan tersebut, hal ini sangat
mendukung perhitungan pengoperasian kapal tersebut.
Secara umum peralatan-peralatan yang ada di dalam kamar mesin terdiri dari :
1. Mesin utama (Main engine), berfungsi sebagai penggerak utama baling-baling (propeller) kapal.
2. Mesin bantu (Auxiliary engine), berfungsi sebagai sumber tenaga listrik yang akan digunakan
untuk semua kegiatan pendukung diatas kapal, seperti untuk penerangan, penggerak
pompa-pompa, penggerak peralatan bongkar muat, alat tambat, perlengkapan dapur, peralatan navigasi
dan peralatan lainnya.
3. Pompa beserta instalasinya untuk memindahkan cairan yang ada di atas kapal.
Adapun jenis-jenis pompa antara lain sebagai berikut :
a Pompa Ballast (ballast pump), digunakan untuk mengisi tangki - tangki ballast apabila kapal
dalam keadaan kosong sehingga berfungsi untuk menjaga keseimbangan kapal dalam keadaan
kosong (tanpa muatan).
b Pompa Sanitari air laut, Digunakan untuk membersihkan air dari geladak, dan untuk berbagai
keperluan di kamar mandi seperti untuk air mandi dan juga untuk WC.
c Pompa Minyak Pelumas, digunakan untuk memompa minyak pelumas dari tangki induk ke
tangki harian untuk keperluan mesin induk dan mesin bantu.
- Pompa penyuplai bahan bakar, yang berfungsi untuk memompa bahan bakar dari tangki induk ke tangki harian,
- Pompa penyuplai minyak diesel, yang berfungsi untuk memompa minyak diesel dari tangki induk ke tangki harian untuk kebutuhan mesin induk selama kapal berada di pelabuhan.
e Pompa Pemadam kebakaran (fire pump), Digunakan dalam keadaan darurat (terjadi kebakaran)
melalui hidran-hidran yang diletakkan sedemikian rupa sehingga mampu memadamkan
kebakaran yang terjadi. Untuk daerah bukaan geladak seperti pada palka di geladak utama,
digunakan sebuah pompa yang memasok air laut ke hydran yang diletakkan di forecastle,
sedangkan untuk ruang akomodasi digunakan pula pompa yang lain yang menyuplai air laut ke
hidran-hidran yang telah tersedia.
f Pompa Bilga (bilge pump), Digunakan untuk mengeringkan double bottom dari air sisa atau air
yang masuk kedalam sumur bilga (bilge well).
g Pompa Sanitari Air Tawar (fresh water pump), Digunakan untuk mengisi hidrofor yang
berfungsi sebagai penyuplai air tawar untuk keperluan dapur, air minum, mandi, mencuci dan
lain-lain.
h Pompa Air Laut Pendingin Cooler,digunakan untuk mendinginkan mendinginkan air tawar yang
keluar dari mesin dan masuk ke dalam cooler, dimana pompa ini bekerja secara kontinu selam
mesin beroperasi.
i Pompa Kotoran (vecal pump), digunakan untuk memompa kotoran–kotoran dari kamar
mandi, ruang cuci, dapur, dan toilet.
Disamping peralatan pompa-pompa, maka peralatan yang harus ada juga di dalam kamar
a Kompressor dan botol angin. Fungsi kompressor disini adalah mensupply udara masuk ke dalam
ruang bakar silinder yang kemudian akan bercampur dengan bahan bakar yang telah diatomisasi,
sebagai start awal pada mesin.
b Sea Chest, Digunakan untuk menampung air laut yang diambil langsung dari laut dengan sistem
pembukaan katup untuk berbagai keperluan air laut di atas kapal.
c Purifier atau filter (alat pembersih/penyaring), Digunakan untuk menyaring zat cair dari
kotoran–kotoran yang memiliki tingkat polusi lebih rendah. Contoh Pemakaian pada sistem air
tawar, yaitu pemompaan dari tangki induk ke tangki harian.
d Separator (Mesin pemisah), Berfungsi untuk memisahkan zat cair yang satu (yang memiliki
kadar polusi yang tinggi) dengan zat cair yang dapat dibuang langsung ke laut. Penggunaan
separator disini terdapat pada sistem bilga untuk menyaring kotoran yang terikut masuk dan
bercampur dengan kotoran pada sumur bilga, dan juga pada sistem bahan bakar untuk menyaring
kotoran yang terdapat pada sisa bahan bakar setelah masuk pada tangki di mesin untuk
dimasukkan kembali ke tangki harian.
e Peralatan pendingin (Cooler).
Penempatan peralatan disesuaikan dengan fungsi dan kegunaannya di atas kapal. Untuk
pompa peletakannya disesuaikan dengan fungsinya dan sebaiknya dekat dengan tangki yang
akan di pompa. Sedangkan untuk peralatan lainnya disesuaikan dengan fungsinya dalam suatu
rangkaian instalasi untuk pemindahan cairan di atas kapal.
Untuk pompa, jumlah pompa yang digunakan disesuaikan dengan kebutuhan apa saja,
cairan yang akan dipindahkan dan lamanya pengisian. Secara umum pompa-pompa di kapal
Pompa Dinas Umum (General Service Pump), berfungsi untuk melayani kebutuhan domestik bagi
ABK, termasuk keperluan sanitari di atas kapal seperti pompa bilga, pompa ballast, pompa
sanitari, pompa pemadam dan pompa darurat, dalam perencanaan ini tidak terdapat pompa dinas
umum.
Pompa untuk shipboard sistem, direncanakan untuk melayani mesin utama dan mesin bantu,
misalnya pompa air pendingin, pompa pemindah bahan bakar, pompa minyak pelumas, sirkulasi
pendingin dan lain-lain.
Pompa-pompa yang biasa digunakan untuk keperluan di atas kapal antara lain :
a Pompa Sentrufugal digunakan untuk pendingin mesin, ballast, air minum, kebakaran, sanitari.
Pompa yang dipilih berdasarkan pada daya, kapasitas, cairan yang dialirkan dan lain-lain.
b Pompa Rotari digunakan untuk pendingin mesin, bongkar muat, ruang emergensi dan alat
kemudi, sirkulasi minyak pelumas. Pompa ini dihubungkan secara vertikal ke tanah untuk
keamanan ruang.
c Pompa Bolak-balik Otomatis digunakan untuk air minum, kebakaran, sanitari, bahan bakar.
Pompa ini memiliki beberapa keunggulan antara lain kesederhanaan keandalan, efisiensi yang
memuaskan dan lain-lain.
d Pompa Bolak-balik Jenis Daya digunakan untuk ballast, air minum, kebakaran, bahan bakar,
sanitari.
Dalam perhitungan pompa sebagaimana formula perhitungan daya pompa, kita mengenal
beberapa komponen, antara lain :
1. Kapasitas (Q), yaitu volume cairan yang dipindahkan dalam satuan waktu.Satuannya adalah
m3/jam. kapasitas dipengaruhi oleh jumlah cairan yang dipindahkan, lamanya pemindahan cairan
2. Head (H), yaitu tekanan yang dinyatakan dalam meter kolom zat cair.
Satuannya adalah meter. Head yang dipakai dalam perhitungan adalah head total yang
merupakan keseluruhan head dari pompa yang merupakan penjumlahan dari static suction lift
(tinggi hisap) ditambah static discharge (tinggi tekan) ditambah dengan friction head (head
akibat gesekan sepanjang pipa lurus, kerugian-kerugian akibat penggunaan katup-katup,
bengkokan, sambungan serta pembesaran dan pengecilan sepanjang instalasi) ditambah velocity
head (kehilangan karena kecepatan yang bergantung pada kecepatan fluida dalam instalasi).
Head total disebut juga head manometric yang biasa tertulis pada setiap pompa, dari buku
“Pompa dan Kompressor” oleh Prof. Dr. Haruo Tahara, dan Ir. Sularso, hal. 26, diberikan
rumus :
H = Hs + Hd + HF (meter)
Dimana :
Hs = kerugian pada sisi isap (suction line)
Hd = Kerugian pada sisi keluar (discharge line)
HF = Hf1 + Hf2 + Hf3 + Hf4 + Hf5 + Hf6
dimana :
- Hf1 = Kehilangan akibat gesekan sepanjang pipa lurus
Hf1 =
dimana :
Q = Kapasitas pompa (m3/h), (m3/sec)
C = Koefisien untuk jenis pipa besi cor baru
D = Diameter pipa (m)
- Hf2 = kerugian pada ujung masuk pipa
Hf2 = f (v2/2g)
dimana :
f = koefisien kerugian pada ujung masuk pipa
= 0,2 (untuk Bell mouth)
v = kecepatan aliran dalam pipa (m/dt)
g = gravitasi bumi (m/dt2)
- Hf3 = Kerugian pada penggunaan belokan pipa.
Hf 3 = f x (v2/2g) x n
dimana :
f = koefisien kerugian pada belokan pipa
= 1,129 (untuk belokan 90 0)
n = jumlah belokan yang digunakan dalam instalasi.
- Hf4 = Kerugian pada penggunaan sambungan pipa.
Hf 4 = f x (v2 / 2g)
dimana :
f = koefisien kerugian pada sambungan pipa
- Hf5 = Kerugian pada penggunaan katup
Hf 5 = f x (v2 / 2g)
dimana :
- Hf6 = Kerugian karena kecepatan keluar (ujung keluar)
Hf 6 = ( v 2 / 2g )
Selain peralatan-peralatan di atas, di kamar mesin juga terdapat tangki seperti
tangki-tangki harian (Daily Service Tank), panel kontrol utama (Main Switch Board), ataupun ruang
kontrol kamar mesin. Hal lain yang juga perlu diperhatikan adalah instalasi gas buang sisa
pembakaran mesin utama dan mesin bantu serta ventilasi-ventilasi udara.
Untuk menghitung besarnya daya pompa yang digunakan, rumus pada buku “Marine
Power Plant”, oleh P. Akimov. hal. 495, dengan rumus sebagai berikut :
N = (Hp)
Dimana :
N = Daya pompa (Hp)
Q = Kapasitas pompa (m3/hr)
H = Head total pompa (m)
= berat jenis cairan yang dipindahkan (kg/m3)
= efisiensi kerja pompa (%)
Konstruksi Kamar mesin kapal
