Cara Kerja Starting Unloading System

Ketika ‘air compressor’ berhenti, setelah sebelumnya running, di dalam nya masih ada pressure udara yang terjebak dan tidak bisa keluar. Hal ini dapat mengakibatkan, bila compressor akan running, motor listriknya harus memutar beban yang berat. Oleh karena itu harus ada sistem yang dapat mengeluarkan udara  bertekanan yang terjebak ini secara otomatis begitu compressor berhenti sehingga ketika running lagi beban motor listrik menjadi ringan. Dengan cara ini umur V-belt dan motor listriknya lebih panjang dan mengurangi kemungkinan Trip overload relay-nya.

Centrifugal unloader , terpasang pada ujung crankshaft, memakai prinsip gaya sentrifugal dimana benda yang berputar akan memiliki gaya sentrifugal yang menjauhi pusat lingkaran.

Cara kerjanya sebagai berikut :

1.       ketika crankshaft berputar, weight (no. 1) dari unloader akan terkena gaya sentrifugal sehingga mengayun keluar. Gerakan ini mendorong plunger dan spring-nya (no. 2) berikut thrust pin (no. 3) kedalam sehingga pilot valve (no. 4) akan close. Ketika pilot valve close, udara dari HP cylinder (silinder stage 2) tertahan. Akibatnya udara tidak mengalir melalui valve ini ke atmosfer.

2.       Ketika compressor berhenti, gaya sentrifugal tidak lagi dihasilkan oleh crankshaft. Plunger ke posisi semula, spring mendorong plunger keluar yang selanjutnya mendorong thrust pin keluar. Gerakan thrust pin akan menekan pilot valve sehingga terbuka, udara bertekanan dari HP cylinder pun mengalir melalui pilot valve ke luar melalui inlet filter.

Ketika compressor bekerja, pilot valve tertutup maka tidak ada terjadi aliran udara (udara tertahan pada pilot valve) pada tubing. Jadi tubing seharusnya dingin karena tidak ada aliran udara. Bila ternyata tubing tersebut panas menunjukkan , salah satu penyebabnya , terjadinya kebocoran pada pilot valve. Bila hal ini terjadi valve harus di-adjust, bila tidak bisa harus diganti lalu di-adjust.

Foto tubing

Cara adjust pilot valve

1. masukkan kawat (bisa memakai allen key) ke dalam rumah pilot valve. Beri tanda (lihat garis merah) pada kawat yang searah dengan bagian mulut terluar pilot valve.

2. masukkan pilot valve dengan cara memutar ke kanan.

3. hentikan putaran pilot valve bila tanda pada kawat sudah bergerak 1/16 inchi dari mulut terluar pilot valve.

4. perkirakan jumlah shim yang terpasang.

3 Inspeksi utama Turbin Gas GE

Combustion Inspection (CI)

Inspeksi ini diperlukan untuk mengganti fuel nozzles dan mengecek combustion liners transition pieces dan crossfire tubes.

Mengapa part2 ini harus paling diperhatikan ?

Karena jika kita operasikan Gas Turbin dengan sistem pembakaran yang buruk dapat menyebabkan part2 dibagian hilir (downstream) seperti turbine nozzles dan buckets umurnya jauh lebih pendek. Part-part sistem pembakaran tersebut juga didesain merupakan part  yang pertama kali harus diganti atau direpair.

Inspeksi visual terhadap leading edge dari tiap-tiap (partition) turbine nozzle stage 1 dan buckets-nya untuk mengetahui adanya keausan (wear) atau kerusakan part-part ini. Inspeksi ini juga akan membantu menentukan jadwal hot gas path inspection.

Combustion liners, transition pieces, crossfire tubes, dan fuel nozzles harus dilepas dan diganti dengan liners baru atau repairan. Prosedur ini akan mengurangi downtime menjadi minimum.

Liners, transition pieces, crossfire tubes dan fuel nozzles yang sudah dilepas dapat dibersihkan, diinspeksi, dan diperbaiki kemudian.

Hot Gas Path Inspection (HGPI)

HGPI meliputi combustion Inspection diatas ditambah dengan inspeksi detail turbine nozzles and turbine buckets. Untuk itu separo bagian atas casing turbin (shell) dan nozzle stage 1 harus dilepas. Nozzle stage 2 dan turbine buckets akan di-inspeksi secara visual namun tidak dilepas. 1 set lengkap Turbine clearances harus diambil (datanya).

Seperti pada CI, direkomendasikan combustion liner, fuel nozzles dan transition pieces pengganti tersedia untuk dipasang setelah inspeksi visual.

Major inspection (MI)

MI meliputi inspeksi semua komponen utama yg saling bertemu ‘flange to flange” ketika turbine dalam operasi normal. Inspeksi ini mencakup pekerjaan yang ada di combustion inspection dan Hot Gas Path Inspection ditambah dengan :

• inspeksi casing-casing apakah ada yang retak/crack atau terkikis ?.
• sudu-sudu (blades) rotor dan stator juga di-cek clearance tip (ujungnya), apakah ada gesekan (rub), Melengkung (bow), retak (crack) dan warpages (perubahan bentuk akibat perbedaan kekuatan & ketebalan material terhadap temperatur).
• Shrouds juga di cek clearance-nya, ada gesekan, kikisan (erosion) dan build-up (akumulasi kotoran).
• Seals dan hook fits-nya nozzles dan diaphragms juga di-inspeksi apakah ada rub, erosion, fretting (gerusan benda lunak misal karet seal terhadap benda keras misal shaft) atau kerusakan karena panas.
• Kompressor dan inlet nya juga perlu diperiksa apakah ada fouling (timbunan kotoran misal debu), erosi, korosi, dan kebocoran.
• Bearings dan seals juga diperiksa clearance-nya dan apakah mengalami wear (keausan)
• Semua clearances di-cek terhadap nilai awal/orisinal-nya

 

Terjemahan bebas dari MS-5000 Heavy Duty Gas Turbine Service Manual

Tipe-Tipe Inspeksi Gas Turbin

Untuk mendapatkan reliability dan availability unit yang maksimal diperlukan program inspeksi periodik yang terplanning dengan disertai perbaikan dan penggantian part2 yang diperlukan.

Sistem2 apa saja yang di-inspeksi ? alasan meng-inspeksi apa ? apa saja tindakan yang perlu dilakukan ?

tipe-tipe inspeksi pada gas turbin GE antara lain sebagai berikut :

Shutdown inspection dilakukan ketika unit dimatikan yang meliputi Combustion Inspection, Hot gas path inspection dan major inspection. Tiga inspeksi ini merupakan Inspeksi Utama yang memerlukan perhatian khusus dan planning yang tepat.

“standby” inspection dilakukan ketika unit shutdown. Service rutin sistem battery, mengganti filters, ngecek level oli dan air, membersihkan relays, mengecek setting dan kalibrasi device, lubrikasi dan PM umum lainnya dapat dilakukan ketika tidak banyak pemakaian listrik (off-peak hours) tanpa mengganggu availability turbin.

Running inspection : dilakukan saat start-up dan ketika unit beroperasi. Untuk melihat kondisi umum unit gas turbin dan peralatan2 terkait.

‘periodic test run” sangat direkomendasikan unit dioperasikan pada load yang optimum sekurangnya 1 jam dalam 2 bulan dan data di-record. Tujuannya untuk mengeringkan uap air yang mungkin terakumulasi didalam ducting dan komponen lain karena variasi temperatur atmospher dan kelembaban. Jika unit mati dalam waktu lama maka lakukan perawatan mingguan : letakkan hydraulic ratchet dan sirkulasikan pelumas untuk melapisi journal2 (bearing) agar tidak berkarat.

Inspeksi spesial seperti borescope dapat digunakan untuk memperpanjang planning perawatan periodik tanpa mengganggu availability. Visual inspection juga perlu dilakukan ketika ada personnel dalam unit yang merupakan inspeksi secara visual (misal untuk memeriksa kebocoran dll)

Mencegah Cidera Jari Tangan

     Di lokasi kerja pukul-memukul dengan palu untuk membuka baut sudah merupakan pekerjaan rutin yang tidak dapat dielakkan. Untuk baut ukuran sedang bisa dipakai palu 2.5 kg, namun untuk baut yang bandel mau tidak mau dipakai palu 5 kg.

      Satu orang memegang palu, sedang satu orang lainnya memegang kunci pukul. Disini ada resiko yang cukup besar dimana bila si pemukul palu meleset akan mengenai tangan pemegang kunci. Tentu saja akibatnya tidak main-main, sangat mengerikan bila kita melihat foto-foto tangan yang terluka.

      Untuk menghindari resiko cidera pada tangan tersebut dapat memakai alat tambahan yang disebut “Fingersaver”. Dengan fingersaver tangan pemegang kunci tidak akan berada pada ‘line of fire’ atau lintasan bahaya gerakan palu.

.

Alat ini di-desain oleh karyawan Exxon di Fawley yaitu sebuah oil refinery yang terletak di Fawley, Hampshire, Inggris karena diminta oleh refinery mechanical manager-nya untuk mencari cara mencegah cidera jari tangan pada TA/Turn Around mendatang. Akhirnya muncul ide alat seperti ini

Alat ini terdiri dari 3 bagian : 

1. High grade, high strength plastic moulded outer shell

2. Moulded high grade rubber tensioner

3. Seat Belt grade holding strap

 

info lebih jelas dapat dilihat di : http://www.fingersaver.co.uk/

Cara Kerja Air Compressor

Artikel berikut ditujukan , dan mudah-mudahan berguna, untuk business partner (kontraktor) yang bekerja di lapangan. Dengan memahami cara kerja diharapkan dapat mudah melakukan perbaikan (service)  dan penyelesaian masalah (troubleshoot).

Air compressor adalah kompressor yang  menyediakan udara pada tekanan yang cukup terutama untuk keperluan instrumentasi, makanya sering disebut juga dengan Instrument air compressor.

Salah satu air compressor yang cukup handal adalah reciprocating compressor merk ingersoll rand 15T yang merupakan 2 stage, dengan 3 cylinder. Cylinder adalah tempat dimana didalamnya ada piston (torak) yang bergerak maju-mundur, menghisap dan memampatkan udara.  Dua silinder pertama berukuran sama besar adalah stage pertama, sedang silinder yang lebih kecil (untuk kompresi yang lebih tinggi) adalah stage kedua.

Mengapa pada compressor ukuran casing semakin mengecil pada high pressure-nya? Sedangkan pada pompa casingnya berukuran sama semua dari stage awal sampai stage terakhir? Ini karena udara adalah zat yang compressible (mampu dimampatkan) , sedangkan liquid/cairan adalah zat incompressible (tidak mampu dimampatkan).

Berikut sekilas cara kerjanya :

–        – Saat suction stroke stage pertama,dimana piston melakukan gerakan hisap, udara luar (atmosfer) masuk kedalam silinder melalui inlet filter kemudian inlet valve yang terletak di cylinder Head.

–          – Saat compression stroke stage pertama, dimana piston melakukan gerakan kompresi, udara di-kompresi (ditekan) sehingga pressure-nya naik kemudian keluar melalui discharge valve selanjutnya ke manifold.

–          – Dari manifold, udara mengalir melalui intercooler tubes dimana panas stage pertama akibat kompresi didinginkan.

–         –  Saat stage kedua melakukan suction stroke, udara tadi masuk melalui inlet valve

–          – Kemudian ketika compression stroke stage kedua, udara tadi di-kompressi ke pressure yang lebih tinggi (tekanan akhir)

–          – Selanjutnya udara melewati aftercooler untuk didinginkan. Pendinginan ini, seperti pada intercooler,  menggunakan udara yang dihisap oleh flywheel  kompresor itu sendiri yang memiliki sudu-sudu seperti kipas angin. Baik intercooler maupun aftercooler memiliki tube-tube dan plate-plate (piringan kecil-kecil dan banyak) sebagai sarana memperluas permukaan media agar panasnya semakin banyak yang dihilangkan. Tujuan pendinginan agar didapatkan udara yang banyak dalam volume yang sama (udaranya tidak terlalu mengembang) dan mengurangi terjadinya karbon.

–          – Udara kemudian masuk ke air receiver tank /vessel selanjutnya ke air dryer untuk dikeringkan.

Balikpapan, 9-mei 2013

Reliability Enhancement

Sesuai namanya workshop Reliability Enhancement yang baru saja selesai saya ikuti adalah upaya untuk meningkatkan Reliability (kehandalan) sistem produksi tempat kita bekerja. Upaya ini diawali dengan membuka mindset kami sebagai pekerja teknis di lapangan tentang “bisnis maintenance”. Untuk membuka wawasan kami diundanglah bapak Dr. Ir. Rachmat Kentardjo Bachrun yang mana beliau ini sosok seorang suhu yang sudah malang melintang di dunia maintenance dan sudah banyak memberikan pencerahan di berbagai perusahaan migas.

Profil beliau dapat dilihat di : http://id.linkedin.com/pub/rachmat-kentardjo-bachrun/2b/3b/6a5

Dalam  5 hari training yang dilaksanakan tanggal 5-9 april 2013 ini dimulai dengan pembahasan RCM secara umum dalam 2 hari pertama. Penjelasan tentang 6 kurva failure mode terutama dijelaskan secara mendetail kurva bak mandi “bathtub curve”.

 

Pada hari ke-3 dijelaskan tentang ECA (Equipment Reliability Analysis) dan contoh kasusnya.

Kadang penjelasan beliau diselingi dengan grafik2 dan rumus-rumus thermodinamika dan ilmu bahan yang cukup njlimet bila menyangkut suatu peralatan. Namun beliau dapat menjelaskannya dengan bahasa sederhana sehingga mudah ditangkap.

 Pada hari ke-empat diterangkan tentang RBD (Reliability Block Diagram) yang untuk menganalisa kehandalan suatu sistem dan hubungan antar peralatan satu dengan yang lainnya. Juga tentang penggunaan software Blocksim, Weibull, dan RGA.

Hari ke-5 atau terakhir membahas tentang FMEA sambil praktek langsung pemakaiannya dalam menganalisa failure mode gas engine yang cukup membuat peserta terlibat dalam diskusi yang cukup hangat.

Tentu saja workshop seperti ini sangat berguna karena dapat menimbulkan awareness terhadap peralatan yang ada dan agar implementasi RCM (yang ujung-ujungnya meningkatkan reliability dan mengurangi cost) ini “nyambung” antara manajemen dan pekerja lapangan sehingga tidak hanya berakhir pada dokumentasi saja.

Menghadapi Tes Bahasa Inggris

Perusahaan migas umumnya selalu menggunakan bahasa Inggris dalam kesehariannya, baik lisan maupun tulisan. Entah itu meeting, presentasi, email, istilah-istilah, poster, manual book, dll. Untuk itu bahasa Inggris selalu ada dalam tes-tes masuk perusahaan Migas. Dapat dikatakan pintu gerbang untuk sukses masuk kesana.

Dulu pada waktu melamar Unocal tes bahasa Inggris yang harus dihadapi adalah TOEIC. Soal-soal tesnya sangat mirip dengan buku Barron’s TOEIC yang dijual di toko-toko buku besar. Pernah juga ikut tes di tempat lain soal-soal tesnya ada 100 soal, dan…grammar semua. Bahkan perusahaan manufaktur yang dulu pernah saya lamar, mengadakan tes bahasa Inggris juga.

Salah satu kendalanya adalah selama kita sekolah SMP/SMA kita belajar grammar dengan bagus. Namun semasa kuliah bertahun-tahun kita banyak bergelut di Reading-nya. Jadi setelah lulus, reading-nya bagus, namun grammar, apalagi speaking dan listening-nya jeblok.

Soal-soal tes bahasa Inggris tersebut seringkali banyak jumlahnya dengan batas waktu yang minimal. Untuk itu kita perlu “feeling” dalam mengerjakannya. Tentu mengasah feeling ini tidak bisa instant. Alangkah baiknya selama kita kuliah yaa baca-baca buku grammar dikit-dikit, listening, latihan speaking juga sangat membantu.

Salah satu buku yang bagus menurut saya adalah buku grammar karangan betty schrampfer azar. Buku ini banyak dijual di gramedia/gunung agung. Ada 3 level buku ini : berwarna merah “Basic English Grammar” untuk pemula, Berwarna Hitam “Fundamentals of English Grammar” untuk menengah, dan berwarna Biru “Understanding and using English grammar” untuk tingkat lanjut. Penjelasan grammar dalam buku ini cukup bagus, menggunakan american english, dan contoh-contoh soal yang tidak terlalu sulit namun juga tidak terlalu mudah. Lebih bagus beli yang ada jawabannya, ada tulisan with answer di sampulnya. Jadi cukup menantang.

Selamat belajar.

Isentropic Efficiency

Centrifugal compressor bertugas menaikkan tekanan gas dari suction ke discharge. Untuk mendorong gas ini ke tekanan yang lebih tinggi diperlukan energi dalam hal ini dilakukan dengan impeller yang berputar.

Gas alam merupakan campuran (mixture) dari berbagai gas dan mempunyai berat, bisa ringan bisa berat. Gas yang ringan memerlukan energy yang lebih besar untuk menekannya. Sedangkan gas yang lebih berat (lebih padat) memerlukan energy yang lebih sedikit. Energi yang diperlukan oleh gas compressor tiap satuan berat untuk menaikkan tekanannya dari suction ke discharge inilah yang disebut Head.

Head (ft) = Kerja oleh impeller (ft .lbf) / berat gas (lbm)

Isentropic Head adalah Head yang benar-benar diperlukan oleh gas compressor untuk menaikkan tekanannya, dengan mengabaikan losses yang terjadi.

Sedangkan Actual Head adalah Isentropic Head ditambah dengan losses yang ada di centrifugal compressor baik losses mekanikal maupun aerodinamis.

Efisiensinya dinyatakan dalam isentropic efficiency atau biasa disebut dengan ETAisen yaitu Isentropic Head dibagi dengan actual Head. Misal ETAisen-nya 0.7 artinya energy yang benar-benar dipakai untuk menaikkan gas adalah 70% sedangkan sisanya 30 % adalah losses yang terjadi.

Faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi centrifugal gas compressor

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi unjuk kerja centrifugal gas compressor. Cara yang paling mudah adalah dengan melihat rumusnya 🙂

T1 = absolute suction Temperature (dalam R)
T2 = absolute discharge Temperature (dalam R)
P1 = absolute suction Pressure (dalam Psia)
P2 = absolute discharge pressure (dalam Psia)
K = ratio specific heat

Dari rumus diatas terlihat bila T2 (Temperatur discharge) semakin besar maka efisiensinya akan menurun. Operator lapangan yang tiap hari reading dapat memprediksi secara sederhana performance unitnya. Bila T2 menunjukkan trending yang naik, hal ini dapat disebabkan oleh internal losses maupun resirkulasi pada seal yang ada di dalamnya (lihat tulisan sebelumnya tentang kebocoran internal pada centrifugal gas compressor). Akibat adanya resirkulasi internal maka Temperatur keluarannya akan lebih tinggi.

Faktor lain yang dapat dengan mudah dilihat adalah pressure ratio-nya (P2/P1). Bila Pressure Discharge P2 menunjukkan trending menurun, itu artinya kemampuan compressor untuk mengkompresi gas juga mengalami penurunan

Isentropic Head

Didalam kurva performance gas compressor dapat kita jumpai “Isentropic Head” pada sumbu-Y dan “inlet volume flow” pada sumbu-X. Kurva ““compressor performance” ini juga saya temui pada layar pemantau gas compressor yang berada di control room.

Apa itu Isentropic Head ?

Tentu saja ini istilah Thermodinamika dan terkesan berbau teoritis, mungkin juga tidak begitu menarik bagi operator lapangan maupun crew maintenance. Namun mengapa istilah ini berikut kurvanya ada di layar monitor control room yang notabene ditunggui oleh operator ? Pastilah ada sisi praktis dan kegunaannya.
Namun sayangnya saya belum menemukan sisi praktisnya 🙂 (karena kekurangan experience di bidang ini). Bila ada pembaca yang tahu, dengan senang hati mohon saya diberi pencerahan.

Disini saya akan membahas aspek teoritis-nya saja dahulu.

Disini ada 2 kata kunci : Isentropic dan Head.

Dari Thermodinamika kita mengenal “Entropy”. Entropy adalah ukuran kehilangan energi (energy lost) pada suatu sistem. Dalam suatu proses kompresi yang ideal tidak ada energy lost , 100 % efisient, atau entropy-nya constant (Isentropic).

Isentropic merupakan proses yang reversible, dan tentu saja proses ini hanyalah pendekatan dan untuk estimasi. Dalam realitanya, proses yang terjadi adalah irreversible karena adanya berbagai lost baik aerodynamics, internal losses maupun gesekan.

Sedangkan Head adalah jumlah energy yang ditambahkan kedalam gas yang dikompres oleh gas compressor.

Isentropic Head adalah penambahan energy (yang ditandai dengan naiknya enthalpy) suatu proses kompresi yang isentropic atau proses ideal.

Kenaikan energy/enthalpy ini dipengaruhi oleh property gas yang dikompres, Temperatur pada suction, dan pressure ration antara discharge-suction.

Kondisi sesungguhnya adalah terjadi penambahan entropy. Semakin bagus suatu gas compressor, ia akan semakin mendekati isentropic.Jumlah Penambahan entropy ini tergantung dari efisiensi gas compressor tersebut.

Nostalgia Bersama Thermodinamika

Thermodinamika merupakan ilmu yang menarik. Sangking menariknya sampai saya mengambil mata kuliah ini berulang kali :-). Berulang kali karena dapat C atau D teruuus… yah memang untuk memahaminya dengan baik,salah satu resepnya kita harus rajin latihan soal.

Buku ajar yang dulu dipakai adalah “Thermodynamics, an engineering approach” karya Dr. Yunus Cengel, sebuah buku yang enak dibaca, mudah difahami dalam penyajiannya, banyak gambar disisi kiri atau kanan hampir tiap halamannya, dan banyak contoh soalnya.

Buku ini cukup tebal, untuk memilikinya (lebih tepat foto kopi 😀 ) perlu minta uang agak banyak pada orang tua (ibu saya, soalnya ayah saya meninggal waktu saya kelas 1 SMA). Nah karena keluarga besar (anak banyak) dan pas-pasan, kita faham kondisi keuangan dan nggak enak kalau minta uang tambahan. Buku tersebut akhirnya gagal saya miliki semasa kuliah :-(.Beruntunglah keluarga pas-pasan sebelum tahun 2000 karena kesempatan kuliah masih terbuka lebar :-D.

Karena sering mengulang dan akhirnya berulang kali ketemu, maka lama-lama timbullah bibit-bibit cinta…… pada thermodinamika. Sebagai bukti cinta, buku thermodinamika akhirnya bisa saya miliki juga…. setelah saya bekerja. :-D.

Saya lihat Thermodinamika ini erat dan kuat hubungannya, salah satunya, dengan Gas Compressor. Unjuk kerja gas compressor ini dapat dilihat pada kemampuannya menghasilkan tekanan dan banyaknya (capacity) gas yang dapat ditekan (kompresi) pada sejumlah waktu tertentu.

Masalahnya gas yang dikompresi ini merupakan campuran (mixture) yang kompleks. Dari yang ringan seperti metana, sampai Heavier Hydrocarbon, belum lagi ada unsur lain (impurities) seperti H2S.

Gas alam ini mempunyai massa, energy, dan sifat-sifat (properties). Sifat fisik seperti Temperatur, Pressure, dan massa, juga sifat Thermodinamis seperti specific gravity, density, specific heat capacity, dan compressibility gas. Sifat Thermodinamis merupakan properties yang menyebabkan perubahan temperature (Thermo) maupun energinya (Dinamika/pergerakan molekulnya).

Komposisi gas alam ini berbeda satu sumur dengan sumur lainnya. Perubahan komposisinya juga terjadi seiring dengan umur sumur gas tersebut. Maka pemahaman konsep Thermodinamika sangat membantu dalam memahami performance gas compressor.

Komposisi dan susunan (gabungan) gas alam menentukan karakteristik bagaimana ketika gas itu dikompresi. Karakteristik ini harus diperhatikan ketika desain, pemilihan gas compressor untuk aplikasi tertentu, dan penentuan unjuk kerja gas compressor yang sudah terpasang pada suatu field.

Selamat mempelajari (lagi) Thermodinamika :-).