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.

3 silinderMengapa 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 :

1.air compressor

        – 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

Dipublikasi di air compressor | 2 Komentar

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”.

 Image

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.

Dipublikasi di Review | 1 Komentar

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.

Dipublikasi di Uncategorized | Meninggalkan komentar

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

Dipublikasi di Gas Compressor, Thermodinamika | 3 Komentar

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.

Dipublikasi di Uncategorized | Meninggalkan komentar

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😀.

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.😀.

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🙂.

Dipublikasi di Thermodinamika | 1 Komentar

Wear Ring pada Centrifugal Pump

Pompa memindahkan liquid dari sisi hisap ke sisi keluaran (discharge). Pressure yang lebih tinggi pada discharge dapat mengalir balik ke suction  karena pressure-nya tentu saja lebih rendah. Liquid pada discharge akan mengalir melalui celah antara casing pompa dengan eye impeller. Akibat adanya kerugian di bagian dalam pompa ini (internal loss) dapat menyebabkan berkurangnya flow dan head centrifugal pump. Lihat alirannya pada gambar dibawah (bergaris merah).

Untuk mengatasi internal loss ini, celah antara casing pompa dengan eye impeller disisipi dengan wear rings. Ada 2 wear rings yang terpasang yaitu casing wear ring yang diam, dipasang pada casing dan impeller wear ring yang terpasang pada eye impeller dan ikut berputar.

Tentu saja kedua wear rings ini tidak boleh rapat sekali bersentuhan karena akan bergesekan sehingga panas dan dapat macet. Jadi masih ada celah yang akan teraliri cairan yang balik dari discharge sebagai pendingin dan lubrikasi kedua wear rings ini. Bila tidak terisi cairan (misalkan lupa tidak membuka suction valve) maka kedua wear rings ini akan bergesekan dan macet akibatnya unit pompa akan ikut macet juga dan tidak dapat beroperasi.

Setelah beroperasi dalam jangka waktu tertentu, celah ini tentu saja akan aus (worn) dan internal lossnya semakin banyak. Bila ini terjadi wear rings harus diganti. Penggantiannya  lebih murah dibandingkan dengan mengganti impeller dan casing secara keseluruhan. Jadi inilah keuntungan lainnya penggunaan wear rings yaitu lebih murah cost penggantiannya dibandingkan dengan mengganti seluruh casing dan impellernya.

Dipublikasi di Pompa | 1 Komentar