Pengaruh Kotaminasi Gas

Centrifugal Gas compressor merupakan salah satu equipment paling vital dan critical yang digunakan dalam industri oil & gas.  Oleh karena itu unjuk kerja compressor sedapat mungkin dijaga agar dapat beroperasi pada kapasitas penuh sesuai desain.

Pada kenyataannya, gas yang dikompres tidak benar-benar bersih walaupun sudah mengalami proses pemisahan sebelumnya. Seringkali mengandung cairan semacam uap air, glycol, dan kondensat hidrokarbon.  Gas kadang juga mengandung butiran padat semacam butiran pasir,debu dan black powder (serbuk hitam).

Black powder merupakan fenomena yang umum terjadi dalam perpipaan. Zat-zat seperti Hidrogen sulfide (H2S) dan air (H2O)  yang terkandung dalam gas dapat bereaksi dengan besi (Fe) dan akan membentuk sulfida besi (FeS) dan/atau oksida besi (FeO) yang dapat berupa serbuk hitam yang berukuran 0.3 mikron.

Partikel pada gas ini akan menyebabkan pengikisan dan endapan kotor (fouling) pada gas compressor.

Kasus I – Kontaminasi pada Guide vane

 Guide Vane ditempatkan di depan suction eye impeller agar aliran gas dapat masuk impeller dengan distribusi yang merata. Posisi sudutnya sudah diatur sedemikian rupa agar aliran gas efisien dengan stabilitas yang tinggi.

Aliran Gas Dari Guide Vane ke Impeller

Contaminant (zat pengontaminasi) pada guide vane dapat menyebabkan  penumpukan endapan (fouling) pada sudu-sudunya, kerusakan pada labyrinth seal  serta keretakan pada shroud (piringan)-nya. Bila hal ini terjadi tentu saja guide vane tidak akan dapt mendistribusikan aliran gas masuk impeller secara merata, maka head dan flow yang dihasilkannya akan berkurang. Dimana  pada speed sekian, head yang dihasilkan harusnya sekian dan pada horsepower sekian harusnya flow-nya sekian. Untuk mempertahankan head & flow sesuai desainnya maka gas turbine sebagai penggeraknya harus bekerja lebih keras dengan konsumsi fuel lebih banyak akibatnya temperature operasinya menjadi lebih panas.

 

Kasus II – Kontaminasi pada Balance Piston Labyrinth Seal

Salah satu kelemahan centrifugal compressor adalah efisiensinya yang lebih rendah  dibandingkan dengan reciprocating compressor.  Salah satu penyebabnya adalah adanya kebocoran pada balance piston labyrinth seal. Balance piston merupakan bagian dari rotor yang digunakan untuk mengurangi gaya aksial. Terdapat pada sisi discharge setelah impeller stage terakhir pada tiap casing multistage high pressure ratio gas compressor.

Untuk melawan gaya aksial, selalu terdapat gas yang dibocorkan yang melewati balance piston ini, kemudian diatur tekanannya dan diinjeksikan ke suction bearing capsule (disirkulasi ke bagian suction/sisi hisap)

Lihat gambar dibawah

 

Aliran kebocoran pada balance piston labyrinth seal (bergaris merah)

Jadi  wajar bila terdapat kebocoran internal yang melewati balance piston, oleh karena itulah efisiensi centrifugal compressor lebih rendah daripada tipe reciprocating. Labyrinth seal dipasang pada balance piston seal untuk memperkecil kebocoran internal ini.

Seiring berjalannya waktu clearance pada Labyrinth seal bertambah karena terjadi keausan, hal ini wajar.  Namun dengan adanya contaminant dalam gas, maka akan mempercepat keausan seal dan penambahan clearance-nya.

Akibatnya sirkulasi internal gas dari discharge ke suction menjadi lebih tinggi sehingga  mengurangi kapasitas gas yang dikompres. Gas dari discharge juga memiliki temperature yang tinggi dan bila terlalu banyak yang disirkulasikan kembali ke bagian suction tentu saja akan meningkatkan inlet Temperature. Hal ini akan menyebabkan massa gas tiap satuan volume yang dikirimkan oleh compressor menjadi berkurang.

Massa gas berkurang dapat dibayangkan dalam suatu pipa katakanlah 1 km yang terisi penuh oleh gas, namun karena panas maka gas itu merenggang akibatnya massa gas tersebut ringan dibandingkan apabila temperature-nya dingin.

Secara thermodynamis massa gas berkurang artinya energy gas  juga berkurang. Energi yang diukur dalam satuan foot-pound (force) per pound (mass) inilah yang disebut head (umumnya disebut feet of head). Jadi, Head-nya juga berkurang. Untuk mengejar Head yang diinginkan dengan pressure ratio yang diinginkan, compressor harus berputar lebih cepat. Power yang dibutuhkan penggeraknya juga menjadi lebih tinggi.

Akibatnya efisiensinya turun drastis.

Bahan Bacaan :

1. Materi Training Solar Turbine

Sepinggan Field, 31 desember 2011 @12:10 pm

Pos ini dipublikasikan di Gas Compressor. Tandai permalink.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s