Post on 06-Jul-2018
8/17/2019 Pemeliharaan Kompresor Screw
1/18
21
BAB IV
PEMBAHASAN
4.1 Deskripsi Data
Pusat Listrik Tenaga Mesin Gas (PLTMG) Sei Gelam 90 MW merupakan
pembangkit yang sistem-sistem kerjanya hampir sama dengan cara kerja sistem
di Pusat Listtrik Tenaga Diesel (PLTD), hanya saja perbedaanya pada bahan
bakar yang digunakan di PLTMG yaitu gas. Dalam menunjang proses operasi
mesin PLTMG dibantu dengan kinerja dua kompresor, yaitu kompresor udara
starting dan kompresor udara instrumen. Untuk yang pertama kompresor udara
starting berfungsi untuk membantu menyuplai pasokan udara tekan ke ruang
silinder liner piston pada saat start awal mesin. Kemudian kompresor yang
digunakan untuk menghasilkan udara instrumen yaitu kompresor bertipe screw.
Kompresor instrumen ini digunakan untuk membantu kerja dari peralatan
instumentasi dan kontrol mesin. Kedua kompressor ini memiliki perbedaan dari
hasil udara yang dihasilkan. Untuk kompresor udara starting menghasilkan
tekanan udara mencapai 29 bar, sedangkan untuk kompresor instrumen
menghasilkan udara pada tekanan sampai 7 bar. Dalam laporan ini akan
membahas mengenai pemeliharaan kompresor instrument TCA 901 dan TCA
902 di PLTMG Sei Gelam. Sebelum membahas pemeliharaan kompresor
instrumen, penulis akan memaparkan mengenai spesifikasi dari kompresorinstrumen yang digunakan di PLTMG Sei Gelam adalah sebagai berikut
8/17/2019 Pemeliharaan Kompresor Screw
2/18
22
Specification Engine Compressor Screw
Manufacturer’s name Gardner Denver Oy Mnufacturer’s address Finlandia
Type engine compressor Compressor Screw WD 22
Capacity and power consumption
Normal working pressure (barg) 6,5
Capacity at normal working pressure (m3 /h) 174
Capacity at normal working pressure (m3 /min) 2,90
Shaft power at normal working pr.(kW) 20,5
Maximum working pressure (barg) / (MPag) 7 / 0,7
Minimun working pressure (barg) / (MPag) 3 / 0,3
Idling shaft power consumption (kW) 4,5
Male rotor speed (rpm) 5260
Transmission : Belt
Maximum Ambient temperature 500
Cooling
Allowed ambient temperature min-max (C 0) 0 – 50
Compressed air temp. Above cooling medium temp.(C 0) 10
Air cooled compressors (EA)
Cooling air flow (m3 /s) 1,4
Max. cooling air pressure drop (Pa) 30
Cooling air temperature rise (C 0) 11
8/17/2019 Pemeliharaan Kompresor Screw
3/18
23
Motor and electrical values
Main motor : F - class IP 55 (kW) 22Speed of rotation (rpm) – main motor 2935
Fuse (max) (400 V)(A) 50
Current for package (400V) (A) 37
Control voltage (V) 230/240
General technical data
Oil quantity (I) 8,5
Oil carryover (mg/m3) 3
Air outlet T1 DN 32
Condensate drain T2 -
Weight with canopy (kg) 440
Noise data (dB(A)
Sound pressure level / power level with canopy 82 / 100
8/17/2019 Pemeliharaan Kompresor Screw
4/18
24
Setelah mengetahui spesifikasi dari parameter kompresor instrumen,
dalam laporan ini juga akan memaparkan Piping and Instrument Diagram (P&ID) dari kompresor instrument TCA 901 dan TCA 902 di PLTMG Sei
Gelam. Berikut P&ID dari kompresor instrument
Gambar 4 P&ID Sistem Udara Instrumen
4.2 Dasar Teori
Kompresor adalah alat yang digunakan sebagai pemampat atau
pengkompresi udara bertekanan. Karena proses pemampatan, udara mempunyai
tekanan yang lebih tinggi dibandingkan dengan tekanan udara lingkungan (1atm)
maka udara bertekanan yang sudah dikompresi oleh kompresor akan ditampung
di tempat penampung udara. Pada dunia industri, penggunaan kompresor
sangatlah diperlukan untuk mendukung jalannya proses operasi suatu peralatan
yang menggunakan udara bertekanan. Penggunaan kompresor di dasarkan untuk
jenis keperluan dengan menggunakan udara bertekanan dari rendah sampai ke
8/17/2019 Pemeliharaan Kompresor Screw
5/18
25
tekanan tinggi. Untuk itu diperlukan pengetahuan jenis kompresor yang akan
digunakan. Berikut merupakan klasifikasi pembagian kompresor menurut“Parker Hannifin” :
Gambar 5 Jenis-jenis kompresor
Berikut beberapa uraian mengenai jenis-jenis kompressor yang telah
dikelompokkan diatas menurut “Parker Hannifin”. Berdasarkan dari cara
kerjanya kompresor dibagi menjadi dua pengelompokan jenis kompresor yaitu :
1. Kompresor Pemindah Positif (Positive Displacement Compressor ).
2.
Kompresor Dinamik ( Dinamic Compressor ).
A. Kompresor pemindah positif (Possitive Displacement Comprssor)
Kompresor pemindah positip adalah kompresor dengan prinsip kerja
menaikkan tekanan udara atau gas dengan merubah volume udara atau gas
8/17/2019 Pemeliharaan Kompresor Screw
6/18
26
dari besar ke kecil di dalam ruang tertutup. Kompresor ini menggunakan
prinsip Jika suatu gas di dalam ruangan diperkecil volumenya ataudipersempit ruangannya, maka gas tersebut akan mengalami penambahan
tekanan. Menurut gerakan komponen pemindah energinya, kompresor
pemindah positif terdiri dari 2 (dua) kelompok, yaitu:
1. Kompresor Reciprocating
Yaitu kompresor dimana komponen pemampatannnya terdiri dari piston
atau torak yang bergerak translasi (bolak-balik) di dalam silinder. Gerakan ini
diperoleh dengan menggunakan poros engkol yang bergerak berputar dan
batang penggerak yang merubah gerakan putar poros engkol gerak bolak-balik
pada torak. Gerakan torak inilah yang menghisap udara masuk kedalam
silinder dan memampatkannya, sehingga terjadi penambahan energi pada
udara berupa tekanan. Contoh: kompresor torak,kompresor diafragma,
kompresor labyrinth.
2. Kompresor Putar (Rotary Compressor)
Kompresor rotary yaitu kompresor dimana untuk memperoleh tekanan
udara menggunakan elemen yang berputar (rotor) terhadap stator, kompresor
jenis rotary yang umum digunakan, yaitu kompresor sudu luncur dan
kompresror screw (kompresor sekrup). Berikut penjelasan dari kompresor
sudu luncur dan kompresor sekrup:
a. Kompresor sudu luncur mempunyai sebuah rotor bersudu dan berputar
didalam stator berbentuk silinder. Rotor dipasang secara eksentrik
terhadap silinder, sudu-sudu dipasang pada alur di sekeliling rotor dan
ditekan ke dinding silinder oleh pegas dalam alur. Jika rotor berputar
maka sudu akan ikut berputar sambil meluncur di permukaan dalam
dinding silinder untuk menekan udara.
8/17/2019 Pemeliharaan Kompresor Screw
7/18
27
b. Kompresor sekrup mempunyai sepasang rotor berbentuk sekrup.
Dimana salah satu poros dari rotor kompresor dihubungkan langsungdengan motor penggerak yang disebut driver, dan yang satunya lagi
adalah driven. Pasangan ini berputar serempak dalam arah yang
berlawanan dan saling mengait seperti roda gigi dan memberikan
tekanan pada gas/udara.
B. Kompresor Dinamik
Kompresor dinamik yaitu kompresor dengan prinsip kerja merubah
kecepatan udara atau gas yang digerakkan oleh impeller ke dalam tekanan.
Kompresor ini terdiri dari:
1. Kompresor sentrifugal
Kompresor udara sentrifugal merupakan kompresor dinamis, yang
tergantung pada transfer energi dari impeller berputar ke udara. Rotor
melakukan pekerjaan ini dengan mengubah momen dan tekanan udara.
Ketika sebuah objek benda diputar dalam gerak melingkar, benda tersebut
akan cenderung terlempar keluar dari pusat lingkaran. Satu cara untuk
menambah energi kepada fluida adalah dengan memutar fluida tersebut
dalam arah melingkar. Gaya yang mengakibatkan sebuah objek terlempar
keluar dalam gerak melingkar disebut gaya sentrifugal. Momen ini dirubah
menjadi tekanan tertentu dengan penurunan udara secara perlahan dalam
difuser statis. Kompresor udara sentrifugal adalah kompresor yang
dirancang bebas minyak pelumas. Roda gigi yang dilumasi minyak
pelumas terletak terpisah dari udara dengan pemisah yang menggunakan
seal pada poros dan ventilasi. Sentrifugal merupakan kompresor yang
bekerja kontinyu dengan sedikit bagian yang bergerak, lebih sesuai
digunakan pada volume yang besar dimana dibutuhkan bebas minyampada
udaranya.
8/17/2019 Pemeliharaan Kompresor Screw
8/18
28
2. Kompresor Aksial
Kompresor ini memiliki prinsip kerja seperti jenis rotari yaitu system udaraalir dan cocok sebagai penghantar udara yang besar. Kompresor aliran ada
yang dibuat arah masukannya udara secara aksial dan ada yang radial.
Keadaan udara dirubah dalam satu roda turbin atau untuk lebih
mengalirkan kecepatan udara. Energi kinetik yang ditimbulkan diubah ke
energi yang berbentuk tekanan. Pada komporesor aliran aksial, udara
mendapatkan percepatan oleh sudut yang terdapat pada rotor alirannya ke
arah aksial. Percepatan yang ditimbulkan oleh kompresor aliran radial
berasal dari ruangan ke ruangan berikutnya secara radial. Pada lubang
masukan pertama udara dilemparkan keluar menjauhi sumbu dan oleh
dinding ruangan dipantulkan dan kembali mendekati sumbu. Dari tingkat
pertama masuk lagi ketingkat berikutnya, sampai beberapa tingkat yang
dibutuhkan. Disini nosel masuk berfungsi mengarahkan dan mempercepat
aliran gas atau udara ke dalam sudu pengarah. Dari sudu pengarah, gas
akan masuk ke sudu putar yang akan menambahkan energi ke daam gas.
Sudu tetap berfungsi sebagai difuser dan pembelok arah aliran ke deretan
sudu gerak pada tingkat berikutnya. Kompresor ini umumnya dipakai
untuk kapasitas yang besar tetapi dengan tekanan yang tidak terlalu tinggi.
3. Kompresor Radial
Percepatan yang ditimbulkan oleh kompresor aliran radial berasal dari
ruangan ke ruangan berikutnya secara radial. Pada lubang masuk pertama
udara dilemparkan keluar menjauhi sumbu. Bila kompresornya bertingkat,
maka dari tingkat pertama udara akan dipantulkan kembali mendekati
sumbu. Dari tingkat pertama masuk lagi ke tingkat berikutnya, sampai
beberapa tingkat sesuai yang dibutuhkan. Semakin banyak tingkat dari
susunan sudu-sudu tersebut maka akan semakin tinggi tekanan udara yang
dihasilkan. Prinsip kerja kompresor radial akan mengisap udara luar
8/17/2019 Pemeliharaan Kompresor Screw
9/18
29
melalui sudu-sudu rotor, udara akan terisap masuk ke dalam ruangan isap
lalu dikompresi dan akan ditampung pada tangki penyimpanan udara bertekanan hingga tekanannya sesuai dengan kebutuhan.
Pada laporan ini akan membahas mengenai perawatan dari kompresor
instrument TCA 901 dan TCA 902 di PLTMG Sei Gelam yang menggunakan
kompresor instrument bertipe rotary screw WD22 yang berasal dari pabrikan
Gardner Denver Oy Finlandia. Kompresor instrument di PLTMG terdiri dari dua
unit kompresor, dimana dua unit kompresor ini akan beroperasi secara kontinyu
memenuhi kebutuhan udara instrument pada saat mesin operasi. Kompresor
instrument PLTMG Sei Gelam yang bertipe rotary screw memiliki beberapa
bagian dan komponen untuk menjalankan proses operasinya. Untuk itu
pengenalan singkat mengenai kompresor screw beserta bagian komponennya
akan dibahas terlebih dahulu sebelum kita melakukan perawatan dari kompresor
tersebut.
A.
Pengenalan Kompresor Screw
Kompresor screw termasuk jenis kompresor pemindah positif yang
tergolong dalam kompresor putar ( Rotary Compressor ). Kompresor ini
memampatkan (menambahkan energi) udara atau gasnya dengan putaran
serempak kaitan gigi-gigi rotor atau roda gigi yang berputar dengan arah yang
berlawanan dan saling berkaitan. Rotor tersebut yang satu mempunyai alur
cembung (male rotor ) dan yang satunya mempunyai alur cekung ( female
rotor ) yang saling mengait satu sama lain, kedua rotor tersebut ditumpu kedua
ujungnya oleh bantalan yang salah satu ujungnya diberi bantalan aksial untuk
menahan gaya aksial yang timbul dari perbedaan tekanan udara yang bekerja
pada kedua ujung rotor. Putaran serempak dan berlawanan inilah yang
8/17/2019 Pemeliharaan Kompresor Screw
10/18
30
memindahkan dan memberikan tekanan kepada udara sepanjang alur rotor
dari sisi masuk ke sisi keluar.
Gambar 6 Penampang Kompresor Screw
B. Bagian – Bagian Kompresor Screw
Gambar 7 Bagian Penampang Kompresor Screw
8/17/2019 Pemeliharaan Kompresor Screw
11/18
31
Gambar 8 Bagian Penampang Atas Kompresor Instrumen
Fungsi dari masing bagian utama kompresor screw yaitu :
1. Electrical motor
Berfungsi sebagai motor penggerak yang mengerakkan rotor air end drive dari
kompresor agar rotor dapat mengkompresi udara lewat putaran dari dua buah rotor
kompresor
2. Belts
Berfungsi sebagai transmisi penghubung tenaga antara putaran dari rotor
kompresor dengan putaran rotor motor.
8/17/2019 Pemeliharaan Kompresor Screw
12/18
32
3. Air end
Berfungsi sebagai media untuk mengkompresi udara dengan memanfatkan prinsip putaran dua buah rotor yang memiliki celah antara kedua rotor sebagai ruang
untuk mengalirkan udara yang akan dikompresi menuju kebagian ujung dari rotor.
4. Inlet valve
Berfungsi sebagai katup hisap untuk mengatur aliran udara masuk ke ruang filter
kompresor sebelum masuk ke ruamg air end.
5. Intake air purification
Berfungsi untuk menyaring partikel-partikel yang terikut dalam udara sebelum
masuk ke kompresor.
6. Oil Separation
Berfungsi sebagai tempat untuk memisahkan kandungan oli yang terdapat di udara
setelah udara tersebut dikompresi oleh putaran rotor.
7. Discharge valve
Befungsi sebagai non return valve atau katup pencegah tekanan balik yang berasal
dari tekanan oil separator.
8.
Safety valve
Berfungsi sebagai katup proteksi untuk oil separator bila terjadi tekanan berlebih
dari aliran udara bertekanan.
9. Oil Cooler
Berfungsi sebagai media tempat untuk mendinginkan temperature dari oli setelah
melakukan pelumasan di komponen kompresor. Oli tersebut akan dialirkan
melalui saluran pipa yang akan masuk ke ruang pendinginan. Proses pendinginan
dilakukan oleh udara yang dihembuskan oleh putaran fan motor.
8/17/2019 Pemeliharaan Kompresor Screw
13/18
33
10. After Cooler
Berfungsi sebagai media tempat untuk mendinginkan temperatur dari udara bertekanan setelah udara tersebut dipisahkan dari kandungan oli. Udara tersebut
akan dialirkan melalui saluran pipa yang akan masuk ke ruang pendinginan.
Proses pendinginan dilakukan oleh udara yang dihembuskan oleh putaran fan
motor
11. Fan
Berfungsi sebagai penghembus udara yang akan digunakan untuk mendinginkan
oli dan udara di ruang pendingin.
12. Oil Filter
Berfungsi untuk memisahkan kotoran-kotoran dari minyak pelumas setelah
melewati pendinginan ataupun setelah dari oil separator.
13. Instrument Panel
Berfungsi sebagai tepat untuk mengkontrol operasi kompresor dan sebagai
tempat untuk memantau parameter-parameter dari komponen kompresor yang
beroperasi serta sebagai tempat untuk pengaman dari kompresor yang dilengkapi
dengan tombol emergency stop.
14.
15. Control valve
Berfungsi sebagai katup pengatur untuk mengatur keluaran aliran udara bertekan
yang telah didinginkan dan akan menuju ke air dryer .
16. Main Switch
Berfungsi sebagai switch utama yang digunakan untuk menghidupkan
kompresor.
17. Thermostat
Berfungsi untuk mengukur temperature udara yang masuk maupun yang keluar
dari keluar kompresor. Selain itu, juga mengukur suhu minyak pelumas yang
masuk ke kompresor.
8/17/2019 Pemeliharaan Kompresor Screw
14/18
34
18. Frame
Berfungsi untuk mendukung bagian kompresor diatas pondasi. Frame harus kuatmenahan seluruh beban dan getaran yabg ditimbulkan oleh kompresor.
19. Casing
Casing adalah bagian paling luar dari kompresor yang berfungsi sebagai
pelindung bagian-bagian di dalamnya, juga sebagai tempat kedudukan rotor.
20. Rotor
Rotor merupakan elemen utama dari kompresor screw, terdiri dari dua buah rotor
yaitu: Rotor Cembung (Rotor Male) sebagai driver dan Rotor Female sebagai
driven, fungsi rotor sendiri adalah sebagai media untuk memampatkan udara.
Gambar 8 Rotor Kompresor Screw
21. Bantalan poros ( Bearing)
Bearing berfungsi untuk menahan gaya aksial karena perbedaan tekanan antara
discharge dan suction kompresor selain itu bearing juga berfungsi sebagai
peredam getaran karena putaran tinggi dan juga untuk mengurangi keausan poros
akibat gesekan putaran
8/17/2019 Pemeliharaan Kompresor Screw
15/18
35
22. Mechanical Seal
Mechanical seal berfungsi mencegah kebocoran diantara sela-sela poros yangkeluar dari casing (poros yang dihubungkan dengan penggerak).
23. Poros (Shaft)
Merupakan tempat atau kedudukan dari rotor (ulir) sehingga rotor dapat berputar
24. Piston Keseimbangan
Berfungsi menahan gaya aksial dari rotor (mengurangi beban dari thrust
bearing).
25. Lubang Minyak Pelumas
Berfungsi sebagai tempat masuknya minyak pelumas ke dalam kompresor.
Minyak pelumas digunakan untuk melumasi rotor, bearing, balance piston dan
Unloader valve.
26. Oil temperature bypass
Berfungsi untuk mengatur jumlah aliran pelumas yang dibutuhkan oleh
kompresor untuk menyediakan temperatur injeksi yang sesuai. Setelah dari oil
separator kemudian minyak pelumas akan mengalir melewati bypass terlebih
dahulu, ketika suhu minyak dingin bypass valve akan tertutup dan minyak
langsung diteruskan ke oil filter, jika temperatur minyak naik di atas pengaturan
valve maka bypass valve akan terbuka dan minyak dialirkan ke pendingin dahulu
sebelum diteruskan ke oil filter .
27. Vessel Tank
Untuk menyimpan udara bertekanan dari kompresor sebelum diteruskan ke unit
pemanfaatan baik instrumentasi ataupun bckwash, udara bertekanan dari
kompresor akan turun suhunya ketika ditampung di vessel, karena
memungkinkan ada pengembunan maka vessel dilengkapi dengan drain yang
automatis akan melakukan drain terhadap udara yang ada di tangki vessel.
8/17/2019 Pemeliharaan Kompresor Screw
16/18
36
28. Selang (Hoses)
Berfungsi sebagai penyalur udara bertekanan dan minyak pelumas agar dapat bersirkulasi.
29. Air Dryer
Untuk mengeringkan udara bertekanan dari kompresor. Hal ini dimaksudkan
untuk menghasilkan udara bertekanan yang benar-benar kering, bebas dari
kandungan uap air yang dapat merusak peralatan. Sebagai media pengeringannya
menggunakan heater. Air dryer ini akan membuang air secara otomatis bila air
sudah terkumpul dengan ketinggian tertentu, kemudian air tersebut secara
otomatis akan dikeluarkan melalui automatic water drain yang terletak dibawah.
30. Pengukur tekanan (Pressure Gauge)
Berfungsi untuk mengukur tekanan udara yang masuk maupun yang telah
mengalami proses kompresi di dalam kompresor. Alat ini juga berfungsi
mengukur tekanan minyak pelumas yang masuk ke kompresor.
31. Batt Intake
Berfungsi untuk menangkap debu atau patikel-partikel kecil yang lain yang
terikut bersama udara bebas sebelum masuk ke inlet air filter kemudian ke
kompresor. Batt intake terletak menempel dibagian dinding ruang kompresor sisi
luar.
C. Prinsip Kerja Kompresor Screw
Pada kompresor ini, udara atau gas dipindahkan oleh sepasang rotor yang
berbentuk sekrup (screw). Pasangan rotor ini berputar serempak dan arah
putaranya berlawanan di dalam rumah (casing) yang tingginya tetap. Salah satu
rotor tersebut sebagai driver (dihubungkan langsung dengan motor penggerak)
yang dikenal dengan male rotor dan yang satunya sebagai driven (digerakkan
oleh rotor male) yang dikenal dengan nama female rotor yang kedua ujungnya
ditumpu oleh bantalan.
8/17/2019 Pemeliharaan Kompresor Screw
17/18
37
Saat udara atau gas memasuki kompresor melalui sisi isap, udara atau gas
isapan ini dengan segera akan ditutup/disekat oleh putaran sekrup. Setiap pemasukan udara atau gas ditangkap diantara celah rotor dan rumah (casing),
kemudian udara atau gas dipindahkan sepanjang alur rotor dari sisi masuk ke sisi
keluar. Dalam kompresor screw volume udara atau gas berkurang pada saat
udara atau gas didorong atau dipindahkan kearah sisi keluar. Pengurangan
volume ini menyebabkan tekanan udara atau gas naik.
Gambar 9 Cara Kerja Kompresor Screw
Keterangan pada gambar 9 dijelaskan langkah kerja pemampatan udara oleh
rotor male dan rotor female pada kompresor screw: 1. Langkah pertama : Proses pemampatan pada kompresor screw pada posisi (a)
udara diisap sepenuhnya melalui lubang hisap masuk ke
dalam ruang alur. Langkah hisapan akan selesai setelah
8/17/2019 Pemeliharaan Kompresor Screw
18/18
38
ruang alur tertutup seluruhnya oleh dinding rumah
(casing) langkah ini disebut langkah akhir hisapan.2. Langkah kedua : Pada posisi (b) menunjukkan pertengahan proses
kompresi dimana volume udara atau gas di dalam ruang
alur sudah ada di tengah, langkah ini disebut langkah
awal kompresi.
3. Langkah ketiga : Pada posisi (c) memperlihatkan akhir kompresi dimana
udara atau gas yang terkurung sudah mencapai lubang
keluar, langkah ini disebut langkah akhir kompresi.