Top Banner
KOMPRESOR I. Pendahuluan 1.1. Definisi Kompresor adalah satu diantara mesin-mesin fluida yang berfungsi untuk merubah energi kinetik menjadi energi tekan dengan prinsip kerjanya memindahkan fluida kompresibel dari tekanan rendah ke tekanan yang lebih tinggi. Untuk menghasilkan udara bertekanan dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu : Menurunkan volume ruang tertutup Memberikan tambahan energi dengan sudu-sudu putar ke fluida. Kompresor mempunyai bidang penggunaan yang luas mulai dari industri kecil sampai ke industri perminyakan dan gas bumi serta petrokimia. Beberapa jenis penggerak yang sering digunakan sebagai penggerak kompresor antara lain : 1. Elektromotor 2. Internal Combustion Engine (motor mesin, diesel, dan turbin gas) 3. Eksternal Combustion Engine (turbin uap)
24

KOMPRESOR 1

Dec 13, 2014

Download

Documents

Agnes Sartika
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: KOMPRESOR 1

KOMPRESOR

I. Pendahuluan

1.1. Definisi

Kompresor adalah satu diantara mesin-mesin fluida yang berfungsi untuk

merubah energi kinetik menjadi energi tekan dengan prinsip kerjanya memindahkan

fluida kompresibel dari tekanan rendah ke tekanan yang lebih tinggi. Untuk

menghasilkan udara bertekanan dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu :

Menurunkan volume ruang tertutup

Memberikan tambahan energi dengan sudu-sudu putar ke fluida.

Kompresor mempunyai bidang penggunaan yang luas mulai dari industri kecil

sampai ke industri perminyakan dan gas bumi serta petrokimia. Beberapa jenis

penggerak yang sering digunakan sebagai penggerak kompresor antara lain :

1. Elektromotor

2. Internal Combustion Engine (motor mesin, diesel, dan turbin gas)

3. Eksternal Combustion Engine (turbin uap)

Beberapa bentuk penggunaan kompresor yang ada sekarang ini, adalah

sebagai berikut:

1. Kompresor udara untuk berbagai keperluan.

2. Blower udara sederhana dalam pengolahan sulfur.

3. Blower udara kapasitas besar dalam unit katalis.

4. Kompresor refrigerant temperature rendah yang digunakan untuk unit pengolahan

ethylene dan P-ethylen.

5. Aliran gas tekanan tinggi, booster (penguat) dan kompresor gas aliran balik

hydrocarbon, Ammonia dan methanol sintesis plans.

Page 2: KOMPRESOR 1

1.2. Sejarah Perkembangan Kompresor

· Sampai akhir abad ke-19 orang hanya mengenal kompresor bolak balik.

· Kompresor sentrifugal baru dikenal tahun 1899 ketika Rateau untuk

pertama kali membuat kompresor sentrifugal, yang berupa suatu blower

(kompresor sentrifugal tekanan rendah) satu tingkat dengan kapasitas

aliran sekitar 2000 m3/h, penaikan tekanan sebesar 5,8 m kolom air pada

putaran 20.000 rpm.

· Rateau membuat kompresor betingkat pertama kali tahun 1905 yaitu satu

kompresor lima tingkat yang menghasilkan kapasitas aliran 2.500 m3/h

tekanan 4 m kolom air pada putaran 4.500 rpm.

· Kompresor aksial dikembangkan pertama kali oleh Persons pada awal

abad ke-20.

· Pada tahun 1909 sebuah pabrik di Frankfurt berhasil membuat kompresor

yang dapat menaikan tekanan dari 1 ata (atmosfir absolut) menjadi

tekanan 7 ata dengan kapasitas 7.000 m3/h.

· Kompresor tersebut berupa kompresor bertingkat duabelas dan

mempunyai dua rumah. Diantara kedua rumah tersebut dipasang

pengdingin antar tingkat (intercooler).

Page 3: KOMPRESOR 1

II. Klasifikasi Kompresor

2.1. Berdasarkan prinsip kerjanya, kompresor dapat dibagi menjadi:

a) Kompresor perpindahan positif (positive displacement compressor): adalah

kompresor dimana kenaikan tekanan diperoleh dengan cara penekanan

langsung yaitu dengan memperkecil volume ruang tertutup.

b) Kompresor dinamik (Dynamic comprssor): adalah kompresor dimana kenikan

tekanan diperoleh dengan pemberian energi kinetik (mempercepat).

2.2. Kompresor perpindahan positif

Pada jenis positive-displacement compressor, sejumlah udara atau gas di trap

dalam ruang kompresi dan volumenya secara mekanik menurun, menyebabkan

peningkatan tekanan tertentu kemudian dialirkan keluar. Pada kecepatan konstan,

Page 4: KOMPRESOR 1

aliran udara tetap konstan dengan variasi pada tekanan pengeluaran. Kompresor ini

terbagi dalam dua jenis, yaitu:

a. Kompresor Reciprocating

Di dalam industri, kompresor reciprocating paling banyak digunakan

untuk mengkompresi baik udara maupun refrigerant. Prinsip kerjanya seperti

pompa sepeda dengan karakteristik dimana aliran keluar tetap hampir konstan

pada kisaran tekanan pengeluaran tertentu. Juga, kapasitas kompresor

proporsional langsung terhadap kecepatan. Keluarannya, seperti denyutan.

Kompresor reciprocating tersedia dalam berbagai konfigurasi; terdapat empat

jenis yang paling banyak digunakan yaitu horizontal, vertical, horizontal balance-

opposed, dan tandem. Jenis kompresor reciprocating vertical digunakan untuk

kapasitas antara 50 – 150 cfm.

Gambar 1. Penampang melintang kompresor recriprocating

b. Kompresor Putar/ Rotary.

Kompresor rotary mempunyai rotor dalam satu tempat dengan piston

dan memberikan pengeluaran kontinyu bebas denyutan. Kompresor beroperasi

pada kecepatan tinggi dan umumnya menghasilkan hasil keluaran yang lebih

tinggi dibandingkan kompresor reciprocating. Biaya investasinya rendah,

Page 5: KOMPRESOR 1

bentuknya kompak, ringan dan mudah perawatannya, sehingga kompresor ini

sangat popular di industri. Biasanya digunakan dengan ukuran 30 sampai 200 hp

atau 22 KW sampai 150 KW. Jenis dari kompresor putar adalah:

Kompresor lobe (root blower)

Kompresor ulir

Jenis baling-baling putar/ baling-baling luncur

2.3. Kompresor Dinamik

Kompresor dinamik memberikan energi kecepatan untuk aliran udara atau gas

yang kontinyu menggunakan impeller yang berputar pada kecepatan yang sangat

tinggi. Energi kecepatan berubah menjadi energi tekanan karena pengaruh impeller

dan volute pengeluaran atau diffusers.

Kompresor kerja dinamik terbagi dalam beberapa jenis, yaitu:

a. Radial flow (centrifugal) compressor

Kompresor radial adalah kompresor yang menggunakan sistem sentrifugal

dengan putaran tinggi (300-400 rpm). Biasanya digerakkan oleh turbin uap atau

turbin gas yang mempunyai karakteristik yang hampir sama. Kompresor ini

biasanya digunakan untuk supercharger motor berdaya besar, terutama diesel. Di

dalam kompresor radial, sifat-sifat gas yang dipindahkan terutama volume jenis

dan temperatur harus diperhitungkan.

Gambar 2. Kompresor Sentrifugal

Page 6: KOMPRESOR 1

b. Axial flow compressor

Pada kompresor aksial, umumnya fluida gas bergerak secara paralel

dengan shaft dinamik. Energi diberikan oleh blade rotor dan kemudian dirubah

menjadi energi kinetik oleh blade stator dengan pengaruh penambahan pada

densitas gas dan tekanan statis.

Gambar 3. Kompresor Aksial

Page 7: KOMPRESOR 1

Tabel 1. Tabel Perbandingan beberapa jenis kompresor

Item putar Reciprocating Baling-baling Ulir Putar Sentrifugal

Efisiensi pada bebanpenuh

Tinggi Medium - tinggi

Tinggi Tinggi

Efisiensi pada bebansebagian

Tinggi karenaBertahap-tahap/staging

Buruk: dibawah60% bebanpenuh

Buruk: dibawah60% beban penuh

Buruk:dibawah 60%beban penuh

Efisiensi tanpa beban(daya sama denganpersen beban penuh)

Tinggi(10% -25%)

Medium(30% -40%)

Tinggi– Buruk(25%- 60%)

Tinggi –Medium (20%- 30%)

Tingkat kebisingan Bising Tenang Tenang jikatertutup

Tenang

Ukuran Besar Kompak Kompak Kompak

Penggantian minyakpelumas

Sedang Rendah -

medium Rendah Rendah

Getaran Tinggi Hampir tidak ada

Hampir tidak ada

Hampir tidakada

Perawatan Banyak bagianperalatan yangdipakai

Sedikit bagianperalatan yangdipakai

Sangat sedikitbagian peralatanyang dipakai

Sensitifterhadap debudan udara

Kapasitas Rendah– tinggi Rendah –medium

Rendah-tinggi

Medium –Tinggi

Tekanan Medium– sangattinggi

Rendah –medium

Medium– tinggi

Medium –tinggi

Page 8: KOMPRESOR 1

2.3. Prinsip Kerja Kompresor Sentrifugal

Berdasarkan hukum kekekalan energi bahwa energi tidak dapat diciptakan dan

dimusnahkan, tetapi energi hanya dapat dikonversikan dari satu bentuk energi ke

energi lainnya. Demikian juga halnya dengan kompresor sentrifugal yang juga

menggunakan prinsip konversi energi untuk menaikkan tekanan. Dengan prinsip

sebagai berikut: “ Energi mekanik dari unit penggerak (energi putaran) yang

diteruskan pada impeler akan memberikan gaya sentrifugal kepada udara atau gas

sehingga memperbesar energi kinetiknya. Energi kinetik yang dimiliki gas atau udara

kemudian dirubah menjadi energi potensial (tekanan) didalam diffuser dengan cara

memperlambat laju kecepatan udara dan gas. Energi potensial akhir keluar

merupakan tekanan discharge dari kompresor sentrifugal tersebut”.

Prinsip kompresor sentrifugal adalah kompresor yang bekerja dengan

memberikan tambahan energi pada udara atau gas melalui gaya sentrifugal yang

diberikan oleh impelernya. Gas dihisap kedalam kompresor melalui saluran hisap

kemudian diteruskan ke diafragma yang berfungsi sebagai pengarah aliran dan

selanjutnya masuk impeler, yang kemudian impeler memberikan pusaran dengan

kecepatan yang sangat tinggi. Akibat dari putaran yang tinggi maka gas terlempar

keluar dari impeler karena adanya gaya sentrifugal yang terjadi, kemudian tekanan

dan kecepatan dari gas akan naik setelah gas lepas dari ujung impeler, gas

diperlambat dalam suatu saluran yang disebut diffuser. Yang ternyata lebih mudah

dan effisien untuk mempercepat aliran dibandingkan memperlambat karena dengan

diperlambat aliran cenderung tersebar dengan tidak terarah. Akibat dari aliran tidak

terarah akan menyebabkan adanya kecenderungan timbulnya aliran turbulen dan arus

steady, yaitu merubah energi kinetik menjadi energi panas dari pada energi-energi

tekanan. Oleh karena itu perlu di jaga aliran tersebut tetap searah dengan memasang

penyearah (Guide Vane).

Page 9: KOMPRESOR 1

Gambar 4. Kerja impeler dan difuser

Kompresor ini umumnya beroperasi pada putaran tinggi, diatas 3000 rpm

digerakkan oleh motor listrik atau turbin uap. Untuk tekanan discharge (keluaran)

yang tinggi, dipakai kompresor bertingkat banyak (impelernya lebih dari satu).

Ada juga kompresor yang mempunyai aliran hisap bertingkat lebih dari satu

dengan pendingin antara (intercooler).

Kompresor sentrifugal pada umumnya memiliki karateristik :

Kondisi discharge seragam.

Kapasitas kecil sampai degan kapasitas besar.

Mampu memberikan performance yang lebih baik pada efisiensi yang tinggi

dengan beroperasi pada range tekanan dan kapasitas besar.

Tekanan discharge dipengaruhi oleh density dari udara atau gas.

Kompresor sentrifugal pada dasarnya mempunyai beberapa keuntungan dan

kekurangan yaitu:

Sangat realible mampu beroperasi dalam jangka waktu yang lama.

Kapasitas dan tekanan mudah diatur (baik dengan discharge valve atau dengan

variable speed).

Page 10: KOMPRESOR 1

Aliran secara kontinyu dan seragam.

Vibrasi atau getaran relatif lebih rendah.

Konstruksinya lebih rumit (perlu ketelitian dalam pemasangannya agar

efisiensi dapat dipertahankan).

Sangat peka terhadap sifat udara atau gas.

Biaya investasi relatif lebih tinggi.

2.4. Pemilihan Kompresor

• Beberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan kompresor beserta

penggeraknya sehingga kompresor dapat beroperasi secara efisien dan

ekonomis adalah:

1. Keperluan dan jenis proses

2. Kondisi operasi

3. Sumber energi/tenaga penggerak yang ada

4. Modal/biaya yang tersedia

Page 11: KOMPRESOR 1

III. Instalasi Kompresor

Sebuah instalasi kompresor terdiri dari beberapa unit-unit peralatan yang masing-

masing memiliki fungsi khusus. Unit-unit peralatan tersebut antara lain:

a) Saringan masuk (intake filter),

b) Pengering (dryer),

c) Pendingin (cooler),

d) Penampung (reservoar), dll.

Page 12: KOMPRESOR 1

IV. Troubleshooting

1. Kapasitas rendah/turun

– Penyebab:

• Putaran turun/rendah

• Plate suction valve trganjal/putus

• Filter kotor

• Unloader valve terganggu

• Stuffing box bocor

– Tindakan yang dilakukan:

• Periksa putaran dan naikkan

• Bersihkan/ganti plate vave suction

• Bersihkan/ganti filter

• Periksa/seting ulang katup unloader

• Periksa/ganti carbon ring

2. Temperatur discharge tinggi/naik

– Penyebab:

• Temperatur suction naik

• Water jacket kotor

Page 13: KOMPRESOR 1

• Aliran media pendingin kurang

• Kompresi ratio naik

– Tindakan yang dilakukan:

• Turunkan temperatur gas masuk

• Bersihkan water jacket

• Besarkan aliran media pendingin

• Seting ulang rasio kompresi

3. Temperatur discharge rendah/turun

– Penyebab:

• Tekanan masuk rendah

• Plate suction valve terganjal/putus

• Unloader valve terganggu

• Ring piston aus

– Tindakan yang dilakukan:

• Periksa/ganti filter yang kotor

• Periksa/bersihkan, seting ulang spring valve

• Periksa/koreksi unloader valve

• Periksa/ganti ring piston

Page 14: KOMPRESOR 1

4. Tekanan minyak pelumas rendah

– Penyebab:

• Level minyak pada tangki rendah

• Filter pelumas kotor

• Seting regulator tekanan pelumas rendah

• Kebocoran pada main bearing

• Temperatur pelumas tinggi

– Tindakan yang dilakukan:

• Tambahkan minyak pelumas

• Bersihkan/ganti filter

• Seting ulang regulator tekanan

• Set clearance bearing

• Periksa/koreksi temperatur

5. Kebocoran pada oil seal/scraper piston rod

– Penyebab:

• Scraper seal oil rusak

• Clearance tidak tepat

• Piston rod aus/cacat

– Tindakan yang dilakukan:

Page 15: KOMPRESOR 1

• Periksa/ganri oil seal/scaper piston rod

• Periksa/perbaiki/ganti piston rod

6. Banyak deposit/carbon pada valve

– Penyebab:

• Catu pelumas berlebihan

• Temperatur silinder tinggi

• Pelumas terbawa dari stage sebelumnya

• Pelumas off-spec

– Tindakan yang dilakukan:

• Periksa/koreksi catu pelumas

• Periksa rasio kompresi, temperatur masuk, dan pendingin

• Periksa oil eliminator, pasang oil sparator

• Periksa/ganti pelumas sesuai spec (on-spec)

7. Noise dalam cylinder

– Penyebab:

• Lock nut piston longgar

• Piston menyentuh silinder

• Terdapat benda asing dalam silinder

• Unloader valve out of position

Page 16: KOMPRESOR 1

– Tindakan yang dilakukan:

• Periksa/koreksi lock nut piston

• Seting ulang clearance

• Bersihkan silinder dari benda-benda asing

• Periksa/koreksi unloader valve

8. Noise dalam crank case

– Penyebab:

• Crank shaft bearing clearance tidak tepat/aus

• Cross head shoes aus

• Cross head bearing clearance tidak tepat/aus

• Tekanan pelumas rendah

• Pelumas tidak sesuai

– Tindakan yang dilakukan:

• Periksa/ganti bearing

• Periksa/ganti cross head

• Periksa/ganti cross head bearing

• Naikkan tekanan pelumas

• Ganti pelumas sesuai spec

Page 17: KOMPRESOR 1

V. Pemeliharaan

Ø Selalu mengacu pada maintenance instructions atau service manual yang

dikeluarkan oleh manufacture

Ø Pemeliharan kompresor bolak-balik secara umum:

– Selama 24 jam operasi

– Setalah 1 bulan atau 500 jam

– Setiap 2000 jam

– Setiap 4000 jam

– Setiap 8000 jam

– Setelah mencapai 10000 jam

Ø Selama 24 jam operasi, periksa/catat:

– Tekanan/temperatur air pendingin

– Tekanan/temperatur minyak pelumas

– Putaran

– Tekanan/temperatur gas masuk

– Perbedan tekanan pada filter

– Tekanan suction/discharge tiap stage

– Temperatur gas masuk/keluar tiap stage

– Tekanan/temperatur gas keluar

Page 18: KOMPRESOR 1

– Periksa oil scraper ring

Ø Setelah 1 bulan atau 500 jam operasi:

– Periksa seluruh instalasi, berkaitan dg poin a)

– Drain air pendingin

– Drain minyak pelumas dan ganti baru

– Periksa/bersihkan gas dan oil filter

– Periksa dan bersihkan suction dan discharge valve

– Periksa ring piston

Pemeriksaan ring piston:

1. Untuk kompresor dengan pelumasan:

– Ukur keausan ring setelah 500, 1000, dan 2000 jam operasi

– Bila keausan telah mencapai batas yang diijinkan segera diganti

2. Untuk kompresor tanpa pelumasan:

– Ukur keausan ring setelah 175, 500 dan 1000 jam operasi

– Bila keausan telah mencapai batas yang diijinkan segera diganti

3. Setelah 2000 jam operasi:

– Pemeriksaan sperti poin a) dan b)

– Periksa kebocoran pada stuffing box

– Periksa oil scraper ring

Page 19: KOMPRESOR 1

– Periksa cross head pin, bearing/ bushing, dan cross head guide

– Periksa piston rod

– Periksa unloader valve

4. Setiap 4000 jam:

– Pemeriksaan seperti poin a), b), dan c)

– Periksa/kalibrasi safety/protective device

– Lakukan modifikasi bila diperlukan

5. Setiap 8000 jam

– Pemeriksaan seperti poin a), b), c) dan d)

6. Setelah mencapai 10.000 jam:

– Lakukan overhaul sesuai petunjuk maintenance instruction/service manual

dari manufacture