baru2 ini ada comment dari arioda yang ada dipage ini… dan commentnya agak panjang, berisi pertanyaan yg kalo gue jawab dikomen juga, gue rasa bisa banget sepanjang satu postingan…

ha.ha.ha.

well beginilah komennya: (please grebeg gue di komen postingan ini kalo ngerasa ada yg salah di komen2 gue atas pertanyaan si arioda)

maklum, orang produksi, masih baru juga ga tau banyak soal filosofi n konstruksi alat gini neh :

1. apa c beda fungsi centrifugal pump yg vertical & horizontal ? ada juga canned pump yg ga ada motor side’nya, apa pula itu ? bingung …

versi upiek (read: upiek’s version): kalo secara detail pembedaannya saya kurang begitu jelas, dan belum pernah nemu pembahasan ttg semacam itu. tapi biasanya pada pompa centrifugal vertical yang memiliki stages yg susunannya ke atas kebawah, si cairan itu harus melewati stages itu, kebawah dulu br ke atas, sehingga dapat memberikan tambahan NPSHA lebih daripada horisontal yg susunan stagesnya kiri kanan (levelnya hampir sama).

NPSHA tambahan itu bisa jadi mengurangi terjadinya cavitasi pada sistem yg sama. kebayang gak? kalo nggak… coba dilihat gambar pompa horisontal dan centrifugal dibawah yg gue ambil dr GPSA.

kebayang gak?

kalo masalah canned pump, setahu gue, si canned pump ini punya keahlian khusus yg non seal. jadi liquid yg diapompa dipake buat ngeseal…

2. ada juga pompa yg pake liquid tertentu buat pendingin mechanical seal’nya, kmdn liquid itu didinginin pake cooling water. kenapa sih harus kyk gitu ? berapa limit temperatur pompanya ?  

versi upiek (read: upiek’s version): pemilihan pendingin itu setahu gue proses pemilihannya sistem by sistem.

apakah menggunakan fluida yg dipompa itu sendiri atau tidak, bisa karena fluida yg dipompa ini bersih atau gak, korosif atau nggak, dan banyak hal lainnya.

atau kalo bukan pake fluida yg dipompa, apakah jenis fluida yg digunakan. pemilihannya bisa karena mirip sama alasan diatas, perbedaan suhu antara fluida (serta jenis fluida yg dipompakan) yg dipompa dengan fluida seal dan pompa itu sendiri, pressure2 yg terlibat, ataupun tipe seal.

pemilihan tipe seal yg digunakan termaktub (haha) dalam API seal plan di API 682. dan kalo ada perbedaan dalam hal pemilihan juga dilihat case by casenya satu persatu.

kalo soal limit temperature, saya gak ada jawaban. karena saya belum baca. cmn kalo dilogika, ada process yg memang memerlukan fluida dingin/panas. selama material si pompa tahan, dan perbedaan temperatur pompa, fluida dan si seal fluid tidak terlalu besar…

3. iseng2 saya ngeliatin body pompa, piping di body pompa (bukan line piping’nya) bagian suction n discharge tu pasti mengecil trus membesar & sebaliknya. why ? ato cuma penyesuain ama body’nya?

versi upiek (read: upiek’s version): kalo masalah ngedesign body pompa,  sebenarnya ini udah bukan scope process engineer, cmn gue pernah baca satu artikel yg menganut pressure profile didalam pompa itu sendiri ditambah pressure profile si sistem pada saat si pompa running, dan intinya disuction digimanakan sedemikian hingga sehingga friksi sekecil mungkin dan  cavitasi gak terjadi.

dan di discharge digimanakan sedemikian hingga sehingga memenuhi curva karakteristik pompa di titik BEPnya. 

4. what will happen if there’s a centrifugal pump running for a long time without any discharge valve open?

versi upiek (read: upiek’s version): maka akan tercapai batas pressure dalam pompa tertinggi (shut off pressure) dan tanpa ada aliran keluar. pressure tinggi, suhu juga akan meningkat.  dengan pressure yg tinggi bisa merusak fisik pompa.

5. masih banyak sih g laen, tapi kapan2 aja hehee… thanks a lot NB. sorry, ga tau mo posting di mana…

versi upiek (read: upiek’s version): hahaha… gak papa…

(add) 6. trus, saya penasaran ttg minimum flow dan orifice-nya, coz yg saya tau min flow itu ada cuma karena spec pompa di pasaran lebih gede dari yg diinginkan, jadi harus ada “penyalurannya” (kalo ga bisa dibilang “pelampiasan” hehe…), yg bahkan u/ pompa2 tertentu pake control valve di min flow’nya.

versi upiek (read: upiek’s version):

setahu saya sih ini …

mari kita coba bedakan antara recirculation flow dengan minimum flow.

jadi… (hayah!)

setiap sistem perpompaan ada Minimum Flow u/ keperluan Process (biar gampang gue singkat MFPro), Minimum Flow u/ keperluan Pompa (gue singkat MFPump), Normal flow untuk keperluan process, BEP, dan Rated Flow.

setahu saya…

minimum flow (untuk keperluan proteksi si pompa) itu pengertiannya adalah minimum flow yg direquired si pompa untuk si pompa beroperasi secara aman tanpa rusak. bukan karena pompa yg dipasaran speknya lebih besar.

kalo pompa yg dipasaran speknya lebih besar/karena kita punyanya pompa yg speknya lebih besar dan dari pada beli pompa baru… kita emg pake recirculation flow (flow dari discharge yg dikembalikan ke tanki suction). si minimum flow ini juga di lewatin ke recirculation flow.

jadi kalo sepengertian saya si pompa bisa rusak kalo no flow/flownya kurang dari si minimum requirement ini. kalo besarnya berapa (ataupun presentasenya dari flow2 tertentu), setahu saya si tergantung karakter si pompa masing2 dan pastinya si vendor punya datanya yg diketahuinya dr hasil percobaan.

sekarang kita coba bedakan antara MFPro dan MFPump.

MFPro itu pengertiannya adalah minimum flow yang direquired process supaya process tidak terganggu/ masih bisa jalan. kalo yg ini, si empunya sistem lah yg punya datanya.

kalo MFPro ini gak sama dengan MFPump gimana? mana yg dipakai sebagai batasan?

kebayang sistem perpompaan gak? kalo nilai terkecil yg dipakai. misal si MFPro lebih kecil, maka yg masuk pompa akan lebih kecil dr yg required, makanya jatuhnya akan ngerusak pompa kalo pas kebetulan si nilai si flow diatas MFPro dan dibawah MFPump (karena gak ada doublejeopardy). rusak lah si pompa. begitu juga sebaliknya. makanya diambil nilai terbesarnya.

sekarang mari kita bedakan antara Normal Flow si Process dengan BEP flow.

BEP = Best Efficiency Point adalah titik di kurva karakteristik pompa dimana impeler bisa memberikan efficiency terbaik/tertinggi. sebenernya si pompa itu gak bener2 100% mengkonvert energy kinetik menjadi pressure. pasti ada lossnya, ntah itu di internalnya:friksi di dalam misalnya, ataupun karena external: friksi di bearing/seal. dari loss2 ini di bikin lah kurva karakteristik yg memberikan data efficiency2 yg ketika beririsan dg kurva karakteristik si pompa akan memberikan data flow dan head. irisan kurva efficiency tertinggi dengan kurva karakteristik pompa ini lah yg disebut BEP.

disarankan sebaiknya penggunaan pompa ini gak jauh2 dari flow BEP untuk maksimum performance, dan otomatisnya untuk maintenance si pompa juga…

kalo Normal flow si Process (ke discharge tank) ternyata lebih kecil dari BEP si pompa… apa yg harus dilakukan?

NAH! mgkn bagian ini yg menjadi alasan yg disebut mas arioda tadi… kelebihan spec. biar kebayang misal Normal flownya 50m3/hr; BEPnya 100m3, dan MFPro dan MFPumpnya.

Liquid yang mengalir pasti mengalami kendala dan hambatan dikarenakan adanya friksi dalam pipa, friksi di fitting2 pipa. Kendala ini kemudian lebih populer dengan sebutan pressure loss. Term pressure loss hadir karena kenyataannya pressure yg dimiliki liquida itu berkurang setelah dia mengalir. Bila sampai pada saatnya pressure yang dimiliki si liquida ini sama dengan pressure vapornya, maka liquida ini berubah fase menjadi gas.

Nah pada saat absolute pressure si liquid ini sama dengan liquid vapor pressure pada temperatur liquid saat itu, maka terjadi lah cavitasi. Artinya… ada bubble/vapor yang terbentuk, yang akan menyerang impeler. Impeller yang segede bagong itu bisa juga rusak…

[gambar1: akibat pergaulan bebas dg cavitasi *dr wiki*]

Pengalaman ada pompa yang gak bisa mendeliver liquid setinggi head yang diinginkan, hanya karena adanya kikisan kecil di impeller… buset!

[gambar2: bubble vs impeller]

 

Pada awalnya saya merasa bego sebego2nya waktu mencoba mengerti tentang cavitasi ini… dulu kebayangnya cavitasi ini cmn bikin vibrasi/noise, dan cuma kebayang adanya gelembung yg menabrak impeller. That’s all.

Begitu lihat rumah pompa yang segede gede bagong di tempat KP, agak sedikit kebayang mahalnya pompa dan kerugian yg ditimbulkan ketika pompa itu rusak… Nah! Selain itu ada juga pertanyaan yang waktu gue pertama kali belajar ttg pompa ini sering jadi pertanyaan yang tak terjawab. Kenapa pompa menjadi satu bahasan khusus yang sangat penting hingga semacam cavitasi sangat dihindari terjadi. Ini pasti ada hubungannya dengan duit dan duit… bukan begitu bukan?

Well… kalo boleh sedikit OOT dari cavitasi, *namanya juga blog*, based on yang gue baca di artikel Pak Dani Rusirawan “The Importance of Pump Reliability as a Rotating Equipment in the Process Industries (A Case Study of Centrifugal Pump)”. Mari kita lihat seberapa hebohnya peranan kerugian yang ditimbulkan oleh si pompa begitu pompa itu rusak.

[gambar 3:maintenance asset diagram]

Dari skema di atas, bisa dilihat bahwa dalam hal maintenance rotating equipment menduduki peringkat teratas. Yaitu sebesar 33%! Mari kita lihat peranan pengeluaran maintenance dalam seluruh kebutuhan suatu plant.

[gambar 4:maintenance dalam LCC]

Kedua diagram diatas gue asal comot ajah dari artikel2 pak dani rusirawan tadi.

Dari diagram diatas, terlihat bahwa maintenance lagi2 menduduki peringkat teratas… gampangannya misal kita butuh USD1juta untuk seluruh pengeluaran mendirikan suatu plant… USD390,000-nya untuk maintenance, dan USD128,000 hanya untuk maintenance rotating equipment. Sedangkan untuk purchase seluruh plant saja hanya USD40,000! Agak gak kebayang kan??? Sama!!!

Hal inilah yang membuat pompa sangat dipelajari sedetail mungkin sehingga sejak pemilihan sampai akhir hayatnya, investasi pada pompa merupakan investasi yang tepat dan akurat. Sehingga semacam cavitation yg bisa merusak pompa jadi sangat penting untuk dihindari.

Back to the topic… untuk menghindari cavitasi… sebenarnya adalah naikkan NPSHA dan/atau turunkan NPSHR.

Menaikkan NPSHA bisa dengan:

• 1. Menaikkan elevasi suction (elevasi liquid level ataupun elevasi vessel). Dengan menaikkan elevasi, berarti kita menaikkan static head, menaikkan NPSHA. Untuk menaikkan elevasi ini ada banyak batasannya juga… gak boleh tinggi2 juga… batasannya tentu saja dihitung dg duit.
• 2. Turunkan elevasi pompa. Semirip dengan menaikkan elevasi suction vessel.
• 3. Kurangi friksi2 di pipa, sehingga pressure loss bisa berkurang dan NPSHA membesar.
• 4. Gunakan booster pump (pompa yg biasanya sizenya lebih kecil, untuk menyediakan NPSHA cukup)
• 5. Subcooled the liquid sehingga P vapornya pun turun…

Menurunkan NPSHR bisa dengan:

• 1. Menggunakan kecepatan putaran impeller yang lebih kecil. kecepatan pump besar mengakibatkan pressure loss besar, sehingga otomatis akan memperbesar NPSHR. Dengan menurunkanya akan menurunkan NPSHR.
• 2. Menduakan suction impeller sebenarnya semirip dg memperbesar impeller eye area, memperkecil pressure loss.
• 3. Memperbesar impeller eye area
• 4. Memparalelkan pompa yang lebih kecil…
• 5. Menggunakan suction inducer impeller
• 6. Menggunakan vertical pump yg menyediakan tambahan NPSHA

Dari keseluruhan cara diatas perlu dilakukan studi ekonomi dan kelayakan yg lebih lanjut dan lebih njlimet tapi penting untuk mendapatkan solusi terbaiknya…

HEAD vs Pressure

Para process engineer lebih suka membicarakan pressure dalam bentuk head. Karena pressure apapun akan lebih kebayang dalam kenyataannya yaitu dalam kolom liquid. Selain itu juga, dalam system perpompaan, densitas liquid berapapun head selalu sama. Ini berarti mau apapun jenis liquidnya, pompa itu akan tetap bisa mengalirkan dg head yang sama, asalkan laju alirnya tetap. Sehingga head pressure sangat menunjukkan karakter pompa.

Akan tetapi para operator dilap, tidak terlalu tertarik dg head. Kenapa?? Simply, karena indicator yang tersedia dilapangan adalah yang berbentuk pressure indicator bukan head indicator (emg ada??). Sehingga para operator lebih terbiasa membayangkan dalam bentuk pressure.

Apa sih head itu?

Kalo gue yang jawab, simply, HEAD adalah kepala , adalah bentuk meter pressure, bisa pressure apapun. Jadi kalo dilihat dari persamaan pressure, untuk memeterkan pressure simplenya adalah membaginya dengan densitas dan gravitasi. lebih detailnya coba di cek gambar 1 dibawah.

Kalo kata mbah GPSA: Liquid yang mengalir dalam tinggi kolom tu equivalent dengan energy : dlm pressure, velocity, atau ketinggian diatas datum. Total dari ketiganya itu disebut total Head. Head juga bisa digunakan untuk mengekspresikan perubahan energy seperti friksi, equipment total head, dan acceleration head.

Acceleration Head  : equivalent dengan perubahan pressure karena perubahan velocity dalam system perpipaan.

[gambar 1: persamaan pressure dan head]

Buat gampangnya, ni dari artikel pak cahyo hardo: (Lihat persamaan 2 dari gambar 1)

[gambar 2 : HEAD dan pressure]

gue nulis & ngrangkum ini semua dari the most popular engineer data book GPSA ditambah beberapa artikel lain yang turut membangun pengertian gue terhadap karakteristik pompa itu sendiri.

sebelum kita mlumpat lebih jauh ke dalam pumpa… mari kita take a look dulu ttg konversi ini… mgkns edikit membantu pada perhitungan yang melibatkan banyak satuan yang memusingkan

[gambar1:konversi]

Apa sih pompa itu?

Kalo kata pak cahyo hardo dalam artikelnya yang “Cara Mengkaji P&ID Pompa”. Simply : angkotnya liquid. Liquid itu bukan manusia yang gak perlu angkot bisa jalan(kalo deket). Liquid butuh driving force buat mengalir. Nah pompa ini bisa mengalirkan liquid yg gak bisa mengalir karena tidak tersedia driving force. Alias, pompa menyediakan driving forcenya.

di dunia oil dan gas processing, pompa yang paling sering dipake adalah pompa centrifugal and positive displacement. kadang-kadang si dipake juga yg lain kayak turbine pump, axial-flow pump, dan ejector.

Pompa Centrifugal

pompa centrifugal biasanya lebih murah, tidak terlalu menghabiskan biaya maintenance, dan tidak menghabiskan space yang lebar. praktis lah pokoknya. pompa centrifugal yang convensional bisa beroperasi pada kecepatan antara 1200-8000rpm. dan yang berkecepatan tinggi bisa beroperasi hingga 23,000rpm atau lebih tinggi lagi tapi hanya untuk kapasitas yang rendah, dan untuk mendeliver liquid hingga head yang tinggi. Sebagian besar pompa centrifugal, akan beroperasi pada head yang relative konstan dan kapasitas yang beragam (bisa naik turun).

Pompa Positif Displacement

Bisa reciprocating atau rotary. pompa reciprocating terdiri dari tipe piston, plunger, dan tipe diapragma, sedang kalo pompa rotary terdiri dari single/multiple lobe, rotary vane, progressing cavity, dan tipe gear. Positive displacement rata2 beroperasi dengan kapasitas yang relative konstan dan head yang bisa divariasikan, sehingga biasanya pompa jenis ini dioperasikan untuk service yang membutuhkan range head yang tinggi dan beragam. Bahkan bisa untuk keperluan injeksi dibeberapa kasus (mis: methanol and corrosion inhibitors) yang membutuhkan kapasitas konstan.

NPSH = Net Positive Suction Head.

Sebelum mengerti ttg NPSH, marilah kita telaah dulu tentang HEAD yang dibahas sendiri dalam satu postingan tersebut…

NPSHA     (A=available): adalah total suction absolute head yang tersedia di sistem, tepat di nozzle suction si pompa, referensinya pada standard datum, minus head absolute pressure vapor liquid, pada suhu sekitar. NPSHA diestimasi kasus per kasus *pasti ruwet, kayak di pengadilan piss*.

NPSHR (R=required): adalah total suction absolute head yang dibutuhkan oleh pompa untuk disediakan oleh system, tepat di nozzle suction si pompa.

Apa perbedaan antara NPSHA dg NPSHR? Sebenarnya secara eksplisit di atas barusan udah dijelaskan. Available yg tersedia sedangkan required yg dibutuhkan. Ini berarti pompa membutuhkan head sebesar NPSHR dari system yang tersedia supaya dia bisa mengalirkan si liquid. Pompa hadir karena liquidnya membutuhkannya untuk mengalirkan, bukan berarti karena si liquid tidak memiliki head sama sekali. Pompa sentrifugal *gue bilang pompa sentrifugal* yang normal dan bukan ahli sihir-yg bisa menjentikkan jari/mengayunkan tongkatnya-untuk memindahkan liquid itu.

Prinsip si pompa sentrifugal ini sebenarnya tidak menjemput/menarik si liquid untuk dialirkan, tapi si liquid itu sendiri harus bisa mengalir dengan sendirinya minimal samapai ke nozzle suction pompa itu tanpa berubah phase menjadi gas sama sekali, barulah si pompa itu akan mendorongnya dengan bantuan motor penggerak. Sekali lagi pompa tidak benar2 menarik liquid itu walaupun terlihat sepertinya iya. Kalo boleh dikatakan dalam membayangkan, adanya pompa ini memotong system dititik liquid masih bisa mengalir (menuju pompa tersebut) tanpa berubah fase, dan menyediakan sarana ankutan menuju tujuan awal si liquid itu. dibilang tidak boleh berubah fase, ya karena kalo ajah ada satu bulir gas yang terbentuk karena berubah fase… si pompa ini terancam mati pundung… fenomena ini disebut CAVITASI. Cavitasi itu apa biarkan dibahas tersendiri di postingan tersebut.

Supaya lebih bisa menelaah NPSH sedikit lebih lanjut coba lihat gambar ilustrasi di bawah. Gak udah susah2 ngomong soal rumus yah… liat contoh is much2 simpler than to see the fomula… dan kalo ada yg gak dimengerti/ menurut elu pade ada yg salah… hmm… let’s talk a bout business kalo gitu… huhuhuhu.. I’m so smart… hehehe J dan contoh dibawah gue asal comot ajah dari GPSA dg sedikit perubahan yg khas gue…

[kasus1]

Nah kalo mau membandingkan antara 2 kasus diatas… silahkan baca lebih lanjut artikel pak cahyo yg saya rasa sudah sangat mudah dimengerti oleh para warga Indonesia yg memiliki bahasa ibu bahasa Indonesia… artikel tersebut bisa di dapat dg sangat mudah di situs Komunitas Migas Indonesia (KMI). KMI itu apa… monggo silahkan di googling…

under construction…