identifikasi sistem pompa
Post on 19-Feb-2016
220 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
TUGAS MANAJEMEN ENERGI
IDENTIFIKASI AUDIT ENERGI, MANAJEMEN ENERGI DAN
KONSERVASI ENERGI PADA SISTEM POMPADisusun sebagai salah satu tugas mata kuliah Manajemen Energi pada semester VII di Program Studi
D4 Teknologi Pembangkit Tenaga Listrik
Disusun Oleh :
Acep Lukmanul Hakim 121724001
Kamarani 121724014
DEPARTEMEN TEKNIK KONVERSI ENERGI
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2015
1. Cara Melakukan Audit Energi pada Sistem Pompa
A. BIAYA ENERGI POMPA
• Initial capital cost (pompa & motor ) : 2.5 %
• Maintanance : 2.5 %
• Biaya operasi – energi : 95 %
B. DAYA HIDROLIS POMPA
Daya hidrolik pompa adalah fungsi dari :
head total,
berat fluida yg dipompa dalam periode tertentu.
Jika daya P dinyatakan dalam (kW), grafitasi (g) adalah : 9.8 m/sec2, dan laju alir
fluida (air) dalam m3/Jam, maka formula daya hidrolis pompa menjadi :
P = (ρ xQ x H) /368 (kW)
Dengan : ρ, adalah berat jenis fluida (kg/liter); untuk air ρ = 1. Q, adalah laju alir (m3/Jam).
H, adalah total head pompa (m); H = (Hd – Hs), Hd = tekanan discharge, Hs = tekanan
suction.
C. MENGUKUR HEAD POMPA
Discharge head :
Discharge head terdiri atas :
Static head, yaitu tinggi permukaan fluida dipompakan (m).
Pressure head, yaitu tekanan di atas permukaan fluida, misalnya jika kita memompa
pada bejana tekan seperti boiler, pressure heat adalah tekanan dalam boiler (bar) tetapi
dikonversi menjadi m eter kolom air.
Dynamik head, yaitu akibat gesekan pada pipa,fitting dan komponen sistem lainnya.
Total Discharge head :
D. DAYA MOTOR POMPA
Daya poros pompa : (P)p = Daya hidrolis / ƞ,
Dengan :
ƞ adalah efisiensi pompa.
(P)p = ( ρ xQ x H)/368xƞ ......(kW).
Daya motor penggerak : (P)m = (P)p/ƞm ...(kW);
Dengan : ƞm adalah efisiensi motor.
(P)m = (ρ xQ x H) / 368x(ƞ x ƞm) ......(kW).
2. Cara Melakukan Manajemen Energi pada Sistem Pompa
Penerapan dalam manajemen energi pada sistem pompa yaitu dengan melakukan
audit energi pada sistem pompa. Audit energi sistem pompa merupakan satu usaha
pengamatan yang dilakukan secara berkala atau rutin untuk memberikan informasi atau
profil penggunaan energi listrik pada sistem pompa. Menurut Craig B Smith, 1981, dalam
buku Energy Management Principle, mengartikan bahwa Audit energi adalah
pengidentifikasian penggunaan energi pada proses dan alat atau mesin tertentu dengan
fokus pada operasi yang tidak efisien.
Ada 3 cara untuk melakukan manjemen energi pada sistem pompa yaitu :
a. No cost , misalnya dengan cara menghemat penggunaan air sehingga
penggunaan pompa dapat diatur sesuai kebutuhan.
b. Low cost , misalnya menggunakan alat kontrol seperti Variabe Speed Drive
untuk mengurangai penggunaan energi saat starting awal pompa.
c. High Cost misalnya dengan mengganti pompa dengan yang lebih efesien dan
bagus.
3. Cara Melakukan Konservasi Energi pada Sistem Pompa
Konservasi energi merupakan metode yang sering digunakan untuk mengefesienkan
penggunaan energi, khususnya pada sistem pompa. Oleh karena cara untuk melakukan
konservasi energi pada sistem pompa yaitu seperti meminimise penggunaan air, memilih
penggunaan pompa yang sesuai dengan kebutuhan, dsb.
Identifikasi Pada Sistem Pompa
A. Audit Energi
1. Perhitungan Daya Pompa
Suatu pompa dengan :
Head : H = 33 meter (barometer gage), dan debet : Q = 110 m3/jam.
Daya hidrolis (kW ) = M3/jam x H total (m)/368
P = 9.86 (kW).
Efisiensi pompa dari brosur adalah 60 % maka , daya poros pompa: (P)p = 9.68 / 0.6 = 16.1 (kW)
2. Daya Motor Pompa
Daya hidrolis adalah daya pada poros pompa, bukan daya motor
penggerak.
Asumsi efisiensi motor penggerak pompa : 85 %, maka daya motor penggerak
pompa dapat dihitung sbb.
Daya motor adalah : (P)m = (P)p/ƞm = 16.1 kW/0.85 = 18.9 kW.
Dari perhitungan di atas, hanya sekitar 50 % dari daya listrik ditrasfer menjadi daya hidrolis.
3. Estimasi Efisiensi Pompa
Efisiensi hidrolik individual pompa diestimasi berdasarkan data operasi aktual head
(H) dan laju alir (Q).
Dengan menggunakan model efisiensi hidrolik, efisiensi pompa centifugal dapat
diestimasi sebagai berikut :
Eff (%) = 65.08 x H- 0.124476 x Q 0.094734
Model efisiensi ini berlaku untuk :
H = (15-100) m kolom air, dan Q = 20-300 m3/jam, dengan Standard error = 1.038 %
Data operasi aktual :
Head : H = 33 meter
Debet : Q = 110 m3/jam.
Dengan menggunakan model eff di atas efisiensi pompa individual yaitu = 65.73 %
4. Parameter yang mempegaruhi efisiensi individual :
Specific Speed Number
Impleller clogging
Korrosi - casing dan vane
Misaligned pumps
Clearance bertambah - Seal
Bocor
B. Manajemen Energi
1. Dari hasil perhitungan yang didapatkan bahwa pompa yang digunakan memiliki
efesiensi yang rendah dan penggunaan energi yang boros. Oleh karena itu lebih
baik mengganti pompa dengan ukuran pompa spekulatif dengan alasan :
Dengan alasan safety margins , Q&H sengaja ditambah pada perkiraan awal
sistem pompa.
Banyak orang terlibat dalam keputusan pembelian pompa, masing–masing
merekomendasikan tambahan kapasitas.
Antisipasi keperluan lebih besar dimasa mendatang, kapasitas pompa lebih
besar dari kebutuhan sekarang.
2. Lebih baik menggunakan VSD (Variable Speed Drive) untuk mengurangi
penggunaan energi yang lebih besar. Karena VSD memiliki keuntungan :
1. Energy Saving
Untuk sistem pompa sentrifugal, kita mengenal adanya prinsip dasar hukum
afinitas, yaitu :
Volume flow berbanding lurus dengan kecepatan putar
Pressure berbanding lurus dengan kuadrat dari kecepatan putar, dan
Input power (daya) berbanding lurus dengan pangkat tiga dari
kecepatan putar
Berdasarkan hukum afinitas tersebut, maka pengaturan kecepatan putar
sesuai variasi beban akan sangat signifikan mengurangi daya yang dibutuhkan
untuk melakukan kerja tersebut dengan perbandingan hingga pangkat tiganya.
Kita ambil contoh, jika suatu pompa akan digunakan untuk mengalirkan volume
flow 50% dari range kerja normalnya, maka kita bisa mengatur kecepatan putar
pompa tersebut dengan mengurangi setara 50% kecepatan putar normal. Dengan
kecepatan yang berkurang sebesar 50% atau ½ dari kecepatan normal, maka daya
yang dibutuhkan adalah hanya sebesar 1/8 dari daya normal, yang artinya
penghematan yang dilakukan adalah sebesar 7/8 kali dari daya normal.
2. Mengurangi mechanical stress
VFD dapat digunakan sebagai salah satu metode soft starter*) untuk
melakukan start motor. Dengan adanya soft starter dapat mengurangi adanya
tekanan pada isolasi motor akibat munculnya arus yang tinggi pada saat motor di-
start, sehingga secara jangka panjang dapat meningkatkan reliability terhadap
isolasi motor. Dengan adanya VFD, ketika motor di-start maka motor tidak akan
langsung berputar ke frekuensi kerja normalnya, tetapi berjalan pelan mulai dari
frekuensi rendah dan secara bertahap secara halus dinaikkan oleh VFD ke
frekuensi yang lebih tinggi hingga mencapai frekuensi normalnya.
3. Meningkatkan Power Factor
Berdasarkan hasil riset, dengan menggunakan VFD maka dapat memperbaiki
power factor sistem kelistrikan ke motor mulai 0.9 hingga mendekati unity power
factor tergantung dari range kecepatan dan teknologi peralatan yang digunakan
untuk penyearahnya.
Namun selain memiliki kelebihan di atas, penggunaan VFD juga akan
memberikan efek negatif terhadap sistem seperti munculnya harmonisa pada
tegangan supply karena metode switching/ on-off yang digunakan, serta efek lain
seperti acoustic noise dan motor derating.
C. Konservasi Energi
1. Minimise konsumsi air
2. Pilih jenis pompa yang efisien.
3. Pilih (head &flow ) pompa yang sesuai .
4. Pilih motor efisiensi tinggi sesuai dengan beban aktual.
5. Monitor parameter operasi seluruh system : Input (kwalitas daya motor, daya
(Kw), pump (head, flow , temperatur).
6. Gunakan variable speed drives untuk flow yang bervariasi akibat permintaan
proses yg berubah –ubah.
7. Untuk kasus dimana head flow lebih tinggi (5- 15) % dari yang diperlukan
impeller pompa dapat dipotong, atau diganti dengan impeller diameter yang lebih
kecil.
8. Menggunakan pompa secara seri dan parallel sehingga ketidaksesuaian dalam
system design atau variasi kondisi operasi dapat ditangani secara benar.
9. Sebaiknya tidak menambah safety margins berlebihan, dan jangan pula
menentukan pilihan berdasarkan informasi yang tak akurat.
10. Yang terbaik adalah mengkomfirmasikan operating point pompa aktual
setelah operasi berlangsung yaitu dengan cara mengukur aliran dan pressure
gauge.
top related