refungsionalisasi chiller ged. b3 rsg··gasdigilib.batan.go.id/e-prosiding/file...
TRANSCRIPT
l'm.\lilll1g Semil/"r I!o.\·,!!'el/e1lliol/!'2iRNlillI/III 20{)·1
REFUNGSIONALISASI CHILLER GED. B3 RSG··GAS
ISSN 035'1-52'iS
Kiswanto, M. Yahya, M. Taufik, Yayan Andrianto, Scntot Alil>asya Hamhap
Pusat Pcngembangan Tclmologi Rcaktor Risct-Batan
ABSTRAKREFUNGSIONALISASI CHILLER GED. 133 RSG-GAS. Telah dilakukan refungsionalisasichiller water ditujukan untuk meningkatkan unjuk kelja chiller water 1111 it agar dapatmempcrtahankan suhu dan kclcmbaban nisbi udara, suhll air kolam pcyimpanan bahan bakar bekas
serta kcnyamanan bagi manusia. Kctidakandalan pcngopcrasian disebabkan ada sistcm kcnclali clanproteksi menggunakan anls scarah (sistem instrumentasi) serta beberapa bahan komponen utamayang peka terhadap perubahan suhu dan kelembaban nisbi uclara lingkungan, maka penggantiansistem kcnclali dan proteksi clcngan menggunakan prinsip sistem clektromckanik clan menggunakanarus bolak balik dari bahan aluminium. Untuk satu satuan beban pendingin yang sama diperolehpcngenclalian dan proteksi pengoperasian yang mcnycluruh dan lebih aman.
ABSTRACTREFUNCTlONALlZA nON FOR CHILLER OF RSG-GAS STORA..GE FUEL BUILDING.The refunctionalization of chiller water units should been the depended of room temperature.relative humidity, fucl storage pool temperature and human comfortable to the performance rose.The cause of t~lilurc mode had been fluctuation minded of climate condition as while use
instrumentation control syskm for the protection and controlled as well as a fCw components haswill be to change of the e\cctromechanic system and alul1liniummaterial. For the samc cooling loadunit o!'thc integrated control and protection system has safcly obtained.
PENDAHUI"UAN
Chiller water unit Gcd. 133 (Bahan Bakm 13ekas) bcrfungsi untuk mempasok aIr
dingin dengan suhu antara GOC hingga 12°C clengan tolcransi :1: 1°C ke unit penyedia udara
segar (oil' hondlil1g 1111it, A flU) dan ke sistem pcmurnian air kolam pcnyimpan bahan bakar
bekas. Kegagalan operasi chiller akan bcrdampak tcrhaclap kcnaikan suhu udara di clalam
gcdung dan suhu air kolam pcnyimpan bahan bakar bekas. Dampak kegagalan terhadap
kolam pcnyimpan bahan bakar bckas yang mcngakibatkan tCljadi kondcnsasi clan gcnangan
air di sckitar kolam (ponds) scrta lorong kanal (1I'alk IFay).
Berdasarkan pengamatanJpengalaman selama ini diperolch bahwa jenis komponen
yang menyebabkan kcgagahm, adalah: sensor suhu, kcnclali lehman refrijcran (Feon),
exhaust fan, p/'Ogralll log;c: control, (PLC) dan unit konclcnsor. Komponcn yang
clikcndalikan dan cliproteksi oleh anls scarah, adalah: expansion ,'alve, capacity thermostat
control, ji-eeze protection thermostat, 1011' pressure control, high pressure cOl1trol. oil
pressure control clan (l1y rUl1ning protection Pcnggunaan sistcm kenclali arus scarah
442
Nej:I'l6'SfC}JwlisLiSl ('IIJllc,.K1S'\!,{JI1!O
mcmpunyai kelcbiban dalam bal kcpckaan (sensitivity) dan kctclitian (accumcy).
scdangkan kclcmabananya adalab ketahanan (endurance) komponcn c!i c!alam mencrima
l1uktuasi kelcmbaban nisbi (relatire humidity, Rlf) lingkungan yang relatif diatas rata-rata
clari produk negara asal.
Untuk mengatasi kclemaban bila menggunakan catu daya arus scarab, maka
komponcn dimaksud cliCungsikan clcngan menggunakan catu claya arus bolak balik.
Pcmilihan kontrol clengan mcnggunakan arus bolak balik (electromechanic) didasarkan
kcpada unjuk kClja dari sistcm yang tclah kita miliki, yaitu: chiller \Fater unit untuk
pasokan air clingin ke daerah radiasi mcncngah (QKJ 01102/03) clan daerah radiasi rcnclah
(QKJ 10/20/30). Dcngan penggunaan sistcm kontrol elektromekanik akan dapat
mcnghasi!kan suhu air keluar chiller, (low = 6 :1: 1 DC) dan bllamana suhu air kcluar lebih
kecil dari harga batas di atas maka akan di protcksi olch kontrol suhu proteksi pembekuan
air (freeze protectioll thermostat) clan untuk suhu air mas uk chiller diharapkan (tiw = 12 ± 1
°C). pengaturan harga bat as ini di dasarkan kepada kcmampuan operasi chiller yang
standard (Rdl).
i\IETODOLOGI
Alat
Pcmasangan alat disesuaikan dcngan Cungsi clan kcgunaanya. Khusus untuk alat
yang mempunyai harga batas bawah clan atas (rangehpall) maka harus mengacu kepada
karaktcristrik komponcn/sub sistem yang hcndak cli kontrol/cli proteksi yang mcl iputi: rele
arus beban lcbih (thermal o\'erload relay), kontrol tekanan rcnclah rcfrijcran (/011' pressure
control, I,PC), kontrol tckanan tinggi rcti-ijcran (high pressure control, IJPC), tckanan
minyak pclumas (oil pressure cOlltrol, OPC), rclai pcngatur waktu kini (timer relay), rcle
pengatur waktu tunda (timer delay relay), kontrol suhu kapasitas beban pcnclingin (control
capacity thermostat) clan proteksi suhu pembckuan air (ji'eeze protection thermostat).
Untuk alat bcrupa motor listrik exhaust fall dilakukan pengukuran tahanan belitan motor
(R> 300 MQ pada 500 V de) clan untuk relai konclisi normal lepas clan tcrhubung (normally
openlelosed. NO/NLj, kontaktoc kontrol laju aliI' (dry j'/(nning protection) clan katup
solcnoid dilakllkan simlliasi clengan mcmberikan tcgangan (220V 150Hz). Pcncmpatan clan
SllSllnan alat discsllaikan clengan kcnyamanan kerja (ergonomic) mclipllti pcmbcrian nomor
-143
Prosidillg Scminor 1!usi! I\:'tlehliull !.l2IRR7,i/II//I ]()().J
pada kabel dan pcmbcrian simbol hurllf pada alat/komponcn yang mcngacu kepada
diagram listrik.
Tata Kerja Refungsionalisasi Sistem'
Prinsip Kelja Chiller Water Unit (lihat Lampiran 1)
Awal Pengopcrasian:
Seluruh beban pcndingin harus dalam keadaan normal operasi, mcliputi: sistcm
ventilasi, yaitll unit penycdia udara segar (AHU), unit blower lint uk pasokan dan kcluaran
udara dan sistcm purifikasi kolam penyimpan bahan bakar bckas scrta pompa sirklliasi air
dingin. PERINGATAN: Chiller tidak dapat di opcrasikan jika heater minyak pelumas
dalam kondisi pac!am (om, akan berpengaruh tcrhadap arlls bcban Icbih pad a motor listrik
semi hermctik sebab tCljac!i pelimpahan refi-ijeran phase eair pac!a ruang kompresor (carter)
atall suhu refrijcran phase eair lebih kceil clari sulm phase gas schingga tahanan isolasi
bclitan motor turUIL akibatnya arus beban bcrtambah. Untllk mcngopcrasikan chiller
kcmbali dipcrlukan \Vaktu minimal 8 (dclapan) jam (Rd2) , tujllan agar pada ruang
komprcsor hanya terdapat rcfrijeran phase gas atau suhu minyak pclum:ls kbih bcsar dari
sulnl kamaI' (toil::; 35°C), sebab di dalam ruang komprcsor heater rncmanaskan minyak
pelumas dan seJanjutnya rnemanaskan ruang komprcsor dimana pada ruangan ini terdapat
re frij cran.
Kondisi Opcrasi
Dilakukan pcmilihan pcngoperasian komprcsor pacla chiller dengan cara mcmutar
switch selector pada panel, yaitu: lIntuk mode! operasi A/B artinya tumpuan beban
pendingin tcrletak pada kompresor A sedangkan kompresor 13 akan Icbih dulu padam ((~m
bilamana suhu air telah mendckati batas bawah kontrol sulnl kapasitas bcban pcndingin,
kcmuclian dilakukan pengukuran besar arus listrik pada komprcsor A dan B, tckanan rcndah
clan tinggi refrijcran, tehman minyak pcIumas pada kompresor A dan 13, scrta besar arus
listrik pad a motor exhoust fan. Dilakukan pengukuran SUllll air dingin kcluar unit
evaporator pada saat kompresor A clan 13 paclam (oj]) clan pad a saat kompresor A dan B
beropcrasi kembali (on), schingga dipcroleh harga batas sllhu operasi chiller. Dilakllkan
pcngopcrasian dcngan model operasi A artinya hanya kompresor A saja yang beropcrasi
444
ISSN OS51-5278 !f,</lingsio!l(;!is{J.\'! ('I'f/ler.
Kis1!'(lnfo
seclangakan komprcsor B konc!isi padam (oj!), dan sebalikny,l. Untuk mcmadamkan chiller
(olf), tempatkan switch selector pada posisi O.
BASIL DAN PEMBAHASAN
Kcadaan Schclum di Moditikasi
Sistem chiller water sering tidak dapat di operasikan karena ada gangguan salah
satu sensor kontrol tidak berfungsi akibat sistem kcnclali dan proteksi terpadu yang
menggunakan program logic control jenis F[otnmic Control S'ystelil, Model I:'PROM
HT2071 OJ-1 -1 0 (Carrier Product). Laju pemak:aian sensor kontrol per tahun adalah
sejumlah 14 unit. Jika sensor kont1'ol tidak diganti c1engan segcra maka sistem tidak dapat
di opcrasikan clan selama sclang waktu pengadaan yang rclali f Imna maka geclung akan
menjacli panas clan teljacli banjir di lantai akibat penguapan air dari kolal1l clan kana! hubung
clan harga sensor konl1'ol per unit yang re1atif mahal, sehingga untuk mcnanggulangi
konclisi yang selalll bcrulang mak:a dipcrlukan moclifikasi sistcm kontrol chiller water.
Jcnis gangguan lain yang sclalu bcrulang, aclalah: blade dari exhaust fall yang
scring lcpas (anj!ok) clari pmos motor listrik, akibat yang ditimbulkan aclalah motor listrik
akan mcngalami be ban lcbih clisaat blade akan lepas clari pows motor clan akan bcrakhir
dcngan bclitan motor akan tcrbakar dan pcmbuangan kalor dari unit kondcnsor kc
lingkungan akan bcrkurang akibat exhaust/cm ticlak beropcrasi clan chiller H'oter unit akan
mengalami gangguan berupa kegagalan tekanan keluaran reji-igcmllt kompresor semi
hermctik yang tinggi dan l1lclebihi harga batas alas tckanan }"(~ji-igem/1t (high press lire
cOlltrol ---cut oj!). Kondisi ini diakibatkan ka1'cna bahan blade yang terbuat dari besi tuang
yang pcncmpatan pad a lingkungan terbuka (outdoor type) schingga muclah untuk
terkorosi (lihat Gambar 3), sehingga untuk menanggulangi konclisi yang sclalu berulang
maka diperlukan 11l0diiikasi unit exhaust fall dengan bahan blade clan rumah (casing) motor
listrik dari bahan paduan aluminium (aluminiulll alloy).
Keadaan Sesudah di Moditikasi
Dari pcngllkllran arllS list1'ik, diperoleh scpcrti Tabcl 1. bcsar arus nominal pad a
komprcsor scmi hcrmetik clan exhaust fU/1 masih cla!am bata~) aman yang di ijinkan. Untllk
tckanan tingg,i rcCrijeran (Feon - discharge pressurc) sudah l1lc\cbihi batas yang diijinkan
445
fJro.\idlng S'elllillar IlusIl Pel/elitioll FliRR'Iii/1iI1l 2()()·1
sebab dengan kondisi suhu rerata udma masuk kondensor sebesar 32,8 °C (dari Tabel 3
kolom 5 & 6 komprcsor semi hennetik A secara interpolasi) menghasilkan tekanan rerata
indikator scbcsm 16,80 bar (dari Tabel 1 kolom 5), tctapi masih dalam batas aman sebab
setting tekanan tinggi refrijeran lebih besar dari tekanan tinggi indikator Crabel 3 No.2).
Artinya pcmbuangan kalor kc lingkungan tidak cCfisicn karena sebagian sirip pada unit
kondcnsor rusak, akibatnya laluan udara untuk mcndinginkan rcCrijeran tckanan tinggi
terhambat (res/ric/ion) schingga untuk satu satuan bcban pcndingin yang sama dipcrlukan
waktu yang relatif lebih lama untuk mcnurunkan suhu air slsi kcluar (dari Tabel I kolom
13) atau hingga setfing suhu kapasitas rhel'l17os/o/ (BT2) tercapai.
KESIMPULAN
Pad a unit chiller No.1 (C I) unit komprcsor A (C 1.1) akibat pcmbuangan kalor dari
unit kondcnsor kc lingkungan tidak efTisien maka untuk menurunkan suhu air sisi keluar
dcngan satu satuan beban pcndingin yang sama diperlukan \Vaktu relatif !ebih lama yang
mengakibatkan konsumsi calu daya listrik lebih banyak dan dengan \Vaktu operasi Icbih
lama maka !aju pcrubahan bcntuk akibat kclclahan (fhriqlle dej(mlw/ion) akan !cbill cepat
atau kerusakan komponcn/unit akan lebih ccpat.
Pada rcCungsionalisasi secanl scbagian-scbagian (p0l'rio!) untuk mcmpcrolch unjuk
kelja dari suatu sistem yang optimal /idak dapat diperoleh, sebab pada suatu sistem tcrdiri
dari unit/alat/komponen, maka sehmusnya dilakukan secanl mcnyeluruh dan tcrpaclu.
Untuk mcmperolch unjuk kelja yang optimal dengan refungsionalisasi secara pmsial harus
dilakukan dcngan bertahap, tercncana dan konsistcn yang tcrbatas (colls/minr), sehingga
diperolch suatu untaian refungsionalisasi antar unit dengan unit pada suatu sistcm (back
tiffing).
446
I?ljl(llgsio/lalis(lsi ('lllllerf\'{S\\'(I'l!O
DAFT AR PUSTAKA (Reference, Ref)
1. Anonyms; American Society of Heating, Refi'igcrating and Air Conditioning
Engineers (ASH RAE), 1983 Equipment Volume, 2nd Printing 1983. 1791 Tullie
Circle, N.r., Atlanta, GA 30379, USA. lSSN: 0737-0687
2. Anonyms; Carrier Corporation., Catalog No. 533··062. Printed in USA. Copyright
1992.
3. Anonyms; A13B STOTZ-KONTAKT, GmbH. Catalog No. ISAZ20 7001 P2a.
F:ppelhcimcr Strar3e 82. D-69123 Heidelberg. Germany
4. Anonyms; Danfoss. Catalog No. IU.5A.A3.00., 03-2003. For Type: KP 1, IW, IA.
2,5, 5A, 7W, 713, 7S. Made in Denmark.
5. !\nonyms; Danfoss. Catalog No. RI.5D.B1.00., 2-1991. For Type: KP 61-81. rvlade
in Denmark.
6. Anonyms: Danfoss. Catalog No. RI.05.P2.00., 1-1984. For Type: MP 54, 55. Made
in Denmark.
44/
/lrosichllg S'eminar /Iasil PeneliliaJI P JTRU"/;'//1111 ]001
ISSN 0854-5278
Tabel ]. Hasil pengukuran chiller water unit (Chiller No.1, C.l)
~j1.:~O
51,:;!)
I
I "i"H-:'-f •••• IJ"'"'
""n I :'""""'fi -0 I ""0I),.' .),...::
I I
r'6,CI)-I-'G.11)-~
I'P :iJ I G.10 II <.C"
-iG,i;'J I -G~)O -] _
10.::0 I 13.11) 12.C5
-I __.J
<C."'! '; ,,' II _": -0 \1,;.':" :k J,\~ Chi1!t:1
2,('5 I 2.GD I 2.CS I 2,01
0>' I,,: I22,3 I
2n II
31.~ I
~,iJ I
I
03,2,13
~ '; 13,3
2.l:1
7.. __5
2,iJ:)2,0,1
r ~
2,C5
3
2.051 2.02
j
I
Ihi2,00 I
__ L
2,04
II
I-I1 r\CLif:(~hII
1- .1.21)
-1 1,.10
I
I ·1.20
1 -!,~j
I -i.;;OI
ii
I .')J
(Fc·sisi)
1:'0
:-1(;f;i';E~'k I F'Gf2~Jf.':,l
I . ,
I
A(C1.1) .1
l3 ((1-2) ~1 5').60
r 2 [:i-(C~1)-T' -5;)0
! (B,,\) I B (cn)'j' - '51 ,'TI u I --- 3
1\ (C1 I) I 5i.21)I (A)
I' 1 IB ',Ci 2) I
l. (B) I
1.1
2.
2.1
C::;",; r,'Iv!C'r ~ <~:~;C"~.\:;:'j5t '"~]
Sc-::ing ~flJS
.1. "',.;' 32:."
I 'j" 1,\/,/".J. ur- - ~'j.- (--:3 A
1 - _ ._ ,
..J __ o~"..'~,I 1)0-- \,2:) A
L_
I ':e;·,,, . 'c" -', 1 ,"
j 1,1 1 I _ ~ ,\ - r I. ' .)
j ~(1:0-:;·.~- ",;'.j [}.-;I: r;';:~':1'":)
[' "(; U:,t ". ;"' ",. :'.n fry
h.E!,0rm;,.C~<:1[<Lf.< \',LI. •.)
I
443
ISSN 085·1-5278 Hefli//g.\'II)//oli"osi ('111/11'1',
Kisiroll/o
Tabcl 3, Tckanan opcrasi komprcsor semi hcrmctik yang diij inkan
Tekanan [bar]No
250C 300C 350C 400C 400CKcterang3n
(1.1"1)
(LPC)
1,8
4,23 4,35 -~--I~~--1---~r-ReKO'menaaSI~4,47 4,60 4,73
Pebrik (F~ef.4)
Pabnk (l:Zef.4)
--·Iinggnr:,aik3T6~r -l--I=:J~EEI-----l--1::reK6fnenaaST--13,95 15,82 17,85 20,04 22.41
(HPI) j j I Pabnk (Ref 5)2 fnggrKOiltro'----- - -----~---- -l---rreRorncndasi-28
(HPC)
1i~inyaKI'elumas--
Indikator (01"1)3
Kontrol (OPC)
LAMPIRAN 1
0,8
COMPRESSOR SEMI HERMETIC
( UNIT A I B I
449
Pabrik (l:Zef.5)
OP=(1,8--2)+
LP [bar] (REFE)
--r~ekornendaSl
Pabrik (l~ef.G)
Kcterangan Gamp,H Chil!er VVJlcr Ul'iil ccwU") :B T •• Bulb TcrnpCf;;.fufC
B T 2 "load Capacity Therll1osl,11
C F " Control flow (Dry Running Protection)E & C '" Elcc.trl.:al Contrel
E F •• Exhau~t fan
E V :. Lq.Jar1slcn V,llveF 0 '" Filter Drier
Ii P C II" High Pf<?SSUIC Control Iindicillor
L P C f I" Law Pressure Control/Indicator
!,', '" [Icctlic r,~otor
ope II" Oil Pressure Control I Ind!cator
S V " So!enold Valve
PnJsidlllg .\t!lI1iJ;ar Ila.\'I1 Pt?l1e!ititll1 P:!'fR.Rfidllln lOO-l
ISSN 0851-5278
v- -x,,;,
~,I'~ ".; ~!
Gambar 1. Dellal, Atap KI:HPJ.ill
,
~i
! - / i,. - .--- .,
;.'. : L:: . ~_: !,,~ •. - .• I
......~ :: Vi .~.55
--=:" --..::: i;,;;;
G
E
,,1
C
82
w .....J
;4.8
,;-
4 ~1__
4.8
-y
4.8
A
;,.;
-.;;
L!
~
F
E
iJ
A
P€.KERJ;'':·JJ
RHUNGSIONALISASI CHiLLER GED. 83 RSG-GAS
H
G
E
eE
11'·2 ,.•..(J~10mm)
7' - 411/16" (2~28~rn}
,:1 :
H
G
E
o
A
f ••.•,
kI!!P~~.~~.Ril)ltHS
T
~~+=[-r-~-:~I=-~~~;:::O:~~I.~;E~K:,-:.----'D
3 1 . _ I::\'APORA. TOR (A.'f.1 .
~=;-.~J-~i~Et=-~~~:~~=__~;f:,:::;~::,---=-~ICJIO JL"i. N'). ""RT OtSKRIPSI
-.----- -."- ---- .-------------.---PF.:"-ER.W·:-j .-
R"FU~GS:ONALISASI CHILI.ER GED. 133RSG-GAS
--------'[3---.--- ---- -------RAGlAN UTAMA CHILLEH GEO. U3 RSG·Gr~s
I
1-«P51-~tl~A~~~~~~~,:"~;~~S;:=G~-~JA
---r--- J -1- 2 - - 1--'-----
{150
ISSN OS54-527S
_L l ~L_
6 FU 1
Ifl
I<efu/lgsiollolisasi ChillerKis\I'on!o
2Kro11 A \\-\
,J~sr IM
2KI,\ IA 3-
MOTOR KDr.'PRESOR
SEMI flERMUIK No.1
2KMI0\\\
II S,0> r IJ fM
2KI.\ 18 3-
!'.WTOR KOMPRESORSEMI HERtr'.ETlK No.2
H\
PFR
MOTOR
rAN No.1
MOTOR
Fr,N l>!o.2
!,',UTCRFAN No.3
MOTORFAN NO.4
MOTOR
FAN NO.5
MOTORFAN No.6
A I
I
_I
FU 1
1-
_L
€ un r---,
'-.-
r-_-
4~)1
I
-'~"-'----',-- .__ ~J
FU 2
--- ------------------C1;--------r_~-~_-_~~_----~~~~~_=:_.~i::i-~=_=-=~~J~-==~~~-==:-·-=:':::
-~~=:~~:~-=~~=~~~]::-- ..------ .{}--~------'----.------ (}-----~-~------------------.-------L.}-------
I
i
i, H
G
Prosidmg ."'eminar IIl/s1l Pel1~'IIl!011 I) ~\ll<Nlidlll/l JOO./
LAMPI RAN 2 :
r'\ ,.·1
;'.f:
\ A _;~
.-<
Gambar 3. Blade dari exhaust fan (Lama)
. iI
Gambar 4. Komponen kontrol dengc1ll Printed Circuit Boare} (PCB) Type (Lama)
452