BAB IV Sentrifugal Fix

7/25/2019 BAB IV Sentrifugal Fix

1/9

44

BAB IV

CENTRIFUGAL COMPRESSOR

4.1 Pengertian dan Fungsi Centrifugal Compressor

Kompresor merupakan mesin konversi energi yang digunakan untuk

menambah energi pada udara atau gas sehingga udara atau gas dapat mengalir

ke tempat yang lain secara kontinyu. Penambahan energi tersebut

dimaksudkan untuk melawan hambatan sepanjang pengaliran. Penambahan

energi dapat terjadi karena adanya gerakan mekanik. Dengan kata lain, fungsi

kompresor adalah mengkonversikan energi mekanik menjad energi gas

bertekanan.

Di dunia industri, peran kompresor sangat penting, misalnya pada

natural gas plant, kompresor digunakan untuk menjaga tekanan darifeed gas.

Kompresor juga menyediakan udara bersih dan kering untuk instrumentasi

dan sistem kontrol. Pada unit pengolahan atau refinery, kompresor digunakan

untuk mengkompresi gas seperti hidrokarbon ringan, nitrogen, hidrogen,

karbon dioksida dan klorin.

4.2 Prinsip Kerja Centrifugal Compressor

Kompresor sentrifugal termasuk dalam kompresor dinamik (dynamic

compressor. Kompresor dinamik merupakan kompresor dengan prinsip kerja

mengkonversikan energi kecepatan gas yang dibangkitkan oleh gerakan

impeller yang berputar dari energi mekanik dari driver (penggerak menjadi

energi potensial.

Gambar 4-1 Aliran Kerja Kompresor Sentriugal


2/9

Pada kompresor sentrifugal, fluida kerja (gas atau udara pada

dasarnya bergerak dalam arah radial. Ketika impeller pada rotor berputar

akibat putaran shaft dari driver, fluida kerja akan mulai tersedot masuk

melalui suction inlet. !agian yang bergerak pada kompresor sentrifugal

adalah shaft dan impeller. "luida kerja yang masuk ke dalam impeller

kemudian dibuang menuju sebuah celah sirkular yang mengelilingi impeller

yang disebut diffuser. #liran udara yang melewati bagian diffuser akan

mengalami percepatan sehingga kecepatan aliran juga menjadi tinggi. #liran

dengan kecepatan tinggi tersebut mengalir menuju bagian volute dari casing

kompresor. Pada bagian ini, energi kinetik dari kecepatan aliran dikonversi

menjadi tekanan seiring dengan melambatnya aliran pada bagian volute

casing sebelum keluar dari discharge kompresor.

Pada kompresor satu tingkat kompresi (single-stage compressor,

setelah fluida kerja keluar dari impeller pada kecepatan tinggi, fluida kerja

selanjutnya akan melewati diafragma dan keluar melalui discharge. $amun

pada kompresor kompresi bertingkat (multi-stage compressor, setelah

melewati impeller stage pertama fluida kerja akan memasuki saluran yang

berbentuk gelang (annular passage yang terletak di antara inlet wall dengan

diafragmastagepertama.

%aluran ini semakin membesar seiring dengan aliran fluida kerja

sehingga terjadi sebagian perubahan dari energi kinetik fluida kerja menjadi

energi tekanan. "luida kerja ini kemudian diarahkan lagi untuk masuk ke

impeller stage kedua dan begitu seterusnya hingga mencapai stage terakhir

dan lalu keluar melalui discharge.

4.! Kara"teristi" Centrifugal Compressor

Dari pengertian dan prinsip kerjanya, dynamic compressor merupakan

kompresor yang menaikkan tekanan gas dengan menggunakan blade yang

berputar untuk menaikkan kecepatan dari gas. &ipe dynamic compressor

dibagi menjadi axial dan centrifugal. Kompresor sentrifugal juga dapat

disebut dengan kompresor radial karena aliran keluaran gas dari impeller

arahnya radial.


3/9

Karakteristik kompresor dinamik axial flow maupun centrifugal flow '

. )olume yang dialirkan bervariasi.

*. Kapasitas head tetap untuk aliran tertentu.

+. %angat diperngaruhi densitas dan berat molekul gas.

4. #lirannya sensitif terhadap sistem resistensi.

. Self limitting (tidak membutuhkan relieving devices.

Kompresor sentrifugal sangat sensitif terhadap densitas dan berat

molekul gas karena performance kompresor erat kaitannya dengan

kompresibilitas. Kompresor sentrifugal dapat berupa single-stage dan multi-

stage. Kompresor single-stage hanya mengkompresi gas sekali, sementara

pada kompresor multi-stage aliran gas keluaran tiap tingkatan (stage akan

dialirkan ke tingkatan selanjutnya. Kompresor single-stage didesain untuk

tekanan keluaran (discharge pressure yang kecil dengan tingkat aliran gas

(flow rates tinggi, sedangkan kompresor multi-stage didesain untuk

menghasilkan aliran gas yang tinggi dengan tekanan keluaran yang tinggi

pula. Pada kompresor multi-stage terdapat sistem pendinginan (cooling

diantara stage untuk mengkompensasi kenaikan temperatur gas, karena

temperatur gas akan naik seiring dengan naiknya tekanan gas pada saat

dikompresi.

4.4 Komponen Centrifugal Compressor

Gambar 4-2 Bagian Kompresor Sentriugal


4/9

4.4.1 Stator

%tator merupakan komponen diam dalam arti tidak ikut bergerak atau

berputar yang terdapat pada kompresor.

. Casing

Casing berfungsi sebagai tempat pelindung dan sebagai tempat

dari bagian internal kompresor seperti rotor dan bearing.

!erdasarkan arah bukaan atau pecahannya, casing dibagi menjadi

horizontal split dan vertical split (barrel. Di casing terdapat

saluran yang menjadi tempat keluar masuk gas yaitu suction port

(inlet dan discharge.

*. Guide vanes

"ungsi dari guide vanes adalah untuk mengarahkan dan

mendistribusikan aliran gas tepat pada impeller eye. Guide vane

mencegah terjadinya turbulensi aliran yang diakibatkan oleh

putaran impeller. Pada kompresor sentrifugal, guide vane

terpasang menjadi satu (fixed dengan casing. Posisi dan sudut

dariguide vane mempengaruhi head dan efisiensi kompresor.

+. DiaphragmDiaphragm adalah bagian diam dalam kompresor yang terletak

diantara duastage - rangkaian penyekat antarastage danstage *

dan seterusnya. !agian ini merupakan bagian yang dilewati oleh

gas dengan kecepatan yang cukup tinggi sehingga surface

finishing menjadi sangat penting dan sangat mempengaruhi

efisiensi total kompresor.

4. Diffuser

Diffuser berfungsi mengubah kecepatan menjadi tekanan. ntuk

multi-stage, diffuser dipasang di interstage impeller.

. eturn channel

eturn channel berfungsi mengarahkan udara atau gas ke stage

selanjutnya. eturn channel ada yang dilengkapi dengan fixed

vane dengan tujuan memperkecil olakan aliran gas pada saat

mesuk kestageberikutnya sehingga dapat memperkecil vibrasi.


5/9

/. !earing

!earing atau bantalan berfungsi untuk menopang rotor dan

bagian lain yang berputar di dalam kompresor. !earing juga

mempertahankan posisi aksial dan radial. !erdasarkan beban

yang ditahan, bearing dibagi menjadi "ournal bearing yang

menahan beban radial dan thrust bearing yang menahan gaya

aksial.

4.4.2 #otor

0otor merupakan bagian yang bergerak atau berputar dalam kompresor

sehingga memberikan energi pada gas. Pada dasarnya rotor terdiri shaft

dan impeller.

. #mpeller

#mpeller merupakan bagian di dalam kompresor sentrifugal

berfungsi untuk memberikan energi kinetik kepada gas.

!erdasarkan desain bentuknya, impeller dibagi menjadi tipe

tertutup (closed dan tipe terbuka (open.

Gambar 4-! $ipeImpeller dan Komponen Pen%usunImpeller

!lade atau sudu1sudu berfungsi untuk menaikan kecepatan gas,

sehingga menyebabkan tambahan penaikan tekanan dalam bagian

stator. $ub bersentuhan langsung dengan shaft yang berfungsi

untuk membatasi gas dan menyalurkan putaran dari poros ke

blade. %edangkan cover (shroud fungsinya untuk membatasi gas

proses dan menambah kekuatan impeller untuk mencegah distorsi

yang terjadi pada blade dari gaya putar impeller.


6/9

*. Shaft

Shaft atau poros adalah elemen rotating e%uipment yang

berfungsi sebagai tempat kedudukan impeller dan bearing serta

mentransmisikan tenaga dari satu sistem ke sistem lain.

44! Supporting Component

Komponen penunjang merupakan komponen yang diperlukan terkait

dengan fluida kerja (gas atau udara yang dikompresikan.

. Seal

Seal berfungsi untuk memperkecil terjadinya kebocoran.

Kebocoran yang terjadi sebisa mungkin dihindari karena akan

mempengaruhi kinerja kompresor. Pada kompresor sentrifugal,

ada dua lokasi yang memungkinkan terjadi kebocoran, yaitu '

Daerah antarashaft dan diaphragm (di dalam kompresor

Daerah antaa shaft dan casing (di dalam stuffing box,

baik sisisuction maupun discharge.

!erdasarkan tekanan operasi yang dapat di1handle oleh seal,

makaseal dapat digolongkan menjadi '

a &abryinth Seal

&abryinth seal merupakan penyekat yang paling

sederhana. !agian dalam terdapat gigi1gigi yang tajam

tersusun seri, tegak lurus sekelilingshaft dengan toleransi

yang sangat kecil

b Carbon ing Seal

Carbon ring seal terdiri atas * atau + segmen yang

dipasang seri padashaft dan diikat denganspring.

c 'echanical Contact Seal

'echanical contact seal mencegah kebocoran gas

bertekanan dengan memanfaatkan kontak permukaan yang

berputar (rotating seat dengan yang diam (stationary

seat.


7/9

d &i%uid (ilm Seal

&i%uid film seal banyak digunakan untuk mengatasi

kebocoran pada kompresor yang bertekanan tinggi dan

merupakan critical e%uipment. Seal ini sejenis dengan

mechanical contact seal, namun permukaan kedua seal

terpisah dan membentuk gap (celah.

*. &ubrication (Pelumasan

Pelumasan pada kompresor berfungsi untuk '

2embentuk oil film antara dua permukaan kontak, sehingga

memperkecil gesekan.

* 2edia pendingin, dengan menyerap panas akibat adanya

gesekan.

+ 2edia pembersih, dengan membawa partikel akibat keausan.

!agian kompesor yang dilumasi adalah bearing, baik "ournal

maupun thrust bearing dansealing system.

4.& Fa"tor %ang 'empengaru(i Kerja ) Perorma Centrifugal Compressor

4.. %uhu#nlet 3as

!ila suhu inlet gas naik, maka akan menyebabkan '

Kerapatan massa gas menurun pada kapasitas yang sama.

aju aliran massa yang dihasilkan menurun.

Daya yang dibutuhkan oleh kompresor naik.

)ressure ratio menurun.

4..* &ekanan#nlet 3as

Pada kompresor yang beroperasi dengan putaran konstan dan laju aliran

volume tetap, maka penurunan tekanan inlet gas akan menyebabkan '

aju aliran outlet gas menurun.

&ekanan outlet gas menurun.

Daya yang dibutuhkan oleh kompresor menurun.

ntuk menjaga tekanan gas keluar kompresor yang konstan, maka

kompresor diharuskan beroperasi dengan putaran tinggi, akibatnya daya

yang dibutuhkan oleh kompresor bertambah.


8/9


9/9

4..6 aju #liran 2assa

Pada kondisi awal yang sama, maka kenaikan laju aliran massa

mengakibatkan kenaikan tenaga yang diperlukan kompresor. Dan begitu

pula sebaliknya.

BAB IV Sentrifugal Fix

Documents

Transcript of BAB IV Sentrifugal Fix