Studi Numerik Pengaruh Kecepatan Udara Pendingin Pada Low Pressure Air Cooler Kompresor Reciprocating 2 Tingkat

Arsana, Verry Mardiananta (2021) Studi Numerik Pengaruh Kecepatan Udara Pendingin Pada Low Pressure Air Cooler Kompresor Reciprocating 2 Tingkat. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

	Text 02111950087015-Master_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only Download (5MB) | Request a copy
	Text 02111950087015-Master_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only Download (5MB) | Request a copy
	Text 02111950087015-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2023. Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Kompresor starting merupakan peralatan utama di PLTMG Arun yang berfungsi
menghasilkan udara kompresi untuk menyalakan mesin pembangkit listrik. Kompresor starting
yang digunakan merupakan jenis reciprocating yang terdiri atas 2 tingkatan kompresi yaitu sisi
Low Pressure (LP) dan sisi High Pressure (HP). Pada tingkat pertama, udara dari lingkungan
dihisap oleh piston sisi LP dan dilakukan proses kompresi. Produk hasil kompresi pada tingkat
pertama dialirkan menuju air cooler LP untuk didinginkan sebelum memasuki tingkat selanjutnya
yaitu kompresi tingkat kedua pada sisi HP. Pada kompresor starting di PLTMG Arun, sering
timbul permasalahan mengenai laju pertumbuhan deposit yang sangat tinggi yang menyumbat
tubing pada air cooler HP dan jalur delivery udara terkompresi sehingga menurunkan kehandalan
peralatan. Laju pertumbuhan deposit yang tinggi ini diduga berasal dari minyak pelumas yang
terbakar karena temperatur tinggi yang terjadi di dalam ruang kompresi sisi HP sehingga perlu
dilakukan peningkatan kapasitas pendinginan pada air cooler LP untuk menurunkan temperatur
udara inlet pada HP kompresor yang diharapkan akan dapat menurunkan temperatur udara
terkompresi di dalam ruang kompresi sisi HP kompresor.
Studi ini dilakukan menggunakan metode simulasi numerik dengan memodelkan
pengaruh variasi kecepatan udara pendingin pada air cooler LP untuk meningkatkan kapasitas
pendinginan. Terdapat 4 variasi kecepatan aliran udara pendingin yang digunakan yaitu 4,4 m/s;
6,9 m/s; 8,5 m/s; dan 14 m/s. Penambahan kecepatan udara pendingin pada air cooler LP
digunakan untuk meningkatkan laju pendinginan pada sebuah heat exchanger. Dengan demikian
peningkatan pendinginan akan berdampak pada penurunan sisi outlet udara terkompresi air cooler
LP yang menjadi inputan / inlet udara terkompresi di sisi HP kompresor. Kondisi batas yang yang
digunakan didalam pemodelan adalah multiphase (off), energi equation (on), viscous (k-ε standar
v
dengan enhanced wall), radiation (off), heat exchanger (on), species (off), discrete phase (off),
solidification & melting (off).
Hasilnya menunjukkan bahwa semakin besar kecepatan udara pendingin yang dialirkan
berpengaruh pada penurunan temperatur outlet udara terkompresi pada air cooler LP berturut-turut
untuk kecepatan aliran udara pendingin 4,4 m/s menghasilkan temperatur outlet sebesar 71,62 ⁰C,
peningkatan kecepatan aliran udara pendingin sebesar 56% (6,9 m/s) menghasilkan penurunan
temperatur outlet sebesar 0,88 ⁰C, peningkatan kecepatan aliran udara pendingin sebesar 93% (8,5
m/s) menghasilkan penurunan temperatur outlet sebesar 1,67 ⁰C, peningkatan kecepatan aliran
udara pendingin sebesar 218% (14 m/s) menghasilkan penurunan temperatur outlet sebesar 3,57
⁰C. Studi ini juga menghitung batasan operasi aman agar tidak terbentuk deposit pada kompresor
starting berturut-turut untuk kecepatan udara pendingin 4,4 m/s; 6,9 m/s; 8,5 m/s; dan 14 m/s
batasan tekanan delivery yang diijinkan adalah sebesar 23,03 barg, 23,46 barg, 23,86 barg, dan
24,85 barg.
Kata kunci: kompresor starting, air cooler LP, deposit, studi numerik
===================================================================================================
The starting compressor is the main equipment in Arun Gas Engine Power Plant
(GEPP) that serves to produce compressed air used to start the gas engine. The kind of starting
compressor is a reciprocating type with 2 levels of compression, the Low Pressure (LP) side, and
the High Pressure (HP) side. In the first step, the air from surrounding is sucked by LP compressor.
And then the resulting product is streamed to the LP air cooler before entering the next step in the
HP compressor’s. In Arun GEPP, there are problems about the very high deposit growth rate that
clogs the tubing in the HP air cooler and compressed air delivery line thus decreasing equipment
reliability. The high deposit growth rate is thought to come from lubricating oil that burned due to
the high temperature occured in the HP side compression chamber. It is necessary increasing the
cooling capacity in the LP air cooler to decrease the inlet air temperature in the HP compressor
and the compressed air temperature in the HP compressor’s compression chamber.
The study was conducted using numerical simulation methods by modeling the effect of
cooling air velocity variations on LP air cooler to increase cooling capacity. There are 4 variations
in the velocity of cooling airflow used, 4.4 m/s; 6.9 m/s; 8.5 m/s; and 14 m/s. The increase of
cooling capacity will have an impact to decrease air temperature in the outlet side of the LP air
cooler. It is becomes the input/inlet of compressed air in the HP compressor’s. The boundary
conditions used in modeling are multiphase (off), energy equation (on), viscous (k-ε standard with
an enhanced wall), radiation (off), heat exchanger (on), species (off), discrete phase (off),
solidification & melting (off).
The results of this study showed that the higher velocity of the cooling air had the higher
effect decreasing temperature of compressed air in the LP air cooler. The cooling air velocity of
4.4 m/s resulted an outlet temperature for 71.62 ⁰C. Increasing in cooling air velocity by 56% (6.9
m/s), 93% (8.5 m/s), and 218% (14 m/s) resulted in a decrease of outlet temperature by 0.88 ⁰C,
vii
1.67 ⁰C, and 3.57 ⁰C. The study also calculated safe operating limits to avoid the growth of deposit
in HP compressor’. The cooling air velocity of 4.4 m/s; 6.9 m/s; 8.5 m/s; and the 14 m/s allowable
delivery pressure limit is 23.03 barg, 23.46 barg, 23.86 barg, and 24.85 barg.
Keywords: compressor starting, air cooler LP, deposit, numerical study

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	kompresor starting, air cooler LP, deposit, studi numerik, compressor starting, air cooler LP, deposit, numerical study
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ263 Heat exchangers
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	VERRY MARDIANANTA ARSANA
Date Deposited:	24 Aug 2021 09:12
Last Modified:	25 Aug 2021 08:58
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/89842

Actions (login required)

View Item