Analisa Aliran Gas Pada Gas Valve Unit Pada Berbagai Variasi Pembebanan Engine Kapal Harbour TUG 2 X 2500 HP

Ilmiawan, Aldiansyah Fahmi (2021) Analisa Aliran Gas Pada Gas Valve Unit Pada Berbagai Variasi Pembebanan Engine Kapal Harbour TUG 2 X 2500 HP. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text Bachelor Thesis Report_04211740000056_Aldiansyah Fahmi Ilmiawan.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2023. Download (10MB) | Request a copy

Abstract

Penggunaan bahan bakar fosil secara terus menerus suatu saat Di dunia
perkapalan, saat ini masih banyak kapal yang menggunakan bahan bakar minyak yang
mana bahan bakar ini tidak dapat diperbaharui. Selain tidak terbaharukan, bahan bakar ini
dapat menimbulkan pencemaran lingkungan karena emisi yang dihasilkan. Gas alam
merupakan salah satu sumber energi alternatif ramah lingkungan yang dapat digunakan
sebagai pengganti sumber energi minyak bumi. Salah satu gas yang terdapat pada gas bumi
ialah LNG (Liquefied Natural Gas). LNG merupakan energi yang relatif aman karena
memiliki suhu nyala spontan lebih tinggi dari bahan bakar minyak dan uap LNG lebih
ringan dari udara. Penggunaan LNG sebagai bahan bakar pada kapal membutuhkan sistem
permesinan yang berbeda dengan kapal yang menggunakan bahan bakar minyak, mulai
dari tangki penyimpanan hingga gas LNG masuk ke engine. Salah satu yang termasuk
dalam sistem tersebut adalah Gas Valve Unit (GVU) yang berfungsi sebagai pengatur debit
aliran gas yang masuk ke engine serta dalam keadaan emergency dapat mengatur
pembuangan gas agar mencegah terjadinya kebakaran. Gas Valve Unit memiliki bentuk
desain yang ergonomis, namun perlu dilakukan analisa mengenai aliran gas yang lewat
melalui GVU. Sehingga nantinya dapat diketahui bagaimana cara optimasi debit gas yang
masuk ke engine. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui tekanan, temperatur,
dan flowrate gas pada pipa Gas Valve Unit yang menuju engine dengan 5 mode
operasional pada kapal harbour tug 2 x 2500 HP serta untuk mengetahui optimasi output
gas sesuai dengan kebutuhan engine. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah
simulasi CFD dengan 20 variasi yaitu 5 mode operasional kapal harbour tug serta 4 bukaan
valve. Dari hasil simulasi diketahui kecepatan gas paling tinggi mencapai 20,56 m/s saat
mode towing dengan bukaan valve ¾, dan pressure drop paling besar yaitu 93 kPa terjadi
saat mode towing dengan bukaan valve ¼. Sehingga dapat disimpulkan bahwa semakin
menutup globe valve maka semakin kecil debit gas pada pipa outlet dan semakin besar
pressure drop yang terjadi. Kecepatan pada tiap bukaan globe valve bernilai fluktuatif,
yang disebabkan oleh turbulensi dalam pipa ketika melewati gate valve, elbow, dan globe
valve. Kenaikan dari temperature berbanding lurus dengan berkurangnya load engine, hal
ini sesuai dengan hukum Fourier karena semakin berkurang load engine maka velocity
semakin berkurang sehingga proses perpindahan panas di dalam pipa akan semakin besar.
Bukaan globe valve paling optimal pada mode towing adalah ¼, mode full speed ¼, mode
manoevering ½ open, mode economic speed ¼, mode slow speed ¾.
====================================================================================================================
Continuous use of fuel continuously someday In the world of shipping, currently there are
still many ships that use fuel oil where this fuel cannot be increased. Apart from being nonrenewable,
this fuel can cause environmental pollution due to the emissions it produces.
Natural gas is an environmentally friendly alternative energy source that can be used as a
substitute for petroleum energy sources. One of the gases found in natural gas is LNG
(Liquefied Natural Gas). LNG is a relatively safe energy because it has a higher
spontaneous ignition temperature than fuel oil and LNG vapor is lighter than air. The use
of LNG as fuel on ships that require a different engine system from ships that use oil fuel,
from storage to LNG gas entering the engine. One of those included in the system is the
Gas Valve Unit (GVU) which functions as a regulator of the flow of gas entering the
engine and in an emergency can regulate gas exhaust to prevent fires. The Gas Valve Unit
has an ergonomic design, but it is necessary to analyze the gas flow through the GVU. So
that later it can be known how to optimize the gas discharge that enters the engine. The
purpose of this study was to determine the pressure, temperature, and gas flow rate in the
Gas Valve Unit pipe leading to the engine with 5 operational modes on 2 x 2500 HP port
tugboats and to determine the optimization of gas output according to engine requirements.
The method used in this study is a CFD simulation with 20 variations, namely 5
operational modes of port tugboats and 4 valve openings. From the simulation results, it is
known that the highest gas velocity reaches 20.56 m/s in towing mode with valve opening,
and the highest pressure drop of 93 kPa occurs during towing mode with valve opening. So
it can be said that closing the globe valve, the smaller the gas discharge at the outlet pipe
and the greater the pressure drop that occurs. The velocity at each opening of the globe
valve is fluctuating, which is caused by turbulence in the pipe when it passes through the
gate valve, elbow, and globe valve. The increase in temperature is directly proportional to
the decrease in engine load, this is in accordance with Fourier's law because the less the
engine load, the greater the speed of heat transfer in the pipe will be. The most optimal
globe valve opening in towing mode is ¼ open, full speed mode ¼ open , maneuvering mode ½ open, economic speed mode ¼ open, slow speed mode ¾ open.

Item Type:	Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords:	harbour tug, liquefied natural gas, dual fuel engine, gas valve unit, globe valve
Subjects:	V Naval Science > VM Naval architecture. Shipbuilding. Marine engineering > VM297 Ships Designs and drawings
Divisions:	Faculty of Marine Technology (MARTECH) > Marine Engineering > 36202-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Aldiansyah Fahmi Ilmiawan
Date Deposited:	03 Sep 2021 07:58
Last Modified:	03 Sep 2021 07:58
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/91655

Actions (login required)

View Item