## ANALIS A  PENGARUH  PARAMETER  S IS TEM PENGKONVERS IAN  WET GAS TERHADAP  PERFORMA  KOMPRES OR S ENTRIFUGAL
Ambo Intang
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Tamansiswa, Palembang

## ABSTRAC T
Within  a  specific  operation,  depending  on  the  operation  and  maintenance,  the  compressor  will experience  performance  degradation  or  performance  as  a  result  of  increased and decreased several operating  parameters  compression  of  gas.  To  determine  the  effect  of  changing  the  operating parameters  of  the  loss  in  performance  then  do  retrieval  and data processing operations on the wet gas  compressor  (WGC)  FCCU  unit  Revenary  III  Pertamina Plaju by comparing with the operating specifications satandar (design) it. From the calculation results can be seen that the current Wet Gas Compressor  Efficiency  polytropis  has  declined,  to  Section  I  of  80.1%   design  to  be  79.4%   (down 0.7% ) and section II of 77.6%  design to 71, 2%  (down 6.4% ). As a result of a decrease Efficiency, then  Shaft  Horse  Power  has increased from 1981.48 kW design to 2156.487 kW (up by 8.5% ). The fall  in  efficiency  compressor  polytropis  main  cause  is  the  occurrence  of  fouling  on  the  side  of Compressor  Blade-blade  which  is marked by higher operating temperature (TOP) and the increased pressure  drop  on  the  other  hand  decreased  compressibility  Wet  gas  is  not  so  significant  effect  on changes in gas deinsitas.
Keyword : Centrifugal Compressor, Parameters, Permorma, Pengkompresian Wet Gas

## 1. PENDAHULUAN
Konpresor  Sentrifugal mempunyai kurva performa yang identik dengan kurva performa Pompa  Sentrifugal.  Perbedaan  yang  mendasar  adalah  bahwa  fluida  yang  dikompresi  pada kompresor adalah gas, sedangkan yang dikompresi pada pompa adalah fluida cair. Bentuk kurva flow  (kurva  aliran)  kompresor  sangat  tergantung  pada  kondisi  masukan  gas, kosekuensinya kerapatan (density) gas masukan mempengaruhi aliran volumetriknya (Golden,s.2002).
Pada  awalnya bahan bakar (fuel) akan dirubah menjadi tenaga mekanis yang terjadi pada turbine  engine.  T enaga  mekanis dari turbin akan dirubah menjadi tenaga pengkonpresian gas didalam kompressor.
Gas  yang diproses didalam  sebuah kompressor plant dimana disana terdapat proses piping dan  peralatan  diatasnya,  seperti  vessel,  colers,  dan  lain-lain  yang  berarti  bahwa  gas  akan mengalami penurunan tekanan aliran (pressure drop) (Chan,Evan.2006).
Pada sebuah kompressor plant bisa terdiri dari beberapa unit gas turbine package, performa plant akan dinyatakan sebagai plant yang beroperasi secara optimum, apabila outputnya yang berupa tekanan (pressure) dan aliran (flow) sesuai dengan masukan tenaga (input power) yang ada (T hamrin,I.2008)
Density gas yang selalu mengalami perubahan, peningkatan pressure drop aliran gas yang terjadi  pada  system  proses pengkonpresian adalah indikator utama yang bisa di jadikan dasar bahwa kompresor dalam jangka waktu operasi tertentu akan mengalami penurunan performa. Penurunan performa tersebut akan meningkatkan biaya operasi secara sigfikan (Intang,A.2010) karena  input  power  yang  dibutuhkan  akan  semakin  besar  untuk  memproduksi  wet  gas  pada jumlah dan kapasitas yang sama dalam memenuhi kebutuhan proses produksi gas.
Dalam pengambilan keputusan untuk mengatasi masalah tersebut maka perlu diidentifikasi sampai dimana penurunan performa wet gas kompresor tersebut.
2. METO DELO GI

## 2.1  Me lakukan Pengambilan Data-data O perasi
Data – data Operasi : No. Parameter Unit Section1 Section2 1 Weight Flow T /D 825,5 695,5 2 Suction Pressure Kg/cm 2 0,38 3,19 3 Discharge Pressure Kg/cm 2 5,75 14,4 4 Suction T emp. C 0 31,5 38,8 5 Discharge T emp. C 0 111,6 114,1 6 Speed rpm 7649 7649 Sumber  : Refenary III Pertamina Plaju
2.2.  Studi Pustaka untuk Me nentukan Dasar-dasar Te ori dan Rumus yang digunakan -  Perhitungan Berat Molekul Wet Gas, Kapasitas panas spesifik (Cp), Ratio Panas spesifik (k) serta Kompresibilitas gas (Z).
a. Be rat Mole kul W e t Gas (MW )
Untuk menghitung Berat Molekul campuran Wet Gas (MW) terlebih dahulu harus diketahui %  volume  dari  masing-masing  komposisi  Wet  Gas.  Data  Komposisi  Wet  gas  didapatkan berdasarkan hasil analisa Wet Gas yang dilakukan oleh Laboratorium. Berat Molekul Wet gas (MW) dihitung berdasarkan penjumlahan dari kontribusi masing-masing komposisi Gas dengan rumus :
MW= Σ (% Volume X Berat molekul)
........ (1)
b. Kapasitas Panas Spe sifik (C p)
Kapasitas  panas  spesifik  campuran  Wet  gas  (Cp)  dihitung  berdasarkan  penjumlahan dari kontribusi  masing-masing  Kapasitas  panas  Gas    Ideal  komponen  yang  dihitung  dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
Cp kom =  A  +  BT   +  CT 2 +  DT 3 .............. (2) Dimana : Cp =  Kapasitas panas Gas ideal komponen (kal/g-mol K) A,B,C,D =  T etapan-tetapan persamaan kapasitas panas ideal T =   T emperatur aktual (Kelvin)
Sehingga  Kapasitas panas spesifik campuran wet gas (Cp) :
Cp camp = Σ (A  +  BT   +  CT 2 +  DT 3 ) ...........(3)
c. Ratio Panas Spe sifik (k)
Ratio Panas spesifik campuran (k) dihitung dengan menggunakan rumus berikut ini :
K
=  Cp/(Cp – 1,986)
...........(4)
d. Kompre sibilitas W e t gas (z )
Kompresibilitas  gas campuran untuk masing-masing kondisi pada temperatur dan tekanan tertentu  dihitung  dengan  menggunakan  T abel  kompresibilitas  yang  digeneralisasi  setelah terlebih  dahulu  menghitung  T emperatur  tereduksi  (T r)  dan  T ekanan  tereduksi (Pr) masing-
masing  komponen  gas.  T emperatur/tekanan  tereduksi  adalah  perbandingan  antara temperatur/tekanan aktual dengan T emperatur/T ekanan kritisnya.
- Pe rhitungan Head Polytropis (Hp), Effisie nsi Polytropis (Eff p) se rta Shaft Horse Powe r (SHP) pada kondisi aktual dan De sign
He ad Polytropis (Hp) aktual dihitung se bagai be rikut : H poly = ((Zs+Zd)/2) x (1545/MW) x T s x   (n/n-1) x (Rp n-1/n – 1)  .........…(5)
Dimana : H poly =  Head polytropis aktual (ft.b/lb)
Zs =  kompresibilitas campuran gas sisi suction Zd = kompresibilitas campuran gas sisi discharge T s =  T emperatur suction (Rankine)
MW   =  Berat molekul campuran n-1/n  =  T etapan polytropis Rp =  Pressure ratio antara dicharge dan suction
Effisie nsi polytropis ( ηηηη poly )  dihitung se bagai be rikut : ( η poly ) =  (k-1/k)/(n-1/n) …(6)
Shaft Horse  Powe r polytropis (SHP poly ) dihitung se bagai be rikut : SHP poly =  Q x H poly / 33000 x η poly …(7) Dimana : SHP poly =  Shaft Horse Power polytropis (HP) Q =  Weight flow aktual (lbm/min) η poly =  Effisiensi polytropis
- Pe rhitungan Koreksi Design be rdasarkan kondisi dan parame te r ope rasi Aktual Dalam kondisi aktual, Berat Molekul campuran Wet Gas, kondisi T ekanan serta tempertur di  sisi  Suction  dan  Discharge  berbeda  dengan  kondisi  designnya,  untuk  itu  perlu  dilakukan koreksi terhadap design Shaft Horse Power (SHP) dengan rumus  sebagai berikut :
Kore ksi Shaft Horse  Powe r (SHP kor ) SHP kor = F shp x SHP d …(8)
Dimana: SHP d = Shaf Horse Power (HP) F shp =  Faktor koreksi =  (MW a /MW d ) x (z d /z a ) x (T s d /T s a ) x (N a /N d ) 3 ………….(9) MW a =  Berat molekul campuran gas kondisi design MW d =  Berat molekul campuran kondisi aktual Zs d =  Kompresibilitas campuran gas sisi suction kondisi design Zs a = Kompresibilitas campuran gas sisi suction kondisi aktual T s d =  T emperatur campuran gas sisi suction kondisi design (rankine) T s a = T emperatur campuran gas sisi suction kondisi aktual (Rankine) N a =  Putaran kompressor  kondisi aktual  (rpm) N d =  Putaran kompresor kondisi design  (rpm)

## 2.3. Pe rhitungan kinerja kompresor/WGC
Perhitungan kinerja kompresor/WGC  dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut:
a) Mengambil  data-data  operasinal    fluida  pada  sisi  suction  dan  discharge  tiap  section kompresor  yang meliputi data T ekanan (PsiA) dan T emperatru (R), Weight flow (lb.min) serta  putaran kompresor
b) Melakukan pengambilan data analisa komposisi Wet gas.
c) Berdasarkan  kedua data diatas selajutnya dilakukan perhitungan Berat molekul campuran (MW),  Kapasitas  panas  spesifik  pada  tekanan  tetap  (Cp),  Ratio  panas  sepesifik  (k), Kompresibilitas gas (Z),
d) Melakukan perhitungan  Head Polytropis serta Shaft Horse Power(SHP) aktual dan design.
e) Melakukan  perhitungan  koreksi  terhadap  kondisi  design  yaitu  koreksi  Shaft  Horse Power(SHP). Perhitungan tersebut dilakukan pada kondisi Wet gas dan parameter operasi aktual dengan asumsi rotor dalam kondisi bersih

## 2.4. Me lakukan e valuasi te rhadap hasil pe rhitungan pada ite m d dan e  diatas

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1. Hasil pe rhitungan pe rformance W et Gas C ompressor (WGC)
No Parameter Operasi Unit
Design
Performance WG C
Section I Section II Section I Section II Suct. Disch Suct. Disch. Suct. Disch. Suct. Disch. 01. Ratio Panas Spesifik (k) - 1,129 1,113 1,145 1,164 1,126 1,105 1,126 1,106 02. Kom presibilitas Wet gas (z) - 0,982 0,965 0,950 0,909 0,985 0,985 0,945 0,926 03. Weight flow (% Kapasitas Design) Lb/m in 1216,939 998,684 1334,24 (110% ) 1070,15 (107% ) 04. Berat Molekul Wet Gas (MW) - 42,95 40,59 46,6 45 05. Head Poly tropis Feet 2935,834 2891,638 31627,832 26821,30 06. Effisiensi poly tropis ( η p o ly ) % 78,900
74,100
75,17 68,94 07. Total Shaft Horse Power poly tropis (SHP p o ly ) (% SHP design) Hp 2556,83 2794,53 (109,3% ) 08. Putaran/Speed rpm 7730
7649
(98,9% ) 09. FVA RGT
Deg
- 47,6
10
Koreksi  Total Shaft Horse Power polytropis terhadap design
(SHP po ly ) (Kenaikan  Power) HP 2556,83
2950,00
(+393,17 HP)

## 3.2. Pe mbahasan
Berdasarkan  tabel  tersebut  dapat  dilihat  beberapa  paramater  penting  dan  korelasinya  pada pengoperasian kompresor  yang secara garis besar sebagai berikut :
1. Saat  ini  Wet  Gas  Kompressor  beroperasi  diatas  100%  kapasitas  designnya    yaitu  antara 102% s/d 110% kapasitas design.
2. Berdasarkan  perbandingan  berat  molekul  service  (Wet  gas)  dapat  terlihat  bahwa  Berat molekul Gas campuran Wet gas naik melebihi designnya.
3. Pengaruh  penurunan  berat  molekul  Gas  (MW)  berdampak  terhadap  kenaikan  Head polytropis  (HP) sehingga Shaft Horse Power Polytropis (SHP) juga mengalami kenaikan, terlihat  bahwa  aktual  SHP  109,3%  dari  design,  walaupun  dari  sisi  putaran masih dibawah normal speed.
4. Diperlukan data pembanding untuk melihat naik atau turunnya konsumsi fuel gas untuk RGT yang apabila terindikasi bahwa jika naiknya bukaan control valve supplay fuel gas ke RGT akan  naiknya  konsumsi  fuel  gas  yang  berkaitan dengan SHP yang dibutuhkan kompresor juga  akan naik  dan dari sisi kapasitas WGC beroperasi lebih tinggi.
5. Dari  sisi  Effisiensi  Politropis  terlihat  bahwa  umumnya  kompressor  telah  mengalami penurunan  Effisiensi  polytropis,  effisiensi  polytropis    di  Section-I  sedikit  mengalami kenaikan.
6. Hasil perhitungan koreksi SHP aktual terhadap designnya menunjukan saat ini Kompresor sudah mengindikasikan trending kenaikan SHP, Kenaikan SHP koreksi 393,17 HP.

## 4. KESIMPULAN
1.  Dari  hasil  perhitungan  diatas  dapat  dilihat  bahwa  saat  ini  Wet  Gas  Compressor  telah mengalami  penurunan  Effisiensi  polytropis,  untuk  Section  I  dari  80,1%  design  menjadi 79,4% ( turun 0,7%) serta section II  dari 77,6% design menjadi 71,2% (turun 6,4%).
2.  Sebagai  akibat  adanya  penurunan  Effisiensi tersebut, maka Shaft Horse Power mengalami kenaikan dari 1.981,48 kW design menjadi 2.156,487 kW (naik sebesar 8,5%)
3.  Penurunan  effisiensi  thermal  bisa  disebabkan  oleh  beberapa  faktor  diantaranya  adalah naiknya Parasitic flow pada internal part turbine atau turunnya effisiensi polytropis di sisi aksial kompresornya sendiri.
4.  Dari  pengalaman  di  site  ,  turunnya  effisiensi  polytropis  aksial  kompressor  penyebab utamanya  adalah  terjadinya    fouling  di  sisi  Blade-blade  Kompressor  yang  ditandai  oleh naiknya T emperatur Operating (T OP) dan meningkatnya pressure drop  disisi lain penurunan Kompresibilitas Wet gas tidak begitu signifikan pengaruhnya terhadap perubahan deinsitas gas.

## DAFTAR  PUSTAKA
______________. “Compressor General Decription,Data Sheet and Operating Lim it”. Section 2-3. Refenary III Pertamina.Plaju.
Chan,Evan.  (2006).  “Wet  Gas  Com pression  in  Twin-Screw  Multiphase  Pum p”.  T hesis. Graduate Studies  of T exas A&M University.
Golden,S.,Fulton,S.  dan  Hanson,Daril  W.  (2003).  “ Understanding  Centrifugal  Com pressor Perform ance in a Connected Process System ”. Process Consulting Services Inc,  Houston. T exas.
Intang,Ambo.  (2010).  “ Perform a  Kerja Konverter Term oelektrik pada Pem anfaatan Panas Buang Incenerator Mini Pem bakaran Sampah”. Wacana teknologi, Jurnal Ilmu T eknologi, 1(1): 14-21.
T hamrin,Ismail.  (2008). “ Pengaruh Perawatan Kom presor dengan Metode Chem ical Wash terhadap Unjuk Kerja Siklus Turbin Gas dan Karakteristik Aliran Isentropik pada Turbin Im puls”. Jurnal Rekayasa Sriwijaya, 3(17):52-58.