TUGAS SISTEM DALAM KAPAL FUEL OIL SYSTEM Pranasetya Candra Mahardika NRP. 0816040029
Dosen Pengajar : Ekky Nur Budiyanto, SST., MT. PROGRAM STUDI TEKNIK PERPIPAAN JURUSAN TEKNIK PERMESINAN KAPAL POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA 2017
i
DAFTAR ISI
Daftar Isi ............................................. .................................................... ................................................................... ...............
ii
Daftar Gambar ............................................. ..................................................... .......................................................... .....
iv
Daftar Tabel ................................................ ..................................................... .......................................................... .....
v
Daftar Pustaka ............................................. ..................................................... .......................................................... .....
vi
Bab 1 Pendahuluan ................................................ ................................................
1
1.1 Latar Belakang .............................................. ........................................
1
1.2 Rumusan Masalah .................................................. ...............................
3
1.3 Tujuan ................................................... ................................................
3
Bab 2 Tinjauan Pustaka ................................................. ........................................
4
2.1 Kapal General Cargo ..................................................... ........................................................................... ......................
4
2.2 Sistem Bahan Bakar ............................................... ...............................
5
2.3 Jenis Bahan Bakar ................................................. ...............................
6
2.3.1 Minyak Bakar ............................................... ...............................
6
2.3.2 Minyak Solar ................................................ ...............................
7
2.3.3 Minyak Diesel ............................................... ...............................
8
2.4 Sifat Bahan Bakar .................................................. ...............................
9
2.5 Sistem Transfer, Filtering, dan Purifikasi ............................................
11
2.6 Fuel 2.6 Fuel Oil Feed System ...................................................... ............................................................................ ......................
14
2.7 Fuel 2.7 Fuel Oil Supply System .........................................................................
16
2.8 Fuel 2.8 Fuel Oil Circulating Pump ...................................................................
18
Bab 3 Metodologi Penelitian .................................................. ...............................
26
Bab 4 Analisa dan Pembahasan ....................................................................... .....
28 ii
DAFTAR ISI
Daftar Isi ............................................. .................................................... ................................................................... ...............
ii
Daftar Gambar ............................................. ..................................................... .......................................................... .....
iv
Daftar Tabel ................................................ ..................................................... .......................................................... .....
v
Daftar Pustaka ............................................. ..................................................... .......................................................... .....
vi
Bab 1 Pendahuluan ................................................ ................................................
1
1.1 Latar Belakang .............................................. ........................................
1
1.2 Rumusan Masalah .................................................. ...............................
3
1.3 Tujuan ................................................... ................................................
3
Bab 2 Tinjauan Pustaka ................................................. ........................................
4
2.1 Kapal General Cargo ..................................................... ........................................................................... ......................
4
2.2 Sistem Bahan Bakar ............................................... ...............................
5
2.3 Jenis Bahan Bakar ................................................. ...............................
6
2.3.1 Minyak Bakar ............................................... ...............................
6
2.3.2 Minyak Solar ................................................ ...............................
7
2.3.3 Minyak Diesel ............................................... ...............................
8
2.4 Sifat Bahan Bakar .................................................. ...............................
9
2.5 Sistem Transfer, Filtering, dan Purifikasi ............................................
11
2.6 Fuel 2.6 Fuel Oil Feed System ...................................................... ............................................................................ ......................
14
2.7 Fuel 2.7 Fuel Oil Supply System .........................................................................
16
2.8 Fuel 2.8 Fuel Oil Circulating Pump ...................................................................
18
Bab 3 Metodologi Penelitian .................................................. ...............................
26
Bab 4 Analisa dan Pembahasan ....................................................................... .....
28 ii
4.1 Dimensi Kapal .............................................. ........................................
28
4.2 Desain P&ID Sistem Bahan Bakar Referensi MAN B&W .................
31
4.3 Perhitungan Volume Tangki Bahan Bakar ...........................................
31
4.4 Penentuan Pipa Fuel Pipa Fuel Oil System ........................................................ ........................................................... ...
36
4.4.1 Diameter Pipa ............................................... ...............................
36
4.4.2 Ketebalan Pipa .............................................. ...............................
37
Bab 5 Kesimpulan dan Saran ................................................. ...............................
38
iii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Kapal General Cargo .................................................. ......................
4
Gambar 2.2 Fuel 2.2 Fuel Oil System ................................................... ...............................
5
Gambar 2.3 Transfer System .................................................. ...............................
11
Gambar 2.4 Feed 2.4 Feed System ............................................... ........................................
14
Gambar 2.5 Fuel 2.5 Fuel Oil Supply System .....................................................................
16
Gambar 2.6 Fuel 2.6 Fuel Oil Circulating Pump ................................................... .............
18
Gambar 4.1 Mesin 3512C HD ......................................................................... .....
14
Gambar 4.2 P&ID Referensi MAN B&W ............................................................
16
iv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Spesifikasi Minyak Bakar ............................................... ......................
7
Tabel 2.2 Spesifikasi Minyak Solar ................................................ ......................
8
Table 2.3 Spesifikasi Minyak Diesel .............................................. ......................
9
Tabel 2.4 Choice of minimum wall thickness ........................................................
21
Tabel 2.5 Minimum Wall Thickness for Steel Pipe ...............................................
22
Tabel 2.6 Pipe Connection ....................................................................................
22
Tabel 2.7 Use or Flang Type ................................................................................
23
Tabel 4.1 Principal Dimension .............................................. ...............................
28
Tabel 4.2 Spesifikasi Daya Mesin Referensi MAN B&W ...................................
33
Tabel 4.3 Spesifikasi SFOC Referensi MAN B&W ..............................................
34
Tabel 4.4 Spesifikasi MAN B&W .................................................. ......................
34
v
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang 1.1.1
Kapal General Cargo
Kapal, adalah kendaraan pengangkut penumpang dan barang di laut (sungai dsb) seperti halnya sampan atau perahu yang lebih kecil. Kapal biasanya cukup besar untuk membawa perahu kecil seperti sekoci. Sedangkan dalam istilah inggris, dipisahkan antara ship yang lebih besar dan boat yang lebih kecil. Secara kebiasaannya kapal dapat membawa perahu tetapi perahu tidak dapat membawa kapal. Ukuran sebenarnya di mana sebuah perahu disebut kapal selalu ditetapkan oleh undang-undang dan peraturan atau kebiasaan setempat. Berabad-abad kapal digunakan oleh manusia untuk mengarungi sungai atau lautan yang diawali oleh penemuan perahu. Biasanya manusia pada masa lampau menggunakan kano, rakit ataupun perahu, semakin besar kebutuhan akan daya muat maka dibuatlah perahu atau rakit yang berukuran lebih besar yang dinamakan kapal. Bahan-bahan yang
digunakan
untuk
pembuatan
kapal
pada
masa
lampau
menggunakan kayu, bambu ataupun batang-batang papirus seperti yang digunakan bangsa mesir kuno kemudian digunakan bahan bahan logam seperti besi/baja karena kebutuhan manusia akan kapal yang kuat. Untuk penggeraknya manusia pada awalnya menggunakan dayung kemudian angin dengan bantuan layar, mesin uap setelah muncul revolusi Industri dan mesin diesel serta Nuklir. Beberapa penelitian memunculkan kapal bermesin yang berjalan mengambang di atas air seperti Hovercraft dan Eakroplane. Serta kapal yang digunakan di dasar lautan yakni kapal selam.
1
Berabad abad kapal digunakan untuk mengangkut penumpang dan barang sampai akhirnya pada awal abad ke-20 ditemukan pesawat terbang yang mampu mengangkut barang dan penumpang dalam waktu singkat maka kapal pun mendapat saingan berat. Namun untuk kapal masih memiliki keunggulan yakni mampu mengangkut barang dengan tonase yang lebih besar sehingga lebih banyak didominasi kapal niaga dan tanker sedangkan kapal penumpang banyak dialihkan menjadi kapal pesiar seperti Queen Elizabeth dan Awani Dream. 1.1.2
Permasalahan dan Pentingnya Sistem Bahan Bakar
Pada hakikatnya dalam sebuah kapal, pasti terdapat suatu sistem yang dapat menangani kinerja serta keselamatan yang ada pada kapal tersebut, untuk dapat memenuhi syarat tersebut makan diperlukan suatu sistem yang dapat mengatur olah kerja pada kapal. Sistem bahan bakar merupakan salah satu sistem yang dapat mengatur kinerja bahan bakar yang digunakan pada saat kapal berlayar dengan jarak pelayaran terntentu. Dalam sistem bahan bakar biasanya terdapat 2 jenis bahan bakar yang digunakan, yaitu MDO dan HFO. Dimana MDO merupakan (Marine Diesel Oil) adalah bahan bakar yang digunakan pada saat kapal berlayar jauh dan HFO (Heavy Fuel Oil) adalah bahan bakar kapal yang digunakan pada saat engine dinyalakan dan digunakan pada saat kapal hendak berlabuh atau bisa disebut (start up).
2
1.2
Rumusan Masalah
1. Bagaimana dimensi kapal general cargo dan dimensi mesin yang yang akan direncanakan ? 2. Bagaimana desain P&ID dari sistem bahan bakar yang digunakan ? 3. Berapa volume tangki bahan bakar yang dibutuhkan ? 4. Berapa kebutuhan bahan bakar untuk pelayaran ?
1.3
Tujuan
1. Penulis
dapat
menentukan
dimensi
dari
kapal
yang
akan
direncanakan, serta dimensi mesin yang digunakan. 2. Penulis dapat mengetahui desain sistem bahan bakar dari beberapa referensi yang digunakan. 3. Penulis dapat menghitung volume tangki bahan bakar selama pelayaran. 4. Penulis dapat mengetahui kebutuhan bahan bakar saat pelayaran.
3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1
Kapal General Cargo
Gambar 2.1 Kapal General Cargo
Kapal barang atau kapal kargo adalah segala jenis kapal yang membawa barang-barang dan muatan dari suatu pelabuhan ke pelabuhan lainnya. Ribuan kapal jenis ini menyusuri lautan dan samudra dunia, setiap tahunnya memuat barang-barang perdagangan internasional. Kapal kargo pada umumnya didesain khusus untuk tugasnya, dilengkapi dengan crane dan mekanisme lainnya untuk bongkar muat, serta dibuat dalam beberapa ukuran. Kapal kargo dibedakan pula menurut jenis muatannya, diantaranya : 1. Muatan campuran (General Cargo) 2. Muatan sejenis (Bulk Cargo) 1. Muatan curah kering (Dry Bulk Cargo)
4
2. Muatan curah cari (Liquid Bulk Cargo) 3. Muatan curah gas 3. Muatan yang didinginkan (Refrigerated Cargo) 4. Muatan hewan hidup (Life Stock Cargo) 5. Muatan unit (Unitized Cargo) 6. Muatan berbahaya (Dangerous Cargo) Kapal general cargo adalah kapal yang mengangkut bermacam – macam muatan berupa barang. Barang yang diangkut biasanya merupakan barang yang sudah dikemas. Kapal general cargo dilengkapi dengan crane pengangkut barang untuk memudahkan bongkar-muat muatan. Jenis muatan yang di tampung pada kapal general cargo ini adalah muatan yang dimuat di kapal dalam jenis dan pembungkus yang beraneka warna (dalam peti, drum, kaleng, besi beton, karung, dsb). Muatan berupa wadah dari baja, aluminium, besi, yang digunakan untuk menyimpan atau menghimpun barang.
2.2
Sistem Bahan Bakar
Gambar 2.2 Fuel Oil System
5
Sistem bahan bakar merupakan salah satu sistem terpenting yang menunjang kerja mesin utama kapal. Perpipaan yang ada didalam sistem bahan bakar dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian yaitu sistem suplai bahan bakar dari proses pengisian ( filling process) hingga menuju tanki-tanki seperti bunker ( fuel storage tank ), tanki pengendapan ( fuel service tank ) dan tanki harian ( fuel daily tank ) serta sistem injeksi ( fuel injection system) bahan bakar yang terjadi didalam mesin. Berikut merupakan sub sistem bahan bakar diantaranya : 1. Transfer System 2. Feed System 3. Supply System 4. Circulating System Sistem bahan harus mampu menyedikan bahan bakar yang bersih pada sebelum dimasukkan kedalam mesin, sehingga diperlukan peralatan yang mampu memurnikan bahan bakar tersebut. Selain itu, jumlah dan waktu pemasukan bahan bakar kedalam mesin juga harus dilakukan dengan tepat dan sesuai dengan kebutuhan mesin (engine requirement ). Dalam sistem bahan bakar terdapat 3 jenis bahan bakar, diantaranya : 1. Minyak Bakar 2. Minyak Solar 3. Minyak Diesel
2.3
Jenis Bahan Bakar 2.3.1
Minyak Bakar
6
Minyak bakar atau minyak berat adalah hasil distilasi dari penyulingan minyak tetapi belum membentuk residu akhir dari proses penyulingan itu sendiri. Biasanya warna dari minyak bakar ini adalah hitam . Selain itu minyak bakar lebih pekat dibandingkan dengan bahan bakar diesel. Secara umum kegunaan minyak bakar adalah untuk bahan bakar pengapian langsung pada industri - industri besar, PLTU dan juga digunakan sebagai salah satu alternatif bahan bakar pada industri menengah kecil lainnya. Minyak bakar juga sering dikenal dengan istilah fuel oil . Tabel 2.1 Spesifikasi Minyak Bakar
2.3.2
Minyak Solar
Minyak solar adalah bahan bakar jenis distilat berwarna kuning kecoklatan yang jernih. Penggunaan minyak solar pada umumnya adalah untuk bahan bakar pada semua jenis mesin diesel dengan putaran tinggi (diatas 1000 Rpm) yang juga dapat dipergunakan sebagai bahan bakar pada pembakaran langsung dalam dapur – dapur kecil, yang terutama
7
diinginkan pembakaran yang bersih. Minyak solar ini biasa disebut juga Gas Oil, Automotive Diesel Oil, High Speed Diesel . Tabel 2.2 Spesifikasi Minyak Solar
2.3.3
Minyak Diesel
Minyak Diesel adalah hasil penyulingan minyak yang berwarna hitam yang berbentuk cair pada temperature rendah. Biasanya memiliki kandungan sulfur yang rendah dan dapat diterima oleh Medium Speed Diesel Engine di sektor industri. Oleh karena itu diesel oil juga disebut Industrial Diesel Oil (IDO) atau Marine Diesel Fuel (MDF).
8
Tabel 2.3 Spesifikasi Minyak Diesel
2.4
Sifat Bahan Bakar
Sifat berikut yang mempengaruhi prestasi dan kea ndalan dari suatu mesin diesel : 1. Penguapan 2. Residu karbon 3. Viskositas 4. Kandungan blerang 5. Abu 6. Air dan endapan 7. Titik nyala, dan 8. Mutu pelayanan Untuk mesin diesel dalam skala kecil dibutuhkan penguapan bahan bakar yang tinggi dari mesin diesel besar agar didapatkan penggunaan bahan bakar yang lebih hemat, suhu buang rendah, dan asap minimum.
9
Residu karbon adalah karbon yang tertinggal setelah penguapan dan pembakaran habis suatu bahan yang diuapkan dari minyak, ini menunjukkan kecenderungan bahan bakar untuk membentuk endapan karbon pada bagian mesin ( torak ) diperbolehkan residu karbon sebesar 0,1 %. Viskositas suatu minyak dinyatakan oleh volume tertentu dari minyak untuk mengalirkan melalui lubang diameter tertentu, makin rendah jumlah detiknya makin rendah viskositasnya. Alat untuk mengukur viskositas bahan bakar adalah viskosimeter saybolt. Dalam sistem bahan bakar terbakar bersama minyak dan menghasilkan gas yang sangat korosif yang diembunkan oleh dinding silinder yang didinginkan, terutama kalau mesin beroprasi dengan beban rendah dan suhu silinder menurun. Korosi yang sering disebabkan oleh gas balerang sering didapati dalam sistem buang dari mesin diesel. Berbagai spesifikasi tidak mengijinkan kandungan balerang lebih dari 0,5-1,5%. titik nyala meruapakan suhu yang paling rendah yang harus di capai dalam pemenasan minyak untuk menimbulkan uap yang dapat terdapat dalam jumlah yang cukup untuk menyala/terbakar sesaat. Titik nyala minimum untuk bahan bakar diesel sekitar 150 derajat fahrenhet. mutu penyalaan adalah sifat dari bahan bakar diesel yang penting, terutama pada mesin diesel putaran tinggi sangat menentukan mudahnya penyalaan dan start mesin dingin. Jenis pembakaran yang di peroleh dari bahan bakar dengan mutu penyalaan yang baik akan memberikan mutu operasi yang lebih halus, mutu pelayanan diukur dengan indek yang disebut angka setana, nilai bilangan ini sebagi karakteristik bahan bakar diesel serupa dengan angka oktana pada motor bensin.
10
2.5
Sistem Transfer, F ilteri ng, dan Purifikasi
Gambar 2.3 Transfer System
Sistem ini bertugas memindahkan bahan bakar dari storage tank ke settling tank, serta membersihkan bahan bakar dari kotoran yang berasal dari storage tank. Heavy fuel oil harus dibersihkan terlebih dahulu dengan melewatkanya melalui centrifuge sebelum masuk ke daily tank. Pada centrifuge nantinya kotoran-kotoran yang terdapat pada HFO yang terdiri atas partikel dan air akan dipisahkan dari HFO. HFO : Storage Tank > Heater > Transfer Pump > Settling Tank > Filter > Heater > Centrifuge > Service Tank (HFO) MDO : 11
Storage Tank > Filter > Heater > Centrifuge > Service Tank (MDO) 1. Storage Tank / Bunker / Tangki penyimpanan Storage tank adalah tanki induk dari keseluruhan bahan bakar yang dibutuhkan motor induk selama berlayar. -
Volume FO storage tank mengcover kebutuhan FO selama waktu pelayaran.
-
Lokasi : Berada di double bottom
-
VHFO = BHP x SFOC x t x 10-6
-
VMDO = Disesuaikan dengan kebutuhan A/E
2. Settling Tank Tangki ini didesain agar dapat mengendapkan kotoran dan air yang ikut terbawa oleh bahan bakar. Kapasitas settling tank didesain untuk mampu menyuplai bahan bakar minimum selama 24 jam (I hari) operasi mesin ketika tangki settling diisi penuh. Desain tangki dibuat sedemikian sehingga pengeluaran kotoran /endapan dan air dapat dilakukan secara efisien. -
Berfungsi sebagai tangki pengendapan.
-
Berjumlah 2 atau 1 dengan dilengkapi continous purifying process ke day tank .
-
Lokasi
:
sejajar
dengan
FO
purifier
dan
service
tank
(keterbatasan head dari FO purifier). -
Vol = to be settled down min 24 jam.
-
Vol = f(sfoc, BHP, 24 jam) + allowance.
3. Filter Filter adalah alat yang berfungsi menyaring kotoran yang tercampur dalam bahan bakar. 4. Heater Tank Merupakan pemanas bahan bakar, sehingga dapat menjaga viscositas bahan bakar yang diinginkan sesuai dengan spesifikasi.
12
-
Terletak dalam storage tank dan mengelilingi sisi isap pompa.
-
Panas berasal dari steam atau thermal oil heater (coil pipes) yang dihasilkan oleh boiler.
-
Heat = f(kapasitas transfer pump, ΔT – sampai 500C)
5. FO Transfer Pump Pompa yang digunakan adalah gear pump yang berfungsi untuk mengalirkan bahan bakar dari tanki storage ke tanki settling untuk diendapkan. -
Q = f(volume settling tank, waktu pengisian).
-
Kecepatan aliran = berdasar project guide > biasanya 0,6 m/s (for HFO) dan 1,0 m/s ( for MDO).
-
Lokasi : Tanktop
-
Tipe pompa : Gear pump atau screw pump.
-
Total Head = Hp + Hv + Hs + Hloss
-
Dimana : Tidak terdapat perbedaan tekanan dan kecepatan.
-
Sehingga, Htotal = Hs + Hloss
6. FO Feed Pump Berfungsi memindahkan bahan baker dari Setling tank ke service tank. Pompa yang digunakan adalah pompa jenis roda gigi. 7. Centrifuges Centrifuges berfungsi memisahkan bahan bakar dengan air dan bahan bakar yang bersih dialirkan ke service tank sedangkan kotoran dan air disalurkan ke sludge tank. Centrifuges pada prinsipnya dilengkapi dengan 2 set dengan type yang sama dimana 1 set digunakan untuk service dan yang kedua sebagai stand-by. 8. Pipe -
Q = f (volume settling tank, dan lama pengisian tangki)
-
Kecepatan aliran = berdasar project guide -> biasanya 0,6 m/s (for HFO) dan 1,0 m/s (for MDO).
13
2.6
-
Diameter pipa berdasar : f(Q, Vflow).
-
Ketebalan pipa : Klas N atau M (tabel 11.4 BKI)
-
Material : Steel – untuk HFO pipa diberi insulasi.
-
Pipa tidak diijinkan melintas pada area : LO, FW, Cargo Tank
F uil Oil F eed System
Gambar 2.4 Feed System
Sistem ini bertugas memindahkan bahan bakar dari settling tank ke service tank. Berikut merupakan alur kerja dari sistem : i.
Settling Tank > Filter > Feed Pump > Heater > Centrifuge > Service Tank (HFO)
ii.
Storage Tank > Filter > Feed Pump > Heater > Service Tank (MDO)
14
1. Pipa -
Q = f (volume settling tank, dan lama pengisian tangki)
-
Kecepatan aliran= berdasar project guide → biasanya 0,6 m/s (for HFO) dan 1,0 m/s (for MDO).
-
Diameter pipa berdasar: f(Q, Vflow).
-
Ketebalan pipa: Klas N atau M (tabel11.4 BKI)
-
Material : Steel → untuk HFO pipa diberi insulasi.
2. Fuel Oil Feed Pump -
Lokasi : Platform
-
Jenis : Screw atau Gear Pump
-
Head total = Hs + Hloss
-
Dimana : Hs = perbedaan ketinggian service tank dan settling tank.
3. Fuel Oil Preheater -
Berfungsi untuk mengurangi viskositas sebelum masuk proses purifier.
-
Type : Electric heater, heat excanger (from steam or thermal oil)
4. Fuel Oil Purifier -
Berfungsi untuk memisahkan HFO dari kandungan air dan partikel padat.
-
Q = f(BHP) -> biasanya 0,2lt/BHP-h
-
Lokasi : Sejajar dengan settling tank (keterbatasan head dari separator).
-
Jumlah : 2 (for HFO) atau 1 (for MDO - tapi tidak harus)
-
Tipe : Centrifuge
5. Service Tank -
Berfungsi untuk menampung FO hasil purifier dan mensuplay FO ke M/E.
-
Lokasi : Biasanya terletak pada platform
15
2.7
-
Kapasitas = f(sfoc, BHP, time) + allowance.
-
Waktu : didesain untuk (8, 10, atau 12 jam)
-
Lama pengisian : 0,5 sampai 1 jam.
F uel Oi l Supply System
Gambar 2.5 Fuel Oil Supply System
Sistem ini bertugas untuk mensuply bahan bakar ke engine. Sistem ini lebih dikenal dengan nama “ Fuel Oil Supply Unit ” MDO : Service Tank > Supply Pump > ME
16
HFO : Service Tank > Supply Pump > Circulating Pump 1. Service Tank Adalah tanki yang berfungsi untuk mensuplai bahan bakar ke engine selama operasi dan mempunyai kapasitas 8 -12 jam. Pada tangki ini dilengkapi dengan hetar tank. Pemanasan ini bertujuan agar viskositas HFO tetap terjaga. 2. Three Way Cock Katup ini digunakan ketika terjadi pergantian bahan baker yang disuplai ke mesin induk dari HFO ke MDO atau sebaliknya. 3. Supply Pump Pompa yang digunakan adalah pompa jenis screw atau gear. Pompa ini menghisap bahan bakar dari service tank. Pompa yang digunakan adalah screw wheel atau gear wheel. Syarat pompa adalah : -
Fuel oil viscosity, specified up to ……………….700 cSt at 500C
-
Fuel oil viscosity maximum………………………1000 cST
-
Fuel oil flow……………………………………… 0.6 m3/h
-
Pump head………………………………………...4 bar
-
Delivery pressure…………………………………..4 bar
-
Working temperature………………………………1000C
Karena pompa ini digunakan untuk mengalirkan zat cair dengan temperatur tinggi maka sebelum dioperasikan terlebih dahulu dilakukan pemanasan sebelum pompa di jalankan. 4. Pipe -
Q = f (BHP) referensi ke project guide + toleransi 0% -15% to cover back-flushing of filter
-
Valiran= referensi ke project guide (umumnya: 0.6 m/s untuk HFO and 1.0 m/s untuk MDO)
17
2.8
-
Din pipe = f (Q,Vflow) untuk HFO membutuhkan insulasi
-
Thickness: class N or M (tabel11.4. BKI)
F uel Oil Circulating Pump
Gambar 2.6 Fuel Oil Circulating Pump
Circulating Pump > Heater > Filter > M/E > FO Return > Venting box / de – aerating tank > Back to Circulating Pump 1. Circulating Pump Pompa ini berfungsi meneruskan mengangkut bahan bakar dari supply pump dan juga dari venting box. Pompa yang digunakan adalah screw wheel atau gear wheel. Syarat pompa adalah :
18
-
Fuel oil viscosity, specified up to ……………….700 cSt at 500C
-
Fuel oil viscosity normal……………..…………..20 cSt
-
Fuel oil viscosity maximum………………………1000 cST
-
Fuel oil flow………………………………………2 m3/h
-
Pump head………………………………………...6 bar
-
Delivery pressure………………………………….10 bar
-
Working tempereture……………………………...1500C
Karena pompa ini digunakan untuk mengaliran zat cair dengan temperatur tinggi maka sebelum dioperasikan terlebih dahulu dilakukan pemanasan sebelum pompa di jalankan. 2. Fuel Oil Heater Berfungsi untuk memanaskan bahan bakar sebelum masuk ke engine sesuai dengan temperatur yang direkomendasikan. Type heater yang dipakai adalah tube type atau plate heat exchanger type. Heater harus dapat bekerja pada : -
Recommended viscosity meter setting………….10-15 cSt
-
Fuel oil viscocsty, specified up to ………………700 cSt at 500C
-
Fuel oil flow……………………………………..2m3/h
-
Heat dissipation………………………………… kWh
-
Pressure drop on oil side………………………...maximum 1 bar
-
Working pressure…...…………………………....1500C
-
Fuel oil inlet temperature………………………...approx. 1000C
-
Fuel oil outlet temperature………………….........1500C
-
Steam supply, saturated…………………………..7 bar abs
3. Fuel Flow Filter Filter yang digunakan dapat berupa type duplex dengan pembersihan manual atau automatic filter dengan pembersihan manual by-pass filter. Spesifikasinya adalah sebagai berikut :
19
-
Fuel oil filer harus berdasar HFO dengan : 130 cSt at 800C = 700 cSt at 500C = 7000 sec Red-wood l/100 0F.
-
Working pressure……………………………..10 bar
-
Absolute fineness……………………………..50μ m
-
Working temperature………………………….maksimum 1500C
-
Oil Viscosity at working temperature…………15 cSt
-
Pr essure drop at clean filter……………………maximum 0,3 bar
4. Fuel Oil Venting Box Bertugas untuk membebaskan gas/udara yang ada dan akan menampung cairan/liquid -
FO vapor: to service tank
-
FO liquid: to suction of circulating pump
5. Auto de – aerating tank Adalah peralatan yang digunakan untuk memisahkan sisa bahan bakar dari keluaran main engine, bahan bakar cair masuk ke venting box sedangkan bahan bakar berbentuk uap dialirkan ke service tank. 6. Pipe -
Q = f (BHP) referensi ke project guide + toleransi 0% -15% untuk menutupi pembilasan balik dari filter
-
Valiran = referensi ke project guide (umumnya: 0.6 m/s untuk HFO and 1.0 m/s untuk MDO)
-
Din pipe = f (Q,Vflow) untuk HFO membutuhkan insulasi
-
Thickness : class N or M (tabel11.4. BKI)
20
Tabel 2.4 Choice of minimum wall thickness
Sumber : BKI Vol 3 Section 11
21
Tabel 2.5 Minimum Wall Thickness for Steel Pipes
Sumber : BKI Vol 3 Section 11 Tabel 2.6 Pipe Connections
Sumber : BKI Vol 3 Section 11
22
Table 2.7 Use or Flang Type
Sumber : BKI Vol 3 Section 11
2.9
Rules and Recommendation F uel Oil System Aturan – aturan yang perlu dipenuhi oleh suatu sistem bahan bakar
dengan memakai bahan bakar berkualitas berjenis HFO menurut rules klasifikasi BKI Vol 3 yaitu seperti berikut : 1. Bunker dari sistem bahan bakar berada pada deck yang terbawah dan harus diisolasi dari ruangan yang lain (section 11. G. 1. 1) 2. Tangki bahan bakar harus dipisahkan dengan cofferdam pada tangkitangki yang lain (Section 10. B. 2. 1. 3) 3. Pipa bahan bakar tidak bisa melawati tangki yang diisi feed water, air minum, pelumas dan oil thermal (section 11. G. 4. 1) 4. Plastik dan gelas tidak bisa dipakai untuk sistem bahan bakar (section 11. G. 4. 6) 5. Pompa transfer, feed, booster harus direncanakan untuk keperluan temperatur operasi pada keadaan medium (section 11. G. 5. 1)
23
6. Pompa transfer harus disiapkan sedang untuk pompa service yang lain dipakai sebagai pompa cadangan yang sesuai sama pompa transfer bahan bakar (section 11. G. 5. 2) 7. Harus ada paling sedikit 2 pompa transfer bahan bakar untuk isi tangki harian. Purifier sebagai pelengkap pengisian (section 11. G. 5. 3) 8. Pompa feed/booster diperlukan untuk mensupply bahan bakar ke main engine atau auxiliary engine dan pompa cadangan harus disiapkan (section 11. G. 5. 4) 9. Untuk pendistribusian bahan bakar melalui pompa suplai bahan bakar harus diperlengkapi dengan filter duplex dengan control amnual atau automatis (section 11. G. 7. 1) 10. Untuk saluran masuk memakai filter simplex (section 11. G. 7. 2) 11. Purifier untuk bersihkan minyak harus memperoleh kesepakatan pihak klasifikasi setempat (section 11. G. 8. 1) 12. Untuk pemakaian filter dengan cara berbarengan pada bahan bakar dan minyak pelumas pada suplai sistem maka harus ada pemisah (pengontrol) agar bahan bakar dan minyak pelumas tidak tercampur (section 11. G. 8. 2) 13. Sludge tank harus disiapkan untuk purifier agar kotoran dari purifier tidak mengganggu kerja dari purifier itu (section 11 . G. 8. 3) 14. Untuk pengoperasian dengan heavy fuel oil (HFO) harus dipasang sistem pemanas (section 11. G. 9. 1) 15. Settling tank dan daily tank harus diperlengkapi dengan sistem drain (section 11. G. 9. 2) 16. Settling tank yang disiapkan sejumlah 2 dan kemampuan minimum dapat sediakan bahan bakar selama 1 hari atau 24 jam (secion 11. G. 9. 3. 1)
24
17. Daily tank harus dapat sediakan bahan bakar selama minimum 8 jam (section 11. G. 9. 4. 3) 18. Harus ada 2 mutually independent pre-heater (section 11. G. 9. 7)
25
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
Berikut merupakan flowchart atau diagram aliran dalam proses penentuan daya pompa pada sistem bilga :
Start
Identifikasi Masalah
1. Penentuan Dimensi Kapal 2. Penentuan Desain dari Sistem Bahan Bakar
3. Penentuan Mesin yang Digunakan dalam Sistem Bahan Bakar
Menentukan V Tangki P&ID Sistem FO NO YES End
Deskripsi Flowchart : 1. Start , perencanaan data yang akan digunakan.
26
2. Process (Alur) -
Penentuan dimensi dari kapal yang akan direncanakan.
-
Penentuan desain sistem bahan bakar dari referensi project guide.
-
Penentuan mesin yang digunakan dalam kapal, yang mengacu pada sistem bahan bakar kapal.
3. Decision (Penentuan) -
Menentukan Volume tangki serta desain P&ID dari sistem bahan bakar.
-
Apabila “yes”, maka proses dapat dihentikan dan pengerjaan dapat diakhiri.
-
Apabila “no”, maka kembali lagi ke proses.
4. End , desain dan volume tangki telah ditentukan.
27
BAB 4 ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1
Dimensi Kapal
Dalam perencanaannya, jenis kapal yang di gunakan yaitu kapal general cargo dengan panjang total 75.23 m dan lebar 11.2 m. Berikut merupakan tabel principal dimension (ukuran utama kapal). Tabel 4.1 Principal Dimension LOA (Length Over All)
: 75.23 m
LWL (Length Water Line)
: 68.25 m
LPP (Length Of Prependicular)
: 65.00 m
B (Breadth)
: 11.20 m
H (Height)
: 5.80 m
T (Draft)
: 4.30 m
Vs (Velocity)
: 11.00 Knots
CB (Coeficient Block)
: 0.70
TYPE
: General Cargo
Berikut merupaka penjelasan dari tiap – tiap istilah diatas : 1. LOA (Length Over All) adalah panjang keseluruhan dari kapal yang diukur dari ujung haluan hingga buritan kapal. 2. LBP (Length Between Perpendicular) adalah panjang antara kedua garis tegak burutan dan garis tegak haluan yang diukur pada garis air muat. 3. LWL (Length of Water Line) adalah jarak mendatar antara kedua ujung garis muat yang diukur dari titik potong dengan linggi haluan sampai dengan titik perpotongan dengan linggi buritan, diukur pada bagian luar linggi depan dan linggi belakang. 4. Blmd (Breadth Moulded) adalah lebar yang direncanakan, adalah jarak mendatar antar gading tengah sebelah kanan dengan gading tengah sebelah kiri kapal yang diukur pada bagian luar gading.
28
5. Depth adalah tinggi kapal yang dihitung dari jarak tegak dari garis dasar sampai garis geladak terendah di tepi, diukur ditengah – tengah kapal (Midship). 6. Draught adalah sarat kapal yang diukur dari garis dasar sampai garis air muat. Berikut merupakan desain serta parameter – parameter yang terdapat pada mesin 3512C HD
29
Gambar 4.1 Mesin 3512C HD
- Nama Mesin -
Peringkat Rentang Daya
-
-
= 3512C HD
= 1340 – 2366 BHP (1000 – 1765 kW)
Engine Kisaran Kecepatan (Rpm)
= 1600 – 1800 rpm
Emisi
= EPA Tier 3 IMO II
Aspirasi
= TTA
Diameter Cylinder
= 170 mm
Stroke
= 215 mm
Kapasitas Silinder
= 58,6 l
Rotasi (dari ujung Flywheel)
= Berlawan arah jarum jam
Konfigurasi
= Diesel Siklus 4 Silinder V,4 Langkah
Dimensi & Bobot Bobot Kering
= 7488 kg
Panjang
= 2645 mm
Tinggi
= 2222,6 mm
Lebar
= 2037 mm
30
4.2
Desain P&ID Sistem Bahan Bakar Referensi MAN B&W
Gambar 4.2 P&ID Referensi MAN B&W
4.3
Perhitungan Volume Tangki Bahan Bakar
Dalam perhitungan volume tangki perlu beberapa parameter pendukung, diantaranya : 1. Daya mesin yang digunakan (BHP) 2. Nilai SFOC melalui referensi MAN B&W esg01
31
3. Waktu pelayaran Dapat diketahui bahwa rentang daya mesin yang digunakan yaitu 1340 – 2366 BHP (1000 – 1765 kW). Dengan nilai SFOC sebagai berikut :
32
Tabel 4.2 Spesifikasi Daya Mesin Referensi MAN B&W
33
Tabel 4.3 Spesifikasi SFOC Referensi MAN B&W
Setelah melihat referensi MAN B&W dan didapatkan S FOC sebagai berikut : Tabel 4.4 Spesifikasi MAN B&W
No 1 2 3 4
Spesifikasi Engine Type Bore Stroke Layout Point
Keterangan S26MC 260 mm 960 mm L1
5
Engine Speed
250 r/min
34
6 7 8 9 10
Mean Effective Preasure Bar
18.5 1600 kW 2180 BHP 179 g/kWh
Power SFOC
132 g/BHPh
Waktu pelayaran dapat diperhitungkan dengan fungsi sebagai berikut : t
= s/v
v
= 11.00 Knots = 5,659 m/s
s
= Jarak dari Surabaya ke Batam = 1911,9 km = 1911900 m
t
=
1911900 m 5,659 m/s
= 337851,21046121 s = 93,8475584614 jam Maka, volume tangki bahan bakar yaitu : V
= BHP x SFOC x t = 2180 x 132 x 93,8475584614 jam = 27005573,422866 x 10-6 = 27,0055734229 m3
35
4.4
Penentuan Pipa F uel Oil System 4.4.1
Diameter Pipa
Menentukan kapasitas aliran : Q = Q =
Volume Tangki Waktu Pelayaran
27,0055734229 m 337851,21046121 s
Q = 0,0000799333 m3/s
Menentukan diameter pipa 1. MDO A = A =
Q v
0,0000799333 m /s 1 m/s
A = 0,0000799333
[m2]
A = ¼ π D2 D = 0,01308832
[m]
(Masuk ke grup N pada tabel thickness Vol III Section 11 BKI)
2. HFO A = A =
Q v
0,0000799333 m /s 0,6 m/s
A = 0,0001332221
[m2]
A = ¼ π D2 D = 0,0150239664
[m]
36
(Masuk ke grup N pada tabel thickness Vol III Section 11 BKI)
4.4.2
Ketebalan Pipa
1. MDO S
= so + c + b
so = so =
[mm]
x pc
[mm]
20 x σperm x v+pc
13,08832 mm x 16 bar 20 x 80
N x 1 +16 bar
so = 0,1295873144
[mm]
S
= 0,1295873144 + 3,00 + 0
S
= 3,1295873144
[mm]
2. HFO S
= so + c + b
so = so =
[mm]
x pc
[mm]
20 x σperm x v+pc
15,0239664 mm x 16 bar 20 x 80
N x
0,6
+16 bar
so = 0,2462945311
[mm]
S
= 0,2462945311 + 3,00 + 0
S
= 3,2462945311
[mm]
37
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan yang didapatkan setelah menganalisa dan merancang sebuah sistem dalam kapal, diantaranya sistem bahan bakar. Telah didapatkan yaitu : 1. Sistem bahan bakar merupakan salah satu sistem terpenting yang menunjang kerja mesin utama kapal. Perpipaan yang ada didalam sistem bahan bakar dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian yaitu sistem suplai bahan bakar dari proses pengisian ( filling process) hingga menuju tankitanki seperti bunker ( fuel storage tank ), tanki pengendapan ( fuel service tank ) dan tanki harian ( fuel daily tank ) serta sistem injeksi ( fuel injection system) bahan bakar yang terjadi didalam mesin. 2. Kapal yang digunakan berjenis general cargo dengan dimensi kapal yaitu : LOA (Length Over All)
: 75.23 m
LWL (Length Water Line)
: 68.25 m
LPP (Length Of Prependicular)
: 65.00 m
B (Breadth)
: 11.20 m
H (Height)
: 5.80 m
T (Draft)
: 4.30 m
Vs (Velocity)
: 11.00 Knots
CB (Coeficient Block)
: 0.70
TYPE
: General Cargo
3. Rentang Daya
= 1340 – 2366 BHP (1000 – 1765 kW)
4. Nilai SFOC No 1 2 3
Spesifikasi Engine Type Bore Stroke
Keterangan S26MC 260 mm 960 mm
38
4 5
Layout Point Engine Speed
L1 250 r/min
6
Mean Effective Preasure Bar
18.5
7 8 9 10
Power SFOC
1600 kW 2180 BHP 179 g/kWh 132 g/BHPh
5. Volume tangki bahan bakar sebesar 27,0055734229 m3
Untuk pengembangan lebih lanjut, maka penulis memberikan saran yang bermanfaat dan dapat membantu menyempurnakan laporan yang digagas. 1. Perlunya bimbingan dari dosen dalam perencanaan teknis serta sistematika penulisan laporan. 2. Untuk dapat mengoptimalkan hasil laporan, dianjurkan materi – materi yang belum tersampaikan, dapat disampaikan agar dapat memperjelas hasil laporan.
39
