PEMELIHARAAN COOLING TOWER DAN MEMBANDINGKAN SISA UMUR BEARING GEAR BOX COOLING TOWER UNIT 2 DAN 3 PLTP KAMOJANG
MAINTENNCE COOLING TOWER AND COMPARE THE REST OF THE OLD BEARING GEARBOX COOLING TOWER OF UNIT 2 AND 3 KAMOJANG POWER PLANT
Mazda Dirgantara1, dan Bayu Rudiyanto2
1)2)Teknik Energi Terbarukan, Jurusan Teknik, Politeknik Negeri Jember
Jl. Mastrip PO BOX 164, Jember
Email:
[email protected]
Diterima (received) Direvisi (Reviewed):
Disetujui (accepted)
Abstrak
Dengan berkembangnya jaman dan teknolongi dibidang elektronik membuat kebutuhan listrik semakin bertambah, dimana suplai listrik dari pembangkit diupayakan untuk lebih ditingkatkan seperti yang dilakukan pada PT. Indonesia Power PLTP Kamojang, disamping peningkatan sumber energi listrik kinerja komponen peralatan pembangkit semakin bertambah dan bekerja ekstra, untuk menjaga kinerja mesin tetap dalam kondisi sehat agar tidak mengurangi produksi yang dihasilkan pada perusahaan tersebut maka diperlukan pemeliharaan. Adapun beberapa macam pemeliharaan seperti, pemeliharaan Preventif, pemeliharaan Korektif dan pemeliharaa Reaktif. Pada pembangkit listrik tenaga panas bumi Kamojang pemeliharaan Cooling Tower menggunakan pemeliharaan Preventif, seperti Time driven, Predictive, Proactive ada juga pemeliharaan lain yang dilakukan seperti Korektif dan Reaktif, pemeliharaan tersebut dilakukan untuk menjaga kualitas komponen Cooling Tower agar tetap bekerja stabil, khusunya pada bagian bearing pada Gearbox dan Motor Fan pemeliharaan yang dilakukan secara harian bulanan dan tahunan, sesuai tingkat kerusakan yang sering terjadi, sepeti pelumasan berkala dan pergantian bearing, dimana bearing telah mengalami pergantian merk sekali dari bearing Koyo diganti menjadi bearing SKF, maka dilakukan penelitian untuk mengetahui panjang umur Bearing terbaik. Dari penelitian ini disimpulkan bahwa bearing SKF, SKF lebih baik atau lebih panjang dibanding dengan merek KOYO meskipun salah satu dari bearing SKF memiliki life time lebih rendah, Hal yang mempengaruhi umur bearing salah satunya adalah nilai C, dimana nilai C adalah nilai beban dinamik maksimal yang diterima oleh bearing, semakin tinggi nilai C bantalan maka bisa menambah umur bearing.
Kata kunci: Pemeliharaan, Cooling Tower, Bearing
Abstract:
In the era and teknolongi in electronic make the need for electricity increased, where electricity supply of power station tried to be further improved as did in pt.Indonesia power power plant Kamojang, besides increasing sources of electrical energy performance components plant equipment increased and extra work, to keep a fixed performance in a healthy condition not to reducing the production of resulting in the company would be needed maintenance. But some sort of maintenance as, preventive care, maintenance and maintenance reactive corrective. On power station geothermal Kamojang maintenance cooling tower use preventive care, as time driven, predictive, proactive there are other maintenance conducted such as corrective and reactive, the maintenance conducted to maintain the cooling tower to keep working stable, Especially on the bearing on gearbox and motor fan it is a daily monthly and year, according to the damage often happens, like lubrication periodic and new bearing, where bearing has been one of the brand bearing koyo substituted into bearing SKF, then done research to know long live bearing best. From the study concluded that bearing SKF, SKF better or longer than with a brand koyo although one of bearing SKF having life time lower, thing which affects age bearing one is a value of C, where the value of C is the value of the maximum dynamic received by bearing, the higher a value of C bearing there would add age bearing.
Keyword: Maintenance, Cooling tower, Bearing
PENDAHULUAN
Perusahaan dalam semua bidang di dunia yang semakin berkembang mengikuti zaman terasuk teknoligi di bidang elektronik yang semakin maju mebuat pengguna semakin banyak, dimana konsumsi listrik bertambah besar. Dalam hal ini untuk memenuhi kebutuhan tenaga listrik untuk masyarakat yang semakin besar semua pembangkit di dunia saling memperbesar produksi tenaga listrik dengan demikian semua komponen dalam pembangkit listrik bekerja semakin ekstra.
Untuk penelitian ini kami memelih PT. Indonesia Power PLTP Kamojang dalam hal Magang Kerja Industri untuk menerapkan ilmu yang telah kami peroleh di Politeknik Negeri Jember jurusan Teknik program studi Teknik Energi Terbarukan sebagai sarana menambah wawasan dalam pemeliharaan Cooling Tower unit 2 dan 3 PLTP kamojang.
PLTP Kamojang merupakan pembangkit listrik tenaga panas bumi dimana uap panas yang dihasilkan berasal dari dalam perut bumi untuk memutar turbin dan generator.
METODOLOGI
Pemeliharaan
Pemeliharaan memiliki arti yang ditandai dengan perbaikan pada alat yang telah rusak, secara umum pemeliharaan memiliki makna dengan pekerjaan yang menyangkut memperbaiki, membongkar, atau memeriksa mesin secaa seksama dan menyeluruh (Maintenance, Repair and Overhaul – MRO).
Pemeliharaan dilakukan bertujuan untuk menjaga kondisi alat agar tetap terjaga berfungsi secara normal dan stabil sesuai dengan tujuan usaha. Pemeliharaan dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
Pemeliharaan Preventif
Pemeliharaan Korektif
Pemeliharaan preventif merupakan pemeliharaan yang bervariasi, juga mempunyai arti pemeliharaan yang terjadwal. Dalam hal ini pemeliharaan preventif mengasumsikan bahwa mesin dalam jangka waktu tertentu mengalami penurunan produktivitas berdasarkan spesifikasinya, pemeliharaan preventif digolongkan menjadi 3 macam:
Time driven: Program pemeliharaan terjadwal, yaitu dimana komponen diganti berdasarkan waktu atau jarak tempuh tertentu. Sistem ini biasanya di gunakan oleh perusahaan yang menggunakan mesin yang tidak terlalu mahal.
Predictive: Program ini dilakukan untuk memprediksikan adanya degradasi pada sistem, sehingga diperlukanya pencarian segala penyebab gangguan untuk di hilangkan atau dikontrol sebelum terjadinya penurunan fungsi pada sistem/ komponen secara signifikan.
Proactive: Perbaikan yang didasarkan oleh studi kelayakan mesin/ komponen. Sistem ini banyak diaplikasikan oleh perusahaan yang menggunakan mesin-mesin dengan komponen yang berharga mahal.
Pemeliharaan Korektif
Sistem ini dilakukan ketika sistem produksi berhenti berfungsi atau tidak sesuai dengan kondisi operasi yang diharapkan. Pemeliharaan korektif tidak menjalankan perbaikan secara berkala dan tidak terjadwal.
Menara Pendingin (Cooling Tower)
Cooling Tower merupakan jenis mesin pendingin yang biasa digunakan pada pembangkit listrik tenaga uap seperti pada UPJP Kamojang. Menara pendingin yang mendinginkan udara yang telah terkondensasi oleh kondensor yang kemudian dipompakan ke hot watter basin menara pendingin mengunakan main cooling watter pump.
Menara pendingin juga di klasifikasikan lebih spesifik menjadi:
Aliran berlawanan (counter flow)
Aliran silang (cross flow)
PLTP Kamojang mempunyai 3 unit Menara pendingin yang digunakan adalah tipe mechanical draft crossflow secara skematik dapat digambarkan sebagai berikut:
Gambar 4.1 Menara Pendingin Tipe (mechanical draft crossflow)
Sumber: Sentana dan Hadinata, 2005
Kelebihan lain dari tipe mechanical draft cross flow terkait dengan sistem distribusi horizontal udara adalah:
1. Rendahnya penurunan tekanan statik
2. Mengurangi kebutuhan jumlah fan
3. Mengurangi kebutuhan resirkulasi
4. Udara yang dialirkan lebih banyak dengan daya fan yang sama
5. Diameter fan yang lebih besar sehingga jumlah kebutuhan cell lebih sedikit untuk kapasitas yang sama
Kekurangan dari tipe mechanical draft crossflow adalah:
1. Rendahnya tekanan head pada Fan / kipas distribusi memungkinkan menghambat orifice dan kekurangan air pada spray nozzle
2. Pertumbuhan alga yang lebih cepat
3. Dasar menara pendingin yang lebih besar
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pemeliharaan Menara Pendingin
Pemeliharaan sangat dipelukan dalam sebuah dunia industri khususnya dalam bagian mesin yang berfungsi untuk menjaga kondisi suatu alat atau sistem agar tetap maksimal.
Pada pemeliharaan menara pendingin PLTP Kamojang menggunakan 2 jenis pemeliharaan yaitu:
Pemeliharaan terencana
Pemeliharaan tak terencana
Pemeliharaan terencana yang dilakukan rutin bulanan dan periodik berfungsi sebagai bentuk pencegahan kerusakan atau tidak berfungsinya alat, sedangkan pemeliharaan yang tak terencana dilakukan secara corrective dilakukan langsung terjun kedalam permasalahan yang terjadi secara mendadak mengakibatkan macet dalam produksi dikarenakan mesin mati atau mesin tidak bekerja secara optimal. Kegiatan-kegiatan tersebut mengacu pada Maintenance and Repair Manual (MRM), Repair Library (RL) dan Operating Manual (OM).
Metode Pemeliharaan Menara Pendingin
Metode pemeliharaan yang digunakan pada menara pendingin termasuk dalam kelompok sistem proses 2 (sistem skunder) dan sampai sekarang metode perawatan ini masih diterapkan. Perawatan yang paling sederhana diterapkan oleh menara pendingin adalah inspeksi secara visual dengan interval waktu setiap 1 tugas gilir (shift) oleh petugas gilir. Kegiatan ini mencakup: pemeriksaan getaran kipas dan pemeriksaan distribusi air. Kegiatan ini dilakukan saat menara pendingin sedang beroprasi. Adapun kegiatan pemeliharaan lainya yang bersifat preventive atau pemeliharaan yang terjadwal pemeliharaan ini menckup bagian dalam, dengan interval waktu 1 tahun dengan lingkup kegiatan sebagai berikut: memeriksa kebersihan sprayfitting, drift eliminator, sarang tawon dan pemeriksaan kekencangan baut pengikat kipas blower. Kegiatan ini dilakukan dengan syarat reaktor dan sistem pendingin primer dalam keadaan mati/ tidak beroprasi. Pemeliharaan ini mengacu pada pabrik pembuatan "GEA Operating Instruction for All Plastic Cooling Tower".
Dalam pengoperasian Unit PLTP Kamojang diharapkan mempunyai efisiensi yang sangat optimum, salah satu cara adalam membuat kerja turbin secara maksimal dan efisien. Agar kerja turbin tetap efisien maka kondisi kondensor yang menerima uap dari keluaran turbin harus tetap dalam kondisi vacum 0.10 Bar.
Adapun beberapa komponen Cooling Tower yang melakukan pemeliharaan preventif:
Pemeliharaan motor menara pendingin dilakukanya pelumasan selama 5-6 bulan sekali dan pergantian Bearing 2 tahun sekali.
Pemeliharaan Fan dikerjakan selama 4 bulan sekali, dilakukanx pengencangan baut sudu, kegiatan ini dilakukan pada saat mesin shutdown.
Pemeliharaan Fill bar, pemeliharaan ini dilakukan secara berkala yaitu harian dan bulanan.
Pemeliharaan Nozzle, kegiatan ini dilakukan 2 tahun sekali dengan pmbersihan lubang nozzle jika sudah tidak layak pakai langsung dilakukan penggantian.
Pemeliharaan Deift Eliminator, pemeliharaan ini dilakukan selama 5 tahun sekali, dimana usia tersebut sudah dikatakan tidak layak pakai.
Pemeliharaan rutin harian seperti pembasahan kayu menggunakan Wetting Pump, Wetting Pump akan dihidupkan jika dalam keadaan cuaca panas atau dalam kondisi kering untuk menjaga kondisi kayu selalu dalam keadaan basah.
Perawatan Roda Gigi / Gearbox, pemeliharaan yang digunakan pada roda gigi menara pendingin menggunakan metode Time driven, dimana komponen setiap 21000 jam operasi atau 2 tahun maka komponen diganti, untuk pergantian pelumasan selama 4 bulan sekali. Dalam gear box itu sendiri terdapat jenis roda gigi yang berbeda yaitu, spiral bavel gear dan helical gear selain itu juga terdapat 7 pasang bearing dngan 6 jenis bearing berbeda, untuk beberapa bearing sendiri sudah mengalami pergatian merek. Susunan roda gigi dan bearing pada cooling tower seperti gambar dibawah ini:
Gambar 4.4. Roda Gigi/ Gearbox
Sumber: Geothermal Energy NZ. LTD, 1988
Pada gambar diatas setiap roda gigi pada poros yang berbeda memiliki putaran RPM yang berbeda tergantung oleh roda gigi yang merduksi. Pada bearing (a) dan (b) dalam 1 (satu) poros merupakan poros utama dengan RPM 970 dan juga terdapat pinion dari spiral bavel gear dengan jumlah gigi 21 yang terhubung dengan gigi lainya dengan poros yang berbeda mempunyai jumlah gigi 52. Berikut adalah rumus yang digunakan untuk mendapatkan nilai RPM:
n n = z z
Dimana:
n1 : 970
n2 : x
z2 : 52
z1 : 21
970n = 5221
n2 = 970.2152
n2 = 391 RPM
Bearing C satu poros dengan bearing D yang menempel pada roda gigi B dan roda gigi C yang terhubung 1 poros, dan menempel dengan roda gigi D 391 RPM. Redusksi pada roda gigi D dan C dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut:
Dimana:
n1 : 391
n2 : x
z2 : 70
z1 : 23
391n = 7023
n2 = 391.2370
n2 = 128 RPM
Poros roda gigi D terdapat 2 pasang bearing E dan F yang berputar pada 128 RPM.
Pemeliharaan Bearing
Pengertian Umum
Bearing merupakan salah satu komponen mesin yang berputar, berfungsi sebagai pembatas gerak relatif pada komponen yang selalu bergerak pada arah yang diinginkan. Bearing juga dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
Bantalan Luncur (Sleeve/ Journal Bearing)
Bantalan tipe ini mendapatkan beban luncur antara poros dan bearing karena permkaan poros langsung ditumpu oleh permukaan bearing yang berlapis dengan pelumas.
Bantalan Gelinding (Ball Bearing dan Roller Beraring)
Jenis bantalan gelinding merupakan bantalan dengan bagian yang diam dan berputar dibatasi oleh elemen yang berupa bola yang menggelinding berupa (bola, roll atau roll jarum).
Berikut ini adalah tabel bearing pada gear box sebelum dan sesudah diganti berdasarkan merek:
Poros Input
Koyo : 32216 JR
Koyo : 32221 JR
Spiral Bevel Gear
Koyo : Nu2316R
Herical Gear
Koyo : 30318DR
Timken : 67787
Koyo : 32322JR
Tabel 4.3. Merek Bearing Sebelum Diganti
Poros Input
SKF : 32216 J2/Q
Koyo : 32221 J2
Spiral Bevel Gear
Koyo : Nu2316R
Herical Gear
Koyo : 30318DR
Timken : 67787
Koyo : 32322JR
Tabel 4.4. Merek Bearing Setelah Diganti
Pada pemeliharaan bearing selain membersihkan dan lubrikasi dapat juga menganalisa sisa umur bearing menggunakan persamaan sebagai berikut:
L10h = CPᵖ . 10 n.60
Dimana:
L10h = Sisa umur bearing (Jam)
C = Beban dinamis bantalan (N)
p = Konstanta 3 untuk ball bearing
= konstanta 10/3 untuk roller bearing
P = Beban ekuivalen (N)
n = Putaran poros (RPM)
Nilai L10h untuk bearing lama sudah diketahui pada spesifikasi alat, dan nilai C dapat diperoleh pada katalog bearing masing-masing berdasarkan merek. mencari nilai L10h harus mencari nilai P (beban ekuivalen) yang dapat diseleseikan menggunakan persamaaan sebagai berikut:
Bearing A KOYO 32216 JR
1.985.000 Jam = 203.000 NP³̛³³ . 10 60.970 RPM
= 203.000 NP³̛³³ . 17,18
1.985.000 Jam17,18 = 203.000 NP³̛³³
115.541 = 203.000 NP³̛³³
1/3,33115.541 = 203.000P
33,13 = 203.000 NP
33,13.P = 203.000 N
P = 203.000 N33,13
P = 6.127 N
Setelah ditemukan nilai P pada bearing lama sebelum diganti, maka bisa menghitung nilai L10h pada bearing baru menggunakan persamaan sebagai berikut:
Bearing A SKF 32216 J2/JQ
L10h = (C/P)ᵖ . (10 )/(n.60)
= ((187.000 N)/(6.127 N))³̛³³ . (10 )/60.970
= 87.840 . 17,18
= 1.509.107 N
Dari perhitungan diatas maka dapat diketahui nilai L10h (life time) bearing KOYO lebih lama dari bearing SKF dipengaruhi oleh nilai "C" bearing KOYO lebih besar dari bearing SKF.
Berikut hasil analisa perhitungan umur bearing KOYO dan SKF:
Data Bearing KOYO dan Timken
Data Bearing SKF dan Timken
Bearing A Tipe 32216JR
Bearing A Tipe SKF 32216J2/Q
d: 80 mm
d: 80 mm
D: 140 mm
D: 140 mm
Cr: 203000 N
Cr: 187000 N
P: 6127 N
P: 6127 N
L: 1985000 hours
L: 1509107 hours
Harga:
Harga:
Bearing B Tipe 32221JR
Bearing B Tipe 32221J2
d: 105 mm
d: 105 mm
D: 190 mm
D: 190 mm
Cr: 329000 N
Cr: 358000 N
P: 28859 N
P: 28859 N
L: 58000 hours
L: 75280 hours
Harga:
Harga:
Bearing C Tipe Koyo Nu231R
Bearing C Tipe Koyo Nu231ECP
d: 86 mm
d: 86 mm
D: 170 mm
D: 170 mm
Cr: 275000 N
Cr: 415000 N
P: 21312 N
P: 21312 N
L: 213000 hours
L: 837897 hours
Harga:
Harga:
Bearing D Tipe
46C/30318DR/20
Bearing D Tipe 31318J2/DF
d: 90 mm
d: 90 mm
D: 190 mm
D: 190 mm
Cr: 282000 N
Cr: 457000 N
P: 27920 N
P: 27920 N
L: 104000 hours
L: 470149 hours
Harga:
Harga:
Bearing E Tipe Timken 67787
Bearing E Tipe Timken 67787
d: 174625 mm
d: 174625 mm
D: 247650 mm
D: 247650 mm
Cr: 405000 N
Cr: 405000 N
P: 16071 N
P: 16071 N
L: 6051000 hours
L: 6051000 hours
Harga:
Harga:
Bearing F Tipe Koyo 32322JR
Bearing F Tipe SKF 32322
d: 110 mm
d: 110 mm
D: 240 mm
D: 240 mm
Cr: 481000 N
Cr: 627000 N
P: 48585 N
P: 48585 N
L: 272000 hours
L: 650739 hours
Harga:
Harga:
Tabel 4.5. Jenis bearing dan Analis Umur Bearing
Tabel dari hasil analisa perhitungan bearing diatas didapatkan beberapa bearing yang mengalami penurunan life time yaitu bearing (A) merek SKF dengan tipe 32216 J2/Q dikarenakan nilai "C" (beban dinamis bantalan) yang lebih rendah dari nilai "C" sebelumnya. Dimana nilai "C" pada bearing sangat mempengaruhi ketahanan bearing.
KESIMPULAN
Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan pada pemeliharaan Cooling Tower Unit PLTP kamojang, didapatkan program pemeliharaan yang diterapkan tidak terpaku pada satu jenis pemeliharaan, ada beberapa jenis metode pemeliharaan yang dilakukan untuk menjaga kondisi alat-alat atau komponen pada Cooling Tower agar bekerja dengan baik sesuai tujuan dan juga kinerja yang dicapai oleh mesin sesuai dengan standar, yaitu memenuhi toleransi kerja mesin berdasarkan waktu. Pemeliharaan yang digunakan pada unit PLTP kamojang antara lain pemeliharaan Preventive yang dilakukan pengecekan harian, bulanan, tahunan dan periodik. Pemeliharaan yang digunakan lainya adalah Time driven, program ini menggunakan penjadwalan berdasarkan jarak tempuh mesin atau komponen dimana komponen langsung dilakukan penggantian baru dan pemeliharaan Proactive. Pemeliharaan ini dilakukan berdasarkan studi kelayakan mesin atau komponen kegiatan yang dilakukan berdasarkan pengamatan.
Adapun komponen yang masih belum dilakukan perawatan secara maksimal seperti sruktur kayu pada Cooling Tower yang masih licin berlumut karena selalu basah, bagian ini berada pada bagian tangga dan jalan di sekitar Fan stack yang sangat berbahaya pada saat melakukan pengecekan dan pemeliharaan.
Pemeliharaan pada Gear Box dan Bearing sudah dilakukan dengan baik, untuk pergantian bearing berdasarkan perhitungan dapat disimpulkan bahwa, life time bearing/ umur bantalan untuk merek SKF lebih baik atau lebih panjang dibanding dengan merek KOYO meskipun salah satu dari bearing SKF memiliki life time lebih rendah yaitu bearing (A). Hal yang mempengaruhi umur bantalan salah satunya adalah nilai C, dimana nilai C adalah nilai beban dinamik maksimal yang diterima oleh bearing, semakin tinggi nilai C bantalan maka bisa menambah umur bearing/ bantalan.
DAFTAR PUSTAKA
Ardiansah T.D. 2014. Proses Pemeliharaan Cooling Tower PT. Indonesia Power UBP Kamojang. Jurusan Teknik. Fakultas Teknik Mesin. Universitas Jenderal Achmad Yani. Bandung.
Senata A dan Hadinata A Taufik. 2005. Sistem Operasi dan Analisis Menara Pendingin PLTP kamojang. Jurusan Teknik Mesin. Fakultas Teknik. Universitas Pasundan Bandung.
Ngadiyono Y. 2010. Pemeliharaan Mekanik Industri. Pendidikan Profesi Guru. Program Studi Pendidikan Teknik Mesin. Universitas Negeri Yogyakarta.
PT. Indonesia Power. 2014. Laporan Statistik.
Koyo. 1997. Ball and Roller Bearing Catalog. Koyo Seiko CO., LTD.
SKF. 2013. Rolling Bearing Catalog. SKF Group.
Timken. 2012. Tapered Roller Bearing Catalog. The Timken Company.
Sentana A., Hadinata A Taufik. 2005. Sistem Operasi dan Analisa Menara Pendingin (Cooling Tower) PLTP Kamojang. Fakultas Teknik. Universitas Pasundan Bandung.
