Tugas Akhir
Perancangan Peletakan Sprinkler Dan Detector Pada Conveyor PT. YTL Jawa Timur Sebagai Upaya Untuk Pencegahan Dan Penanggulangan Bahaya Kebakaran
ELY SANDI YUDHA NRP.6507040022
PROGAM STUDI TEKNIK KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2011
1
TUGAS AKHIR
PERANCANGAN PELETAKAN SPRINKLER DAN DETECTOR PADA CONVEYOR PT. YTL JAWA TIMUR SEBAGAI UPAYA UNTUK PENCEGAHAN DAN PENANGGULANGAN BAHAYA KEBAKARAN (Study Kasus PT. YTL Jawa Timur)
Ely Sandi Yudha NRP. 6507040022
PROGAM STUDI TEKNIK KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2011
3
ii
ABSTRAK
ii
ABSTRAK PT. YTL Jawa Timur merupakan perusahaan yang bergerak pada bidang pengoperasian dan pemeliharaan PLTU untuk unit 5 dan 6. Bahan bakar yang digunakan yaitu batu bara, sedangkan batu bara itu di angkut dari jetty sampai bunker melalui conveyor. Conveyor ini sering terjadi kebakaran seperti yang terjadi pada conveyor EAC 41, kasus kebakaran di conveyor juga pernah terjadi tahun 2007 di PT. YTL Malaysia. Sehingga perlu perancangan system sprinkler dan detector agar lebih efektif untuk memadamkan api secara cepat di conveyor. Penelitian ini diawali dengan pengambilan data yang berupa layout conveyor PT. YTL Jawa Timur dan data sprinkler serta detector. Pengolahan data yang dilakukan mengacu pada SNI 03-3985-2000, NFPA 15 dan NFPA 850 meliputi menghitung jumlah sprinkler yang dibutuhkan, jumlah detektor, menghitung kebutuhan air, menentukan dimensi bak reservoir, menghitung head, dan daya pompa yang digunakan pada perancangan ini. Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, didapatkan bahwa jumlah kepala sprinkler yang digunakan pada perancangan sistem ini adalah 1539 buah. Detektor yang digunakan adalah Linear Heat Detector (LHD) dengan temperatur 850C dan suhu Ambien mencapai 450C pada area conveyor. Pipa yang digunakan yaitu pipa cast iron dengan total head 1974,72 m. Pompa pada perancangan sistem instalasi sprinkler ini adalah 2371,71 hp, sedangkan untuk penggerak mulanya adalah 2846,052 hp.Volume persediaan air/reservoir yang di butuhkan adalah 355,25 m3. Kata Kunci:
System sprinkler, Linear Heat Detector (LHD), Pipa, Pompa, dan Reservoir.
ii
ABSTRACT YTL East Java Company is firm constituted on PLTU operation and preserve area to unit 5 and 6. Fuel that is utilized which is smolder stone; meanwhile that smolder stone is transported from jetty until bunker via conveyor. This Conveyor often happens burn up as one of happening on conveyor EAC 41, fire case at conveyor also has once happened year 2007 at YTL Malaysia. So needs to design sprinkler system and detector that more effective to turn off fire rapidly at conveyor. This research is started by downloading the data such as YTL East Java company conveyor layout and sprinkler and detector data. Data processing that doing to point on SNI 03 3985 2000, NFPA 15 and NFPA 850 covers to account total sprinkler one that is needed, total detector, accounting amount of water required, determining reservoir font dimension, account head, and pump energy that is utilized on this scheme. Based on observational result that already been done, it is said that the amount sprinkler heads that is 1539 numbers. Detector that is utilized is linear Heat Detector (LHD) with temperature 850C and Ambience temperature reaches 450C on conveyor area. Pipe that is utilized which is cast iron pipe with full scale head 1974,72 m. Pumps on this sprinkler system installation design is 2371,71 hp, meanwhile for its beginning drive is 2846,052 hp. Volume of water supply / reservoir one that at needs is 355,25 m 3 . Key words:
Sprinkler system, Linear Heat Detector (LHD), Pipe, Pump, and Reservoir.
iii
KATA PENGANTAR
iv
KATA PENGANTAR Segala puji hanya tercurah kepada ALLAH SWT yang telah berkehendak memberikan karunia serta nikmat-Nya berupa terselesaikannya Tugas Akhir ini dengan baik sebagai persyaratan kelulusan tahap Diploma Empat di Jurusan Teknik Keselamatan dan Kesehatan Kerja, Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya–Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Tiada daya dan upaya dari penulis seorang untuk menyelesaikan semua ini tanpa adanya bantuan dari banyak pihak. Oleh karena itu, penghargaan serta ucapan terima kasih yang sangat besar penulis sampaikan kepada: 1. Seluruh keluarga besarku terutama kedua orang tuaku Nasiruddin dan Aida Yunining yang tercinta dan adik-adikku (Ary, Angga, & Ratu) atas doa, kasih sayang, cinta, kesabaran, ketulusan dan pengertiannya yang senantiasa tercurah untuk Ananda dan semoga selalu dalam bimbingan Allah SWT serta Barokah-NYA. Amien Ya Robb..... 2. Bapak Ir. Muhammad Mahfud, M.MT selaku Direktur Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. 3. Bapak Arief Subekti, ST., M.MT. selaku Ketua Program Studi Teknik Keselamatan dan Kesehatan Kerja Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya–Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. 4. Bapak Arief Subekti, ST., M.MT. selaku dosen pembimbing I yang telah dengan sabar membantu, mengarahkan dan membimbing penulis selama pelaksanaan pengerjaan Tugas Akhir ini. 5. Bapak Moch. Luqman Ashari, ST., MT. selaku dosen pembimbing II yang telah dengan sabar membantu mengarahkan penulis selama masa pengerjaan Tugas Akhir ini. 6. Seluruh staff pengajar Jurusan Program Studi Teknik Keselamatan dan Kesehatan Kerja Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya – ITS Surabaya yang telah membekali penulis dengan banyak ilmu selama masa perkuliahan.
iv
7. Seluruh staff karyawan Jurusan Program Studi Teknik Keselamatan dan Kesehatan Kerja Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya – ITS Surabaya yang telah membantu penulis dalam kelancaran administrasi selama masa perkuliahan. 8. Bapak Josman Ginting selaku Section Head Health and Safety Engineering di PT. YTL Jawa Timur yang telah memberikan fasilitas kepada kami untuk bisa melaksanakan on the job training di PT. YTL Jawa Timur. 9. Bapak Moch. Subagiyo, S.KM dan Bapak Mugi Santoso ST. selaku pemimbing lapangan di PT. YTL Jawa Timur yang telah membantu kelengkapan data dari penelitian ini serta bantuan pikiran selama pengambilan data dan proses pengerjaan Tugas Akhir ini. 10. Bapak Kasim Ari, Bapak Miftahul Huda dan Seluruh Karyawan di Coal Plan PT. YTL Jawa Timur yang telah banyak membantu memberikan masukan dan ide-ide selama pengerjaan Tugas Akhir ini. 11. Bundaku tercinta Arin yang telah banyak memberikan motivasi, masukan serta dengan sabar menemani Ayah setiap ada masalah selama pengerjaan Tugas Akhir ini. Makasih ya sayank… 12. Temen – temen ku “NIKKAPALA ’07, mas & mbak serta adek” yang telah membesarkan ku tentang organisasi dari tidak tahu apa2 sampek bisa organisasi walaupun sedikit tahu tentang pahit manisnya organisasi. Berani dan Bangga!!! 13. Teman–temanku “K3 ’07” di PPNS-ITS yang kompak mendukung satu sama lain. Aku sangat bangga bersama dengan kalian selama kurang lebih empat tahun ini, kalianlah teman terbaikku selama ini yang tidak akan aku lupakan selamanya. Vivat ITS . . . 14. Teman–teman senasib dan seperjuangan, Doni, Bagus, Fuad, Luthfi, Aga, Saad dan yang lainnya atas dukungan dan kerjasamanya selama ini. 15. Master AutoCad Febry, Tambret dan Odunt yang dengan ikhlas membagi ilmunya kepada saya, dari yang tidak bisa menjadi sedikit bisa AutoCad.
v
16. Teman–teman kost Jl. Semampir Tengah No. 25 Semolowaru, yang telah menemani dan membantu dengan sabar serta atas kritik dan sarannya. Tak lupa juga buat ibu kostQ yang uda mau jadi ibu ke-2 ku di surabaya, terima kasih ya bu atas doa dan semuanya. 17. Pihak–pihak lain yang tidak dapat disebutkan namanya satu persatu yang telah membantu kelancaran Tugas Akhir ini dan penyusunan laporan Tugas Akhir ini. Semoga ALLAH SWT selalu mengaruniakan kebaikan dan mengganti dengan sesuatu yang lebih baik dari yang pernah diberikan. Penulis penyadari banyaknya kekurangan selama pengerjaan Tugas Akhir ini, untuk itu kritik dan saran sangat diharapkan agar pada penelitian selanjutnya bisa lebih baik lagi. Tiada kebahagiaan yang begitu besar kecuali semua ikhtiar ini dapat bermanfaat dan tidak meninggalkan kesia-sian. Semoga ALLAH SWT meridhoi.Amien… Surabaya,
21 Juli 2011
Penulis
vi
DAFTAR ISI
vii
DAFTAR ISI COVER DALAM ............................................................................................
i
LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................
ii
ABSTRAK .......................................................................................................
iii
KATA PENGANTAR .....................................................................................
iv
DAFTAR ISI ...................................................................................................
vii
DAFTARGAMBAR ........................................................................................
x
DAFTAR TABEL ............................................................................................
xi
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................
xii
BAB I PENDAHULUAN 1.1
LATAR BELAKANG ......................................................................
1
1.2
PERUMUSAN MASALAH .............................................................
2
1.3
TUJUAN PENELITIAN ...................................................................
3
1.4
MANFAAT PENELITIAN ..............................................................
3
1.5
BATASAN MASALAH ...................................................................
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1
KOMPONEN CONVEYOR ..............................................................
4
2.1.1
Jenis-jenis Conveyor ...................................................................
4
2.1.2
Pengertian dan Penggunaan Belt Conveyor ................................
5
PRINSIP TERJADINYA KEBAKARAN ........................................
6
2.2
2.2.1
Fenomena Kebakaran .................................................................
7
2.2.2
Teori Dasar Tentang Api ............................................................
8
2.2.2.1Teori Segitiga Api (Triangle of fire) .....................................
8
2.2.2.2Teori Piramida Bidang Empat (Tetrahedron of Fire) ...........
9
2.2.3
Klasifikasi Kebakaran ................................................................
11
2.2.4
Bahaya Kebakaran ......................................................................
13
2.2.5
Karakteristik Pertumbuhan dan Penyebaran Api .......................
14
2.2.6
Klasifikasi Sifat Hunian .............................................................
15
2.3
DASAR-DASAR SISTEM PEMADAMAN API ............................
16
2.4
SISTEM DETECTOR ......................................................................
16
2.4.1
Klasifikasi Detektor Kebakaran .................................................
18
2.4.1.1Detektor Asap (Smoke Detector) ...........................................
18
vii
2.5
2.4.1.2Detektor Panas (Linear Heat Detector) .................................
21
2.4.1.3Detektor Nyala Api ................................................................
24
SISTEM SPRINKLER .....................................................................
25
2.5.1
Klasifikasi Sistem Sprinkler .......................................................
25
2.5.2
Jenis Sistem Sprinkler ................................................................
26
2.5.3
Peletakan Sistem Sprinkler .........................................................
27
2.5.3.1Letak Kepala Sprinkler ..........................................................
27
2.5.3.2Spesifikasi Kepala Sprinkler .................................................
32
2.5.4
Sistem Perpipaan ........................................................................
35
2.5.4.1Jenis Sistem Pipa Sprinkler ...................................................
36
2.5.4.2Klasifikasi Sistem Pipa Tegak ...............................................
37
2.5.4.3Susunan Pipa Instalasi Sprinkler ...........................................
38
2.5.5
Sistem Persedian Air Sprinkler ..................................................
38
2.5.5.1Persyaratan Umum ................................................................
38
2.5.5.2Syarat Penyambungan ...........................................................
38
2.5.5.3Sumber Penyediaan Air .........................................................
41
2.5.6
Sistem Pompa Sprinkler .............................................................
41
2.5.6.1Spesifikasi Pompa ..................................................................
41
2.5.6.2Daya Pompa ...........................................................................
47
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 TAHAP IDENTIFIKASI AWAL .........................................................
48
3.2 TAHAP PENGUMPULAN DATA ......................................................
48
3.3 TAHAP PENGOLAHAN DATA .........................................................
48
3.3.1
Pengolahan Data Kualitatif ........................................................
48
3.3.2
Pengolahan Data Kuantitatif ......................................................
48
3.4 TAHAP ANALISA DAN KESIMPULAN ..........................................
50
3.4.1
Analisa ........................................................................................
50
3.4.2
Kesimpulan .................................................................................
50
3.5 FLOW CHART PENYELESAIAN TUGAS AKHIR ..........................
51
3.6 JADWAL PELAKSANAAN PENELITIAN .......................................
52
viii
BAB IV PENGOLAHAN DAN ANALISA DATA 4.1 PENGUMPULAN DATA ....................................................................
53
4.2 TAHAP PENGOLAHAN DATA .........................................................
53
4.2.1
Perencanaan Jumlah dan Peletakan Sprinkler ............................
54
4.2.1.1 Perhitungan Jumlah Sprinkler ...............................................
56
4.2.2
Perencanaan Volume Air Sprinkler dan Bak Penampung Air ...
58
4.2.3
Perhitungan Sistem Perpipaan ....................................................
59
4.2.3.1Pipa Isap (Suction) .................................................................
59
4.2.3.2Pipa Utama Pengeluaran (Discharge) ...................................
61
4.2.3.3Head Kerugian Total .............................................................
65
4.2.3.4Head Statis (Ha) ....................................................................
65
4.2.3.5Head Tekanan (Δhp) ..............................................................
65
4.2.3.6Head Total Pada Instalasi Perpipaan Sprinkler .....................
66
4.2.4
Perhitungan Sistem Pompa Sprinkler .........................................
66
4.2.4.1Daya Pompa ...........................................................................
67
4.2.5
Sistem Deteksi Pemadam Kebarakan Otomatis .........................
68
4.2.5.1Detector (Linear Heat Detector) ...........................................
68
4.2.5.2Alarm .....................................................................................
59
4.2.5.3Titik Panggil Manual .............................................................
70
4.2.5.4Alarm Fire Control Panel ......................................................
70
4.3 ANALISA DATA .................................................................................
71
4.3.1
Analisa Perencanaan Sprinkler ...................................................
71
4.3.2
Spesifikasi Perpipaan .................................................................
72
4.3.3
Penentuan Sistem Pompa ...........................................................
73
4.3.4
Pemilihan Detektor .....................................................................
74
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 KESIMPULAN .....................................................................................
75
5.2 SARAN .................................................................................................
76
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
ix
DAFTAR GAMBAR
x
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Konstruksi Belt Conveyor ............................................................
5
Gambar 2.2. Belt Conveyor Pltu Paiton Unit 5 Dan 6 ....................................
6
Gambar 2.3 Diagram Fenomena Kebakaran ....................................................
7
Gambar 2.4. Segitiga Api ...............................................................................
9
Gambar 2.5. Bidang Empat Api ......................................................................
10
Gambar 2.6. Pendekatan Ionisation Detector .................................................
18
Gambar 2.7 Pendekatan Ionisation Detector ..................................................
19
Gambar 2.8 Light Scatter Detector .................................................................
20
Gambar 2.9 Detector Dan Obscuration Detector ............................................
21
Gambar 2.10 Overheat detection for conveyor belt idler ...............................
23
Gambar 2.11 General detection for conveyor belt Gallery .............................
23
Gambar 2.12 Penempatan Kepala Sprinkler Tambahan ..................................
27
Gambar 2.13 Jarak Kepala Sprinkler Terhadap Balok ....................................
28
Gambar 2.14 Jari – Jari jangkauan sprinkler ...................................................
31
Gambar 2.15 Jarak antar kepala sprinkler .......................................................
31
Gambar 2.16 Tangki Gravitasi .........................................................................
39
Gambar 2.15 Tangki Bertekanan .....................................................................
40
Gambar 3.1 Diagram Alir Penyelesaian Tugas Akhir .....................................
51
Gambar 4.1 Jari – Jari jangkauan sprinkler .....................................................
55
Gambar 4.2 Jarak antar kepala sprinkler .........................................................
56
Gambar 4.3 Konstruksi bak air (reservoir) ......................................................
60
Gambar 4.4 Rangkaian Linear Heat Detector pada conveyor .........................
70
Gambar 4.5 Letak Linear Heat Detector pada conveyor .................................
70
Gambar 4.6 Alarm ............................................................................................
71
Gambar 4.7 Titik Panggil Manual (manual push button) ................................
71
Gambar 4.8 Alarm Fire Control Panel ............................................................
72
x
DAFTAR TABEL
xi
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Klasifikasi Kebakaran ......................................................................
12
Tabel 2.2 Spesifikasi Linear Heat Detector (LHD) ........................................
22
Tabel 2.3 Kuda-kuda ........................................................................................
29
Tabel 2.4 Ukuran lubang kepala sprinkler .......................................................
33
Tabel 2.5 Konstanta “k” ...................................................................................
33
Tabel 2.6 Tingkat suhu kepala springkler ........................................................
33
Tabel 2.7 Jumlah maksimum kepala sprinkler ................................................
34
Tabel 2.8 Persediaan kepala sprinkler cadangan .............................................
35
Tabel 2.9 Sifat-sifat fisik air (Air di bawah 1 atm dan air jenuh di atas 1000 C) ..............................................................
43
Tabel 3.1 Tabel Rencana Kegiatan ..................................................................
52
Tabel 4.1 Ukuran Conveyor Unit 5&6 PT. YTL Jawa Timur .........................
53
Tabel 4.2 Jumlah sprinkler yang dibutuhkan tiap area ....................................
58
Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Sistem Perpipaan ................................................
65
xi
DAFTAR LAMPIRAN
xii
DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN 1 1.1 Surat Ijin Pengambilan Data Tugas Akhir 1.2 Accident Record PT YTL Jawa Timur 1.3 Data Kecelakaan PT YTL Jawa Timur & PT IPMOMI 1.4 Layout Conveyor LAMPIRAN 2 2.1 Gambar Perancangan Ulang Conveyor 2.2 Gambar Peletakan Sprinkler 2.3 Gambar Sistem Perpipaan LAMPIRAN 3 3.1 Kepadatan Pancaran 3.2 Kapasitas Minimum Dari Volume Bak Penampang LAMPIRAN 4 4.1 Catalog Diameter 4.2 Sifat Fisik-Fisik Air 4.3 Relative Roughness For Pipe LAMPIRAN 5 5.1 Bilangan Reynold 5.2 Koefeisien Kerugian Katup 5.3 Efesiensi Standart Pompa LAMPIRAN 6 6.1 Data Detektor Yang Digunakan LAMPIRAN 7 7.1 Data Sprinkler Yang Digiunakaan LAMPIRAN 8 8.1 Perhitungan Sistem Sprinkler 8.2 Perhitungan Sistem Perpipaan LAMPIRAN 9 9.1 9.2
Spesifikasi Pompa Lembar Kemajuan Konsultasi Dosen Pembimbimng
xii
BAB I PENDAHULUAN
xiii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Kebakaran merupakan bencana yang disebabkan oleh api yang tidak dikehendaki yang dapat menimbulkan kerugian yang besar baik berupa harta benda maupun jiwa manusia. Saat ini kebakaran sudah menjadi masalah nasional, karena bukan saja merugikan pribadi secara individual, melainkan meliputi instalasi atau sarana vital yang menguasai hajat hidup orang banyak seperti pabrik, pembangkit tenaga listrik, pelabuhan, dan instalasi-instalasi lain yang vital dan sangat
mahal harganya. Faktor terbesar yang
menyebabkan kebakaran adalah adanya nyala api dan listrik. Sesuai dengan ketentuan pokok yang berkaitan dengan K3 penanggulangan kebakaran adalah sebagaimana yang ditetapkan oleh UndangUndang 1 tahun 1970 yang tersirat pada konsideran UU 1/70 yaitu tentang tujuan umum K3 yang termasuk penanggulangan kebakaran yang bertujuan untuk melindungi tenaga kerja dan orang lain, aset perusahaan dan lingkungan
masyarakat. Dan yang tertera pada ketentuan pasal 3 ayat (1) huruf b,d,q bahwa penanggulangan kebakaran meliputi pencegahan, pengurangan dan pemadaman kebakaran, memberikan kesempatan jalan untuk menyelamatkan diri pada waktu kebakaran serta pengendalian penyebaran panas, asap dan gas. Selain itu pada Kepmenaker 186/Men/1999 yang menjelaskan bahwa perusahaan wajib
mencegah, mengurangi dan memadamkan kebakaran di tempat kerja. PT. YTL Jawa Timur merupakan perusahaan Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) swasta terbesar kedua di Indonesia. Perusahaan ini bergerak pada bidang pengoperasian dan pemeliharaan PLTU untuk unit 5 & 6 Paiton. Daya listrik yang dihasilkan dari keseluruhan PLTU berasal dari energi pembakaran batu bara (coal) yang telah mengalami proses yang panjang mulai dari Jetty, stock pile, kemudian batu bara (coal) akan di distribusikan ke bunker melalui conveyor. Conveyor tersebut memiliki bahaya kebakaran yang tinggi dikarenakan terdapat timbunan debu batu bara, kiriman batu bara panas dari stock pile dan adanya gesekan belt conveyor dengan roll
1
sehingga menimbulkan listrik statis. Contoh kasus yang pertama yaitu pada Belt conveyor EAC 41 yang stand by terbakar karena ada sisa debu batu bara, kasus kedua dinding tripper floor terbakar dari akumulasi debu, kasus ketiga dedusting filter terbakar karena ada timbunan debu batu bara, dan kasus keempat terjadi hot spot di stock pile unit 5&6 PT YTL Jawa Timur tahun 2010. Kasus kebakaran ini juga pernah terjadi pada tahun 2007 di PT YTL Malaysia bahkan sampai membakar seluruh conveyor. Pada oktober 2010 juga terjadi kebarakaran pada conveyor PT IPMOMI. Karena sering terjadi kebakaran di conveyor maka PT IPMOMI merancang sistem pencegahan dan penanggulangan kebakaran seperti APAR dan hydrant namun itu semua kurang efektif untuk memadamkan api secara cepat di conveyor sehingga perlu perancangan system sprinkler dan detector. Sekarang PT IPMOMI sudah mempunyai APAR, hydrant, system sprinkler dan detector pada conveyor. Berdasarkan pengamatan terhadap kasus–kasus kebakaran selama ini, maka ada beberapa hal yang harus diperhatikan. Antara lain adalah bahwa sistem proteksi kebakaran tidaklah cukup hanya dengan penyediaan Alat Pemadam Api Ringan (APAR) atau hidrant yang disebut sebagai sistem proteksi aktif. Masih diperlukan sarana proteksi lainnya yakni sprinkler dan detector untuk mendukung APAR dan Hidrant sebagai sistem proteksi aktif. Pada conveyor PT YTL Jawa Timur belum terdapat sprinkler dan detector. Maka penelitian ini adalah melakukan perancangan sprinkler dan detector. 1.2 PERUMUSAN MASALAH Perumusan masalah dalam penelitian: 1. Bagaimana rancangan sprinkler pada conveyor PT YTL Jawa Timur. 2. Bagaimana rancangan sistem detector pada conveyor PT YTL Jawa Timur 3. Bagaimana rancangan perpipaan sprinkler pada conveyor PT YTL Jawa
Timur. 4. Bagaimana rancangan pompa pada conveyor PT YTL Jawa Timur 5. Bagaimana rancangan dimensi reservoir atau bak penampung air pada
conveyor PT YTL Jawa Timur.
2
1.3 TUJUAN PENELITIAN Tujuan penelitian ini adalah: 1. Merancang sprinkler pada conveyor PT YTL Jawa Timur. 2. Merancang system detector pada conveyor PT YTL Jawa Timur. 3. Merancang perpipaan sprinkler pada conveyor PT YTL Jawa Timur. 4. Merancang pompa pada conveyor PT YTL Jawa Timur. 5. Merancang dimensi reservoir atau bak penampung air pada conveyor PT
YTL Jawa Timur. 1.4 MANFAAT PENELITIAN Adapun manfaat dari penelitian ini adalah: 1. Bagi mahasiswa Sebagai kompetensi dasar yang nanti dapat diterapkan lebih lanjut didalam dunia industri. 2. Bagi Institusi
Sebagai tambahan bahan literatur/referensi bagi semua civitas akademika khususnya yang ada di PPNS-ITS. 3. Bagi Perusahaan Sebagai bahan pertimbangan dalam menentukan tindakan yang diperlukan ketika terjadi bahaya kebakaran besar yang disebabkan oleh banyaknya timbunan debu batu bara di conveyor dengan temperatur tinggi maka akan terjadi kebakaran yang tidak diinginkan. 1.5 BATASAN MASALAH Batasan masalah dalam penelitian ini adalah:. 1. Perancangan sprinkler dan detector di conveyor PT YTL Jawa Timur. 2. Tidak membahas masalah sistem kelistrikan dan estimasi biaya.
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 KOMPONEN CONVEYOR 2.1.1
Jenis-jenis Conveyor Berdasarkan kepada jenis material yang akan dipindahkan,
conveyor dibagi menjadi tiga macam, yaitu: 1. Mesin Pemindah Muatan Curah (bulk load) Beberapa contoh dari jenis mesin pemindah ini adalah: a. Bucket Conveyor b. Screw Conveyor 2. Mesin Pemindah Muatan Satuan (unit load) Beberapa contoh dari jenis mesin pemindah ini adalah: a. Roller Conveyor b. Eskalator 3. Mesin Pemindah Muatan Keduanya (unit load dan bulk load) a. Belt Conveyor b. Appron Conveyor Berdasarkan transmisi dayanya, conveyor dibedakan menjadi 4 macam, yaitu: 1. Mesin pemidah mekanis 2. Mesin pemindah pneumatis 3. Mesin pemindah hidrolis 4. Mesin pemindah gravitasi Pemilihan alat pemindah bahan biasanya didasarkan pada aspek ekonomi seperti biaya investasi awal dan biaya operasional (running cost). Misalnya biaya tenaga kerja, biaya energi, biaya bahan, dan biaya perawatan.
4
2.1.2
Pengertian dan Penggunaan Belt Conveyor Pada umumnya, belt conveyor terdiri dari beberapa bagian,
yaitu: kerangka (frame) (1), dua buah pulley yang terdiri pulley penggerak (driving pulley) (2) yang terletak pada head end dan pulley pembalik (take-up pulley) (3) yang terletak pada tail end, endless belt (4), idler roller atas (5) dan idler roller bawah (6), unit penggerak (7), cawan pengisi (feed hooper) (8) dipasang diatas conveyor, saluran buang (discharge spout) (9) dan pembersih belt (belt cleaner/scrapper) (10) yang biasa dipasang didekat pulley penggerak.
Gambar 2.1 Konstruksi Belt Conveyor (Sumber: Dhani Astarawulan, 2011)
Belt Conveyor berbentuk semacam sabuk besar yang terbuat dari karet yang bergerak melewati Head Pulley dan Tail Pulley, keduanya berfungsi untuk menggerakkan Belt Conveyor, serta Tansioning Pulley yang berfungsi sebagai peregang Belt conveyor. Untuk menyangga Belt Conveyor beserta bobot batubara yang diangkut dipasang Idler pada jarak tertentu diantara Head Pulley dan Tail Pulley. Idler adalah bantalan berputar yang dilewati oleh Belt Conveyor. Batubara yang diangkut oleh Conveyor dituangkan dari sebuah bak peluncur (Chute) diujung Tail Pulley kemudian bergerak menuju ke arah Head Pulley. Biasanya , muatan batubara akan jatuh ke dalam bak peluncur lainnya yang terletak dibawah Head Pulley untuk diteruskan ke conveyor lainnya atau masuk ke Bak Penyimpan. Disetiap belokan antar Conveyor satu dengan yang lain dihubungkan dengan Transfer House, selain itu pada belt Conveyor ditambahkan
5
juga
beberapa
aksesori
yang
bertujuan
untuk
meningkatkan
fleksibilitasnya, antara lain: 1. Pengambil Sampel Dilakukan secara otomatis, jika terdeteksi adanya metal pada batu bara pengambil sampel langsung berhenti. 2. Metal Detector Merupakan alat untuk mendeteksi adanya logam-logam didalam batu bara yang tercampur pada proses pengiriman. 3. Magnetic Separator Untuk memisahkan logam-logam yang terkandung dalam batubara pada proses pengiriman. 4. Belt Scale Untuk mengetahui jumlah tonnase berat batubara yang diangkut oleh Belt Conveyor.
Gambar 2.2 Belt Conveyor PLTU Paiton Unit 5 dan 6 (Sumber: PT. YTL Jawa Timur)
2.2 PRINSIP TERJADINYA KEBAKARAN Bahaya kebakaran adalah bahaya yang ditimbulkan oleh adanya nyala api yang tidak terkendali. Pencegahan bahaya kebakaran adalah segala usaha yang dilakukan agar tidak terjadi penyalaan api yang tidak terkendali. Sedangkan penanggulangan bahaya kebakaran mengandung arti bahwa peristiwa kebakaran sudah terjadi sehingga menimbulkan bahaya terhadap keselamatan jiwa, harta benda, maupun lingkungan.
6
Kebakaran terjadi apabila tiga unsur terdapat bersama-sama. Unsurunsur tersebut adalah oksigen, panas dan bahan mudah terbakar. Tanpa oksigen pembakaran tidak terjadi, tanpa bahan yang mudah terbakar tidak mungkin terjadi kebakaran, dan tanpa panas kebakaran tidak akan timbul. 2.2.1
Fenomena Kebakaran Fenomena kebakaran atau gejala pada setiap tahapan mulai
awal terjadinya penyalaan sampai kebakaran padam, dapat diamati beberapa fase tertentu seperti dilukiskan pada gambar dibawah ini.
Gambar 2.3 Diagram Fenomena Kebakaran (Sumber: www.indonetwork.co.id, 2010)
Penjelasan: 1.
Tidak diketahui kapan dan dimana awal terjadinya
api/kebakaran, tetapi yang pasti ada sumber awal pencentusnya (source energy) yaitu adanya potensi energi yang tidak terkendali. 2.
Apabila energi yang tidak terkendali kontak dengan zat
yang dapat terbakar, maka akan terjadi penyalaan tahap awal (initiation) bermula dari sumber api / nyala yang relatif kecil. 3.
Apabila pada periode awal kebakaran tidak terdeteksi,
maka nyala api akan berkembang lebih besar (growth) sehingga api akan menjalar bila ada media disekelilingnya. 4.
Intensitas nyala api meningkat dan akan menyebarkan
panas ke semua arah secara konduksi, konveksi, dan radiasi, hingga pada suatu saat kurang lebih 3–10 menit atau setelah temperatur mencapai 300°C akan terjadi penyalaan api serentak yang disebut Flashover, yang biasanya ditandai pecahnya kaca. 5.
Setelah flashover, nyala api akan membara yang disebut
7
periode
kebakaran
mantap
(steady/full
development
fire).
Temperatur pada saat kebakaran penuh (full fire) dapat mencapai 600 – 1000°C. Bangunan dengan struktur konstruksi baja akan runtuh pada
temperatur
700°C. Bangunan dengan konstruksi
beton bertulang setelah terbakar lebih dari 7 jam dianggap tidak layak lagi untuk digunakan. 6.
Setelah melampaui puncak pembakaran, intensitas nyala
akan berkurang/surut dan berangsur–angsur akan padam, yang disebut periode surut (decay). 2.2.2
Teori Dasar Tentang Api Menurut Bickerdike (1996) api adalah proses pembakaran
dengan karakteristit timbulnya emisi panas yang diikuti dengan smoke dan
flame. Nyala api adalah suatu fenomena yang dapat diamati
gejalanya yaitu adanya cahaya dan panas dari suatu bahan yang sedang terbakar. Gejala lainnya yang dapat diamati adalah, bila suatu bahan telah terbakar maka akan mengalami perubahan baik bentuk fisiknya maupun sifat kimianya. Keadaan fisik bahan yang telah terbakar akan berubah menjadi arang, abu, atau hilang menjadi gas dan sifat kimianya akan berubah pula menjadi zat baru. Gejala perubahan tersebut menurut teori perubahan zat dan energi adalah perubahan secara kimia. 2.2.2.1 Teori Segitiga Api (Triangle of fire) Teori segitiga api (Triangle of fire) menjelaskan bahwa untuk dapat berlangsungnya proses nyala api diperlukan adanya tiga unsur pokok yaitu adanya unsur: bahan yang dapat terbakar (Fuel), Oksigen (O2) yang cukup dari udara atau dari bahan oksidator, dan panas yang cukup.
8
Gambar 2.4 Segitiga Api (Sumber: http://www.pp.okstate.edu, 2010)
Dengan teori itu maka apabila salah satu unsur dari segitiga api tersebut tidak berada pada keseimbangan yang cukup, maka api tidak akan terjadi. Bahan yang dapat terbakar jenisnya dapat berupa bahan padat, cair, maupun gas. Sifat penyalaan dari jenis-jenis bahan tadi terdapat perbedaan, yaitu gas lebih mudah terbakar dibandingkan dengan bahan cair maupun padat, demikian juga bahan cair lebih mudah terbakar dibandingkan dengan bahan padat, disini menggambarkan adanya tingkat suhu yang berbeda pada setiap jenis bahan. Nyala api akan dapat berlangsung apabila ada kesimbangan besaran angka-angka
yang
menghubungkan segitiga
api.
Besaran angka-angka fisika yang menghubungkan sisi-sisi pada segitiga api tersebut
antara
lain “flash point, ignition
temperature, dan flammable range”. 2.2.2.2 Teori Piramida Bidang Empat (Tetrahedron of Fire) Gambar di atas menjelaskan hubungan antara tiga unsur yang dapat menyebabkan timbulnya api. Jika salah satu unsur tersebut tidak ada, maka api tidak akan terjadi. Namun study selanjutnya mengenai fisika dan kimia, menyatakan bahwa peristiwa pembakaran mempunyai tambahan lagi mengenai pengertian dimensi pada segi tiga api, menjadi teori model baru yang disebut bidang empat api atau “Tetrahedron Of Fire”.
9
Gambar 2.5 Bidang Empat Api (Sumber: www.himarraya.com, 2011)
Studi ini menjelaskan bahwa pembakaran tidak hanya terjadi atas tiga unsur, namun reaksi kimia yang terjadi menghasilkan beberapa zat hasil pembakaran yaitu : CO, CO2, SO2, asap dan gas. Hasil yang lain dari reaksi ini adalah adanya radikal-radikal bebas dari atom oksigen dan hidrogen dalam bentuk hidroksil (OH). Bila ada dua gugus OH, maka akn pecah menjadi H2O dan radikal bebas O. Dimana reaksinya 2OH → H2O + O radikal. O radikal ini selanjutnya akan berfungsi lagi sebagai umpan pada proses
pembakaran sehingga disebut reaksi
pembakaran berantai (Cain Reaction Of Combustion). Dari reaksi kimia, selama proses pembakaran berlangsung ini memberikan kepercayaan pada hipotesa baru, dari prinsip segi tiga api kemudian terbentuk bidang empat api. Dimana sisi yang ke empat sebagai sisi dasar yaitu rantai reaksi pembakaran.Lebih jelasnya, perbedaan antara Teori Segi Tiga Api dan Tetrahedron Of Fire adalah sebagai berikut: −
Pada Teori Segi Tiga Api, bahan bakar sendiri tidak
terbakar. Tapi mengalami pemanasan hingga menghasilkan gas dan uap. Gas dan uap yang terbakar tersebut oleh karena letaknya yang berdekatan dengan bahan bakar (fuel), sehingga bahan bakar akan terlihat seolah-olah terbakar.
10
−
Pada Tetrahedron Of Fire bahan bakar mengalami
pemanasan sehingga mengeluarkan gas dan uap yang menyala akibat timbulnya reaksi kimia. Pada akhirnya bahan bakar (fuel) akan terbakar dan habis. Prosentasi oksigen di atmosfer adalah 21%, namun terkadang pada ruang atau kondisi tertentu prosentasi oksigen dapat berubah. Prosentase oksigen yang dapat membuat api tetap menyala adalah kisaran antara 12% hingga 21%. Api akan padam jika prosentase oksigen kurang dari 12%, sedangkan api akan sulit sekali dipadamkan jika prosentase oksigen diatas 21% karena oksigen dengan prosentase tersebut menjadi bersifat flammable. Selain ketersediaan oksigen, ketersediaan bahan bakar juga mempengaruhi muncul atau tidaknya api. Bahan bakar dibagi menjadi tiga macam, yaitu bahan bakar padat (contoh: kayu, kertas, batu bara, arang, dll), cair (bensin, solar, minyak tanah, alkohol, dll) dan gas (Elpiji, nitrogen oksida, propana). Oksigen dan bahan bakar tidak akan pernah menjadi api jika tidak ada panas. Jika suhunya tidak mencukupi, oksigen dan bahan bakar tidak akan pernah terbakar. Sumber panas yang paling berperan dalam munculnya api adalah matahari. Jadi reaksi antara ketiga unsur tersebut yang menjadi asal mula terjadinya api yang selama ini kita kenal sebagai teori segitiga api. 2.2.3
Klasifikasi Kebakaran Yang dimaksud klasifikasi
kebakaran adalah penggolongan
atau pembagian kebakaran berdasarkan atas jenis bahan bakarnya (Wahyudi,1991). Klasifikasi jenis kebakaran terdapat dua versi standard yang sedikit agak berbeda. Klasifikasi jenis kebakaran menurut Standard Inggris yaitu LPC (Loss Prevention Committee) yang sebelumnya adalah FOC (Fire Office Committee) menetapkan klasifikasi kebakaran dibagi Klas A, B, C, D, dan E sedangkan
11
Standard Amerika yaitu NFPA (National Fire Preventio Assosiation), menetapkan klasifikasi kebakaran menjadi klas A, B, C, dan D. Pengklasifikasian jenis kebakaran yang
didasarkan menurut jenis
material yang terbakar seperti dalam daftar tabel dibawah ini. Tabel 2.1 Klasifikasi Kebakaran Standard Amerika (NFPA) Klas Jenis Kebakaran Bahan padat kecuali logam, seperti kayu, arang, kertas, A tekstil, plastik, dan sejenisnya. Bahan cair dan gas, seperti bensin, solar, minyak tanah, B aspal, gemuk, alkohol, gas alam, gas LPG dan sejenisnya. Peralatan listrik yg C bertegangan. D
Bahan logam, seperti magnesium, alumunium, kalium, dan lain-lain.
E
-
Standard Inggris (LPC) Klas Jenis Kebakaran Bahan padat kecuali logam, seperti kayu, arang kertas A tekstil, plastik dan sejenisnya Bahan cair seperti bensin, solar, minyak tanah, dan B sejenisnya.
C D E
Bahan gas, seperti gas alam, gas LPG. Bahan logam, seperti magnesium, alumunium, kalium, dan lain-lain. Peralatan listrik yg bertegangan.
(Sumber: Depnakertrans R.I., 2010)
Klasifikasi kebakaran di Indonesia mengacu pada Standar NFPA, yang dimuat dalam Peraturan Menteri Tenaga Kerja dan Transmigrasi. Sifat-sifat dari masing-masing klasifikasi kebakaran diatas adalah: 1.
Klas A, terbakar sampai bagian dalam atau terdapat bara,
2.
Klas B (cair), terbakar pada permukaan,
3.
Klas B (gas), terbakar pada titik sumber gas mengalir,
4.
Klas C atau klas E menurut Standard British, adalah
ditinjau dari aspek bahaya terkena aliran listrik bagi petugas, 5.
Klas D, pada kebakaran logam akan bertemperatur tinggi,
sehingga bila dipadamkan dapat terjadi peledakan karena perubahan fase media pemadam menjadi gas.
12
2.2.4
Bahaya Kebakaran Bahaya kebakaran adalah bahaya yang ditimbulkan oleh api
yang tidak terkendali, sehingga dapat mengancam keselamatan jiwa, harta benda dan lingkungan (Wahyudi, 1991). Kemudahan suatu zat untuk terbakar ditentukan oleh: 1.
Titik nyala (flash point) yakni suhu terendah dimana uap
zat dapat dinyalakan. 2.
Titik bakar (ignition point) yakni suhu dimana zat terbakar
dengan sendirinya. 3.
Konsentrasi mudah terbakar (flammable limits) yakni
daerah konsentrasi uap gas yang dapat dinyalakan. -
Low Flammable Limit (LFL) yakni konsentrasi uap
zat terendah yang masih dapat dinyalakan. -
Upper Flammable Limit (UFL) yakni konsentrasi
uap tertinggi yang masih dapat dinyalakan. Jadi daerah mudah terbakar dibatasi oleh LFL dan UFL serta sifat kemudahan membakar bahan lain ditentukan oleh kekuatan oksidasinya. Berdasarkan NFPA 10 tahun 1998, bahaya kebakaran diklasifikasikan menjadi tiga, yaitu: 1. Bahaya kebakaran ringan (light / low hazard) Yang termasuk bahaya kebakaran ringan yaitu lokasi
atau
tempat dimana jumlah class A combustible material termasuk perabot, dekorasi, dan isinya berada dalam jumlah yang kecil. Hal ini dapat dimiliki oleh gedung atau ruangan seperti kantor, ruang kelas, gereja, ruang tamu di hotel atau motel, dan lain-lain. Sejumlah kecil class B flammable material yang digunakan untuk duplicating machines, art departments dan lain-lain juga termasuk. 2. Bahaya kebakaran sedang (ordinary / moderate hazard) Yang termasuk bahaya kebakaran sedang yaitu lokasi atau tempat dimana jumlah class A combustible dan class B flammable material yang ada lebih besar dari yang diharapkan pada bahaya kebakaran ringan. Lokasi atau tempat yang termasuk bahaya
13
kebakaran sedang bisa seperti ruang makan, mercantile shop, light manufacturing, auto showroom, area parkir, bengkel, dan lain-lain. 3. Bahaya kebakaran berat (extra/high hazard) Yang termasuk bahaya kebakaran sedang yaitu lokasi atau tempat dimana jumlah class A combustible dan class B flammable material yang ada, di dalam tempat penyimpanan (storage), diproduksi, digunakan, produk akhir, atau dicampur melebihi
dan
diatas jumlah yang diharapkan pada bahaya kebakaran sedang. Lokasi yang termasu dalam bahaya kebakaran berat bisa seperti pekerjaan yang berhubungan dengan material kayu, vehicle repair, aircraft dan boat servicing, area memasak, dan tempat penyimpanan serta proses manufaktur
seperti
painting,
dipping,
and
coating,
termasuk
penanganan cairan flammable. 2.2.5
Karakteristik Pertumbuhan dan Penyebaran Api Karakteristik pertumbuhan dan penyebaran api, sama seperti
penyalaan api, kecepatan penyebaran, dan pemancaran panas, asap dan gas berbahaya, ditentukan oleh beberapa faktor antara lain: 1.
Kondisi geometris ruangan
2.
Bahan yang ada
3.
Sumber isi
4.
Jarak antara sumber api dengan material yang terbakar
5.
Karakteristik dari material interior
6.
Tipe dan volume material
7.
Kondisi dan penataan ruangan Api dengan cepat berkembang besar melalui konveksi, dan
kemudian menyebar secara lateral terus ke langit-langitbila ruangan terbatas. Sesuatu yang terbakar, disamping menghasilkan gas, juga asap dan pans. Panas gas yang timbul peristiwa kebakaran
bisa
mencapai 650 ºC – 950 ºC. Salah satu fenomena khas terjadi peristiwa kebakaran adalah terjadinya “flashover”, dimana api tiba-tiba membesar dengan nyala yang besar pula.
14
2.2.6
Klasifikasi Sifat Hunian Klasifikasi sifat hunian adalah klasifikasi tingkat risiko bahaya
kebakaran yang diklasifikasikan berdasarkan struktur bahan bangunan, banyaknya bahan yang disimpan di dalamnya, serta sifat kemudahan terbakarnya, juga ditentukan oleh jumlah dan sifat penghuninya. Klasifikasi sifat hunian dibagi atas: 1.
Hunian bahaya kebakaran ringan. Macam hunian yang mempunyai jumlah dan kemudahan terbakar rendah dan apabila terjadi kebakaran melepaskan panas rendah, sehingga menjalarnya api lambat.
2.
Hunian bahaya kebakaran sedang kelompok I. Macam hunian yang mempunyai jumlah dan kemudahan terbakar sedang, penimbunan bahan yang mudah terbakar dengan tinggi tidak lebih dari 2,5 m dan apabila terjadi kebakaran melepaskan panas sedang, sehingga menjalarnya api sedang.
3.
Hunian bahaya kebakaran sedang kelompok II. Macam hunian yang mempunyai jumlah dan kemudahan terbakar sedang, penimbunan bahan yang mudah terbakar dengan tinggi tidak lebih dari 4 m dan apabila terjadi kebakaran melepaskan panas sedang, sehingga menjalarnya api sedang.
4.
Hunian bahaya kebakaran sedang kelompok III. Macam hunian yang mempunyai jumlah dan kemudahan terbakar tinggi dan apabila terjadi kebakaran melepaskan panas tinggi, sehingga menjalarnya api cepat.
5.
Hunian bahaya kebakaran berat. Macam hunian yang mempunyai jumlah dan kemudahan terbakar tinggi dan apabila terjadi kebakaran melepaskan panas tinggi, penyimpanan cairan yang mudah terbakar, sampah, serat, atau bahan lain yang apabila terbakar apinya cepat menjadi besar dengan melepaskan panas tinggi sehingga menjalarnya api cepat.
15
6.
Hunian khusus. Untuk hunian khusus seperti penyimpanan atau tempat dimana penggunaan cairan yang mempunyai kemudahan terbakar tinggi dapat digunakan sistem pancaran serentak. Karena keadaan yang menguntungkan, beberapa macam hunian dapat memperoleh keringanan satu kelas lebih rendah dengan persetujuan instansi yang berwenang.
2.3 DASAR-DASAR SISTEM PEMADAMAN API Dasar-dasar system pemadaman api adalah merusak keseimbangan reaksi api. Hal ini dilakukan dengan tiga cara, yaitu: −
Cara penguraian, yaitu dengan memisahkan atau menyingkirkan
bahan-bahan yang mudah terbakar. −
Cara pendinginan, yaitu dengan menurunkan panas sehingga
temperature bahan yang terbakar turun sampai dibawah titik normalnya −
Cara isolasi, yaitu dengan menurunkan kadar oksigen sampai
dibawah 12 % atau mencegah reaksi dengan oksigen. 2.4 SISTEM DETECTOR Klasifikasi sistem alarm kebakaran meliputi: 1. Manual 2. Otomatik (semi addressable atau fully addressable) Pada sistem ini hanya sebagian yang bekerja secara otomatis, sedangkan peralatan yang lain masih diperlukan tenaga manusia untuk memadamkan api. 3. Otomatic integrated system (deteksi, alarm dan pemadaman) Pada sistem ini alat deteksi bahaya api selain mengaktifkan alarm bahaya juga langsung mengaktifkan alat-alat pemadam kebakaran Komponen sistem alarm kebakaran otomatik terdiri dari: 1. Detektor dan tombol manual (input signal) Detektor adalah alat untuk mendeteksi kebakaran secara otomatik, yang dapat dipilih tipe yangs sesuai dengan karakteristik ruangan, diharapakan dapat mendeteksi secara cepat akurat dan tidak memberikan informasi palsu.
16
Pada prinsipnya detektor dibedakan menjadi tiga yaitu: − Detektor asap (smoke detector) tipe foto elektrik dan ionisasi.
Alat ini memberi alarm bila terjadi asap diruangan tempat alat dipasang. − Detektor nyala api (flame detector) tipe ultraviolet dan
inframerah. Mendeteksi adanya nyala api yang tidak terkendali dengan cara menangkap sinar ultraviolet ataupun inframerah yang dipancarkan oleh nyala api. − Detektor panas (heat detector) tipe suhu tetap maupun tipe
kenaikan suhu. Mendeteksi adanya bahaya kebakaran dengan cara membedakan kenaikan temperatur (panas) yang terjadi diruangan (Suko Wahyudi,1991). Detektor dipasang ditempat yang tepat sehingga memiliki jarak jangkauan yang efektif sesuai spesifikasinya. Tombol manual adalah alat yang dapat dioperasikan secara manual yang dilindungi dengan kaca yang dapat diaktifkan secara manual dengan memecahkan kaca terlebih dahulu, apabila ada yang melihat kebakaran tetapi detektor otomatik belum bekerja. 2. Panel indikator kebakaran (sistem control) Merupakan pusat pengendali sistem deteksi dan alarm, yang dapat mengindikasikan status standby normal, mengindikasikan signal input dari detektor maupun tombol manual dan mengaktifkan alarm tanda
kebakaran. Pada panel kendali dapat diketahui alamat atau
lokasi datangnya panggilan detektor yang aktif atau tombol manual yang diaktifkan. 3. Alarm audible atau visible (signal output) Merupakan indikasi adanya bahaya kebakaran yang dapat didengar (audible alarm) berupa bell berdering, sirene atau yang dapat dilihat (visible alarm) berupa lampu.
17
2.4.1
Klasifikasi Detektor Kebakaran Untuk kepentingan perancangan ini, detektor kebakaran
otomatik diklasifikasikan sesuai dengan jenisnya seperti tersebut di bawah ini : 2.4.1.1
Detektor Asap (Smoke Detector) Alat ini berfungsi untuk pengindera adanya produk
hasil pembakaran yang berupa asap sebagai akibat terjadinya kebakaran. Asap adalah keseluruhan partikel yang melayanglayang baik kelihatan maupun tidak kelihatan dari suatu pembakaran. Sesuai dengan cara kerjanya smoke detector dapatdibedakan menjadi dua jenis, yaitu: - Ionisation Detector Alat ini berfungsi untuk penginderaan akan adanya produk hasil pembakaran yaitu semenjak asap mulai timbul. Pendeteksian cara ionisasi lebih bereaksi terhadap partikel yang tidak kelihatan (ukuran lebih kecil dari 1 mikron) yang diproduksi oleh kebanyakan nyala kebakaran. Reaksinya agak lebih rendah terhadap partikel yang lebih besar dari kebanyakan api tanpa nyala. Secara umum gambaran prinsip pendeteksian ionisation detector adalah sebagai berikut: Radio-active source
Gambar 2.6 Pendekatan Ionisation Detector (Sumber: www.smokealarmdetectors.com, 2011)
18
Suatu detektor asap jenis ionisasi ini mempunyai sejumlah kecil bahan radio aktif yang mengionisasikan udara di dalam ruang penginderaan, dengan demikian menjadikan udara bersifat konduktif dan membolehkan arus mengalir menembus dua elektroda yang bermuatan. Ini menjadikan kamar pengindera suatu konduktivitas listrik yang efektif. Ketika partikel
asap
memasuki
daerah
ionisasi,
partikel
ini
menurunkan konduktansi dari udara dengan jalan mengikatkan diri ke ion-ion. Mengakibatkan penurunan mobilitas. Ketika konduktansi
rendah
dibandingkan
suatu
tingkat
yang
ditentukan terlebih dahulu, detektor akan bereaksi.
Gambar 2.7 Pendekatan Ionisation Detector (Sumber: www.smokealarmdetectors.com, 2011)
Pada kondisi normal, dimana daerah ionisasi bebas dari asap maka electrical circuit dalam keadan balance atau seimbang. Electrical circuit ini berfungsi sebagai switch atau sakelar maknetik guna mengaktifkan relay pada alarm jika terjadi kebakaran. Sewaktu asap masuk ruangan ionisasi akan menyebabkan
terhambatnya
perpindahan
ion
yang
mengakibatkan elektrical circuit tidak seimbang . Hal ini berakibat voltage yang mengalir ke relay terhambat kemudian relay aktif dan mengaktifkan alarm sebagai sinyal pertanda terjadinya kebakaran. - Optical Detector
19
Bila ionisation detector dapat mengindera produk pembakaran yang tidak bisa dilihat (invisible light), maka optical
detector
berfungsi
untuk
mengindera
produk
pembakaran yang bisa dilihat (visible light), misalnya partikelpartikel carbon dan bahan-bahan kimia yang apabila terbakar menghasilkan asap. Optical detector memiliki 2 komponen penting, yaitu sumber cahaya dan photo-electric cell. Berdasarkan cara kerjanya optical detector dapat dibagi menjadi dua, yaitu : Light Scatter Detector dan Obscuration Detector. 1. Light Scatter Detector Prinsip kerja dari detector jenis ini adalah karena adanya cahaya yang masuk pada photo electric cell. Sumber cahaya dan photo-electric cell berada dalam ruangan yang kedap cahaya dan dirancang agar asap kebakaran dapat masuk keruangan tersebut. Bila tidak ada asap yang masuk (tidak terjadi kebakaran) maka posisi cahaya dari sumber cahaya akan lurus (tidak mengarah pada photo-electric cell). To alarm
Poto electric cell
Light sources
Gambar 2.8 Light Scatter Detector (Sumber: Study Lapangan, 2010)
2. Detector dan Obscuration Detector Sedang pada saat terjadi kebakaran, maka partikelpartikel asap kebakaran akan masuk keruangan tersebut, sehingga cahaya dari sumber akan membelok dan mengarah ke photo-electric cell sebagai akibat dari terkena asap
20
kebakaran. Dengan membeloknya cahaya ke photo electric cell maka dapt mengatifkan aliran listrik dalam circuit detector yang ditangkap oleh amplifier untuk menggerakkan relay alarm.
Gambar 2.9 Detector dan Obscuration Detector (Sumber: Study Lapangan, 2010)
2.4.1.2
Detektor Panas (Linear Heat Detector) Linear Heat Detector (LHD) merupakan detektor panas
(Heat Detector) yang bekerjanya berdasarkan pengaruh panas (temperatur) tertentu. Linear Heat Detector (LHD) dirancang untuk mengindera adanya kebakran pada tingkatan yang lebih besar lagi, dimana temperatur lokasi yang dilindungi oleh ini mulai meningkat. LHD ini cocok untuk lingkungan yang daerahnya panas. Sistem ini terdiri dari dua komponen yaitu kabel sensor yang berdiameter kecil dan modul interface. Kabel sensor dibuat dengan bahan yang koefisien suhunya negatif, dimana perubahan suhu dapat menurunkan ketahanan sensor. Linear Heat Detector (LHD) ini dapat diaplikasikan diberbagai area diantaranya meliputi: -
Open area protection
-
Cable trays
-
Rack storage
-
Freezer warehouses
21
-
Belt conveyers
-
Floating roof fuel tanks
-
Cooling towers
-
Dust collectors
-
Dust collectors
-
Waste fuel drum storage
-
Power distribution apparatus
-
Escalators
1.
Spesifikasi Panas dari api menyebabkan isolasi kabel LHD dapat
mencair pada suhu tertentu, yang memungkinkan dua konduktor trouble bersamaan sehingga menimbulkan alarm berbunyi. Spesikasi dari LHD ini bias dilihat pada tabel dibawah ini. Tabel 2.2 Spesifikasi Linear Heat Detector (LHD)
(Sumber: www.fenwalfire.com, 2011)
22
2.
Keuntungan Kelebihan atau keuntungan dari LHD ini dapat di
lihat dari berbagai sisi yaitu mulai dari kefleksibelannya, tahan lama, kehandalannya dan sensitif dalam mengukur suhu. 3.
Lokasi Pemasangan di Conveyor Galleries Untuk mendeteksi awal adanya overheat dari bearing
conveyor maka LHD dapat ditempatkan di dekat roller bearing yang bisa dilihat pada gambar 2.10 dibawah ini.
Gambar 2.10 Overheat detection for conveyor belt idler (Sumber: www.fenwalfire.com, 2010) Untuk mendeteksi kebakaran menyeluruh di conveyor maka LHD harus dihentikan. LHD ini terletak diatas belt conveyor yang dipasang tidak lebih dari 7 ft (2,13 m). Bisa dilihat pada gambar 2.11
Gambar 2.11 General detection for conveyor belt Gallery (Sumber: www.fenwalfire.com, 2010)
23
2.4.1.3
Detektor Nyala Api Detektor Nyala Api adalah detektor yang bekerjanya
berdasarkan radiasi nyala api. Ada dua tipe detektor nyala api, yaitu: -
Detektor Nyala Api Ultra Violet
-
Detektor Nyala Api Infra Merah Detektor
Gas
adalah
detektor
yang
bekerjanya
berdasarkan kenaikan konsentrasi gas yang timbul akibat kebakaran ataupun gas-gas lain yang mudah terbakar. 4.
Alarm Kebakaran Alarm kebakaran adalah komponen dari sistem yang
memberikan isyarat atau tanda adanya suatu kebakaran yang dapat berupa: -
Alarm kebakaran yang memberikan tanda atau
isyarat berupa bunyi khusus (Audible Alarm). -
Alarm kebakaran yang memberikan tanda atau
isyarat yang tertangkap oleh pandangan mata secara jelas(Visible Alarm). -
Alarm lamp.
-
Alarm pada fire-voice-communication system.
-
Firefighter phone, untuk komunikasi dengan fire
brigade. -
Graphic
display,
untuk
mengetahui
lokasi
kebakaran secara tepat. 5.
Titik Panggil Manual Titik panggil manual adalah suatu alat yang
bekerjanya secara manual untuk mengaktifkan isyarat adanya kebakaran yang dapat berupa: -
Titik Panggil Manual secara tuas (full down)
-
Titik Panggil Manual secara tombol tekan (push
bottom)
24
6.
Panel Indikator Kebakaran Panel indikator merupakan pusat kontrol dari
seluruh peralatan fire alarm system untuk mengendalikan bekerjanya sistem dan terletak di ruang operator. 7.
Zone Detection Adalah suatu kawasan yang diawasi oleh satu
kelompok detektor. 2.5 SISTEM SPRINKLER Sistem sprinkler adalah suatu sistem yang bekerja secara otomatis dengan memancarakan air bertekanan ke segala arah untuk memadamkan kebakaran atau setidak-tidaknya mencegah meluasnya kebakaran. Instalasi sprinkler ini dipasang secara tetap/permanen di dalam bangunan yang dapat memadamkan kebakaran secara otomatis dengan menyemprotkan air di tempat mula terjadi kebakaran. 2.5.1
Klasifikasi Sistem Sprinkler Klasifikasi sprinkler dibagi menjadi dua macam berdasarkan
Standar Kontruksi Bangunan Indonesia (SKBI 3.4.53.1987), yaitu: 1.
Berdasarkan arah pancaran: Pancaran keatas Pancaran kebawah Pancaran arah dinding
2.
Berdasarkan kepekaan terhadap suhu: 1.
Warna segel: Warna putih pada temperatur 93° C Warna biru pada temperatur 141° C Warna kuning pada temperatur 182° C Warna merah pada temperatur 227° C Tidak berwarna pada temperatur 68° C / 74° C
2. Warna cairan dalam tabung: − Warna jingga pada temperatur 53° C − Warna merah pada temperatur 68° C − Warna kuning pada temperatur 79° C
25
− Warna hijau pada temperatur 93° C − Warna biru pada temperatur 141° C − Warna ungu pada temperatur 182° C − Warna hitam pada temperatur 201° C – 260° C 2.5.2
Jenis Sistem Sprinkler Sistem sprinkler secara otomatis akan bekerja bila segelnya
pecah akibat adanya panas dari api kebakaran. Sistem Sprinkler dapat dibagi atas beberapa jenis, yaitu: 1.
Sistem Pipa Basah (Wet Pipe System). Dalam sistem ini, sistem pipa mulai dari sumber suplai air
sampai katup kontrol (Control valves) yang menuju ke sprinkler sudah terisi air. Sistem pipa basah biasanya dipasang pada gedung atau hunian dimana tidak ada kemungkinan terjadinya air membeku dalam pipa. Untuk sistem pipa ini banyaknya sprinkler yang dipasang dikontrol oleh satu set valve dan tidak melebihi 500 buah untuk tingkat bahaya ringan atau 1000 buah untuk tingkat bahaya kebakaran sedang dan tinggi. 2.
Sistem Pipa Kering (Dry Pipe System). Sistem ini biasanya digunakan dalam suatu bangunan
dimana kondisi temperatur berada pada keadaan yang bisa beku, seperti pada ruang pendingin atau temperatur yang dapat dijaga diatas 70° C, seperti oven pengering. Pipa kering tersebut selalu terisi udara dengan tekanan yang cukup untuk menahan air. 3.
Alternatif Sistem Pipa Basah dan Pipa Kering (Combined
Dry Pipe-Preaction). Sistem ini biasanya dipasang tanpa pemanas air, dimana dalam sistem basah ada kemungkinan air membeku pada musim dingin. Sehingga sistem ini biasanya dioperasikan pada musim panas untuk sistem basah dan sistem kering pada musim dingin. Jika hendak mengoperasikan dengan sistem basah, maka dry valve
26
harus diubah fungsinya ke sistem basah dan ini biasanya dapat dilakukan dengan cepat. 4.
Sistem Pipa Kering Pada Ujungnya (Deluge System). Sprinkler untuk sistem ini harus dipasang menghadap
kelangit-langit, kecuali jika dijinkan untuk dipasang jenis pendent. 5.
Tindakan Awal (Pre-Action System). sistem ini merupakan gabungan antara standart sprinkler
sistem dan pemasangan alat pengindera kebakaran. Pada umumnya detctor panas atau asap akan bekerja lebih dahulu dankatub yang bekerja lebih awal akan terbuka sehingga air mengalir ke pipa sprinkler sebelum sprinkler pertama bekerja. 2.5.3
Peletakan Sistem Sprinkler 2.5.3.1
Letak Kepala Sprinkler
Dinding Dan Pemisah Jarak antara dinding dan kepala sprinkler dalam hal sistem bahaya kebakaran ringan tidak boleh melebihi 2,3 m dan dalam hal sistem bahaya kebakaran sedang atau sistem bahaya kebakaran berat tidak boleh melebihi dari 2 m. Apabila gedung tidak dilengkapi langit-langit, maka jarak kepala springkler dan dinding tidak boleh melebihi 1,5 m. Gedung yang mempunyai sisi terbuka, jarak kepala sprinkler sampai sisi terbuka tidak boleh lebih dari 1,5 m.
Gambar 2.12 Penempatan kepala sprinkler tambahan (Sumber: SNI 03-3989- 2000)
27
1.
Kolom Pada umumnya kepala springkler harus ditempatkan
bebas dari kolom. Apabila hal tersebut tidak dapat dihindari dan jarak kepala springkler terhadap kolom kurang dari 0,6 m, maka harus ditempatkan sebuah kepala springkler tambahan dalam jarak 2 m dari sisi kolom yang berlawanan. 2.
Balok Kepala springkler harus ditempatkan dengan jarak
sekurang-kurangnya 1,2 m dari balok. Apabila balok mempunyai flens sebelah atas dengan lebar kurang dari 200 mm, maka kepala springkler boleh dipasang di sebelah atas gelagar dengan catatan bahwa deflektor kepala springkler harus berjarak lebih besar dari 150 mm di atas balok.
Gambar 2.13 Jarak kepala sprinkler terhadap balok (Sumber: SNI 03-3989- 2000)
3.
Kuda – Kuda Pada umumnya kepala springkler harus selalu
dipasang pada jarak mendatar sejauh minimum 0,3 m dari balok kuda-kuda yang lebarnya lebih kecil atau sama dengan 100 mm, dan minimum 0,6 m apabila balok kudakuda yang lebarnya lebih besar dari 100 mm.
28
Apabila
pipa
cabang
ditempatkan
menyilang
terhadap balok kuda-kuda, maka kepala springkler boleh ditempatkan disebelah atas sumbu balok kuda-kuda yang lebarnya lebih kecil atau sama dengan 200 mm dengan ketentuan bahwa deflektor kepala springkler berjarak lebih besar dari 150 mm dari balok kuda-kuda. Apabila pipa cabang dipasang sejajar dengan balok kuda-kuda, maka jarak kepala springkler terhadap balok kuda-kuda ditentukan sesuai dengan tabel 2.3. Tabel 2.3 Kuda-kuda
(Sumber: SNI 03-3989- 2000)
4.
Penempatan kepala sprinkler dinding Penempatan deflektor kepala sprinkler dinding tidak
boleh lebih dari 150 mm atau kurang dari 100 mm dari langit-langit. Sumbu kepala sprinkler tidak boleh lebih dari 150 mm atau kurang dari 50 mm dari dinding tempat kepala sprinkler dipasang.
29
Sepanjang dinding. Sistem bahaya kebakaran ringan 4,6 m. Sistem bahaya kebakaran sedang, 3,4 m (langitlangit tidak tahan api), 3,7 m (langit-langit tahan api). Dari ujung dinding. Sistem bahaya kebakaran ringan 2,3 m, Sistem bahaya kebakaran sedang 1,8 m. 5. -
Jumlah deretan kepala sprinkler Untuk ruangan yang lebarnya lebih kecil atau sama dengan 3,7 m, cukup dilengkapi dengan sederet sprinkler sepanjang ruangan. Untuk ruangan yang lebarnya antara 3,7 m sampai 7,4 m harus dilengkapi dengan deretan sprinkler.
-
Untuk ruangan yang panjangnya lebih dari 9,2 m (bahaya kebakaran ringan) atau lebih dari 7,4 m (bahaya kebakaran sedang) deretan sprinkler harus dipasang selang-seling, sehingga setiap kepala sprinkler terletak pada garis tengah antara dua kepala sprinkler yang berhadapan.
-
Untuk ruangan yang lebarnya lebih dari 7,4 m deretan kepala sprinkler jenis konvensional (dipasang pada langit-langit) harus dipasang pada langit-langit di tengah-tengah antara dua deret kepala sprinkler sebagai tambahan sepanjang ruangan pada tiap sisinya.
-
Berdasarkan NFPA 15 jarak maksimum antar sprinkler 3,7 meter sehingga jari – jari jangkauannya adalah 1,85 meter. Kemudian dapat dihitung jumlah kepala sprinkler tiap luas bangun, yaitu:
30
Gambar 2.14 Jari – Jari jangkauan sprinkler = π R2
Luas Sprinkler/perlindungan Luas Bangunan
= PxL ........................................ 2.1
Jumlah Sprinkler
= Luas Sprinkler/ perlindung an
Luas Bangunan
=
PxL ....................................... 2.2 πR 2
Keterangan: R = Jari-jari sprinkler (1,85 m) P = Panjang conveyor (m2) L = Lebar conveyor (m2) Dalam perencanaan ini jarak antar sprinkler menurut model E Spray nozzles vk 810 – vk 817 yang digunakan adalah 3 meter agar area perlindungan bisa terjangkau seluruhnya. Bisa dilihat pada Lampiran 7 dan gambar yang direncanakan adalah:
Gambar 2.15 Jarak antar kepala sprinkler
31
2.5.3.2
Spesifikasi Kepala Sprinkler Kepala sprinkler yang digunakan harus kepala sprinkler
standar. Kepala sprinkler yang boleh digunakan hanya kepala sprinkler yang terdaftar. Perubahan apapun tidak dibolehkan pada kepala sprinkler setelah keluar dari pabrik. Sifat-sifat aliran kepala sprinkler harus dibedakan dalam tiga hal: -
Yang dibenarkan untuk penggunaan sebagai kepala sprinkler pancaran atas.
-
Yang dibenarkan untuk penggunaan sebagai kepala sprinkler pancaran bawah.
-
Yang dibenarkan untuk penggunaan sebagai kepala sprinkler dinding. Kepala
sprinkler
terbuka
boleh
digunakan
untuk
melindungi bahaya kebakaran khusus seperti tempat-tempat terbuka atau untuk tempat khusus lainnya. Kepala sprinkler dengan ukuran lubang yang lebih kecil boleh digunakan untuk daerah atau keadaan yang tidak membutuhkan air sebanyak yang dipancarkan oleh sebuah kepala sprinkler dengan ukuran lubang nominal 10 mm. Kepala sprinkler dengan ukuran lubang nominal lebih besar dari 10 mm boleh digunakan untuk daerah atau keadaan yang membutuhkan air lebih banyak dari jumlah yang dipancarkan oleh sebuah kepala sprinkler dengan ukuran lubang nominal 10 mm. Kepala sprinkler dengan ukuran lubang nominal lebih besar dari 10 mm yang mempunyai ulir pipa besi 10 mm tidak boleh dipasang pada sistem sprinkler terbaru. 1.
Ukuran lubang kepala sprinkler Ukuran nominal lubang kepala sprinkler yang
dibenarkan untuk masing-masing sistem bahaya kebakaran adalah sebagai berikut:
32
Tabel 2.4 Ukuran lubang kepala sprinkler
(Sumber : SNI 03-3989- 2000) 2.
Konstanta ”k” Konstanta “k” untuk ketiga ukuran lubang kepala
sprinkler tersebut di atas adalah sebagai berikut: Tabel 2.5 Konstanta “k”
(Sumber: SNI 03-3989- 2000)
3. -
Tingkat suhu kepala sprinkler Tingkat suhu kepala sprinkler otomatis ditunjukkan dalam tabel di bawah ini: Tabel 2.6 Tingkat suhu kepala sprinkler
(Sumber: SNI 03-3989- 2000)
33
Pemilihan tingkat suhu kepala sprinkler tidak boleh kurang dari 300C di atas suhu ruangan. -
Kepala sprinkler dalam ruangan tersembunyi atau pada ruang peragaan tanpa dilengkapi ventilasi harus dari tingkat suhu antara 790C - 1000C.
-
Kepala sprinkler yang digunakan untuk melindungi peralatan masak jenis komersial, tutup mesin pembuat kertas atau yang dipasang dalam dapur pengering harus dari tingkat suhu tinggi.
-
Apabila ada langit-langit atau atap yang dipasang di atas oven, maka pada langit-langit atau atap tersebut sampai radius 3 m harus dipasang kepala sprinkler dengan tingkat suhu yang sama dengan 1410C.
4.
Jumlah maksimum kepala sprinkler Jumlah maksimum kepala sprinkler yang dapat
dipasang pada satu katup kendali bisa dilihat pada tabel 2.6 dibawah ini. Tabel 2.7 Jumlah maksimum kepala sprinkler
(Sumber : SNI 03-3989- 2000)
5.
Persediaan kepala sprinkler cadangan Persediaan kepala sprinkler cadangan dan kunci
kepala sprinkler harus disimpan dalam satu kotak khusus yang ditempatkan dalam ruangan yang setiap suhunya tidak lebih dari 380C.
34
Persediaan kepala sprinkler cadangan tersebut paling sedikit adalah sebagai berikut: Tabel 2.8 Persediaan kepala sprinkler cadangan
(Sumber: SNI 03-3989- 2000)
Catatan: Perasediaanan kepala springkler cadangan harus meliputi semua jenis dan tingkat suhu dari kepala springkler yang terpasang. Apabila terdapat lebih dari 2 sistem, maka jumlah persediaan springkler cadangan harus ditambah 50% dari ketentuan tersebut di atas. 2.5.4
Sistem Perpipaan Pipa utama air pemadam kebakaran biasanya 8 inchi,
sambungan cabangnya 6 inchi. Katup-katup harus di dalam pada interval di jalur pipa utama, sehingga apabila ada perbaikan sambungan baru dapat dilakukan tanpa membuat sistem berhenti. Katup-katup yang disediakan tidak akan menghentikan perbaikan dibawah 1000 ft dari sistem. Pipa utama pemadam air pemadam kebakaran harus dibuat loop (ring atau O). Dimana untuk mendukung proses dan sistem kerja sprinkler, maka diperlukan sistem distribusi pipa yang terhubung dengan sumber air hingga ke titik sprinkler. Sistem ini memberikan beberapa keunggulan, contohnya adalah sebagai berikut: -
Air tetap dapat didistribusikan ke titik sprinkler
walaupun salah satu area pipa mengalami kerusakan. -
Semburan air sprinkler lebih stabil, meskipun
seluruh titik sprinkler dibuka.
35
2.5.4.1
Jenis Sistem Pipa Sprinkler
1.
Dry Pipe System Adalah suatu sistem yang menggunakan sprinkler
otomatis yang disambungkan dengan sistem perpipaannya yang
mengandung
Pelepasan
udara
udara tersebut
atau
nitrogen
akibat
bertekanan.
adanya
panas
mengakibatkan api bertekanan membuka dry pipe valve. Dengan demikian air akan mengalir ke dalam sistem perpipaan dan keluar dari kepala sprinkler yang terbuka. 2.
Wet Pipe System Adalah suatu sistem yang menggunakan sprinkler
otomatis yang disambungkan ke suplai air (water supply). Dengan demikian air akan segera keluar melalui sprinkler yang telah terbuka akibat adanya panas dari api. 3.
Deluge System Adalah sistem yang menggunakan kepala sprinkler
yang terbuka disambungkan pada sistem perpipaan yang dihubungkan ke suplai air melalui suatu valve. Valve ini dibuka dengan cara mengoperasikan sistem deteksi yang dipasang pada area yang sama dengan sprinkler. Ketika valve dibuka, air akan mengalir ke dalam sistem perpipaan dan dikeluarkan dari seluruh sprinkler yang ada. 4.
Preaction System Adalah suatu sistem yang menggunakan sprinkler
otomatis yang disambungkan pada suatu sistem perpipaan yang mengandung udara, baik yang bertekanan atau tidak, melalui suatu sistem deteksi tambahan yang dipasang pada area yang sama dengan sprinkler. Pengaktifan sistem deteksi akan membuka suatu valve yang mengakibatkan air akan mengalir ke dalam sistem perpipaan sprinkler dan dikeluarkan melalui sprinkler yang terbuka.
36
5.
Combined
Dry
Pipe-
Preaction Adalah sistem pipa berisi udara bertekanan. Jika terjadi kebakaran, peralatan deteksi akan membuka katup kontrol air dan udara dikeluarkan pada akhir pipa suplai, sehingga sistem akan terisi air dan bekerja seperti wet pipe system. Jika peralatan deteksi rusak, sistem akan bekerja seperti sistem dry pipe. 2.5.4.2
Klasifikasi Sistem Pipa Tegak Berdasarkan NFPA 14 - 2000 tentang “Standart for the
installation of standpipe, private hydrant and hose system” menjelaskan mengenai kelas sistem pipa tegak diantaranya: .1
Sistem kelas I Sistem harus menyediakan sambungan slang ukuran 63,5 m (2½ inci) untuk pasokan air yang digunakan oleh petugas pemadam kebakaran dan mereka yang terlatih
.2
Sistem kelas II Sistem harus menyediakan kotak slang ukuran 38,1 mm (1½ inci) untuk memasok air yang digunakan terutama oleh penghuni bangunan atau oleh petugas pemadam kebakaran selama tindakan awal. Pengecualian Slang dengan ukuran minimum 25.4 mm (1 inci) diizinkan digunakan untuk kotak slang pada tingkat kebakaran ringan dengan persetujuan dari instansi yang berwenang.
.3
Sistem kelas III. Sistem harus menyediakan kotak slang ukuran 38,1 mm (1½ inci) untuk memasok air yang digunakan oleh penghuni bangunan dan sambungan slang ukuran 63,5 mm (2½ inci) untuk memasok air dengan volume lebih besar untuk digunakan oleh petugas pemadam kebakaran atau mereka yang terlatih.
37
Ukuran pipa tegak untuk sistem kelas I dan kelas III harus berukuran sekurang-kurangnya 100 mm (4 inci). Pipa tegak yang merupakan bagian dari sistem kombinasi harus berukuran sekurang-kurangnya 150 mm (6 inci). Pengecualian. Untuk bangunan yang seluruhnya dilengkapi dengan springkler, dan mempunyai kombinasi sistem pipa tegak yang dihitung secara hidraulik, ukuran minimum pipa tegaknya adalah 100 mm (4 inci ). Ukuran pipa dengan laju aliran yang disyaratkan pada tekanan sisa 6,9 bar (100 psi) pada ujung slang terjauh dengan ukuran 65 mm (2½ inci) dan tekanan 4,5 bar (65 psi) pada ujung slang terjauh dengan ukuran 40 mm (1½ inci), dirancang sesuai seperti tertera pada tabel 2.3 perancangan yang menggunakan cara.
2.5.4.3
Susunan Pipa Instalasi Sprinkler
1. Susunan cabang ganda Susunan
sambungan
di
mana
pipa
cabang
pipa
cabang
disambungkan ke dua sisi pipa pembagi. 2. Susunan cabang tunggal Susunan
sambungan
di
mana
disambungkan ke satu sisi dari pipa pembagi. 3. Susunan pemasukan di tengah Susunan penyambungan di mana pipa pembagi mendapat aliran air dari tengah 4. Susunan pemasukan di ujung Susunan penyambungan di mana pipa pembagi mendapat aliran dari ujung.
38
2.5.5
Sistem Persedian Air Sprinkler 2.5.5.1
Persyaratan umum Setiap sistem sprinkler otomatis harus dilengkapi
dengan sekurang-kurangnya satu jenis sistem penyediaan air yang bekerja secara otomatis, bertekanan dan berkapasitas cukup, serta dapat diandalkan setiap saat. Sistem penyediaan air harus dibawah penguasaan pemilik gedung. Apabila pemilik tidak dapat mengendalikannya harus ditunjuk badan lain yang diberikan kuasa penuh untuk maksud tersebut. Air yang digunakan tidak boleh mengandung serat atau bahan lain yang dapat mengganggu bekerjanya springkler. Pemakaian air asin tidak diijinkan, kecuali bila tidak ada penyediaan air lain pada waktu terjadinya kebakaran dengan syarat harus segera dibilas dengan air bersih. 2.5.5.2
Syarat penyambungan Pipa penyalur untuk sistem springkler tidak boleh
dihubungkan pada sistem lain kecuali seperti yang diatur dalam bagian ini. −
Tangki gravitasi Tangki yang diletakkan pada ketinggian tertentu dan
direncanakan dengan baik dapat diterima sebagai sistem penyediaan air. Kapasitas dan letak ketinggian tangki harus memberikan aliran dan tekanan yang cukup.
Gambar 2.16 Tangki gravitasi (Sumber: SNI 03-3989- 2000)
39
−
Tangki bertekanan Tangki bertekanan yang direncanakan dengan baik
dapat diterima sebagai sistem penyediaan air. Tangki bertekanan harus dilengkapi dengan suatu cara yang dibenarkan agar tekanan udara dapat diatur secara otomatis. Apabila tangki bertekanan merupakan satu-satunya sistem penyediaan air, sistem tersebut harus juga dilengkapi dengan alat tanda bahaya yang memberikan peringatan apabila tekanan dan atau tinggi muka air dalam tangki turun melampaui batas yang ditentukan. Tanda bahaya harus dihubungkan dengan jaringan listrik yang terpisah dengan jaringan listrik yang melayani kompresor udara. Tangki bertekanan hanya boleh digunakan untuk melayani sistem sprinkler dan sistem slang kebakaran yang dihubungkan pada pemipaan sprinkler. Tangki bertekanan harus selalu terisi air 2/3 penuh, dan diberi tekanan udara ditambah dengan 3 X tekanan yang disebabkan oleh berat air pada perpipaan sistem sprinkler di atas tangki kecuali ditetapkan lain oleh pejabat yang berwenang.
Gambar 2.17 Tangki bertekanan (Sumber: SNI 03-3989- 2000)
40
2.5.5.3
Sumber Penyediaan Air
-
Sumber air untuk kebutuhan hidran dapat berasal dari PDAM, sumur artesis, sumur gali dengan sistem penampungan, tangki gravitasi, tangki bertekanan reservoir air dengan sistem pemompaan.
-
Berdasarkan SNI 03-3989-2000 tentang “Tata cara perencanaan dan pemasangan sistem springkler otomatik untuk pencegahan bahaya kebakaran pada bangunan gedung”
-
Berdasarkan NFPA 13-1999 tentang “Standard for the Installation of Sprinkler Systems”
2.5.6
Sistem Pompa Sprinkler Pompa adalah salah satu alat angkut yang berfungsi untuk
memindahkan fluida melalui saluran tertutup dengan mengubah energi mekanis dari pengerak menjadi energi tekan (pressure) terhadap fluida sehingga akan terjadi perpindahan, contohnya seperti menggerakkan / mengalirkan cairan dari suatu tempat ke tempat lainnya baik melalui sarana pembantu seperti pipa, maupun secara langsung. Pompa digunakan untuk memindahkan cairan, seperti cairan, gas atau slurries. 2.5.6.1
Spesifikasi Pompa
1.
Head Head di dalam perpompaan dapat didefinisikan
secara sederhana sebagai energi tiap satuan berat. Head dari instalasi pompa dapat dibedakan menjadi head statis dan head dinamis. Ada tiga bagian dari head yaitu: -
Head total pompa Head total pompa yang harus disediakan untuk
mengalirkan jumlah air seperti yang direncanakan, dapat ditentukan dari kondisi instalasi yang akan dilayani oleh pompa. Head total pompa dapat ditulis sebagai berikut: H = ha + ∆hp + h1 +
Vd 2 ….................................(2.3) 2×g
41
Keterangan: H : Head total pompa (m) h1 : Berbagai kerugian head di pipa, katup, belokan, sambungan (m) Δhp: Perbedaan tekanan yang bekerja pada kedua permukaan air (m) p 2 − p1 ....................................................... (2.4) ρxg
∆hp =
Ha : Head statis total (m) Head ini adalah perbedaan tinggi antara muka air di sisi keluar dan sisi isap.; tanda positif dipakai apabila muka air di sisi keluar lebih tinggi dari pada sisi isap. Head pada pompa biasanya disebabkan oleh kerugian gesek didalam pipa, belokan – belokan, reduser, katup – katup, dan sebagainya. Di bawah ini akan diberikan cara perhitungannya satu persatu. -
Head kerugian Head kerugian
yang
terjadi
pada instalasi
disebabkan oleh gesekan didalam pipa. Pengaruh kecepatan terhadap rugi-rugi pada instalasi dinyatakan dalam bilangan reynold yang didefinisikan sebagai berikut: Re =
VxD
µ
..............................................................(2.5)
Keterangan:
Re : Bilangan reynolds (tak berdimensi) D : Diameter dalam saluran (m) V : Kecepatan aliran cairan (m/s) µ : Kekentalan mutlak cairan (absolute viscosity, kg.s/m3) Kekentalan mutlak cairan dapat dilihat pada tabel 2.9 dibawah ini.
42
Tabel 2.9 Sifat-sifat fisik air (Air di bawah 1 atm dan air jenuh di atas 1000 C)
(Sumber: Sularso,1996)
-
Kerugian gesekan dalam pipa Kerugian gesekan didalam pipa tergantung pada
panjang pipa. Untuk menghitung besarnya kerugian akibat gesekan didalam pipa digunakan persamaan: hf = fx
LxV 2 ................................................. 2 xDxg
(2.6) Keterangan:
hf : Head karena kerugian gesekan/ friction (m) f
: Koefisien kerugian gesekan (bilangan reynold,Re)
L : Panjang saluran (m) D : Diameter dalam saluran (m) V : Kecepatan rata-rata aliran (m/s)
43
g
: Kecepatan gravitasi (m/s2) Untuk memperoleh nilai f dapat dilihat pada tabel
2.9 di atas. -
Kerugian head di katup Kerugian head pada katup dapat ditulis sebagai
berikut: hf = f v x
V2 ................................................... 2 xg
(2.7) Keterangan:
hf : Head karena kerugian gesekan friction (m) fv : Koefisien kerugian gesekan. Harga fv untuk berbagai katup dalam keadaan terbuka penuh dapat dilihat pada lampiran 5 tabel 5.1 V : Kecepatan rerata aliran (m/s) g -
: Kecepatan gravitasi (m/s2 )
Kerugian head pada fitting Dalam aliran melalui jalur pipa, kerugian juga akan
terjadi apabila ukuran pipa, bentuk penampang, atau arah aliran berubah. Kerugian head di tempat-tempat transisi yang demikian itu dinyatakan dalam rumus: hf = f x
V2 ................................................... (2.8) 2 xg
Nilai f di dapatkan dengan menggunakan persamaan dibawah ini 3, 5
D f = 0,131 + 1,847 2R
θ 90
0,5
..................... (2.9)
Keterangan: D : Diameter dalam saluran (m) R : Jari-jari lengkung sumbu belokan (m)
θ : Sudut belokan (derajat) f
: Koefisien kerugian gesekan
44
V : Kecepatan rerata aliran (m/s) g
-
: Kecepatan gravitasi (m/s2 )
Head yang tersedia Dalam
mencegah
terjadinya
kavitasi
maka
diusahakan agar tidak satu bagianpun aliran didalam pompa yang mempunyai tekanan uap jenuhnya. Sehubungan dengan hal tersebut maka didefinisikan suatu besaran yang berguna untuk memperkirakan keamanan pompa terhadap terjadinya kavitasi yaitu tekanan hisap positif netto (Net Possitif Suction HeadNPSH).
Ada
dua
jenis
NPSH
yang
harus
dipertimbangkan, yaitu NPSH yang dibutuhkan dan NPSH yang tersedia. NPSH yang tersedia adalah head yang dimiliki oleh zat cair pada sisi isap pompa (ekuivalen dengan tekanan mutlak pada sisi isap pompa, dikurangi dengan tekanan uap jenuh zat di tempat tersebut. NPSH yang tersedia
dapat
dihitung
dengan
menggunakan
persamaan berikut: H sv = ( Pa / γ ) − ( Pv / γ ) − H S − H LS .......................(2.10)
Keterangan: Hsv : NSPH yang tersedia ( m ) Pa : Tekanan Atmosfir (kgf/m2) Pv : Tekanan uap jenuh (kgf/m2) γ
: Berat zat cair persatuan volume (kgf/l)
Hs : Head isap statis (m) bertanda positip (+) jika pompa terletak di atas permukaan zat cair yang diisap, dan bertanda negatip (-) jika di bawah. HLS : Head di dalam pipa isap (m) Agar pompa dapat bekerja dengan baik, NPSH yang tersedia harus lebih besar daripada NPSH yang dibutuhkan. Untuk menentukan besarnya NPSH yang
45
dibutuhkan secara teliti harus dilakukan pengujian terhadap pompa. Data NPSH yang dibutuhkan ini biasanya dapat diperoleh dari pabrik yang memproduksi pompa tersebut. Tetapi dalam perancangan, NPSH yang diperlukan biasanya diperkirakan dengan menggunakan persamaan berikut: H svN = σH N ........................................................(2.11)
Keterangan: HsvN : NSPH yang diperlukan (m) σ
: koefisien kavitasi thoma
HN
: Head total pompa (m)
n
: Banyaknya putaran (rpm)
2.
Daya Poros Dan Efisiensi Pompa − Daya air Energi yang secara efektif diterima oleh air dari pompa persatuan waktu daya air, yang dapat ditulis sebagai berikut: Pw = 0,163 x γ x Q x H............................
(2.12)
Pw : Daya air (kW) γ
: Berat air per satuan volume (kgf/l)
g
: Percepatan gaya gravitasi (m/s2)
Q : Kapasitas air (m3/s) H : Head total (m) − Daya poros Daya poros yang diperlukan untuk menggerakkan sebuah pompa adalah sama dengan daya air ditambah kerugian daya didalam pompa. Daya ini dapat dinyatakan sebagai berikut: P = Pw / ηp ……..................................................(2.13) P :Daya poros sebuah pompa (kW) ηp : Efisiensi pompa (pecahan)
46
2.5.6.2
Daya Pompa Dalam hal ini daya pompa dikategorikan menjadi dua
bagian, yaitu daya masuk dan daya keluar pompa. Besarnya daya masuk pompa dipengaruhi oleh besarnya tegangan listrik dan kuat arus yang terjadi, sehingga daya pompa dapat ditentukan dengan persamaan, sedangkan daya keluar pompa dipengaruhi oleh tinggi heat dan tekanan massa dalam hal ini adalah fluida air. Sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut: Pin = V . I..................................................................... (2.14) Pout = vf . ∆P . mc ........................................................... (2.15) Keterangan: Pin = Daya masuk pompa (Watt) Pout = Daya keluar pompa (Watt) V
= Tegangan (Volt)
vf
= Volume Spesifik (m3/kg)
I
= Kuat Arus (Ampere)
mc
= Kapasitas pendingin (kg/s)
47
BAB III METODELOGI PENELITIAN
48
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Metodologi penelitian merupakan tahapan-tahapan langkah kerja yang terstruktur dan sistematis untuk menyelesaikan permasalahan-permasalahan yang terdapat dalam penelitian ini. Adanya pembuatan kerangka pemikiran dan pola kerja ini diharapkan akan dapat memberikan hasil yang maksimal. 3.1 TAHAP IDENTIFIKASI AWAL Tahap identifikasi awal merupakan langkah awal dalam pelaksanaan penelitian dan tahap ini merupakan tahap yang sangatlah penting dimana pada tahap inilah penetapan tujuan dan identifikasi permasalahan dilakukan. Adapun isi dari tahap ini digambarkan sebagai berikut : 1. Identifikasi Masalah Pada tahap ini dilakukan identifikasi beberapa permasalahan yang didapatkan pada saat melakukan pengamatan sehingga bisa dilakukan sebuah penelitian. 2. Penetapan Tujuan dan Rumusan Manfaat Penelitian Pada tahap ini dilakukan penetapan tujuan apa yang ingin dicapai dan manfaatnya bagi pihak terkait serta bagi penelitian selanjutnya. Tahap ini sebagai dasar tentang apa yang akan dilakukan selama penelitian. 3. Studi Lapangan Pada tahap ini dilakukan pengamatan terhadap conveyor PT YTL Jawa Timur. Dengan adanya pengamatan secara langsung akan didapatkan gambaran umum tentang conveyor PT YTL Jawa Timur. 4. Studi Pustaka Untuk menunjang penyelesaian tugas akhir ini, perlu adanya studi pustaka dan literatur-literatur terkait. Pustaka yang ada akan digunkan sebagai acuan dalam menyelesaikan dan menganalisa permasalahan yang ada.
48
3.2 TAHAP PENGUMPULAN DATA Pada tahap pengumpulan data akan dilakukan pengumpulan data-data yang berhubungan dengan permasalahan yang didapat. Data yang dikumpulkan berupa data primer dan data sekunder. Data primer merupakan data-data yang berhubungan dengan perancangan sistem sprinkler dan detector pada conveyor PT YTL Jawa Timur, sistem pencegahan dan penanggulngan kebakaran di conveyor PT YTL Jawa Timur. Data primer yang di dapat yaitu lay out conveyor PT YTL Jawa Timur dan data sprinkler dan detector. Sedangkan untuk data sekunder adalah gambar conveyor PT YTL Jawa Timur, ukuran conveyor unit 5&6 dan data kecelakaan serta dokumen-dokumen lain yang menunjang penulisan Tugas Akhir. 3.3 TAHAP PENGOLAHAN DATA Tahap ini merupakan tahapan dimana terjadi proses pengolahan data secara kualitatif dan kuantitatif. 3.3.1
Pengolahan Data Kualitatif Bahaya kebakaran, pencegahan dan penanggulangannya serta standart Keselamatan dan Kesehatan Kerja. Prosedur perencanaan sistem pencegahan dan penanggulangan kebakaran, yang meliputi :
3.3.2
−
Pemilihan sprinkler dan detector
−
Pemilihan pipa dan pompa
−
Rencana dasar
−
Rancangan pelaksanaan
Pengolahan Data Kuantitatif Pengolahan data kuantitatif yaitu meliputi: −
Perhitungan Jumlah sprinkler dan detector
−
Perhitungan Jarak antar sprinkler dan detector
−
Gambar perencanaan sistem sprinkler dan detector pada conveyor PT YTL Jawa Timur.
49
3.4 TAHAP ANALISA DAN KESIMPULAN Tahap ini merupakan tahap akhir penelitian yang akan dilakukan di conveyor PT YTL Jawa Timur. Pada tahap ini akan dilakukan analisa dan intrepetasi data yang dilanjutkan dengan penarikan kesimpulan serta pemberian saran. 3.4.1
Analisa Tahap ini merupakan tahap dimana dilakukan analisa terhadap data-data yang telah didapatkan dan telah diolah.
3.4.2
Kesimpulan Tahap ini merupakan tahap yang terakhir dimana akan ditarik beberapa kesimpulan terhadap analisa dan pengolahan data yang telah dilakukan. Kemudian dilanjutkan dengan pemberian saran yang ditujukan untuk penelitian selanjutnya dikarenakan keterbatasan waktu penelitian dalam meneliti semua aspek yang terkait permasalahan yang diangkat serta sebagai pedoman untuk pengembangan perusahaan kedepannya.
50
3.5 FLOW CHART PENYELESAIAN TUGAS AKHIR MULAI
Studi Literatur
Studi Lapangan Identifikasi Masalah
Penetapan Tujuan dan Perumusan masalah
Pengumpulan Data
Data Sekunder 1. Gambar detail conveyor PT YTL Jawa Timur. 2. Ukuran Conveyor Unit 5&6 3. Data Kecelakaan
Data Primer 1. Data sprinkler dan detector. 2. Lay out conveyor
Perancangan sistem sprinkler dan detector
Tahap Identifikasi Awal
Tahap Pengumpulan Data
Tahap Pengolahan Data
Analisa data
Tahap Analisa dan Kesimpulan Kesimpulan dan saran
SELESAI
Gambar 3.1 Diagram Alir Penyelesaian Tugas Akhir
51
3.6 JADWAL PELAKSANAAN PENELITIAN Tabel 3.1 Tabel Rencana Kegiatan No Jenis Kegiatan 1 2 3 4 5 6 7
Waktu BULAN I BULAN II BULAN III II II II I II IV I II IV I II IV I I I
Studi Lapangan Studi Pustaka Pengumpulan Data Pengolahan Data Analisa Data Dan Kesimpulan Konsultasi Ke Dosen Pembimbing Penulisan Tugas Akhir
52
BAB IV PENGOLAHAN DAN ANALISA DATA
53
BAB IV PENGOLAHAN DAN ANALISA DATA 4.1
PENGUMPULAN DATA Data primer dan sekunder yaitu data yang diperlukan dalam
pengumpulan data. Data primer yang diperlukan meliputi data detail dari semua komponen dan keseluruhan isi dari conveyor PT YTL Jawa Timur serta data sprinkler dan detector. Sedangkan untuk data sekunder adalah lay out conveyor PT YTL Jawa Timur, data kecelakaan serta dokumen-dokumen lain yang menunjang penulisan Tugas Akhir (Lampiran). 4.2
PENGOLAHAN DATA Pada tahap ini akan dilakukan pengolahan data yang terdiri dari
perencanaan jumlah dan peletakan sprinkler, volume air sprinkler dan bak penampung air, perpipaan dan pompa air serta sistem detektor. Tujuan dari pengolahan data ini yaitu untuk merencanakan dan merancang sistem sprinkler dan detektor pada conveyor PT. YTL Jawa Timur. Perencanaan untuk perancangan sistem sprinkler dan detektor yaitu dari area jetty sampai tower 4 unit 5&6 PT. YTL Jawa Timur. Ukuran yang detailnya ada pada tabel 4.1 dibawah ini. Tabel 4.1 Ukuran Conveyor Unit 5&6 PT. YTL Jawa Timur Belt Galery Length Conveyor (mtr) Width (mtr) 1 EAC 11 1400 400 3 2 EAC 12 1400 674 3 3 EAC 21 1400 867 3 4 EAC 31 1400 875 3 5 EAC 41 1400 227 3 6 EAC 51 1400 227 3 7 EAC 42 1000 2450 3 8 EAC 52 1000 2450 3 9 EAC 43 1000 541 3 10 EAC 53 1000 541 3 Sumber : Studi lapangan PT. YTL Jawa Timur, 2011 No
Belt Conveyor
Belt Width (mm)
Capacity Incoming Outgoing T/H T/H 2800 2800 2800 1000 2800 1000 2800 1000 2800 1000 1000 1000 1000 1000
53
4.2.1
Perencanaan Jumlah dan Peletakan Sprinkler Untuk merancang sistem sprinkler harus terlebih dahulu
melakukan perencanaan, termasuk dalam kategori klasifikasi tingkat risiko bahaya kebakaran berat yang diklasifikasikan menurut struktur bahan bangunan, bahan yang ada di dalamnya dan sifat dari kemudahan bahan tersebut terbakar. Maka perencanaan tersebut harus meliputi beberapa hal dibawah ini: 1.
Perencanaan awal sistem instalasi sprinkler -
Arah pancaran ke bawah karena kepala sprinkler
diletakan pada kontruksi atap conveyor dengan posisi dari samping menuju ke atap conveyor. Ukuran sprinkler yang digunakan adalah ½ ” (15 mm) menurut SNI 03-3985-2000. -
Menurut SNI 03-3985-2000 bahwa kepadatan
pancaran
sprinkler
12,5
mm/menit
sehingga
kapasitas
minimum untuk bak penampung yang dipakai yaitu 350 m3. -
Menurut NFPA 15, area proteksi tiap sprinkler dan
jarak maksimal antar sprinkler adalah 3,7 m. -
Kapasitas/debit (Q) air untuk kebakaran kelas berat
adalah 3800 liter/menit sehingga waktu (T) yang digunakan untuk pengisian maksimum pada tangki hisap adalah 90 menit. 2.
Ruangan yang dilindungi Ruangan yang harus diberi sprinkler
yaitu semua area
conveyor dari area Jetty sampai Tower 4. 3.
Sistem yang digunakan Wet pipe system adalah sistem pipa mulai dari sumber
suplai air sampai katup kontrol (Control valves) yang menuju ke sprinkler sudah terisi air. Sistem pipa basah biasanya dipasang pada gedung atau hunian dimana tidak ada kemungkinan terjadinya air membeku dalam pipa. Dengan demikian air akan segera keluar melalui sprinkler yang telah terbuka akibat adanya panas dari api. 4.
Jenis sprinkler yang digunakan
54
Jenis sprinkler yang digunakan berdasarkan arah pancaran yaitu sprinkler dengan arah pancaran ke bawah dengan jenis sprinkler tipe water spray sprinkler. Berdasarkan NFPA 15 jarak maksimum antar sprinkler 3,7 meter sehingga jari – jari jangkauannya adalah 1,85 meter. Kemudian dapat dihitung jumlah kepala sprinkler tiap luas bangun, yaitu:
Gambar 4.1 Jari – Jari jangkauan sprinkler
Luas Bangunan
= PxL ........................................... (4.1)
Keterangan: P = Panjang conveyor (m) L = Lebar conveyor (m) Dalam perencanaan ini jarak antar sprinkler menurut Pendent Sprinkler vk608 yang digunakan adalah 3 meter agar area perlindungan bisa terjangkau seluruhnya maka radius semburannya 5 m. Bisa dilihat pada Lampiran 7 dan gambar yang direncanakan adalah:
Gambar 4.2 Jarak antar kepala sprinkler
55
Luas Sprinkler/perlindungan = π R2 ...................................... (4.2) Luas Bangunan
Jumlah Sprinkler
= Luas Sprinkler/ perlindung an =
PxL ...................................... (4.3) πR 2
Keterangan: R = Jari-jari radius sprinkler (2,4 m) X = Jarak antar kepala sprinkler menurut Pendent Sprinkler vk608. 4.2.1.1 Perhitungan Jumlah Sprinkler 1.
Area EAC 11 Area ini mempunyai lebar belt conveyor 1,4 meter
dan panjang belt conveyor 400 meter dengan lebar galery conveyor 3 meter, maka dapat dihitung
banyaknya
sprinkler pada area EAC 11, yaitu: Luas Sprinkler
=
π R2
..............................................
(4.4) = 3,14 (2,4)2 = 18,08 m2 Luas Bangunan
= PxL = 400 x 3 = 1200 m2
Jumlah Sprinkler =
Luas Bangunan ....... Luas Sprinkler/ perlindung an
(4.5) 1200 m 2 = = 66,37 buah 18,08 m 2
Jadi jumlah Sprinkler yang dibutuhkan untuk area EAC 11 adalah 67 buah.
56
Tabel 4.2 Jumlah sprinkler yang dibutuhkan tiap area No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Belt Conveyor EAC 11 EAC 12 EAC 21 EAC 31 EAC 41 EAC 51 EAC 42 EAC 52 EAC 43 EAC 53 Total
Belt Width (m)
Belt Length (m)
1400 1400 1400 1400 1400 1400 1000 1000 1000 1000 12400
400 674 867 875 227 227 2450 2450 541 541 9252
Galery Conveyor Width (m) 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 30
Sudut Kemiringan (0) 3 3 5 5
Keterangan: R = 2.4 m π = 3.14 Jadi jumlah total sprinkler yang dibutuhkan pada area conveyor PT. YTL Jawa Timur unit 5&6 sebanyak 1539 buah sprinkler. Perhitungan untuk area EAC 31 - EAC 53 bisa dilihat
pada
Lampiran
8
sedangkan
untuk
desain
perancangannya bisa dilihat pada Lampiran 2.
57
Lua Sprin (m2
4.2.2
Perencanaan Volume Air Sprinkler dan Bak
Penampung Air Untuk penentuan volume persediaan air sistem ini, digunakan waktu operasi/kerja 90 menit dan kapasitas aliran 3800 liter/menit dengan kepadatan aliran tidak lebih dari 10,2 mm/menit pada bahaya kebakaran berat dengan kapasitas volume air minimum 350 m3 dan dapat ditentukan dari Tabel pada Lampiran 3. Volume kebutuhan air sprinkler untuk kebakaran berat: V = Q x T ........................................... (4.6) = 3800 dm3/menit x 90 menit = 342000 dm3 = 342 m3 Dimana, V = Volume kebutuhan air (m3) Q = Kapasitas air (dm3/menit) T = Waktu operasi sistem (menit) Untuk volume kebutuhan air yang telah di dapat dari perhitungan adalah 342 m3 dan diketahui bahwa menurut standard SNI 03-3989-2000 tentang volume minimum yaitu 350 m3, sehingga volume yang digunakan adalah 350 m3 dari tabel 5.3.3 Sedangkan bak air (reservoir) tidak boleh diisi penuh karena dari hasil volume air yang dibutuhkan dalam menjaga faktor keamanannya, dapat ditentukan konstruksi bak air nya, yaitu : 1.
Panjang = 7,25 meter ; Lebar = 7 meter ; Kedalaman = 7 meter.
2.
Volume total bak air (reservoir) V(bak air)
= 7,25 m x 7 m x 7 m = 355,25 m3
3.
Selisih volume ΔV
= V(bak air) – V(kebutuhan air) ........................................... (4.7) = 355,25 m3 – 350 m3 = 5,25 m3
4.
Tinggi freeboard
58
∆V ....................................................................... (4.8) A
t(freeboard) =
Dimana A= luas penampang bak air =
5.
5,25 m 3 5,25 m 3 = = 0,104 meter 7,25 m x 7 m 50,75 m 2
Gambar konstruksi bak air (reservoir)
Gambar 4.3 Konstruksi bak air (reservoir) 4.2.3
Perhitungan Sistem Perpipaan
4.2.3.1
Pipa Isap (Suction) Dengan jenis material besi tuang (cast iron) berukuran 8” dapat dilihat pada Lampiran 4 Tabel 4.1 -
Diameter luar pipa 212,852 mm = 0,212852 m
-
Diameter dalam pipa 201,676 mm (D) = 0,201676
m -
Tebal pipa 11,176 mm = 0,011176 m
-
Panjang pipa terjauh = 3 m
-
Gambar instalasi pipa dapat dilihat pada Lampiran 2
-
Perhitungan pipa isap (suction) 1. Luas pipa diameter dalam A =
π 4
xD 2 .................................................. (4.9)
3,14 x( 0, 201676 m ) = 0,03 m2 4 2
=
2. Kecepatan rata-rata aliran di dalam pipa V = Q/A ................................................... (4.10) = (0,064 m3/s) / (0,03 m2) = 2 m/s Dimana kapasitas debit air (Q) = 3800 liter/menit = 0,064 m3/s 3. Bilangan Reynolds (Re) Dimana nilai µ berdasarkan Lampiran 4 Tabel 4.1 dengan suhu 300C maka m= 0,801 x 10-6 m2/s Re = =
VxD
µ
........................................... (4.11)
2 m/s × 0, 201676 m 0,000000801 m 2 / s
= 5,046 x 105 Re > 4000, alirannya bersifat turbulen (Sularso:1994) 4. Kerugian gesekan dalam pipa (Mayor losses) -
Dalam perancangan ini pipa yang digunakan adalah pipa besi. Bahwa nilai e atau kekasaran untuk besi (cast iron) adalah 0,00085 dimana diameter pipa berukuran 8” maka nilai relative roughness (e/D) sebesar 0,0014 berdasarkan Lampiran 4 Gambar 4.1
-
Dapat diketahui bahwa berdasarkan Lampiran 5 Gambar 5.1 nilai friction factor (f) sebesar 0,021 dengan nilai e/D 0,0014 dan nilai Re = 5,046 x 105.
-
Kerugian gesekan pada pipa isap (head friction): hf =
f
L ×V 2 2 ×D ×g
...........................................
(4.12) 3m × ( 2 m/s ) 2 × 0,201676 m × 9,8 m/s 2 2
= 0,021 x = 0,06 m
Dimana: g adalah nilai ketetapan gravitasi 9,8 m/s2
L adalah panjang pipa terjauh 3
5. Kerugian pada perubahan geometri (Minor losses) -
Kerugian head katup Nilai koefisien kerugian katup didapat berdasarkan Lampiran 5 Tabel 5.1 dengan diameter pipa utama pengeluaran 8” yang mana katup pada pipa pengeluaran ini menggunakan katup hisap (dengan saringan) maka nilai fv = 1,84 hf
= fv ×
V2 ......................................(4.13) 2 ×g
= 1,84 x
( 2,00448
m/s ) 2 × 9,8 m/s 2
2
= 0,38 m -
Total head kerugian (hftot) hftot
= Mayor losses + Minor losses = 0,06 + 0,38 = 0,44 m
4.2.3.2
Pipa Utama Pengeluaran (Discharge) Dengan jenis material besi tuang (cast iron) berukuran 6” dapat dilihat pada Lampiran 4 Tabel 4.1 -
Diameter luar pipa 160,02 mm = 0,16002 m
-
Diameter dalam pipa 150,876 mm (D) = 0,150876
m -
Tebal pipa 9,144 mm = 0,009144 m
-
Panjang pipa terjauh (L) = 10 m
-
Gambar instalasi pipa dapat dilihat pada Lampiran 2
-
Perhitungan pipa utama pengeluaran (discharge) 1. Luas pipa diameter dalam dengan menggunakan rumus (4.9) Hal. 59 3,14 x ( 0,150876 m ) = 0,02 m2 4 2
A =
2. Kecepatan rata-rata aliran di dalam pipa dengan menggunakan rumus (4.10) Hal. 59 V = (0,064 m3/s) / (0,02 m2) = 3,58 m/s Dimana kapasitas debit air (Q) = 3800 liter/menit = 0,064 m3/s 3. Bilangan Reynolds (Re) dengan menggunakan rumus (4.11) Hal. 60 Re =
3,58 m/s × 0,150876 m 0,000000801 m 2 / s
= 6,75 x 105 Re > 4000, alirannya bersifat turbulen (Sularso:1994) 4. Kerugian gesekan dalam pipa (Mayor losses) -
Dalam perancangan ini pipa yang digunakan adalah pipa besi. Bahwa nilai e atau kekasaran untuk besi (cast iron) adalah 0,00085 dimana diameter pipa berukuran 6” maka nilai relative roughness (e/D) sebesar 0,0019 berdasarkan Lampiran 4 Gambar 4.1
-
Dapat diketahui bahwa berdasarkan Lampiran 5 Gambar 5.1 nilai friction factor (f) sebesar 0,023 dengan nilai e/D 0,0019 dan nilai Re = 6,746 x 105.
-
Kerugian gesekan pada pipa utama pengeluaran (discharge) dengan menggunakan rumus (4.12) Hal. 60: 10 m × ( 3,58 m/s ) 2 × 0,150876 m × 9,8 m/s 2 2
hf = 0.023 x = 0,99 m
Dimana: g adalah nilai ketetapan gravitasi 9,8 m/s2 L adalah panjang pipa terjauh 10 m
5. Kerugian pada perubahan geometri (Minor losses) -
Kerugian pada belokan pipa Belokan pada pipa utama pengeluaran sebesar 900 yaitu berupa lengkungan dengan nilai f: 3, 5
f
=
D 0,131 +1,847 2R
θ 90
0,5
............
(4.14) 3, 5
f
0,150876 m = 0,131 +1,847 2 x0,075438
0,5
90 90
= 1,978 m
Maka nilai f dari belokan dari pipa utama pengeluaran sebesar 900 adalah 1,978 m. hf
=
f ×
V2 2 ×g
........................................
(4.15) = 1,978 m x
( 3,581621
m/s ) 2 × 9,8 m/s 2
2
= 1,29 m Pada pipa utama pengeluaran terdapat 2 belokan, maka kerugian pada pipa: hf
= 2 x 1,29 m = 2,58 m
-
Total head kerugian (hftot) hftot
= Mayor losses + Minor losses = 0,99 + 2,58 = 3,58 m
Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Sistem Perpipaan No
Type Pipa
6
Pipa Isap (Suction) Pipa Utama Pengeluaran Pipa Pembagi Pipa Cabang Cross dan Fitting Tee Fitting Tee
7
Fitting Tee
1 2 3 4 5
Panjang Pipa Terjauh (m)
Luas Pipa (m2)
Kecepatan aliran (m/s)
Bilangan Reynolds (Re)
f
0.01117
3
0.03
2
504688.70
0.021
0.16002
0.00914
10
0.02
3.58
674617.55
0.023
0.100076
0.111252
0.01117
10.35
0.01
2.03
254265.75
0.025
2
0.049784
0.056769
0.07021
2.5
0.002
32.89
2044504.2
0.031
6
0.150876
0.16002
0.00914
0.02
1.79
337308.77
0.024
4
0.100076
0.111252
0.01117
0.001
0.51
63566.44
0.027
2
0.049784
0.056769
0.07021
0.002
0.52
31945.39
0.033
Diameter Pipa (inchi)
Diameter Dalam (m)
Diameter Luar (m)
Tebal Pipa (m)
8
0.201676
0.212852
6
0.150876
4
Keterangan :
π
= 3,14
µ
= 0,801 x 10-6 m2/s
e
= 0,00085
fv
= 1,84
Q
= 0,064 m3/s
g
= 9,8 m/s2
65
4.2.3.3
Head Kerugian Total Jadi head kerugian total pipa discharge yang diperkirakan pada proteksi sistem ini adalah: H1
= head pipa utama + head pipa pembagi + head pipa cabang + cross & fitting tee pipa utama + fitting tee pipa pembagi + fitting tee pipa cabang = 3,58 + 1101,39 + 868,79 + 0,02 + 0,92 + 0,0004
H1 4.2.3.4
= 1974,72 m Head Statis (Ha) Head perbedaan tinggi antara muka air sisi luar/nozel
(Z2) dengan sisi isap (Z1) ha
= Z2 – Z1 ..................................................... (4.16) =5–0 =5m
4.2.3.5
Head Tekanan (Δhp) Tekanan isap (P1) P1
= ρ x g x ha ................................................. (4.17) = 995,7 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 5 m = 48789,3 kg/ms2
Dimana: ρ adalah densitas/berat jenis air = 0,9957 kg/l = 995,7 kg/m3 dan dapat di lihat di Lampiran 4 Tabel 4.1 sedangkan g adalah nilai ketetapan gravitasi 9,8 m/s2 Tekanan sprinkler maksimum (P2) adalah tekanan absolute sebesar 7 bar, tekanan pada instalasi pipa sebesar: P2
= 7 bar – tekanan udara ................................. (4.18) = 7 bar – 1 atm = 7 bar – 1,01325 bar = 5,987 bar = 5,987 x (1,019 x 104) = 6,1007 x 104 kg/m2
Dimana: 1 atm = 1,01325 bar
66
1 bar = 1,019 x 104 kg/ms2 ∆ hp
= =
P2 − P1 ..................................................... (4.19) ρxg 61007 ,53 kg / ms 2 − 48789,3 kg/ms 995,7 kg/m 3 x9,8m / s 2
2
= 1,25 m 4.2.3.6
Head Total Pada Instalasi Perpipaan Sprinkler HLT
= H1 + ha + Δhp ........................................... (4.20) = 1974,72 + 5 + 1,25 = 1980,97 m
4.2.4
Perhitungan Sistem Pompa Sprinkler Dari data perencanaan dapat ditentukan bagaimana mekanisme
kerja dari sistem pompa serta semua valve yang terdapat pada sistem perpipaan. 1.
Pompa
listrik
dipakai sebagai pompa utama untuk melayani kebutuhan sistem sprinkler. 2.
Pompa
listrik
dan pompa diesel mempunyai kapasitas yang sama sehingga dapat bekerja secara bergantian dan tidak mempengaruhi sistem. 3.
Pompa
diesel
(genset) digunakan sebagai pompa cadangan ketika sumber daya listrik mati, sehingga secara otomatis pompa diesel siap beroperasi menggantikan peran pompa listrik, ini dapat terjadi karena sistem pompa di interlock dalam panel pompa kebakaran. 4.
Pompa
pacu
mempunyai kapasitas antara 5 – 10 persen dari pompa listrik yang digunakan untuk menjaga agar tekanan dalam system tetap konstan. 5.
Untuk
mengendalikan tekanan pada sistem ini, dipakai pressure switch untuk mengendalikan masing-masing pompa tersebut. Jadi digunakan 3 pressure switch untuk sistem pompa:
− 1 buah pressure switch untuk pompa listrik − 1 buah pressure switch untuk pompa diesel − 1 buah pressure switch untuk pompa pacu 6.
Untuk
pompa
listrik dan pompa diesel diset pada P – start = 4 bar, dimana pompa akan mulai jalan atau start bila tekanan pada system turun sampai dengan 4 bar, dan bila pada saat itu sumber listrik mati, maka pompa diesel akan start. 7.
Sedangkan
pompa pacu diset pada P – start = 5 bar dan P – stop = 7 bar, dimana pompa pacu akan start saat tekanan dalam system turun sampai dengan 5 bar. Dan pompa pacu akan berhenti saat tekanan dalam sistem telah mencapai 7 bar. 8.
Disamping
pompa-pompa tersebut dapat start secara otomatis melalui pressure switch, dalam panel pompa juga terdapat sarana untuk menstart pompa secara manual, jadi dalam panel pompa ada switch untuk mengoperasikan sistem secara manual maupun otomatis. 9.
Kapasitas aliran
air untuk bahaya kebakaran berat diperkirakan 3800 liter/ menit (SNI 03-3989-2000). Untuk spesifikasi pompa dapat dilihat pada Lampiran 9. 10.
Syarat
tekanan
air Minimal pada kepala sprinkler (redeual pressure) harus memenuhi syarat yaitu: Bahaya kebakaran berat: P= 4 bar = 4.078864852 kg/cm2. Dengan masing-masing ditambah perbedaan tekanan antara ketinggian sprinkler teratas dengan katup kendali. 4.2.4.1
Daya Pompa Penentuan daya pompa pada sistem ini dapat di hitung pada perhitungan di bawah ini: -
Daya air (Pw) max Pw
= γ x Q x HLT ............................................... (4.21)
= 9,765 KN/m3 x 0,064 m3/s x 1980,97 m = 1238,03 kW (dimana 1 kW = 1,341 hp) = 1660,198 hp Dimana: γ adalah ketetapan berat air per satuan volume 9,765 KN/m3
-
Daya poros (P) max n = 3000 rpm Berdasarkan lampiran 5 Gambar 5.2 efisiensi standar pompa sentrifugal (ηp)
= 70%
P
= Pw / ηp .................................................... (4.22) = 1660,198 hp / 70% = 2371,71 hp
-
Pemilih penggerak mula Daya nominal penggerak mula (Pm) α
= faktor cadangan (pecahan) (lampiran 5) = 0,2
ηt
= efisiensi transmisi (pecahan) (lampiran 5) = 0,95
Pw
= daya poros
Pm
=
P(1 +α) ................................................. (4.23) ηt
=
2371,71 (1 + 0,2 ) 0,95
= 2846,052 hp = 2122,34 kW 4.2.5
Sistem Deteksi Pemadam Kebarakan Otomatis
4.2.5.1
Detector (Linear Heat Detector) Jenis detektor yang cocok untuk kondisi conveyor adalah Heat detektor laju kompensasi dimana detektor ini akan bekerja apabila temperatur udara disekeliling alat tersebut mencapai tingkat yang ditentukan, tanpa dipengaruhi besarnya laju kenaikan temperatur.
Gambar 4.4 Rangkaian Linear Heat Detector pada conveyor (Sumber: www.fenwalfire.com, 2011)
Linear Heat Detector (LHD) ini biasa juga disebut dengan Linear Heat Sensor (LHS), pemasangan LHD ini tidaklah rumit. Cukup memasang secara horizontal pada tengah atas gallery conveyor yang tersambung pada Alarm Fire Contorl Panel sehingga apabila ada panas yang melebihi temperatur dari LHD maka akan mengirim signal ke Alarm Fire Contorl Panel, temperatur LHD yang digunakan adalah 850C. Jarak LHD ke roller conveyor yaitu tidak boleh lebih dari 7 ft atau 2,13 meter. Bisa dilihat pada pada Lampiran 6 dan gambar dibawah ini.
Gambar 4.5 Letak Linear Heat Detector pada conveyor (Sumber: www.fenwalfire.com, 2011)
4.2.5.2
Alarm Ada jenis alarm yang
akan digunakan
dalam
perancangan ini yaitu audio dan visual, untuk alarm audio harus mempunyai bunyi yang khas sehingga mudah dikenal sebagai alarm kebakaran, dengan tinggkat kekerasan suara 70 db dengan frekuensi 500-1000 Hz. Alarm visual harus mempunyai lampu indicator berwarna merah.
Gambar 4.6 Alarm (Sumber: www.firesafe.org.uk, 2010)
4.2.5.3
Titik Panggil Manual Jenis titik panggil manual yang digunakan dalam perancangan ini adalah jenis tombol tekan, bagian depan dari kotak penyimpanan TMP jenis tombol tekan harus dilengkapi dengan kaca yang bila dipecahkan tidak membahayakan dan harus dilengkapi dengan alat pemukul khusus. Titik panggil manual harus berwarna merah.
Gambar 4.7 Titik Panggil Manual (manual push button) (Sumber: www.firesafe.org.uk, 2010)
4.2.5.4
Alarm Fire Control Panel Dalam perancangan ini diperlukan adanya control panel yang berfungsi sebagai pengatur dan pengontrol kerja dari keseluruhan sistem baik detektor, alarm maupun titik panggil manual. Panel kontrol yang dipakai adalah panel kontrol yang memiliki pembagian 1 zona deteksi, peletakan dari panel
kontrol ini diletakkan pada tempat yang membutuhkan pengawasan secara terus menerus.
Gambar 4.8 Alarm Fire Control Panel (Sumber: www.fenwalfire.com, 2011)
4.3
ANALISA DATA 4.3.1
Analisa Perencanaan Sprinkler Pada perancangan ini sistem instalasi sprinkler diketahui bahwa untuk klasifikasi tingkat risiko bahaya pada Coal Conveyor adalah bahaya kebakaran berat, yang telah disesuaikan berdasarkan SNI 03-3989 tahun 2000 dan dapat diketahui untuk perencanaan pada sistem instalasi sprinkler sebagai berikut: -
Arah pancaran ke bawah karena kepala sprinkler diletakan pada kontruksi atap conveyor dengan posisi dari samping menuju ke atap conveyor.
-
Menurut SNI 03-3985-2000 bahwa kepadatan pancaran sprinkler 12,5 mm/menit.
-
Menurut NFPA 15, area proteksi tiap sprinkler dan jarak maksimal antar sprinkler adalah 3,7 m. Agar semua area conveyor terlindungi maka jarak antar sprinkler diperkecil 3 meter menurut sprinkler dengan Pendent Sprinkler vk608.
-
Kapasitas/debit (Q) air untuk kebakaran kelas berat adalah 3800 liter/menit.
-
Sistem yang digunakan adalah wet pipe system yaitu suatu sistem yang menggunakan sprinkler otomatis yang disambungkan ke suplai air (water supply).
Dengan demikian air akan segera keluar melalui sprinkler yang telah terbuka akibat adanya panas dari api. -
Jenis sprinkler yang digunakan adalah sprinkler dengan arah pancaran ke bawah Pendent Sprinkler vk608. Dari hasil perhitungan yang sudah dilakukan untuk
penentuan jumlah sprinkler pada Conveyor PT. YTL Jawa Timur Unit 5&6, dapat di ketahui bahwa total sprinkler yang dibutuhkan adalah 1539 buah. 4.3.2
Spesifikasi Perpipaan Dari hasil perhitungan untuk penentuan total kerugian pada perancangan sistem instalasi sprinkler ini adalah: 1. Pipa isap (suction) 8”, di dapat nilai kerugian pipa isap adalah 0,438182 m, dengan panjag pipa terjauh 3 m. 2. Pipa utama pengeluaran (discharge) 6”, di dapat nilai kerugian pipa pengeluaran adalah 3,586888 m, dengan panjag pipa terjauh 10 m. 3. Pipa pembagi (discharge) 4” di dapat nilai kerugian pada pipa adalah 1101,398 m. 4. Pipa cabang (discharge) 2”, di dapat nilai kerugian pada pipa adalah 868,79 m. 5. Kerugian Cross dan fitting tee pada pipa utama 6” di dapat nilai kerugian adalah 0,022273 m. 6. Fitting tee pada pipa pembagi 4”, di dapat nilai kerugian adalah 0,92324 m. 7. Fitting tee pada pipa cabang 2”, di dapat nilai kerugian adalah 0,000445 m. 8. Head
kerugian
total
pipa
discharge
yang
diperkirakan pada proteksi sistem ini adalah 1974,72 m.
9. Head statis (ha) atau head perbedaan tinggi antara muka air sisi luar / nozel (Z2) dengan sisi isap (Z1) adalah 5 m. 10. Head tekanan (Δhp) adalah 1,252 m. 11. Head total pada instalasi perpipaan sprinkler adalah 1980,97 m. 4.3.3
Penentuan Sistem Pompa Dari hasil perencanaan penentuan sistem pompa pada Conveyor PT. YTL Jawa Timur Unit 5&6, bahwa dapat ketahui bagaimana mekanisme kerja dan sistem pompa, serta semua valve yang terdapat pada sistem perpipaan. −
Pompa
listrik
digunakan
sebagai pompa utama untuk melayani kebutuhan pada sistem sprinkler ini. −
Pompa
diesel
(genset)
digunakan sebagai pompa cadangan ketika sumber daya listrik mati, sehingga secara otomatis pompa diesel siap beroperasi menggantikan peran pompa listrik, dan ini dapat terjadi karena sistem pompa di interlock dalam panel pompa kebakaran. −
Pompa listrik dan pompa diesel
mempunyai kapasitas yang sama sehingga dapat bekerja secara bergantian dan tidak mempengaruhi sistem. −
Pompa
pacu
mempunyai
kapasitas antara 5 – 10 % dari pompa listrik yang digunakan untuk menjaga agar tekanan dalam sistem tetap konstan. −
Untuk mengendalikan tekanan
pada sistem ini, dipakai pressure switch untuk mengendalikan masing-masing pompa tersebut. Jadi
digunakan 3 pressure switch untuk masing-masing sistem pompa. −
Untuk pompa listrik dan pompa
diesel disetting pada P – start = 4 bar, dimana pompa akan mulai jalan atau start bila tekanan pada sistem turun sampai dengan 4 bar, dan bila pada saat itu sumber listrik mati, maka pompa diesel akan secara otomatis start karena sistem pompa di interlock dalam panel pompa kebakaran. −
Untuk pompa pacu disetting
pada P - start = 5 bar dan P - stop = 7 bar, dimana pompa pacu akan start saat tekanan dalam sistem turun sampai dengan 5 bar. Dan pompa pacu akan berhenti saat tekanan dalam sistem telah mencapai 7 bar. −
Disamping
pompa-pompa
tersebut dapat start secara otomatis melalui pressure switch, dalam panel pompa juga terdapat sarana untuk menstart pompa secara manual, jadi dalam panel pompa ada switch untuk mengoperasikan sistem secara manual maupun otomatis. −
Dari hasil perhitungan untuk
penentuan pompa pada perancangan sistem instalasi sprinkler pada Conveyor PT. YTL Jawa Timur Unit 5&6 adalah 2371,71 hp, sedangkan untuk penggerak mulanya adalah 2846,052 hp. 4.3.4
Pemilihan Detektor Detektor yang digunakan dalam perancangan ini adalah Linear Heat Detector (LHD). Dengan temperatur 850C dan suhu Ambien mencapai 450C pada area conveyor dan spesifikasinya yang lebih detail lagi bisa dilihat pada Lampiran 6.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1
KESIMPULAN Berdasarkan hasil analisa pada perancangan sistim sprinkler dan
pemasangan detector pada Conveyor PT. YTL Jawa Timur Unit 5&6adalah: 1. Menghitung luas bangunan conveyor dibagi dengan luas dari
semburan sprinkler. Sehingga total jumlah kepala sprinkler yang digunakan pada perancangan sistim ini adalah 1539 buah. jenis sprinkler yang digunakan adalah sprinkler dengan arah pancaran ke bawah Pendent Sprinkler vk608. 2. Cukup memasang secara horizontal pada tengah atas gallery
conveyor yang tersambung pada Alarm Fire Contorl Panel sehingga apabila ada panas yang melebihi temperatur dari LHD maka akan mengirim signal ke Alarm Fire Contorl Panel. Detektor yang digunakan dalam perancangan ini adalah Linear Heat Detector (LHD). 3. Pada perancangan ini pipa yang digunakan yaitu pipa cast iron
dengan ukuran 8 inch, 6 inch, 4 inch, dan 2 inch yaitu dengan menghitung head dari masing – masing pipa baik head mayor losses maupun minor losses. Maka hasil perhitungan untuk total head dari sistem perpipaan ini adalah 1974,72 m. 4. Untuk menentukan pompa pada perancangan sistem instalasi
sprinkler ini adalah dengan menghitung daya poros pompa yaitu daya pompa air maksimal (Pw) max dibagi dengan efisiensi standar pompa sentrifugal, maka didapat nilai 2371,71 hp, sedangkan untuk penggerak mulanya adalah hasil dari daya poros pompa dibagi efisiensi transmisi sehingga didapatkan nilai 2846,052 hp. 5. Volume persediaan air/reservoir yang di butuhkan pada
perancangan sistim ini yaitu dengan menghitung kapasitas
75
debit air (Q) dibagi waktu operasi sistem (T) sehingga hasil total yang didapat adalah 355,25m3.
5.2
SARAN Dalam perancangan ini masih ada kekurangan yang nantinya dapat
dikembangkan menjadi lebih baik lagi. 1. Perancangan ini dapat dijadikan referensi untuk penelitian
selanjutnya yaitu dengan menambah estimasi biaya dan kelistrikannya. 2. Dibutuhkan
prosedur
dan
manual
perawatan
dalam
pemeliharaan sprinkler dan detector ini. 3. Agar tidak terjadi kegagalan dalam pengoperasian peralatan ini
maka ikutilah panduan mengenai live time komponen dari pabrik pembuatnya.
masing
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR PUSTAKA Departemen Tenaga Kerja RI. Pusat Pendidikan dan Pelatihan Pegawai. Instalasi Sprinkler, Modul K-10. Himpunan Peraturan Perundang-undangan Keselamatan Kerja. (2004). Instruksi Menteri Tenaga Kerja No:Ins.11/M/BW/1997 Tentang Pengawasan Khusus K3 penanggulangan Kebakaran. ASPEKSINDO. Jakarta. Himpunan Peraturan Perundang-undangan Keselamatan Kerja (2007). Kep.186/MEN/1999 Tentang Unit Penanggulangan Kebakaran di Tempat Kerja. NFPA. Instalation of Sprinkler System. Boston: NFPA 13 ed., 1996. NFPA 14 : Standard for the Installation of Standpipe and Hose Systems, 1996 Edition, National Fire Protection Association. NFPA 20 : Centrifugal Fire Pumps, 2000 Edition, National Fire Protection Association. Nuril, A., (2007). Tugas Perancangan Sistem Pencegahan Dan Penanggulangan Kebakaran. Teknik Keselamatan Dan Kesehatan Kerja.Surabaya. SNI 03_1745_2000. Tentang Tata Cara Perencanaan Dan Pemasangan Pipa Tegak Dan Selang Untuk Pencegahan Bahaya Kebakaran Pada Bangunan Rumah Dan Gedung SNI 03_3989_2000. Tentang Tata Cara Perencanaan Dan Pemasangan Sistem Sprinkler Otomatis Untuk Pencegahan Bahaya Kebakaran Pada Bangunan Gedung. Sularso (1996). Pompa dan Kompresor Pemilihan, Pemakaian, Pemeliharaan. Pradnya Paramita. Jakarta. ...,www.firesafe.org.uk. diakses tanggal 05 Januari 2011 ...,www.kidde-fire.com. diakses tanggal 05 Januari 2011 ...,www.nationalfirefighter.com. diakses tanggal 15 Januari 2011 ...,www.smokealarmdetectors.com. diakses tanggal 18 Januari 2011 ...,www.fenwalfire.com, diakses tanggal 11 April 2011 ...,www.vikinggroupinc.com, diakses tanggal 11 April 2011
77
LAMPIRAN 1 1.1
SURAT IJIN PENGAMBILAN DATA TUGAS AKHIR
1.2
ACCIDENT RECORD PT YTL JAWA TIMUR
1.3
DATA KECELAKAAN PT YTL JAWA TIMUR & PT IPMOMI
1.4
LAYOUT CONVEYOR
81
ACCIDENT RECORD
CONTENT
ATTENDANCE
DATE
TIME 07.30
DEPARTEMENT/SECTION OPERATION / Safety NUMBER ATTENDING 08.00 AM
10 Nov 2010 Josman Ginting
Holis
9
M.Subagiyo
Awang
Mugi S
Sandy
M. Yusuf
Dony
M. Zaini WHAT WAS THE TOPIC? Fire protection at conveyor system WHY WAS THIS TOPIC CHOSEN? to increase knowledge and awareness of the participant about fire at coal conveyor HOW WAS PARTICIPATION ENCOURAGED? Participant entusiasm WHAT VISUAL AIDS WERE USED? Presentation and video disaster fire at conveyor in Malaysia WHAT SIGNIFICANT QUESTIONS OR CONCERNS WERE EXPRESSED?
ACTIONS
1. How did the fire become disaster at conveyor system 2. What essential fire protection must be installed at conveyor system, especially conveyor at high 3. What can we do to avoid self combustion of coal dust 4. What equipment must be install to avoid person using fire hydrant for cleaning at conveyor
WHAT -
WHO
WHEN
-
-
PEC coal jetty
JP jetty & conveyor
PLN jetty & conveyor PLN oil jetty
Cooling water inlet 20+138 E
18+288 E
SHI P 40.000 T
T0
Cooling water outlet
13+25 N 13+16 N
JP materials jetty
C1
EXTENSI ON l=200m
JP Stockpile
C2
PEC stockpile
PEC laydown area
10+50 N
1
2
STACKER/ RECLAIMER
UZR T2 C6B
C3A
C6A
3
RECLAI MER C3B T3 C7B
9+05 N
Gr enze n PPA
Ka lkulationsgre nze n
16.62 E
STACKER/
C7A UEF
UST § ROAD N 8+45
E 24+85 E 24+75
E
23+50
E 21+25
8+00 N
20UVC
E 21+00
UYE 10UVC
UHN
6
8+72E
8
7
UEJ
10UHQ
5 20UHQ
UBN
10UHA
UGU
2
to existing monsoon dra in
1
20UHA UTG
UCA
10UMA
20UMA UGD
6+20.1N UBH
20UBF
20U
QN
PLN stockpile
UBG 10UBF
8+78E
10UQF
10U
5+71.9N
QN
UGA
10
UGC
UGH
10 16
10UQV
20UQV
10UQS10/40
20UQA
10UQA
10UPQ
UGF
A
20UQS10/40
10UQQ
§ IN TAKE CHANNEL 4+71E
20UQQ § DISCHARGE CHANNEL 4+46.5E
B
JP conveyor D
E
Java-Bali Road F
G
JP laydown area
G
H
J
JP ash disposal
PLN switchyard
L
1
ASH DISPOSAL AREA UNITS 7+8
TITLE: SITE LAYOUT
PEC ash disposal
DRG NO.:
Page 28
7.2.1
LAMPIRAN 2 2.1 GAMBAR
PERANCANGAN ULANG
CONVEYOR 2.2 GAMBAR
PELETAKAN SPRINKLER
2.3 GAMBAR SISTEM PERPIPAAN
81
LAMPIRAN 3 3.1
KEPADATAN PANCARAN
3.2
KAPASITAS MINIMUM DARI
VOLUME BAK PENAMPANG
Lampiran 3 Tabel 3.1 Berikut ini menunjukkan kepadatan pancaran yang memadai dan daerah kerja yang diperkirakan sesuai dengan kategori dan tinggi timbunan dimana hanya tersedia atap atau langit-langit sebagai pelindungnya.
Sumber : SNI 03-3985-2000 Tabel 3.2 Persyaratan kapasitas minimum penampung penyediaan air sistim bahaya kebakaran berat.
Sumber : SNI 03-3985-2000
LAMPIRAN 4 1.1 CATALOG
DIAMETER
1.2 SIFAT FISIK-FISIK AIR 1.3 RELATIVE ROUGHNESS FOR PIPE
Lampiran 4 Catalog 4.1 Diameter Pipa
(Sumber : www.starpipeproducts.com, ASTM A-888 and CISPI 301 Pipe & Fittings)
Tabel 4.1 Sifat – sifat fisik air (air di bawah 1 atm dan air jenuh di atas 1000C)
(Sumber: Sularso, 1996)
Gambar 4.1 Relative Roughness for pipes of common engineering material
(Sumber: Fox, Robert W. dan Alan T. McDonald, 1994)
LAMPIRAN 5 5.1
BILANGAN REYNOLD
5.2 KOEFEISIEN KERUGIAN KATUP 5.3 EFESIENSI STANDART POMPA
Lampiran 5
Gambar 5.1 Friction factor for fully developed flow in current pipes (Sumber: Fox, Robert W. dan Alan T. McDonald, 1994)
Tabel 5.1 Koefisien kerugian katup
(Sumber: Sularso, 1996)
Gambar 5.2 Efisiensi standart pompa (Sumber : Sularso, 1996)
Gambar 5.3 Hubungan antara koefisien kavitasi & kecepatan spesifik (Sumber: Sularso, 1996)
Tabel 5.2 Perbandingan cadangan Jenis penggerak mula Motor induksi Motor bakar kecil Motor bakar besar (Sumber: Sularso, 1996)
α 0,1 – 0,2 0,15 – 0,25 0,1 – 0,2
Tabel 5.3 Efisiensi transmisi Jenis transmisi Sabuk rata Sabuk V
Roda gigi
ηt 0,9 – 0,93 0,95
Roda gigi lurus satu tingkat
0,92 – 0,95
Roda gigi miring satu tingkat
0,95 – 0,98
Roda gigi kerucut satu tingkat
0,92 – 0,96
Roda gigi lurus pelinter tingkat Kopling hidrolik (Sumber: Sularso, 1996)
0,95 – 0,98 0,95 – 0,97
LAMPIRAN 6 6.1 DATA DETEKTOR YANG DIGUNAKAN
LAMPIRAN 7 7.1 DATA SPRINKLER YANG DIGIUNAKAAN
LAMPIRAN 8 8.1 PERHITUNGAN SISTEM SPRINKLER 8.2 PERHITUNGAN SISTEM PERPIPAAN
Lampiran 8 8.1 Perhitungan Jumlah Sprinkler 2.
Area EAC 12 Area ini mempunyai lebar belt conveyor 1,4 meter
dan panjang belt conveyor 674 meter dengan lebar galery conveyor 3 meter, maka dapat dihitung
banyaknya
sprinkler pada area EAC 12, yaitu : Luas Sprinkler
= π R2 = 3,14 (2,4)2 = 18,08 m2
Luas Bangunan
= PxL = 674 x 3 = 2022 m2
Jumlah Sprinkler
Luas Bangunan
= Luas Sprinkler/ perlindung an 2022 m 2 = = 111,84 buah 18,08 m 2
Jadi jumlah Sprinkler yang dibutuhkan untuk area EAC 12 adalah 112 buah. 3.
Area EAC 21 Area ini mempunyai lebar belt conveyor 1,4 meter
dan panjang belt conveyor 867 meter dengan lebar galery conveyor 3 meter, maka dapat dihitung
banyaknya
sprinkler pada area EAC 21, yaitu : Luas Sprinkler
= π R2 = 3,14 (2,4)2 = 18,08 m2
Luas Bangunan
= PxL = 867 x 3 = 2601 m2
Jumlah Sprinkler
Luas Bangunan
= Luas Sprinkler/ perlindung an
=
2601 m 2 = 143,86 buah 18,08 m 2
Jadi jumlah Sprinkler yang dibutuhkan untuk area EAC 21 adalah 144 buah. 4.
Area EAC 31 Area ini mempunyai lebar belt conveyor 1,4 meter
dan panjang belt conveyor 875 meter dengan lebar galery conveyor 3 meter, maka dapat dihitung
banyaknya
sprinkler pada area EAC 31, yaitu : Luas Sprinkler
= π R2 = 3,14 (2,4)2 = 18,08 m2
Luas Bangunan
= PxL = 875 x 3 = 2625 m2
Jumlah Sprinkler
Luas Bangunan
= Luas Sprinkler/ perlindung an =
2625 m 2 = 145,18buah 18,08 m 2
Jadi jumlah Sprinkler yang dibutuhkan untuk area EAC 31 adalah 146 buah. 5.
Area EAC 41 Area ini mempunyai lebar belt conveyor 1,4 meter
dan panjang belt conveyor 227 meter dengan lebar galery conveyor 3 meter, maka dapat dihitung sprinkler pada area EAC 41, yaitu : Luas Sprinkler
= π R2 = 3,14 (2,4)2 = 18,08 m2
Luas Bangunan
= PxL = 227 x 3 = 681 m2
banyaknya
Jumlah Sprinkler
Luas Bangunan
= Luas Sprinkler/ perlindung an 681 m 2 = = 37,66 buah 18,08 m 2
Jadi jumlah Sprinkler yang dibutuhkan untuk area EAC 41 adalah 38 buah. 6.
Area EAC 51 Area ini mempunyai lebar belt conveyor 1,4 meter
dan panjang belt conveyor 227 meter dengan lebar galery conveyor 3 meter, maka dapat dihitung
banyaknya
sprinkler pada area EAC 51, yaitu : Luas Sprinkler
= π R2 = 3,14 (2,4)2 = 18,08 m2
Luas Bangunan
= PxL = 227 x 3 = 681 m2
Jumlah Sprinkler
Luas Bangunan
= Luas Sprinkler/ perlindung an =
681 m 2 = 37,66 buah 18,08 m 2
Jadi jumlah Sprinkler yang dibutuhkan untuk area EAC 51 adalah 38 buah. 7.
Area EAC 42 Area ini mempunyai lebar belt conveyor 1 meter
dan panjang belt conveyor 2450 meter dengan lebar galery conveyor 3 meter, maka dapat dihitung sprinkler pada area EAC 42, yaitu : Luas Sprinkler
= π R2 = 3,14 (2,4)2 = 18,08 m2
Luas Bangunan
= PxL = 2450 x 3
banyaknya
= 7350 m2 Jumlah Sprinkler
Luas Bangunan
= Luas Sprinkler/ perlindung an =
7350 m 2 = 406,53 buah 18,08 m 2
Jadi jumlah Sprinkler yang dibutuhkan untuk area EAC 42 adalah 407 buah. 8.
Area EAC 52 Area ini mempunyai lebar belt conveyor 1 meter
dan panjang belt conveyor 2450 meter dengan lebar galery conveyor 3 meter, maka dapat dihitung
banyaknya
sprinkler pada area EAC 52, yaitu : Luas Sprinkler
= π R2 = 3,14 (2,4)2 = 18,08 m2
Luas Bangunan
= PxL = 2450 x 3 = 7350 m2
Jumlah Sprinkler
Luas Bangunan
= Luas Sprinkler/ perlindung an =
7350 m 2 = 406,53 buah 18,08 m 2
Jadi jumlah Sprinkler yang dibutuhkan untuk area EAC 52 adalah 407 buah. 9.
Area EAC 43 Area ini mempunyai lebar belt conveyor 1 meter
dan panjang belt conveyor 541 meter dengan lebar galery conveyor 3 meter, maka dapat dihitung sprinkler pada area EAC 43, yaitu : Luas Sprinkler
= π R2 = 3,14 (2,4)2 = 18,08 m2
Luas Bangunan
= PxL
banyaknya
= 541 x 3 = 1623 m2 Jumlah Sprinkler
Luas Bangunan
= Luas Sprinkler/ perlindung an =
1623 m 2 = 89,76 buah 18,08 m 2
Jadi jumlah Sprinkler yang dibutuhkan untuk area EAC 43 adalah 90 buah. 10.
Area EAC 53 Area ini mempunyai lebar belt conveyor 1 meter
dan panjang belt conveyor 541 meter dengan lebar galery conveyor 3 meter, maka dapat dihitung
banyaknya
sprinkler pada area EAC 53, yaitu : Luas Sprinkler
= π R2 = 3,14 (2,4)2 = 18,08 m2
Luas Bangunan
= PxL = 541 x 3 = 1623 m2
Jumlah Sprinkler
Luas Bangunan
= Luas Sprinkler/ perlindung an =
1623 m 2 = 89,76 buah 18,08 m 2
Jadi jumlah Sprinkler yang dibutuhkan untuk area EAC 53 adalah 90 buah.
8.2 Perhitungan Sisitem Pipa 1. Pipa Pembagi (Discharge) Dengan jenis material besi tuang (cast iron) berukuran 4” dapat dilihat pada Lampiran 4 Tabel 4.1 -
Diameter luar pipa 111,252 mm = 0,111252 m
-
Diameter dalam pipa 100,076 mm (D) = 0,100076
m -
Tebal pipa 11,176 mm = 0,011176 m
-
Panjang pipa terjauh (L) = 10.353 m
-
Gambar instalasi pipa dapat dilihat pada Lampiran 2
-
Perhitungan pipa pembagi (discharge) 1.
Luas pipa diameter dalam
A =
π 4
xD 2
3,14 x( 0,100076 m ) = 0,0078619 m2 4 2
= 2.
Kecepatan rata-rata aliran di dalam
pipa V = Q/A = (0,016 m3/s) / (0,0078619 m2) = 2,035132 m/s Dimana:
Kapasitas debit air (Q) yang digunakan adalah 0,016 m3/s dikarenakan dalam pipa sudah melalui 4 pembagian aliran dari aliran utama yaitu 0,064 m3/s.
3.
Bilangan Reynolds (Re)
Re = =
VxD
µ 2,035132 m/s × 0,100076 m 0,000000801 m 2 / s
= 2,543 x 105 Re > 4000, alirannya bersifat turbulen
Dimana nilai µ berdasarkan Lampiran 4 Tabel 4.1 dengan suhu 300C maka m = 0,801 x 10-6 m2/s. 4.
Kerugian
gesekan
dalam
pipa
(Mayor losses) -
Dalam perancangan ini pipa yang digunakan adalah pipa besi. Bahwa nilai e atau kekasaran untuk besi (cast iron) adalah 0,00085 dimana diameter pipa berukuran 4” maka nilai relative roughness (e/D) sebesar 0,0025 berdasarkan Lampiran 4 Gambar 4.1
-
Dapat diketahui bahwa berdasarkan Lampiran 5 Gambar 5.1 nilai friction factor (f) sebesar 0,025 dengan nilai e/D 0,0025 dan nilai Re = 2,543 x 105.
-
Kerugian gesekan pada pipa isap (head friction): hf = f
L ×V 2 2 ×D ×g
10.353 m × ( 2,035132 m/s ) = 0,025 x 2 × 0,100076 m × 9,8 m/s 2
2
= 546,52 m Dimana: g adalah nilai ketetapan gravitasi 9,8 m/s2 L adalah panjang pipa terjauh 10.353 m 5.
Kerugian pada perubahan geometri
(Minor losses) -
Kerugian pada belokan pipa Belokan pada pipa utama pengeluaran sebesar 900 yaitu berupa lengkungan dengan nilai f: 3, 5
D 2R
θ 90
0,5
f
= 0,131 +1,847
f
0,100076 m = 0,131 +1,847 2 x0,050038
3, 5
0,5
90 90
= 1,978 m
Maka nilai f dari belokan dari pipa utama pengeluaran sebesar 900 adalah 1,978 m.
= f×
hf
V2 2 ×g
= 1,978 m x
( 2,0351315
m/s ) 2 × 9,8 m/s 2
2
= 0,417979 m Pada pipa utama pengeluaran terdapat 10 belokan, maka kerugian pada pipa: hf
= 10 x 0,417979 m = 4,17979 m
-
Total head kerugian (hftot) hftot
= Mayor losses + Minor losses = 546,52 + 4,17979 = 550,699 m
-
Diketahui bahwa pada pada sistem ini terdapat 2 pipa pembagi, dan dapat di lihat pada Lampiran 2 Gambar 2.1. Maka head friction pada sistem ini adalah: hf
= hftot x 2 = 550,699 x 2 = 1101,398 m
2. Pipa Cabang (Discharge) Dengan jenis material besi tuang (cast iron) berukuran 2” dapat dilihat pada Lampiran 4 Tabel 4.1 -
Diameter luar pipa 56,769 mm = 0,056769 m
-
Diameter dalam pipa 49,784 mm (D) = 0,049784 m
-
Tebal pipa 7,021 mm = 0,07021 m
-
Panjang pipa terjauh (L) = 2,5 m
-
Gambar instalasi pipa dapat dilihat pada Lampiran 2
-
Perhitungan pipa cabang (Discharge) 1. Luas pipa diameter dalam A =
π 4
xD 2
3,14 x ( 0,049784 m ) = 0,001946 m2 4 2
=
2. Kecepatan rata-rata aliran di dalam pipa V = Q/A = (0,004 m3/s) / (0,001946 m2) = 2,055498 m/s Dimana:
Kapasitas debit air (Q) yang digunakan adalah 0,004 m3/s dikarenakan aliran yang masuk pada pipa cabang terbagi menjadi 4 aliran yaitu aliran dari pipa pembagi 0,004 m3/s / 4 = 0,016
3. Bilangan Reynolds (Re) Re = =
VxD
µ 2,055498 m/s × 0,049784 m 0,000000801 m 2 / s
= 1,277 x 105 Re > 4000, alirannya bersifat turbulen Dimana nilai µ berdasarkan Lampiran 4 Tabel 4.1 dengan suhu 300C maka m = 0,801 x 10-6 m2/s 4. Kerugian gesekan dalam pipa (Mayor losses) -
Dalam perancangan ini pipa yang digunakan adalah pipa besi. Bahwa nilai e atau kekasaran untuk besi (cast iron) adalah 0,00085 dimana diameter pipa berukuran 2” maka nilai relative roughness (e/D) sebesar 0,005 berdasarkan Lampiran 4 Gambar 4.1
-
Dapat diketahui bahwa berdasarkan Lampiran 5 Gambar 5.1 nilai friction factor (f) sebesar 0,031 dengan nilai e/D 0,005 dan nilai Re = 1,277 x 105.
-
Kerugian gesekan pada pipa isap (head friction): hf = f
L ×V 2 2 ×D ×g
2,5 m × ( 2,055498 m/s ) 2 × 0,049784 m × 9,8 m/s 2 2
= 0,031 x
= 0,33557 m Dimana: g adalah nilai ketetapan gravitasi 9,8 m/s2 L adalah panjang pipa terjauh 2,5 m 5. Kerugian pada perubahan geometri (Minor losses) -
Kerugian pipa pembagi pada perubahan geometri (minor losses) tidak ada karena pipa pembagi tidak menggunakan katup dan tidak ada belokan.
-
Total head kerugian (hftot) hftot
= Mayor losses + Minor losses = 0,33557+ 0 = 0,33557 m
-
Diketahui bahwa pada sistem ini terdapat 2589 pipa cabang, dan dapat di lihat pada Lampiran 2 Gambar 2.1. Maka head friction pada sistem ini adalah: hf
= hftot x 2589 = 0,33557x 2589 = 868,79 m
3. Kerugian Cross Dan Fitting Tee Pada Pipa Utama 6” -
Diameter luar pipa 160,02 mm = 0,16002 m
-
Diameter dalam pipa 150,876 mm (D) = 0,150876
m -
Tebal pipa 9,144 mm = 0,009144 m
-
Perhitungan kerugian gesekan cross pada pipa utama: 1.
Luas pipa diameter dalam
A =
π 4
xD 2
3,14 x ( 0,150876 m ) = 0,017869 m2 4 2
=
2.
Kecepatan rata-rata aliran di dalam
pipa V = Q1/A = (0,032 m3/s) / (0,017869 m2) = 1,790811 m/s Dimana:
Kapasitas debit air (Q) yang digunakan adalah 0,032 m3/s dikarenakan dalam pipa sudah melalui 2 pembagian aliran dari aliran utama yaitu 0,064 m3/s.
3.
Bilangan Reynolds (Re)
Re = =
VxD
µ 1,790811 m/s × 0,150876 m 0,000000801 m 2 / s
= 3,373 x 105 Re > 4000, alirannya bersifat turbulen Dimana nilai µ berdasarkan Lampiran 4 Tabel 4.1 dengan suhu 300C maka m = 0,801 x 10-6 m2/s 4.
Kerugian gesekan dalam pipa (Mayor
losses) -
Dalam perancangan ini pipa yang digunakan adalah pipa besi. Bahwa nilai e atau kekasaran untuk besi (cast iron) adalah 0,00085 dimana diameter pipa berukuran 6” maka nilai relative roughness (e/D) sebesar 0,0019 berdasarkan Lampiran 4 Gambar 4.1
-
Dapat diketahui bahwa berdasarkan Lampiran 5 Gambar 5.1 nilai friction factor (f) sebesar 0,024 dengan nilai e/D 0,0019 dan nilai Re = 2,245 x 105.
-
Kerugian gesekan cross pada pipa utama adalah: hf = f
V2 2 ×g
= 0,024 x
(1,790811
m/s ) 2 × 9,8 m/s 2
2
= 0,00617 m -
Diketahui bahwa pada Gambar Lampiran 2 pipa utama terdapat 3 cross, sehingga kerugian gesekan cross total pada pipa utama adalah: hf = 0,00617 x 3 = 0,01851 m
-
Perhitungan kerugian gesekan fitting tee pada pipa utama: 1.
Kapasitas aliran
(Q) adalah seperdua dari kapasitas aliran discharge pipa utama, karena aliran terbagi menjadi 2 aliran. Dimana (Q) aliran dari pipa utama adalah 0,064 m3/s Q1 = =
Q 2 0,064 = 0,032 m3/s 2
2.
Kecepatan rata-
rata aliran di dalam pipa V = Q1/A = (0,032 m3/s) / (0,0178694 m2) = 1,79077 m/s 3.
Bilangan
Reynolds (Re) Re = =
VxD
µ 1,79077 m/s × 0,150876 m 0,000000801 m 2 / s
= 3,373 x 105 Re > 4000, alirannya bersifat turbulen Dimana nilai µ berdasarkan Lampiran 4 Tabel 4.1 dengan suhu 300C maka m = 0,801 x 10-6 m2/s
4.
Kerugian
gesekan dalam pipa (Mayor losses) -
Dalam perancangan ini pipa yang digunakan adalah pipa besi. Bahwa nilai e atau kekasaran untuk besi (cast iron) adalah 0,00085 dimana diameter pipa berukuran 6” maka nilai relative roughness (e/D) sebesar 0,0019 berdasarkan Lampiran 4 Gambar 4.1
-
Dapat diketahui bahwa berdasarkan Lampiran 5 Gambar 5.1 nilai friction factor (f) sebesar 0,023 dengan nilai e/D 0,0019 dan nilai Re = 3,373 x 105.
-
Kerugian gesekan fitting tee pada pipa utama adalah: hf
= f
V2 2 ×g
= 0,023 x
(1,79077
m/s ) 2 × 9,8 m/s 2
2
= 0,003763 m -
Total kerugian adalah: hftot
= cross + fitting tee = 0,01851 m + 0,003763 m = 0,022273 m
4. Fitting Tee Pada Pipa Pembagi 4” -
Diameter luar pipa 111,252 mm = 0,111252 m
-
Diameter dalam pipa 100,076 mm (D) = 0,100076
m -
Tebal pipa 11,176 mm = 0,011176 m
-
Perhitungan kerugian gesekan pada fitting tee 1.
Luas
diameter dalam A =
π 4
xD 2
3,14 x ( 0,100076 m ) = 0,0078617 m2 4 2
=
pipa
2.
Kapasitas aliran
(Q) adalah seperempat dari kapasitas aliran discharge pipa pembagi, karena aliran terbagi menjadi 4 aliran. Q1 = =
Q 4
0,016 = 0,004 m3/s 4
3.
Kecepatan rata-
rata aliran di dalam pipa V = Q1/A = (0,004 m3/s) / (0,0078617 m2) = 0,508796 m/s 4.
Bilangan
Reynolds (Re) Re = =
VxD
µ 0,508796 m/s × 0,100076 m 0,000000801 m 2 / s
= 6,357 x 104 Re > 4000, alirannya bersifat turbulen Dimana nilai µ berdasarkan Lampiran 4 Tabel 4.1 dengan suhu 300C maka m = 0,801 x 10-6 m2/s 5.
Kerugian
gesekan dalam pipa (Mayor losses) -
Dalam perancangan ini pipa yang digunakan adalah pipa besi. Bahwa nilai e atau kekasaran untuk besi (cast iron) adalah 0,00085 dimana diameter pipa berukuran 4” maka nilai relative roughness (e/D) sebesar 0,0025 berdasarkan Lampiran 4 Gambar 4.1
-
Dapat diketahui bahwa berdasarkan Lampiran 5 Gambar 5.1 nilai friction factor (f) sebesar 0,027 dengan nilai e/D 0,0025 dan nilai Re = 6,357 x 104.
-
Kerugian gesekan pada fitting tee:
hf = f
V2 2 ×g
= 0,027 x
( 0,508796
m/s ) 2 × 9,8 m/s 2
2
= 0,0003566 m -
Diketahui bahwa pada Gambar Lampiran 2 pipa pembagi terdapat 2589 fitting tee, sehingga kerugian gesekan fitting tee total pada pipa pembagi adalah: hftot = hf x 2589 = 0,0003566 x 2589 = 0,92324 m
5. Fitting Tee Pada Pipa Cabang 2” -
Diameter luar pipa 56,769 mm = 0,056769 m
-
Diameter dalam pipa 49,784 mm (D) = 0,049784 m
-
Tebal pipa 7,021 mm = 0,07021 m
-
Perhitungan kerugian gesekan pada fitting tee 1.
Luas
pipa
diameter dalam A =
π 4
xD 2
3,14 x ( 0,049784 m ) = = 0,001946 m2 4 2
2.
Kapasitas aliran
(Q) adalah seperempat dari kapasitas aliran discharge pipa cabang, karena aliran terbagi menjadi 4 aliran. Q1 = =
Q 4 0,004 4
= 0,001 m3/s
3.
Kecepatan rata-
rata aliran di dalam pipa V = Q1/A = (0,001 m3/s) / (0,001946 m2) = 0,513875 m/s
4.
Bilangan
Reynolds (Re) Re = =
VxD
µ 0,513875 m/s × 0,049784 m 0,000000801 m 2 / s
= 3,194 x 104 Re > 4000, alirannya bersifat turbulen Dimana nilai µ berdasarkan Lampiran 4 Tabel 4.1 dengan suhu 300C maka m = 0,801 x 10-6 m2/s 5.
Kerugian
gesekan dalam pipa (Mayor losses) -
Dalam perancangan ini pipa yang digunakan adalah pipa besi. Bahwa nilai e atau kekasaran untuk besi (cast iron) adalah 0,00085 dimana diameter pipa berukuran 2” maka nilai relative roughness (e/D) sebesar 0,005 berdasarkan Lampiran 4 Gambar 4.1
-
Dapat diketahui bahwa berdasarkan Lampiran 5 Gambar 5.1 nilai friction factor (f) sebesar 0,033 dengan nilai e/D 0,005 dan nilai Re = 3,194 x 104.
-
Kerugian gesekan pada fitting tee: hftot
= f
V2 2 ×g
= 0,033 x
( 0,513875
m/s ) 2 × 9,8 m/s 2
2
= 4,446 x 10-4 ≈ 0,000445 m
LAMPIRAN 9 9.1 SPESIFIKASI POMPA
