POMPA 1

POMPA                                                                                                                                   hal1

Peralatan seperti pompa, merupakan bagian peralatan transportasi fluida dengan fasilitas impeller. Fungsi utama dari alat ini adalah untuk mempertinggi energi mekanik dari suatu sistem aliran fluida sehingga fluida ini akan mengalir secara konstan. Pompa memiliki dua kegunaan utama:

1.      Memindahkan cairan dari satu tempat ke tempat lainnya (misalnya air dari aquifer bawah tanah ke tangki penyimpan air)

2.      Mensirkulasikan cairan sekitar sistim (misalnya air pendingin atau    pelumas yang melewati mesin-mesin dan peralatan)

Kerja dari sebuah pompa adalah sebagai berikut:

1. Bahan cair yang akan di alirkan ke dalam badan pompa ;
2. Dari badan pompa bahan cair ditekan ke saluran tekan.

Pompa dapat digolongkan menjadi 2 golongan :

1. Positive Displacement Pump (PDP)
   1. Reciprocation pump
   2. Rotary pump
2. Variable Head Capasity Pump (VHCP)
   1. Pompa sentrifugal
   2. Pompa turbine

Perbedaan dari kedua golongan itu, antara lain :

1. Pada VHCP, kapasitas dan head terbentuk karena adanya putaran kipas.
2. Pada PDP, kapasitas dan head terbentuk karena adanya gerakan perpindahan.
3. Pada PDP, tidak memerlukan priming, sedangkan pada VHCP, sangat diperlukan priming. Hal ini disebabkan karena pada PDP setiap gerakan piston akan mempengaruhi cairan. Sedangkan pada VCHP cairan yang mengalir disebabkan karena adanya gerakan sentrifugal. Karena adanya gaya ini fluida akan terlempar.

1. Positive Displacement Pump (PDP)

A. Reciprocation pump

Reciprocation pump adalah suatu jenis dari Positive Displacement Pump dengan menggunakan aksi displacement. Pompa Reciprocating, jika perpindahan dilakukan oleh maju mundurnya jarum piston. Pompa reciprocating biasa digunakan untuk pemompaan cairan kental dan sumur minyak. Pompa reciprocating merupakan pompa bolak-balik yang  dirancang untuk menghasilkan kapasitas yang cukup besar. Umumnya menggunakan head yang rendah dan digunakan pada perbedaaan ketinggian yang tidak terlalu besar antara suction dan discharge.

Reciprocation pump digunakan untuk :

o       Proses yang memerlukan head yang tinggi

o       Kapasitas fluida yang rendah

o       Liquid yang kental (viscous liquid) dan slurries (lumpur)

o       Liquid yang mudah menguap (high volatile liquid).

Gambar 1. Steam-driven Reciprocating pump

Jenis – jenis dari Reciprocation pump adalah :

¥     Pompa Torak

Merupakan suatu cakram yang tipis (plat disk) dimana terdapat packing pada ujungnya dan packing ring pada badan dari pompa torak itu sendiri.

Menurut cara kerjanya, pompa torak terbagi 2, yaitu :

1.      Pompa torak kerja tunggal (Single acting), dimana hanya terjadi discharge karena 1 stroking dalam 1 arah saja.

2.      Pompa torak kerja ganda (Double acting), liquid masuk pada kedua bagian dari liquid pistonnya sehingga terjadi discharge pada 2 stroking dalam 2 arah.

Menurut Jumlah silindernya, pompa torak terbagi 2, yaitu :

1.      Pompa torak silinder tunggal

Gambar 2. Pompa torak silinder tunggal

2.      Pompa torak silinder banyak

Gambar 3. Pompa torak silinder banyak

Cara kerja pompa torak kerja tunggal & silinder tunggal  :

Dengan menarik keatas dan menekan kebawah engkolnya, maka batang torak dan torak bergerak naik turun, bila torak bergerak keatas, zat cair terisap oleh katup yang paling bawah (katup isap), jika torak bergerak ke bawah katup isap akan tertutup dan pompa mengeluarkan cairan. Secara bersamaan katup isap membuka kembali dan zat cair di isap lagi untuk penyerahan berikutnya.

Cara kerja pompa torak kerja ganda & silinder banyak :

Bila torak bergerak ke kanan, maka katup isap Z1 akan menutup dan katup pompa P2 akan membuka. Zat cair yang berada di sebelah sisi kanan torak di tempatkan ke saluran kompa melalui katup pompa P2. Di sebelah kiri katup pompa P1 akan menutup dan katup isap Z1 akan membuka. Zat cair di isap ke dalam silinder melalui katup isap Z1. Bila sesudah itu torak akan bergerak ke kiri maka katup–katup yang tadinya membuka akan menutup dan yang tadinya menutup akan membuka dengan demikian pompa ini akan bekerja ganda.

¥     Pompa Plunger

Plunger pump merupakan suatu silinder baja yang panjang, packingnya terletak konstan (stationary) pada bagian dalam dari silindernya. Perbedaannya dengan torak yaitu bentuknya labih panjang dan pakingnya menempel pada silinder. Sedangkan pada torak, pakingnya menempel pada torak itu sendiri.

Gambar 4. Plunger pump

Pluger pump dapat diklasifikasikan menurut :

1. End packed

Gambar 5. Plunger pump dengan end packed

2. Centre packed

Gambar 6. Plunger pump dengan centere packed

Steam driven plunger pump

Berbeda dengan torak, maka plunger pump merupakan long barrel di mana packingnya terdapat pada head silinder yang terletak pada end packed dan centre packed. Bila packing ini sudah rusak/usang dapat diambil dengan melepaskan head dari pompa itu. Initial costnya besar, ujung dari plunger tidak mempunyai packed seperti halnya pada piston. Plunger pump digunakan untuk tekanan pompa yang tinggi antara 400-1000 psi. Dengan cara pemasangan packing seperti di atas, maka bila ada kebocoran dapat terlihat dari luar.

Cara kerja pompa plunger :

Bila plunger A bergerak ke kiri, klep isap C membuka klep tekan, D1 menutup. Cairan masuk dari ruang isap S melalui katup C1 ke silinder. Bersamaan dengan itu plunger B bergerak ke kiri katup tekan, D2 terbuka, katup isap C2 menutup dan cairan mengalir dari silinder ke ruang tekan T terus ke saluran pengeluaran P. Plunger A dan B di hubungkan oleh batang M sehingga bergerak serempak dan di hubungkan oleh N sumber tenaga uap atau lain.

¥     Pompa Sekat / Membran (Diafragma)

Berbeda dengan torak dan plunger, Diafragma merupakan liquid end dari bahan yang fleksibel yang dilengkapi dengan discharge valve pada pusatnya dan suction valve. Bagian yang bergerak dari pompanya adalah difragma dan kerangkannya sendiri. Dengan gerakan yang eksentrik, maka diafragma digerakkan sehingga dapat terjadi aliran. Pompa sekat baik digunakan untuk cairan-cairan yang mengandung partikel–partikel padatan pada pompa ini sedikit sekali bagian–bagian yang bergerak, dan sederhana serta mudah direparasi. Sehingga pompa ini digunakan untuk crude oil (lumpur minyak) atau liquid yang banyak mengandung solid dalam bentuk suspensi head yang rendah.

Gambar 7. Pompa Membran

Cara kerja pompa membran :

Pompa membran terdiri dari dua ruangan yang di batasi oleh sekat A, sekat ini dapat bergerak turun naik. Bila sekat bergerak ke atas, katup isap C membuka dan caairan masuk ke ruangan bagian bawah. Pada bagian yang sama katup tekan B tertutup dan cairan dari ruang atas di tekan ke saluran pengeluaran. Pada gerakan berikutnya sekat bergerak ke bawah, katup isap tertutup dan katup tekan terbuka. Cairan pindah dari ruang bawah ke atas, demikian seterusnya dengan gerakan bolak–balik dari sekat tersebut seolah-olah cairan di alirkan dari saluran masuk ke saluran pengeluaran. Sekat dihubungkan melalui eksentrik ke tenaga penggerak. Jarak geraknya dapat disetel dalam batas– batas tertentu untuk mengatur alirannya.

B. Rotary pump

Rotary pump adalah suatu jenis dari positive displacement pump dengan melakukan aksi rotasi. Fluida ditrap di dalam suatu expanding chamber (ruangan) di dekat inlet, lalu digerakkan ke outlet dan ditekan ke luar ke discharge line. Rotary pump terdiri dari suatu rumah tempat suatu bagian yang berputar. Ruangan ini disebut kas, sedangkan yang berputar disebut impeller yang terdiri satu atau dua bagian. Bila terdiri dari 1 bagian maka impeler itu berputar pada sumbu eksentrik, misalnya pada pompa keeping geser dan pompa goyang (eksentrik). Pada impeller tadi terdapat sela yang berfungsi untuk memindahkan cairan dari saluran pemasuk ke saluran pengeluaran.

Berbeda dengan pompa bolak balik, rotary pump tidak menggunakan katup. Karena itu sela antara impeller dan kasnya dibuat sesempit mungkin. Untuk mengurangi kebocoran rotary pump ini, ada berbgai macam. Oleh karena itu telah dapat menyisihkan pompa bolak balik. Rotary pump baik sekali untuk memompa cairan – cairan yang agak kental, misalnya minyak, melase, tinta, cat, varnish, alcohol , larutan glukosa dll.

Gambar 8. Rotary pump

Ciri dari Rotary Pump :

a.      Tidak mempunyai check valve

b.      Clearence antara moving part dan stationary parts dibuat sedemikian kecilnya sehingga tidak akan terjadi kebocoran dan aliran balik.

c.       Baik untuk fluida yang kental (viscous) seperti minyak pelumas dan lilin

d.      Tekanan discharge-nya sampai 3000 psia atau lebih.

Jenis – jenis pompa dari Rotary pump, adalah :

µ     Pompa Roda Gigi ( Gear pump )

Ada 2 macam jenis dari pompa roda gigi :

a. Ekternal gear pump

Gear yang satu terletak di luar gear yang lain. Gear yang satu digerakkan oleh driver dan yang lain digerakkan oleh gear yang pertama ini. Untuk tekanan rendah digunakan gear dengan bentuk straight feeth dan untuk tekanan tinggi digunakan gear dengan feeth herring bone (berliku – liku).

b. Internal gear pump

Pemisahan antara gear yang kecil dan yang besar adalah suatu bentuk cresent shape (bulan sabit) yang berfungsi sebagai seal antara suction dan discharge parts. Pada internal gear pump, gear yang satu berputar di dalam suatu gear yang lebih besar. Fluidanya tertahan di antara gear-gearnya dan dibawa ke discharge line dengan tekanan yang tinggi.

(a)                                (b)                                         (c)

Gambar 9. (a) Gear pump

(b) External gear pump

(c) Internal gear pump

Cara kerja pompa roda gigi :

Fluida masuk melalui suction line dan ditrap (ditahan) di antara gigi-gigi dan casing dari pompa, kemudian digerakkan keluar. Keluarnya fluida dari casing disebabkan oleh gerakan drive pompa. Gear pump mempunyai dua buah roda gigi dengan penggigian luar salah satu dari dua proses yang dipasangi roda gigi digerakkan. Dengan ini akan menggerakkan poros pada gigi yang lain. Gear yang satu lagi digerakkan oleh gear pertama. Ketika roda gigi berputar, pada Z zat cair masuk di antara gigi yang terbuka, kemudian zat cair di bawa berputar dalam rongga gigi dan di kompakkan pada P.

Penggunaan :

1.      Zat cair tidak boleh mengandung zat padat atau zat yang menyebabkan korosif.

2.      Baik untuk memompa zat cair yang mempunyai pelumas yang baik.

µ     Pompa Dinding (Vane pump)

Ada 2 macam jenis dari pompa dinding :

a. Sliding vane pump

Pada sliding vane pump, vane yang berbentuk flat bergesar masuk dan keluar pada lubang yang terdekat di dalam excentric rotor. Vane–vane ini di tekan pada lubang yang terletak pada casing pump dengan gaya sentifugal. Liquidnya di tarik masuk ke expanding chamber dan digerakkan ke dischargenya.

Sliding pump biasa di gunakan :

1.      Untuk liquid yang sedikit volatile

2.      Untuk operasi vakum

b. Bucket vane pump

Pada bucket vane pump operasinya sama seperti sliding vane pump di mana liquid digerakkan di dalam suatu bucket yang dibawa ke discharge line.

Bucket vane pump biasa di gunakan :

1.      Untuk non volatile liquid

2.      Untuk menghandel fluida sebanyak 1500 gpm pada tekanan 500 psia.

Gambar 10. Pompa Dinding

Cara kerja pompa dinding :

Pompa berporos tunggal mempunyai sebuah rotor yang berbentuk silinder dengan aluran–aluran pada sekelilingnya. Ke dalam aluran di masukkan sudu–sudu lurus yang dapat bergerak secara radial dengan mudah di dalamnya. Oleh gaya sentrifugal yang terjadi ketika rotor berputar, sudu–sudu akan berputar ke dinding dalam rumah pompa dan terjadi ruang–ruang dalam rumah pompa yang terpisah satu sama lain. Rotor di tempatkan eksentris dalam rumah pompa yang berbentuk silinder. Dengan demikian, pada tiap putaran mula–mula terjadi pembesaran ruang antar sudu dan kemudian pengecilan, oleh sebab itu berturut–turut diperoleh kerja isap.

µ     Pompa Ulir (Screw pump)

Cara kerja pompa ulir :

Cairan masuk dari saluran A kedua ujung ulir yang berputar itu kesaluran pengeluaran B. Pompa ulir bisa terdiri dari sebuah atau beberapa poros aliran. Pada pompa ulir, fluida mengalir sejajar dengan sumbu. Karena bentuknya yang kurang efektif maka tidak dapat dipergunakan untuk gas atau cairan yang encer (karena bocor).

Gambar 11. Pompa Ulir

Variable Head Capasity Pump (VHCP )

A. Pompa Sentrifugal

Klasifikasi pompa sentrifugal :

1.      Ditinjau dari desain dari impellernya :

a.      Volute pump ; Discharge dari impeller dikeluarkan masuk ke volute.

b.      Diffuser pump ; Discharge dari impellernya sebelum masuk ke volute terlebih dahulu masuk diffuser.

c.       Propeller pump.

d.      Peripheral pump atau turbin pump.

(a)                                                             (b)

Gambar 12. (a) Volute pump

(b) Difusser pump

2.      Ditinjau dari shape impeller :

a.      Closed digunakan untuk likuid bersih dan non korosif.

b.      Semi open digunakan untuk lumpur.

c.       Open digunakan untuk lumpur.

d.      Mixed flow digunakan untuk menangani fluida dengan volume yang besar dengan head 20-69 ft.

e.      Axial flow digunakan untuk menangani fluida dengan volume yang besar dengan head yang kurang dari 20 ft.

Gambar 13. (a) Open impeller

(b) Semi open impeller

(c) Closed impeller

Ditinjau dari jumlah suction :

f.        Side suction sentrifugal pump, di sini impeller menerima fluida hanya pada 1 bagian saja.

g.      Double suction sentrifugal pump, disini suction inletnya 2 buah dan discharge juga 2 buah.

(a)                                                   (b)

Gambar 14. (a) Side suction centrifugal pump

(b) Double suction centrifugal pump

3.      Ditinjau dari jumlah stage :

a.      Single stage untuk head hingga 600 ft.

b.      Multi stage untuk head yang > 600 ft.

Multi stage adalah dua atau lebih stage dihubungkan secara serie biasanya pada volute dan diffuser pump.

Volute pump ; di sini discharge dari stage pertama masuk ke valute pada tingkat yang berikutnya.

Diffuser pump ; liquid discharge menuju ke diffuser kemudian masuk ke diffuser berikutnya.

4.      Ditinjau dari driver-nya :

a. Direct motor

b. Gera motor

c. Belt driver

d. Steam turbin

e. Gasoline motor

f. Diesel

g. Water turbin

h. Direct gas engine.

Cara kerja pompa sentrifugal:

Pompa sentrifugal merupakan salah satu peralatan yang paling sederhana dalam berbagai proses pabrik. Pompa sentrifugal merupakan pompa yang sangat umum digunakan untuk pemompaan air dalam berbagai penggunaan industri. Biasanya lebih dari 75% pompa yang dipasang di sebuah industri adalah pompa sentrifugal. Untuk alasan ini, pompa ini dijelaskan dibawah lebih lanjut. Gambar.15 memperlihatkan bagaimana pompa jenis ini beroperasi:

o       Cairan dipaksa menuju sebuah impeler oleh tekanan atmosfir, atau dalam hal jet pump oleh tekanan buatan.

o       Baling-baling impeler meneruskan energi kinetik ke cairan, sehingga menyebabkan cairan berputar. Cairan meninggalkan impeler pada kecepatan tinggi.

o       Impeler dikelilingi oleh volute casing atau dalam hal pompa turbin digunakan cincin diffuser stasioner. Volute atau cincin diffuser stasioner mengubah energi kinetik menjadi energi tekanan.

Gambar 15. Lintasan Aliran Cairan Pompa Sentrifugal

Komponen dari pompa sentrifugal

Komponen utama dari pompa sentrifugal terlihat pada Gambar.16 dan diterangkan dibawah ini:

o       Komponen berputar: impeller yang disambungkan ke sebuah poros

o       Komponen satis: casing, penutup casing, dan bearings.

Gambar 16. Komponen Utama Pompa Sentrifugal

Impeler

Impeler merupakan cakram bulat dari logam dengan lintasan untuk aliran fluida yang sudah terpasang. Impeler biasanya terbuat dari perunggu, polikarbonat, besi tuang atau stainless steel, namun bahan-bahan lain juga digunakan. Sebagaimana kinerja pompa tergantung pada jenis impelernya, maka penting untuk memilih rancangan yang cocok dan mendapatkan impeler dalam kondisi yang baik. Jumlah impeler menentukan jumlah tahapan pompa. Pompa satu tahap memiliki satu impeller dan sangat cocok untuk layanan head (tekanan) rendah. Pompa dua tahap memiliki dua impeler yang terpasang secara seri untuk layanan head sedang. Pompa multi-tahap memiliki tiga impeler atau lebih terpasang seri untuk layanan head yang tinggi.

Impeler dapat digolongkan atas dasar:

{     Arah utama aliran dari sumbu putaran: aliran radial, aliran aksial, aliran campuran

{     Jenis hisapan: hisapan tunggal dan hisapan ganda

{     Bentuk atau konstruksi mekanis:

-  Impeler yang tertutup memiliki baling-baling yang ditutupi oleh mantel (penutup) pada kedua sisinya (Gambar.13). Biasanya digunakan untuk pompa air, dimana baling-baling seluruhnya mengurung air. Hal ini mencegah perpindahan air dari sisi pengiriman ke sisi penghisapan, yang akan mengurangi efisiensi pompa. Dalam rangka untuk memisahkan ruang pembuangan dari ruang penghisapan, diperlukan sebuah sambungan yang bergerak diantara impeler dan wadah pompa. Penyambungan ini dilakukan oleh cincin yang dipasang diatas bagian penutup impeler atau dibagian dalam permukaan silinder wadah pompa. Kerugian dari impeler tertutup ini adalah resiko yang tinggi terhadap rintangan.

-  Impeler terbuka dan semi terbuka (Gambar.13) kemungkinan tersumbatnya kecil. Akan tetapi utnuk menghindari terjadinya penyumbatan melalui resirkulasi internal, volute atau back-plate pompa harus diatur secara manual untuk mendapatkan setelan impeler yang benar.

-  Impeler pompa berpusar/vortex cocok untuk bahan-bahan padat dan “berserabut” akan tetapi pompa ini 50% kuran efisien dari rancangan yang konvensional.

Keuntungan dari pompa sentrifugal, adalah :

a.      Transportasi merata

b.      Lebih murah

c.       Diperlukan lebih sedikit ruang

d.      Tak perlu pondasi

e.      Bisa juga untuk pengangkutan cairan yang kotor

f.        Memungkinkan pengangkutan dalam jumlah besar

g.      Banyaknya yang di angkut mudah diatur dengan penyetelan katup sisi tekanan

h.     Karena tak ada katup operasi lebih aman

i.        Umumnya kopling langsung antara motor dan pompa tanpa kotak roda gigi

j.        Biaya operasi lebih rendah karena lebih sedikit reparasi

k.      Tak peka terhadap penutupan sisi tekanan

Kerugian dari pompa sentrifugal, adalah :

a.      Pompa sentrifugal yang normal tak bisa mengisap sendiri. Pompa sentrifugal yang bisa mengisap sendiri adalah pompa yang didesign khusus

b.      Jumlah bahan yang di angkut dan tinggi pengangkutan tergantung satu sama lain

c.       Efiensi kecil, yang mana pada beban sebagian lebih kecil lagi..............ke 2