Prinsip Dasar Surge pada
Kompresor
Surge
pada kompressor menunjukkan adanya kondisi operasi yang tidak stabil. Surge itu
sendiri hanya terjadi pada kompresor jenis aksial dan sentrifugal. Surging
merupakan gejala kompresor akibat dari rendahnya laju aliran yang masuk ke
kompresor. Flow tersebut mempunyai batas minimum tertentu. Batasan tersebut
tergantung pada kecepatan putar (rpm) dan tekanan discharge serta tekanan
suction kompresor. Jika kompresor beroperasi di bawah harga minimumnya, maka
kompresor akan mengalami surging sehingga terjadi aliran balik gas. Surging ini
ditandai dengan vibrasi yang tinggi dari kompresor tersebut. Akibat dari
surging pada kompresor adalah terjadinya kerusakan pada poros, sudu-sudu
stator, sudu-sudu rotor, dan bearing kompresor. Secara umum ada dua jenis surge
yang terjadi pada kompresor yaitu :
1.
Mild Surge
Merupakan
surge yang terjadi karena adanya osilasi aliran dengan frekuensi tinggi dalam
batas aliran sempit yang terjadi pada tekanan relative konstan. Surge ini tidak
terjadi secara simultan pada semua bagian kompresor, namun hanya pada salah
satu atau beberapa bagian saja, misalnya pada sudu-sudu akibat adanya aliran
balik atau berkurang. Surge ini terlihat berupa :
·
Periodic
dips (spikes) pada laju aliran, dengan durasi sekitar 0,2 detik.
·
Pulsasi
pada tekanan discharge, terutama jika diukur di dekat diffuser.
·
Naiknya tingkat vibrasi.
·
Meningkatnya temperature
discharge.
Gambar grafik Mild surge
2.
Violent Surge
Surge ini terjadi di seluruh unit,
ditandai dengan jatuhnya laju aliran secara mendadak sehingga menimbulkan
vibrasi yang sangat tinggi, bunyi bising, dan temperature tinggi yang kemudian
memungkinkan terjadinya kondisi trip pada kompresor.
Jika
kondisi proses yang menyebabkan surge ini tidak segera diatasi, maka surge ini
akan berulang dalam selang waktu hanya bebarapa detik saja. Hal ini dikarenakan
pada saat tekanan turun, kompresor akan mengembalikan aliran dalam arah positif
lagi. Arah positif ini akan menaikkan tekanan sehingga laju aliran akan jatuh
kembali ketika melampaui batas surge.
Sistem Kontrol Anti-Surge
Sistem kontrol anti surge sangat diperlukan untuk
menjaga kondisi laju aliran yang masuk melalui kompresor. Hal ini bertujuan
untuk menjaga agar kompresor tidak beroperasi di bawah kondisi desain. Secara umum, system kontrol anti surge adalah sebagai berikut:
Gambar sistem kontrol anti surge
Pada
gambar tersebut dapat terlihat bahwa dalam keadaan normal control valve FCV
harus berada dalam keadaan tertutup penuh. Hal ini bertujuan untuk mendapatkan
efisiensi yang maksimal. Control valve tersebut akan bekerja bila gejala
surging mulai terjadi. Gejala surging tersebut ditandai dengan berkurangnya
laju aliran fluida atau flow yang masuk ke suction kompresor dengan disertai
penambahan pressure ataupun pressure yang konstan. Jika hal ini terjadi
terus-menerus dan tidak ada pengendalian, maka dapat berakibat fatal bagi
kompresor tersebut. Pada saat gejala surging mulai terjadi, maka control valve
akan mulai membuka. Hal ini bertujuan agar aliran suction yang kurang dapat di
back up oleh aliran dari discharge sehingga kompresor tetap dapat dikendalikan
pada kondisi desain.
Pengendalian
system kontrol anti surge ini berdasarkan pada performansi compressor. Dari
performansi kompresor tersebut maka dapat dibuat surge limit line yang
menunjukkan batas kondisi minimum yang akan menyebabkan kompresor mengalami
surging. Contoh dari grafik surge control line adalah
sebagai berikut :
Grafik Diagram surge limit line
Pada grafik tersebut dapat
dilihat bahwa kondisi surging akan terjadi jika kompresor beroperasi di garis
sebelah kiri garis batas surge (SLL). Daerah pengendalian dilakukan pada garis
SCL yang berada di sebelah kanan SLL. Pada saat titik operasi mencapai garis
tersebut maka FCV akan mulai membuka untuk memberikan backup flow dari
discharge kompresor sehingga kondisi surging dapat dihindari. Safety margin
merupakan daerah toleransi untuk kompresor bekerja sebelum kompresor tersebut
mengalami surging. Safety margin ini terletak diantara SLL dan SCL.
thanks
BalasHapus