21
ANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA PENYALURAN UAP AIR PANAS BUMI TUGAS AKHIR Oleh: MULKI HAKIEM ADLI MUSTAQIEM NIM 12205015 Diajukan sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar SARJANA TEKNIK pada Program Studi Teknik Perminyakan PROGRAM STUDI TEKNIK PERMINYAKAN FAKULTAS TEKNIK PERTAMBANGAN DAN PERMINYAKAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2010

ANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA · PDF fileANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA PENYALURAN UAP AIR PANAS BUMI TUGAS AKHIR Oleh: ... Model perpindahan panas di dalam

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA · PDF fileANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA PENYALURAN UAP AIR PANAS BUMI TUGAS AKHIR Oleh: ... Model perpindahan panas di dalam

ANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA PENYALURAN UAP AIR

PANAS BUMI

TUGAS AKHIR

Oleh:

MULKI HAKIEM ADLI MUSTAQIEM

NIM 12205015

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk

mendapatkan gelar

SARJANA TEKNIK

pada Program Studi Teknik Perminyakan

PROGRAM STUDI TEKNIK PERMINYAKAN

FAKULTAS TEKNIK PERTAMBANGAN DAN PERMINYAKAN

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2010

Page 2: ANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA · PDF fileANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA PENYALURAN UAP AIR PANAS BUMI TUGAS AKHIR Oleh: ... Model perpindahan panas di dalam

ANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA PENYALURAN UAP AIR

PANAS BUMI

TUGAS AKHIR

Oleh:

MULKI HAKIEM ADLI MUSTAQIEM

NIM 12205015

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk

mendapatkan gelar

SARJANA TEKNIK

pada Program Studi Teknik Perminyakan

Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan

Institut Teknologi Bandung

Disetujui oleh:

Dosen Pembimbing Tugas Akhir,

Tanggal.......................................

______________________________

(Dr. Ir. Ucok W.R. Siagian)

Page 3: ANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA · PDF fileANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA PENYALURAN UAP AIR PANAS BUMI TUGAS AKHIR Oleh: ... Model perpindahan panas di dalam

Mulki Hakiem Adli Mustaqiem, 12205015, Semester II 2009/2010 1

Analisis kehilangan panas dan tekanan pada

penyaluran uap air panas bumi

Mulki Hakiem Adli Mustaqiem (mahasiswa)

Dr. Ir. Ucok W.R. Siagian (dosen pembimbing)

SARI

Kehilangan panas dan tekanan pada penyaluran fluida panas bumi dari sumur-sumur produksi panas bumi ke

pembangkit listrik merupakan problematika yang sering dihadapi pada eksploitasi sumberdaya panas bumi.

Kehilangan panas sepanjang pipa menyebabkan terjadinya kondensasi uap air menjadi air (cair). Sementara itu

adanya fasa cair dalam fluida panas bumi tidak diinginkan karena entalpi fluida akan menurun dan adanya fasa

cair tersebut akan dapat menyebabkan kerusakan turbin yang dirancang untuk beroperasi dengan umpan uap air.

Oleh karena itu sebelum masuk turbin air perlu disingkirkan menggunakan separator uap-cair. Selama proses

penyaluran fluida panas bumi produksi, akan terjadi kehilangan panas dan tekanan, sehingga nilai energi fluida

di titik sebelum masuk turbin akan menurun. Kehilangan tekanan sebagian besar terjadi akibat adanya gaya

gesek fluida dengan dinding pipa dan perbedaan elevasi. Kehilangan panas yang terjadi di sepanjang pipa

disebabkan oleh perbedaan temperatur di dalam dan di luar pipa, dimana fluida panas bumi bersuhu tinggi

sedangkan suhu di luar relatif rendah.

Untuk mengurangi besarnya kehilangan tekanan di sepanjang pipa produksi, maka gesekan fluida dengan pipa

harus diminimalkan. Pola aliran produksi juga merupakan hal yang perlu di perhatikan untuk menentukan

perkiraan kehilangan tekanan, dimana pola aliran di pengaruhi oleh besarnya fraksi uap dalam aliran tersebut. Di

sepanjang pipa panas bumi biasanya di gunakan jebakan kondensat sehingga kondensat yang terbentuk dapat

langsung di buang dari pipa produksi, pembuangan kondensat ini juga bisa mempengaruhi pola aliran yang

terjadi.

Sedangkan untuk mengurangi besarnya kehilangan panas yang terjadi adalah dengan menghambat laju alir

panas dari dalam pipa menuju lingkungan luar pipa. Untuk menghambat laju alir panas di sepanjang pipa

produksi maka di gunakan insulator untuk menyelimuti pipa produksi.

ABSTRACT

Heat loss and pressure loss at geothermal fluids flow it is often faced in geothermal exploration. Heat loss along

pipe is caused condensation that changed vapor to water (liquid). Liquid phase at geothermal fluids it is

something that we want not happen because it would change fluids enthalpy and also liquid phase would

damaged the turbine that been designed just been support by vapor. Liquid phase have to been moved before

come to the turbine use vapor-liquid separator. At geothermal production flow, would happen heat and pressure

loss, it would cause fluids energy before come to turbine decrease. Major pressure loss happen because there are

a friction between fluids and pipe, and a differential elevation. Heat loss at producing pipe happen because there

are a different temperature between inner and outer of the pipe, which is temperature the geothermal fluids are

higher than ambient temperature.

To minimize pressure loss along producing pipe, friction between fluids and pipe have to be reduced. Flow

model are an important thing to measure the pressure loss, which is depend on fraction of vapor in the fluids.

Condensate trap are commonly used in geothermal producing pipe, so if it producing condensaet, the condensate

would be moved from producing pipe, if condensate was moved, it is would affect the fluids flow model.

To minimize heat loss the heat flow speed from pipe to ambient have to be slowed. To slowed the heat flow,

insulator are needed along producing pipe.

Page 4: ANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA · PDF fileANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA PENYALURAN UAP AIR PANAS BUMI TUGAS AKHIR Oleh: ... Model perpindahan panas di dalam

Mulki Hakiem Adli Mustaqiem, 12205015, Semester II 2009/2010 2

PENDAHULUAN

Dalam pembangit listrik tenaga panas bumi fluida

yang digunakan untuk memutar turbin adalah uap

air. Tenaga yang dihasilkan dari uap air ini di

pengaruhi oleh energi dalam fulida tersebut.

Semakin besar tekanan dan suhu uap maka energi

dalamnya semakin besar juga. Untuk

mengoptimumkan energi yang dihasilkan di dalam

turbin maka di usahakan sepanjang pipa produksi

tidak terjadi banyak kehilangan tekanan dan

kehilangan panas. Kehilangan tekanan bisa

direkayasa dengan merubah pola aliran di dalam

pipa. Selain itu juga disain kekasaran dan diameter

pipa juga akan mempengaruhi besarnya kehilangan

tekanan yang terjadi.

Selain kehilangan tekanan, yang akan menurunkan

energi dalam fluida adalah kehilangan panas.

Kehilangan panas terjadi akibat perbedaan antara

suhu di dalam dan di luar pipa. Kecepatan aliran

panas yang terjadi akibat perbedaan suhu tersebut

tidak dipengaruhi oleh kecepatan aliran fluida.

Semakin cepat laju alir fluida yang diproduksikan

maka kehilangan panas akan semakin tidak

signifikan. Untuk mengurangi kehilangan panas

yang terjadi pada pipa produksi panas bumi maka

insulator digunakan di sepanjang pipa.

Insulator, jebakan kondensat dan separator adalah

fasilitas permukaan yang sering di gunakan dalam

lapangan panas bumi. Dalam tugas akhir ini akan

dilihat bagaimana sensitifitas masing-masing

komponen fasilitas permukaan ini dalam

mempengaruhi energi yang didapatkan di titik

akhir, atau turbin.

Dalam produksi panas bumi, insulator, jebakan

kondensat dan separator memiliki fungsi masing-

masing. Pada kenyataan di lapangan kita tidak

hanya menggunakan salah satu dari ketiga

komponen itu, melainkan mengkombinasikannya.

Setiap komponen memiliki kekurangan masing-

masing apabila hanya berdiri sendiri. Insulator

contohnya, tidak dapat memindahkan kondensat

yang terbentuk, sehingga membuat fluida di titik

akhir masih mengandung kondensat dan fluida

yang mengandung kondensat ini akan merusak

turbin. Separator dan jebakan kondensat bukanlah

alat yang sama, namun intinya mereka memisahkan

uap dan air. Pemisahan yang di lakukan oleh

separator dan jebakan kondensat ini secara

langsung akan merubah aliran energi yang terjadi,

dengan adanya materi yang keluar dari pipa

produksi, maka energi di titik akhir atau turbin

akan berkurang juga.

Tebalnya insulator, posisi separator, dan banyaknya

kondensat trap serta posisinya haruslah di

perhitungkan untuk mendapatkan energi yang

optimum pada turbin. Selain energi optimum,

komposisi fluida juga penting untuk di

perhitungkan, apakah akan merusak turbin atau

tidak. Pada akhirnya setiap rekayasa dan

perhitungan yang dilakukan akan menjawab

pertanyaan apakah hal yang atau telah dilakukan

memiliki nilai ekonomi yang baik atau tidak.

KEHILANGAN TEKANAN, KEHILANGAN

PANAS DAN PEMINDAHAN MATERI

- kehilangan tekanan

Kehilangan tekanan sepanjang aliran produksi di

permukaan terjadi akibat adanya gesekan antara

fluida dengan pipa, juga dikarenakan adanya

perbedaan elevasi sepanjang pipa produksi, secara

garis besar di bagi menjadi dua, yaitu kehilangan

tekanan akibat aliran satu fasa fluida dan akibat

aliran dua fasa fluida. Dalam analisa tugas akhir ini

metode yang di gunakan adalah metode

penghitungan kehilangan tekanan akibat aliran dua

fasa fluida. Aliran dua fasa fluida secara garis besar

juga di bagi menjadi dua, yaitu aliran fluida yang di

asumsikan homogeneous dan seperated. Dalam

analisa tugas akhir ini model yang di gunakan

adalah model aliran seperated. Aliran fluida

seperated ini akan menghasilkan perbedaan

kehilangan tekanan tergantung dengan jenis aliran

yang terjadi sepanjang jalur pipa produksinya. Di

bawah ini adalah contoh aliran yang mungkin

terjadi selama proses produksi.

Page 5: ANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA · PDF fileANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA PENYALURAN UAP AIR PANAS BUMI TUGAS AKHIR Oleh: ... Model perpindahan panas di dalam

Mulki Hakiem Adli Mustaqiem, 12205015, Semester II 2009/2010 3

gambar 1. Jenis-

jenis pola aliran di sepanjang pipa

Berikut ini adalah beberapa metoda yang dilakukan

untuk menganalisis kehilangan tekanan yang terjadi

sepanjang pipa produksi dengan aliran dua fasa

yang di kategorikan sebagai seperated model dalam

analisa tugas akhir ini :

1. dun and ross

2. orkiszewski

3. hagedorn and brown

4. azis, govier and fogarasi

- kehilangan panas

Dalam pipa produksi panas bumi mengalir fluida

yang temperaturnya tinggi, sedangkan suhu udara

di luar pipalebih rendah, akibatnya terjadi

perpindahan panas selama proses mengalirnya

fluida produksi tersebut. laju alir panas sepanjang

pipa besarnya bergantung pada ketebalan pipa dan

ketebalan insulatornya, koeffisien konduktivitas

material, suhu di dalam dan di luar pipa serta

koeffisien laju alir panas fluida terhadap dinding

pipa dan atau insulator. Pada gambar di bawah ini

ketebalan pipa dan atau insulator di definisikan

dalam diameternya (R1, R2,..., Rn). Koefisien

konduktivitas dari pipa dan insolator adalah 1,

2,..., n. Sedangkan suhu fluida di dalam dan di

luar pipa adalah Tin dan Tout, sementara laju alir

panas fluida menuju dinding pipa dalam dan

dinding luar insulator adalah in dan out.

gambar 2. Model perpindahan panas di dalam pipa berinsulasi

Untuk menghitung besarnya energi panas yang

hilang pada tugas akhir ini digunakan fourier’s law

of conduction dan newton’s law of cooling.

- pemindahan materi

pemindahan materi yang di lakukan adalah

pemindahan salah satu fasa fluida, yaitu air.

Pemindahan materi yang terjadi di sepanjang pipa

akan mengakibatkan beberapa hal, yaitu :

1. perubahan pola aliran

perubahan pola aliran ini terjadi akibat

perubahan komposisi uap dan air yang ada

di sepanjang pipa produksi. Perubahan

pola aliran ini akan mengakibatkan

perbedaan kehilangan tekanan yang

terjadi di sepanjang pipa yang di akibatkan

oleh perbedaan gaya gesek yang

dihasilkan oleh komposisi fluida yang

berbeda.

2. perubahan aliran energi

perubahan aliran energi ini terjadi akibat

adanya materi (kondensat) yang di buang

dimana kondensat itu dengan suhu dan

tekanan pembuangan masih memiliki

energi dalam yang cukup besar bila di

bandingkan dengan air pada suhu dan

Page 6: ANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA · PDF fileANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA PENYALURAN UAP AIR PANAS BUMI TUGAS AKHIR Oleh: ... Model perpindahan panas di dalam

Mulki Hakiem Adli Mustaqiem, 12205015, Semester II 2009/2010 4

tekanan normal. Dengan adanya massa

yang hilang, maka energi yang akan di

dapatkan di titik akhir akan berkurang.

Pemindahan materi ini dapat dilakukan dengan

pemasangan separator dan jebakan kondensat. Oleh

karena itu perlu dilakukan perhitungan yang

matang pada pemasangan separator dan jebakan

kondensat agar kehilangan energi yang akan terjadi

tidak terlalu signifikan namun juga dapat

memenuhi kebutuhan uap dengan fraksi air yang

sangat kecil di turbin. Separator bisa di posisikan

dimana saja, namun jebakan kondensat hanya di

posisikan pada pipa yang mengalirkan uap saja,

biasanya berada setelah separator ato pada sumur

satu fasa uap.

METODOLOGI

Metodologi tugas akhir ini adalah menganalisa

berbagai kasus untuk melihat pengaruh insulator,

separator dan jebakan kondensat dengan korelasi

Aziz Govier Fogarasi, Dun and Ross, Hagedorn

and Brown dan Orkiwzeski menggunakan

simulator.

Dalam tugas akhir ini analisa pengaruh insulator,

jebakan kondensat, dan separator akan di lihat dari

bagaimana pengaruh ketiganya terhadap contoh

kasus suatu produksi panas bumi. Berikut ini

adalah aliran yang di ciptakan untuk menganalisa

pengaruh insulator dan jebakan kondensat pada

pipa produksi panas :

a. laju alir massa 311710 kg/jam

b. fraksi uap air awal 0.453106734

c. kondisi fluida saturated

d. pipa lurus dengan panjang 6.600 meter

dengan jenis cast iron

e. tekanan awal aliran 13.6 bar

f. elevasi 200 meter dengan gradien

ketinggian tetap

g. diameter dalam pipa 574.6 mm dengan

diameter luar pipa 609.6 mm

h. suhu udara luar pipa konstan 18 derajat

celcius dengan kecepatan angin 1m/s

dengan kondisi demikian maka berikut ini adalah

kasus yang di ciptakan untuk menganalisa

pengaruh insulator, jebakan kondensat dan

separator terhadap optimasi produksi :

1. Aliran sepanjang 6.600 meter dari batas

awal sampai batas akhir, tanpa insulator

jebakan kondensat dan separator.

2. Aliran sepanjang 6.600 meter dari batas

awal sampai batas akhir menggunakan

insulator jenis urethane foam

a. Insulator dengan ketebalan 0.5 cm

b. Insulator dengan ketebalan 1 cm

c. Insulator dengan ketebalan 2 cm

d. Insulator dengan ketebalan 3 cm

3. Aliran sepanjang 6.600 meter dari batas

awal sampai batas akhir menggunakan

separator

a. Separator dengan posisi di batas awal

b. Separator dengan posisi 2.000 meter

dari batas awal

c. Separator dengan posisi 4.000 meter

dari batas awal

d. Separator dengan posisi 6.000 meter

dari batas awal

4. Aliran sepanjang 6.600 meter dari batas

awal sampai batas akhir dengan separator

di posisi awal dengan menggunakan

beberapa kondensat trap.

a. Satu kondensat dengan posisi di 6.000

meter dari batas awal

b. Dua kondensat dengan posisi di 6.000

meter, dan 5.000 meter dari batas

awal

c. Tiga kondensat dengan posisi di batas

akhir, 6.000 meter, 5.000 meter dan

4.000 meter dari batas awal

d. Empat kondensat trap dengan posisi

di batas akhir, 6.000 meter, 5.000

Page 7: ANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA · PDF fileANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA PENYALURAN UAP AIR PANAS BUMI TUGAS AKHIR Oleh: ... Model perpindahan panas di dalam

Mulki Hakiem Adli Mustaqiem, 12205015, Semester II 2009/2010 5

meter, 4.000 meter dan 2.000 meter

dari batas awal

5. Aliran sepanjang 6.600 meter dari batas

awal sampai batas akhir menggunakan

variasi insulator, jebakan kondensat dan

separator

a. Insulator setebal 3 cm dengan posisi

separator di titik awal

b. Insulator setebal 0,5 cm dengan posisi

separator di 6.000 meter dari titik

awal

c. Insulator setebal 1 cm dengan

separator di titik 4.000 meter dari titik

awal dan jebakan kondensat di titik

5.000 dan 6.000 meter dari titik awal

d. Insulator setebal 2 cm dengan

separator di titik awal dengan jebakan

kondensat di titik 1.000, 2.000, 3.000,

4.000, 5.000, 6000 meter dari titik

awal

HASIL DAN PEMBAHASAN

Analisa yang dilakukan terhadap ketebalan

insulator, jumlah jebakan kondensat dan separator

adalah menggunakan persamaan keadaan untuk

perubahan fasanya dan menggunakan empat

korelasi yaitu hagedorn and brown, aziz govier and

fogarasi, dun and ross, dan orkiwzeski, untuk

menghitung energi yang hilang sepanjang pipa.

Energi yang hilang sepanjang pipa di akibatkan

oleh kehilangan tekanan karena gaya gesek dan

perbedaan elevasi, kehilangan panas akibat

perbedaan suhu dan pemindahan materi dari pipa

produksi.

Ke empat korelasi tidak menunjukkan

kecenderungan yang sama terhadap tekanan dan

fraksi uap di titik akhir. Untuk dun and ross dan

orkiwzeski misalnya, semakin tebal insulatornya

maka tekanan di titik akhir akan semakin tinggi.

Untuk korelasi aziz govier and fogarasi semakin

tebal insulator tekanan di titik akhir akan semakin

kecil meski nilai fraksi uap akan semakin

meningkat. Dalam tugas akhir ini lebih di arahkan

menuju analisa energi yang dihasilkan karena

tekanan dan fraksi uap pada perhitungan hasil

akhirnya adalah energi.

Dari pemodelan yang dilakukan dapat dilihat

bahwa energi yang dihasilkan dipengaruhi oleh

ketebalan insulator, posisi separator, posisi dan

jumlah jebakan kondensat. Ketika berdiri sendiri

ketebalan insulator adalah variable yang paling

berpengaruh terhadap laju alir energi. Jumlah

jebakan kondensat adalah variable yang

pengaruhnya paling kecil terhadap laju alir energi.

Untuk ketebalan insulator, ke empat korelasi yang

di gunakan menunjukkan bahwa peningkatan

ketebalan insulator lebih signifikan meningkatkan

laju alir energi karena insulator mencegah

kehilangan energi panas yang di miliki oleh fluida.

Dengan berkurangnya kehilangan energi yang

terjadi maka penurunan tekanan dan fraksi uap

dapat di minimalisir, berbeda dengan jebakan

kondensat semakin banyak kondensat trap tidak

terlalu mempengaruhi perubahan energi yang di

hasilkan, namun dari keempat korelasi terlihat

bahwa dengan memilih untuk memasang jebakan

kondensat saja maka energi yang dihasilkan akan

menurun cukup signifikan. Penurunan energi yang

signifikan dalam pengambilan keputusan untuk

memasang jebakan kondensat adalah karena

dengan memasang jebakan kondensat separator

harus di gunakan. Penggunaan separator ini

diperlukan karena jebakan kondensat adalah alat

yang bekerja dengan baik untuk dipasang pada pipa

produksi yang aliran di dalamnya di dominasi oleh

uap. Setelah energi mengalami penurunan yang

signifikan karena digunakannya separator, jumlah

jebakan kondensat yang semakin banyak tidak

terlalu mempengaruhi perubahan energi yang di

hasilkan. Perubahan yang terjadi semakin

banyaknya jebakan kondensat yang di gunakan

adalah semakin menurunnya energi yang di

dapatkan di titik akhir. Penurunan energi yang

terjadi akibat semakin banyaknya jebakan

kondensat dikarenakan semakin banyak juga materi

yang di pindahkan, sementara materi yang

dipindahkan tersebut memiliki nilai energi juga.

Tapi perlu di perhatikan, dengan bertambahnya

jumlah jebakan kondensat maka terjadi penurunan

energi di titik akhir, namun dengan jumlah jebakan

kondensat sebanyak empat buah, energi yang

dihasilkannya lebih besar dari pada jumlah

kondensat 3 buah. Hal tersebut dapat terjadi karena

kehilangan enrgi dapat dikonversi menjadi dua

keadaan, keadaan pertama adalah dengan terjadinya

penurunan tekanan dan temperature dan yang

kedua adalah keadaan dimana tekanan dan

temperature tidak berkurang namun terjadi

Page 8: ANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA · PDF fileANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA PENYALURAN UAP AIR PANAS BUMI TUGAS AKHIR Oleh: ... Model perpindahan panas di dalam

Mulki Hakiem Adli Mustaqiem, 12205015, Semester II 2009/2010 6

perubahan fasa fluida. Dari perhitungan yang

dilakukan didapat bahwa fraksi uap merupakan

variable yang lebih berpengaruh dari pada tekanan

di titik akhir.

Pada analisa tugas akhir ini, posisi pemasangan

separator cukup signifikan mempengaruhi nilai

energi yang di hasilkan. Dari keempat korelasi

menunjukkan bahwa semakin dekat separator

dengan titik akhir maka energi yang di hasilkan

akan semakin besar, namun tidak akan pernah

melebihi atau sama dengan kondisi tanpa separator,

hal ini terjadi karena adanya materi yang di

pindahkan.

Sedangkan dari kasus kombinasi, terlihat bahwa

energi yang dihasilkan paling besar dalam kasus

separator di titik awal dengan tebal insulator 3 cm

di bandingkan dengan separator di titik 6.000 meter

dari titik awal dengan ketebalan insulator 0,5 cm.

Dari ketiga korelasi (selain korelasi aziz govier and

fogarasi) menunjukkan bahwa energi yang

dihasilkan lebih besar dari pada pemasangan

separator di titik 6.000 meter dari batas awal. Dari

kedua kasus ini dapat kita simpulkan bahwa

memang benar bahwa ketebalan insulatorlah yang

lebih berpengaruh dari pada posisi separator. Dari

kasus pemasangan jebakan kondensat terlihat

bahwa meskipun pada kasus terakhir lebih banyak

memiliki jebakan kondensat namun energinya lebih

besar (korelasi dun and ross dan orkiwzeski) di

karenakan pada kasus terakhir ini insulator yang di

gunakan adalah 2 cm, sedangkan pada kasus 5.c

insulator yang terpasang hanya 1 cm. Dari kedua

kasus tersebut bisa disimpulkan bahwa ketebalan

insulator yang baik dapat menyamai jumlah energi

yang hilang dengan adanya jebakan kondensat yang

terpasang. Namun jika dilihat dari korelasi aziz

gavior fogarasi dan hagedorn and brown, semakin

banyaknya jumlah jebakan kondensat maka energi

yang dihasilkan akan semakin kecil meskipun

dengan menggunakan insulator yang dua kali lebih

tebal.

KESIMPULAN

1. Tidak ada kecenderungan yang sama pada

setiap korelasi untuk menghasilkan nilai

tekanan dan fraksi uap pada titik akhir.

2. Untuk mendapatkan energi yang lebih

besar di titik akhir maka kehilangan energi

harus diminimalkan dengan

menambahakan insulator di sepanjang

pipa produksi.

3. Untuk mendapatkan energi yang lebih

besar dengan kondisi pipa yang sama

adalah dengan menempatkan separator

lebih dekat ke titik akhir atau power

station.

4. Jumlah jebakan kondensat yang tepat

selain dapat meningkatkan kualitas uap di

titik akhir juga akan meminimalisir

kehilangan energy yang terjadi.

SARAN

1. Pemilihan insulator yang baik adalah hal

pertama yang harus di pertimbangkan.

2. Dalam pemilihan posisi separator,

semakin dekat dengan turbin semakin

baik.

3. Jumlah jebakan kondensat dan posisinya

harus di perhitungkan dengan baik untuk

meminimalisir kehilangan energi di titik

akhir.

4. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut

untuk melihat kelakuan uap air saat

energinya diambil, untuk melihat apakah

tekanan fluidanya yang mengalami

penurunan ataukah fasanya yang akan

berubah.

5. Perlu di pelajari lebih jauh untuk

menciptakan alat atau rekayasa untuk

menghindari terhambatnya aliran oleh

kondensat yang terbentuk tanpa dilakukan

pemindahan materi kondensat tersebut

dari aliran.

6. Perlu analisa lebih lanjut tentang besarnya

energi dan kemurnian uap panas, yaitu

bagaimana pengaruh percabangan pipa

menjadi lebih banyak dengan diameter

lebih kecil dengan jebakan kondensat di

tiap pipa kecil tersebut dibandingkan

dengan jumlah jebakan kondensat yang

sama pada satu pipa yang lebih besar

Page 9: ANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA · PDF fileANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA PENYALURAN UAP AIR PANAS BUMI TUGAS AKHIR Oleh: ... Model perpindahan panas di dalam

Mulki Hakiem Adli Mustaqiem, 12205015, Semester II 2009/2010 7

dengan panjang pipa yang berbeda. Hal

tersebut dimaksudkan untuk

memperpendek jarak separator dengan

turbin namun tetap menghasilkan fraksi

uap yang murni ketika memasuki turbin.

7. Perlu dilakukan analisa tidak hanya

sepanjang pipa produksi di atas

permukaan, melainkan dari titik bawah

lubang sumur. Dari analisis tersebut dapat

dilakukan percobaan pemodelan untuk

menentukan titik pada permukaan tanah

untuk dilaksanakannya pemboran yang

menghasilkan energi paling besar.

UCAPAN TERIMAKASIH

Penulis sangat bersyukur kepada Allah SWT

karena atas limpahan rahmat dan bimbingan Nya

tugas akhir ini dapat diselesaikan. Selanjutnya

penulis mengucapkan terimakasih kepada Umi

Mari Marhamah dan Abi Dindin Sjafrudin atas

kasih sayang dan restunya. Tidak lupa kepada

Adinda, Faqih, Abil dan Ila yang mewarnai hari-

hari menjadi lebih ceria. Terimakasih juga untuk

Baety Kurnia Dewi untuk segala dukungannya,

kaya lagi pilkada pake kata-kata dukungan. Juga

terimakasih kepada keluarga besar di Bandung dan

Jakarta. Selanjutnya terimakasih penulis ucapkan

untuk Mas Ucok selaku dosen pembimbing, karena

banyak masukan serta diskusi yang kami lakukan

sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan

baik. Terimakasih juga penulis ucapkan kepada

bapak Sugeng dan pak Ian karena telah membantu

penulis dalam melaksanakan kerja praktek di

lapangan panas bumi Wayang Windu sehingga

penulis banyak mendapatkan pelajaran tentang

lapangan panas bumi dan dapat mengerjakan tugas

akhir dengan baik. Penulis juga mengucapkan

terimakasih kepada seluruh staf TU teknik

perminyakan atas kerjasamanya sehingga tugas

akhir ini dapat disidangkan. Terimakasih juga

penulis ucapkan kepada teman-teman angkatan 05

khususnya dan anggota HMTM PATRA pada

umumnya. Semoga hasil kerja keras ini dapat

bermanfaat untuk semua pembaca. Terimakasih.

DAFTAR PUSTAKA

1. M.S. Nenny : TM- 4261 TEKNIK

PANAS BUMI, catatan kuliah, teknik

perminyakan ITB, Institut Teknologi

Bandung

2. M. Leksono : slide-slide kuliah

Pengolahan Lapangan dan

Transportasi, teknik perminyakan ITB,

Institut Teknologi Bandung

3. www.wikipedia.com

Page 10: ANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA · PDF fileANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA PENYALURAN UAP AIR PANAS BUMI TUGAS AKHIR Oleh: ... Model perpindahan panas di dalam

Mulki Hakiem Adli Mustaqiem, 12205015, Semester II 2009/2010 8

LAMPIRAN

Skema pipa

Skema simulator hysis untuk case kombinasi 4

Page 11: ANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA · PDF fileANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA PENYALURAN UAP AIR PANAS BUMI TUGAS AKHIR Oleh: ... Model perpindahan panas di dalam

Mulki Hakiem Adli Mustaqiem, 12205015, Semester II 2009/2010 9

kasus base case insul 0,5 cm insul 1 cm insul 2 cm insul 3 cm

tekanan

Aziz dkk 950,4 925,9 918,7 913,3 911

Dun and Ross 1147 1151 1152 1153 1153

Hagedorn and Brown 950,7 942,8 940,5 938,8 938

Orkiwzeski 1147 1151 1152 1153 1153

suhu

Aziz dkk 177,679 176,56 176,226 175,975 175,867

Dun and Ross 185,926 186,081 186,12 186,159 186,159

Hagedorn and Brown 177,693 177,334 177,23 177,152 177,116

Orkiwzeski 185,926 186,081 186,12 186,159 186,159

laju uap

Aziz dkk 131,728646 141,765708 144,571098 146,690726 147,563514

Dun and Ross 127,115338 136,84069 139,614909 141,672195 142,513812

Hagedorn and Brown 131,728646 141,360485 144,103533 146,129648 146,971265

Orkiwzeski 127,115338 136,84069 139,614909 141,672195 142,513812

energi

Aziz dkk 101,5466859 109,2442608 111,3936374 113,0174624 113,6858005

Dun and Ross 98,23720489 105,7580875 107,9033215 109,4945042 110,1449666

Hagedorn and Brown 101,5466859 108,9594838 111,0701998 112,6286144 113,2760612

Orkiwzeski 98,23720489 105,7580875 107,9033215 109,4945042 110,1449666

Table perhitungan kasus insulator

kasus base case sep 0km sep 2km sep 4km sep 6km

tekanan

Aziz dkk 950,4 0 0 231,8 678,1

Dun and Ross 1147 986,4 1042 1091 1127

Hagedorn and Brown 950,7 1115 1056 1001 951,5

Orkiwzeski 1147 986,4 1042 1091 1127

suhu

Aziz dkk 177,679 ??? ??? 124,939 163,663

Dun and Ross 185,926 179,284 181,674 183,698 185,14

Hagedorn and Brown 177,693 184,663 182,259 179,921 177,729

Orkiwzeski 185,926 179,284 181,674 183,698 185,14

laju uap

Aziz dkk 131,728646 0 0 134,8 132,3

Dun and Ross 127,115338 125,2073984 125,54136 126,1135 126,9234

Hagedorn and Brown 131,728646 124,3458472 126,48188 128,68111 130,99656

Orkiwzeski 127,115338 125,2073984 125,54136 126,1135 126,9234

energi

Aziz dkk 101,5466859 0 0 101,5871522 101,4818175

Dun and Ross 98,23720489 96,56933616 96,89874999 97,39990826 98,06665988

Hagedorn and Brown 101,5466859 96,0620026 97,64225467 99,26854018 100,9841565

Page 12: ANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA · PDF fileANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA PENYALURAN UAP AIR PANAS BUMI TUGAS AKHIR Oleh: ... Model perpindahan panas di dalam

Mulki Hakiem Adli Mustaqiem, 12205015, Semester II 2009/2010 10

Orkiwzeski 98,23720489 96,56933616 96,89874999 97,39990826 98,06665988

Table perhitungan kasus posisi separator

kasus base case 1 jebakan 2 jebakan 3 jebakan 4 jebakan

tekanan

Aziz dkk 950,4 0 0 0 0

Dun and Ross 1147 986,6 986,9 987,2 987,5

Hagedorn and Brown 950,7 1109 1101 1092 1082

Orkiwzeski 1147 986,6 986,9 987,2 987,5

suhu

Aziz dkk 177,679 ??? ??? ??? ???

Dun and Ross 185,926 179,293 179,306 179,319 179,332

Hagedorn and Brown 177,693 184,424 184,102 183,738 183,332

Orkiwzeski 185,926 179,293 179,306 179,319 179,332

laju uap

Aziz dkk 131,728646 0 0 0 0

Dun and Ross 127,115338 125,1539427 125,0980335 125,0183565 125,0320243

Hagedorn and Brown 131,728646 124,3282599 124,3260617 124,3407037 124,3673984

Orkiwzeski 127,115338 125,1539427 125,0980335 125,0183565 125,0320243

energi

Aziz dkk 101,5466859 0 0 0 0

Dun and Ross 98,23720489 96,52845483 96,48568075 96,42457475 96,4354638

Hagedorn and Brown 101,5466859 96,04150862 96,03083143 96,03177939 96,04099609

Orkiwzeski 98,23720489 96,52845483 96,48568075 96,42457475 96,4354638

Table perhitungan kasus jumlah jebakan kondensat

kasus base case komb 1 komb 2 komb 3 komb 4

tekanan

Aziz dkk 950,4 760,5 825,3 703,1 627,4

Dun and Ross 1147 949,5 1134 1075 952,5

Hagedorn and Brown 950,7 1021 944,6 952,9 1002

Orkiwzeski 1147 949,5 1134 1075 952,5

suhu

Aziz dkk 177,679 168,318 171,702 165,124 160,679

Dun and Ross 185,926 177,639 185,416 183,045 177,774

Hagedorn and Brown 177,693 180,783 177,416 177,792 179,965

Orkiwzeski 185,926 177,639 185,416 183,045 177,774

laju uap

Aziz dkk 131,728646 141,235801 141,422827 142,5476402 141,2216774

Dun and Ross 127,115338 140,4166334 136,6247186 138,6782876 139,5495362

Hagedorn and Brown 131,728646 140,1059146 125,1361541 141,2772911 139,3260362

Orkiwzeski 127,115338 140,4166334 136,6247186 138,6782876 139,5495362

energi

Page 13: ANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA · PDF fileANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA PENYALURAN UAP AIR PANAS BUMI TUGAS AKHIR Oleh: ... Model perpindahan panas di dalam

Mulki Hakiem Adli Mustaqiem, 12205015, Semester II 2009/2010 11

Aziz dkk 101,5466859 108,5248048 108,8001164 109,4029381 108,1946345

Dun and Ross 98,23720489 108,2425021 105,5710586 107,0831363 107,5791251

Hagedorn and Brown 101,5466859 108,1107831 96,45633795 108,9114486 107,4815226

Orkiwzeski 98,23720489 108,2425021 105,5710586 107,0831363 107,5791251

Table perhitungan kasus kombinasi

Tekanan akhir vs tebal insulator

Laju produksi vs tebal insulator

Page 14: ANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA · PDF fileANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA PENYALURAN UAP AIR PANAS BUMI TUGAS AKHIR Oleh: ... Model perpindahan panas di dalam

Mulki Hakiem Adli Mustaqiem, 12205015, Semester II 2009/2010 12

Energi vs ketebalan insulator

Tekanan akhir vs jumlah jebakan kondensat

Page 15: ANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA · PDF fileANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA PENYALURAN UAP AIR PANAS BUMI TUGAS AKHIR Oleh: ... Model perpindahan panas di dalam

Mulki Hakiem Adli Mustaqiem, 12205015, Semester II 2009/2010 13

Laju produksi vs Jumlah jebakan kondensat

Energi vs Jumlah jebakan konensat

Page 16: ANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA · PDF fileANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA PENYALURAN UAP AIR PANAS BUMI TUGAS AKHIR Oleh: ... Model perpindahan panas di dalam

Mulki Hakiem Adli Mustaqiem, 12205015, Semester II 2009/2010 14

Tekanan akhir vs posisi separator (dari titik awal)

Laju Produksi vs Posisi Separator (dari titik awal)

Page 17: ANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA · PDF fileANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA PENYALURAN UAP AIR PANAS BUMI TUGAS AKHIR Oleh: ... Model perpindahan panas di dalam

Mulki Hakiem Adli Mustaqiem, 12205015, Semester II 2009/2010 15

Energi vs Posisi separator (dari titik awal)

Tekanan akhir vs Case

Page 18: ANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA · PDF fileANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA PENYALURAN UAP AIR PANAS BUMI TUGAS AKHIR Oleh: ... Model perpindahan panas di dalam

Mulki Hakiem Adli Mustaqiem, 12205015, Semester II 2009/2010 16

Laju produksi vs case

Energi vs Case

Page 19: ANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA · PDF fileANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA PENYALURAN UAP AIR PANAS BUMI TUGAS AKHIR Oleh: ... Model perpindahan panas di dalam

Mulki Hakiem Adli Mustaqiem, 12205015, Semester II 2009/2010 17

Energi vs Case (korelasi Aziz)

Energi vs Case (korelasi Dun and Ross)

Page 20: ANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA · PDF fileANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA PENYALURAN UAP AIR PANAS BUMI TUGAS AKHIR Oleh: ... Model perpindahan panas di dalam

Mulki Hakiem Adli Mustaqiem, 12205015, Semester II 2009/2010 18

Energi vs Case (korelasi Hagedorn and Brown)

Energi vs Case (korelasi Orkiwzeski)

Page 21: ANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA · PDF fileANALISIS KEHILANGAN PANAS DAN TEKANAN PADA PENYALURAN UAP AIR PANAS BUMI TUGAS AKHIR Oleh: ... Model perpindahan panas di dalam

Mulki Hakiem Adli Mustaqiem, 12205015, Semester II 2009/2010 19

Dengan menggunakan Fourier's law of conduction dan Newton's law of cooling, persamaan laju alir panas dapat

di definisikan melalui persamaan di bawah ini :

persamaan 1.1 dimana

dQ/dt= laju alir panas persatuan waktu

L= panjang pipa

U= koeffisien laju alir panas