EVALUASI EFISIENSI POMPA SENTRIFUGAL PADA UNIT …

EVALUASI EFISIENSI POMPA SENTRIFUGAL PADA UNIT PENGOLAHAN AIR MINUM PUSAT DISTRIBUSI

CILINCING Evaluation of the Centrifugal Pump Efficiency at the Cilincing

Distribution Water Treatment Unit

1) 2)Akhmad Muji Hartono dan Amiral Aziz 1)Departemen Teknik Mesin Universitas Islam Assyafi'iyah Jakarta

2)Pusat Pengembangan Industri dan Proses EnergiBadan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT)

Gedung 720 Kawasan PUSPIPTEK Serpong - Tangerang Selatan 15314Email: [email protected]

AbstractThis paper presents some of the results of a study conducted to evaluate the efficiency of centrifugal pumps at the Cilincing Distribution Water Treatment Unit. The results of this study show that. the efficiency of pump 2 is 60.87% less than the pump efficiency 2 obtained based on the Pump Performance Test Record issued by the pump manufacturing of Kubuta Corporation by 70%. The efficiency of pump 5 obtained 61.87% it is smaller than pump efficiency 5 which is obtained based on "Pump Performance Test Record" of 65% The greatest efficiency decrease occurs in pump 4 where pump efficiency 4 is 69.87% it is much smaller than pump efficiency 4 obtained under "Pump Performance Test Record". 84%, this is because pump 4 operates at a much smaller capacity of 5936,274 (m³ / hr) compared to pumping capacity under the Pump Performance Test Record of 7380 (m³ / h). When pumps 2,4 and 5 operate in parallel, the highest total pump efficiency is 49.8%. The decreasing of the pump efficiency are effected by the pump, alectric motor and line cable.

Keywords: centrifugal pump, Cilincing distribution water treatment unit., drink water, efficiency

AbstrakTulisan in menampilkan beberapa hasil penelitian yang dilakukan untuk mengevaluasi efisiensi pompa sentrifugal pada Unit Pengolahan Air Minum Pusat Distribusi Cilincing. Hasil dari penelitian ini memperlihatkan bahwa. Efisiensi pompa 2 didapat 60,87 % hal ini lebih kecil dibandingkan dengan efisiensi pompa 2 yang didapat berdasarkan “Pump Performance Test Record” yang dikeluarkan manufaktur pompa Kubuta Corporation sebesar 70 %. Efisiensi pompa 4 didapat 69,87 % hal ini lebih kecil dibandingkan dengan efisiensi pompa 4 yang didapat berdasarkan “Pump Performance Test Record” sebesar 84 %. Efisiensi pompa 5 didapat 61,87 % hal ini lebih kecil dibandingkan dengan efisiensi pompa 5 yang didapat berdasarkan “Pump Performance Test Record” sebesar 65 %. Penurunan efisiensi terbesar terjadi pada pompa 4 dimana efisiensi pompa 4 adalah 69,87 % hal ini lebih jauh kecil dibandingkan dengan efisiensi pompa 4 yang didapat berdasarkan “Pump Performance Test Record”.sebesar 84 %, hal ini disebabkan karena pompa 4 beroperasi pada kapasitas yang jauh lebih kecil yaitu 5936.274 (m³/jam) dibandingkan dengan kapasitas pompa berdasarkan “Pump Performance Test Record” sebesar 7380 (m³/jam). Apabila pompa 2,4 dan 5 beroperasi secara parallel, efisiensi total pompa tertinggi adalah 49,8 %. Penurunan efisiensi pada sistem pempompaan dapat terjadi pada :Pompa, Motor listrik dan Kabel penghubung motor dan sumber listrik.. instalasi listrik yang tidak memenuhi standar, pola pengoperasian mekanikal dan elektrikal yang tidak tepat, penurunan kinerja peralatan listrik dan pompa.

Kata kunci: pompa sentrifugal , unit pengolahan air minum pusat distribusi cilincing , air minum, efisiensi

Evaluasi Efisiensi Pompa Sentrifugal ................ (Akhmad Muji Hartono dan Amiral Aziz) 1

1. PENDAHULUANPermasalahan umum yang dihadapi dalam penyediaan air minum saat ini antara lain adalah masih rendahnya cakupan pelayanan air minum dari PDAM. Rendahnya cakupan pelayanan tersebut secara operasional dapat merupakan refleksi dari pengelolaan PDAM yang kurang efisien dan kurangnya pendanaan untuk pengembangan system yang ada. Untuk memenuhi target peningkatan cakupan dan

kualitas pelayanan air minum, tentunya kondisi PDAM harus sehat dari segi teknis maupun segi finansial sehingga mampu mengoperasikan SPAM secara efektif dan efisien melalui manajemen internal PDAM yang kuat. (Pedoman pelaksanaan efisiensi energi di PDAM, 2014).

.Salah satu penyebab kurang sehatnya secara teknis maupun finansial PDAM adalah tingginya pemakaian energi untuk menggerakan motor pompa yang kurang atau tidak efisien. Kondisi ini

mengakibatkan biaya produksi dan distribusi air menjadi tinggi dan tarif air menjadi tinggi atau menurunkan kinerja keuangan PDAM. Untuk mengetahui tingkat inefisiensi energi ini, maka perlu dilakukan Audit Energi sehingga dapat diketahui berapa total pemakaian energi dan dibagian mana saja terjadi penggunaaan energi berlebih dan bisa diterapkan langkah-langkah penghematan. (Pedoman pelaksanaan efisiensi energi di PDAM, 2014)

Solusi untuk mengatasi pemborosan energi padastasiun pompa unit instalasi distribusi Cilincing dapat dilakukan dengan:Ÿ Mengevaluasi unjuk kerja stasiun pompa.

Pemborosan energi pada stasiun pompa dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah ketidak sesuaian antara spesifikasi pompa dengan kurva karakteristik beban. Untuk memilih pompa yang benar-benar sesuai dengan kebutuhan sangat sulit diperoleh, apalagi jika instalasi sistem pemipaan telah mengalami perubahan karakteristik karena pemakaian yang cukup lama. Optimalisasi unjuk kerja pompa dapat dilakukan melalui evaluasi dan kajian spesifikasi pompa terhadap karakteristik system pemipaan dan karak-teristik pompa seperti dapat dilihat pada Gambar 11 sd Gambar 13.

Ÿ Memperbaiki sistem operasional stasiun pompa. Operasional stasiun pompa air baku maupun air bersih ada yang masih dilakukan secara manual untuk mengatur kebutuhan debit dilakukan dengan mengatur discharge valve atau mengatur operasional pompa secara on - off. Sistem operasional tersebut akan berdampak pada pemborosan energi. Penggabungan aksi kontrol on - off dan pemasangan peralatan variable speed drive (VSD) loop tertutup akan memberikan efisiensi yang lebih baik untuk pompa yang bekerja tunggal maupun parallel (Zhang He, Xia Xiaohua,

Zhang Jiangfeng, (2011). Peralatan VSD digunakan untuk menyesuaikan unjuk kerja pompa dengan karakteristik beban E. Penggunaan VSD pada variasi debit kurang dari 30% tidak terlalu berpengaruh terhadap efisiensi pompa.Tulisan ini membahas hasil evaluasi efisiensi

pompa pada Unit Pengolahan Air Minum Pusat Distribusi Cilincing.

2. BAHAN DAN METODE

2.1. Diskripsi Objek Studi Pompa Sentrifugal CDC (Cilincing Distribution Centre)

Gambar 1 dan Gambar 2 masing-masing memperlihatkan Pompa Sentrifugal CDC (Cilincing Distribution Centre) dan instalasi operasi paralel pompa sentrifugal distribusi Cilincing. Pompa sentrifugal CDC (Cilincing Distribution Centre) mulai beroperasi pada tahun 1992, dengan manufacturer pompa adalah KUBOTA Corporation dan motor induksi oleh FUJI Electric. Pompa sentrifugal CDC (Cilincing Distribution

Centre) beroperasi secara paralel digunakan untuk mendistribusikan air bersih ke pipa-pipa jaringan sampai ke pelanggan- pelanggan Aetra di daerah Jakarta Utara. Pompa sentrifugal CDC (Cilincing Distribution Centre) memiliki target rata - rata kapasitas ± 4600 l/s.

Gambar 1. Pompa sentrifugal CDC (Cilincing Distribution Centre)

Gambar 2. Operasi paralel pompa sentrifugal distribusi Cilincing.

Air bersih dari resevoir pompa CDC (Cilincing Distribution Centre) merupakan air bersih yang berasal dari pompa transmisi IPA (Instalasi Pengolahan Air) Buaran II, air bersih tersebut di distribusikan dengan transmisi sistem meng-gunakan 3 unit Surge Tower dan 1 unit Receiving Camber sampai ke Balancing Reservoir. Instalasi CDC (Cilincing Distribution Centre) memiliki 5 unit pompa diantaranya 2 pompa kecil (No.I dan II)

3kapasitas 45 m /min dan 3 pompa besar (No.III, IV 3dan V) kapasitas 90 m /min. Pompa sentrifugal

CDC (Cilincing Distribution Centre) dilengkapi dengan sistem VSD (Variable Speed Drive) merupakan alat yang dapat digunakan untuk mengatur/ mengontrol kecepatan, torsi (torque) dan putaran motor induksi 3 phasa. Dengan kecepatan yang dapat diatur mempermudah pengaturan terhadap debit dan tekanan yang dibutuhkan dalam pemompaan, serta dapat menghemat daya listrik untuk mengoperasikan pompa. Beberapa pompa CDC (Cilincing DistributionCentre) sudah dilengkapi dengan

2 Jurnal Energi dan Lingkungan Vol. 14, No. 1, Juni 2018 Hlm. 1-10

sistem VSD dan sebagian pompa masih menggunakan sistem fixed (tetap) sesuai dengan spesifikasi motor dan pompa.

2.2. Parameter Kinerja Pompa

2.2.1. Head Total PompaHead total pompa yang harus disediakan untuk mengalirkan jumlah air seperti direncanakan dapat ditentukan dari kondisi instalasi yang akan dilayani oleh pompa. Head pompa ditulis sebagai berikut (Tahara, Haruo. (2006) :

Gambar 3. Head pompa (Tahara, Haruo. (2006).

..........................................(1)

Dimana :H : Head total (m)h : Head statis total (m)a

Head ini adalah perbedaan tinggi antara muka air di sisi keluar dan di sisi isap; tanda positif (+) dipakai apabila muka air di sisi ke luar lebih tinggi dari isap.

Δh : Perbedaan head tekanan yang berkerja p

pada kedua permukaan air (m)

...............................................(2)

h : Berbagai kerugian head di pipa, katup, l

belokan, sambungan dan lain – lain (m)2v /g : Head kecepatan keluar (m)

2g : percepatan gravitasi (=9,81 m/s )

Total head dapat dihitung tergantung sistem pompa yang digunakan sebgai berikut :

2.2.1.1. Suction head positive

Gambar 4 H total suction positif (PDAM, 2014)

..................................................(3)

Dimana :H = head total (m)h = total discharge head (m)d

h = total suction head (m)s

2Dimana h hasil konversikan dari kg/cm atau d

tekanan dalam bar ke meter.

2.2.1.2. Suction head negative

...................................................(4)

Gambar 5. H total suction negative (PDAM, 2014).

2.2.1.3. Head total dari sistem pemompaan sumur dalam

...............................................(5)

Dimana :h = total lifting head (m)li

Gambar 6. Head sistem sumur dalam (PDAM, 2014)

2.2.2. Daya PompaAda tiga jenis daya pada pompa, yaitu :

2.2.2.1. Daya Input (P ) in

Daya input atau daya masuk yaitu daya listrik yang dimasukan keadalam motor pompa dalam besaran kW. Daya input dapat dihitung dari data hasil pengukuran rata – rata arus I (Ampere), voltase antar phasa V (Volt) dari ketiga phasa, dan faktor


daya cosφ. Rumus yang dipakai untuk motor tiga phasa adalah (Pedoman pelaksanaan efisiensi energi di PDAM, 2014. Tiony Calvin Kiplangat 2012)

................................(6)

Cos φ diambil dari name plate motor atau panel starter pompa.

Gambar 7. Daya Listrik (P), Daya Poros (Pp) dan Daya Hidrolis (Phid) pada tipikal sistem pompa air. (PDAM, 2014)

2.2.2.2. Daya Poros (P )s

Daya poros atau shaft power, yaitu daya mekanis yang diterima dari motor untuk memutarkan poros, dan selanjutnya digunakan untuk memutar impeller pompa. Daya poros P (kW) dapat dihitung s

melalui rumus di bawah ini (PDAM, 2014. Tiony Calvin

Kiplangat 2012) :

..................................................(7)

η adalah efisiensi motor yang diambil dari data m

name plate motor.

2.2.2.3. Daya Hidrolis (P )h

Daya hidrolis P , yaitu daya yang dipakai untuk h

mendorong air dari satu titik ke titik lainnya dan karena adanya hambatan dari sistem perpipaan, maka terbentuk tekanan (head) tertentu. Daya hidrolis P (kW) dapat dihitung dengan rumus h

umum dibawah ini (PDAM, 2014. Tiony Calvin Kiplangat 2012)

.....................................(8)

Dimana :3Q : debit air (m /dt)

H : selisih discharge dan suction head (m)total2g : gravitasi (m/s )

3ρ : massa jenis (kg/m )

2.2.3. Efisiensi PompaEfisiensi pompa η adalah perubahan daya/ energi p

poros pompa ke daya/energi hidrolis pompa. Pada umumnya efisiensi pompa sudah tercantum dalam lebel name plate pompa. Efisiensi pada sistem

pompa sangat tergantung kepada efisiensi masing-masing komponen sistem. Di bawah ini merupakan rumus dalam menghitung efisiensi pompa total η , (PDAM, 2014. Tiony Calvin Kiplangat 2012) pt

yaitu

...........................................(9)

Sedangkan efisiensi pompa secara individual dapat dihitung dengan persamaan ( PDAM, 2014)

........................................(10)

2.2.4. Efisiensi Motor Listrik Pada umumnya motor penggerak pompa di PDAM menggunakan motor listrik tiga phasa dari jenis motor induksi. Pada motor lama data efisiensi motor tidak tertera pada name plate dan kadang-kadang agak sulit untuk mendapatkannya dari supplier motor. Pada dasarnya efisiensi motor dapat dihitung dengan cara menghitung dulu besaran faktor beban dari motor itu (load factor). Salah satu cara yang mudah tanpa menghentikan opersional pompa dan akurasinya cukup acceptable (akurasi sekitar ±10%) serta data ukur yang diperlukan sudah tersedia dari data hasil pengukuran kelistrikan, yaitu besaran arus (ampere), volt antar phasa, dan faktor daya. Dari data name plate. Adapun cara yang dipakai sesuai dengan apa yang disebut dengan teknik Voltage Compensated Amperage Ratio (PDAM, 2014), yaitu

.........................................(11)

Dimana :LF : Faktor beban (Load Factor)I : Ampere terukur prorate dari tiga phasaukur

V : Voltage terukur rata – rata antar phasaukur

I : Arus sesuai name platenp

V : Voltage antar phasa sesuai name platenp

Setelah faktor beban motor diketahui, maka efisiensi motor dapat dihitung memakai rumus seperti berikut (PDAM, 2014. Tiony Calvin Kiplangat 2012).

....................................(12)

P = Daya motor sesuai name plate (kW)np

P = Daya terukur (daya aktual) dalam in

2.3. MetodologiAlat ukur yang digunakan

2.3.1. Pressure gaugeAlat ini digunakan untuk mengukur tekanan yang dihasilkan oleh aliran air pada sisi keluar pompa sentrifugal. Satuan tekanan berupa psi (pound per square inch), mmHg (milimeter of mercury), bar,


2atm (atmosphere) dan N/m (pascal).

G a m b a r 8 . P r e s s u r e g a u g e ( h t t p s : / / oilnote.wordpress.com) 2012/06/21/ pressure-gauge/).

2.3.2. Water level indicatorAlat digunakan untuk mengukur tinggi / level reservoir atau pun pump well, satuan tinggi yang digunakan berupa meter (m).

Gambar 9. Water level gauge (Sumber :https://rudywinoto.com/water- level-gauge/)

2.3.3. Flow Alat ini digunakan untuk mengukur debit air yang mengalir di dalam instalasi pemipaan pada sistem pompa sentrifugal, satuan yang digunakan adalah

3m /jam dan l/det.

Gambar 10. Flow meter (https://rudywinoto.com/ 2011/06/27/fungsi-flow-meter- 2)

2.4. Metode Pengumpulan DataPengumpulan data berdasarkan observasi lapangan dari pompa sentrifugal distribusi Cilincing, yaitu :

Ÿ Laporan operasi harian , debit aliran (flow rate) pompa aktual dan kebutuhan listik.

Ÿ Kurva pump performance test record dari manufacturer pompa (KUBOTA Corporation).

Ÿ Alat ukur yang terpasang dari objek penelitian.Pompa sentrifugal distribusi yang sedang

beroperasi akan diambil data penelitian, untuk analisis efisiensi pompa sentrifugal distribusi Cilincing.

3. HASIL DAN PEMBAHASANGambar 11 s.d. Gambar 14 meperlihatkan beberapa contoh hasil pengukuran yang dilakukan pada Instalasi CDC (Cilincing Distribution Centre) untuk mengetahui parameter kinerja dari pompa. . Instalasi CDC (Cilincing Distribution Centre) memiliki 5 unit pompa diantaranya 2 pompa kecil

3(No.1 dan 2) kapasitas 45 m /min dan 3 pompa 3besar (No.3, No.4 dan No.5) kapasitas 90 m /min.

Pada waktu penelitian ini dilaksanakan pompa yang beroperasi adalah pompa 2, pompa 4 , pompa 5.

Gambar 11.Pressure output pompa no.2

Gambar 12.Tegangan listrik pompa no.4 (fixed)

Gambar 13.Daya output pompa no. 2 & 5 (VSD)


Tablel 2 masing-masing memperlihatkan data hasil pengukuran untuk pompa no 2, pompa no 4 dan pompa no 5 dengan kapasitas total pompa

316554 m /jam.

Gambar 14. Arus listrik pompa no. 4

Dari data-data yang diperlihatkan pada Tabel 1 dan Tabel 2 dan karakterstik pompa yang dikeluarkan oleh manufaktur pompa Kubota Corpoation berupa “Pump Performance Test Record” (2014) seperti diperlihatkan pada Gambar 11, gambar 12 dan gambar 13 dapat dihitung kapasitas dan efisiensi pompa berikut ini :

3.1. Menghitung Kapasitas Operasi Pompa berdasarkan Karakteristik Pompa dari Manufaktur.

3.1.1. Pompa no 2Dari table 2 dapat dilihat bahwa :Tekanan pompa (discharge pressure) =p = 3,5 d

2 2.kg/cm = 3,5 x 9,81 x 10000 = 343350 N/mTekanan isap (suction pressure) = p = 7,04 m = s

2. 1000 x 7,04 x 9,81 N/m = 69062.4 PaTotal head dari pompa adalah :

Dengan menggunakan gambar 15 grafik “Pump )Performance Test Record” yang diterbitkan oleh

Kubuta Corporation (1992), untuk head 27,96 m didapat debit pemompaan sebesar (Q ) = 73 duty 2

3 3m /min = 4.380 m /jam dan efisiensi pompa η = p

70%.

Gambar 15. “Pump Performance Test Record” 3kapasitas sd m /s (Sumber : KUBOTA

Corporation).

3.1.2. Pompa no 5Dari table 1 dapat dilihat bahwa :Tekanan pompa (discharge pressure) = p = 3,25 d

2 2.kg/cm = 3,25 x 9,81 x 10000= 318825N/mTekanan isap (suction pressure) = p = 7,04 m = s

Tabel 2 Pengambilan data pompa no.4


2. 1000 x 7,04 x 9,81 N/m = 69062.4 Pa.Total head dari pompa adalah :

Dengan menggunakan gambar 16 grafik “Pump Performance Test Record” (Kubuta Corporation 1992). untuk head 25,46 m didapat debit

3pemompaan sebesar (Q ) = 147 m /min = 8820 duty 5 3m /jam dan efisiensi pompa η = 65%.p

Gambar 16. “Pump Performance Test Record” 3kapasitas sd m /s (Sumber : KUBOTA

Corporation).

3.1.3. Pompa no 4Dari table 2 dapat dilihat bahwa :Tekanan pompa (discharge pressure) =p = 5 d

2 2kg/cm = 5 x 9,81 x 10000= 490500 N/mTekanan isap (suction pressure) = p = 7,04 m = s

2. 1000 x 7,04 x 9,81 N/m = 69062.4 PaTotal head dari pompa adalah :

Dengan menggunakan gambar 17 grafik “Pump Performance Test Record” (1992) untuk head 42,96 m didapat debit pemompaan sebesar (Q ) = 123 duty 4

3 3m /min = 7380 m /jam dan efisiensi pompa η = 84 p

%.

Gambar 17. Pump Performance Test Record 3kapasitas sd m /s (Sumber : KUBOTA

Corporation).

Tabel 3. Data pompa berdasarkan Pump Performance Test Record (Kubuta Corporation 1992).

Tabel 3 memperlihathan data-data operasi pompa 2,4 dan 5 berdasarkan “Pump Performance Test Record” (Kubuta Corporation 1992), seperti dapat dilihat pada Gambar 15 sd Gambar 17.

3.2. Menghitung kapasitas aktual PompaDari Tabel 1 dan Tabel 2 dapat dilihat bahwa

3kapasitas total pompa Q = 16554 m /jam.

Apabila diasumsikan losses setiap pompa proporsional dengan “duty capacity” nya maka didapat losses setiap pompa berikut ini :


3.3. Menghitung Efisensi Pompa

3.3.1. Pompa no 23Kapasitas pompa Q = 3523.155 m /jam = 0.978654

3m /sHead pompa H = 27,96 mDaya hidrolis pompa 2 adalah:

Pompa 2 dan pompa 5 beroperasi secara parallel, dari tabel 1 dapat dilihat bahwa arus listrik pada pompa 2 dan pompa 5 masing-masing sebesar 126,6 A dan 228,6 A.

Arus total pada system parallel dari pompa 2 dan pompa 5 adalah :

Dari tabel dapat dilihat bahwa hasil pembacaan VCD, daya output (Po) adalah 1295,6 KW = 1295600 Watt. Voltage dari pompa 2 dan pompa 5 yang beroperasi secara parallel dapat dihitung dengan persamaan

Daya input motor untuk pompa 2 dapat dihitung dengan rumus

Efisiensi pompa 2 yang secara individual dapat dihitung dengan persamaan :

Berdasarkan spesifikasi motor, efisiensi motor ηm

=0,955


3m /sHead pompa H = 25.46 mDaya hidrolis pompa 5 adalah:

Daya input motor untuk pompa 5 dapat dihitung dengan rumus

Efisiensi pompa 5 b8 secara individual dapat dihitung dengan persamaan :

Berdasarkan spesifikasi motor, efisiensi motor η =0,955.m


3m /sHead pompa H = 42,96 mDaya hidrolis pompa 4 adalah:

Dari tabel dapat dilihat bahwa hasil pembacaan VCD, arus I =260,2 A dan Voltage dari pompa 4 adalah 3 kV= 3000 Volt.

Daya input motor untuk pompa 4 dapat dihitung dengan rumus :

Efisiensi pompa secara individual dapat dihitung dengan persamaan:

Berdasarkan spesifikasi motor, efisiensi motor ηm

=0,955

Dari tabel 4 dapat dilihat penghitungan efisiensi masing – masing pompa secara aktual didapatkan data Head, debit dan efisiensi pompa sentrifugal distribusi. Efisiensi pompa 2 didapat 60,87 % hal ini lebih kecil dibandingkan dengan efisiensi pompa 2 yang didapat berdasarkan “Pump Performance Test Record” (Kubuta Corporation 1992). sebesar 70 %. Efisiensi pompa 4 didapat 69,87 % hal ini lebih kecil dibandingkan dengan efisiensi pompa 4


yang didapat berdasarkan “Pump Performance Test Record” (Kubuta Corporation 1992). sebesar 84 %. Efisiensi pompa 5 didapat 61,87 % hal ini lebih kecil dibandingkan dengan efisiensi pompa 2 yang didapat berdasarkan Pump Performance Test Record sebesar 65 %.

Tabel 4. Hasil perhitungan efisiensi masing-masing pompa

Penurunan efisiensi terbesar terjadi pada pompa 4 dimana efisiensi pompa 4 adalah 69,87 % hal ini lebih jauh kecil dibandingkan dengan

efisiensi pompa 4 yang didapat berdasarkan “Pump Performance Test Record” (Kubuta Corporation 1992) sebesar 84 %, hal ini disebabkan karena pompa 4 beroperasi pada kapastas yang jauh lebih kecil yaitu 5936.274 (m³/jam) dibandingkan dengan kapasitas pompa berdasarkan Pump Performance Test Record (Kubuta Corporation 1992). sebesar 7380 (m³/jam).

Penurunan efisiensi pada sistem pempompaan dapat terjadi pada :Pompa, Motor listrik dan Kabel penghubung motor dan sumber listrik. Rendahnya efisiensi pompa disebabkan oleh beberapa hal diantaranya adalah desain sistem yang tidak optimal, terjadinya kavitasi, terjadinya kehausan. instalasi listrik yang tidak memenuhi standar, pola pengoperasian mekanikal dan elektrikal yang tidak tepat, penurunan kinerja peralatan listrik dan pompa, pemeliharaan peralatan mekanikal dan listrik yang tidak sempurna.

3.4. Menghitung Efisiensi Pompa Yang Beroperasi Secara Parallel.

Tabel 5 memperlihathan data pengamatan pompa yang beroperasi secara parallel dengan waktu pengamatan 5 kali .

Objek penelitian

Head (m)

Debit (m³/jam)

Efisiensi pompa

(%) Pompa Sentrifugal no. 2 (VSD)

27,96 3038 60,87

Pompa Sentrifugal no. 4 (FIX)

42,96 6038 59,87

Pompa Sentrifugal no. 5 (VSD)

25,46 7478 61,81

Tabel 5. Data pengamatan pompa sentrifugal distribusi Cilincing

Pada jam 11.00 tekanan isap (suction pressure) = 2. p = 7,2 m = 1000 x 7,2 x 9,81 N/m = 70632 Pa.s

Tekanan pompa (discharge pressure) =p = d2 2.3,1kg/cm = 3,1 x 9,81 x 10000= 304110 N/m

Total head dari pompa adalah :

Apabila pompa 2, 4 dan 5 beroperasi dari tabel 5 dapat dilihat bahwa debit total pompa adalah Q

3 3=16640 m /jam = 4.622222 m /sDaya hidrolis pompa total adalah:

Daya input motor untuk pompa 2, 4 dan 5 dapat dihitung dengan rumus berikut :


Tabel 6. Efiensi total pompa yang beroperasi secara parallel

Dari tabel 6 dapat dilihat hasil perhitungan apabila pompa 2, 4 dan 5 beroperasi secara parallel. Pada pengamatan jam 11.00 efisiensi total pompa adalah 46,05 %, efisiensi tertinggi terjadi pada jam 15.00 efisiensi total pompa adalah 49,8 %.

4. KESIMPULANApabila pompa beroperasi secara individual Efisiensi pompa 2 didapat 60,87 % hal ini lebih kecil dibandingkan dengan efisiensi pompa 2 yang didapat berdasarkan “Pump Performance Test Record” sebesar 70 %. Sedangkan pompa 5 efisiensinya adalah 61,87 %. Rendahnya efisiensi pompa disebabkan oleh beberapa hal diantaranya adalah desain sistem yang tidak optimal, terjadinya kavitasi, terjadinya kehausan. instalasi listrik yang tidak memenuhi standar, pola pengoperasian mekanikal dan elektrikal yang tidak tepat, penurunan kinerja peralatan listrik dan pompa, pemeliharaan peralatan mekanikal dan listrik yang tidak sempurna.

Penurunan efisiensi terbesar terjadi pada pompa 4 dimana efisiensi pompa 4 adalah 69,87 % hal ini lebih jauh kecil dibandingkan dengan efisiensi pompa 4 yang didapat berdasarkan “Pump Performance Test Record” sebesar 84 %, hal ini disebabkan karena pompa 4 beroperasi pada kapastas yang jauh lebih kecil yaitu 5936.274 (m³/jam) dibandingkan dengan kapasitas pompa berdasarkan “Pump Performance Test Record” sebesar 7380 (m³/jam).

Apabila pompa 2,4 dan 5 beroperasi secara parallel, efisiensi total pompa tertinggi terjadi jam 15.00 yaitu 49,8 %.

DAFTAR PUSTAKAAnonimous (2014), Pedoman Pelaksanaan Efisiensi Energi di

PDAM, Direktorat Pengembangan Air Minum, Direktorat Jenderal Cipta Karya, Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat bekerjasama dengan USAID IUWASH dan USAID ICED.

Anonimous (1992), Pump Performance Test Record , Kubota Corporation.

Anonimous (2009), Energy Efficiency Best Practice Guide Pumping Systems, Sustainability Victoria .

Anonimous (2011),Evaluat ion of Water Pumping System,Energy Efficiency Assessment Manual, Inter-American Development Bank.

Bashir Garba. I.1,*, Yusuf Jibril2, Laminu S. K3 An Electrical Energy Audit of Water Pumping Machines, An Electrical Energy Audit of Water Pumping Machines.

Budi Agung Raharjo,Unggul Wibawa, Hadi Suyono (),Studi Analisis Konsumsi dan Penghematan Energi di PT. P.G. Krebet Baru I.

Dietzel, Fritz (1996). Turbin, Pompa dan Kompresor. Alih bahasa Dakso Sriyono, Erlangga, Jakarta.

Fu Yongzheng, Cai Yaqiau, Wu Keqi, 2005 Forecasting The Energy Saving Benefit of Variable Speed Pump, Task Quarterly 10 No 1, 27–33.

Garibotti Edoardo (2008), Energy Saving and better performances through variable speed drive application in desalination plant brine blowdown pump service, Desalination, vol 220, pp 496-501.

Kneissl Johan (2010), Energi Optimization of System by Using Variable Speed Driven Pumps, ITT 2010.

Pulido-calvo Inmaculada, Gutierrez-Estrada Juan Carlos, Asensio-Fernandes Ricardo, (2006), Optimal design of pumping station of island intensive fishfarms, Aquacultural Engineering, vol. 35, pp. 283-291.

Sharad P. Jagtap1, Anand N. Pawar2 (2013), Energy Efficiency Evaluation in Pumping System, Modern Mechanical Engineering,3, 171-180.

Tahara, Haruo. (2006), Pompa dan Kompresor, pemilihan dan pemakaian dan pemeliharaan. Alih bahasa Sularso , PT Pradnya Paramita, Jakarta, 2006.

Tiony Calvin Kiplangat (2012), An Energy Assessment of the Water Pumping Systems at the Gegiri Pumping Station, Master of Science Energy Management Thesis, Deepartemen Mechanical Engineering, University of Nairobi.

Zhang He, Xia Xiaohua, Zhang Jiangfeng, (2011), Optimal sizing and operation of pumping system to achieve energy efficiency and load shifting, Electric Power Systems Research.

Waktu Debit Total Q(m³/dtk)

Efisiensi pompa total

ηpt

(%)

11.00

4,62

46,05

12.00

4,60

47,9

13.00

4,60

48,2

14.00

4,57

49,2

15.00

4,60

49,8

Rata -

rata

4,60

48,23


EVALUASI EFISIENSI POMPA SENTRIFUGAL PADA UNIT …

Documents