Prosiding Seminar Hasil Penelitian P2TRR Tahun 2003 ISSN 0854-5278 EVALUASI UNJUK KERJA POMP A SEKUNDER REAKTOR SERBAGUNA G.A SIW ABESSY SETELAH BEROPERASI SELAMA 15 TAHUN1) Suroso, Slamet Wiranto Pusat Pengembangan Teknologi Reaktor Riset - BATAN ABSTRAK EVALUASI UNJUK KERJA POMPA SEKUNDER REAKTOR SERBAGUNA GA. SIWABESSY SETELAH BEROPERASI SELAMA 15 TAHUN. Setelah reaktor beroperasi lebih dari 15 tahun sejak dioperasikan pertama kali tahun 1987 terdapat indikasi penurunan kinerja sistem pendingin sekunder. Penurunan kinerja sistem pendingin sekunder ini diantaranya disebabkan oleh kurang optimalnya kinerja pompa pendingin sekunder, salah satu cara untuk memastikan dugaan ini adalah dengan melakukan evaluasi terhadap kinerja pompa pendingin sekunder dari karakteristik pompa pada awal dioperasikannya yaitu kondisi komisioning dengan kondisi setelah pompa beroperasi lebih daTi 15 tahun. Eksperimen dilakukan pada dua pompa yang beroperasi yaitu PA02 APOI clan PAOI APOI. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa kondisi pompa sekunder PAO2APOI pada titik kerja pompa antara 95-110 % masih dalam keadan baik, sedangkan untuk pompa PAO1 APO1 menunjukkan adanya penurunan kinerja yaitu pada harga kapasitas 1950 m3/h diperoleh harga head, efisiensi clan daya pompa terdapat penyimpangan lebih daTi 10 % dad harga kondisi komisioning. Kata kunci : evaluasi, pompa, unjuk kerja ABSTRACT EVALUATION OF THE SECONDARY PUMP GA. SIWABESSY REACTOR PERFORMANCE AFTER 15 YEARS OPERATION. Reactor has been operated more than 15 years since its first criticality in 1987. The reactor has an indication degradation of secondary cooling system performance. Due to the secondary pumps not well performance. To ensure this prediction it was carried out evaluation of the secondary pumps characteristics during commissioning and after 15 years operation. The experiment has been done while two pumps PAOI APOI and PAO2 APOI were in operation. The results showed that the pumps PA02 APO1 is under 95 - 110 %n is working performance and PAO1APO1 with the flow capacity of 1950 m3fh has decreased performance arround 10 %. Key word: Evaluation, Pump, Performance 105
12
Embed
evaluasi unjuk kerja pompa sekunder reaktor serbaguna ga ...
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Prosiding Seminar Hasil Penelitian P2TRRTahun 2003
ISSN 0854-5278
EVALUASI UNJUK KERJA POMP A SEKUNDER REAKTOR
SERBAGUNA G.A SIW ABESSY SETELAH BEROPERASI
SELAMA 15 TAHUN1)
Suroso, Slamet Wiranto
Pusat Pengembangan Teknologi Reaktor Riset -BATAN
ABSTRAK
EVALUASI UNJUK KERJA POMPA SEKUNDER REAKTOR SERBAGUNA GA.
SIWABESSY SETELAH BEROPERASI SELAMA 15 TAHUN. Setelah reaktor
beroperasi lebih dari 15 tahun sejak dioperasikan pertama kali tahun 1987 terdapat indikasi
penurunan kinerja sistem pendingin sekunder. Penurunan kinerja sistem pendingin sekunder
ini diantaranya disebabkan oleh kurang optimalnya kinerja pompa pendingin sekunder, salah
satu cara untuk memastikan dugaan ini adalah dengan melakukan evaluasi terhadap kinerja
pompa pendingin sekunder dari karakteristik pompa pada awal dioperasikannya yaitu kondisi
komisioning dengan kondisi setelah pompa beroperasi lebih daTi 15 tahun. Eksperimen
dilakukan pada dua pompa yang beroperasi yaitu PA02 APOI clan PAOI APOI. Hasil
eksperimen menunjukkan bahwa kondisi pompa sekunder PAO2APOI pada titik kerja pompa
antara 95-110 % masih dalam keadan baik, sedangkan untuk pompa PAO1 APO1
menunjukkan adanya penurunan kinerja yaitu pada harga kapasitas 1950 m3/h diperoleh
harga head, efisiensi clan daya pompa terdapat penyimpangan lebih daTi 10 % dad harga
kondisi komisioning.
Kata kunci : evaluasi, pompa, unjuk kerja
ABSTRACT
EVALUATION OF THE SECONDARY PUMP GA. SIWABESSY REACTOR
PERFORMANCE AFTER 15 YEARS OPERATION. Reactor has been operated more
than 15 years since its first criticality in 1987. The reactor has an indication degradation of
secondary cooling system performance. Due to the secondary pumps not well performance.
To ensure this prediction it was carried out evaluation of the secondary pumps
characteristics during commissioning and after 15 years operation. The experiment has been
done while two pumps PAOI APOI and PAO2 APOI were in operation. The results showed
that the pumps PA02 APO1 is under 95 - 110 %n is working performance and PAO1 APO1
with the flow capacity of 1950 m3fh has decreased performance arround 10 %.
Key word: Evaluation, Pump, Performance
105
ISSN 0854-5278
PENDAHULUAN
Keselamatan reaktor nuklir sangat
bergantung kepada keutuhan elemen
teras, panas yang dibangkitkan oleh
bahan bakar di teras reaktor, dipindahkan
oleh fluida pendingin sistem pendingin
primer secara konveksi paksa dengan
bantuan pompa primer ke penukar kalor,
kemudian sistem pendingin sekunder
mengambil panas dari penukar kalor
secara konveksi paksa pula dengan
bantuan pompa sekunder yang akhirnya
dibuang ke lingkungan melalui menara
pendingin. Reaktor Serbaguna G.A
Siwabessy telah beroperasi selama 15
tahun lebih sejak dioperasikannya
pertama kali tahun 198i) terdapat
indikasi penurunan unjuk kerja sistem"
pendingin reaktor, hila pacta saat awal
operasi pembuangan panas pacta daya
reaktor 15 MW cukup menggunakan 3
blower akhir-akhir ini pacta daya yang
sarna membutuhkan 4 sampai dengan 5
blower menara pendingin. Penurunan
unjuk kerja ini pacta sistem sekunder
dapat disebabkan oleh alat penukar kalor,
menara pendingin atau pompa pendingin
sekunder, untuk itu perlu dilakukan
evaluasi. Evaluasi pacta kertas kerja ini
dibatasi hanya untuk unjuk kerja pompa
sekunder dengan meninjau ulang
karakteristik pompa pada kondisi
terakhir setelah beroperasi 15 tahun atau
17.000 jam operasi dibandingkan dengan
kondisi komisioning (awal operasi) yang
telah sesuai hasil eksperimennya dengan
kondisi desainnya.
Evaluasi Unjuk Kerja PompA Sekunder..Suroso, dkk
Evaluasi unjuk kerja pompa
meliputi evaluasi head total, daya clan
efisiensi pompa sebagai fungsi kapasitas
aliran serta titik kerja pompa, diharapkan
dari evaluasi ini diperoleh kurva
karakteristik pompa sekunder RSG-GAS
pactakondisi mutakhimya.
DASAR TEORI
Pompa Sentrifugal
Pompa adalah suatu me sin yang
memindahkan fluida dari tempat yang
lebih rendah ke tempat yang lebih tinggi,
pacta pompa jenis sentrifugal hal terse but
dilakukan oleh sudu-sudu (i111peller)2)
Daya dari luar diberikan kepada paras
untuk memutar sudu-sudu didalam zat
cair, maka zat cair yang terdapat di
dalam sudu-sudu akan ikut berputar,
karena timbul gaya sentrifugal maka zat
cair mengalir dari tengah sudu-sudu keluar melalui saluran diantara sudu-sudu.
Head tekanan zat cair menjadi lebih
tinggi, demikian pula head kecepatannya
bertambah besar karena zat cair
mengalami percepatan. Zat cair yang
keluar dari sudu-sudu ditampung di
dalam saluran yang berbentuk spiral
(volute) di sekeliling sudu-sudu clan
disalurkan keluar pompa melalui nose!.
Di dalam nosel ini sebagian head
kecepatan aliran diubah menjadi head
tekanan, dalam hal ini terlihat bahwa
sudu-sudu berfungsi memberikan kerja
kepada zat cair, sehingga energi yang
dikandungnya menjadi bertambah besar.
Selisih energi persatuan massa atau head
<nc
Prosiding Seminar Hasil Penelitian P2TRRTahun 2003
total zat cair antaraflens hisap danflens
keluar pompa disebut head total pompa.Jelas dari uraian di atas bahwa
pompa sentrifugal dapat mengubah
energi mekanik dalam bentuk kerja paras
menjadi energi didalam fluida, energi
inilah yang mengakibatkan pertambahan
head tekanan, head kecepatan clan head
potensial pada zat cair yang mengalir
secara kontinyu.
Beberapa pertimbangan yang perlu
dilakukan dalam desain clan pemilihan
pompa sentrifugal adalah efisiensi
pompa tinggi dengan kondisi tekanan
positip neto sisi hisap yang diperlukan
kecil, keandalan tinggi, rentang kapasitas
operasi cukup lebar clan harga rendah
tetapi pada kenyataannnya antara
parameter-parameter tersebut saling
mempengaruhi bahkan saling
berlawanan satu dengan yang lain. Hasil
desain suatu pompa sulit untuk
memenuhi banyak kriteria sehingga
diperlukan teknik clan pedoman untukmenentukan karakteristik clanunjuk kerja,
untuk keperluan tersebut digunakan
kriteria menggunakan suatu kurva
karakteristik yang menyatakan hubungan
antara. head, daya clan efisiensi sebagai
flings] kapasitas aliran .
Karakteristik pompa sentrifugalditentukan oleh desain sudu-sudu clan
motor penggeraknya. Bentuk clanukuran
sudu serta besarnya motor penggerak
akan 11II1enentukanharga clan hubungan
antam kapasitas aliran dengan head, daya
clan e:llisiensi.Terjadinya kerusakan clan.
perubaihan sudut sudu-sudu pompa
ISSN 0854-5278
selama operasi menjadi faktor utama
yang menyebabkan perubahan
karakteristik pompa, kerusakan
sudu-sudu dapat terjadi karena masuknya
benda-benda asing bersama fluida ke
dalam pompa saat beroperasi. Hal lain
yang dapat mempengaruhi perubahan
karakteristik pompa adalah karena poras
motor clan pompa tidak segaris, atau
ketidak simetrisan pondasi saat
pembuatan sehingga berakibat getaran
terlalu besar disamping unjuk kerja
motor penggerak clantata letak juga akan
berpengaruh terhadap karakteristik clan
titik kerja pompa.
Faktor lain yang dapat
menyebabkan penurunan unjuk kerja
pompa adalah terjadinyanya kavitasi.
Kavitasi adalah gejala menguapnya zat
cair yang sedang mengalir karena
tekanannya turun sampai dibawah
tekanan jenuhnya'). Hal ini dapat terjadi
pada zat cair yang sedang mengalir di
dalam pompa maupun di dalam pipa
Pada pompa, bagian yang mudah
mengalami kavitasi adalah pada sisi
hisapnya. Jika pompa mengalamikavitasi maka akan timbul suara berisik
clangetaran, selain itu unjuk kerja pompa
akan menurun secara tiba-tiba, sehingga
pompa tidak dapat bekerja pada kondisi
terbaiknya. Untuk menghindari
terjadinya kavitasi hams diusahakan agar
tidak ada satupun bagian dari aliran di
dalam pompa yang mempunyai tekanan
statis lebih rendah dari tekanan uap jenuh
cairan pada temperatur yang
bersangkutan. Di dalam hal ini perlu
107
ISSN 0854-5278
diperhatikan dua macam tekanan yang
memegang peranan, yaitu tekanan yang
ditentukan oleh kondisi lingkungan
dimana pompa dipasang yang disebut
sebagai tekanan positip sisi hisap yang
tersedia (Net Positive Suction Head
Available=NPSHA) daTI tekanan yangditentukan oleh keadaan aliran didalam
pompa yang disebut sebgai tekanan
positip sisi hisap yang diperlukan (NetPositive Suction Head
Required=NPSHR).
NPSHA adalah head yang dimiliki zat
cair pactasisi hisap pompa yang harganya
ekivalen dengan tekanan mutlak pactasisi
hisap pompa dikurangi dengan tekanan
uap jenuh zat cair di tempat tersebut yang
besarnya sarna dengan tekanan pacta
kondisi luar dimana pompa dipasang.
Bila pompa dioperasikan, tekanan
terendah di dalam pompa terdapat pactasuatu titik dekat sisi masuk sudu-sudu.
Di tempat tersebut tekanan lebih rendah
dari tekanan pacta lubang hisap pompa.
Agar tidak terjadi penguapan zat cair,
maka tekanan pacta lubang masuk pompa
dikurangi penurunan tekanan didalarn
pompa harns lebih tinggi dari tekanan
uap air. Head tekanan yang besarnya
sarna dengan penurunan tekanan ini
disebut head neto positip sisi hisap
yang diperlukan (NPSHR). Harga
NPSHR untuk suatu pompa berbeda-beda,
daTIberubah sebgai fungsi kapasitas daTI
putaran sudu-sudunya.
Suatu pompa agar dapat bekerja tanpa
mengalami kavitasi, maka harus
memenuhi persyaratan, dimana nilai
Evaluasi UnjukKerjaPompA Sekunder..Suroso, dkk
bahwa NPSHA barns lebih besar daripada
NPSHR. Besar harga NPSHA dapat
dihitung daTI ditentukan dari harga
kondisi instalasi, sedangkan besar harga
NPSHR diperoleh dari pabrik pembuat
pompa.
Karakteristik suatu pompa dapat
ditentukan dari hubungan antara head,
efisiensi daTIdaya pompa sebagai fungsi
kapasitas aliran yang digarnbarkan dalamsuatu kurva karakteristik.
TATAKERJA
Sistem Reaktor
Reaktor Serbaguna G.A.
Siwabessy merupakan reaktor nuklir
jenis material testing reactor (MTR)
menggunakan kolam terbuka dengan
daya nominal 30 MW thermal. Teras
reaktor berisi 40 bundel elemen bakar
daTI 8 clemen kendali yang tersusun
dengan matrix lOx 10. Bunde! elemen
bakar tersusun dari 21 plat elemen bakar
yang terbuat dari U30sAI dengan
pengkayaan U235 19,95 % daTI
kerapatan 2,96 %.1)
Sistem pending in reaktor terdiri
sistem pendingin primer daTI sistem
pendingin sekunder, yang berfungsi
untuk menjaga suhu teras reaktor agar
tetap dalam kondisi operasional. Sistem
pending in primer menggunakan air
ringan bebas mineral (H2O) sebagai
fluida pending in yang sekaligus
berfungsi sebagai moderator neutron
untuk mendukung berlangsungnya reaksi
fisi. Panas yang dihasilkan teras reaktor
A1"\'"
Prosiding Seminar Hasil Penelitian P2TRRTahun 2003
diambil oleh sistem pendingin primer
clanmelalui alat penukar kalor diteruskan
ke sistem pendingin sekunder untuk
selanjutnya dilepaskan ke udara oleh
blower menara pendingin.
Pompa Sistem Sekunder
Sistem pendingin sekunder
merupakan tempat pembuangan panasterakhir dari sistem RSG.GAS. Fluida