Compressor Surging - Anti Surge Control

Kompressor sentrifugal memiliki tiga parameter operasi yaitu: Speed, Head, dan Flow. Speed adalah kecepatan putar kompressor, Head adalah energi per berat dari kompressor (satuannya feet or meter satuan panjang, jadi bingung :p) untuk menaikkan pressure dari pressure inlet (Pin) menjadi pressure outlet (Pout), Flow adalah aliran fluid yang sedang ditransfer oleh kompressor. “Kompressor sentrifugal dapat mencapai kondisi maksimum headnya pada speed tertentu, pada kondisi tersebut akan dilewatkan fluida dengan flow tertentu pula“. Pernyataan di atas disebut sebagai batas kondisi puncak/maksimum stabil dari kompressor. Nah, pada saat Headnya naik (artinya kira-kira Pout membesar) maka flowrate akan turun mengikuti Performance Curve dari kompressor tersebut. P-out membesar bisa jadi karena di pipa yang dialiri oleh discharge kompressor terdapat sumbatan, filternya kotor, atau mungkin juga baju ketinggalan di dalam pipa (ahh nggak mungkin ini), dll. Salah satu contoh Performance Curve dari kompressor adalah sebagai berikut:



Performance Curve di atas menghubungkan Isentropic Head vs Flowrate. Anyway karena pada gambar di atas menggunkan istilah isentropic dan kata “isentropic” merupakan kata yang sakral dan susah dimengerti oleh orang biasa kaya saya, maka saya harus meninggalkan grafik di atas. Mari kita temukan performance curve yang lain yang serupa tetapi menggunakan hubungan Compression Ratio vs Flowrate (harapannya semoga lebih mudah). Ketemu Performance Curve Compressor seperti di bawah ini:


Gambar 2

Absisnya adalah Q1 (Flowrate) dan Ordinatnya adalah Rho = Pout/Pin. Sedangkan N1 dan N2 adalah kecepatan putar dari kompresor (rpm). Nah garis melengkung ke atas itu adalah Surge Line. Daerah di kanan surge line adalah daerah stabil kompresor, daerah di kiri surge line adalah daerah tidak stabil. Grafik di atas dapat dibaca sebagai berikut: Ketika kompresor running dengan speed N1 kemudian Rho membesar (misal karena Pout membesar) maka Q1 akan mengecil mengikuti line N1 tersebut. Begitu grafik sampai di surge-line maka kestabilan kompressor akan terganggu. Kalau kestabilan kompressor terganggu apa dampak secara mechanical kepada kompressor? Let’s give it to mechanical engineer to explain, ambil intinya saja mechanical engineer tidak ingin kompressornya masuk surging area. The duty of instrument engineer is to ensure the plot point Rho againts Q1 is not in the surge area atau melintas di kiri surge line. It means

Q1 should not be allowed to drop
Rho should not be allowed to raise

Flow Q1 jangan sampai jatuh, artinya suction dan discharge harus bisa mengalirkan fluida pada jumlah yang berada di kanan surge line-nya. Flow Q1 bisa jatuh karena suctionnya kekurangan flowrate atau juga bisa karena dischargenya kompressor di line downstreamnya ada sumbatan atau bahkan mungkin ada valve nutup. Atau kenapa lagi ya? Helm projek ketinggalan di dalam. Rho-nya (Pout / Pin) jangan sampai naik, gimana caranya? Pressure ini akan berperilaku seiring dan sejalan meski tak serupa dengan flowrate, bukan?. Kalau flowrate lancar tekanan discharge juga tidak akan naik meninggi. Bayangkan saja kalau flowrate di discharge menjadi terganggu sampai mendekati mampet-pet, maka pressure akan naik dan Rho menjadi membesar dan masuk dan melintasi surge line.

Solusinya bagaimana? Cara yang disampaikan oleh Robert C. White dan Rainer Kurz dalam artikel Surge Avoidance for Compressor System adalah schematic berikut:



Sumber : http://novakurniawan.wordpress.com/2010/06/22/compressor-surging-anti-surge-control/