Kompresor udara dengan kapasitas aliran q = 0,6 nm³/menit dan tekanan p = 0,80 MPa, berapa jumlah gas yang dihasilkan per tahun?

Memahami kapasitas aliran dan parameter tekanan pada kompresor udara

Sebelum menghitung kapasitas produksi gas tahunan dari kompresor udara, terlebih dahulu perlu memahami dengan tepat parameter‑parameter utama yang tertera pada pelat nama peralatan. Pada soal tersebut…q=0,6 Nm³/menitMerupakan laju aliran volumetrik (kapasitas buangan) dari kompresor udara; di mana “Nm³” merujuk pada meter kubik standar, yaitu volume gas pada keadaan standar (umumnya 0°C dan tekanan atmosfer standar). Ini berarti bahwa kompresor udara tersebut mampu menghasilkan 0,6 meter kubik udara terkompresi per menit.

Parameterp= 0.80MPaMerupakan indikator tekanan buang, yaitu tingkat tekanan saat udara terkompresi dikeluarkan. Dalam perhitungan total produksi gas, karena volume buang telah dikonversi ke volume pada kondisi standar (Nm³), parameter tekanan lebih digunakan untuk menilai kebutuhan tekanan pada jaringan pipa serta kesesuaian dengan peralatan pengguna akhir; sehingga tidak secara langsung dimasukkan dalam perhitungan perkalian dengan laju produksi gas standar.

Rumus perhitungan teoritis untuk kapasitas produksi gas tahunan

Dasar perhitungan kapasitas produksi gas tahunan teoretis adalah hasil perkalian antara kapasitas buang terukur peralatan dengan waktu operasi aktual. Rumus perhitungan dasarnya sebagai berikut:

Volume gas tahunan (Nm³/tahun) = Volume buangan per menit (Nm³/menit) × 60 menit × Jumlah jam operasi harian (jam/hari) × Jumlah hari operasi tahunan (hari/tahun)

Karena sistem penjadwalan produksi antara berbagai perusahaan sangat bervariasi, jumlah gas yang dihasilkan per tahun tidak memiliki nilai standar yang absolut dan tetap; melainkan harus diperkirakan secara klasifikasi berdasarkan kondisi operasional yang sebenarnya.

Estimasi jumlah gas yang dihasilkan per tahun pada berbagai kondisi operasi

Berdasarkan kapasitas keluaran gas terukur sebesar 0,6 Nm³/menit, jumlah produksi gas standar per jam adalah 0,6 × 60 = 36 Nm³/jam. Berikut ini adalah perkiraan produksi gas tahunan secara teoretis pada beberapa mode operasi industri yang umum:

• Beroperasi terus-menerus sepanjang tahun (24 jam/hari, 365 hari/tahun): Cocok untuk industri kimia, manufaktur berkelanjutan, dan sektor lain yang memerlukan operasi tanpa henti. Jumlah gas yang dihasilkan per tahun = 36 × 24 × 365 =315.360 Nm³.
• Operasi dengan sistem dua shift (16 jam/hari, 250 hari/tahun): Cocok untuk perusahaan dengan dua shift kerja yang melakukan pemrosesan mekanis dan perakitan secara rutin. Jumlah gas yang dihasilkan per tahun = 36 × 16 × 250 =144.000 Nm³.
• Operasi dengan satu shift (8 jam/hari, 250 hari/tahun): Cocok untuk industri ringan, pabrik pengolahan kecil, dan perusahaan dengan jam kerja reguler. Jumlah gas yang dihasilkan per tahun = 36 × 8 × 250 =72.000 Nm³.

Faktor penyebab deviasi antara produksi gas aktual dengan nilai teoretis

Dalam aplikasi industri nyata, kapasitas produksi gas tahunan sebenarnya dari kompresor udara umumnya sedikit lebih rendah daripada nilai perhitungan teoretis yang disebutkan di atas. Faktor-faktor utama yang memengaruhi antara lain:

• Perubahan kondisi lingkungan: Peningkatan suhu udara masuk atau kenaikan ketinggian dapat menyebabkan penurunan kerapatan udara, sehingga massa udara yang sebenarnya dihirup berkurang, yang pada gilirannya memengaruhi kapasitas buangan standar.
• Peralatan yang menua dan aus: Seiring bertambahnya waktu operasi, keausan pada rotor mesin dan menurunnya kedapatan katup gas akan menyebabkan penurunan efisiensi volumetrik serta berkurangnya kapasitas aliran gas buang.
• Kebocoran sistem dan penurunan tekanan: Kebocoran kecil pada sistem jaringan pipa serta penurunan tekanan yang terjadi pada filter dan pengering akan menyebabkan berkurangnya volume udara efektif yang tersedia di titik akhir.
• Waktu pemuatan dan pembongkaranJika kompresor udara tidak beroperasi pada beban penuh dengan frekuensi daya listrik yang konstan, melainkan berada dalam kondisi sering memuat dan melepaskan beban, maka laju aliran udara keluar rata-rata aktualnya akan lebih rendah daripada nilai nominal.

Oleh karena itu, dalam perencanaan penggunaan gas di bengkel maupun perhitungan konsumsi energi, disarankan untuk mengalikan nilai perhitungan teoretis dengan koefisien efisiensi gabungan sebesar 0,85 hingga 0,95, guna memperoleh data volume produksi gas tahunan yang lebih sesuai dengan kondisi nyata.