Plunger pump adalah API 675 (control volume recip) dimana dirancang utk memompa specific volume terhadap positive differential pressure antara suction dan discharge pompa. Secara umum, normalnya delivered volume di kendalikan (controllable) dalam setting 1% toleransi.

Ada beberapa mekanisme capacity control: micrometer (manual), electronic dan pneumatic, atau dengan speed capacity control.

Pada mekanisme micrometer, terdapat hand-knob di pompa yang bisa diadjust untuk me’longgarkan’ stroke locking screw. Lakukan sampai persentasi kapasitas yang diinginkan terlihat di stroke indicator plate (yang terdapat di dekat hand-knob).

Untuk electronic dan pneumatic, setting bisa dilakukan di control unit dengan bantuan signal electronic atau pneumatic.

Untuk speed capacity control tentunya dengan menggunakan variable speed motor yang bisa mengatur kecepatan driver. Perlu dicermati efek komersial dan penambahan panel dari MCC terhadap penggunaan speed control ini.

Recip pump mempunyai karakteristik pulsation flow dimana (teoritikal) pump delivery akan mengikuti kira-kira seperti kurva sinusoidal dengan puncak flow sesaat 3.14 (phi) dari flow rate rata-rata. Untuk itu perlu dipertimbangkan bahwa piping harus didesain 3.14 x dari pump capacity.

Apakah harus selalu begitu? Tidak juga, anda harus mencermati juga kecepatan fluida di piping (jangan terlalu cepat / lambat) dan juga optimasi mengurangi rugi aliran viscous.

Belum tentu. Biasanya oil free compressor itu berarti bahwa tidak ada oil / lubrication untuk cylinder (sebagai coolant). Namun untuk bearing, biasanya tetap digunakan oil sebagai lubrikasi. Tapi ini tidak mempengaruhi ‘kebersihan’ dari delivered air, karena oil di bearing tidak akan bersentuhan langsung dengan udara yang di kompress.

Namun, jika yang digunakan adalah magnetic bearing, maka ya oil free compressor tidak memerlukan oil setitik pun.

Oil free air compressor biasanya dipilih untuk aplikasi dimana tidak boleh ada oil carry over dalam utility / instrument air dalam unit process-nya. Biasanya ini diterapkan di pabrik petrochemical, pharmaceutical, etc yang productnya sangat sensitif terhadap contaminant.

Kebalikannya, untuk general purpose industry (termasuk diantaranya oil and gas), oil flooded (oil lubricated) bisa diterima. Jika memang dikhawatirkan akan ada oil carry over, biasanya setelah air compressor dipasang pre filter yang cocok untuk oil removal filtration.

Kadar oil dalam udara biasanya mengacu ke ISO 8573-1 sbb:

Class 1: less than 0.01 mg/m3; Class 2: less than 0.1 mg/m3, Class 3: less than 1 mg/m3

Sebenarnya secara definisi, bisa dilihat di API terkait tapi secara umum – dalam bahasa yang lebih membumi – keduanya bisa dibedakan sebagai berikut:

Performance test ditujukan untuk mengecek kemampuan rotating equipment mencapai kurva performa yang diinginkan / dijanjikan oleh vendor. Yang paling umum tentunya untuk centrifugal (baik pump maupun kompressor) adalah head-capacity curve. Nah, saat pengetesan performance (kinerja) ini biasanya vibrasi, power, bearing temperature juga diukur.

Mechanical run test lebih ditujukan pada kemampuan rotating equipment untuk bekerja dalam waktu yang panjang (biasanya bisa sampai 4 jam) dengan syarat temperature oil telah stabil (sudah bersirkulasi dengan sempurna). Saat run test hal-hal yang belum tentu digaransi (seperti oil leak, air leak) juga ditest. Test run juga harus jelas apakah shop device atau contract device (shaft, bearing, cooler system) yang boleh digunakan.

Biasanya reciprocating compressor (baik API 11P maupun API 618) hanya menjalani mechanical run test sekitar 4 jam di shop, itupun dalam keadaan unloaded (silinder valve dicopot).

Sedangkan full load performance test sangat tidak umum dilaksanakan karena tidak praktis (karena umumnya recip adalah high-duty) dan juga karena performance dan kapasitas bisa diprediksi dengan mengetahui dimensi silender, kecepatan piston dan juga K-value dari gas yang digunakan.

Perlu diingat, perbedaan utama dan prinsip dari performance test dan mechanical run test. Bisa dibaca diposting terkait

Secara umum, hampir gak ada satu factory/manufakturer yang bisa comply 100% terhadap API (atau international standar lainnya), biasanya mereka menyebutnya sebagai clarification (penjelasan) dan exception (pengecualian). Saya kira ini memang masuk akal, karena sebenernya API (dan std lainnya) ‘hanya’ kumpulan best practice dan merupakan sarana untuk apple-to-apple, bukan semacam check list atau kitab suci yang harus dipatuhi oleh semua pihak.

Masalahnya, banyak sekali para client (company) yang gak ngerti tentang ini dan memaksa para vendor (atau kontraktor) untuk mematuhinya, bahkan mencantumkan kalimat ‘jika ada deviasi maka fail’. Menurut saya ini sangat konyol dan menunjukkan ketidakpahaman yang bersangkutan.

Kembali ke topik awal, tentang clarification dan exception, menurut saya bisa dipahami sbb:

clarification adalah penjelasan vendor terhadap klausul tertentu di API yang dianggap kurang jelas atau sangat general. Biasanya ini menyangkut ke design bukan kelengkapan alat. Katakanlah API menyatakan batas vibrasi adalah sekian mm/s yang sulit dipenuhi oleh vendor. Untuk itu kita perlu lihat tujuan dari API kenapa ada batas vibrasi demikian, jika -katakanlah- tujuan untuk memperpanjang umur bearing, tentunya kita perlu diskusikan lebih lanjut tentang design bearing vendor bersangkutan.

sedangkan exception adalah pengecualian vendor terhadap permintaan tertentu dari API. Biasanya ini lebih kepada kelengkapan alat/prosedur atau material, katakanlah API menyatakan bahwa untuk performance test harus 4 jam namun vendor menyatakan hanya mau 3 jam.  Terhadap hal hal pengecualian seperti ini, saya kira kita harus lebih teliti karena menyangkut hal2 yang prinsipil.

Sekali lagi, semua yang dikemukan di atas adalah case-by-case, dan perlu diperdalam analisisnya…

Seringkali dalam pemilihan pompa kita dihadapkan pada situasi dimana pompa yang dipilih hanya memerlukan low flow (kapasitas yang rendah). Jika low flow high head, mungkin agak lebih ‘menantang’ karena anda bisa memikirkan alternative high speed pump (seperti sundyne). Tapi jika low flow low-to-normal-head, anda ‘terpaksa’ memilih pompa yang mempunyai karakteristik performance curve di sebelah kiri, dimana rated capacity bisa lebih kecil daripada minimum flow yang harus dikenakan pada model pompa tersebut.

Biasanya yang dalam situasi begini adalah pump non-process alias utility, dan bisa lebih ‘menyebalkan’ lagi jika client tetap meminta API 610 Pump.

Solusi yang paling klasik adalah tentunya dengan menggunakan back flow sehingga setidaknya minimum flow bisa dicapai. Namun perlu diingat bahwa kita akan rugi energi karena memompa fluida tapi tidak digunakan semuanya.

Masalah lain adalah masalah vibrasi karena semakin ke kanan (jauh dari Best Efficiency Point) pompa bertendensi semakin rentan terhadap vibrasi. Perlu diingat bahwa API 610 dan ANSI/ASME B73.1 punya pendekatan yang berbeda dalam penanganan dan pengukuran vibrasi, namun perhatian lebih bisa ditujukan (dalam kasus terjadi kemungkinan high vibration karena too low flow) kepada mouting (apakah centerline atau foot) dan juga baseplate foundation.

Satu aspek lagi yang perlu ditinjau adalah temperature rise problem, yang mana bisa dipantau terus dengan mengevaluasi temperature bearing dan juga mechanical seal performance.

De-rating bermakna disini sebagai turunnya published power dari gas turbine karena faktor lingkungan tempat GT tsb dipasang. Misalnya, GT yang mempunyai published power 7 MW (power yang tertulis di brosur berdasarkan standard condition – ISO) akan memiliki power yang berkurang begitu dipasang dilapangan dengan konfigurasi lengkap dan di daerah tertentu (tropis misalnya).

Faktor derating itu antara lain:

1. Duct Loss: biasanya ada drop 4inch (pressure head) sepanjang inlet dan exhaust duct, ini setara dengan kehilangan 2% power. Sangat penting untuk rotating engineer mengetahui asumsi drop ini, biasanya dinyatakan oleh supplier).

2. Gear Loss: secara umum ini mempengaruhi penurunan power 1.5%.

3. Kenaikan site temperature: secara umum setiap kenaikan 1 derajat Fahrenheit pada temperature site akan mengakibatkan turun 0.3 – 0.5% power. Inilah faktor yang paling signifikan dari de-rating jika GT beroperasi di daerah tropis

4. Kenaikan altitude: jika dipasang di daerah lebih tinggi dari sea-level, secara umum setiap bertambah tinggi 1000ft, maka power akan turun sekitar 3-4%.

Tentu faktor2 diatas harus diinvestigasi lebih detail untuk memperhitungkan seberapa besar de-rating yang terjadi.

Ini pertanyaan menarik dan sangat sering ditemui pada saat studi kompressor!

Kedua API itu digunakan untuk reciprocating compressor. API 618 berjudul

Reciprocating Compressors for Petroleum, Chemical, and Gas Industry Services, sementara API 11P berjudul

Packaged Reciprocating Compressors for Oil and Gas Production Services.

Dari judulnya saja sudah jelas bahwa API 618 lebih fokus untuk refinery dan petrochemical, sementara API11P lebih di upstream plant (E&P) dan juga sebagai booster misalnya. Selain itu API 618 ditujukan untuk moderate-to-low speed, sementara API 11P untuk high speed. Berapa kisaran untuk low speed? saya kira dibawah 600 rpm sudah bisa disebut low speed, sementara di atas 1000 rpm sudah masuk kategori High Speed.

Konsekuensi dari beda speed jelas banyak: API 618 lebih less maintenance tapi berdimensi lebih besar (dan biasanya dalam 3 skid, bare compressor, lube oil skid dan cooling water skid) daripada API 11P yang memang di design dalam bentuk package (keseluruhan sistem dalam satu skid).

API 11P juga tidak ‘siap’ untuk fasilitas yang meminta non-lubricated (seperti di ethylene plant misalnya) maupun yang mempunyai batasan piston speed (seperti di hydrogen service misalnya)