Presented by RENDY R LEWENUSSA 212 213 097 GAS SYSTEMS PIPING Presented by RENDY R LEWENUSSA 212 213 097

Pendahuluan Sistem perpipaan gas terdiri dari jaringan pipa yang digunakan untuk mentrasportasikan fluida berkompresibel seperti natural gas dan hidrokarbon lainnya

Massa USCS → slug & lb SI → kg Massa gas mengandung volume 500 ft³ pada temperatur 60°F dan tekanan 100 lb/in² atau psi. jika temperatur dinaikkan ke 100°F pada tekanan yang sama, tetapi volume yang akan berubah sesuai dengan hukum Charles’s. Massa akan tetap konstan selama gas juga tidak ditambahkan atau dikurangi dari system.

Volume USCS → ft³ SI → m³ Volume didefenisikan sebagai ruang yang berisi massa gas pada temperatur dan tekanan yang spesifik. Saat gas diekspansikan untuk memenuhi ruang pada tekanan dan temperatur yang bervariasi. Jadi volume membesar akibat massa gas pada tekanan rendah, dan temperatur dapat dikompresikan ke volume yg kecil pada tekanan dan temperatur yg tinggi.

USCS → slug/ft³ atau lb/ft³ Kepadatan Kepadatan dari gas di defenisikan sebagai massa per unit volume Dimana; Ρ = kepadatan gas, m = massa gas, V = volume gas USCS → slug/ft³ atau lb/ft³ SI → kg/m³

Specific Gravity Kedua kepadatan diukur dalam temperatur dan tekanan yg sama.

Dalam persamaan di atas kita menggunakan 28 Dalam persamaan di atas kita menggunakan 28.9625 untuk menyatakan berat mol pada udara. Kadang berat mol udara berkisar antara 29.0 dan kemudian grafitasi gas menjadi Mg/29.

viskositas Viskositas pada fluida didefenisikan sebagai resistansi pada aliran. Viskositas gas sangat rendah jika dibandingkan dengan cairan. Viskositas dynamic μ = viskositas absolut Viskositas kinematik USCS → lb/ft.s SI → Poises (P) USCS → ft²/in SI → stokes (St)

Campuran gas alam Temperatur kritikal dari gas murni adalah temperatur tinggi yang tidak bisa dicairkan tanpa memperhatikan tekanan. Tekanan kritikal dari zat murni di defenisikan sebagai tekanan yang tinggi, yg mana cairan dan gas tdk bisa hidup bersama, tanpa memperhatikan temperatur. Menurunkan temperatur dapat dengan mudah dilakukan dengan temperatur dari gas dibagi dengan temperatur kritikal. Begitu juga sebaliknya dengan tekanan

Campuran dari komponen yan berbeda disebut dengan pseudo critical temperature dan pseudo critical pressure. Jika komposisi dari campura gas telah diketahui, kita dapat menghitung pseudo critical temperature dan pseudo critical pressure dari campuran gas menggunakan tekanan kritikal dan temperatur murni

Faktor kompresibilas Faktor kompresibilas Z dapat dihitung menggunakan satu dari beberapa metode ini Metode ini menggunakan grafik yang berdasarkan pada campuran angka biner dan data uap jenuh hidrokarbon Metode ini menggunakan pers yg diusulkan oleh Starling and Carnahan, dan membutuhkan pengetahuan tentang pseudo critical temperature dan pseudo critical pressure dari gas. Metode Standing and Katz Metode Hall-Yarborough

Metode Dranchuk, Purvis dan Robinson Metode ini menggunakan pers. Bennedict untuk menghubungkan grafik faktor Standing katz Z. delapan koefisien A1, A2, A3 dst digunakan dalam persamaan sebagai berikut

Dimana Pr dan konstanta A1 sampai A8

Metode American Gas Association (AGA) Metode ini menghitung faktor kompresibiltas Z yang melibatkan matematika kompleks yg digunakan untuk mendekati property gas.

Metode California Natural Gas Association (NCGA) Metode ini merupakan metode yg paling mudah untuk faktor kompresibilitas dari nilai grafitasi gas, temperatur, dan tekanan. Formula ini untuk tekanan gas rata-rata Pavg > 100 psia, dimana Pavg ≤ 100. kita dapat mengasumsikan bahwa Z = 1.00

Nilai Pemanasan Nilai pemanasan dari gas menampilkan energi termal yang tersedia per volume dari gas. untuk natural gas, nilai pemanasan berkisar antara 900 sampai 1000 btu/ft³. nilai pemanasan kasar dari percampuran gas dihitung dari nilai pemanasan dari komponen gas menggunakan persamaan Dimana y menampilkan presentase dari tiap komponen gas bersama dengan nilai pemanasan H

Menghitung kandungan gas dari percampuran gas Spesifik gravity dan viskositas dari campuran gas mungkin dibutuhkan untuk menghitung dari komponen gas. Spesifik gravity dan campuran gas dihitung dari presentase komposisi tiap komponen gas dan berat molekul.

Dimana y menampilkan presentase dari tiap komponen gas dengan gas dengan berat M. Spesifik gravity Gm dari campuran gas (udara relatif = 1.0)

Pipeline Economis Dalam pipeline economics kita tertarik untuk menentukan ukuran pipa yang paling ekonomis dan material yang digunakan untuk menyalurkan volume yang diberikan pada gas dari sumber ke tempat tujuan. Kriteria dari ukuran pipa dan material akan di minimalisasi pada penanaman modal dan juga pada pengoperasian sepanjang tahun dan biaya perawatan.

Contoh 250 mil jalur pipa minyak mentah Penampungan pabrik At Bloomfield Stasiun kompresor At Topock 200 MMSCFD gas alam Spesifik grafitasi = 0.650 Viskositas = 0.000008 lb/ft.s Temperatur aliran = 60 °F Z = 0.89 y = 1.29

Tentukan ukuran pipa yg optimum untuk pengaplikasian berdasar pd biaya paling murah. Pertimbangkan 3 ukuran pipa yg berbeda Gunakan persamaan Colebrook-white atau diagram Moody untuk menghitung faktor gesekan. Dengan asumsi jalur pipa ada pada medan yang cukup datar. PIPA NPS 20 NPS 24 NPS 30 Efisiensi adiabatik 85% Efisiensi mekanik 95% Material Pipa $700/Ton Biaya Instalasi $1500/HP Biaya tenaga kerja $100 $120 $140 Tekanan operasi 1400 psi Kekasaran absolut e= 0.002 μ in

Jawab Berbasarkan pada desain tekanan sebesar 1400 psi, ketebalan pipa NPS 20 akan dihitung pertama. Dengan asusmsi pipa API 5LX-52. ketebalan pipa yang dibutuhkan untuk 1400 psi tekanan operasi dihitung dari persamaan Dengan asumsi faktor F = 0.72

Ukuran standar terdekat adalah 0. 375 in Ukuran standar terdekat adalah 0.375 in. oleh karena itu kita akan mengetahui diameter dalam pipa NPS 20 Selanjutnya kita menghitung bilangan reynold

Gunakan pers. Colebrook untuk mendapatkan faktor transmisi

Pemecahan dengan iterasi F = 19. 68 Penurunan tekanan menggunakan pers Pemecahan dengan iterasi F = 19.68 Penurunan tekanan menggunakan pers. Aliran umum

Pemecahan untuk Pdel, tekanan yang tersalurkan sampai di Topock adalah 662.85 psia. Kita akan mengasumsikan rasio kompresi adalah 1.5, jadi Jalur pipa NPS 20 akan membutuhkan satu kompresor di stasiun pemakaian untuk 1400 psi. HP kompresor yang dibutuhkan adalah

Modal biaya untuk stasiun kompresor $1500 x 5000 = $7 Modal biaya untuk stasiun kompresor $1500 x 5000 = $7.5 juta Selanjutnya biaya material pipa dapat ditentukan dengan pers

Biaya tenaga kerja untuk memasang pipa NPS 20 sepanjang 250 mil adalah $100 x 5280 x 250 = $132 juta Jadi modal biaya yang dibutuhkan untuk jalur pipa NPS 20 adalah $7.5 + $35.62 + $132.0 = $175.12 juta Dengan cara yang sama, kita dapat menghitung NPS 24 dan NPS 30

Kesimpulan Total untuk modal biaya adalah Jadi, pipa NPS 20 adalah pipa yang paling ekonomis dibanding kedua pipa lainnya. Ukuran pipa Total biaya, $ juta NPS 20 175.12 NPS 24 223.88 NPS 30 279.34

SEKIAN DAN TERIMA KASIH