Affinity Law (Pump)

Peraturan ini adalah antara perkara yang patut diketahui dalam proses meremajakan Pump untuk keperluan proses.

Affinity Law menceritakan perkara yang akan mempengaruhi Kapasiti, Head dan Power sesebuah pump itu akan bergantung kepada:

1. Perubahan kelajuan impeller
2. Bentuk geometri impeller

1. Kepelbagaian kapasiti bergantung kepada halaju dan diameter impeller.

q₁ / q₂ = (n₁ / n₂)(d₁ / d₂)         (1)

Dimana:

q = volume flow capacity (m³/s, gpm, cfm, ..)

n = wheel velocity - revolution per minute - (rpm)

d = wheel diameter

2. Kepelbagaian Head bergantung kepada kuasa dua halaju dan diameter impeller

dp₁ / dp₂ = (n₁ / n₂)² (d₁ / d₂)²         (2)

Dimana

dp = head or pressure  (m, ft, Pa, psi, ..)

3. Kepelbagaian kuasa yang digunakan bergantung kepada kuasa tiga halaju dan diameter impeller

P₁ / P₂ = (n₁ / n₂)³ (d₁ / d₂)³         (3)

Dimana

P = power (W, bhp, ..)

Affinity Law bagi keadaan diameter impeller ditetapkan:

kredit: engineeringtoolbox.com

Shut Off Head dan Shut Off Pressure

Bagi pump rotodinamik (centrifugal) Shut of Head merujuk kepada; ketinggian yang maksima dicapai olehnya apabila suatu Pump mengalirkan bendalir pada keadaan paip yang tegak tanpa apa-apa halangan (valve, bend dan orifice).

Seperti yang selalu saya nyatakan didalam Blog, Pressure adalah hasil dari halangan kepada aliran. Oleh kerana itu, Shut Off Pressure merujuk kepada; Petukaran tenaga yang terhasil akibat dari halangan aliran seperti yang disebutkan diatas kepada bentuk tekanan apabila aliran secara sepenuhnya terhalang (Fully close).

Ok, cukup setakat ini dulu...kalau nak lebih lanjut tunggu dalam buku Pengenalan kepada Loji kimia edisi diperbaharui.

Cara Menghidupkan Pam Empar (Centrifugal Pump)

Baiklah, tajuk ni agak remeh bagi yang dah tahu. Lagi sekali aku nak tekankan disini blog aku bukan buat mereka yang dah power gile tapi buat tenaga kerja baru loji kimia dan sesapa yang nak berkongsi ilmu.

Gambar 1

Gambar 2

Gambar 3

Didalam Loji kimia (Petro Kimia dan Oil and Gas) Pam adalah alat sokongan yang penting dan paling banyak digunakan dan Pam empar adalah Pam yang paling popular kerana ketahanannya. Sebagai kakitangan proses kita akan berurusan secara terus dengan alatan ini walaupun alatan ini adalah hak mutlak jabatan Mekanikal. Tugasan untuk menghidupkan dan mematikan alatan ini adalah tanggungjawab kakitangan Proses bukan Mekanikal. Mekanikal hanya memastikan keboleh percayaan alatan ini untuk proses kita sahaja.

Perkara pertama yang orang proses perlu tahu dalam pengendalian alat ini adalah menghidup dan mematikannya.

Menghidupkan:

1. Berkomunikasi dengan bilik kawalan (C/Room) supaya mereka bersedia.
   
2. Memulanya kita mesti pusing shaft dengan tangan untuk memastikan ianya berpusing dengan bebas (pastikan butang penghidup terkunci dalam keadaan off)
3. Buka injap untuk bendalir bagi Seal.
4. Buka Injap Suction 100%:

• Lihat Gambar 1; kalau ada dua tangki yang berkongsi satu Pam, pastikan dahulu injap yang diingini dan buka. Antara kecuaian yang berlaku ialah kedua injap dibuka yang akhirnya akan menyebabkan proses akan terganggu.
• Antara kesilapan lain adalah kedua injap tidak dibuka; keadaan ini juga dipanggil Dry running (apabila pump tidak mempunyai sistem pelinciran sealnya sendiri). Pump akan bergegar dan trip dengan sendiri, Mechanical Seal akan rosak, Gland packing akan bertindak sebagai pengikis shaft dan suhu akan naik (amat bahaya bagi bendalir yang mudah terbakar).

5. Tekan butang penghidup; Lihat arah pusingan shaft betul atau tidak.

6. Periksa keadaan fizikal Pump; Getaran ataupun bunyi yang melampau.

7. Periksa Amp

8. Buka Injap Discharge dan pastikan aliran yang diingini dengan melihat Pressure Gauge. (Bagi Pump yang mempunyai injap discharge yang bersaiz besar biasanya injap ini telah dibuka sedikit sebelum Pump dihidupkan, ini kerana tekanan yang dihasilkan oleh Pump adakalanya menyukarkan proses membuka injap nanti)

• (lihat gambar 1; pastikan sistem yang dikehendaki adalah betul. Kesalahan membuka injap ini akan merosakan ketulenan proses.
• Terdapat juga kes dimana kesemua injap discharge tidak dibuka: jika keadaan ini berlaku pada jangka masa yang sekejap tidak mengapa jika terlalu lama Impeller akan rosak kerana tekanan melampau, Shaft akan rosak atau patah kerana Thrust load yang melampau dan seal serta bearing akan rosak kerana getaran melampau.

Langkah2 diatas adalah cara untuk menghidupkan Pump baru, jika Pump tersebut sudah tersedia (Standby) langkah ke-2 boleh diabaikan.

Cara mematikan Pump:

1. Berkomunikasi dengan bilik kawalan.
2. Tutup Injap Discharge; jika Pump dimatikan tanpa menutup injap discharge kemungkinan shaft akan patah kerana tekanan yang dihasilkan oleh head pump P = density x Gravity x h (lihat gambar 3). Bayangkan dengan jumlah berat cecair yang mengalir kearah Pump hasil daya Graviti bertembung dengan impeler yang sedang berputar hasil kuasa motor tadi. Pernah berlaku dalam shift aku pihak mekanikal meminta untuk mengambil satu Pump BFW (boiler Feed Water) bagi pemeriksaan rutin. Juruteknik yang bertugas (baru) hampir2 mematikan Pump utama tanpa menghidupkan Pump gantian (standby) (lihat gambar 2) semuanya gara2 injap pengasingan 5 tidak ditutup dan Pump utama yang sedang bertugas secara tidak langsung mengalirkan bendalir kedalam Pump gantian yang tidak dihidupkan dan memutarkan impeller secara terbalik kemudiannya menghasilkan ilusi seolah2 Pump telah dihidupkan dengan keadaan shaft yang telah berpusing. mujurlah komunikasinya dengan Bilik Kawalan agak baik.
3. Matikan Pump
   
4. Tutup Injap Suction (tidak perlu jika Sealnya berfungsi dengan baik).
5. Jika ingin Pump dimatikan dalam masa yang lama tutup Suction dan buang bendalir didalam Casing bagi mengelakan pump tersumbat.
6. Tutup bendalir Seal.

Sebenarnya terdapat beberapa pengecualian berdasarkan keadaan Pump itu dicipta, apa yang aku tulis diatas adalah asas kepada semua jenis Pump Empar yang biasa. Jadi kalu korang dah paham apa yang aku tulis kat atas lakukan lah tugas menghidup dan mematikan dengan yakin dan tenang. Sekian, selamat mencuba.

Analogi 2: Pam Empar

Aku perhatikan sekarang terdapat satu trend baru dimana kompeni yang telah stabil mengambil pekerja yang boleh dibayar murah(?). Seperti mengambil lulusan IT untuk jawatan juruteknik proses atau mengambil 2 lulusan Universiti (fresh) untuk menggantikan seorang tenaga mahir asing.
Dah namanya fresh atau x tahu, kengkadang Pam (pump) pun baru je kenal kat sini, apatah lagi nak membezakan yang mana Pam Empar (aku rasa x ada yang kenal kecuali aku letak Centrifugal Pump) atau +ve displacement.
Teringat pulak masa aku memula kerja, assignment pertama aku ialah mengecam paip2 dalam loji. Woh...agak sukar jugak bagi budak fresh dah la P&ID x berapa mahir, akhirnya adalah seorang abang juruteknik (En. Zawawi a.k.a Awie) kata kat aku, kat loji ni nak senang pertama sekali kena tahu mana suction dan mana discharge pam.
Kali ini aku nak berkongsi dengan adik2 yang baru masuk keloji pemprosesan kimia ni, korang kena tahu pam ni antara alatan utama kat loji dan yang paling banyak ialah dari jenis Pam Empar (Centrifugal Pump).

Anggaplah Pam ini seperti atlit lempar Tukul Besi, lengannya adalah impeller dan jarak yang boleh dicapai oleh Tukulnya adalah Head nya. Semakin besar lengan dan kuat cara atlit berputar maka semakin jauh Head nya dan semakin besar Tukul yang mampu dibawa. Apabila Tukul tadi terlanggar sesuatu ia akan menghasilkan tekanan kerana tenaga kinetik(gerakan) telah bertukar kebentuk tekanan, kerana itu Discharge pam terdapat satu Presure Gauge (Tolok Tekanan) yang mengukur aliran bendalir yang terkena dinding paip (Tekanan = Head x Ketumpatan bendalir x daya Graviti). Apabila Tukulnya berat dia akan menggunakan lebih tenaga (amp pam tinggi), apabila dia menggunakan sedikit tenaga maknanya beban Tukul sedikit (amp rendah). Jika sewaktu dia menghayung lengannya, ada orang menghalang lengannya dengan kasar, bahunya boleh patah begitu juga kesan Shut Off Pressure kepada pam.
Apabila dua atlit melempar Tukul Besi serentak (anggap tenaga sama), jarak lontaran tidak berubah cuma dua Tukul berada dihujung garisan (isipadu bertambah); begitu juga keadaan pam yang berada dalam keadaan bersebelahan (series). Berlainan dengan MultiStage; ianya seperti atlit pertama melontar Tukul kepada atlit kedua dan atlit kedua melontar Tukul lebih jauh dari garisan asal(head).