Engineering Design: Line Sizing - Gas Liquid Line Design (4b)

Setelah sebelumnya dibahas mengenai persamaan yang digunakan dalam mendesain line yang dipergunakan untuk menangani fluida dua fasa, pada kesempatan kali ini akan dibahas mengenai aplikasi dari bahasan sebelumnya tersebut lewat soal yang akan dijelaskan dibawah.

Soal:

Diperlukan desain ukuran sebuah line closed drain header yang menampung buangan dari berbagai fluida proses, yang terdiri atas hydrocarbon berupa minyak dan gas. Closed drain header ini alirannya bersifat intermittent. Hanya akan digunakan, ketika kita ingin membuang fluida dari sebuah bejana, utamanya untuk kegiatan maintenance.  Karena fluida tidak mengandung H2S, maka material line yang digunakan adalah carbon steel. Adapun data operasi, berdasarkan simulasi buangan maksimum dari berbagai vessel yang terhubung ke dalam jalur header adalah sebagaimana berikut:

  

Pertanyaan:

Tentukan diameter line yang dapat digunakan untuk closed drain header tersebut sesuai dengan kondisi operasi seperti diatas.

Jawaban:

Berdasarkan standar API RP 14E section 2.5.b, kecepatan minimal yang diperbolehkan adalah sebesar 10 ft/s. Sedangkan, untuk material carbon steel bisa diketemukan, berdasarkan tulisan sebelumnya, konstanta empiris (C) untuk menghitung kecepatan erosi adalah sebesar 150 untuk intermittent service.    

Berdasarkan basis data yang sudah ada, maka didapatkan hasil kalkulasi sebagaimana berikut:

Dari data kalkulasi tersebut, maka bisa didapatkan kriteria desain sebagaimana berikut:

Setelah diketahui kecepatan minimum dan kecepatan maksimum yang berada dalam batasan desain, maka bisa didapatkan diameter maksimum dan minimum yang bisa dijadikan acuan untuk mencari diameter line yang sesuai.

Dari data tersebut, dapat diketahui bahwa diameter yang dibutuhkan ada pada range angka 3 hingga 9 inch. Dari beberapa pilihan ukuran tersebut, kita akan pilih yang sesuai dengan kriteria batasan desain. Hasilnya ditunjukkan, oleh kalkulasi dibawah:

Berdasar dari data tersebut, dapat diketahui bahwa yang memenuhi syarat adalah pipa dengan diameter nominal 4, 6 dan 8 inch. Selanjutnya, akan dilihat profil dari aliran pada tiap-tiap ukuran pipa tersebut. Hasilnya adalah seperti dibawah:

Berdasarkan regime flow, baik horizontal maupun vertikal line, tipe aliran yang ditimbulkan adalah sama. Maka, yang dipakai dalam desain line untuk sistem Closed Drain header ini adalah pipa dengan ukuran NPS 4 inch.

Demikian pembahasan mengenai perhitungan desain untuk mengetahui ukuran pipa yang digunakan untuk menangani fluida dua fasa.

Kita telah membahas desain ukuran pipa, baik untuk menangani fluida cair, gas maupun dua fasa. Pada bagian selanjutnya, kita akan mendesain sebuah pompa.

Keep Stay Tuned