MOTOR DIESEL Menurut kecepatan putarannya, dikelompokkan menjadi 3 jenis : • Motor diesel putaran tinggi ( > 1000 rpm ) • Motor diesel putaran sedang ( 300 – 1000 rpm ) • Motor diesel putaran rendah ( < 300 rpm ) Motor diesel putaran tinggi ( > 1000 rpm ) Disebut juga High Speed Diesel ( HSD ) atau Automatic Diesel Oil ( ADO ) atau yang sering dikenal dengan nama SOLAR. Solar merupakan fraksi gasoil (C15 -C20 ) dihasilkan dari proses pengolahan minyak (distilasi atmosfir, Hydrocracker) mempunyai trayek titik didih 230 – 350 °C Mutu bahan bakar solar ditentukan oleh beberapa macam sifat, yaitu : • • • • • • Sifat umum Sifat penguapan Sifat pembakaran Sifat mudah alir Sifat kebersihan Sifat pengkaratan Sifat umum Sifat umum ditentukan dengan pemeriksaan : • Spesifik gravity, ASTM D-1298 (0,860) • API Gravity Kegunaan spesifik gravity untuk dapat menghitung massa minyak bila volumenya telah diketahui maupun untuk mengetahui ada tidaknya kontaminasi sehingga mengubah besarnya spesifik gravity API Gravity diperoleh setelah spesifik gravity diketahui, persamaannya adalah sebagai berikut : 141,5 API Gravity at 60 °F = ────────── SG at 60/60 ° F 131,5 Sifat penguapan Ditentukan melalui pemeriksaan : • Distilasi, ASTM D – 86 • Flash point, ASTM D- 93 Distilasi, ASTM D – 86 Kecepatan penguapan (Volatility) merupakan sifat yang penting dari bahan bakar cair terutama dalam pembentukan campuran bahan bakar dan udara. Apabila bahan bakar terlalu mudah menguap → campuran bahan bakar dan udara yang tidak sempurna karena alasan-alasan sebagai berikut : • Penguapan yang terlalu cepat dari butir-butir cairan dari bahan bakar akan menyebabkan jet dari injektor mengandung udara uap hidrokarbon yang sangat tinggi, sehingga phase cairan dari bahan bakar yang disemprotkan kedalam udara di ruang pembakaran akan sangat berkurang. • Penguapan yang berlebihan didalam jet akan mengambil panas untuk penguapan dari udara sekelilingnya. Sebaliknya bila campuran gemuk dengan fraksifraksi yang tidak mudah menguap maka campuran akan memerlukan waktu penyalaan yang terlalu lama Batasan minimum distilat yang tertampung pada 300 ° C adalah 40 % volume Flash point, ASTM D- 93 Suhu terendah dimana campuran uap minyak dan udara terbakar sesaat pada saat api pencoba dilewatkan diatasnya pada kondisi pengujian Batasan minimal titik nyala pada solar adalah : 60 ° C. • Pengujian titik nyala sangat diperlukan berhubung dengan adanya pertimbanganpertimbangan dari segi keamanan terhadap bahaya kebakaran bahan bakar tersebut disimpan, ditransport atau selama dalam tangki bahan bakar itu sendiri • Titik nyala tidak berhubungan langsung dengan kinerja motor. Sifat pembakaran Sifat pembakaran ditunjukkan oleh pemeriksaan : • Angka Setana ( Cetane Number ), ASTM D-613 • Kalkulasi Indeks Setana, ASTM D-976 Angka Setana ( Cetane Number ) Kemampuan bahan bakar menyala dengan sendirinya (autoignition) dalam ruang bakar dari motor diesel Besarnya angka setana tergantung dari komposisi hidrokarbonnya Angka setana yang tinggi menggambarkan autoignition yang cepat dari bahan bakar motor diesel/ minyak Solar Batasan minimal Cetane Number solar adalah 45 Angka setana diukur dengan menggunakan : • Mesin CFR F-5, ASTM D.613 - 65 Dengan bahan bakar Reference campuran Cetane (N.Hexadecane = C16H34), dan Heptamethyl Nonane Calculated Cetane Index Merupakan parameter bila angka setana tidak diukur Calculated Cetane index diperoleh melalui pembacaan nomograph, ASTM D-976 Data yang diperlukan untuk pembacaan nomograph adalah : • Mid boiling point pada distilasi ASTM D-86 • API Gravity at 60 °F Batasan minimal Cetane Index solar adalah 48 Sifat mudah mengalir Sifat mudah mengalir ditunjukkan oleh pemeriksaan : • Kinematic Viscosity, ASTM D-445 • Titik tuang ( pour point ), ASTM D-97 Kinematic Viscosity Waktu yang diperlukan oleh suatu cairan untuk mengalir melalui pipa kapiler karena gaya gravitasi Viskositas sangat penting bagi bahan bakar minyak baik yang digunakan untuk bahan bakar motor diesel maupun ketel-ketel uap, karena berpengaruh terhadap sistem pemompaan dan sistem injeksi artinya bahan bakar harus mudah dipompakan dari tangki ke pompa injector • Selain itu bahan bakar harus mempunyai sifat pelumasan yang juga tergantung pada viskositas • Untuk menjamin keadaan mekanik dari pompa injektor dan nozzle dalam keadaan beroperasi atau berjalan. Batasan nilai viscositas pada bahan bakar solar adalah 1,6 - 5,8 cst (centistokes) Titik tuang ( pour point ) Suhu terendah dimana minyak masih bisa mengalir apabila didinginkan pada kondisi pengujian Penentuan titik tuang sangat diperlukan sehubungan dengan adanya perubahan suhu selama dalam penimbunan dan transportasi Pada suhu yang dingin saringan bahan bakar dapat tersumbat oleh kristal-kristal parafin yang sangat tipis yang terpisah dari pase cairan Pada umumnya minyak Solar mempunyai titik tuang yang lebih rendah dari suhu minimum dimana motor beroperasi Batasan maksimum titik tuang bahan bakar solar adalah 65 °F Sifat kebersihan • • • • • Sifat kebersihan bahan bakar solar ditunjukkan oleh pemeriksanaan : Warna, ASTM D-1500 Kadar air, ASTM D-95 Sediment, ASTM D-473 Ash content, ASTM D-482 Conradson Carbon Residue, ASTM D- 189 Warna, ASTM D-1500 • Warna dan kejernihan adalah suatu kontrol mencegah kemungkinan adanya kontaminasi oleh bahan bakar yang lebih berat, atau air dan partikelpartikel lain • Zat warna yang ditambahkan ke dalam minyak Solar dimaksudkan untuk meningkatkan daya tarik dalam penjualan, mengidentifikasikan berbagai jenis (grade) minyak Batasan maximum warna pada solar adalah 3 Kadar air (ASTM D-95) Kadar air dalam bahan bakar solar tidak diharapkan karena akan mempengaruhi sifat pembakarannya. Batasan maximum kadar air pada solar adalah 0.05 % volume Sediment, ASTM D - 473 Sediment yang berlebihan pada solar akan mengakibatkan pembuntuan pada nosle Batasan maximum sediment pada solar adalah 0.01 % berat. Kandungan air dan sedimen di dalam minyak Solar dapat mengganggu operasi motor dan menimbulkan korosi Penentuan kandungan air dan sedimen dapat digunakan untuk ketetapan perhitungan volume dalam penyaluran minyak Solar Ash content, ASTM D-482 Analisa untuk mengidentifikasi adanya logam pada solar Kadar abu itu sendiri adalah sisa-sisa minyak yang ketinggalan setelah semua bagian yang dapat terbakar dalam minyak terbakar habis, bila ash ini tinggal dalam dinding-dinding dan permukaan ruang bakar mesin dapat menimbulkan kerusakan pada nozzle, disamping dapat menambah deposit dalam ruang bakar Batasan maximum kadar abu pada solar adalah 0.01 % berat. Conradson Carbon Residue ( CCR ) Ukuran kecenderungan terbentuknya deposit karbon dari bahan bakar Deposit karbon yang terbentuk harus dihindari sekecil mungkin karena arang atau karbon tersebut akan tetap membara meskipun mesin sudah dimatikan dan juga terbentuk deposit secara terus menerus, deposit akan menjadi keras dan akan mempercepat proses pengausan Deposit karbon juga dapat menyumbat lubang penyemprotan atau injektor-injektor dari mesin Diesel. Batasan maximum CCR pada solar adalah 0.1 % berat. Sifat pengkaratan • • • • Sifat pengkaratan ditunjukkan oleh pemeriksaan : Strong Acid Number, ASTM D-974 Total Acid Number, ASTM D-974 Sulfur content, ASTM D-1552 Copper Strip Corrosion, ASTM D-130 Strong Acid Number ASTM D-974 Analisa yang bertujuan untuk mengetahui adanya senyawa asam kuat dalam solar. Total Acid Number ASTM D-974 Analisa yang bertujuan untuk mengetahui adanya senyawa asam kuat maupun lemah dalam solar Batasan max. Total Acid Number pada Solar adalah 0,6 mgr KOH/ gram. Perbedaan antara mesin yang berbahan bakar solar dengan mesin yang berbahan bakar mogas adalah sebagai berikut : • Mesin diesel tidak menggunakan nyala api busi, mesin motor bensin menggunakan nyala api busi. • Pada motor bensin, yang dikompresikan adalah campuran bahan bakar + udara, pada mesin diesel yang dikompresikan adalah udara tanpa bahan bakar. Sifat utama bahan bakar Solar adalah : • Mudah terbakar dengan sendirinya ( Self ignition / autoignition) • Mudah pengkabutannya ( Atomizing ) • Dilengkapi dengan filter dan catridge catalist untuk menyaring carbon pada gas buang KISI-KISI UTS •Flow diagram CDU / Primary process •Distilasi •Crude Oil •LPG •Gasoline •Gasoil/Diesel Motor diesel putaran sedang & rendah Disebut juga solar hitam atau Industrial Diesel Oil (IDO), yang proses pembakarannya menggunakan burner. Dipergunakan pada pembakaran pada dapur-dapur Industri, pembangkit tenaga listrik, ketel uap dan untuk bunker kapal laut. Karakteristik Industrial Diesel Oil • • • • • • Sifat Umum Sifat Pembakaran Sifat Pengaliran Sifat Korosifitas Sifat Kebersihan Sifat Keamanan Sifat Umum Sifat umum ditunjukkan oleh pemeriksaan • Spesifik Gravity, ASTM D-1298. Semakin berat Spesifik Gravity, maka kekentalannya semakin tinggi. Spesifik Gravity dibatasi min. 0,84 dan max. 0,92 Tujuan pemeriksaan density : • Untuk perhitungan penjualan • Mengetahui secara cepat terjadinya kontaminasi • Perhitungan material balance dalam pengolahan • Menghitung nilai kalori secara kasar Sifat Pembakaran • Untuk mengetahui jumlah panas yang dihasilkan sejumlah bahan bakar. Dari nilai kalorinya dapat diperkirakan jumlah bahan bakar yang diperlukan. • Nilai kalori dipengaruhi oleh jenis senyawa hidrokarbon. Ada 2 macam panas pembakaran, yaitu : ▪ Gross Heating Value ▪ Net Heating Value • Gross panas pembakaran adalah panas yang dihasilkan pada pembakaan sejumlah tertentu bahan bakar dalam volume tetap dimana semua air dikondensasikan dalam bentuk cair. • Net panas pembakaran adalah panas yang dihasilkan pada pembakaran sejumlah berat tertentu bahan bakar pada tekanan 1 atm semua air dalam bentuk uap. Sifat Pengaliran Untuk mengetahui sifat mengalirnya dilakukan melalui pemeriksaan : • Viskositas, ASTM D-445 • Pour point, ASTM D-97 Viskositas Viskositas sangat menentukan dalam pengkabutan. Apabila viscositas terlalu encer maka pengkabutan akan sukar terjadi Viscositas dibatasi min 35 dan max 45 Pour point Pemeriksaan pour point, untuk menentukan temperatur terendah IDO dapat disimpan dan dipompa tanpa terjadi pembekuan pada tanki atau pipa Pour point dibatasi max. 65 °F Sifat Korosifitas Sifat korosifitas untuk mengetahui kemungkinan dapat menimbulkan kerusakan pada alat, karena proses pengkaratan dalam penyimpanan dan transportasi. Pemeriksaan korositas dilakukan melalui : • Sulfur Content, ASTM D-1552 • Strong Acid Number, ASTM D-974 Sulfur Content Sulfur content, untuk mengetahui kandungan sulfur. Semakin tinggi kandungan sulfur, maka semakin besar pula kecenderungan terbentuknya SO2 dan SO3 Kandungan sulfur dibatasi max. 1,5 % wt. Strong Acid Number Pemeriksaan Strong Acid Number, untuk menentukan asam kuat Strong Acid Number dibatasi max. Nil, karena adanya asam kuat sangat berperan dalam aktifitas korosi Sifat Kebersihan Kandungan kotoran selain dapat menimbulkan kerusakan pada peralatan juga dapat menimbulkan kebuntuan pada burner sehingga akan menganggu proses pembakaran. Sifat kebersihan dilakukan dengan pengujian • Kadar air, ASTM D-95 • Residue Carbon Conradson, ASTM D-189 • Kadar endapan, ASTM D-473 Kadar air Dapat menyebabkan menurunnya kualitas pembakaran dan mempercepat proses pengkaratan, karena selalu diikuti garamgaram yang dengan proses hidrolisa menyebabkan pengkaratan Kandungan air dibatasi max. 0,25 % vol. Residue Carbon Conradson Uji CCR dilakukan untuk memperkirakan kecenderungan terbentuknya deposit selama proses pembakaran, yang jika berlebihan akan menyebabkan kebuntuan pada burner Kandungan CCR dibatasi max. 1 % wt. Kadar endapan Endapan yang terjadi berupa sejumlah garam yang terlarut dan lumpur asphaltik. Endapan ini mengakibatkan korosi dan kebuntuan pada burner Kadar endapan dibatasi max. 0,02 % wt. Sifat Keamanan Pengujian sifat keamanan dilakukan untuk mengetahui kecenderungan timbulnya kebakaran, sehingga dalam penanganannya tidak akan terjadi kebakaran pada keadaan dan kondisi tertentu. Sifat keamanan dilakukan dengan pengujian Flash point, ASTM D-93 Titik nyala ( Flash point ) dibatasi min. 150 °F
