Sebuah Control Valve -CV (PCV, FCV ?) fungsinya adalah mereduksi tekanan, sehingga tekanan di downstream akan berkurang.

Sebuah Control Valve -CV (PCV, FCV ?) fungsinya adalah mereduksi tekanan, sehingga tekanan di downstream akan berkurang. Apabila RO bertujuan untuk mengurangi beban CV :

  1. Mengapa tidak dipasang pada downstream CV ?
  2. Apa ada perbedaan jika dipasang pada upstream dan downstream CV ?
  3. Apakah sebenarnya dengan memasang RO akan bisa menghemat biaya CV sehingga dengan rasio reduksi lebih kecil maka butuh CV dengan harga lebih rendah, benarkah ?
  4. Apakah profile tekanan aliran untuk RO (spt. digambarkan) akan sama dengan CV ?

Ada beberapa komentar mengenai gambar profil tekanan yang semestinya menggambarkan terjadinya recovery pressure setelah melewati restriksi. Memang benar terjadi recovery pressure setelah melewati lubang yang menyempit dan karena kesalahan non-teknis, gambarnya seolah-olah menunjukkan tidak terjadi recovery pressure, dengan demikian saya koreksi.

Penambahan RO tersebut awalnya adalah dari pemilihan control valve, dimana terjadi pressure drop yang sangat tinggi pada control valve dan ketika itu masih belum terpikirkan untuk menambahkan RO. Ada beberapa pertimbangan ketika menseleksi control valve ketika itu:

  1. Pada pressure drop yang tinggi berarti dapat terjadi erosi, abrasi atau cavitation pada trim-nya control valve.
  2. Pada pressure drop yang tinggi hydrate/liquid droplets/material solid memungkinkan untuk terbentuk didalam valve (tergantung dari fluida dan material lain yg terikut).
  3. Pressure drop yang tinggi akan menyebabkan terjadinya outlet temperature dari control valve sangat rendah (penurunan pressure biasanya diikuti oleh penurunan temperature = Joule-Thomson effect), sehingga pada beberapa material valve dapat menjadi brittle/getas yang bisa mengakibatkan pecahnya valve
  4. Kecepatan tinggi akibat pressure drop yang tinggi dapat mengerosi downstream piping.
  5. Pressure drop yang tinggi berarti jumlah energi yang didisipasikan dalam turbulensi adalah cukup besar dan menyebabkan noise (kebisingan).

Akhirnya terpikirkan untuk memanfaatkan RO dalam rangka mengurangi pressure drop pada control valve. Jika RO dipasang di upstream dari control valve, ada kemungkinan terjadinya bubble atau hal buruk lainnya yang mungkin terjadi setelah fluida dicekik RO dan hal ini akan memiliki impact pada control valve yang dipasang di downstream dari RO, yang mana hal ini dicoba untuk dihindari. Pilihan lain adalah RO dipasang pada downstream dari control valve. Konfigurasi ini mengakibatkan RO tersebut akan beroperasi pada tekanan yang lebih rendah dan pressure drop yang ditimbulkan oleh RO juga tidak terlalu besar sehingga efek buruk yang mungkin terjadi juga terkurangi, maka kita bisa men-sizing control valve pada pressure drop yang tidak terlalu tinggi.

Setelah coba dikalkulasi sejenak dalam kondisi yang sama dan untuk kasus tertentu (kasus lain bisa jadi berbeda), flow coefficient (Cv) dari valve dan stroke force dari actuator ternyata sama saja. Mungkin untuk penghematan biaya secara tidak langsung, kita tidak perlu mengganti control valve yang rusak akibat salah sizing control valve.

Pada umumnya profil pressure antara RO dan control valve adalah sama.

Ada beberapa point yang perlu ditambahkan,

  1. Tata letak

    Misalnya untuk pemasangan Orifice, ada aturannya berapa kali diameter pipa gitu untuk mendapatkan pattern flow yang diinginkan. Juga untuk RO, jika meletakkan RO terlalu dekat dengan valvenya dapat mengakibatkan vibrasi, juga abrasi dan fluid hammer pada downstream elbow. Bagaimana jarak yang aman untuk peletakan RO ini?

    Vibrasi? Kalau RO diletakkan dimanapun kalau pressure drop-nya tinggi, vibrasi akan tetap terjadi. Problemnya harusnya ditilik menyeluruh dari sizing control valve-nya dan/atau sizing dari RO-nya serta sedikit tinjauan termodinamika fluidanya supaya hal-hal yang tadi tidak terjadi/dikurangi efeknya. Mengenai Orifice untuk flowmeter memang ada aturan berapa panjang pipa di upstream dan panjang pipa di downstream dari Orifice supaya mendapatkan flow yang fully developed.

  2. Mode Pemasangan Hal yang lain, bolehkah kita meletakkan dua RO dalam mode seri? Berapa persen penurunan tekanan masing-masing untuk RO pertama dan kedua?

    RO dalam mode seri. Bisa saja diletakkan seri. Ini mengurangi vibrasi yang mungkin terjadi karena pressure drop yang terjadi di RO terlalu besar. RO yang mempunyai pressure drop terlalu tinggi membuat pipanya meliuk-liuk seperti ular dan solusinya adalah merancang RO dalam mode seri supaya penurunan pressure-nya terjadi secara bertahap. Perlu diingat, bahwa fungsi utama RO adalah limiting flow. Fungsi limiting pressure pada hakekatnya merupakan konsekuensi dari relasi antara pressure drop dan flowrate. Fenomena choked flow sendiri adalah terjadinya mass flowrate yang konstan meskipun downstream pressure-nya menurun akibat sonic velocity.

  3. Material

    Apakah material yang paling sesuai untuk dipasang sehingga perbedaan temperatur yang tinggi (dalam keadaan tertentu bisa terjadi iceing dan freezing) antara upstream dan downtream RO tidak menimbulkan loosening pada flanges tempat RO? Apakah ada pengaruh iceing dan freezing pada kecenderungan terjadinya SCC pada RO? (di mana kadang temperatur di upstream RO bisa mencapai 160 degF) Masalah lain apa yang berkaitan dengan material RO ini?

    Biasanya plat RO ini terbuat dari material 316SS.

    Apabila dikatakan RO berfungsi juga sebagai ‘Reducing Noise’ apakah itu bisa dibenarkan?

    Ada beberapa line yg mengunakan ‘Series Restriction Orifice’ dan itu ditemukan di line menuju silencer (line buangan) SRO merupakan RO yang bertingkat, artinya dalam satu RO itu terdapat multi plate;

    1. Dalam ‘SRO’ itu terdapat 2, 3 ,4 plate yang berjajar dengan jarak tertentu, dan setiap plate merupakan multihole dengan jumlah hole antara plate pertama, kedua, ketiga dan plate terakhir tidak
    2. Jarak pitch antara ke-4 plate juga tidak sama, bisa juga sama tergantung kebutuhan penurunan press yang diinginkan
    3. Triangular patern (sudut antar multi hole sebsar 30 derajat)
    4. Dirangkai dalam line setelah Control Valve

    tapi dalam kasus ini terlihat SRO malah berfungsi sebagai ‘Knalpot’ yang dipergunakan pada silencer buangan Medium steam 42 kg.

    Sejatinya fungsi utama RO adalah limiting flow. Fungsi limiting pressure pada hakekatnya merupakan konsekuensi dari relasi antara pressure drop dan flowrate. Fenomena choked flow sendiri adalah terjadinya mass flowrate yang konstan meskipun downstream pressure-nya menurun akibat sonic velocity.

    Salah satu brosur vendor instrumentasi untuk flowmeter pernah menunjukkan bahwa salah satu produk orifice-nya adalah untuk mereduksi pressure tetapi dengan noise yang ditimbulkan masih dalam ambang batas, caranya adalah membuat beberapa lubang (multi hole) pada satu plate. Ada juga vendor lain yang mempunyai aplikasi yang mirip, bentuknya serupa (multi hole) tetapi aplikasinya untuk pengukuran aliran dan mampu mengurangi ukuran dari straight run, cocok untuk metering skid yang limited space (didesain dan aplikasikan oleh perusahaan Shell).

    Mengenai pemasangan RO seri, besar kemungkinannya untuk mengurangi pressure secara bertahap supaya tidak terjadi vibrasi yang parah akibat turbulensi fluida setelah mengalami pressure drop yang cukup besar.

    Konfigurasi SRO yang dideskripsikan cukup unik dan kemungkinan bagaimana SRO tersebut diletakkan, besar ukuran bore-nya serta bagaimana sudut antar hole dibuat, saya kira vendor dari SRO itu punya kalkulasi tersendiri.

    Pada artikel ini harus ada yang diluruskan. Yaitu bahwa RO yang bukanlah untuk mereduksi tekanan. Perhatikan gambar pertama. Jika RO-nya dilepas, dan BDV tersebut terbuka, by fluid mechanics rule, maka tekanannya di sana juga akan mengikuti tekanan di flare system, plus tentu saja ada kenaikan di profil hilang tekannya mengingat adanya rush flow yang banyak.

    Pemasangan RO di downstream BDV pada umumnya dilakukan atas nasehat study overpressure protection serta blowdown study, agar supaya flare capacity- nya tidak terlewati.

    Di gambar kedua, jika RO akan digunakan sebagai ‘penolong’ control valve dalam rangka mengurangi tekanan, malah berbahaya karena sejatinya sebuah control valve harus menanggung beban hilang tekan agar dapat bekerja dengan baik. Jika tidak, controllability-nya akan jelek. Jangan-jangan dipasangnya RO di downstream control valve tersebut adalah untuk membatasi flow yang masuk ke separator kalau PCV-nya stuck dan wide open. Agar supaya PSV di vessel tersebut masih sanggup menghandle-nya. Lagi-lagi pemasangan RO di sini di govern oleh overpressure protection analysis.

    Pemasangan RO sebagai penolong control valve, kalau bisa adalah pilihan terakhir.

    Bahkan, dia bisa juga dipasang di upstream PSV untuk mengurangi flow yang masuk ke PSV (karena PSV existing ini kegedean). Tetapi, ada perhatian khusus yang harus diberikan. Misalnya, RO-nya tidak boleh di pasang di downstream PSV, harus di cek hilang tekannya agar tidak melebihi 3% setting.

    Untuk aplikasi di downstream control valve, pada dasarnya digunakan prinsip/korelasi bahwa untuk flow rate tertentu dan Bore size tertentu terdapat Differential tertentu. Total Differential Pressure yang ada di share antara control valve dan Restriction Orifice. Dengan share DP diharapkan efek vibrasi tidak begitu besar akibat abrupt DP yang terlalu besar di satu device. Memang bisa memakai special control valve, tapi karena aplikasinya tidak untuk critical process (Recycle line Reciprocate compressor) makanya pendekatan ini yang dipakai.