Saya ada kasus dimana harus menghitung pipelines hydraulic untuk gas rate expansion project. Setelah melakukan matching dengan field data, diperoleh hasil moody correlation lah yang paling cocok dengan rougness value tertentu untuk single phase, sedangkan untuk 2-phase saya gunakan beggs and brill. Pertanyaannya : Sewaktu melakukan sensitivity analisis terhadap gas flowrate untuk 10′ pipeline, perubahan pressure drop akan sangat besar (+- 50-70%) apabila saya merubah gas rate sekitar 3-5 MMSCFD saja(from 100 to 98-95) padahal untuk section pipa tersebut panjangnya hanya kira-kira 1.5 Km. Apakah fenomena ini wajar terjadi dalam calculation karena saya memaksakan gas rate tertentu untuk pipeline yang terlalu kecil untuk rate yang bersangkutan ? FYI, saya mendapatkan velocity yang sangat tinggi (90-200 ft/s untuk beberapa kasus berbeda). Apa yang sebenarnya akan terjadi di lapangan ?

Tanya – Frieza Gustaman

Dear All,

Saya ada kasus dimana harus menghitung pipelines hydraulic untuk gas rate expansion project. Setelah melakukan matching dengan field data, diperoleh hasil moody correlation lah yang paling cocok dengan rougness value tertentu untuk single phase, sedangkan untuk 2-phase saya gunakan beggs and brill.

Pertanyaannya :

Sewaktu melakukan sensitivity analisis terhadap gas flowrate untuk 10′ pipeline, perubahan pressure drop akan sangat besar (+- 50-70%) apabila saya merubah gas rate sekitar 3-5 MMSCFD saja(from 100 to 98-95) padahal untuk section pipa tersebut panjangnya hanya kira-kira 1.5 Km.
Apakah fenomena ini wajar terjadi dalam calculation karena saya memaksakan gas rate tertentu untuk pipeline yang terlalu kecil untuk rate yang bersangkutan ? FYI, saya mendapatkan velocity yang sangat tinggi (90-200 ft/s untuk beberapa kasus berbeda).
Apa yang sebenarnya akan terjadi di lapangan ?

Barangkali ada yang punya pengalaman. Terima kasih sebelumnya.

Tanggapan 1 – Cahyo Hardo

Pak Gustaman,

Saya tidak begitu jelas dengan penjelasan bapak di bawah. Kalau boleh tahu, berapa sih operating
pressurenya? Pakai program simulasi apa? Ada yang perlu diwaspadai dari persamaan milik Dr Beggs and Dr. Brill itu, terutama jika digunakan untuk pipa yang horisontal. Apakah kriteria segmentasi pipanya sudah terpenuhi (kurang dari 10% perubahan sifat2 fisik (kalau tidak salah)? choking?

Mau tanya lagi, apakah maksudnya jika flow turun pressure dropnya naik?

Tanggapan 2 – stephanus sulaeman

Dear sir,

Flow turun pressure drop naik ? Apakah pak Cahyo tidak pernah membayangkan dan mengalami hal ini didalam kasus flow dua phase pada tekanan uap liquid yang besar ? Pada waktu tekanan turun, fraksi uap yang terjadi meningkat sehingga aliran dua phase berubah dari liquid driven menjadi gas driven. Kita tahu bahwa pressure drop yang diakibatkan oleh gas lebih besar daripada pressure drop liquid persatuan massa delivery ( ingat – persatuan massa delivery ), sehingga yang terjadi pressure drop akan didominasi oleh pressure drop gas moving effect bukan pressure drop liquid moving effect.
Contoh paling sederhana adalah apabila kita mempunyai selang air berisi air dan udara yang mengalirkan air dari bak ke-ember. Apabila fraksi udara sangat sedikit maka air akan mengalir dengan cepat, sedang apabila fraksi udaranya bertambah maka air akan menurun kecepatannya, yang berarti pressure drop meningkat.

Tanggapan 3 – Cahyo Hardo

Maaf nih Pak Sulaeman, saya baru sekarang bisa ‘bercakap-cakap’ kembali. Kemarin saya berada di perjalanan pulang.

Terima kasih atas penjelasan bapak. Betul apa kata Pak Sulaeman ttg hilang tekan jika ada gas. Kejadian yang bapak ceritakan di bawah adalah wajar karena dari satu fasa menjadi dua fasa di pipa akan menghasilkan kenaikan hilang tekan (pressure drop).

Kejadian yang lebih menarik pernah saya alami 3 tahun yang silam ketika melakukan studi dan diakhiri dengan field test di perpipaan antara Badak export manifold (dekat Vico) dan Plant 21 milik PT Badak.

Kalau contohnya pak Suleman hanya air dan udara, maka pipa gas yang mengalir dari badak ke bontang ini bersifat saturated dengan hidrokarbon dew pointnya, dan ini lebih seru. Ada aturan tertentu, yaitu batas minimum flow yang boleh dialirkan dari badak ke bontang supaya pipa tidak tersumbat…oleh kondensat. Jadi justru ketika flow turun, maka hilang tekan (pressure drop) malah naik. Kurva hubungan flow vs hilang tekan kira2 mirip huruf U atau V.

Lucunya, hubungan ini tidak pernah ‘bisa’ dideteksi oleh pelbagai persamaan dua fasa untk hilang tekan yang masyhur. Persamaan hilang tekan terbaru yang lagi naik daun, yaitu Olga versi tertentu masih gagal. Bahkan pabrik pembuatnya yaitu scandpower-sinteff terpaksa memodifikasi persamaannya untuk mengkalibrasi kejadian di badak sana. Maklum, diameter pipa untuk eksperimen dalam rangka development persamaan olga itu (cuma 8′) jauh lebih kecil ketimbang pipa 42′ dan 36′ yang tergeletak di kaltim sana. Jadi efek geometri nya bisa tidak terdeteksi. Apalagi fluida yang digunakan untuk membangun persamaan olga itu hanya hidrokarbon liquid dan nitrogen. Jadi, sukar (menurut saya) memprediksi efek kondensasi gas karena gas yang dipakai adalah nitrogen.

Olga sebenarnya juga pake real gas serta minyak mentah untuk membangun persamaannya, tapi panjangnya cuma 100 m dan diameternya cuma 4′. Yakinkah kita? I do not know!

Denger2 perpipaan ke LNG tangguh menggunakan Olga, mungkin ada rekan2 milist yang bisa bercerita ttg si olga ini? pesan saya sih hati2 aja (tidak provokasi looh).

Segitu dulu yach pak.

Tanggapan 4 – stephanus sulaeman

Pak Cahyo, saya tidak tahu bagaimana eksperiment si Olga, tapi saya yakin mereka telah memperkirakan apa yang bapak bayangkan. Ada persepsi tersamar yang tidak terlalu nyata dalam kasus dua phase, yaitu sistim fisika dan sistim kimia-fisika + fisika. Apabila fraksi gas yang ada bukan merupakan bagian dari phase liquid maka ia cenderung menjadi sistim fisika, tetapi apabila fraksi gas tersebut kita simulasikan maka dari sistim fisika ini dapat menjadi ‘ sistim kimia-fisika + fisika semu ‘, yang menyerupai ( walaupun tidak akan sama dengan ) sistim dua phase condensible gas + liquid ( sistim kimia-fisika + fisika ).
Note : sebetulnya semua sistim dapat dinyatakan sebagai sistim fisika karena menyangkut kejadian alam ( natural sciences ), tetapi karena di universitas dianggap mata pelajaran kimia-fisik, saya menterjemahkannya sebagai kimia fisik juga. Bahkan pelajaran teologi ( ilmu keagamaan )-pun kadangkala dianggap menganut sistim fisika, seperti pendapat filsuf Teilhart de Cardine ( kalau saya tidak salah nulis namanya, pada abad ke 19 ) dan ekonofisika pak Surya itu kuno, apalagi ilmu teknik-kimia ! Yang baru adalah usaha pikiran manusia untuk memahaminya dan mempelajarinya. He, he, he…. 🙂 .

Tanggapan 5 – Cahyo Hardo

Pak Sulaeman,

Terus terang saya bingung dengan tulisan bapak di bawah ini. Bagaimana bapak bisa yakin dengan si olga padahal belum pernah “berkenalan” dengannya. Bagi saya, yakin semata tanpa pembuktian bisa berakibat fatal, dan kalau fatal, berarti sudah dekat dengan fatality hii…….

Saya berani menulis seperti di e-mail2 sebelumnya karena saya pernah membuktikannya dengan mata kepala sendiri di lapangan, dan bukan di belakang meja atau di depan layar process simulator!

Untuk tulisan Pak Sulaeman selanjutnya, saya no comment pak karena menurut saya tidak fokus dan melebar. Sekali lagi maaf yach.

Tanggapan 6 – Frieza Gustaman

Seperti perkiraan saya, pasti Mas Cahyo yang bakal reply 🙂 Betul2 jadi seorang moderator disiplin process yang oke nih .. 🙂 Thanks sebelumnya …

Perubahan pressure drop yang saya jelaskan kemarin bukan naik mas, tapi turun (saya ngga bilang naik kan yah ??, sori kalo kata2nya kabur). Saya pake pipesim untuk modelling pipelinenya terus dilink ke simulasi proses keseluruhan di hysys. Segmentasi pipa untuk perhitungan saya percayakan ke pipesim. Operating pressure (incoming pressure) sekitar 400 psig. Pipa ini berisi dry gas, jadi pipesim akan calculate dengan moody correlation. Sudah bisa menjawab pertanyaan awalnya Mas Cahyo ?

Tanggapan 7 – Cahyo Hardo

Mas Frisa, kalau gas nya kering (kering disini asumsi saya adalah punya titik embun hidrokarbon serta air yang rendah dibandingkan dengan temperatur operasi), maka ada baiknya persamaan itu dibandingkan dengan persamaan hilang tekan panhandle atau weymouth(?). Pilihan antar keduanya tergantung dari diameter pipa anda. Kalau tidak salah, jika lebih dari 8 atau 10 ‘ (?) berarti sudah waktunya anda menggunakan persamaan panhandle.