COMBINED DIESEL AND GAS (CODAG)
OLEH :
MUHAMMAD ABDILLAH
D331 12 267
SISTEM PERKAPALAN
FAKULTAS TEKNIK
HASANUDDIN UNIVERS
KATA PENGANTAR
Assalamu alaikum Wr.Wb
Puji syukur
kita panjatkan atas kehadirat Allah SWT, karena atas berkat limpahan rahmat dan
karunia-Nya lah sehingga kami masih diberi kesehatan serta kesempatan untuk
dapat menyelesaikan makalah yang merupakan salah satu tugas dari mata kuliah
permesinan kapal yang pada akhirnya dapat terselesaikan..
Adapun makalah yang dibuat untuk membahas mengenai kombinasi mesin diesel dan mesin
turbin uap pada system penggerak kapal.
Kami
menyadari bahwa didalam makalah ini masih terdapat beberapa kekurangan.
Untuk itu, kami akan senantiasa menerima kritikan dan saran-saran dari
teman-teman yang bersifat membangun demi kesempurnaan makalah ini.
Akhir kata
melalui makalah ini
penulis berharap kedepannya, kiranya
tugas mata kuliah Instalasi mesin kapal ini dapat bermanfaat bagi kami dan bagi semua
pihak. Amin.
Waalaikum salam Wr. Wb
Penulis
DAFTAR ISI
Kata pengantar …………………………………………………….1
Pendahuluan
……………………………………………………….2
Pembahasan ………………………………………………………..5
Penutup
…………………………………………………………...13
BAB
I
PENDAHULUAN
Dengan berkembangnya ilmu
pengetahuan dan Teknologi, maka kemajuan di bidang industri terutama dalam
bidang permesinan, berbagai alat diciptakan untuk mempermudah dan menambah
kenyamanan manusia dalam memenuhi kebutuhan. Salah satunya adalah di bidang
otomotif, dimana dalam penggunaanya diperlukan pengetahuan tentang mesin
tersebut dengan baik supaya selama pengoperasian mesin dapat berjalan seefektif
dan seefisien mungkin.
Turbin adalah
sebuah mesin berputar yang mengambil energi dari aliran
fluida.Turbin sederhana
memiliki satu bagian yang bergerak, "asembli rotorblade".Fluida yang
bergerak menjadikan baling-baling berputar dan menghasilkan energi untuk
menggerakkan rotor.Turbin Uap
Termasuk Mesin- mesin Konversi energi yang mengubah energi potensial uap menjadi energi kinetis
pada nozel dan selanjutnya diubah menjadi energi mekanis pada sudu-sudu turbin
yang dipasang pada poros turbin. Energi mekanis yang dihasilkan dalam bentuk
putaran poros turbin dapat secara langsung atau dengan bantuan roda gigi
reduksi dihubungkan dengan mekanisme yang digerakkan. Untuk menghasilkan energi
listrik, mekanisme yang digerakkan adalah poros generator.
Gabungan diesel dan gas (CODAG) adalah jenis sistem propulsi untuk kapal yang membutuhkan kecepatan maksimal yang jauh lebih cepat
daripada kecepatan jelajah mereka, terutama kapal perang seperti frigat modern atau korvet. CODAG terdiri
dari mesin diesel untuk berlayar dan gas turbin yang dapat diaktifkan untuk transit kecepatan tinggi. Dalam kebanyakan kasus perbedaan output daya dari mesin diesel sendiri untuk diesel dan listrik turbin gabungan terlalu besar untuk baling-baling lapangan dikontrol untuk membatasi rotasi sehingga mesin diesel dapat terus beroperasi tanpa mengubah rasio gigi transmisi mereka. Karena itu, khusus gearbox multi-kecepatan diperlukan.
BAB II
PEMBAHASAN
1. Diesel engine ( Mesin Diesel )
Motor
diesel dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin pembakaran dalam
(internal combustion engine). Penggunaan motor diesel bertujuan untuk
mendapatkan tenaga mekanik dari energi panas yang ditimbulkan oleh energi
kimiawi bahan bakar, energi kimiawi tersebut diperoleh dari proses pembakaran
antara bahan bakar dan udara di dalam ruang bakar.
Pada motor diesel ruang bakarnya
bisa terdiri dari satu atau lebih tergantung pada tujuan perancangan, dan dalam
satu silinder dapat terdiri dari satu atau dua torak.
Tekanan gas hasil pembakaran akan
mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak,
sehingga torak dapat bergerak bolak-balik (reciprocating). Gerak bolak-balik
torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol. Dan sebaliknya gerak
rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah
kompresi.
Berdasarkan cara menganalisa
sistim kerjanya, motor diesel dibedakan menjadi dua, yaitu motor diesel yang
menggunakan sistim airless injection (solid injection) yang dianalisa dengan
siklus dual dan motor diesel yang menggunakan sistim air injection yang dianalisa
dengan siklus diesel sedangkan motor bensin dianalisa dengan siklus otto.
·
Prinsip Kerja
Mesin/motor diesel (diesel
engine) merupakan salah satu bentuk motor pembakaran dalam (internal
combustion engine) di samping motor bensin dan turbin gas. Motor
diesel disebut dengan motor penyalaan kompresi (compression ignition
engine) karena penyalaan bahan
bakarnya diakibatkan oleh suhu kompresi udara dalam ruang bakar. Dilain pihak
motor bensin disebut motor penyalaan busi (spark ignition engine) karena
penyalaan bahan bakar diakibatkan oleh percikan bunga api listrik dari busi.
Meskipun untuk mesin diesel tidak
diperlukan sistem pengapian seperti halnya pada motor bensin, namun dalam mesin
diesel diperlukan sistem injeksi bahan bakar yang berupa pompa injeksi (injection
pump) dan pengabut (injector) serta perlengkapan bantu lain. Bahan
bakar yang disemprotkan harus mempunyai sifat dapat terbakar sendiri (self
ignition).
2.
Gas Turbine ( Turbin Gas )
Turbin gas adalah turbin dengan gas sebagai fluida kerjanya gas
diperoleh dari pembakaran bahan bakar cair yang
mudah terbakar. System turbin gas yang paling sederhana terdiri dari tiga komponen utama, yaitu kompresor, ruang bakar dan turbin, yang disusun
menjadi system yang kompak.
Tiga proses pokok yang terjadi di
dalam turbin gas untuk memproduksi energy yaitu :
1. Proses
penekanan udara
2. Proses
pembakaran udara + bahan bakar.
3. Proses
pengembangan atau ekspansi gas hasil pembakaran
3. CODAG (Combined Diesel and Gas)
Dewasa ini
telah banyak jenis sitem penggerak kapal yang di gunakan untuk menambah
kecepatan kapal. Sepeti CODAG (Combined diesel and Gas ), CODOG (Combined
Diesel or Gas) , CODAD (Combined Diesel and Diesel) dan lain-lain. Pada pembahsan ini, kita akan membahas mengenai CODAG (Combined
Diesel and Gas).
Gabungan diesel dan gas (CODAG)
adalah jenis sistem
propulsi untuk kapal yang membutuhkan kecepatan
maksimal yang jauh
lebih cepat daripada kecepatan jelajah mereka, terutama kapal
perang seperti frigat modern
atau korvet. CODAG terdiri
dari mesin diesel untuk
berlayar dan gas turbin yang
dapat diaktifkan untuk transit kecepatan
tinggi.
Dalam kebanyakan kasus perbedaan output
daya dari mesin diesel sendiri
untuk diesel dan listrik
turbin gabungan terlalu
besar untuk baling-baling lapangan
dikontrol untuk membatasi rotasi sehingga mesin
diesel dapat terus
beroperasi tanpa mengubah rasio
gigi transmisi mereka.
Karena itu, khusus gearbox kecepatan
ganda diperlukan. Hal ini
kontras dengan sistem CODOG,
yang beberapa mesin
diesel dengan sederhana, rasio gearbox tetap pada
poros, tetapi disengages ketika turbin diaktifkan.
Misalnya untuk CODAG Fridtjof Nansen kelas fregat dari
Royal Norwegian Navy, rasio
gigi untuk mesin diesel berubah dari
sekitar 1:7.7 (engine:
propeller) untuk diesel-hanya
untuk 1:5.3 ketika
dalam mode diesel-dan-turbin
. Beberapa kapal bahkan
memiliki tiga rasio yang
berbeda gigi untuk
mesin diesel: masing-masing
untuk diesel tunggal
dan kapal pesiar diesel ganda dan ketiga
ketika turbin gas bergerak.
Sistem propulsi tersebut
memiliki footprint yang
lebih kecil daripada diesel-satunya pembangkit listrik dengan output daya yang sama maksimal, karena mesin yang lebih kecil dapat digunakan dan turbin gas dan gearbox tidak membutuhkan ruang tambahan banyak. Masih mempertahankan efisiensi bahan bakar yang tinggi dari mesin diesel saat jelajah, memungkinkan rentang yang lebih besar dan biaya bahan bakar yang lebih rendah dibandingkan dengan turbin gas saja. Di sisi lain, gearing yang lebih kompleks, berat dan merepotkan diperlukan.
CODAG merupakan hasil
dari pengembangan lebih
lanjut dalam sistem propulsi,
CODOG terutama derivedfrom.
Sebuah integrasi
sistem CODAG sempurna dilakukan di
Jerman pada 1990-an.
Pertama Angkatan
Laut Jerman F124 Frigate dengan CODAG propulsi (Gambar
2) dimasukkan ke dalam operasi pada
tahun 2001.
Faktor utama dalam keberhasilan
pengembangan rencana F124 CODAG adalah sebagai
berikut:...
1. Pengalaman yang berasal
dari CODOG dan CODAD aplikasi, misalnya, sinkronisasi diri menduduki kopling ringan
dibuat casing dan carburized gigi heliks ganda;
2. Dioptimalkan multi-disk
yang pengaturan kopling dengan
kontrol hidrolik,
pelumasan dan perakitan pada
satu poros umum;
3. Sistem kontrol kapal dan
peralatan sub - kontrol berikut terbaru standardsare elektronik sempurna terintegrasi
dengan menggunakan unit kontrol programmable logic (PLC) untuk operasi, menjaga
dan pertukaran data BUS. Pemantauan dan operasi lokal difasilitasi dengan nyaman
melalui layar sentuh PLC.
The
Lockheed Martin SKB jenis monohull (kelas Freedom) dari Angkatan Laut AS
memiliki teknologi propulsi kereta yang sama sekali berbeda. Empat jet air
didorong oleh dua sistem simetris diatur CODAG, di mana kecepatan tinggi yang
menggabungkan gigi dan gigi splitter kecepatan rendah secara terpisah diinstal,
dihubungkan oleh poros menengah panjang masing-masing, lihat Gambar .
Turbin gas dan mesin diesel
dapat terlibat secara terpisah di kapal pesiar atau mode kecepatan tinggi
propulsi, atau bersama-sama mendorong jet air mencapai kecepatan tertinggi
lebih dari 40 knot dalam mode CODAG ini. Untuk mencocokkan dengan kecepatan air
jet yang berbeda diperlukan, input mesin diesel dilengkapi dengan dua tahap di
mana gigi gear ratio yang memadai dipilih melalui keterlibatan multi-disc
clutch.
4. Pengaplikasian CODAG (Kombiasi diesel dan gas) Pada
kapal patroli 60 meter
Setelah
sukses membuat kapal aluminium 40 meter, TNI – AL
Telah diketahui bahwa kapal yang menggunakan sistem
CODAG mempunyai berat yang lebih ringan 38,88% dan power yang lebih besar
sekitar 31,18% bila dibandingkan dengan diesel konvensional. Dari segi ekonomis
investasi yang ditanamkan cukup besar yaitu berkisar 30% lebih mahal bila
dibandingkan dengan diesel konvensional, tetapi untuk
biaya
perbaikan dan operasional lebih kecil bila dibandingkan dengan diesel
konvensional.
Dengan power 2 X 3650 Hp, motor penggerak diesel yang digunakan dalam kapal ini memiliki berat
28 ton, sehingga dikhawatirkan akan
mempengaruhi stabilitas dari kapal patroli. Dalam perancangan, digunakan CODAG (combine
Diesel and Gas Turbine) sebagai penggerak kapal, hal ini disebabkan karena gas
turbine memiliki ukuran dan berat yang lebih kecil dan ringan, dengan power
yang sama.
Pada
pola operasional sistemCODAG (Combine Diesel and Gas turbin), diesel hanya
digunakan pada saat kapal berjalan pada kecepatan ekonomis 15 knot, dan pada
kecepatan maksimal 28 knot maka menggunakan gas turbine dan diesel engine
sebagai motor penggeraknya.
5. Manfaat CODAG ( Combined Diesel and Gas ) dari
beberapa segi
1. Dilihat dari segi teknis:
Sistem CODAG memiliki banyak kelebihan bila dibandingkan
dengan sistemdiesel konvensional. Kelebihan-kelebiahan tersebut antara lain:
a. memiliki berat yang lebih ringan, yaitu
38,88% bila dibandingkan dengan diesel
konvensional, tanpa menggunakan CODAG
gearbox. 86
b. Memiliki tenaga yang besar, yaitu 31,18% bila
dibandingkan dengan diesel konvensional.
2.
Dilihat dari segi ekonomis
Dari segi ekonomisnya dpata kita lihat pada Penggunaan
CODAG pada kapal patroli cepat 60m alluminium:
a. Dari sisi investasi.
Lebih mahal dibandingkan dengan menggunakan mesin
diesel dengan power yang sama. Selisih harga = Rp 55.000.000.000–Rp 38.000.000.000
= Rp 17.000.000 (30,90%)
Untuk
CODAG sistem masih belum ditambah harga CODAG
gearbox
b. Dari sisi konstruksi:
Dari sisi konstruksi tidak diperhitungkan karena nilai
dari konstruksi hanya berkisar 1% - 2% dari harga mesin yang akan dipasang.
c. Dari sisi perawatan:
Dari sisi perawatan sistem CODAG lebih murah bila
dibandingkan dengan sistem diesel, karena pada sistem CODAG gas turbine hanya
digunakan pada saat kapal bergerak pada kecepatan maksimal, sehingga Time
Between Overhaul (TBO) dari gas turbin dicapai dalam waktu yang relatif lebih
lama dibandingkan dengan sistem diesel konvensional. 88
d. Dari sisi operasional :
Selisih perbedaan harga bahan bakar, untuk tangki
berkapasitas 110 ton antara CODAG sistem dengan sistem Diesel konvensional
adalah:
Harga
MDO dan kerosene bersubsidi pada sistem CODAG:
=
Rp 317.293.100,-
Haraga
MDO pada sistem Diesel:
=`Rp
443.792.800,-
Selisih harga = Rp
443.792.800 – Rp 317.239.100
=
Rp 126.553.700,-
CODAG
sitem 28,51% lebih murah jika dibandingkan
dengan Diesel konvensional, tetapi untuk jarak yang ditempuh oleh kapal patroli cepat 60 meter aluminium,
Diesel konvensional lebih jauh dibandingkan dengan CODAG sistem.
BAB III
PENUTUP
III.1 Kesimpulan
Dari pembahsan diatas dapat kita ambil kesimpulan
sebagai berikut :
·
Motor diesel
dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin pembakaran dalam (internal
combustion engine). Penggunaan motor diesel bertujuan untuk mendapatkan tenaga
mekanik dari energi panas yang ditimbulkan oleh energi kimiawi bahan bakar,
energi kimiawi tersebut diperoleh dari proses pembakaran antara bahan bakar dan
udara di dalam ruang bakar.
·
Turbin gas adalah turbin dengan gas
sebagai fluida kerjanya gas diperoleh dari pembakaran bahan bakar cair yang mudah
terbakar. System turbin gas yang paling sederhana terdiri dari tiga komponen utama,
yaitu kompresor, ruang bakar dan turbin, yang disusun menjadi system yang kompak.
·
CODAG (Combined Diesel and Gas) Gabungan diesel dan gas adalah jenis sistem propulsi untuk kapal yang membutuhkan kecepatan maksimal yang jauh lebih cepat daripada kecepatan jelajah mereka, terutama kapal perang seperti frigat modern atau korvet. CODAG terdiri dari mesin diesel untuk berlayar dan gas turbin yang dapat diaktifkan untuk transit kecepatan tinggi.
·
Manfaat dari
Codag
1.
Dari segi
teknis , CODAG memiliki berat yang lebih ringan, yaitu
38,88% dan Memiliki tenaga yang besar,
yaitu 31,18% bila dibandingkan dengan diesel konvensional.
2.
Dari segi ekonomis, dapat kita lihat pada
penggunaan CODAG pada kapal patroli 60 m. CODAG sitem 28,51% lebih murah jika dibandingkan dengan Diesel konvensional, tetapi untuk
jarak yang ditempuh oleh kapal patroli
cepat 60 meter aluminium, Diesel konvensional lebih jauh dibandingkan dengan
CODAG sistem.
III.2 Saran
1. Untuk pemilihan gas turbine diharapkan
menggunakan single gas turbine, karena
lebih murah dan juga bisa lebih ringan.
2. Untuk effisiensi bahan bakar dan
memaksimalakan jarak pelayaran disarankan menggunakan CODOG sebagai sistem pada
motor penggeraknya.
DAFTAR PUSTAKA
http://digilib.its.ac.id/studi-perbandingan-teknis-dan-ekonomis-kapal-patroli-cepat-60-meter-aluminium-antara-sistem-codag-combine-diesel-and-gas-turbine-dengan-diesel-7069.html
( diakses 10 april 2014 .)
http://en.wikipedia.org/wiki/Combined_diesel_and_gas
( diakses 10 april 2014 )
Pinnekamp, By B. dkk. 2012. Combined
MarinePropulsion Systems:Optimization and Validation by Simulation.pdf
Tidak ada komentar:
Posting Komentar