Pengembangan Sistem Pengukuran Aliran Dua Fase Udara – Air Pada Pipa Horizontal Secara Kontinu

Megiovandi Purba, Dr. Eng. Khasani, ST., M.Eng.

2009 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Pada suatu pembangkit listrik tenaga panas bumi (Geothermal Power Plant), aktivitas pembangkitan tergantung pada beberapa parameter yang perlu diketahui yakni laju aliran massa fluida yang dihasilkan oleh sumur produksi, entalpi fluida, dan temperatur. Pengamatan secara kontinu terhadap parameterparameter tersebut sangatlah dibutuhkan khususnya untuk pembangkit yang memiliki beberapa jumlah sumur produksi dan hanya memiliki satu buah separator (multi-well one separator system). Di Indonesia, pengukuran secara kontinu laju aliran campuran fluida (gas-liquid) yang dihasilkan oleh sumur produksi (geothermal wells) khususnya untuk multi-well one separator system masih sangat terbatas. Dalam penelitian ini dikembangkan rancang bangun alat ukur laju aliran dua-fase (udara-air) pada pipa horizontal diameter 1 inch menggunakan tabung venturi sebagai pressure differensial transducer yang dilengkapi dengan strain gage sebagai sensor tekanan, dan sebuah sensor pengukur kadar uap (water vapor sensor), sehingga dengan diketahuinya kadar uap tersebut maka laju uap dapat ditentukan. Parameter-parameter terukur yang berupa sinyal listrik dari sensor akan diubah menggunakan analog to digital converter (ADC), sinyal digital yang dihasilkan ADC akan masuk ke komputer dan dibaca oleh sebuah perangkat lunak yang telah berhasil dirancang sehingga memungkinkan untuk pemantauan secara kontinu. Sistem pemantau laju aliran massa aliran dua-fase yang telah dikembangkan dalam penelitian ini memiliki tampilan pada software berupa tabel yang menampilkan data nilai terukur dalam tiap detik, selain itu software juga mampu menampilkan data berupa grafik sehingga memungkinkan untuk pengamatan pola aliran yang terjadi didalam pipa.

In a geothermal power plant, generation activity depends on several key parameters: the mass flow rate of the fluid produced by the production wells, fluid enthalpy, and temperature. Continuous monitoring of these parameters is essential, particularly for plants utilizing a "multi-well, one-separator" configuration. In Indonesia, however, continuous measurement of the mixed-phase (gas-liquid) flow rate from geothermal production wells—especially within multi-well, one-separator systems—remains very limited. This research involved the design and development of a two-phase (air-water) flow rate measurement device for a 1-inch diameter horizontal pipe. The system employs a Venturi tube as a differential pressure transducer—equipped with a strain gauge as the pressure sensor—and a water vapor sensor to determine vapor content, thereby allowing the vapor flow rate to be calculated. Electrical signals from the sensors are converted via an analog-to-digital converter (ADC); the resulting digital signals are transmitted to a computer and processed by custom-designed software, enabling continuous monitoring. The developed two-phase mass flow monitoring system features a software interface that displays measured data in a tabular format with one-second resolution. Additionally, the software can generate graphical representations of the data, facilitating the observation of flow patterns occurring within the pipe.

Kata Kunci : mass flowrate two-phase flow, venturi, sensor uap, ADC