Oil Mist Detector (OMD)

Oil Mist Detector (OMD) adalah perangkat sensorik yang dirancang untuk mendeteksi keberadaan kabut oli (oil mist) di dalam ruang mesin diesel pembakaran dalam (internal combustion engine).

Kabut oli dapat muncul akibat gesekan berlebih, panas tinggi, atau kerusakan pada bagian internal mesin. Jika tidak terdeteksi, kabut oli dapat menyebabkan ledakan atau kebakaran yang merusak mesin secara fatal.

Kadar oil mist dalam crankcase harus dideteksi karena kabut oli terdiri dari partikel-partikel oli yang tersuspensi di udara dalam bentuk aerosol. Dalam konsentrasi tertentu, campuran udara dan kabut oli bisa menjadi sangat mudah terbakar. Oleh karena itu, deteksi dini sangat penting untuk:

•  Mencegah kebakaran atau ledakan.

•  Menghindari kerusakan mesin.

•  Menjaga keselamatan operator, kru dan lingkungan sekitarnya.

Oil mist detector bekerja dengan menghisap udara dari ruang engkol (crankcase) mesin dan menganalisis kandungan kabut oli di dalamnya. Sensor optik atau inframerah biasanya digunakan untuk mengukur kerapatan partikel oli. Jika konsentrasi melampaui batas yang ditentukan (biasanya diukur dalam mg/L atau ppm), maka sistem akan mengirimkan alarm atau bahkan menghentikan mesin secara otomatis.

Tampilan indicator OMD yang terpasang pada mesin. (Foto: Dokumentasi penulis).

Komponen Utama OMD:

•  Sensor deteksi kabut oli.

•  Sistem pengambilan sampel (sampling system).

•  Unit kontrol (control unit).

•  Alarm dan interface pengguna.

Jenis-jenis oil mist detector

•  Static (Fixed) OMD – Terpasang secara permanen pada mesin besar, biasanya dengan multi-point sampling.

•  Portable OMD – Digunakan untuk inspeksi manual atau troubleshooting.

•  Integrated OMD – Terintegrasi dalam sistem monitoring mesin modern (engine management system).

Pemeliharaan OMD

•  Pembersihan rutin: Lensa dan cermin harus dibersihkan secara berkala untuk mencegah akumulasi debu atau kabut oli.

•  Pemeriksaan fungsi: Memastikan kipas ekstraksi dan katup pemilih rotari berfungsi dengan baik.

•  Kalibrasi: Melakukan kalibrasi sistem secara berkala untuk memastikan akurasi deteksi.

Continue

Dual Fuel Engine pada Mesin Kapal

Dalam industri pelayaran yang semakin mengutamakan efisiensi energi dan ramah lingkungan, penggunaan dual fuel engine (mesin bahan bakar ganda) pada kapal menjadi pilihan yang semakin populer. Mesin ini memungkinkan kapal untuk beroperasi dengan dua jenis bahan bakar, biasanya bahan bakar fosil dan bahan bakar alternatif, seperti LNG (Liquefied Natural Gas), LPG (Liquefied Petroleum Gas), atau bahkan biofuel.

Dual fuel engine adalah jenis mesin yang mampu beroperasi menggunakan dua jenis bahan bakar yang berbeda, umumnya bahan bakar cair (seperti Heavy Fuel Oil (HFO) atau Marine Diesel Oil (MDO)) dan bahan bakar gas (seperti LNG, LPG, atau gas alam). Mesin ini dirancang untuk berpindah di antara dua bahan bakar tersebut secara otomatis tergantung pada ketersediaan bahan bakar dan kondisi operasional kapal.

Jenis Dual Fuel Engine

1. Dual Fuel Diesel Engine. Mesin ini menggunakan bahan bakar gas (LNG, LPG) pada saat beroperasi, tetapi jika gas tidak tersedia, mesin dapat beralih ke bahan bakar diesel atau HFO.
2. Dual Fuel Gas Engine. Mesin ini mengutamakan penggunaan gas (LNG atau LPG) dan menggunakan bahan bakar diesel hanya untuk memulai proses pembakaran (sebagai bahan bakar pilot).

Keuntungan menggunakan dual fuel engine pada kapal,

1. Pengurangan emisi dan dampak lingkungan.

Penggunaan gas alam seperti LNG sebagai bahan bakar utama mengurangi emisi gas rumah kaca secara signifikan dibandingkan dengan bahan bakar minyak fosil. Beberapa keuntungan utama termasuk:

· Pengurangan emisi sulfur (SOx): LNG hampir tidak mengandung sulfur, yang berarti emisi SOx dari mesin kapal berkurang drastis.

·     Pengurangan emisi nitrogen oksida (NOx): Pembakaran LNG menghasilkan emisi NOx yang lebih rendah dibandingkan bahan bakar minyak.

·   Pengurangan karbon dioksida (CO₂): LNG menghasilkan emisi CO₂ yang lebih rendah dibandingkan dengan HFO atau MDO.

· Mengurangi partikel halus (PM) yang berbahaya bagi kesehatan.

2. Efisiensi energi yang lebih baik.

Mesin dual fuel yang menggunakan LNG atau LPG memiliki efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan mesin berbahan bakar HFO. Penggunaan gas menghasilkan pembakaran yang lebih bersih dan lebih efisien, yang berkontribusi pada pengurangan konsumsi bahan bakar.

3. Fleksibilitas operasional.

Kemampuan untuk menggunakan dua jenis bahan bakar memberi kapal fleksibilitas dalam pengoperasian di berbagai wilayah dengan ketersediaan bahan bakar yang berbeda. Jika LNG tidak tersedia, kapal dapat beralih ke bahan bakar diesel atau HFO.

4. Kepatuhan terhadap regulasi lingkungan.

Dengan regulasi yang semakin ketat, seperti batas emisi sulfur yang lebih rendah dari IMO 2020 dan aturan lingkungan dalam IMO MARPOL Annex VI, mesin dual fuel membantu kapal untuk memenuhi persyaratan emisi internasional dan regional.

Contoh penataan sistem pipa dual fuel engine. (gambar: https://www.sciencedirect.com/)

Sistem injeksi bahan bakar pada dual fuel egine. (Gambar: POUNDER’S MARINE DIESEL ENGINES AND GAS TURBIES 8TH EDITION).

 

Komponen utama dalam dual fuel engine kapal

• Fuel injection system: Memungkinkan mesin untuk menyuntikkan dua jenis bahan bakar secara terpisah ke dalam ruang bakar.
• Pilot fuel system: Bahan bakar ini digunakan untuk menyalakan bahan bakar gas pada saat start-up mesin, atau ketika bahan bakar gas tidak mencukupi.
• Switch-over mechanism: Sistem otomatis yang mengalihkan mesin dari bahan bakar satu ke bahan bakar lainnya sesuai dengan kondisi operasional dan ketersediaan bahan bakar.
• Gas supply system: Sistem yang mengalirkan gas ke mesin dalam jumlah yang tepat dan pada tekanan yang diperlukan.
• Exhaust gas cleaning system (scrubber): Beberapa mesin dual fuel dilengkapi dengan sistem pembersih gas buang untuk memenuhi standar emisi yang ketat.

Tantangan dalam pengoperasian dual fuel engine,

1. Infrastruktur pengisian LNG yang terbatas.

Meskipun LNG menawarkan banyak keuntungan, salah satu tantangan utama adalah keterbatasan infrastruktur pengisian LNG di banyak Pelabuhan. Terutama di negara berkembang atau di daerah-daerah yang jauh dari jalur pelayaran utama. Hal ini dapat menyulitkan kapal untuk mengoperasikan dengan bahan bakar gas secara terus-menerus.

2. Biaya awal yang lebih tinggi.

Pengadaan dan instalasi mesin dual fuel biasanya lebih mahal dibandingkan dengan mesin konvensional. Selain itu, sistem penyimpanan gas LNG di kapal (terutama untuk LNG yang membutuhkan suhu rendah) juga memerlukan investasi lebih besar.

3. Keahlian teknis yang diperlukan.

Operasi dual fuel engine memerlukan perawatan dan pengoperasian yang lebih kompleks, karena mesin harus mampu beralih antara bahan bakar cair dan gas dengan lancar. Kru kapal perlu dilatih untuk mengelola sistem ganda ini secara efektif.

4. Ketersediaan bahan bakar gas.

Sumber bahan bakar gas seperti LNG tidak tersedia di semua lokasi, sehingga kapal yang menggunakan dual fuel engine harus merencanakan jalur pelayaran dengan cermat agar tetap dapat mengisi bahan bakar gas.

Dengan semakin ketatnya regulasi lingkungan global dan kebutuhan akan pengurangan emisi karbon, dual fuel engine diharapkan akan menjadi solusi utama untuk mencapai keberlanjutan dalam industri pelayaran. Teknologi ini memberikan fleksibilitas bahan bakar dan memenuhi standar emisi yang semakin ketat, meskipun ada tantangan terkait dengan biaya dan infrastruktur.

Selain LNG, bahan bakar alternatif lainnya seperti biofuel dan hidrogen juga mulai dipertimbangkan untuk pengoperasian mesin dual fuel, membuka peluang baru dalam transisi menuju sistem propulsi yang lebih ramah lingkungan.

Continue

SCR (Selective Catalytic Reduction)

Selective Catalytic Reduction (SCR) adalah sistem pengendalian emisi yang digunakan untuk mengurangi emisi nitrogen oksida (NOx) dari gas buang mesin diesel atau turbin gas.

Ilustrasi penataasn SCR pada mesin. (Gambar: POUNDER’S MARINE DIESEL ENGINES AND GAS TURBIES 8TH EDITION).

Manfaat Penggunaan SCR

•      Pengurangan Emisi NOx hingga 90%.

•      Memenuhi standar emisi global (Euro V, Euro VI, EPA Tier IV, IMO Tier III).

•      Meningkatkan efisiensi mesin – mesin bisa dioptimalkan tanpa fokus pada pengurangan NOx di ruang bakar.

•      Mengurangi konsumsi bahan bakar bila dibandingkan dengan sistem EGR murni

Teknologi ini memanfaatkan reaksi kimia antara NOx dan zat reduktan seperti urea (DEF – Diesel Exhaust Fluid) di hadapan katalis, sehingga NOx diubah menjadi nitrogen (N₂) dan uap air (H₂O) — dua komponen alami yang tidak berbahaya.

Komponen Utama Sistem SCR

•      Injector DEF (Diesel Exhaust Fluid) Untuk menyemprotkan cairan urea ke gas buang.

•      Mixer / Chamber. Mencampur urea dengan gas buang agar reaksi optimal.

•      Catalytic Converter (SCR Catalyst). Tempat berlangsungnya reaksi reduksi Nox.

•      Control Unit (ECU/ECM). Mengatur jumlah urea berdasarkan beban mesin dan suhu gas buang.

•      NOx Sensor & Temperature Sensor. Memantau efektivitas sistem dan memastikan emisi tetap rendah

Diesel Exhaust Fluid (DEF) adalah larutan urea murni 32,5% dan air demineralisasi 67,5%. Nama dagang populer: AdBlue (Eropa), BlueDEF (Amerika). DEF bukan bahan bakar, tidak beracun, dan disimpan dalam tangki terpisah.

Cara Kerja SCR

•      Suntikan Urea (DEF): Cairan urea disemprotkan ke dalam aliran gas buang panas.

•      Pembentukan Amonia (NH₃): Urea terurai menjadi amonia saat terkena suhu tinggi gas buang.

•      Reaksi Kimia di Katalis SCR: Amonia bereaksi dengan NOx di dalam katalis SCR membentuk nitrogen dan uap air.

4𝑁O + 4𝑁𝐻₃ + 𝑂₂ → 4𝑁₂ + 6𝐻₂𝑂

Dari rumus reaksi kimia diatas, gas keluar dari sistem adalah nitrogen dan air yang aman bagi lingkungan.

Perawatan system SCR meliputi,

•      Urea harus disimpan dengan benar (suhu 0–30°C)

•      Kualitas DEF harus dijaga untuk menghindari kristalisasi

•      Filter dan katalis SCR memerlukan inspeksi berkala.

•      Sistem elektronik (sensor, injektor) harus bebas gangguan.

Penataan komponen SCR pada low speed diesel engine (MAN B & W). (Gambar: POUNDER’S MARINE DIESEL ENGINES AND GAS TURBIES 8TH EDITION).

Continue

Scrubber

Scrubber kapal adalah sistem pembersih gas buang (Exhaust Gas Cleaning System / EGCS) yang dirancang untuk mengurangi emisi gas sulfur dioksida (SO₂) dari cerobong kapal. Sistem ini menjadi penting setelah diberlakukannya regulasi IMO 2020 yang membatasi kandungan sulfur dalam bahan bakar kapal hingga maksimal 0,5% massa berat.

Dengan menggunakan scrubber, kapal dapat tetap menggunakan bahan bakar dengan kandungan sulfur tinggi (seperti HFO) tanpa melanggar regulasi, asalkan sistem scrubber yang digunakan memenuhi standar yang ditetapkan.

Scrubber bekerja dengan cara menyemprotkan air (baik air laut maupun air tawar yang telah diolah) ke dalam aliran gas buang dari mesin kapal. Proses ini terjadi dalam beberapa tahap:

1. Pencampuran gas dan cairan: Gas buang yang mengandung SO₂ diarahkan ke dalam ruang scrubber, di mana air disemprotkan melalui nozzle untuk mencampur gas dengan cairan.
2. Reaksi kimia: SO₂ dalam gas buang bereaksi dengan air, membentuk asam sulfat (H₂SO₄). Reaksi ini mengurangi konsentrasi SO₂ dalam gas buang.
3. Pemisahan partikel: Partikel-partikel padat dan cair yang terbentuk selama reaksi dipisahkan dari gas melalui proses pemisahan, seperti demister atau filter.
4. Pembuangan air pencuci: Air yang telah digunakan dalam proses scrubbing, yang kini mengandung kontaminan, dibuang sesuai dengan jenis sistem scrubber yang digunakan.

Jenis-jenis scrubber,

1. Scrubber open-loop.

• Prinsip kerja: Menggunakan air laut sebagai media scrubbing. Setelah digunakan, air pencuci dibuang langsung ke laut.
• Kelebihan: Tidak memerlukan bahan kimia tambahan.
• Kekurangan: Dilarang di beberapa negara karena dapat mencemari lingkungan laut dengan pH rendah.

2. Scrubber closed-loop.

• Prinsip kerja: Menggunakan air tawar yang dicampur dengan bahan kimia (seperti natrium hidroksida) sebagai media scrubbing. Air pencuci disirkulasikan kembali setelah dibersihkan.
• Kelebihan: Dapat digunakan di perairan mana pun tanpa melanggar regulasi lingkungan.
• Kekurangan: Memerlukan ruang penyimpanan untuk air pencuci dan bahan kimia.

3. Scrubber hybrid.

• Prinsip kerja: Kombinasi antara open-loop dan closed-loop. Dapat beroperasi sebagai open-loop di perairan laut dan beralih ke closed-loop saat memasuki perairan yang melarang pembuangan air pencuci.
• Kelebihan: Fleksibilitas tinggi dalam pengoperasian.
• Kekurangan: Memerlukan sistem kontrol yang kompleks dan ruang penyimpanan tambahan.

Close & open loop scrubber. (Gambar: https://www.beritatrans.com/artikel/153147/Malaysia-Larang-Operasional-Kapal-Pakai-Open-Loop-Scrubber-Mulai-1-Januari-2020/)

 

Ilustrasi Sistem Scrubber Kapal

Berikut adalah diagram yang menggambarkan prinsip kerja scrubber pada kapal:

Keterangan Diagram:

• Gas Buang: Gas dari mesin kapal yang mengandung SO₂.
• Nozzle: Alat untuk menyemprotkan air ke dalam gas buang.
• Demister: Alat untuk memisahkan partikel cair dari gas.
• Air Pencuci: Air yang digunakan dalam proses scrubbing.
• Pembuangan: Proses pembuangan air pencuci yang telah terkontaminasi.

Penataan komponen scrubber. (Gambar: https://www.researchgate.net/figure/Schematic-diagram-of-seawater-spray-scrubber-for-ships-engine-7_fig1_343162365)

Continue