Dokumen tersebut membahas tentang bahan bakar alternatif untuk generator diesel seperti dual fuel, MFO, dan biofuel serta pertimbangan-pertimbangan terkait pelumasan dan konversi bahan bakarnya."

1. Pelumas dan Pelumasan Pada Konversi dan
Bahan Bakar di Mesin Diesel
DISKUSI ILMIAH MASPI 8
Ditjen Migas, 28 Oktober 2008

2. Latar Belakang
Harga fossil fuel yang sempat mencapai harga tertingginya di
bulan Juli 2008 membuat operator mesin diesel beralih ke
berbagai bahan bakar alternatif
Page 1

3. Alternatif Bahan bakar Diesel generator
Bahan bakar alternatif yang paling banyak dipilih ;
Dual Fuel
Gas dan HSD, khususnya dari pemakai HSD
Gas dan MFO, khususnya dari pemakai MFO
Full MFO, khususnya dari pemakai HSD dan atau IDO
Bio Diesel
Page 2

4. Aplikasi Dual Fuel
Page 3

5. Dual fuel engine
Mesin diesel yang beroperasi dengan bahan bakar gas, dimana
menggunakan bahan bakar cair (Solar, IDO, atau MFO) sebagai pilot
ignition (menggantikan spark ignition pada mesin diesel gas (gas
engine)
Umumnya menggunakan 10-15% bahan bakar diesel dan 85-90% gas
Secara otomatis berpindah ke moda operasi dengan bahan bakar cair,
apabila suplai gas terhenti
Untuk mencapai kinerja pembakaran yang optimal, mesin dilengkapi
kontrol elektronik yang terintegrasi dengan modul kontrol elektronik
yang sudah ada, sehingga terjadi kontrol yang akurat atas waktu dan
jumlah injeksi masing – masing bahan bakar
Page 4

6. Perbedaan Dual Fuel Engine, Gas Engine & Diesel Fuel
Engine
Karakteristik Gas Engine Dual Fuel Engine Diesel Fuel
Engine
Bahan bakar Gas (%Sulphur - Liquid fuel sebagai pilot Liquid fuel
bervariasi) ignition
- Gas (%Sulphur
bervariasi)
Ignition Spark / busi Kompresi Liquid fuel Kompresi
Combustion >>> >> >
Soot production > >> >>>
Catalytic Kadang ada Jarang ada Jarang ada
converter
Combustion >>> >> >
chamber temp
Page 5

7. Pelumas Dual Fuel Engine, Gas Engine & Diesel Fuel
Engine
Karakteristik Pelumas Gas Pelumas Dual Pelumas Diesel
Engine Fuel Engine Fuel Engine
Basa (TBN) > >> (tergantung jenis >>>
liquid fuel dan %
gas-nya)
Ash content Menjadi perhatian Tidak boleh Tidak boleh
karena dapat berlebihan berlebihan
mengganggu
kinerja busi dan
catalytic converter
Kestabilan Utama Utama Penting
oksidasi dan
nitrasi
Soot handling Penting Utama Utama
Page 6

8. Pelumas untuk Dual Fuel Engine
Dual fuel membutuhkan pelumas dengan kemampuan menjaga
kebersihan mesin dan kestabilan thermal dan oksidasi dan nitrasi yang
baik .
Beberapa OEM hanya membedakan nilai TBN dan ash content untuk
Dual Fuel Oil dan Spark Ignited Gas engine oil.
Page 7

9. Pelumas untuk Dual Fuel Engine
Pelumas Diesel Konvensional
Tidak adanya spark ignition pada dual fuel engine membuat dapat
digunakannya pelumas diesel konvensional.
Penggunaan pelumas Diesel konvensional ini juga memudahkan
operator apabila suplai gas terhenti dan mesin harus beroperasi
penuh dengan fossil fuel.
Pelumas Gas Engine
Dual fuel engine dapat menggunakan pelumas gas engine
sepanjang memiliki TBN yang cukup untuk menetralisir sulfur
dalam bahan bakar fuel-nya (asam dalam bahan bakar diesel relatif
lebih banyak dibanding gas pada umumnya).
Page 8

10. Critical Point
Penggunaan Pelumas Diesel Konvensional pada
Dual Fuel Engine
1. Perubahan ratio antara Gas dan Fossil Fuel harus
disertai dengan perubahan TBN dari pelumas yang
digunakan. Penggunaan pelumas diesel konvensional
akan lebih memudahkan dalam kondisi ini.
2. Pastikan kandungan sulfated ash tidak berlebihan
sehingga tidak menyebabkan deposit pada valves dan
komponen di ruang bakar lain, serta pada sudu dan shaft
turbo charger. Lakukan pemeriksaan dengan borescope
secara berkala.
Page 9

11. Critical Point
Penggunaan Pelumas Diesel Konvensional pada
Dual Fuel Engine
3. Setelah 1000 jam pertama operasi, cek kondisi
ruang bakar dan kebersihan mesin untuk
memastikan pelumas yang dipakai sudah sesuai
dengan kebutuhan
Page 10

12. Aplikasi MFO
Page 11

13. Fuel Oil Specification
Properties Method Minyak Solar Minyak Diesel Industri Minyak bakar
(high speed (Industrial Diesel Oil) (Fuel Oil)
diesel oil / gas oil)
Specific gravity ASTM Min 0.820 Min 0.840 Max 0.990
at 60/60°F D 1298 Max 0.870 Max 0.920
Visco. kinematic ASTM Min 1.6 - -
at 100°F, cSt D 445 Max 5.8
Visc redwood I ASTM - Min 35 Min 400
/100°F, secs D 445 Max 45 Max 1250
Pour point, ASTM Max 18 °C Max 65 °F I. Max 80°F
D 97 II. Max 90°F
Sulfur content, ASTM Max 0.5 Max 1.5 Max 3.5
% wt D1551
Flash point, ASTM Min 150 Min 150 Min 150
PMCC, °F D 93
Conradson ASTM Max 0.1 %m/m Max 1 %m/m Max 14 %wt
Carbon Residu D 189 Page 12

14. Fuel Oil Dangerous Content
Year of 70’s : 35% of oil barrel becomes HFO
Now : 12% only.
Heavy Residual Content in HFO!!
Asphaltene
Generally related with residu content, but its soluble in fuel
and oil, can not be separated with centrifugal separator
React with “non asphaltene compatible oil”, forming sticky
black sludge which insulating piston cooling gallery and
causing thermal deformation of piston crown material.
“1 mm of deposit thickness at piston under crown will
increase piston temperature up to 150°C”
choose any oil which has good compatibility with
asphaltene
Page 13

15. Fuel Oil Content
Sodium and Vanadium
Vanadium can not be remove by fuel purification since it is
fuel soluble material
Improper purification lead sodium ash built up at turbine
blade
Sodium react with vanadium, forming corrosive material
which attacks piston crown
Silicon and Aluminum Catalist fines
Normally is less than 120 ppm.
Large size particle will causing abrasive wear at injector
and small size particles potentially will causing wear at
piston rings and liner!
Fuel purification is an effective means of removing most of
particles.
Page 14

16. Fuel Oil Content
Residu (Microcarbon Residue, Ramsbottom and Conradson
Carbon Residue)
Residue formed when the combustion takes place under
reduced air supply incompletely burned fuel particles
and also the ash formed by the fuel upon combustion
Can be separated with proper fuel purification
Water
Has to be removed by purification of the fuel.
An excessively high water content of the fuel after
purification may lead to erratic engine operation. .
Page 15

17. Fuel Oil Content
Sulphur
Oxidized during combustion and produces oxides of
sulphur which may lead to corrosive wear in the engine if
the proper TBN lubricants are not used.
Page 16

18. Fuel Oil Content
How should we deal with this situation?
Page 17

19. Critical Points, HFO Application
Maintain Centrifugal separator operation to separate
fuel content
Maintain Fuel Heater operation to get the specified fuel
viscosity affecting fuel consumption and injector
life time
Use the right fuel injector
Maintain good combustion due to heavy fuel residual
content
Page 18

20. Critical Points, HFO Application
Use the right lubricant
Right type
Right TBN
Always maintain oil purification system for medium
speed diesel engine to remove contaminants from oil
Gravity disk selection
Centrifugal separator operating temperature and feed
rate
No medium speed oil can survive without a proper
purification system
Assure that the capacity is sufficient for the system
and engine condition
Page 19

21. Page 20

22. Critical Points, HFO Application
Conduct routine used oil sample analysis!!
Based on the oil test result, take necessary action as
specified at the manual
Always refer to condemning limit
Any significant viscosity drop or increase?
Low TBN?
Any water ?
High solid contaminant?
– Combustion product?
– Oil degradation product?
– Dirt ?
.
Page 21

23. Insoluble Test
Sludge and deposit ; bad oil quality or contaminant built up??
Soluble in toluene Lubricants Soluble in pentane
Oxidation
products derived
from fuels
&/or lubricants
Dust & Insoluble in pentane
wear debris
Insoluble in toluene
soot
Page 22

24. Insoluble Content
- Pentane Insolubles – Toluene Insolubles > 0.5 %wt
lubricating oil deterioration
- Pentane Insolubles – Toluene Insolubles < 0.5 %wt
engine excessive contamination (check for ring
piston, injector, valve, purifier, oil cooler)
Pentane Insolubles – Toluene Insolubles
II
oil degradation product
Page 23

25. Service / Condemning Limit, example
Page 24

26. Most popular lubrication problem in Indonesia
1. Problems arise from high impurities
content
Impurities aggregates is very
abrasive
– Liner scuffing
– Ring piston premature wear
– Bearing premature wear
– Valve stem wear, etc
Mostly arise from operator’s lack
of knowledge and skill (of
centrifugal separator) and miss
selection of lubricants
Page 25

27. Most popular lubrication problem in Indonesia
2.Problems arise from lack of oil detergency and oxidation stability
May resulted from TBN miss selection
3. Problems arise from light fuel contamination
Viscosity drop low oil film can not provide a sufficient load
carrying capacity
4. Problems arise from insufficient oil feed rate for cylinder lubrication
5. High oil consumption
Mostly caused by centrifugal separator problems, leakages and
ring and liner worn.
Page 26

28. Aplikasi Bio Fuel
Page 27

29. Bio Fuel
Bio Fuel adalah bahan bakar nabati yang terbaharukan,
dengan jenis antara lain ;
Bio diesel, yaitu FAME atau MAE hasil reaksi minyak
nabati dengan alkohol
Bio etanol, yaitu produk etanol terdenaturasi (kemurnian >
99.5%)
Minyak Nabati Murni (Pure plant oil), yaitu produk hasil
proses mekanik atau fermentasi bahan baku nabati selain
FAME dan Etanol
Page 28

30. Bio Fuel
Bio Fuel dapat digunakan dalam bentuk murni (100%) atau
campuran antara bio fuel dengan fossil fuel seperti HSD,
Gasoline, Fuel Oil
Saat ini bio fuel mulai dipasarkan di Indonesia dalam bentuk ;
B5 – campuran 5% FAME dengan HSD
E5 – campuran 5% Etanol dengan HSD
Page 29

31. Bio Fuel
Peraturan menteri ESDM No.32 tanggal 26 September 2008
tentang Mandatory Penyediaan, Pemanfaatan dan Tata
Niaga Bio Fuel, salah satu pasalnya mengatur bahwa ;
Per Januari 2009,
1% dari kebutuhan HSD untuk transportasi PSO harus
sudah digantikan dengan B100, 1 % juga untuk
transportasi non PSO, dan 2.5% untuk industri &
komersial.
1% kebutuhan Gasoline untuk sektor transportasi PSO
sudah harus digantikan E100, 5% untuk transportasi non
PSO dan 5% untuk industri/komersial.
Page 30

32. Facts mengenai Bio Fuel
Biofuel di klaim sebagai ramah lingkungan dan pembakaran
yang bersih
Untuk Bio Diesel dan Bio Etanol, pemakaiannya tidak
membutuhkan modifikasi mesin (bio content < 20%wt)
Nilai kalor-nya lebih rendah dibanding solar atau
premium, sehingga fuel consumptionnya menjadi lebih boros.
Walau demikian apabila harga FAME atau Etanol jauh lebih
murah dari solar / premium, pemakaiannya akan memberikan
penghematan.
Page 31

33. Facts mengenai Bio Fuel
FAME tersedia di pasaran dengan kualitas dan sumber (palm
oil, soy, etc) yang bermacam-macam, sementara FAME yang
kualitasnya jelek dapat menyebabkan masalah dalam
pemakaiannya seperti clogging di filter dan keasaman
tinggi yang dapat menyebabkan korosi di sistem bahan bakar.
FAME memiliki sifat ;
Melarutkan, sehingga dapat membawa kotoran yang
selama ini ada di tanki BBM, cat, dll yang bisa menyumbat
injector bahan bakar
higroskopis sehingga bisa menyerap air, yang kemudian
mengundang mikroba tumbuh.
mudah teroksidasi membentuk asam, sedimen dan gum
sehingga dapat menyumbat filter atau injector.
Page 32

34. Facts mengenai Bio Fuel
Beberapa hasil pengujian terhadap aplikasi Bio Diesel, bahkan
pada B5 dan B10, menunjukan bahwa ;
kondisi ruang bakar menjadi lebih kotor,
pelumas mengalami penurunan kekentalan. Berdasar info
beberapa pihak yang juga melaksanakan pengujian dengan
jenis dan kadar bio diesel berbeda, memang ada
indikasi fuel dilution atas pelumas.
Hal - hal ini disinyalir disebabkan oleh SG, boiling point,
viscosity dan tegangan muka FAME yang lebih tinggi
dibanding solar. Walau demikian, pemakaian aditif pada Bio
Diesel dapat memperbaiki hasil tersebut diatas.
Page 33

35. Crtical point, aplikasi bio diesel
Karena sifat - sifat FAME, penyimpanan Bio
Diesel harus hati-hati, tanki harus bersih,
kering dan tidak menggunakan bahan reaktif.
Pada penggunaan Minyak Nabati Murni,
kekentalan bahan bakar tersebut saat memasuki
injector harus sesuai dengan spesifikasi yang
ditetapkan, sehingga terkadang diperlukan
pemanasan
Page 34

36. Crtical point, aplikasi bio diesel
Pada penggunaan B100, harus diwapadai pelarutan
hose atau gasket di mesin yang berasal dari karet
neoprene
Pelumas - pelumas yang ada tetap dapat digunakan
dengan catatan kondisi pelumas mendapat perhatian
yang lebih untuk mengantisipasi adanya fuel dilution
yang bisa menyebabkan lapisan film menipis, korosi
dan oksidasi.
Page 35

37. Thank You
Mia Krishna
+628129563262
Page 36