Penilaian Risiko Kebakaran Pada FPSO (Floating Production, … · yang menyediakan kebutuhan produksi cadangan minyak dan gas dengan kapasitas produksi minyak hingga 100.000 bpd (

1

Penilaian Risiko Kebakaran Pada FPSO (Floating

Production, Storage, and Offloading)

Guntur Rhoma Dony, Trika Pitana, AAB Dinariyana DP

Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)

Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia

e-mail: [email protected] ; [email protected]

Abstrak— Berdasarkan Oil and Gas in Indonesia Investment

and Taxation Guide 2010 Indonesia melakukan proses produksi

minyak dan gas sebesar rata-rata 108 trillion cubic feet per

year. Sebagian cadangan minyak dan gas tersebut berada pada

lautan dalam (deepwater sea) seperti halnya Lautan Timor

yang menyediakan kebutuhan produksi cadangan minyak dan

gas dengan kapasitas produksi minyak hingga 100.000 bpd

(barrels per day) dengan data geografis kedalaman di Lautan

Timor palung dangkal memiliki kedalaman 90-340 meter. Oleh

sebab itu, sarana penunjang penggunaan Floating Production,

Storage, and Offloading (FPSO) merupakan pemilihan yang

tepat untuk mengeksplorasi minyak dan gas pada lautan

dalam (deepwater sea). Dari data-data informasi tersebut diatas

maka penilaian risiko (risk assessment) harus dilakukan untuk

mengetahui tingkat bahaya serta keandalan pada kapal FPSO

tersebut. Terutama penilaian pada bahaya kebakaran (fire

hazard) yang terjadi pada bagian topside FPSO yang

mengalami kegagalan proses berupa kebocoran peralatan.

Langkah pertama yaitu dengan melakukan identifikasi bahaya

menggunakan metode HAZOP (Hazard and Operability) sesuai

standard BS IEC 61882 dengan data yang dibutuhkan adalah

P&ID topside FPSO bagian condensate stabilization system.

Setelah itu melakukan analisis frequency bahaya menggunakan

Event tree analysis (ETA) dan analisis consequences

menggunakan simulasi software ALOHA (Areal Location of

Hazardous Atmospheres) yang digunakan untuk fire modeling.

Berdasarkan hasil analisis frequency dan consequences maka

tingkat risiko di representasikan menggunakan f-N curve yang

mengacu pada standar UK Offshore (1991). Hasil yang

didapatkan dari penelitian ini yaitu potensi bahaya yang akan

terjadi berupa pool fire dan jet fire. Nilai hazard risk yang

didapatkan dari representative risiko f-N curve menunjukkan

bahwa potensi bahaya masih dalam kondisi acceptable

sehingga tidak memerlukan tindakan mitigasi.

Kata kunci: Risk assessment, FPSO topside, fire modeling,

f-N curve

I. PENDAHULUAN

LOATING Production, Storage, and Offloading

(FPSO) adalah kapal yang digunakan untuk

memproduksi (memisahkan minyak mentah, air, dan

gas) dari production well serta untuk menyimpan

(menampung hasil produksi) kemudian mentransfer hasil

produksi ke kapal trading. Berdasarkan kuliah tamu di ITS

pada tanggal 20 Desember 2013 yang bertemakan

Indonesian Offshore Shipping Outlook & Opportunities oleh

Bapak Achmad Agung P selaku direktur PT Samudera

Indonesia menyatakan bahwa aktifitas industri sebagai

penunjang sarana eksplorasi minyak sangat meningkat

terhitung dari Operational Service pada tahun 2004

sebanyak 312 juta USD menjadi 1113 juta USD pada tahun

2014 [1]. Dengan adanya peningkatan kebutuhan untuk

melakukan eksplorasi minyak dan gas tersebut maka juga

terdapat proses produksi. Berdasarkan Oil and Gas in

Indonesia Investment and Taxation Guide 2010 menyatakan

bahwa Indonesia berada pada peringkat ke 8 dunia sebagai

negara yang melakukan produksi minyak dan gas dengan

menyediakan rata-rata 108 trillion cubic feet per year[2].

Namun cadangan minyak dan gas tersebut berada pada

lautan dalam (deepwater sea) yang letaknya sangat jauh

dari daratan. Sehingga dibutuhkan penggunaan alat yang

sangat optimal sebagai penunjang untuk melakukan

eksplorasi sumber daya alam minyak dan gas di laut dalam

tersebut.

Dalam konteks ini, lautan yang dibahas yaitu Lautan

Timor yang memiliki kapasitas produksi minyak hingga

100.000 bpd (barrels per day). Serta data geografis

kedalaman di Lautan Timor palung dangkal memiliki

kedalaman 90-340 meter. Oleh sebab itu, sarana penunjang

penggunaan FPSO merupakan pemilihan yang tepat untuk

mengeksplorasi minyak pada laut dalam tersebut. Selain itu

juga bisa digunakan kembali untuk melakukan eksplorasi di

tempat lain, biaya pembangunan murah, karena letaknya

sangat jauh dari daratan maka penggunaan sistem pipanisasi

untuk mentransfer hasil dari production well ke darat sangat

tidak effisien, sedikit kendala dalam melakukan proses

produksi karena tidak perlu melakukan perijinan ataupun

jika isu kondisi ekologis dari masyarakat sekitar yang

menolak jika melakukan proses produksi di darat.

Dari data-data informasi tersebut diatas serta mengenai

keuntungan dan kerugian penggunaan FPSO sebagai media

eksplorasi minyak dan gas pada lautan dalam. Maka

penilaian risiko (risk assessment) harus dilakukan untuk

mengetahui tingkat bahaya serta keandalan pada kapal

FPSO tersebut. Terutama penilaian pada bahaya kebakaran

(fire hazard). Fire Hazard harus diperhatikan pada FPSO

yang disebabkan oleh setiap proses produksi yang

berlangsung di topside FPSO karena memiliki senyawa

kimia CHx (Hydrocarbon). CHx merupakan salah satu

komponen dari segitiga api yang dapat menimbulkan

kebakaran jika terdapat O2 (Oxygen) serta Flash Point [3].

F

2

II. METODOLOGI

Mulai

Identifikasi

masalah

Studi literatur

-OGP (Oil&Gas

Producers)

-DNV

-BS IEC 61882

-OTI (Offshore Technoloy

Information)

-White Rose DA vol 2

-Manual ALOHA

- UK HSE

Pengumpulan

data

-P&ID

-General Arrangement

-Kandungan kimia

-kondisi cuaca

-Design intent system

-Marine service FPSO

Pengolahan

data

Pemodelan

kebakaran

yang terjadi

pada topside

module FPSO

Penilaian

skenario

kebakaran

Selesai

Gambar.1.Metodologi penelitian A. Identifikasi Masalah

Pada proses ini dilakukan identifikasi masalah berupa

analisis terjadinya kebakaran yang terjadi pada Top side

module FPSO. Identifikasi masalah yang perlu dilakukan

antara lain :

1. Menganalisis kegunaan FPSO sebagai kapal

eksplorasi minyak pada deepwater sea.

2. Menganalisis fire hazard pada top side module

FPSO.

3. Menganalisis fire hazard menggunakan HAZOP

B. Study Literature

Beberapa studi literatur dilakukan sehingga teori – teori

dasar dan standar secara umum maupun khusus dapat

dirangkum menjadi satu. Hal ini dilakukan dalam rangka

untuk mendapatkan berbagai informasi yang dibutuhkan

dalam tugas akhir ini. Studi literatur umumnya dilakukan

dengan membaca buku, jurnal, standar atau penelitian

sebelumnya, ditambah dengan internet. Adapun beberapa

literatur yang menjadi acuan dalam pembuatan tugas akhir

ini adalah :

1. Standar pembuatan HAZOP BS IEC 61882.

2. DNV failure frequency guidance (leak frequency

data)

3. International Association OGP (Oil & Gas

Producers) data mengenai process release

frequencies.

4. International Association OGP (Oil & Gas

Producers) data mengenai Ignition Probabilities.

5. International Association OGP (Oil & Gas

Producers) data mengenai consequences modeling

6. OTI (Offshore Technology Information)

7. Manual ALOHA

8. White Rose Development Plan volume 2

9. UK HSE for f-N curve

C. Pengumpulan Data

Analisis akan dilakukan jika telah berhasil dikumpulkan,

adapun data yang dikumpulkan nantinya akan menjadi

bahan analisis dalam pembuatan tugas akhir ini. Data-data

yang harus dikumpulkan itu antara lain :

1. General Arrangement top side module FPSO

2. P&ID (Piping & Instrumentation Diagram) sub

system module

3. Design intent system

4. Kandungan kimia dari top side process

5. Weather condition on Timor Sea

6. Marine service FPSO crew on top side

D. Pengolahan Data

General Arrangement digunakan untuk menentukan

module yang ada pada top side FPSO. Serta digunakan

untuk menentukan simulasi sebaran api pada bagian top

side. Sedangkan untuk P&ID digunakan untuk penentuan

HAZOP pada sistem yang telah ditentukan sekaligus untuk

mengetahui equipment yang ada pada sistem tersebut.

Design intent system digunakan untuk memberikan

penjelasan terkait description dari sistem dan equipment.

Kandungan kimia yang berada pada top side process

digunakan untuk mengisi kolom pada software ALOHA.

Input data untuk weather condition sebagai dasar arah

sebaran api yang akan terjadi. Marine service FPSO crew

digunakan untuk mengetahui jumlah orang yang sedang

bekerja pada topside FPSO.

E. Pemodelan Kebakaran

Pemodelan kebakaran akan dilakukan pada topside

module FPSO yang telah terpilih. Dengan ketentuan dasar

yaitu dampak sebaran api yang ditimbulkan oleh kebocoran

pada equipment.

F. Penilaian Skenario Kebakaran

Analisis akan dilakukan menggunakan f-N curve model

dengan membandingkan antara frequency event dan korban

yang diakibatkan oleh sebaran api.

III. OBJEK PENELITIAN

A. Lokasi FPSO

Kapal FPSO yang digunakan untuk memproduksi

minyak dan beroperasi di daerah Laut Timor (Timor Sea)

dengan posisi 11o

(LS) Lintang Selatan dan 125o (BT) Bujur

Timur. Posisi kapal FPSO tersebut berada pada kedalaman

450 meter sampai 600 meter serta beroperasi pada

kedalaman palung dangkal dengan kedalaman 90 meter

sampai 340 meter.

Gambar.2. FPSO Location

3

B. General Arrangement FPSO

General Arrangement pada FPSO dibagi menjadi 10

topside module.

Gambar.3. Side view & Topside view

C. Deskripsi sistem

Pada module 10 memiliki deskripsi sistem (design

intent) sebagai berikut: Tabel.1.

Design intent system module 10

D. Kandungan Kimia Fluida

Kandungan fluida dalam kasus pada penelitian ini,

molekul yang dihasilkan yaitu dengan komposisi 83% C dan

14 % H maka dalam perhitungan empiris maka didapatkan

perhitungan sebagai berikut :

C : 83% ; H : 14%

Perbandingan massa C : H = 83 : 14

Molekul C =

= 6,9 molekul = 7 molekul

Molekul H=

= 14 molekul

Perbandingan molekul = C : H = 7 : 14

dengan nama molekul butena .

dan jika setelah itu ditambahkan dengan 4 rantai molekul

yang sama dengan perhitungan empiris tersebut yaitu akan

menjadi nama molekul n-octane.

E. Crew On FPSO Topside

Data mengenai crew/personel yang akan bekerja pada

saat proses produksi ditentukan berdasarkan standar yang

telah ditentukan. Standar mengenai crew yang bekerja pada

saat produksi di topside FPSO mengacu pada White Rose

Development Plan volume 2[4].

Tabel.2.

Crew on topside production

Nb: : jumlah personel yang digunakan dalam tugas

akhir (digenapkan menjadi 8 personel)

IV. ANALISIS PEMBAHASAN

A. Penyusunan P&ID

Pada module 10 terdapat P&ID yang digunakan untuk

mengetahui equipment dan alur process pada sistem

tersebut.

Gambar.4.condensate stabilization system

B. HAZOP (Hazard and Operability)

Dari P&ID sistem yang telah disusun maka akan

didaptkan 7 Node yang selanjutnya digunakan untuk

identifikasi bahaya. Tabel.3.

Pembagian Node

4

C. Identifikasi HAZOP

Berdasarkan IEC 61882 Hazard and Operability Studies

(HAZOP studies)[5]. Deviasi merupakan perpaduan antara

parameter dan guide word.

Deviasi = Parameter + Guide word

Parameter suatu sistem merupakan ukuran dimana sistem

itu bisa dikatakan berjalan sesuai yang direncanakan.

Beberapa parameter yang menandakan sistem berjalan

dengan normal antara lain: (flow, pressure, temperature,

level, contaminant, addition, dan parameter lainnya.

Guideword merupakan kata-kata yang digunakan

sebagai batasan parameter berjalan normal sesuai yang

direncanakan. Guide word yang sering digunakan antara lain

no, more, less, part of, reverse, high, dan lain-lain

Gambar.5.contoh node yang akan di identifikasi HAZOP

Sehingga menghasilkan data berupa worksheet yang telah

ditentukan oleh standard. Tabel.4.

contoh hasil pengerjaan identifikasi HAZOP

D. Potential Hazard

Pool fire

Pool fire timbul karena adanya genangan liquid (pool

liquid). Yang dimulai oleh kebocoran pada equipment

dengan proses yang tidak mendapatkan pressure.

Gambar.6. Pool fire

Jet Fire

Jet fire timbul karena dimulai oleh timbulnya leakage

kemudian pressure yang berlebihan diakibatkan pada

proses. Liquid yang menyebabkan jet fire memiliki molekul

butena dengan pressure minimal yaitu 20 bar (OTI 92

597)[6].

Gambar.7. Jet fire

E. Analisis Frequency

Untuk mencari nilai frequency dari setiap skenario yang

didapat maka digunakan event tree analysis dengan nilai

sequences for Initiating event pada ETA didapatkan pada

standar DNV failure guidance for leakage frequency[7] dan

sequence for pivotal event didapat pada OGP (Oil & Gas

Producers).

Gambar.8.contoh hasil Event Tree Analysis

Dengan nilai initiating event Tabel.7.

nilai Initiating event

Yes 0.25

Yes

0.0170

Yes No 0.75

0.5835

0.9830

No

Yes

0.0170

0.4165

No

0.9830

No

3.258E-06

2.512E-04

3.100E-06

1.793E-04

Jet dispersion

Pool fire

Liquid pool

ETA Horizontal Vessel S-221-1 medium leakage 30 mm

End event frequency

Jet fire

Pool fire

Initiating event Pressure Start of ignitionImmidiate

ignition

Outcomes

description

1.09E-06

Leak on

Horizontal

vessel S-221-

1

0.0004379

5

Tabel.8.

Probability pressure (pivotal event)

Immediate ignition didapat berdasarkan penjelasan pada

standar International Association OGP data mengenai

Ignition Probabilities[8] bahwa jika probability ignition

100% maka Immidiate Ignition mendapatkan nilai 25%

Outcome didapat dari Fire mechanism OGP

End even frequency didapatkan melalui perhitungan:

P=(P1)(P2)(P3)(P4)

P=(Initialing event) (pressure) (start of ignition) (Immidiate

Ignition)

F. Simulasi Consequences Dengan Software ALOHA

Gambar.9. contoh hasil simulasi consequence

Hasil yang dikeluarkan oleh simulasi kebakaran dengan

software ALOHA yaitu jarak sebaran api dengan penjelasan

contoh sebagai berikut:

Gambar.10. contoh jarak sebaran api fire modeling ALOHA pada topside

Hasil yang dikeluarkan oleh simulasi ALOHA yaitu

jarak sebaran api dengan penjelasan contoh sebagai berikut:

Threat zone :

• Yellow threat zone dengan jarak sebaran 18 yards

(16,38 m) dari titik kebocoran

• Orange threat zone dengan jarak sebaran 13 yards

(11,83 m) dari titik kebocoran

• Red threat zone dengan jarak sebaran 11 yards

(10,01m) dari titik kebocoran

G. Penilaian Tingkat Representatif Risiko f-N curve

Penilaian risiko kebakaran menggunakan f-N curve

mengacu pada UK Offshore (1991)[9] digunakan untuk

mengetahui risiko yang diterima oleh skenario terjadinya

kebakaran berdasarkan jumlah korban manusia yang terkena

dampak kebakaran. Berikut penilaian yang didapat

berdasarkan hasil analisis: Tabel.9.

Frequency event

End event frequency diperoleh dari hasil penilaian ETA dari

risiko potensi bahaya kebakaran pool fire dan jet fire.

Hasil tingkat representatif f-N curve di petakan

berdasarkan gambar berikut:

Gambar.11. contoh f-N curve kejadian Jet Fire pada Horizontal Vessel

(S-221-1)

Gambar.12. contoh f-N curve kejadian Pool Fire pada Horizontal Vessel

(S-221-2)

Dari contoh diatas terlihat bahwa pemetaan tingkat

representatif risiko f-N curve berada pada kondisi acceptable

maka tidak perlu dilakukan tindakan mitigasi.

6

V. KESIMPULAN

Dari hasil penelitian tugas akhir yang telah dilakukan

maka kesimpulan yang didapat yaitu:

1. Dari identifikasi hazard yang telah dilakukan maka

risiko fire hazard yang mungkin terjadi pada topside

module FPSO yaitu pool fire dan jet fire

2. Dari hasil simulasi kebakaran pada software ALOHA

diperoleh jarak sebaran api dengan skenario kebocoran

10mm, 30mm, 100mm, 200mm dengan risiko

kebakaran jet fire dan pool fire dari jarak sebaran

mulai dari 10 meter hingga 350 meter

3. Berdasarkan pemetaan penilaian tingkat representatif

risiko f-N curve, dampak yang ditimbulkan oleh risiko

kebakaran berada pada posisi acceptable. Sehingga

tidak memerlukan mitigasi.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Agung, Achmad P. 2013. “Indonesian Offshore Shipping

Outlook & Opportunities”. Kuliah tamu di ITS

(Surabaya), 20 Desember.

[2] Oil and Gas in Indonesia Investment and Taxation

Guide. Guidance Pricewaterhouse Coopers,

Indonesia.

[3] Silcock, T.S. 1987. “Building & Fire”. London ,

England.

[4] Crew on FPSO production. Guidance White Rose

Development Plan volume 2. Canada. [5] Hazard and operability studies (HAZOP studies) BS IEC

61882. British Standards Institution. London,

United Kingdom.

[6] Offshore Technology Information 92 597. Manual UK

HSE. London, United Kingdom.

[7] Failure frequency guidance. Manual DNV Leak

Frequency. Hovik, Norway. [8] Ignition Probabilities. Manual International

Association of Oil & Gas Producers. London,

United Kingdom.

[9] f-N curve UK Offshore 1991. f-N Plot standart.

London, United Kingdom.