i PT PLN (Persero) Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan TABUNG WATER TRAP Oleh : Hasanuddin (6189027B) PT. PLN (Persero) SEKTOR PEMBANGKITAN BUKIT ASAM PEMBANGKITAN SUMATERA BAGIAN SELATAN 2017
i
PT PLN (Persero) Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan
TABUNG WATER TRAP
Oleh :
Hasanuddin
(6189027B)
PT. PLN (Persero) SEKTOR PEMBANGKITAN BUKIT ASAM
PEMBANGKITAN SUMATERA BAGIAN SELATAN
2017
i
PT PLN (Persero) Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah
memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyusun karya
knowledge capturing yang berjudul Tabung Water Trap. Ucapan terima kasih,
penulis persembahkan kepada :
1. Bapak R. Bambang Anggono, selaku General Manager PT PLN
(Persero) Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan.
2. Seluruh Manager Bidang PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sumatera
Bagian Selatan.
3. Bapak Hertadi, selaku Ketua KM, INOVASI, EO, CDC & PBKK PT.
PLN (Persero) Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan
4. Bapak Eko Mursidanto, selaku Manager PT. PLN (Persero) Sektor
Pembangkitan Bukit Asam, Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan,
yang telah memberikan kesempatan, dukungan dan bantuan sehingga
penulis dapat menyelesaikan penyusunan karya knowledge capturing
ini.
5. Asman Enjiniring, Asman Pemeliharaan, Asman Operasi, Asman
SDM, Asman Coal Handling dan Administrasi PT. PLN (Persero)
Sektor Pembangkitan Bukit Asam, Pembangkitan Sumatera Bagian
Selatan.
6. Seluruh karyawan PLTU Bukit Asam dan seluruh komponen
pendukungnya.
7. Dan semua pihak yang telah membantu penyusunan karya knowledge
capturing ini.
ii
PT PLN (Persero) Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan
Penulis menyadari bahwa karya knowledge capturing ini masih jauh dari
sempurna. Oleh karena itu, kami mengharapkan kritik dan saran yang membangun
dari semua pihak untuk pengembangan Karya knowledge capturing ini selanjutnya.
Semoga karya knowledge capturing ini dapat berguna bagi kemajuan PT. PLN
(Persero) khususnya dan seluruh pembaca karya knowledge capturing ini pada
umumnya.
Tanjung Enim, September 2017
Penulis
iii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ............................................................................... i DAFTAR ISI .......................................................................................... iii DAFTAR GAMBAR ............................................................................... iv DAFTAR TABEL .....................................................................................v BAB I ................................................................................................... 1 PENDAHULUAN................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang .................................................................... 1 1.2. Maksud dan Tujuan ............................................................ 3
BAB II .................................................................................................. 4 DASAR TEORI ...................................................................................... 4
2.1. Kompresor .......................................................................... 4 2.2. Actuator .............................................................................. 5 2.3. Sistem distribusi udara instrument .................................... 7 2.4. Sistem Kompresor Eksisting ................................................ 8
BAB III ............................................................................................... 13 PEMBAHASAN ................................................................................... 13
3.1. Root Cause Problem Solving (RCPS) ................................. 13 BAB IV ............................................................................................... 20 PENUTUP .......................................................................................... 20
4.1. Kesimpulan ....................................................................... 20 1.2. Saran ................................................................................. 20
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................. 21 BIOGRAFI NARASUMBER .................................................................. 22 BIODATA PENULIS ............................................................................. 23
iv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Udara instrument mengandung air di peralatan pneumatic ..................... 1
Gambar 1.2 Membrandiafragma control valve ........................................................... 2
Gambar 2.1 Kompresi Fluida ..................................................................................... 4
Gambar 2.2 Control valve .......................................................................................... 6
Gambar 2.4 Distribusi udara instrument eksisting ...................................................... 7
Gambar 2.6 Kompresor Ingersoll Rand ...................................................................... 9
Gambar 2.7 Layout sistem kompresor ........................................................................ 9
Gambar 2.8 P&ID Kompresor Ingersoll Rand .......................................................... 10
Gambar 2.9 Legend P&ID Kompresor Ingersoll Rand ............................................. 11
Gambar 2.10 Siklus air dryer .................................................................................... 12
Gambar 2.11 Sistem DryerCompressor PLTU Bukit Asam ..................................... 12
Gambar 3.1 RCPS level control valve macet ............................................................ 13
Gambar 3.2 Matriks skala prioritas........................................................................... 14
Gambar 3.3 Desain Tabung Tabung Water Trap ...................................................... 15
Gambar 3.4 Desain distribusi udara instrument dengan penambahan tabung water
trap............................................................................................................................ 17
Gambar 3.5 Instalasi Tabung Water Trap di Unit 1 PLTU Bukit Asam ................... 17
v
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Daftargangguamcontrol valvetahun 2014 .......................... 2
Tabel 1.2Daftargangguancontrol valve tahun 2015 ........................... 3
1
PT PLN (Persero) Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Udara instrument merupakan unsur yang penting dalam industri global
termasuk industri pembangkit listrikberfungsi sebagai penyuplai udara penggerak
untuk peralatan pneumatic (Solenoid valve, control valve). Maka dari itu udara
instrument harus selalu terjaga kualitasnya seperti bersih, kering dari kandungan
minyak ataupun air dengan range tekanan 7,2 – 7,7 BarG.
Berdasarkan pengalaman kami di lapangan, kendala yang dihadapi adalah
udara instrument banyak terdapat kandungan airsehinggatimbul gangguan pada
peralatan pneumatic terutama gerakan control valve menjadi macet dan beberapa
komponen menjadi rusak, hal ini antara lain disebabkan oleh tidak maksimalnya
fungsiair dryer dan water trapeksisting sehingga perlu dibuat peralatan tambahan
yang mampu memperbaiki kualitas udara instrument.
(a) (b)
Gambar 1.1 Udara instrument mengandung air di peralatan pneumatic
2
Gambar 1.2 Membrandiafragma control valve
Tabel 1.1 Daftargangguamcontrol valvetahun 2014
3
Tabel 1.2Daftargangguancontrol valve tahun 2015
Temuan tersebut menjadi motivasi kami untuk meng improvedesain
peralatanyang berfungsi untuk mengurangi kandungan air di dalam udara instrument
yang kami beri nama Tabung Water Trap.
1.2. Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan dari pembuatan karya ini adalah sebagai berikut:
1. Menurunkan kandungan air pada peralatan pneumatic.
2. Menjaga kehandalan operasional peralatan pneumatic terutama
control valve.
3. Mencegah kerusakan pada peralatan pneumatic terutama control valve
sehingga mampu memperpanjang lifetime peralatan tersebut.
4
BAB II
DASAR TEORI
2.1. Kompresor
Kompresor adalah alat pemampat atau pengkompresi dengan kata lain
kompresor adalah penghasil udara mampat. Karena proses pemampatan, udara
mempunyai tekanan yang lebih tinggi dibandingkan dengan tekanan udara
lingkungan (1atm). Dalam keseharian, kita sering memanfaatkan udara mampat baik
secara langsung atau tidak langsung. Pada Pembangkit Tenaga Listrik secara garis
besar udara tekan dapat dibagi atas dua fungsi yaitu udara instrumen yang digunakan
untuk menggerakkan peralatan-peralatan control pneumatic, dan udara servis yang
digunakan untuk backup udara tekan instrument dan kebutuhan umum misalnya
penggerak emergency pada air heater, soot blower, turning gear, dll. Secara umum
kompresor menghisap udara dari atmosfer, namun ada juga kompressor yang
menghisap udara/gas dengan tekanan lebih tinggi dari tekanan atmosfer dan biasa
disebut penguat (booster). Sebaliknya ada pula kompressor yang menghisap
udara/gas bertekanan lebih rendah dari tekanan atmosfer dan biasanya
disebut pompa vakum.
Jika suatu gas/udara didalam sebuah ruangan tertutup diperkecil volumenya,
maka gas/udara tersebut akan mengalami kompresi. Kompresor yang menggunakan
azas ini disebut kompresor jenis displacement dan prinsip kerjanya dapat dilukiskan
seperti pada gambar dibawah ini :
Gambar 2.1 Kompresi Fluida
5
Disini digunakan torak yang bergerak bolak balik oleh sebuah penggerak mula (prime
mover) didalam sebuah silinder untuk menghisap, menekan dan mengeluarkan udara
secara berulang-ulang. Dalam hal ini udara tidak boleh bocor melalui celah antara
dinding torak dengan dinding silinder yang saling bergesekan. Untuk itu digunakan
cincin torak sebagai perapat.
Jika torak ditarik keatas, tekanan dalam silinder dibawah torak akan menjadi
negatif (kecil dari tekanan atmosfer) sehingga udara akan masuk melalui celah katup
isap.Kemudian bila torak ditekan kebawah, volume udara yang terkurung dibawah
torak akan mengecil sehingga tekanan akan naik.Berdasarkan prinsip kerjanya,
kompresor terdiri dari 2 (dua) jenis yaitu displacement (torak) seperti dijelaskan
diatas dan dynamic (rotary) yang mengalirkan udara melalui putaran sudut
berkecepatan tinggi.
2.2. Actuator
Actuator adalah bagian terakhir dari output suatu sistem kontrol pneumatik.
Output biasanya digunakan untuk mengidentifikasi suatu sistem kontrol ataupun
actuator. Pada pneumatik jenis aktuator ada bermacam-macam, diantaranya :
1. Actuator gerakan linier:
a. Aksi tunggal (Single acting)
Actuatorsingle acting bekerja dengan prinsip dorongan udara pada
satu arah untuk mendorong membran dan spring sehingga
valveopen. Ketika udara pendorong mengecil maka spring akan
kembali ke posisi semula sehingga valve close.
6
Gambar 2.2 Control valve
b. Silinder aksi ganda (Double acting cylinder)
Konstruksi silinder kerja ganda sama dengan silinder kerja tunggal,
tetapi tidak mempunyai pegas pengembali. Silinder kerja ganda
mempunyai dua saluran (saluran masukan dan saluran
pembuangan).
Prinsip kerja dari silinder kerja ganda ini dengan memberikan udara
bertekanan pada satu sisi permukaan piston (arah maju),
sedangkan sisi yang lain (arah mundur) terbuka ke atmosfer.
Gambar 2.3 Silinder Aksi Ganda
7
2. Actuator gerakan berputar:
a. Motor yang digerakkan oleh udara. Motor pneumatik adalah suatu
peralatan pneumatik yang menghasilkan gerakan putar yang sudut
putarnya tidak terbatas bila terhadap peralatan ini dialiri udara
yang dimampatkan. Ada 4 jenis motor pneumatik yaitu piston
motors, sliding vane motors, gear motors, turbin.
b. Actuator yang berputar atau gerakan putar.
2.3. Sistem distribusi udara instrument
Gambar 2.4 Distribusi udara instrument eksisting
Udara instrument yang ada di PLTU Bukit Asam dihasilkan oleh 3 buah
kompresor yang beroperasi untuk menyuplai 2 unit. Dalam operasinya dari 3 buah
kompresor tersebut 2 beroperasi dan 1 stand by. Udara yang dihasilkan oleh
kompresor selanjutnya didistribusikan melalui pipa-pipa distribusi seperti yang
terlihat pada gambar P&ID di atas.
8
2.4. Sistem Kompresor Eksisting
Kompresor yang ada di PLTU Bukit Asam merupakan kompresor dengan tipe
screw. Kompresor screw termasuk jenis kompresor perpindahan positif yang
tergolong dalam kompresor putar (rotary). Untuk tekanan antara 7 sampai 8 kgf.cm2
(0,69 sampai 0,83 Mpa). Fluida dipindahkan oleh sepasang rotor yang berbentuk
sekrup, pasangan rotor ini berputar serempak dan arah putarnya berlawanan di
dalam rumah (casing) yang tingginya tetap. Salah satu rotor tersebut sebagai driver
(dihubungkan langsung dengan motor penggerak) yang dikenal dengan male rotor
dan yang satunya sebagai driven (digerakkan oleh rotor male) yang dikenal dengan
nama female rotor yang kedua ujungnya ditumpu oleh bantalan.
Gambar 2.5 Rotor jantan dan rotor betina
Kompresor screw yang ada di PLTU Bukit Asam menggunakan produk dari
Ingersoll Rand.
9
Gambar 2.6 Kompresor Ingersoll Rand
Di dalam sistem kompresor PLTU Bukit Asam terdapat 3 buah kompresor
dimana dalam operasinya dua kompresor beroperasi dan satu kompresor stand by.
Layout sistem kompresor yang ada di PLTU Bukit Asam adalah sebagai berikut.
Gambar 2.7 Layout sistem kompresor
10
Gambar P&ID dari kompresor Ingersoll Rand adalah sebagai berikut.
Gambar 2.8 P&ID Kompresor Ingersoll Rand
11
Gambar 2.9 Legend P&ID Kompresor Ingersoll Rand
2.5. Sistem Dryer Kompresor
Dryer kompresor digunakan untuk mengurangi kelembapan udara dari
keluaran kompresor agar dihasilkan udara supply instrument yang benar-benar bagus
(kandungan H2O kecil). Dryer compressor yang digunakan di PLTU Bukit Asam
menggunakan sistem regenerasi. Artinya saat satu tabung digunakan untuk
menyerap kelembapan tabung yang kedua dilakukan regenerasi atau pembilasan
untuk membuang kandungan air ke saluran pembuangan.
Proses ini juga dikenal sebagai pengeringan perbaikan atau pembaharuan.
Medium pengering hampir sepenuhnya terdiri dari silica gel, wujudnya berupa
butiran kecil berwarna putih. Tujuan dari silica gel itu untuk menyerap dan
mengendapkan air.
12
Gambar 2.10 Siklus air dryer
Gambar 2.11 Sistem DryerCompressor PLTU Bukit Asam
13
BAB III
PEMBAHASAN
3.1. Root Cause Problem Solving (RCPS)
Berdasarkan latar belakang permasalahan di atas, kami melaksanakan diskusi
tentang bagaimana cara mengurangi kandungan air di dalam udara instrument pada
kasus level control valve pada sistem condensate (CEX LCV 008) yang kami tuliskan ke
dalam bentuk RCPS di bawah ini.
Gambar 3.1 RCPS level control valve macet
Level Control Valve Macet
I/P transducer Buntu
Udara instrument banyak
mengandung air
Memasang Tabung Water Trap
Membran Control Valve bocor
Membran getas karena air dari
udara instrument
Mengganti membran control
valve
Mekanik berat
Disc valve nyangkut
Memperbaiki disc valve
Banyak kotoran di disc valve
Memperbaiki disc valve
14
Gambar 3.2 Matriks skala prioritas
Dari RCPS diatas diketahui penyebab utama dari sering macetnya regulasi
pnuematik disebabkan oleh banyaknya kandungan air pada udara kontrol
instrument. Hal ini menyebabkan kontrol positioner regulasi menjadi tersumbat dan
rangkaian elektronik mengalami short circuit sehingga tidak dapat mengatur udara
untuk membuka regulasi. Selain itu, apabila kandungan air sampai menuju membran
aktuator dapat menyebabkan membran tersebut menjadi tidak fleksibel lagi atau
getas sehingga mengakibatkan membran tersebut mudah robek dan bocor. Oleh
karena itu kami membuat Tabung Water Trap untuk mengatasi masalah
tersebut.Sehingga mampu menjaga kualitas udara instrument tidak terlalu basah
akibat kondensasi di dalam jalur pipa. Dengan terjaganya kualitas udara instrument
maka akan menambah life time peralatan instrument dan menjagakehandalan sistem
operasi di unit agar unit dapat beroperasi dengan tanpa hambatan.
3.2. Desain Tabung Water Trap
Pembuatan Tabung Water Trap menggunakan bahan Stainless steal SS316
dengan tebal plat tabung 5 mm. Bahan stainless bertujuan agar tidak mudah korosif
karena sering terkena air sehingga lebih awet. Tebal plat 5mm supaya mampu
menahan tekanan hingga 25 BarG. Tinggi tabung 25 Inchi dan diameter 8 inchi cukup
digunakan untuk menampung udara sebagai accumulator dan penyaring air. Berikut
ini gambar design yang telah dibuat dan diterapkan di PLTU Sektor Bukit Asam :
15
Diameter 8 inchi
Tin
gg
i 2
5 in
ch
i
Connector
female ½ inchi
Valve drain
Pressure Gauge
0-16Bar
Siring didalam tabung
Tebal Plat
Tabung 5mm
Kaki tabung
untuk dudukan
Gambar 3.3 Desain Tabung Tabung Water Trap
Bagian – bagian dari Tabung Water Trap yaitu:
1
2
3
4
5
6
16
1. Pressure Gauge
Berfungsi untuk membaca besarnya tekanan udara yang ada di dalam
tabung. Range pressure gauge 0 – 16 bar
2. Connector Pipa
Connector yang digunakan berukuran ½”BSP berbahan SS316 dipasang
pada sisi input dan output. Connector tersebut digunakan untuk
menghubungkan dengan pipa saluran udara instrument .
3. Tabung Stainless Steel
Tabung yang digunakan berukuran tinggi 25 Inchi dan diameter 8 Inchi
berbahan Stainless Steel.
4. Plat Siring
Plat siring dipasang diagonal bertujuan untuk mengarahkan kandungan
air ke sisi bawah tabung. Udara input akan menabrak siring terlebih
dahulu dan kandungan air akan diarahkan mengalir bagian bawah. Plat
memiliki tebal 5 mm dan berbahan stainless steal SS316.
5. Plat Saringan
Plat saringan yang digunakan memiliki mesh 1 mm bertujuan menahan
kandungan air dan kotoran yang terbawa udara supply agar tidak
langsung ikut terbawa keluar dari tabung menuju peralatan instrument.
Udara agak kering akan dilewatkan keluar sedangkan genangan air
akan tertahan dan kembali terkumpul di bagian bawah tabung yang
selanjutnya dibuang melalui valve drain.
6. Drain Valve
Drain valve menggunakan ball valve yang dipasang di dasar tabung
bagian bawah. Berfungsi untuk membuang kandungan air yang
terkumpul dibagian dasar tabung. Dalam pengoprasiannya valve
tersebut dibuka secara continue bertujuan agar air yang terperangkap
langsung terbuang sehingga tidak sempat menggenang di bagian dasar
tabung.
3.3. Instalasi Tabung Water Trap
17
Setelah melakukan desain dan pembuatan tabung, maka dilakukan
pemasangan tabung di site.
Gambar 3.4 Desain distribusi udara instrument dengan penambahan tabung
water trap
Gambar 3.5 Instalasi Tabung Water Trap di Unit 1 PLTU Bukit Asam
Tabung Water Trap diletakkan di sebelum manifold udara instrument
18
didistribusikan ke masing masing peralatan pneumatic. Pada pemasangan tabung
water trap di unit 1 PLTU Bukit Asam Tabung Water Trap diletakkan di manifold
sebelum didistribusikan ke 6 peralatan pneumatic.
Pemasangan dilakukan dengan cara pengelasan pipa udara instrument
dengan pipa yang akan masuk ke tabung modifikasi. Pada instalasinya dipasang valve
bypass dengan tujuan agar bisa dilakukan pemeliharaan dan cleaning dalam tabung
tanpa mengganggu operasi unit.
3.4. Hasil Implementasi
Dari hasil preventive maintenance (PM) yang dilakukan kandungan air yang
ada di pressure regulator sebelum masuk ke control valve berkurang dan gangguan
pada cotrol valve yang macet tidak ada. Kemudian kerusakan pada difragma
membran pada control valve juga sudah tidak terjadi.
Tabel 3.1 Perbandingan sebelum dan sesudah implementasi
Sebelum implementasi Sesudah implementasi
Kandungan
Air
Jumlah
gangguan (*)
16 work order (Tabel 1.1 dan
Tabel 1.2)
Tidak ada
19
Kerusakan
peralatan
Membran bocor
Membran masih utuh
(*) Berdasarkan rekapitulasi dari maximo
20
BAB IV
PENUTUP
4.1. Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari desain water trap ini adalah :
1. Kandungan air pada peralatan pneumatic terbukti berkurang
2. Tidak terjadi gangguan peralatan pneumaticterutama control valve
3. Tidak terjadi kerusakan pada peralatan pneumatic terutama membran
control valve.
1.2. Saran
1. Diperlukan kajian lebih lanjut untuk pengembangan modifikasi agar
proses penangkapan dan penyaringan air lebih optimal.
2. Sebaiknya segera dipasang di semua sistem peralatan pneumatic pada
seluruh unit PLTU Bukit Asam untuk menjaga kehandalan unit.
21
DAFTAR PUSTAKA
[1] Sularso,MSME. Ir.,Haruo Tahara.Dr.prof. 2006. “Pompa dan Kompresor”,
Jakarta : PT Pradnya Paramitha.
[2] Johnson, Curtis,. 2000, “Process Control Instrumentation Technology sixth
edition” : Upper Saddle River, Prentice-Hall
[3] Anonim, 2002, “Operators/Instruction Manual Options”, Ingersoll Rand-
Company
22
BIOGRAFI NARASUMBER
23
BIODATA PENULIS
Penulis berasal dari daerah Kertosono
Kabupaten Nganjuk Propinsi Jawa Timur.
Dilahirkan pada tanggal 05 Oktober 1991 di
Nganjuk. Penulis merupakan anak pertama dari
dua bersaudara dari pasangan Bapak Slamet
dan Ibu Sujianah. Penulis mulai mengenyam
pendidikan formal di RA. Sabilillah selama dua
tahun, dilanjutkan ke jenjang sekolah dasar di
SD Negeri Tanjung 1 (1998-2004), kemudian
melanjutkan ke SMP Negeri 1 Kertosono (2004-
2007). Setelah itu penulis masuk ke SMA Negeri 1 Kertosno pada tahun 2007 dan
lulus pada tahun 2010. Selanjutnya penulis masuk perguruan tinggi ITS di jurusan
Teknik Fisika melalui jalur beasiswa Bidik Misi. Penulis menyelesaikan pendidikan
sarjana pada tahun 2014 dengan judul Tugas Akhir Optimasi Nilai Parameter Dynamic
Vibration Absorber (DVA) Untuk Meredam Getaran Pada Mesin CNC. Setelah lulus
penulis berkesempatan untuk berkariri di PLN dan mendapatkan SK penugasan di
Sektor Pembangkitan Bukit Asam sebagai Asistant Engineer Pemeliharaan Kontrol
dan Instrumen PLTU Bukit Asam. Penulis juga aktif di kegiatan knowledge
management di lingkungan KIT SBS dengan beberapa kali menuliskan karya CoP
diantaranya Modifikasi Gun Igniter Burner (Si Guntur) dan Tuning PID Kontroller pada
sistem pengendalian level kondensor. Penulis bisa dihubungi melalui email
[email protected] dan nomor handphone 081278966609.