Analisis superheated steam

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN KERJA PRAKTEK ANALISIS TINGKAT SUPERHEATED STEAM PADA MASINGMASING SUMUR PRODUKSI KAMOJANG TAHUN 2014 PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG 17 November 2014 – 17 Desember 2014

Disusun Oleh: Hardina Dwi Lestari 11/313108/TK/37794 Telah disetujui dan disahkan: Kamojang, 4 Januari 2015 Mengetahui, Pembimbing Kerja Praktek

Manajer Ops PT PGE area Kamojang

Hendra Hadriansyah

Roy Bandoro Suwandaru

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

i

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN KERJA PRAKTEK ANALISIS TINGKAT SUPERHEATED STEAM PADA MASINGMASING SUMUR PRODUKSI KAMOJANG TAHUN 2014 PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG 17 November 2014 – 17 Desember 2014

Disusun Oleh: Hardina Dwi Lestari 11/313108/TK/37794 Telah disetujui dan disahkan: Yogyakarta, 4 Januari 2015 Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Fisika UGM

Prof. Ir. Sunarno, M.Eng., Ph.D. NIP. 195511241983031001

Dosen Pembimbing Kerja Praktek

Ir. Balza Ahmad, M.Sc.E NIP. 196808191995121001

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

ii

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah Subhanahu Wata’ala, karena atas berkat dan rahmat-Nya, penulis dapat menyelesaikan laporan kerja praktek ini. Penulisan laporan kerja praktek ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk mencapai gelar S1 Teknik Fisika di Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada. Penulis menyadari bahwa, tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, dari masa perkuliahan sampai pada penyusunan laporan kerja praktek ini, sangat sulit bagi penulis untuk menyelesaikan laporan kerja praktek ini. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Keluarga penulis, yaitu kedua orang tua, kakak dan adik tercinta yang selalu memberikan support dan dukungan serta do’a yang menyertainya. 2. Prof. Ir. Sunarno, M.Eng.,Ph.D. selaku Ketua Jurusan Teknik Fisika Fakultas Teknik UGM yang telah memberikan izin untuk dapat melaksanakan kerja praktek di PT. Pertamina Geothermal Energy area Kamojang. 3. Bapak Ir. Balza Achmad, MScE. selaku dosen pembimbing kerja praktek atas nasihat, masukan dan bantuannya sehingga kerja praktek ini dapat penulis selesaikan dengan sebaik-baiknya. 4. Bapak Roy Bandoro Swandaru selaku Manager Operasi Produksi yang telah memberikan penulis dan teman-teman tugas yang bertujuan untuk mengembangkan kemampuan kami dalam bidang engineering. 5. Bapak Riyanto TP selaku Asisten Manager pml Fasilitas Produksi atas keramahannya yang telah membantu penulis mengenal tentang organisasi dan kegiatan yang dilakukan di bagian operasi-produksi PT. Pertamina Geothermal Energy area Kamojang. 6. Bapak Hendra Hadriasyah selaku pembimbing utama atas nasihat dan juga berbagai bimibingan dan pengarahannya dalam pemahaman materi dan sistematika penulisan. 7. Bapak Ahmad Suviam Iman selaku Asisten Manager Laboraturium atas bimbingan yang telah diberikan selama pelaksanaan kerja praktek serta nasihat yang sangat bermanfaat.

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

iii

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

8. Bu Rani Febriani selaku pengawas instrument yang telah banyak memberikan ilmu, pengalaman dan penjelasan yang cukup detail tentang sistem yang ada di PT. Pertamina Geothermal Energy area Kamojang. 9. Bapak Achmad S Fadli selaku pengawas Fasilitas Produksi atas bimbingannya dan sharing ilmu yang diberikan selama pelaksanaan kerja praktek. 10. Bapak Akhmad Burhani Prasetyo

selaku ahli instrumen atas bimbingannya dan

sharing ilmu yang diberikan selama pelaksanaan kerja praktek. 11. Seluruh karyawan PT. Pertamina Geothermal Energy area Kamojang yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, terima kasih atas semuanya Akhir kata, penulis berharap Allah Subhanahu Wata’ala berkenan membalas segala kebaikan semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian kerja praktek ini. Semoga laporan kerja praktek ini membawa manfaat bagi pengembangan ilmu dan bagi yang membacanya.

Kamojang, 16 Desember 2014

Hardina Dwi Lestari

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

iv

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................................................................ i KATA PENGANTAR ........................................................................................................................... iii DAFTAR ISI............................................................................................................................................... v DAFTAR GAMBAR................................................................................................................................. viii DAFTAR TABEL ....................................................................................................................................... ix DAFTAR GRAFIK....................................................................................................................................... x BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang .............................................................................................................................. 1 1.2. Maksud dan Tujuan..................................................................................................................... 2 1.2.1. Tujuan Umum ...................................................................................................................... 2 1.2.2. Tujuan Khusus ..................................................................................................................... 3 1.2.3

Ruang Lingkup ................................................................................................................ 3

1.4. Metode Pengumpulan Data ......................................................................................................... 3 1.5. Waktu dan Tempat Pelaksanaan Kerja Praktek .......................................................................... 4 1.6. Sistematika Penulisan ................................................................................................................. 4 BAB II TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN ...................................................................................... 6 2.1. Sejarah PT Pertamina Geothermal Energy ................................................................................. 6 2.2. Sejarah Lapangan Panas Bumi Kamojang .................................................................................. 7 2.3. Visi dan Misi ............................................................................................................................. 10 2.4. Struktur Organisasi ................................................................................................................... 10 2.5. Deskripsi Bisnis ........................................................................................................................ 12 BAB III SISTEM INSTRUMENTASI DAN PROSES PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PANAS BUMI .................................................................................................................................................... 15 3.1

Sistem Energi Geotermal ...................................................................................................... 15

3.1.1

Sumber panas ................................................................................................................ 16

3.1.2

Reservoir ....................................................................................................................... 16

3.1.3

Daerah resapan (recharge) ............................................................................................ 16

3.1.4

Daerah pelepasan (discharge area) dengan manifestasi permukaan ............................ 17

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

v

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

Sistem Produksi Uap ............................................................................................................ 17

3.2 3.2.1

Jenis-Jenis Sumur.......................................................................................................... 18

Fasilitas Produksi Geothermal .............................................................................................. 21

3.3

3.3.1

Rangkaian Kepala Sumur.............................................................................................. 21

3.3.2

Bleeding Pipe ................................................................................................................ 24

3.3.3

Jalur Pipa Produksi Uap ................................................................................................ 25

3.3.4

Jalur Pipa reinjeksi ........................................................................................................ 27

3.3.5

Rock Muffler ................................................................................................................. 27

3.3.6

Twin Silencer ................................................................................................................ 28

3.3.7

Valve-2 Flow Line ......................................................................................................... 29

3.3.8

Blow Down .................................................................................................................... 30

3.3.9

Manifold (Header) ........................................................................................................ 31

3.3.10

Sistem Pengaman .......................................................................................................... 32

3.3.11

Instrumentasi dan Sistem Kontrol ................................................................................. 33

Uji Kualitas Uap ................................................................................................................... 38

3.4

3.4.1

Non Condensable Gas (NCG)....................................................................................... 38

3.4.2.

Total Flow Steam .......................................................................................................... 39

3.4.3.

Kebasahan ..................................................................................................................... 39

3.4.4.

Korosimeter................................................................................................................... 39

BAB IV ANALISIS TINGKAT SUPERHEATED STEAM PADA MASING-MASING SUMUR PRODUKSI KAMOJANG TAHUN 2014 ........................................................................................... 40 4.1

Latar Belakang ...................................................................................................................... 40

4.2

Perumusan Masalah .............................................................................................................. 41

4.3

Dasar Teori............................................................................................................................ 41

4.3.1

Sifat Sifat Termodinamika ............................................................................................ 41

4.3.2.

Proses Perubahan Fasa Zat Murni ................................................................................. 43

4.3.3

Superheated Steam ........................................................................................................ 46

4.3.4

Persamaan Keadaan ...................................................................................................... 47

4.3.5

Tekanan Gauge dan Tekanan Absolut .......................................................................... 48

4.3.6

Non Condensable Gas................................................................................................... 49

4.3.7

Pressure and Temperature Miniprobe .......................................................................... 50

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

vi

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

4.4

Metode Pengambilan Data .................................................................................................... 51

4.4.1

Peralatan Kerja .............................................................................................................. 51

4.4.2

Peralatan Keselamatan / Alat Pelindung Diri (APD) ...................................................... 51

4.4.3

Instruksi Kerja................................................................................................................ 52

4.5

Pengolahan data yang didapatkan dari Pressure and Temperature Miniprobe. .................. 53

4.6

Analisis Hasil Perhitungan dan Grafik antara waktu dan suhu superheated ........................ 55

4.7

Analisis Hasil Distribusi Nilai Superheated steam Pada Masing-Masing Pipeline .............. 60

BAB V PENUTUP ............................................................................................................................... 62 5.1

Kesimpulan ........................................................................................................................... 62

5.2

Saran ..................................................................................................................................... 62

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................................... 63

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

vii

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1 Area kerja Pertamina Geothermal ......................................................................... 7 Gambar 2. 2 Struktur Organisasi PT PGE area Kamojang ...................................................... 10 Gambar 2. 3 Struktur Organisasi di bagaian Operasi-Produksi ............................................... 11

Gambar 3. 1 Skema Sistem Energi Geothermal ...................................................................... 15 Gambar 3. 2 Lokasi salah satu cluster ..................................................................................... 18 Gambar 3. 3 Sumur produksi ................................................................................................... 19 Gambar 3. 4 Sumur Reinjeksi .................................................................................................. 20 Gambar 3. 5 Sumur Monitoring ............................................................................................... 21 Gambar 3. 6 Kepala Sumur Standard Lama ............................................................................ 23 Gambar 3. 7 Kepala Sumur standard Baru .............................................................................. 23 Gambar 3. 8 Bleeding Pipe ...................................................................................................... 25 Gambar 3. 9 Pipa Pipa Saluran Uap......................................................................................... 26 Gambar 3. 10 Pipe Loop .......................................................................................................... 27 Gambar 3. 11 Pipa Reinjeksi ................................................................................................... 27 Gambar 3. 12 Rock Muffler ...................................................................................................... 28 Gambar 3. 13 Twin Silencer..................................................................................................... 29 Gambar 3. 14 valve-2 di flow line ............................................................................................ 30 Gambar 3. 15 Blow Down ....................................................................................................... 31 Gambar 3. 16 Manifold (Header)............................................................................................. 32 Gambar 3. 17 Ruptere Disk (3 buah, kiri) dan PSV (3 buah, kanan) ...................................... 33 Gambar 3. 18 Pressure Gauge Digital pada pipa (Kiri) dan Pressure Gauge Manual (kanan) pada kepala sumur.................................................................................................................... 34 Gambar 3. 19 Temperatur gauge Manual (kiri) dan Temperatur gauge Digital (kanan) ......... 34 Gambar 3. 20 Flow recorder .................................................................................................... 35 Gambar 3. 21 Block Valve pada pipe line ............................................................................... 36 Gambar 3. 22 Drain Port beserta Condensat Trap ................................................................... 38

Gambar 4. 1 Hubungan antara suhu dengan spesifik volume pada perubahan fasa air tekanan 1 atm......................................................................................................................................... 45 Gambar 4. 2 Nilai superheated steam berdasar tekanan dan suhu ........................................... 47 Gambar 4. 3 : Hubungan antara Tekanan Gauge dan Tekanan Absolut .................................. 48 Gambar 4. 4 Tampang lintang dari pressure and temperature miniprobe................................ 51

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

viii

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

DAFTAR TABEL Tabel 2. 1 Sejarah Lapangan Panas Bumi Kamojang ................................................................ 9

Tabel 3. 1 : Perbedaan rangkaian kepala sumur standard lama dan standard baru .................. 24

Tabel 4. 1 Nilai superheated steam sumur KMJ 3X ................................................................ 55

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

ix

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

DAFTAR GRAFIK Grafik 4. 1 Nilai superheated steam sumur 3X tahun 2014 .................................................... 56 Grafik 4. 2 Distribusi nilai superheated steam pada PL4MM tahun 2014 .............................. 57 Grafik 4. 3 Distribusi nilai superheated steam pada PL4EE tahun 2014 ................................ 57 Grafik 4. 4 Distribusi nilai superheated steam pada PL4SS tahun 2014 ................................. 58 Grafik 4. 5 Distribusi nilai superheated steam pada PL4ZZ tahun 2014 ................................ 59 Grafik 4. 6 Distribusi nilai superheated steam pada PL4ZZ tahun 2014 ................................ 60

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

x

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Di era globalisasi ini, pengalaman terhadap dunia kerja sangat dibutuhkan sebagai bekal untuk memasuki dunia kerja yang sebenarnya. Salah satu tujuan dari kuliah yang berlangsung selama masa pembelajaran yang dilakukan di perguruan tinggi adalah mahasiswa mampu menerapkan ilmu yang telah didapatkan selama kuliah untuk diaplikasikan ke bidang-bidang tertentu secara langsung di lapangan. Selain itu, salah satu prasyarat untuk menyelesaikan program jenjang pendidikan strata satu (S1) adalah mahasiswa wajib melakukan kerja praktek di instansi pemerintah maupun swasta sebagai proses pembelajaran aplikatif selain proses pembelajaran secara teoritis yang dilakukan selama masa perkuliahan. Dengan melakukan kerja praktek diharapkan mahasiswa mendapatkan pengalaman kerja secara langsung dan mahasiswa mampu menerapkan ilmu yang telah didapat selama kuliah pada saat pelaksanaan kerja praktek di lapangan. Kerja praktek juga melatih mahasiswa untuk siap terjun di dunia kerja dengan berbagai kemampuan akademik yang telah dimiliki selama proses pembelajaran di Perguruan Tinggi. Selama proses kerja praktek berlangsung, mahasiswa juga diharapkan dapat mengoperasikan secara langsung instrumen-instrumen yang dipergunakan untuk mengoperasikan sistem tertentu yang mungkin baru diketahuinya secara teoritis pada saat pembelajaran di perguruan tinggi. Pengalaman-pengalaman yang diperoleh selama kerja praktek di lapangan secara langsung akan sangat bermanfaat bagi peningkatan potensi kinerja mahasiswa sehingga mahasiswa akan semakin siap berpartisipasi dalam dunia kerja yang sesungguhnya. Dengan berbagai teknologi yang digunakan dalam lingkup industri tersebut, mahasiswa ditekankan untuk dapat mengetahui cara kerja, pengoperasian serta teknologi apa yang digunakan pada instrumen-instrumen tersebut melalui teknisi yang ahli dibidangnya. Dilaksanakannya kerja praktek di lapangan sangat bermanfaat dalam

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

1

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

melatih kemandirian mahasiswa serta tanggung jawab dalam mengemban tugas yang diberikan kepadanya serta diharapkan hal tersebut akan terus berlanjut saat mahasiswa mulai merintis karirnya. Perseroan Terbatas Pertamina Geothermal Energy (PT PGE) area Kamojang adalah sebuah perusahaan yang bergerak dibidang energi panas bumi. PT PGE area Kamojang merupakan anak perusahaan PTPertamina (persero) yang mengelola sumber daya energi panas bumi. Kegiatan yang dilakukan oleh perusahaan tersebut adalah mensuplai uap panas bumiuntuk pembangkit listrik tenaga panas bumi. Kegiatan suplai uap melibatkan proses mulai dari sumur panas bumi menuju header. Perseroan Terbatas Pertamina Geothermal Energy area Kamojang memiliki 5 pipa penyalur uap, yaitu PL-401/402/403/404/405. PL-401/402/403/404 digunakan untuk mengalirkan uap ke PLTP 140 MW milik PT Indonesia Power dan PL-405 digunakan untuk mengalirkan uap ke PLTP 60 MW milik PT PGE area Kamojang. Kegiatan pengaliran uap ke masing-masing PLTP membutuhkan tingkat kualitas uap untuk menjamin bahwa uap yang di supply ke pembangkit sudah sesuai standar yang diizinkan. Oleh karena itu perlu dilakukan pengukuran kondisi uap sebelum uap mengalir ke pembangkit. Pengukuran ini dilakukan saat uap keluar dari kepala sumur produksi melalui pipe line menggunakan alat pengukur tekanan dan suhu yang bernama probe. Maka dari itu dengan adanya data yang didapat dari pengukuran tersebut, penulis berniat untuk menghitung nilai kondisi uap sehingga bisa mengetahui tingkatan kualitas dan kuantitas uap yang akan dialirkan ke pembangkit.

1.2. Maksud dan Tujuan

Sesuai penjelasan pada uraian latar belakang, maka pelaksanaan dan penulisan kerja praktek ini memiliki maksud dan tujuan sebagai berikut. 1.2.1. Tujuan Umum 1. Mengetahui penerapan ilmu-ilmu dasar yang kami pelajari di perkuliahan dalam aplikasinya di lapangan.

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

2

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

2. Mengetahui pola kerja dan perilaku pekerja profesional di lapangan, dengan harapan dapat memiliki pengalaman dan belajar dari pengetahuan tersebut. 3. Membuka wawasan baru tentang suatu perusahaan dan aktivitas kerja perusahaan tersebut. 4. Membuka interaksi antara dunia akademisi dan dunia usaha dalam simbiosis mutualisme (saling menguntungkan). 1.2.2. Tujuan Khusus 1. Mengetahui proses yang terjadi dan instrumentasi yang digunakan dalam mensuplai kebutuhan uap dari sumur menuju header dan pembangkit listrik tenaga panas bumi. 2. Menentukan nilai superheated steam pada pipeline yang dihasilkan dari sumur produksi untuk dialirkan ke pembangkit. 3. Menganalisis hasil kondisi uap dengan tujuan untuk mengetahui tingkatan kualitas dan kuantitas uap yang akan dialirkan ke pembangkit. 1.2.3

Ruang Lingkup Pembahasan yang dilakukan pada pelaksanaan dan penulisan laporan kerja praktek ini dibatasi oleh ruang lingkup sebagai berikut: a. Pembahasan hanya dilakukan dalam ruang lingkup proses pengukuran tekanan dan suhu pada masing-masing pipa yang untuk mengetahui tingkatan nilai superheated steam yang mengalir pada suatu pipa. b. Analisis tingkat kenaikan dan penurunan superheated steam sebagai bahan evaluasi untuk manajemen uap lapangan panas bumi.

1.4. Metode Pengumpulan Data

Pengumpulan data dan informasi untuk menyelesaikan laporan kerja praktek ini dilakukan dengan metode sebagai berikut. Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

3

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

a. Studi literatur yang meliputi pembelajaran materi dasar yang sebelumnya telah didapatkan selama kuliah. Selain itu, dilakukan dengan mencari dan mempelajari referensi lain mengenai materi yang akan dibahas dari berbagai sumber. b. Studi lapangan yang dilakukan dengan meninjau, mengamati dan mempelajari secara langsung proses yang terjadi dan instrumentasi yang digunakan. c. Diskusi dan konsultasi dengan pekerja lapangan, staf dan pembimbing yang mengerti dan mengetahui tentang materi yang akan dibahas pada laporan ini.

1.5. Waktu dan Tempat Pelaksanaan Kerja Praktek

Kerja praktek ini dilaksanakan di PT Pertamina Geothermal Energy area Kamojang yang beralamat di Jalan Raya Kamojang, Desa Laksana, Kecamatan Ibun, Kabupaten Bandung, Jawa Barat, selama 1 bulan dari tanggal 17 November 2014 hingga 17 Desember 2014. 1.6. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan laporan ini dibagi menjadi beberapa bagian: 

Bab I berisi tentang latar belakang, maksud dan tujuan, ruang lingkup, metode pengumpulan data serta sistematika penulisan.



Bab II membahas tentang informasi secara umum meliputi sejarah perusahaan, profil perusahaan, struktur organisasi dan kegiatan bisnis yang dilakukan di PT Pertamina Geothermal Energy area Kamojang.



Bab III membahas tentang proses yang terjadi di daerah suplai uap dan mengetahui instrumentasi yang digunakan di lapangan.



Bab IV berisi studi penjelasan tentang analisis tingkatan superheated steam yang mengalir pada masing-masing pipa sebagai bahan evaluasi untuk manajemen uap lapangan panas bumi.

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

4

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA



Bab V berisi tentang kesimpulan dan saran dari Bab IV serta yang dilakukan selama melaksanakan kerja praktek

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

5

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

BAB II TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN 2.1. Sejarah PT Pertamina Geothermal Energy

Perseroan Terbatas Pertamina Geothermal Energy (PT PGE) merupakan anak perusahaan PT Pertamina (Persero). PT PGE berdiri pada tahun 2006 dan telah diamanatkan oleh pemerintah Indonesia untuk mengembangkan 15 wilayah kerja pengusahaan panas bumi di Indonesia. Saham dari perusahaan ini 90% dimiliki oleh PT Pertamina (Persero) dan 10% dimiliki oleh PT Pertamina Dana Ventura. Era baru bagi energi geothermal diawali dengan peresmian lapangan geothermal Kamojang pada tanggal 29 Januari 1983 dan diikuti dengan beroperasinya Pembangkit Listrik Tenaga Panasbumi (PLTP) Unit-1 (30MW) pada tanggal 7 Pebruari 1983, dan lima tahun kemudian 2 unit beroperasi dengan kapasitas masing-masing 55 MW. Di pulau Sumatera untuk pertama kali beroperasi Monoblok 2 MW di daerah SibayakBrastagi sebagai power plant pertama dan pada Agustus 2001 PLTP pertama 20 MW beroperasi didaerah Lahendong. Seiring dengan perjalanan waktu Pemerintah melalui Keppres No. 76/2000 mencabut Keppres terdahulu dan memberlakukan UU No. 27/2003 tentang geothermal, dimana PT Pertamina tidak lagi memiliki hak monopoli dalam pengusahaan energi geothermal tetapi sama dengan pelaku bisnis geothermal lainnya di Indonesia. Dalam mengimplementasikan undang-undang tersebut Pertamina telah mengembalikan 16 Wilayah Kerja Pengusahaan (WKP) Geothermal kepada Pemerintah dari 31 WKP yang diberikan untuk dikelola. Pada tanggal 23 November 2001 pemerintah memberlakukan UU MIGAS No. 22/2001 tentang pengelolaan industri migas di Indonesia. UU ini membawa perubahan yang sangat besar bagi sektor migas, termasuk Pertamina. Setelah berlakunya UU tersebut, Pertamina memiliki kedudukan yang sama dengan pelaku bisnis migas lainnya. Pada tanggal 17 September 2003 Pertamina berubah bentuk menjadi PT Pertamina (Persero) dan melaluiPeraturan Pemerintah (PP) No.31/2003 diamanatkan untuk mengalihkan usaha geotermal yang selama ini dikelola oleh PT Pertamina kepada anak perusahaan paling lambat dua tahun setelah perseroan terbentuk. Untuk itu PT Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

6

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

Pertamina membentuk PTPertamina Geothermal Energy (PT PGE) sebagai anak perusahaan yang akan mengelola kegiatan usaha di bidang geotermal. PT Pertamina memiliki hak pengelolaan atas 15 Wilayah Kerja Pengusahaan (WKP) geothermal dengan total potensi 8.480 MW. Dari 15 WKP tersebut, 10 WKP dikelola sendiri oleh PT PGE, yaitu (1) Kamojang: 200 MW, (2) Lahendong: 60 MW, (3) Sibayak: 12 MW, (4) Ulubelu, (5) Lumutbalai, (6) Hululais, (7) Kotamobagu, (8) Sungai Penuh, (9) Iyang-Argopuro dan (10) Karahabodas. Pada Gambar 2.1 ditampilkan lokasi 15 WKP geotermal di Indonesia.

Gambar 2. 1 Area kerja Pertamina Geothermal [1]

2.2. Sejarah Lapangan Panas Bumi Kamojang

Sejarah panas bumi Indonesia dimulai tahun 1926-1928 oleh pemerintah Belanda. Partisipasi anak bangsa pada energi panas bumidimulai pada tahun 1971.

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

7

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

Indonesia melalui Pertamina bekerjasama dengan pemerintah Selandia Baru menjajaki potensi panas bumi lapangan kamojang dengan melakukan pemboran 14 sumur. Setelah pemboran 14 sumur, di tahun 1978 beroperasi monoblok 0.25 MW. Keberhasilan pembangkit listrik dari energi panas bumiini semakin menguatkan sikap Indonesia untuk mengembangkan PLTP skala besar yang pertama di Indonesia. Di tahun 1983 harapan listrik dari energi panas bumi terwujud dengan beroperasinya PLTP unit I berkapasitas 30 MW dengan bentuk kontrak jual beli uap antara PT Pertamina dan PT Indonesia Power. Selang empat tahun berlalu, listrik dari energi panas bumiKamojang bertambah kapasitasnya menjadi 140 MW dengan beroperasinya PLTP unit II dan III yang masing-masing berkapasitas 55 MW. Pengoperasian PLTP unit II dan III ini juga berdasarkan kontrak jual beli uap antara PTPertamina dan PT Indonesia Power. Dalam rangka membuat percepatan pengembangan pembangkitan listrik dari energi panas bumi di Indonesia, PT PGE area Kamojang mengoperasikan PLTP unit IV berkapasitas 60 MW di tahun 2008. PLTP unit IV merupakan PLTP skala besar pertama yang dibangun dan dikelolaoleh PT PGE area Kamojang. Pengoperasian PLTP unit IV ini berdasarkan kontrak jual beli listrik antara PT PGE dengan PT Perusahaan Listrik Negara (PT PLN). Mulai tahun 2010, sudah dikembangkan rencana pembangunan PLTP unit V di kawasan Kamojang. Dalam perencanaannya, PT PGE menambah unit V dengan jumlah produksi listrik sebanyak 30 MW. Berikut ini adalah sejarah perkembangan Proyek Geotermal di Kamojang.

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

8

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

Tabel 2. 1 Sejarah Lapangan Panas Bumi Kamojang [1]

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

9

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

2.3. Visi dan Misi

Dibawah ini merupakan Visi dan Misi PT Pertamina Geothermal Energy area Kamojang, Visi : 2008 Business Minded Geothermal Company 2011 Center of Excelence for Indonesia Geothermal Industry 2014 World Class Geothermal Energy Enterprise Misi : Melakukan usaha pengembangan energi geotermal secara optimal yang berwawasan lingkungan dan memberi nilai tambah bagi stakeholder. 2.4. Struktur Organisasi

Gambar dibawah ini berisikan tentang struktur organisasi PT Pertamina Geothermal Energy area Kamojang dan struktur organisasi di bagian operasi-produksi. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 2.1 dan 2.2. General Manajer area Kamojang

Sekretaris

Manajer Engineering

Manajer PLTP

Manajer Layanan Umum

Manajer Operasi Produksi

Manajer Workshop dan Pemeliharaan

Manajer Keuangan

Manajer HSE

Gambar 2. 2 Struktur Organisasi PT PGE area Kamojang Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

10

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

Manajer Operasi Produksi

Asisten Manajer Fasprod

Asisten Manajer Rendal OPs

Pengawa s Utama Rendal

Pengawas Utama Uji Produksi

Ahli Instrumen t

Asisten Manajer Lab. Uji Mutu

Pengawas Fasprod

Analis

Pengawas Sampling

Asisten Fasprod Control Room

Pengawas Pengukuran Bawah Tanah

Gambar 2. 3 Struktur Organisasi di bagaian Operasi-Produksi

Salah satu bagian pada struktur organisasi yang ada di PT PGE area Kamojang adalah bagian operasi-produksi. Tugas utama dari bagian operasi produksi yaitu memastikan jumlah suplai uap ke pembangkit listrik. Dalam menjalankan tugasnya, manajer Operasi-Produksi dibantu oleh tiga asisten manajer, yaitu asisten manajer Rendal, asisten manajerFasprod dan asisten manajer Laboratorium Uji Mutu. 1. Rendal (Perencanaan dan Pengendalian) Rendal bertugas untuk mengalirkan dan memastikan suplai uap ke pembangkit tercukupi dengan cara merencanakan dan mengendalikan proses yang ada di steam field. Kegiatan yang dilakukan pada bagian rendal seperti mengatur sumur panas bumi(apakah akan dialirkan atau tidak), melakukan uji produksi sumur panas bumi, Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

11

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

memantau parameter fisis (flowrate, tekanan kepala sumur, tekanan line dan temperature line) yang diamati secara berkala, pengukuran parameter di area bawah tanah, merencanakan target dan sasaran produksi uap serta produksi listrik. 2. Fasprod (Fasilitas Produksi) Fasprod bertugas untuk mendukung kegiatan yang dilakukan oleh bagian rendal, yaitu mempersiapkan sarana, menjaga, memelihara dan memperbaiki fasilitas produksi yang dibutuhkan seperti jalur pipa, fasilitas uji datar atau vertikal dan instrumentasi. Kegiatan yang dilakukandiantaranya kalibrasi alat instrumen, pengecekan fungsi komponen (valve, steam trap dan lain-lain) di lapangan, perawatan pipa beserta fasilitas pendukung. 3. Laboratorium Uji Mutu Pada laboratorium uji mutu dilakukan uji sampling uap, analisis zat yang terkandung di dalam uap dan memastikan kualitas uap sudah sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. Kegiatan yang biasa dilakukan adalah mengambil sampel uap, menganalisis zat kimia pada uap, mengukur dengan menggunakan kalorimeter dan laju korosi. 2.5. Deskripsi Bisnis

Ada dua jenis bisnis energi panas bumi yang dilakukan oleh perusahaan PTPertamina Geothermal Energy (PT PGE) area Kamojang, yaitu: 2.5.1. Bisnis Jual Beli Uap (PJBU) Bisnis jual beli uap PT PGE area Kamojang dilakukan melalui kontrak kerjasama dengan PT Indonesia Power. Berdasarkan kontrak kerjasama itu, PT PGE area Kamojang mengalirkan uap kepada tiga unit pembangkit milik PT Indonesia Power, yaitu unit I sebesar 30 MW, unit II sebesar 55 MW dan unit III sebesar 55 MW. Uap yang dihasilkan oleh PT PGE ini kemudian diolah menjadi listrik oleh pembangkit listrik PT Indonesia Power. Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

12

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

Dalam kontrak kerjasama keduanya, PT Indonesia Power sebagai pelanggan akan membayar uap yang dialirkan PT PGE area Kamojang berdasarkan tenaga (kWh) yang dibangkitkan oleh uapnya. Harga setiap kWh yang dibangkitkan oleh PT PGE area Kamojangialah 0.62sen/kWh atau setara dengan Rp.620,00/kWhnya, hal ini akan dihitung setiap harinya dan tercatat setiap jamnya. Setiap satu bulan data yang dihasilkan dicetak dan ditandatangani oleh kedua belah pihak untuk kemudian dikirim ke Jakarta agar tagihan tersebut dapat diserahkan kepada PT Indonesia Power pusat dan dibayarkan kepada PT Pertamina (Persero). Dalam melakukan bisnis ini, PT PGE area Kamojang lebih mengutamakan Customer Focus. Hal itu ditunjukan dari penjualan yang ditentukan dari jumlah kWh yang dibangkitkan bukan dari jumlah suplai uap yang dialirkan oleh PT PGE area Kamojang. Oleh karena itu, apabila ada salah satu unit yang shut downPT PGE area Kamojang tidak akan dibayar apabila tetap melakukan suplai uap, kecuali shut down yang dilakukan oleh PT Indonesia Power dibawah 75% dari jumlah kWh yang dihasilkan. Jika dibawah 75% maka PT Indonesia Power wajib membayar suplai uap sebesar 75%. Hal itu berdasar pada perjanjian PT Indonesia Power dengan PT PGE area Kamojang. Sehingga apabila unit III terjadi shut down, maka suplai uap dari PT PGE area Kamojang akan dikurangi dan mereka tetap tidak dibayar di unit yang mengalami shut down tersebut karena tenaga (kWh) yang dihasilkan masih diatas 75% dari keseluruhan tenaga (kWh) yang dihasilkan.

2.5.2. Bisnis Jual Beli Listrik (PJBL) Bisnis jual beli listrik yang dilakukan oleh PT PGE area Kamojang ialah bisnis penjualan listrik kepada PLN (Persero). Dalam bisnis ini PT PGE area Kamojang tidak menjual uapnya kepada PLN, melainkan membangkitkan listriknya sendiri dan kemudian menjual listrik hasil pembangkitan PLTPnya untuk kemudian dijual kepada PLN. Pembangkit listrik tenaga panas bumiPT PGE area Kamojang sendiri memiliki hasil keluaran sebesar 63 MW. Enam puluh Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

13

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

MW untuk dijual kepada PLN, sedangkan 3 MW digunakan oleh PT PGE area Kamojang untuk kebutuhannya sendiri. Dalam hal ini setiap data tenaga(kWh) yang dihasilkan dari PLTP milik PT PGE area Kamojang didata setiap harinya dan setiap bulannya datanya dikirimkan kepada pihak PLN untuk ditandatangani bersama. Setelah ditandatangani bersama, maka data tersebut dikirimkan ke PT Pertamina (Persero) di Jakarta untuk dilakukan penagihan kepada PLN dalam hal pembayaran.

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

14

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

BAB III SISTEM INSTRUMENTASI DAN PROSES PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PANAS BUMI

3.1

Sistem Energi Geotermal

Energi geotermal atau yang dikenal dengan energi panas bumi merupakan energi alami yang terbentuk dan dihasilkan dari dalam perut bumi. Sistem panas bumi secara umum dapat diartikan sebagai sistem penghantar panas di dalam mantel atas dan kerak bumi dimana panas dihantarkan dari suatu sumber panas (heat source) menuju suatu tempat penampungan panas (heat sink). Dalam proses penghantaran panas pada sistem panas bumi, yang dipanaskan ialah fluida berupa uap dan air yang tersimpan dalam suatu formasi batuan yang disebut reservoir.

Gambar 3. 1 Skema Sistem Energi Geothermal [1] Skematik sistem geothermal dapat dilihat pada Gambar 3.1. Di Indonesia, sistem hidrotermal merupakan sistem panas bumi yang paling sering ditemukan. Transfer panas dari sumber panas menuju permukaan bumi adalah melalui proses konveksi bebas yang melibatkan fluida meteorik (seperti air hujan) dengan atau tanpa

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

15

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

jejak fluida magmatik. Sistem panas bumi hidrotermal berjalan dengan siklus yang saling berhubungan satu sama lain. Pemanasan fluida termal di reservoir menghasilkan uap panas yang mengalir ke atas permukaan. Proses konveksi ini berjalan secara terus menerus sehingga menyebabkan adanya potensi pengurangan fluida di dalam reservoir. Untuk menjaga fluida di dalam reservoir tetap dalam kondisi stabil, maka perlu suplai tambahan dengan penambahan fluida dari permukaan (injeksi atau fenomena alam) Ada beberapa syarat potensi panas bumi yaitu sumber panas, reservoir dengan fluida termal, daerah resapan (recharge), dan daerah pelepasan (discharge). 3.1.1

Sumber panas Di dalam perut bumi, sepanjang waktu terjadi transfer panas dari sumber panas menuju permukaan bumi dan seluruh muka bumi menjadi tempat penampungan panas (heat sink). Namun, di beberapa tempat energi panas ini dapat terkonsentrasi dalam jumlah besar dan melebihi jumlah energi panas per satuan luas di atas rata-rata. Potensi energi panas ini digunakan untuk menjadi sumber panas yang biasanya berada dilokasi gunung berapi.

3.1.2

Reservoir Reservoir panasbumi merupakan formasi batuan di bawah tanah yang mampu menyimpan dan mengalirkan fluida termal, seperti uap dan air panas. Formasi batuan yang terkandung dalam reservoir memiliki porositas (kemampuan untuk menyimpan fluida termal) dan permeabilitas (kemampuan untuk mengalirkan fluida) yang baik. Pada sistem panas bumi, untuk mendapatkan potensi uap panas yang besar diperoleh dengan melakukan pengeboran pada daerah reservoir atau batuan yang mempunyai permeabilitas yang baik.

3.1.3

Daerah resapan (recharge) Daerah resapan merupakan daerah dimana aliran air tanah di tempat tersebut bergerak menjauhi permukaan tanah. Aliran air tanah di daerah resapan bergerak dari atas permukaan menuju ke bawah permukaan. Daerah

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

16

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

resapan berfungsi untuk menjaga kuantitas dari fluida termal di dalam reservoir. Apabila daerah resapan terjaga dengan baik maka tekanan di dalam formasi reservoir terjaga karena adanya fludia yang mengisi pori di dalam reservoir secara berkelanjutan.

3.1.4

Daerah pelepasan (discharge area) dengan manifestasi permukaan Daerah pelepasan merupakan daerah dimana aliran air tanah di daerah tersebut bergerak ke atas menuju permukaan tanah. Daerah pelepasan pada sistem panas bumi ditandai dengan adanya fenomena alam atau manifestasi permukaan. Manifestasi permukaan adalah tanda-tanda yang tampak pada permukaan bumi yang menunjukan bahwa terdapat potensi sistem panas bumi di bawah permukaan di sekitar fenomena tersebut. Mata air panas, fumarola atau uap panas yang keluar dari celah bebatuan merupakan daerah pelepasan (discharge area) dengan manifestasi permukaan.

3.2

Sistem Produksi Uap

Pada pembangkit listrik tenaga panas bumi, uap panas dari sistem hidrotermal dimanfaatkan untuk mensuplai kebutuhan uap panas menuju PLTP. Oleh karena adanya formasi batuan impermeable, uap panas yang dihasilkan dari sistem hidrotermal tertahan di reservoir dan mengalami proses kondensasi sehingga berubah fase dari uap panas menjadi air. Oleh karena itu, untuk mengalirkan uap panas ke permukaan tanah diperlukan adanya pengeboran sumur panas bumi sebagai jalan keluar aliran uap panas naik ke permukaan bumi. Dalam sistem geotermal di kawasan PT Pertamina Geothermal Energy Kamojang, terdapat sistem produksi dan distribusi uap. Setiap uap yang diproduksi berasal dari sumur sumur produksi yang tersebar di beberapa cluster. Pada Gambar 3.2 ditampilkan foto salah satu cluster, cluster adalah sekumpulan sumur (baik itu sumur produksi ataupun sumur monitoring) yang berada saling berdekatan satu sama lain di suatu daerah. Rata-rata di sebuah cluster terdapat 2-4 sumur.

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

17

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

Gambar 3. 2 Lokasi salah satu cluster [2] 3.2.1

Jenis-Jenis Sumur Sumur yang digunakan dalam proses pembangkit listrik tenaga panas bumi di PT Pertamina Geothermal Energy Area Kamojang, meliputi sumur produksi, sumur injeksi dan sumur monitoring.

 Sumur Produksi Sumur Produksi (Production Well) adalah sumur-sumur yang dieksplorasi kandungan uapnya untuk dialirkan ke dalam sistem PLTP. Pada Gambar 3.3 ditampilkan foto salah satu sumur produksi di kawasan PT PGE area Kamojang. Setiap sumur produksi kemampuannya ditinjau dari laju massa uapnya, sehingga sumur produksi yang telah berhasil digali belum tentu bisa dieksplorasi langsung apabila laju massa dan tekanan kepala sumurnya kecil. Hal itu dikarenakan apabila tekanan kepala sumurnya kecil, maka pada saat mencapai di header tekanannya jauh lebih kecil. Padahal tekanan di turbin sebesar 6.5 bar. Sedangkan apabila laju alir uapnya kecil maka itu akan berpengaruh kepada listrik yang dihasilkan nantinya, apabila biaya produksi masih lebih besar dibandingkan kemampuannya memproduksi uap, maka sumur itu hanya akan menjadi sumur monitoring.

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

18

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

Di area eksplorasi PT PGE area Kamojang terdapat 48 sumur produksi dari yang terdata pada 17 November 2014. Sumur produksi tersebut terbagi dua, untuk unit I, unit II dan unit III terdapat 36 sumur produksi. Sedangkan pada unit IV terdapat 12 sumur produksi.

Gambar 3. 3 Sumur produksi [2]

 Sumur Reinjeksi Sumur

reinjeksi

merupakan

sumur

yang

digunakan

untuk

menginjeksikan air ke dalam reservoir. Sumur injeksi digunakan untuk menstabilkan kuantitas fluida di dalam reservoir sehingga tetap terjaga. Di area Kamojang, sumur reinjeksi dan saluran pipa reinjeksi berwarna hijau. Umumnya, sumur reinjeksi hanya mengembalikan 40% dari jumlah fluida yang diambil dari lapisan reservoir, sedangkan sisanya dibiarkan secara alami melalui air meteorit (hujan). Pada Gambar 3.4 ditampilkan foto salah satu sumur reinjeksi milik PT PGE area Kamojang.

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

19

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

Gambar 3. 4 Sumur Reinjeksi [2]

 Sumur Monitoring Sumur monitoring adalah sumur hasil eksplorasi tetapi tidak sesuai dengan karakteristik sumur produksi yang diinginkan. Pada Gambar 3.5 ditampilkan foto salah satu sumur monitoring milik PT PGE area Kamojang. Sumur monitoring ini biasanya memiliki laju uapnya rendah, sehingga hanya dijadikan sumur cadangan saja. Sumur cadangan ini tidak digunakan untuk produksi sehari-harinya, melainkan didiamkan dengan cara di-bleeding agar sumur tidak mati. Sumur di-bleeding maksudnya, uap yang mengalir dari sumber sumur tersebut dibuang ke lingkungan dalam skala kecil agar kondisi sumber tetap bisa mengalirkan uap. Dengan membuang uap tersebut dalam skala kecil, sumur tidak akan mati dan apabila sumur akan dijadikan sumur produksi, dapat dilakukan pengujian ulang sumur .

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

20

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

Gambar 3. 5 Sumur Monitoring [2]

3.3

Fasilitas Produksi Geothermal

Sumur-sumur tersebut memiliki beberapa bagian-bagian tertentu dengan fungsinya masing-masing. Beberapa bagian tersebut ialah: 3.3.1

Rangkaian Kepala Sumur Pada sumur produksi, terdapat rangkaian dasar kepala sumur berupa valve untuk mengatur aliran fluida dan sambungan percabangan pipa. Secara umum, rangkaian kepada sumur terdapat 4 jenis valve, yaitu master valve, wing valve, side valve, top valve. Foto rangkaian kepala sumur ditampilkan pada Gambar 3.6.

1) Master valve : adalah gate valve yang berfungsi untuk mengatur laju alir uap yang akan masuk ke sistem. Uap yang bersumber dari sumur diatur oleh master valve laju alirnya dengan dua mekanisme yakni full open dan full close. Umumnya master valve di area Kamojang merupakan gate valve grade 3000 Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

21

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

sampai 5000 psi, yang artinya master valve tersebut memiliki ketahanan terhadap tekanan sebesar 3000-5000 psi. 2) Wing valve : adalah salah satu bagian dari kepala sumur yang digunakan untuk menutup aliran ke arah pipeline pada saat sumur diuji tegak. Wing valve juga merupakan jenis gate valve. Sumur yang diuji tegak akan mengalirkan uap ke atas, sedangkan uap yang menuju ke pipeline ditutup. Biasanya uji tegak dilakukan pada saat perbaikan atau pada saat sumur pertama kali diuji apakah layak atau tidak untuk berproduksi. Sehingga fungsi wing valve pada saat produksi ialah untuk melindungi master valve dari perbedaan tekanan yang terlalu besar pada aliran di pipeline dengan tekanan kepala sumur. Sehingga seandainya terjadi sesuatu, maka wing valve lah yang akan terkena dampaknya dahulu. Sehingga master valve aman. Hal itu dilakukan karena master valve adalah salah satu bagian vital dari kepala sumur. Bentuk wing valve ada dua jenis. Ada wing valve dengan bentuk cross, dan ada wing valve yang satu arah saja. Wing valve dengan bentuk cross berarti ke dua arah. Satu arahnya ke arah sistem PLTP, sedangkan satunya kearah rock muffler. Jika sudah dua arah seperti ini, biasanya alur pipa tidak bercabang lagi ke rock muffler karena sudah ada salah satu wing valve yang ke arah rock muffler. 3) Side valve : adalah bagian dari Kepala Sumur yang berfungsi sebagai jalur pengalihan uap. Salah satu sisi side valve digunakan untuk mengalirkan uap apabila sumur dinonaktifkan produksinya, yaitu side valve yang diarahkan ke pipa bleeding. Sedangkan sisi side valve satuya diarahkan ke pressure gauge agar dapat dihitung nilai dari tekanan kepala sumurnya. Side valve berada tepat dibawah master valve yang berfungsi untuk mengatur kendali uap dari sumur ke sistem PLTP. Pada umumnya side valve yang digunakan di area Kamojang ini merupakan Gate valve grade 3000 psi. 4) Top valve : adalah valve yang berada di atas rangkaian kepala sumur. Top valve digunakan untuk memungkinkan peralatan di pasang di atas kepala sumur seperti pemasangan lubricator untuk proses pengukuran bawah tanah.

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

22

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

5) Cross atau tee : di antara master valve, top valve, dan wing valve diberikan sambungan pipa untuk menghubungkan satu sama lain. Cross merupakan sambungan dengan empat percabangan yang saling tegak lurus. Sedangkan tee memiliki 3 percabangan, dimana sambungan ini berbentuk seperti huruf T. Model dari rangkaian kepala sumur terbagi menajdi 2 seperti yang terlihat pada gambar berikut:

Gambar 3. 6 Kepala Sumur Standard Lama [2]

Gambar 3. 7 Kepala Sumur standard Baru [2] Perbedaan antara rangkaian kepala sumur standard lama dan standard baru dapat dilihat pada tabel 3.1:

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

23

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

Tabel 3. 1 : Perbedaan rangkaian kepala sumur standard lama dan standard baru [2] STANDARD LAMA

STANDARD BARU

1 Casing head

1 Casing head

1 Expansion spool 5

Throw

Conduit

Valve

3.1/8”-

3000/5000 psi terdiri dari:

3 Throw Conduit Valve 3.1/8”3000 psi terdiri dari:

 2 Pcs berfungsi sebagai Annulus valve 

2 Pcs berfungsi sebagai

 2 Pcs berfungsi sebagai Side Valve

Side Valve

 1 Pc berfungsi sebagai Top Valve



1 Pc berfungsi sebagai Top Valve

3 Throw Conduit Valve 10” class

3 Throw Conduit Valve 12” class

600/900/1500 terdiri dari:

900 terdiri dari:

 1 Pc sebagai Master Valve

 1 Pc sebagai Master Valve

 2 Pcs sebagai wing valve

 2 Pcs sebagai wing valve

3.3.2

Bleeding Pipe Pada Gambar 3.8 merupakan foto dari salah satu Bleeding Pipe. Bleeding Pipe adalah pipa pembuang uap yang berdiameter ½ inci yang digunakan untuk mempertahankan produktivitas sumur dan untuk menghindari akumulasi gas hydrogen sulfida. Sumur-sumur yang dinonaktifkan akan menahan uap pada kepala sumur. Sumur akan mati apabila tidak aliran uap, karena uap yang tertahan penuh di kepala sumur. Uap yang tertahan dapat membuat sumur mati, karena reservoir bisa menjadi dingin. Agar mempertahankan sumur tetap bisa produktif maka dari itu perlu ada sebuah aliran uap walaupun kecil melalui pipa bleeding ini.

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

24

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

Gambar 3. 8 Bleeding Pipe

3.3.3

[2]

Jalur Pipa Produksi Uap Setelah keluar dari sumur, uap hasil eksplorasi didistribusikan melalui pipeline (jalur utama uap). Salah satu jenis pipa produksi uap adalah pipa transmisi. Pipa transmisi digunakan sebagai fasilitas mengalirnya fluida geothermal. Pipa ini terbuat dari carbon steel berdiameter tertentu (ada yang 8, 12, 16, 24 atau 32 inci) dan memiliki kualitas grade B. Akan tetapi, pipa ini perlu dilapisi oleh kalsium silikat setebal 5 cm agar panas uap tidak keluar ke lingkungan selama pendistribusian berlangsung. Hal ini juga demi melindungi para pekerja lapangan dan masyarakat sekitar pada saat melakukan aktivitas di sekitar pipa. Suhu uap pada pipa sekitar 180 – 190 0C sedangkan dengan menggunakan kalsium silikat permukaan pipa bisa menjadi 30-40

0

C.

Sedangkan pada pipa juga ditambah lapisan alumunium foil dan alumunium luarnya untuk mengantisipasi korosi pada pipa dari luar. Pipa yang langsung berhubungan dengan kepala sumur memiliki ukuran diameter yang lebih kecil dibanding pipa utama. Fluida geotermal yang dialirkan melalui pipa yang

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

25

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

dekat kepala sumur ini akan terkumpul di pipa-pipa utama yang disebut Pipe line (PL). Pada Gambar 3.8 ditampilkan foto pipa-pipa saluran uap. Di PT Geothermal Energy Area Geothermal Kamojang sendiri ada lima pipa utama yang diberi nama PL 401, PL 402, PL 403, PL 404 dan PL 405. PL 401 sampai dengan PL 404 merupakan pipa transmisi utama yang mengalirkan uap untuk mensuplai kebutuhan uap di PLTP Unit I, II, dan III milik PT Indonesia Power. Sedangkan JALUR 404 mengalirkan uap ke PLTP Unit IV milik PT Geothermal Energy Area Geothermal Kamojang.

Gambar 3. 9 Pipa Pipa Saluran Uap [2] Selain jenis pipa transmisi, ada juga jenis pipa loop atau yang biasa disebut sebagai pipe loop. Pipe Loop adalah pipa yang digunakan untuk mengantisipasi efek pemuaian pada pipa pada saat uap panas dari sumur dialirkan pada saat pertama kali. Uap yang sangat panas dapat meregangkan pipa. Apabila tidak ada loop pipa akan mengalami stress dan dapat menyebabkan pipa bisa pecah. Maka Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

26

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

dari itu perlu dibuat loop agar peregangan pipa tidak membuat pipa yang meregang pecah. Loop pada pipa biasanya dibuat setiap jarak 100 meter.

Gambar 3. 10 Pipe Loop [2]

3.3.4

Jalur Pipa reinjeksi Jalur pipa reinjeksi di Kamojang berfungi untuk mengalirkan air hasil kondensat menuju sumur reinjeksi. Umumnya di Kamojang, jalur pipa reinjeksi ini bercatkan hijau.

Gambar 3. 11 Pipa Reinjeksi [2] 3.3.5

Rock Muffler Pada Gambar 3.11 ditampilkan salah satu foto dari Rock Muffler. Rock Muffler adalah suatu peralatan yang berfungsi sebagai peredam kebisingan

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

27

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

untuk membersihkan uap dari kotoran dan kondensat yang ter-akumulasi di kepala sumur sebelum uap dialirkan ke pembangkitan. Dalam situasi tertentu Rock Muffler dapat dipergunakan untuk melakukan re-uji sumur. Lapisan dari Rock Muffler ialah batu batu kali, ijuk (bisa juga lapisan peredam lainnya), dan batu-batu kali. Rock Muffler ada dua jenis, diatas tanah dan dibawah tanah. Rock Muffler yang baik ialah yang diatas tanah, karena keluaran (airnya) dari Rock Muffler dapat dibuang dengan mudah dan tidak memberikan efek ke tanah.

Gambar 3. 12 Rock Muffler [2] 3.3.6

Twin Silencer Twin Silencer adalah suatu peralatan yang berfungsi untuk melakukan pemanasan uap ke jalur pipa produksi dari sumur-sumur

sebelum uap

dialirkan menuju manifold (header) ke unit pembangkit. Twin Silencer ini Terbuat dari pipa yang berukuran relatip besar > 30” dan berkapasitas skitar 120 ton/jam, yang dilengkapi beberapa block valve (gate valve) untuk mengatur dan memindahkan aliran uap menuju header.

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

28

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

Gambar 3. 13 Twin Silencer [2] 3.3.7

Valve-2 Flow Line Valve-2 Flow Line ini biasanya Dipasang pada jalur pipa uap ataupun jalur pipa re-injeksi yang berfungsi untuk mengatur, membuka dan menutup aliran. Ada beberapa tipe, ukuran dan kelas valve sebagai berikut :  Gate valve  Globe valve  Batterfly valve  Ball valve Namun yang biasanya digunakan dalam geothermal adalah jenis valve-2 di flow line yang bertipe gate valve.

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

29

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

Gambar 3. 14 valve-2 di flow line [2]

3.3.8

Blow Down Blow Down ini dipasang pada jalur pipa uap, fungsi dari blow down ini adalah untuk memantau kondisi fluida pada saat awal dilakukan start up commisioning jalur pipa produksi agar supaya tidak terjadi water hummer. Biasanya pada bagian bawah pipa blow down menggunakan valve blow down tipe “gate valve” yang mudah dan cepat untuk dioperasikan. Fungsi yang lain dari pada valve blow down adalah untuk mengablas jalur pipa agar kualitas uap dapat terjaga dengan baik. Ini merupakan bagian pemeliharaan rutin instrumen steam trap.

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

30

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

Gambar 3. 15 Blow Down [2] 3.3.9

Manifold (Header) Manifold (header) ini adalah salah satu Fasilitas produksi yang biasanya dipasang dibagian hilir manakala gathering sistem jalur pipa lebih dari 1(satu) jalur pipa penyalur utama dan banyaknya sumur-sumur produksi yang klaster lokasinya berbeda-beda tempat. Prinsip manifold adalah sebagai pengumpul aliran fluida dari berbagai pipa penyalur menjadi satu pipa dan mengalirkannya menuju beberapa unit pembangkit.

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

31

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

Gambar 3. 16 Manifold (Header) [2]

3.3.10 Sistem Pengaman  Rupture Disk Setiap pipa alir uap panasbumi mempunyai batasan tekanan aman, sehingga untuk menjaga dan mengamankan pipa dari peristiwa tekanan berlebih maka digunakan rupture disk. Pada Gambar 3.17 ditampilkan foto 3 buah Rupture disk. Rupture disk akan terbuka ketika tekanan di dalam pipa melebihi batas tekanan yang telah diatur, sehingga menyebabkan aliran uap keluar menuju lingkungan atau atmosfer dan tekanan di dalam pipa akan menjadi berkurang. Rupture disk hanya dapat digunakan dalam sekali pemakaian, karena disk akan pecah saat bekerja.  Pressure Safety Valve Pressure Safety Valve merupakan sistem pengaman pipa selain rupture disk untuk menanggulangi tekanan berlebih di dalam pipa. Pada Gambar 3.17 ditampilkan salah satu foto 3 buah PSV. PSV dapat digunakan berulangkali saat kondisi masih bagus, karena PSV bekerja dengan menggunakan pegas. Pada pengaturan PSV, nilai batas tekanan alat untuk bekerja, diatur dibawah nilai batas tekanan aman pipa. Saat tekanan di dalam pipa melebihi batas Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

32

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

tekanan yang diatur pada PSV, maka aliran uap akan keluar menuju lingkungan dengan mendorong pegas hingga PSV dalam keadaan terbuka. Ketika tekanan di dalam pipa sudah di bawah batas tekanan pada PSV, maka pegas akan menutup PSV pada posisi semula. Nilai ambang tekanan yang diatur pada PSV adalah 96% dari nilai tekanan ambang rupture disk. Pemasangan rupture disk dan PSV pada pipeline dapat dipasang seri atau paralel. Keuntungan susunan seri pada pemasangan PSV dan rupture disk yaitu menjaga agar pegas pada PSV tidak terkena panas secara langsung yang dapat menyebabkan korosi.

Gambar 3. 17 Ruptere Disk (3 buah, kiri) dan PSV (3 buah, kanan) [2]

3.3.11 Instrumentasi dan Sistem Kontrol Instrumen adalah suatu peralatan yang dipasang sepanjang jalur pipa yang berfungsi sebagai monitoring, informasi data yang berguna untuk keperluan proses. Beberapa jenis instrument yang terpasang adalah: 1) Pressure Gauge Pressure gauge adalah salah satu instrumen pengukuran yang berfungsi untuk mengukur tekanan. Pressure gauge dipasang pada side valve untuk mendeteksi Tekanan Kepala Sumur, dan pressure gauge yang

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

33

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

dipasang pada pipeline setelah keluar kepala sumur untuk mendeteksi tekanan pipeline setelah keluar dari kepala sumur.

Gambar 3. 18 Pressure Gauge Digital pada pipa (Kiri) dan Pressure Gauge Manual (kanan) pada kepala sumur [2]

2) Temperature gauge Temperature gauge adalah instrumen pengukuran yang berfungsi sebagai alat ukur temperature pada pipeline. Pada pemasangan temperature gauge, terdapat thermowell untuk mencegah terjadinya kontak langsung antara sensor temperatur dengan fluida.

Gambar 3. 19 Temperatur gauge Manual (kiri) dan Temperatur gauge Digital (kanan) [2] 3) Flow Recorder Flow

recorder

merupakan

instrumen

yang

digunakan

untuk

mengetahui laju aliran uap di dalam pipa dengan cara mengukur dan merekam nilai tekanan. Nilai tekanan yang diukur adalah differential pressure (dP) dan static pressure (SP). Laju aliran massa uap akan

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

34

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

diketahui dari data DP dan SP berdasarkan perhitungan menggunakan metode orifice plate. Flow recorder ITT Barton beroperasi merekam nilai tekanan sepanjang waktu sesuai clock yang terpasang didalamnya. Hasil pencatatan akan ditulis ke dalam chart oleh pena tinta biru yang menunjukan static pressure dan tinta merah menunjukan differential pressure. Di Kamojang, Flow recorder yang digunakan adalah ITT Barton dan Foxboro. Pada Gambar 3.19 ditampilkan salah satu foto flow recorder ITT Barton. Selain mengukur Static Pressure dan Differential Pressure, Foxboro juga dapat mengukur temperatur uap di dalam pipa.

Gambar 3. 20 Flow recorder [2] 4) Block Valve Block Valve adalah valve yang mengatur pipa apakah pipa dialirkan ke satu jalur atau jalur lainnya. Block valve terdapat di pipeline dengan wing valve satu jalur saja, atau di pertemuan dua jalur pipa. Fungsi block valve di dekat sumur ialah mengatur apakah aliran uap ingin dialirkan ke dalam sistem atau dibuang ke Rock Muffler. Sering kali apabila salah satu Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

35

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

komponen rusak pada jalur pipa, jalur pipa harus dikosongkan dari uap. Maka dari itu block valve dari jalur luar sumur ditutup terlebih dahulu. Hal itu dikarenakan akan ada gangguan tekanan/aliran uap dari pipa sumur lain, dan ini bisa mengganggu perbaikan. Maka dari itu, perlu adanya pemasangan block valve agar tidak ada tekanan dari jalur pipa lainnya yang mengganggu. Pada Gambar 3.21 ditampilkan salah satu foto block valve yang terpasang pada pipeline.

Gambar 3. 21 Block Valve pada pipe line [2]

5) Drain Port Salah satu parameter kualitas uap yang perlu dijaga adalah kebasahan (wetness). Di Kamojang, nilai kebasahan harus di bawah 1 %. Kebasahan uap dipengaruhi oleh kondensasi uap karena suhu lingkungan atau dari sumur sumber uap tersebut berasal. Untuk menjaga kualitas uap maka diperlukan mekanisme yang digunakan untuk membuang kondensat di dalam pipa. Drain port merupakan rangkaian alat yang dipasang sepanjang jalur saluran pipa terutama pada bagian jalur pipa yang rendah untuk menjebak kondensat dan membuang ke luar pipa. Pada Gambar 3.16 ditampilkan salah satu foto drain port. Jarak drain port satu dengan yang lain sangat bervariasi, tergantung

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

36

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

topografi dan kualitas uap dari sumur. Di Kamojang, jarak rata-rata antar drain port sekitar 50 meter. Drain port biasanya terdiri dari main hole, valve, condensat trap, elbow, blow down, dan pipa. Main hole merupakan tee yang disambung pada pipa dan dihubungkan dengan valve sebagai tempat pembuangan uap basah. Kondensat yang terbentuk di dalam pipa secara gravitasi akan terdorong dan masuk ke dalam main hole. Kondensat yang terkumpul akan dikeluarkan melalui 2 cara, yaitu melalui kondensat trap dan blow down. Pembuangan kondensat melalui blow down dilakukan secara manual. Di PT PGE area Kamojang, pembuangan kondensat pada melalui blow down dilakukan setiap seminggu sekali. Pembuangan kondensat secara otomatis dilakukan melalui kondensat trap berdasarkan prinsip termodinamika. Prinsip kerja dari kondensat trap yaitu memanfaatkan perbedaan tekanan di dalam dan di luar saluran pipa. Perbedaan tekanan ini merupakan fungsi dari kuantitas kondensat yang terdapat di dalam main hole dan temperatur di dalam main hole. kondensat trap tidak dapat bekerja dengan baik untuk jenis uap yang sangat basah, oleh karena itu perlu dipasang separator pada sumur yang mengandung uap basah cukup tinggi. Di PT PGE area Kamojang, umumnya sumur produksi menghasilkan uap satu fase atau uap kering, sehingga tidak diperlukan separator, pengecualian pada satu sumur Kamojang yang bersifat 2 fase membutuhkan sebuah separator. Untuk memastikan uap mempunyai nilai kebasahan di bawah 1 %, maka di PLTP dipasang separator atau demister atau scrubber. Fungsi dari separator, demister, atau scrubber adalah sama yaitu filter atau pemisahan. Perbedaan di antara ketiga sistem tersebut terletak pada cara dan prinsip yang digunakan. Separator dilakukan dengan prinsip gaya sentrifugal, demister dilakukan dengan penyaringan, sedangkan scrubber dilakukan dengan prinsip seperti cyclone yang diarahkan.

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

37

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

Gambar 3. 22 Drain Port beserta Condensat Trap [2]

3.4

Uji Kualitas Uap

Pendistribusian uap dari sumur panas bumi menuju header di pembangkit listrik tenaga panas bumi harus memenuhi persyaratan kandungan uap yang baik secara kualitas maupun kuantitas. Secara kualitas, uap akan dinilai dari kandungan dan material ikutan pada fluidanya, sedangkan secara kuantitas uap tersebut harus memenuhi parameter-parameter yang ada seperti tekanan, suhu, dan laju alir massa yang ditentukan oleh pelanggan (dalam kasus ini ialah PT Indonesia Power). PT PGE area Kamojang mempunyai beberapa syarat variabel yang harus dipenuhi oleh uap panas untuk masuk ke inlet turbin, seperti nilai tekanan, suhu, kebasahan uap, kandungan SiO2, kandungan TDS, kandungan NCG, serta kandungan lain yang terdapat pada uap panasbumi. Oleh karena itu, pengujian dilakukan untuk mengetahui nilai dari variable yang menjadi syarat uap panas masuk ke inlet turbin. Alat yang digunakan untuk analisis kandungan uap yaitu gas chromatograph, ion chromatograph, AAS, pH meter, titrasi, Spektrophotometer, kalorimeter, korosimeter. 3.4.1

Non Condensable Gas (NCG) Non Condensable Gas (NCG) merupakan kandungan gas dalam uap yang tidak dapat terkondensasi, seperti H2S, CO2, dan NH3. Tahap pertama

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

38

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

pengujian untuk mengetahui prosentase NCG dalam uap yaitu preparasi. Dalam tahap preparasi, botol yang akan digunakan disiapkan dan diproses terlebih dahulu. Botol yang akan digunakan untuk mengambil sampel, dipreparasi dalam keadaan vakuum dan dimasukan cairan NaOH. Cairan NaOH ini berfungsi untuk menangkap gas H2S, CO2, dan NH3, serta gas lain. Pengambilan sampel dilakukan dengan menggunakan kondensor yang terhubung langsung dengan uap panans di dalam saluran pipa. Pada pengujian NCG, sampel yang diambil adalah gas yang tidak terkondensasi pada kondensor. 3.4.2. Total Flow Steam Pengujian TFS (Total Flow Steam) bertujuan untuk mengetahui kandungan kimia dalam uap panas. Kandungan kimia yang dianalisis diantaranya adalah kandungan klorida, besi, silika, sulfat, flor, boron, kalium, natrium. Pengambilan sampel untuk uji TFS dilakukan pada cairan yang terkondensasi dari kondensor yang terhubung secara langsung oleh uap panas di dalam saluran pipa. 3.4.3. Kebasahan Pengujian kebasahan uap dilakukan dengan menggunakan alat berupa kalorimeter. Hasil pengukuran kalorimeter menghasilkan nilai pertambahan volume dan pertambahan suhu yang akan digunakan sebagai perhitungan nilai kebasahan uap berdasarkan prinsip azas black.

3.4.4. Korosimeter Kandungan uap panas mempunyai potensi untuk mengakibatkan korosi pada saluran pipa. Oleh karena itu, dilakukan pengukuran laju korosi untuk dapat mengetahui dan menentukan kondisi serta panjang umur dari saluran pipa.

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

39

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

BAB IV ANALISIS TINGKAT SUPERHEATED STEAM PADA MASING-MASING SUMUR PRODUKSI KAMOJANG TAHUN 2014

4.1

Latar Belakang

Dalam upaya pembangkitan listrik tenaga panas bumi, PT Pertamina Geothermal Energy Kamojang berusaha untuk memaksimalkan kualitas dan kuantitas uap yang akan dikirim ke pembangkit listrik. Hal ini dilakukan dengan tujuan untuk menghasilkan nilai Kwh yang besar dalam upaya pemenuhan kebutuhan listrik di Indonesia. Kualitas dan kuantitas uap yang mengalir melalui pipa untuk diteruskan menuju turbin mempunyai peranan sangat penting dalam nilai Kwh yang dihasilkan. PT Pertamina Geothermal Energy Kamojang memiliki standar untuk menjual uap yang dihasilkan. Oleh karena itu jika ditinjau dari segi kualitas, uap yang dihasilkan harus memenuhi beberapa syarat, salah satunya adalah kondisi uap yang superheated. Selain itu harus dipastikan juga bahwa tingkat kebasahan uap relatif kecil yaitu dengan nilai dibawah satu persen. Semakin kecil nilai kebasahan uap, maka uap tersebut semakin superheated. Untuk menghitung tingkat kebasahan uap dapat dilakukan dengan kalorimeter. Namun, kalorimeter ini hanya berfungsi untuk mengetahui tingkat kebasahan uap saja dan tidak dapat digunakan untuk menentukan nilai superheated suatu kualitas uap pada masing-masing pipa. Penentuan nilai superheated ini dilakukan dengan alat pengukur tekanan dan suhu pada keadaan tertentu yang dinamakan Miniprobe. Pengukuran nilai superheated suatu kualitas uap dilakukan oleh divisi Operasi Produksi bagian laboraturium. Dari data yang didapatkan akan diolah sehingga mendapatkan nilai superheated steam pada masing-masing jalur pipa. Pengolahan data membutuhkan beberapa parameter, salah satunya adalah saturated water and steam table untuk mengetahui nilai suhu saturasi pada tekanan tertentu. Pengerjaan dalam pengukuran superheated steam dilakukan sekali dalam dua bulan. Dalam pengukurannya, terkadang didapatkan data yang bervariasi setiap bulannya, entah itu terjadi penurunan atau kenaikan suhu superheated. Seperti sudah dijelaskan

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

40

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

sebelumnya nilai superheated steam berpengaruh pada kualitas dan kuantitas uap yang dihasilkan. Oleh karena itu, pada laporan kerja praktek ini penulis akan membahas tingkat superheated suatu uap yang mengalir pada masing-masing pipa. Hal ini bertujuan untuk menunjukkan tingkat kenaikan atau penurunan kualitas dan kuantitas uap setiap bulannya sebagai bahan evaluasi untuk manajemen uap lapangan panas bumi di Kamojang.

4.2

Perumusan Masalah Seperti telah dijelaskan sebelumnya, bahwa nilai superheated steam yang mengalir pada masing-masing pipa akan mempengaruhi nilai kualitas dan kuantitas uap. Sebagai perusahaan yang berkecimpung di bidang bisnis, PT Pertamina Geothermal Energy Kamojang menginginkan nilai kualitas uap yang baik serta jumlah uap yang besar (sesuai target) untuk di supply ke pembangkit dari waktu ke waktu. Namun pada kenyataanya ada beberapa hal yang kemungkinan dapat menghambat proses supply uap tersebut. Oleh karena itu dibutuhkan suatu parameter superheated steam untuk mengevaluasi hal tersebut yang dimana dalam pengerjaannya menggunakan alat yang bernama miniprobe. Berdasarkan analisa pada latar belakang, maka penulis telah merumuskan permasalahan yang menitik beratkan pada pengaruh nilai superheated steam untuk kualitas dan kuantitas uap yang dihasilkan. Nilai superheated steam yang dihasilkan didapat dari data semua sumur produksi di Kamojang yang masih beroperasi pada masing-masing pipe line. Dari hasil yang didapatkan, penulis akan mengkaji efek dari kenaikan atau penurunan kualitas dan kuantitas uap.

4.3

Dasar Teori 4.3.1

Sifat Sifat Termodinamika Secara garis besar, sifat sifat dalam termodinamika dibagi menjadi dua, yaitu sifat intensif dan sifat extensif. Sifat extensif adalah sifat yang tergantung pada massa dan jumlahnya. Jadi nilainya sangat dipengaruhi oleh

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

41

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

jumlah (depend). Hal ini juga bisa saja berubah, mengingat nilai ini bisa saja dibagi-bagi dan juga dikirim ke sistem yang lainnya. Sifat tersebut antara lain: 1. Massa (mass) 2. Panjang (length) 3. Volume 4. Entropi (entropy) 5. Entalpi (enthalpy) 6. Energi (energy) 7. Hambatan Elektrik (electrical resistance) 8. Tekstur (texture) 9. Kekakuan (stiffness) 10. Nomor partikel (particle number) Sedangkan sifat intensif adalah suatu sifat dalam termodinamika yang nilainya tidak bergantung pada massa dan jumlah (not depend). Sifat sifat tersebut antara lain: 1) Temperature 2) Potensial kimia 3) Massa jenis (density) 4) Viskositas (viscosity) 5) Kecepatan (velocity) 6) Hambatan elektrik 7) Energi 8) Kapasitas kalor spesifik 9) Kekerasan 10) Titik lebur dan titik didih 11) Tekanan 12) Kelenturan 13) Elastisitas

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

42

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

14) Sifat dapat tempa 15) Sifat kemagnetan 16) Konsentrasi.

Berdasarkan kedua jenis sifat intensif dan extensif, maka dalam pengertian yang lebih luas, sifat termodinamika merupakan karakteristik makroskopik suatu zat yang dapat diketahui nilai numeriknya tanpa harus mengetahui ‘sejarah’ zat tersebut. Sebagai contoh, temperatur udara dapat diukur dengan termometer dan dapat diketahui nilainya tanpa harus mengetahui proses-proses apa saja yang sebelumnya terjadi pada udara tersebut. Demikian pula halnya dengan volume & tekanan dapat diketahui nilainya tanpa harus mengetahui proses-proses yang terjadi sebelumnya. 4.3.2. Proses Perubahan Fasa Zat Murni

Dalam Termodinamika, selama ada fluida yang bekerja pada suatu benda, maka fuida tersebut akan mengalami perubahan fasa dikarenakan berbagai keadaan seperti halnya perubahan suhu dan tekanan. Salah satu contoh proses perubahan fasa zat murni terjadi pada fluida air dimana dari yang semula berkeadaan compressed liquid menuju keadaan superheated vapor akibat pengaruh suhu dan tekanan. Berikut adalah keadaan perubahan air dari compressed liquid menuju keadaan superheated vapor. 1) Compressed Liquid (Cairan Terkompresi) Compressed Liquid yaitu kondisi dimana cairan berada pada temperatur di bawah titik didihnya (TTsat) pada tekanan tertentu. Perbedaan antara saturated vapor dan superheated vapor adalah bahwa pada saturated vapor, jika kita kurangi sedikit saja panas dari sistem, maka ia akan mulai mengembun, sementara pada superheated vapor, penguranan energi panas hanya akan menurunkan suhu uap saja, tidak akan merubah fasanya. Representasi dari setiap kondisi yang digambarkan pada proses pemanasan air yang menyebabkan terjadinya perubahan fasa, digambarkan pada suatu grafik T-v. Pada sumbu vertikal menunjukkan nilai suhu dalam derajat celcius dan pada sumbu horizontal menunjukkan nilai spesifik volume dalam meter kubik/kilogram, sebagaimana dapat dilihat dalam gambar berikut:

Gambar 4. 1 Hubungan antara suhu dengan spesifik volume pada perubahan fasa air tekanan 1 atm [3]

Perlu diingat, bahwa grafik diatas berlaku untuk tekanan 1 atm saja (P= 1 atm). Bila tekanan dinaikkan, maka grafik akan bergeser ke atas. Hal ini terjadi karena suhu dan tekanan merupakan properti yang saling terikat pada proses perubahan fasa. Sebagai akibatnya, suhu didih akan tergantung pada Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

45

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

tekanan sistem. Semakin tinggi tekanan, maka suhu didih akan menjadi semakin tinggi. Bila diberikan tekanan tertentu, maka suhu dimana suatu zat murni mengalami perubahan fasa disebut dengan suhu saturasi atau saturation temperature (Tsat). Demikian pula, bila diberikan suhu tertentu, tekanan dimana suatu zat murni mengalami perubahan fasa disebut tekanan saturasi atau saturation pressure (Psat). Pada proses perubahan fasa terlihat bahwa dengan memberikan panas tertentu pada suhu saturasi, belum merubah fasa dari cair menjadi uap. Untuk merubahnya diperlukan sejumlah energi panas tertentu hingga fasa cair baru bisa berubah menjadi fasa uap. Besarnya energi yang diperlukan untuk merubah fasa cair menjadi fasa uap ini dikenal dengan sebutan dengan Kalor Laten (Latent Heat of Vaporization) dan jumlah nya sama dengan energi yang dilepaskan uap untuk berubah kembali menjadi fasa cair selama proses pengembunan. 4.3.3

Superheated Steam Dalam proses pembangkitan listrik pada panas bumi, steam merupakan komponen paling utama dimana steam yang dihasilkan akan digunakan untuk memutar double flow condensing yang dikopel dengan generator didalam turbin untuk menghasilkan listrik. Keberadaan steam dalam suatu sistem ini dipengaruhi oleh tekanan dan temperatur sistem tersebut. Superheated Steam adalah suatu kondisi dimana suhu uap dalam suatu sistem lebih tinggi daripada temperatur saturasi atau temperatur titik didih air pada tekanan sistem tersebut. Oleh karena itu penentuan suhu superheated memiliki hubungan dengan suhu sistem dan suhu saturasi sistem pada tekanan teetentu. (1) Dengan:

T S.H = Suhu superheated

(0C)

Ts = Suhu sistem pada tekanan tertentu

(0C)

Tsat = Suhu saturasi sistem pada tekanan tertentu

(0C)

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

46

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

Berikut adalah grafik yang menunjukan nilai superheated steam jika ditinjau dari segi suhu dan tekanannya.

Gambar 4. 2 Nilai superheated steam berdasar tekanan dan suhu [4]

Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa semakin tinggi tekanan dan suhu, semakin tinggi pula tingkat kekeringan suatu steam atau dengan kata lain semakin superheated. 4.3.4

Persamaan Keadaan

Pemahaman terhadap sifat termodinamika suatu zat dan cara mendapatkannya, baik dari tabel, grafik, mapun persamaan, sangat penting guna menyelesaikan permasalahan Termodinamika. Persamaan kekekalan energi dan persamaan kesetimbangan entropi, hanya dapat diaplikasikan untuk menyelesaikan persoalan manakala sifat-sifat Termodinamikanya dapat diketahui. Prinsip tingkat keadaan untuk zat sederhana dan termampatkan menyebutkan bahwa diperlukan 2 sifat termodinamika untuk mengetahui tingkat keadaan suatu sistem. Manakala tingkat keadaan suatu sistem dapat diketahui, maka sifat-sifat Termodinamika lainnya dapat diketahui. Dengan demikian untuk gas kompresibel sederhana dapat diketahui suatu sifat bahan murni dengan keadaan :

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

47

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

(

)

(

)

(

)

(2)

Yang biasanya setara dengan persamaan yang disebut persamaan keadaan sebagai berikut: (

4.3.5

)

(3)

Tekanan Gauge dan Tekanan Absolut

Dalam melakukan pengukuran, terdapat dua macam pembacaan yaitu, Tekanan Gauge dan Tekanan Absolut. Tekanan Gauge adalah tekanan yang besarnya tidak dipengaruhi oleh tekanan udara luar (tekanan atmosfir) atau tidak dipengaruhi juga oleh nilai yang ditunjukkan jarum penunjuk pada alat pengukuran tekanan. Sedangkan Tekanan Absolut atau bisa juga disebut dengan tekanan mutlak adalah tekanan yang dipengaruhi oleh besarnya tekanan udara luar. Dalam pengertian yang lebih jelas bisa dilihat pada gambar berikut ini: Tekanan mutlak p = patm + pukur (abs)

Tekanan gage p = pukur (relatif)

Tekanan atm. lokal: p = patm

Tekanan atm. standar: p = 131,325 kPa (abs) p = 14,696 psia p = 760 mmHg (a) p = 29,92 inHg (a)

Tekanan vakum p = pukur (relatif) Tekanan barometrik p = patm

Tekanan mutlak p = patm + pukur (abs)

Acuan mutlak p = 0 (abs)

Gambar 4. 3 : Hubungan antara Tekanan Gauge dan Tekanan Absolut [5]

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

48

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

Dari skema diatas dapat diketahui bahwa untuk mencari nilai Tekanan Absolut (mutlak) dapat digunakan rumus: (4) Dengan :

4.3.6

Pabs

= Tekanan Absolut

(bar)

Patm

= Tekanan Atmosfir

(bar)

Pukur

= Tekanan Ukur

(bar)

Non Condensable Gas

Salah satu karakteristik uap kerja yang dihasilkan dari lapangan panas bumi adalah terkandungnya gas-gas yang tidak dapat dikondensasikan, atau Non-Condensable Gas (NCG) di dalam uap tersebut. Keberadaan NCG dalam aliran uap kerja, akan mempengaruhi nilai properties uap, yaitu berkurangnya nilai entalphi uap kerja tersebut. Hal ini mengakibatkan daya yang dihasilkan turbin menjadi lebih kecil jika dibanding pada uap kerja yang tidak mengandung NCG. Selain itu, jika NCG tidak dikeluarkan dan terkumpul di unit kondensor, akan menurunkan tingkat kevacuum-an kondesor, yang berarti tekanan kondensasi menjadi lebih besar. Hal tersebut mengakibatkan nilai entalphi pada tingkat keadaan di kondensor akan membesar, sehingga daya yang dihasilkan turbin lebih kecil. Jenis gas yang masuk kedalam NCG adalah CO2, H2S, H2, N2, Ar, dan CH4. Nilai NCG ini berpengaruh dalam perhitungan fraksi uap, yaitu nilai total uap yang mengalir pada suatu pipe line merupakan gabungan dari nilai NCG dan nilai uap sebenarnya. Fraksi uap dapat dihitung menggunakan rumus: (

)

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

(5)

49

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

Dengan:

X

= fraksi uap

NCG = kandungan NCG dalam ppmv Dengan adanya nilai fraksi uap yang diketahui, maka nilai suatu tekanan mutlak pada pipe line yang mengandung uap dapat dihitung

menggunakan

rumus: ( Dengan:

4.3.7

)

(6)

Pabs

= Tekanan Absolut

(bar)

Patm

= Tekanan Atmosfir

(bar)

Pukur

= Tekanan Ukur

(bar)

X

= Fraksi Uap

Pressure and Temperature Miniprobe

Pressure and Temperature Miniprobe adalah sebuah alat yang yang bisa digunakan untuk mengukur suhu dan tekanan suatu fluida dalam waktu yang bersamaan. Salah satu karakteristik dari miniprobe adalah saat mengukur suhu dan tekanan pada udara maupun steam, laju aliran massanya harus dibawah 45 m/s. sedangkan jika digunakan untuk mengukur fasa liquid laju lairan massanya harus kurang dari 5 m/s.

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

50

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

Gambar 4. 4 Tampang lintang dari pressure and temperature miniprobe [6]

4.4

Metode Pengambilan Data

Pengambilan data dengan menggunakan Pressure and Temperature Miniprobe di lapangan memiliki beberapa tahapan prosedur kerja dan juga peralatan kerja serta peralatan perlindungan yang harus dibawa dan digunakan agar pengambilan data tersebut dapat berjalan dengan baik dan petugas yang mengambil data dapat kembali dalam keadaan selamat dan aman, karena harus disesuaikan dengan standar kesaelamatan perusahaan yaitu safety is my commitment. 4.4.1

4.4.2

Peralatan Kerja



Miniminiprobe superheat



Kunci – kunci penunjang (kunci pipa, kunci inggris, tang)



Sealtape



Kendaraan

Peralatan Keselamatan / Alat Pelindung Diri (APD)

a. Safety helmet b. Safety shoes c. Safety Geogle d. Ear Plug e. Sarung tangan kain

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

51

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

g. Sarung tangan asbes/ kulit anti panas 4.4.3

Instruksi Kerja

Pastikan sebelum bekerja dilapangan, team sampling telah mempunyai ijin pelaksanaan Pekerjaan ( PTW ). Program pengukuran superhet dan uap sesuai dengan planning dan pastikan juga peralatan yang mendukung kegiatan sampling dalam kondisi baik dan personal pelaksana pekerjaan dalam kondisi sehat. Berikut instruksi kerja selama pengukuran superheat di lapangan. 

Gunakan alat pelindung diri .



Persiapkan peralatan kerja dan peralatan penunjang lainnya, pastikan semua peralatan dalam kondisi baik dan siap dioperasikan.



Berangkat ke lokasi sesuai dengan program kerja, pastikan telah memakai dan membawa peralatan kerja dan peralatan safety.



Pastikan thermocouple dan presure gauge sudah dikalibrasi.



Pastikan berkoordinasi dengan security untuk keamanan pelaksanaan pekerjaan.



Buka Plug ½” pada side port sampling di jalur pipa sumur



Ablas steam sampai bersih



Pasang rangkaian miniprobe superheat dengan baik dan pastikan tidak ada kebocoran.



Buka secara perlahan valve ½” pada jalur pipa sampai bukaan penuh dan pastikan tidak ada kebocoran steam.



Ablas steam melalui valve ½” pada miniprobe superheat dan baca tekanan serta temperatur statik pada thermocouple dan pressure digital.



Atur ablasan pada valve ½” dan baca temperatur digital sampai keadaan stabil (Maximum)



Pastikan pencatatan data parameter pada lembar kerja secara lengkap



Tutup Valve ½’ sampai keadaan aman



Ablas sisa steam pada rangkaian miniprobe superheat

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

52

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA



Lepaskan rangkaian miniprobe superheat dari rangkaian sampling port ½’ pada jalur pipa (Hati-hati saat melepaskan miniprobe karena kondisi alat panas dan gunakan APD)



Pasang kembali plug di valve ½” dan pastikan keadaan aman serta lakukan pengecekan sebelum meninggalkan lapangan.

4.5



Kembali ke Workshop sampling Laboratorium



Masukan semua peralatan ke workshop sampling Laboratorium



Menghitung derajat superheat



Evaluasi kegiatan ,menutup program kerja.

Pengolahan data yang didapatkan dari Pressure and Temperature Miniprobe. Pada pengolahan data ini, hal yang pertama kali dilakukan penulis adalah memasukan semua nilai suhu dan tekanan yang didapatkan dari hasil pengukuran pada sumur-sumur produksi dalam program excel. Tujuan utama dari pengolahan data ini untuk mendapatkan nilai suhu superheated pada masing-masing sumur produksi yang masih beroperasi. Langkah-langkah dalam pengolahan data ini antara lain sebagai berikut: 1) Memasukan nilai suhu dan tekanan uap yang mengalir melalui pipa dalam program excel dan dibuat dalam bentuk tabel. 2) Meminta data kandungan Non Condensable Gas (NCG) pada masing-masing sumur dari analisis NCG di laboratorium. 3) Menghitung nilai Tekanan absolut (mutlak) uap yang mengalir pada pipa dengan persamaan: (

)

Dimana nilai X didapatkan dari : (

)

Dimana Pabs biasanya disebut dengan P,line. Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

53

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

4) Menentukan suhu saturasi pada keadaan tersebut dengan menggunakan parameter Pabs (P,line) yang bisa dicari pada saturated water and steam table. Jika data yang diinginkan pada tekanan tersebut tidak ada didalam tabel, maka digunakan metode interpolasi. Berikut adalah penjelasan mengenai metode interpolasi. Data yang didapat pada saturated water and steam table merupakan data linier, sehingga cara interpolasinya pun menggunakan interpolasi linier.

Persamaan garis lurus yang melalui 2 titik P1(x1,y1) dan P2(x2,y2) (7)

Sehingga diperoleh persamaan dari interpolasi linier : (

(8)

)

Contohnya untuk mencari suhu saturasi pada tekanan 7,68 bar menggunakan interpolasi dari data yang diambil dari saturated water and steam table. -

Ts 0C (7,545 bar) = 168 0C 0

0

Ts C (7,731 bar) = 169 C

Ts 0C (7,68 bar) =

( 69− 68) (7 73 −7 545)

(7 68

7 545) + 168

Ts 0C = 168,8 0C

5) Menentukan nilai suhu superheated dengan persamaan (1) : Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

54

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

6) Membuat grafik antara tanggal pengambilan data dalam 1 tahun versus suhu superheated (t vs T. S.H) pada masing-masing pipeline. 7) Memberikan analisis serta kesimpulan dari distribusi nilai superheated yang didapatkan selama 1 tahun pada masing-masing pipeline. 4.6

Analisis Hasil Perhitungan dan Grafik antara waktu dan suhu superheated Dengan maksud memperjelas hasil perhitungan dan grafik, maka penulis akan menampilkan salah satu analisis perhitungan dalam tabel pada salah satu pipeline. Berikut adalah tabel hasil perhitungan pada salah satu sumur, yaitu sumur KMJ 3X yang terhubung pada PL4MM. Tabel 4. 1 Nilai superheated steam sumur KMJ 3X Tanggal

16/04/2014 16/06/2014 13/08/2014 20/10/2014

TKS (ksc)

NCG ppmv

12,00

3581

12,00 12,00

1900 2000

11,50

1300

Baro in. Hg

Line P barg (1)

Line P psig (1)

Line P Bara (2)

Temp. ºC

Tsat (ºC)

S.H. ºC

25,08 25,08 25,08 25,08

7,35 7,16 7,45 7,40

106,6 103,8 108,1 107,4

8,17

172,8

8,00 8,29

170,8 172,0

8,25

172,3

171,4 170,5 171,9 171,7

1,4 0,3 0,1 0,6

Dengan keterangan data sebagai berikut: TKS

: Tekanan Kepala Sumur

NCG

: Jumlah Non Condensable Gas pada tekanan dan suhu sistem

Baro

: tekanan Barometrik (Tekanan Lingkungan)

Line P bar (1) : Nilai tekanan yang terbaca saat pengukuran menggunakan miniprobe Line P psi (1) : Konversi Line P bar (1) menjadi psi Line P Bar (2) : Nilai tekanan mutlak (absolut) suatu uap yang yang dikalikan dengan fraksi uap Temp. (ºC)

:

Nilai suhu yang terbaca saat pengukuran menggunakan

miniprobe Tsat (ºC)

: Nilai suhu saturasi yang didapatkan dari saturated water and steam table yang dievaluasi pada nilai Line P Bar (2)

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

55

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

S.H (ºC)

: Nilai suhu superheated

Dari tabel yang didapatkan, akan dibuat grafik antara Tanggal dan Suhu Superheated. Berikut grafik yang dihasilkan pada sumur KMJ 3X yang terhubung pada PL4SS.

t vs T S.H Nilai Superheated (ºC)

1,6 1,4 1,2 1,0 0,8

KMJ 3X

0,6 0,4 0,2 0,0 16/04/2014

16/06/2014

13/08/2014

20/10/2014

Grafik 4. 1 Nilai superheated steam sumur 3X tahun 2014 Grafik diatas hanya menunjukkan tingkat superheated suatu uap pada salah satu sumur saja, agar dapat mengevaluasi nilai superheated suatu uap dengan mudah, maka penulis membagi pembuatan grafik berdasarkan masing-masing pipeline. Dengan cara perhitungan yang sama seperti yang sudah dijelaskan pada langkahlangkah pengolahan data, maka akan didapatkan grafik pada masing-masing PL sebagai berikut:

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

56

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

Nilai Superheated (ºC)

1) Grafik tingkat superheated pada PL4MM

5,0 4,0 3,0

KMJ 6X

2,0

KMJ 1A

1,0

KMJ 1S

0,0

KMJ 1W

Grafik 4. 2 Distribusi nilai superheated steam pada PL4MM tahun 2014 Dalam grafik diatas bisa dilihat tingakatan nilai superheated steam yang mengalir pada PL4MM dimana nilainya cenderung menurun dalam 11 bulan terakhir. Tingkat penurunan ini rata-rata sekitar 3 0C.

2) Grafik tingkat superheated pada PL4EE

Nilai Superheated (ºC)

Superheated 2,0 KMJ 5Y

1,5

KMJ 2Q 1,0

KMJ 5A

0,5

KMJ 4A

0,0

KMJ 7Y 28/05/2014

21/07/2014

18-Sep-14

18/11/2014

Grafik 4. 3 Distribusi nilai superheated steam pada PL4EE tahun 2014 Dalam grafik diatas bisa dilihat tingakatan nilai superheated steam yang mengalir pada PL4EE dimana nilainya cenderung menurun dalam 11 bulan

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

57

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

terakhir walaupun sempat mengalami peningkatan. Tingkat penurunan ini ratarata sekitar 1 0C.

3) Grafik tingkat superheated pada PL4SS

Superheated 4,5 4,0

KMJ 3Q KMJ 2W

3,5 Nilai Superheated (ºC)

KMJ 2E 3,0

KMJ 3R KMJ 3T

2,5

KMJ 3Y 2,0

KMJ 3U KMJ 4I

1,5

KMJ 4P KMJ 5S

1,0

KMJ 8D 0,5

KMJ 8F

0,0 16/04/2014

16/06/2014

13/8/2014

20/10/2014

Grafik 4. 4 Distribusi nilai superheated steam pada PL4SS tahun 2014 Dari grafik diatas bisa dilihat tingakatan nilai superheated steam yang mengalir pada PL4SS dimana nilainya sempat mengalami penurunan namun kembali mengalami tingkat kenaikan pada akhir tahun. Tingkat penurunan dan peningkatan ini rata-rata sekitar 3 0C.

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

58

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

4) Grafik tingkat superheated pada PL4ZZ

Superheated 4,0 KMJ 2M

Nilai Superheated (ºC)

3,5

CHR A

3,0

KMJ 2G KMJ 3J

2,5

KMJ 4K 2,0

KMJ 6L

1,5

KMJ 6Z KMJ 6X

1,0

KMJ 7C 0,5

KMJ 7V

0,0

KMJ 7B 08/01/2014 28/05/2014 21/07/2014 22-Sep-14 17/11/2014

Grafik 4. 5 Distribusi nilai superheated steam pada PL4ZZ tahun 2014 Sama halnya dengan PL4MM, tingakatan nilai superheated steam yang mengalir pada PL4ZZ cenderung menurun dalam 11 bulan terakhir, walaupun sempat terjadi sedikit peningkatan diakhir tahun. Tingkat penurunan ini rata-rata sekitar 3 0C.

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

59

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

5) Grafik tingkat superheated pada PL4II

Superheated 3,5 KMJ 5QQ 3,0

KMJ 3WW

Nilai Superheated (ºC)

KMJ 4EE 2,5

KMJ 4RR KMJ 5TT

2,0

KMJ 5YY 1,5

KMJ 5UU KMJ 6II

1,0

KMJ 6PP KMJ 7AA

0,5

KMJ 7SS 0,0

KMJ 7DD 17/02/201421/04/201417/06/201414/08/201422/10/2014

Grafik 4. 6 Distribusi nilai superheated steam pada PL4ZZ tahun 2014 Sama halnya dengan PL4SS, tingakatan nilai superheated steam yang mengalir pada PL4II cenderung mengalami kenaikan dengan kenaikan suhu superheated rata-rata sekitar 2,5 0C.

4.7

Analisis Hasil Distribusi Nilai Superheated steam Pada Masing-Masing Pipeline

Dari hasil perhitungan dan grafik yang telah dijelaskan pada poin sebelumnya, dapat diketahui bahwa nilai tingkat superheated steam pada masing-masing pipe line dapat berbeda hasilnya, yaitu ada yang mengalami penurunanan (PL4MM, PL4EE, PL4ZZ) dan ada yang mengalami peningkatan (PL4SS, PL4II). Salah satu syarat pembangkit listrik tenaga panas bumi adalah adanya pasokan uap superheated yang mampu di supply ke turbin. sebenarnya saat uap masih berada dalam kondisi seuperheated, tidak akan berpengaruh banyak terhadap kinerja turbin dengan kata lain

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

60

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

pembangkit masih bisa menghasilkan listrik. Namun, adanya nilai superheated steam yang mengalir pada pipa akan berdampak pada kualitas dan kuantitas uap yang dihasilkan. Jika nilai superheated steam yang mengalir pada pipa semakin besar, maka kualitas uap semakin bagus karena uap yang dihasilkan lebih kering sehingga tidak mengganggu kinerja turbin. Dari hasil grafik yang dianalisis, didapatkan bahwa tingkat kenaikan dan penurunan suhu superheated steam hanya berkisar antara 2-3 0C. Range nilai yang sangat kecil ini sebenarnya tidak terlalu berpengaruh terhadap pembangkitan. Namun tetap diperlukan monitoring untuk mengetahui tingkat superheated steam sebagai bahan evaluasi untuk manajemen uap di lapangan panas bumi. Jika misalkan terjadi penurunan atau kenaikan suhu superheated steam yang tidak signifikan (tidak realistis), maka perlu diadakan evaluasi terhadap manajemen uap di lapangan panas bumi. Adanya penurunan suhu superheated pada pipeline bisa terjadi karena pengaruh cladding dari pipeline yang kemungkinan sudah tidak berfungsi dengan baik karena efek usia. Selain itu naik turunnya suatu grafik ini bisa dilihat dari galat pengukurannya. Karena range nilai kenaikan dan penurunan pada grafik ini tergolong kecil maka yang bisa dilihat adalah tingkatan nilai kecenderungannya. Sedangkan dalam melihat kecenderungan nilai ini agar lebih optimal memerlukan data yang lebih banyak lagi. Pengukuran nilai superheated steam pada pipe line ini juga berguna untuk mengetahui nilai penurunan tekanan ketika uap sampai pada turbin. sehingga kita bisa mengevaluasi faktor-faktor yang menyebabkan penurunan tekanan tersebut. Evaluasi penurunan tekanan uap ini penting karena jika ditinjau dari segi entalpi penurunan tekanan uap ini berdampak pada nilai Kwh yang dihasilkan. Sedangkan jika ditinjau dari segi kualitas uap akan menghasilkan kualitas uap menurun walaupun masih berada dalam kondisi superheated.

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

61

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

BAB V PENUTUP

5.1

Kesimpulan Berdasarkan kegiatan kerja praktek selama kurang lebih 4 minggu, penulis menarik kesimpulan sebagai berikut: 1. Nilai superheated steam pada masing-masing sumur produksi mempunyai tingkatan distribusi yang berbeda-beda tergantung karakteristik sumur dan faktor cladding dari pipeline yang kemungkinan sudah tidak berfungsi dengan baik karena efek usia. 2. Jika nilai superheated steam yang mengalir pada pipa semakin besar, maka kualitas uap semakin bagus karena uap yang dihasilkan lebih kering sehingga tidak mengganggu kinerja turbin.

5.2

Saran Berdasarkan kegiatan kerja praktek selama 4 minggu, penulis menarik kesimpulan sebagai berikut: 1. Pengukuran superheated steam pada masing-masing sumur produksi perlu dilakukan secara berkala sebagai bahan evaluasi untuk manajemen uap lapangan panas bumi di Kamojang. 2. Keakuratan hasil pengukuran tergantung pada alat ukur yang digunakan, sebaiknya bisa dipastikan melakukan kalibrasi alat terlebih dahulu sebelum dilakukan pengukuran.

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

62

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, JAWA BARAT JURUSAN TEKNIK FISIKA – UNIVERSITAS GADJAH MADA

DAFTAR PUSTAKA [1]. Fauziah, Yuasti Hasnah (2014). “Analisa Kebasahan Uap Menggunakan Throttling Kalorimeter Dan Barrel Kalorimeter”. Laporan Kerja Praktek. Yogyakarta. Jurusan Teknik Fisika Universitas Gadjah Mada. [2]. PT Pertamina Geothermal Energy Area Kamojang.(2014). “Pengenalan Dasar

Sarana & Fasilitas Produksi (Steam Field) Lapangan Geothermal Fluida Satu Fasa.” [3]. https://nurulimantmunib.wordpress.com/tag/superheated-vapor/ . Diakses tanggal 15 Desember 2014. [4]. www.spiraxsarco.com . Diakses tanggal 15 Desember 2014 [5]. Suryopratomo, Kutut. “Persamaan Keadaan Gas Ideal & Riil”. Power Point Presentation of Thermodynamics. Yogyakarta. Jurusan Teknik Fisika Universitas Gadjah Mada. [6]. PT Pertamina Geothermal Energy Area Kamojang.(2014). “Prosedur Pengukuran

Nilai Superheated Steam di PT Pertamina Geothermal Energy Area Kamojang.” [7]. Wu, Chih. (2007). “Thermodynamics and Heat Powered Cycles”. A Cognitive Engineering Approach”.Nova Science Publishers,Inc. New York. [8]. Buchanan, James I. (1992). “Numerical method and Analysis”. McGraw-Hill International editions. [9]. PT Pertamina Geothermal Energy Area Kamojang.(2014). “Laporan Data Tahunan

Bagian Laboratorium Uji Kualitas Uap PT Pertamina Geothermal Energy Area Kamojang.”

Hardina Dwi Lestari (11/313108/TK/37794)- Fakultas Teknik Jurusan Teknik Fisika

63