Laporan KP PT.Pertamina RU2

LAPORAN KERJA PRAKTEK

PT. PERTAMINA (PERSERO) REFINERY UNIT II MAINTENANCE AREA 3 DUMAI – RIAU

”Evaluasi Emergency Shutdown System pada unit Boiler 940-B2”

Disusun Oleh : Budi Alamsyah 1010117428001

PROGRAM STUDI TEKNIK MEKATRONIKA POLITEKNIK CALTEX RIAU 2013

LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN KERJA PRAKTEK ”Evaluasi Emergency Shutdown System pada unit Boiler 940-B2”

Disusun oleh : Budi Alamsyah 1010117428001

Diperiksa dan disahkan oleh, Pembimbing Kerja Praktek

Nur Khamdi S.S.I., M.T. 007511

Mengetahui,

Menyetujui,

Koordinator Kerja Praktek

Luqman Hakim S.T., M.T. 068312

Ka. Prodi Teknik Mekatronika

Jajang Jaenudin S.T., M.T. 007509

PROGRAM STUDI TEKNIK MEKATRONIKA POLITEKNIK CALTEX RIAU

2013 LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN KERJA PRAKTEK ”Evaluasi Emergency Shutdown System pada unit Boiler 940-B2”

Disusun oleh : Budi Alamsyah 1010117428001 Mengetahui, Sr. Supervisor Instrument MA-3

Syamsir Hasan

Menyetujui, Instruktur Lapangan

Apiz Wanda

Laporan Kerja Praktek

Menyetujui, Bang.Lat HR Area RU II

Edianis Ramli

PROGRAM STUDI TEKNIK MEKATRONIKA POLITEKNIK CALTEX RIAU 2013 KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur kepada Allah, penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan Kerja Praktek yang dilaksanakan terhitung mulai tanggal 1 Oktober 2012 hingga 1 Januari 2013 di PT. Pertamina RU II Dumai. Penyusunan laporan ini merupakan salah satu persyaratan akademis setiap mahasiswa Teknik Mekatronika Politeknik Caltex Riau, dan tentunya akan menjadi pengalaman berharga bagi penulis. Saya mengucapkan terimakasih kepada seluruh pihak yang telah membantu saya selama kegiatan Kerja Praktek baik secara langsung maupun tidak, terutama kepada : 

Bapak Syamsir Hasan selaku Senior Supervisor Instrument MA-3



Abang Apiz Wanda, selaku instruktur Kerja Praktek



Para tenaga ahli dan support Instrument HDC MA-3 : Abang Ronald Antoni, Bapak Harinoto, Abang “Ijal” Nofrizal, Bapak “Ocu” Musliadi dan Bapak Nasrul, untuk semua diskusi yang luar biasa. 3

Laporan Kerja Praktek

  

Bapak Nur Khamdi, selaku dosen pembimbing Kerja Praktek. Kedua Orang tua saya, untuk semua kepercayaan dan dukungan kalian Teman – teman sesama peserta KP : Arif, Juli, Yudi, Jul, Mahdi. Penulis juga mengharapkan saran, kritik, dan koreksi dari pihak yang

merasa mendapatkan manfaat dari laporan ini. “Sempurna itu dikatakan sempurna bila tanpa kesalahan, namun tanpa kesalahan ia tak akan pernah sempurna”.

Dumai, 2 Januari 2013

Penulis

4

Laporan Kerja Praktek

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN......................................................................................i KATA PENGANTAR.............................................................................................iii DAFTAR ISI...........................................................................................................iv DAFTAR GAMBAR..............................................................................................ix BAB I 1.1

LATAR BELAKANG PELAKSANAAN KERJA PRAKTEK.................................1

1.2

RUANG LINGKUP........................................................................................2

1.3

TUJUAN KEGIATAN.....................................................................................2

1.4

WAKTU DAN TEMPAT PELAKSANAAN........................................................2

1.5

BATASAN MASALAH..................................................................................3

1.6

METODOLOGI PENGUMPULAN DATA..........................................................3

1.7

SISTEMATIKA PENULISAN..........................................................................3

BAB II 2.1

DESKRIPSI TENTANG PERUSAHAAN...........................................................5

2.1.1 Sejarah Singkat PT. PERTAMINA (Persero).........................................5 2.1.2 Sejarah Pertamina Era Persero...............................................................7 2.1.3 Pertamina Refinery Unit II Dumai.................................................7 2.2

V ISI

2.3

TATA N ILAI PT. P ERTAMINA (P ERSERO ) RU II D UMAI ....................9

2.4

S TRUKTUR O RGANISASI .........................................................................9

DAN

M ISI PT. P ERTAMINA (P ERSERO ) RU II D UMAI ..............8

1.

Engineering and Development Manager...........................................11

2.

Procurement Manager..........................................................................11

3.

Reliability Manager..............................................................................11

4.

General Affairs Manager....................................................................12

5.

Manager Health Safety and Environment........................................12

6.

Coordinator Operational and Performance Improvement.............12

7.

Senior Manager Operation and Manufacturing..............................13 5

Laporan Kerja Praktek

7.1 Bidang Production Dumai................................................................13 a.

Hydro Skimming Complex (HSC)...........................................13

b.

Hydro Cracker Complex (HCC)................................................14

c.

Heavy Oil Complex (HOC).......................................................14

d.

Oil Movement (OM)....................................................................14

e.

Utilities (UTL)...............................................................................14

f. Laboratory (LAB)..........................................................................14 7.2 Manajer Production Sel.Pakning....................................................15 7.3 Manajer Refinery Planning and Optimization.............................15 7.4 Manager Maintenance Execution (ME)........................................15 a.

Maintenance Area 1 (MA-1)......................................................15

b.

Maintenance Area 2 (MA-2)......................................................15

c.

Maintenance Area 3 (MA-3)......................................................16

d.

Workshop........................................................................................16

e.

General Maintenance.......................................................................16

7.5 Manager Maintenance Planning and Support (MPS).................16 7.6 Manager Area Pangkalan brandan..................................................16 7.7 Manager Turn/Around (T/A)...........................................................17 8.................................

MANAGER HR AREA

/

BUSINESS PARTNER RU II

17 9.

IT RU Dumai Area Manager...........................................................17

10.

Manager Keuangan Pengolahan Region–I..........................................17

11.

Director of Pertamina Hospital Dumai.........................................18

12.

Manajer SPI Daerah 1......................................................................18

2.5 LOKASI PELAKSANAAN KERJA PRAKTEK (KP)............................................18 BAB III 3.1 SISTEM UTILITIES.........................................................................................20 3.1.1

Unit Pengolahan Air (Water Treatment Plant)...................................20

3.1.2 Unit Penyedia Udara Bertekanan.........................................................22 Instrument air..............................................................................................22 Plant air.......................................................................................................22 3.1.3 Unit pembangkit listrik........................................................................22 6

Laporan Kerja Praktek

3.1.4 Unit Penyedia Steam............................................................................23 3.2

BOILER SEBAGAI UNIT PENYEDIA STEAM.................................................23

3.2.1 Jenis Boiler...........................................................................................23 3.2.2 Instrument equipment pada Boiler.......................................................24 1.

Switch..................................................................................................24 a.

Pressure switch.................................................................................25

b.

Level Switch....................................................................................25

c.

Temperature Switch.........................................................................25

d.

Flow Switch.....................................................................................26

e.

Limit Switch.....................................................................................26

2.

Transmitter...........................................................................................26 a.

Pressure Transmitter (PT)................................................................27

b.

Level Transmitter (LT).....................................................................28

c.

Temperature Transmitter (TE).........................................................29

d.

Flow Transmitter (FT)......................................................................29

e.

Flame Detector.................................................................................31

f.

O2 Analyzer......................................................................................31

3.

Solenoid Valve.....................................................................................32

4.

Control Valve.......................................................................................33 a.

Quick Opening.................................................................................33

b.

Linear Open......................................................................................34

c.

Equal Percentage..............................................................................34

5.

Indikator lokal......................................................................................36 a.

Pressure Indicator / Pressure Gauge.................................................36

b.

Level Indicator / Level Glass...........................................................36

c.

Temperature Indicator / Thermometer.............................................37

d.

Flow Indicator / Flow meter.............................................................37

3.3

RANGE SINYAL DAN KONVERSI................................................................37

3.4

PROSES KERJA BOILER 940 B-2.............................................................39

3.5

DATA SPESIFIKASI BOILER 940-B-2.........................................................43

3.5.1 Furnace.................................................................................................44 3.5.2 Water wall :...........................................................................................44

7

Laporan Kerja Praktek

3.5.3 Steam Superheater...............................................................................44 3.5.4 Economizer...........................................................................................45 3.5.5 Fuel.......................................................................................................45 Fuel Oil.......................................................................................................45 Fuel Gas......................................................................................................45 3.6

GERBANG LOGIKA...................................................................................46

3.6.1 Gerbang logika NOT...........................................................................46 3.6.2 Gerbang Logika OR.............................................................................47 3.6.3 Gerbang logika AND...........................................................................47 BAB IV 4.1 PENGENALAN ESD.......................................................................................49 4.2 KOMPONEN ESD PADA UNIT BOILER 940-B2...............................................49 4.2.1 ESD Field Equipments pada Boiler 940-B2.........................................49 4.2.2 ESD Field Equipment Setting 940-B-2.................................................51 4.3 PARAMETER KERJA ESD...............................................................................52 4.3.1 Pilot Burner Shutdown..........................................................................53 

Pilot Gas Low Pressure........................................................................53 

Pilot Flame Detector Fail.....................................................................53

4.3.2 Fuel Oil Burner Shutdown.....................................................................54 

Fuel Oil Low Pressure.........................................................................55 

Fuel Oil Low Temperature...................................................................55 

Steam / Fuel Oil Differential low Pressure .........................................55 

Main Flame Detector Fail....................................................................56

4.3.3 Boiler Total Shutdown...........................................................................56 

Low Level Steam Drum.......................................................................57 

Very Low Level Steam Drum..............................................................58 

Steam Drum High Pressure.................................................................58 

Furnace High Pressure.........................................................................58 

Loss of Combustion Air.......................................................................58 

Emergency Stop Push Button .............................................................59

BAB V

8

Laporan Kerja Praktek

5.1

KESIMPULAN............................................................................................60

5.2

SARAN......................................................................................................60

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

9

Laporan Kerja Praktek

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Struktur organisasi PT Pertamina RUII Dumai

10

Gambar 2. Area kerja Instrument HDC MA-3

19

Gambar 3. Diagram Alir Proses di WTP

21

Gambar 4. Pressure Switch

25

Gambar 5. Temperature Switch

26

Gambar 6. Pressure Transmitter

27

Gambar 7. Level Transmitter dan bejana eksternal

28

Gambar 8. RTD beserta Thermocouple

29

Gambar 9. Port Upstream dan Downstream

29

Gambar 10. Penempatan Orifice Plate

30

Gambar 11. Control Valve

33

Gambar 12. Tabel Equal Percentage

34

Gambar 13. Grafik Equal Percentage

35

Gambar 14. Perbedaan karakter Control valve

35

Gambar 15. Bourdon Tube

36

Gambar 16. Tabel konversi besaran

38

Gambar 17. Boiler

40

Gambar 18. Tampilan HMI pengontrolan Boiler 940-B2

41

Gambar 19. Konfigurasi Triconex TMR

42

Gambar 20. Gerbang NOT

46

Gambar 21. Tabel kebenaran gerbang NOT

46

Gambar 22. Gerbang OR

47

Gambar 23. Tabel Kebenaran Gerbang OR

47

Gambar 24. Simbol Gerbang AND

47

Gambar 25. Tabel Kebenaran Gerbang AND

48

Gambar 26. ESD equipments setting

52

Gambar 27. Pilot Instrumentation Diagram 940-B2

53

Gambar 28. Pilot Burner ESD Logic

54 10

Laporan Kerja Praktek

Gambar 29. Fuel Oil Instrumentation Diagram 940-B2

54

Gambar 30. Main flame ESD Logic

56

Gambar 31. Instrumentation Diagram 940-B2

57

Gambar 32. CIS Logic

59

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang pelaksanaan Kerja Praktek Dewasa ini sistem pendidikan nasional yang lebih mengarah kepada pengembangan dan peningkatan Sumber Daya Manusia (SDM), dimana seluruh warga negara Indonesia diharapkan memiliki wawasan ilmu pengetahuan dan teknologi yang nantinya digunakan untuk membangun bangsa Indonesia agar lebih maju dan sejahtera. Jurusan Teknik Mekatronika, program Studi DIII Politeknik Caltex Riau merupakan salah satu lembaga pendidikan penghasil lulusan yang memahami IPTEK. Salah satu upaya untuk meningkatkan ilmu pengetahuan dan teknologi mahasiswa, Program Studi DIII Teknik Mekatronika Politeknik Caltex Riau menugaskan mahasiswa untuk melaksanakan Kerja Praktek (KP) di perusahaan. Tujuan pelaksanaan Kerja Praktek ini agar mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang didapat selama perkuliahan kedunia industri dan merasakan langsung atmosfir industri yang sesungguhnya. Penulis memilih melakukan Kerja Praktek di PT. Pertamina Refinery Unit II (RU II) Dumai, karena PT. Pertamina RU II Dumai merupakan salah satu Badan Usaha Milik Negara yang sangat vital dalam menunjang pembangunan nasional, serta memiliki fasilitas yang sangat memadai untuk melaksanakan Kerja Praktek . Refinery Unit II Dumai yang dikenal dengan nama Kilang Minyak Puteri Tujuh merupakan Unit Refinery minyak mentah / Crude Oil menjadi produk Bahan Bakar Minyak (BBM) dan Non Bahan Bakar Minyak (Non BBM). Dengan diadakannya Kerja Praktek ini diharapkan adanya hubungan kerja

11

Laporan Kerja Praktek

sama antara institusi pendidikan dengan pihak perusahaan ; sehingga ilmu yang diperoleh di dunia kerja dapat diaplikasikan untuk memperoleh sumber daya manusia yang terampil dan kompeten. Dan akan menajadi feedback positif bagi kemajuan bangsa dan negara.

1.2 Ruang Lingkup Ruang lingkup kerja praktek meliputi berbagai aspek dalam perusahaan baik secara studi literatur maupun dari informasi yang diperoleh. Kerja Praktek dilaksanakan di dalam area kilang PT. Pertamina (Persero) RU II Dumai khususnya di bagian HDC Utilities.

1.3Tujuan Kegiatan Adapun tujuan dilaksanakan Kerja Praktek ini adalah: 1. Memenuhi salah satu persyaratan untuk menyelesaikan pendidikan bagi mahasiswa Teknik Mekatronika Politeknik Caltex Riau. 2. Memberikan kesempatan kepada mahasiswa untuk menerapkan ilmu yang diperoleh diperkuliahan secara nyata di perusahaan atau instansi terkait. 3. Mengenalkan mahasiswa pada pola dan perilaku kerja professional di industri sebagai referensi pengetahuan sebelum memasuki dunia kerja yang sesungguhnya. 4. Membandingkan dan mengetahui sejauh mana ilmu yang didapat selama perkuliahan dengan kenyataan yang ada dilapangan. 5. Mengetahui secara langung aktivitas kerja dan struktur organisasi khususnya PT Pertamina (Persero) RU II Dumai. 6. Diharapkan setelah kerja praktek ini terdapat hubungan yang baik antara jurusan DIII Teknik Mekatronika Politeknik Caltex Riau

dengan PT.

Pertamina (Persero) RU II Dumai

1.4 Waktu dan Tempat Pelaksanaan Kerja praktek ini di laksanakan selama tiga bulan yang dimulai dari tanggal 1 Oktober 2012 sampai dengan tanggal 1 Januari 2013 di PT.

12

Laporan Kerja Praktek

Pertamina RU II Dumai, tepatnya pada bagian Instrument HDC MA3 yang berlokasi di kompleks HDC Utilities.

1.5Batasan Masalah Sehubungan dengan area kerja Intrument HDC MA3 yang luas cakupannya, maka penulis dalam kesempatan ini memfokuskan kegiatan pada area 940 (Boiler) dan hanya membahas sistem instrumentasi Emergency Shutdown System Boiler 940-B2 pada komplek HDC Utilities.

1.6 Metodologi Pengumpulan Data Metode pengumpulan data yangdilakukan antara lain : 1. Studi literatur mengenai Boiler 940-B2 melalui manual book, archives, dan files yang terdapat di instrument HDC. 2. Konsultasi dengan instruktur dan staf – staf terkait. 3. Pengamatan langsung ke lokasi kerja dengan pengawasan penuh instruktur lapangan.

1.7Sistematika Penulisan Adapun sistematika penulisan laporan ini adalah sebagai berikut : BAB I

Pendahuluan Pada bab ini terdiri dari latar belakang, ruang lingkup, tujuan,

waktu dan tempat pelaksanaan, batasan masalah, metodologi pengumpulan data dan sistematika penulisan.

BAB II

Deskripsi perusahaan Pada bab ini berisikan tentang sejarah singkat perusahaan dan

PT. Pertamina RU II Dumai, serta daerah operasi dan struktur organisasi. Juga pengenalan tentang lokasi pelaksanaan Kerja Praktek (KP). BAB III Tinjauan Pustaka

13

Laporan Kerja Praktek

Bab ini berisikan tentang teori – teori dasar mengenai instrumentasi pada unit Boiler 940-B2. BAB IV Pembahasan Pada bab ini berisikan tentang tugas khusus penulis yaitu Evaluasi Emergency Shutdown System Boiler 940-B2 BAB V

Penutup Berisi kesimpulan dan saran dari penulis.

BAB II DESKRIPSI PERUSAHAAN

14

Laporan Kerja Praktek

1 Deskripsi Tentang Perusahaan Unit Pengolahan-II Dumai merupakan industri perminyakan yang melakukan pengolahan minyak mentah (Crude Oil) menjadi Bahan Bakar Minyak dan Gas, dan merupakan industri yang sangat vital. Karena sampai saat ini termasuk penghasil devisa Negara terbesar di samping produk non migas lainnya, oleh sebab itulah dibutuhkan kehandalan dan kontinuitas produksi yang optimum.

1

Sejarah Singkat PT. PERTAMINA (Persero) Pertamina adalah perusahaan minyak dan gas bumi yang dimiliki pemerintah Indonesia (National Oil Company), yang berdiri sejak tanggal 10 Desember 1957 dengan nama PT. Permina. Pada tahun 1961 perusahaan ini berganti nama menjadi PN Permina dan setelah merger dengan PN Pertamin di tahun 1968 namanya berubah menjadi PN Pertamina. Dengan bergulirnya Undang – Undang No.8 Tahun 1971 sebutan perusahaan menjadi PERTAMINA. Sebutan ini tetap dipakai setelah Pertamina berubah status hukumnya menjadi PT. PERTAMINA (Persero) pada tanggal 17 September 2003 berdasarkan Undang–Undang Repbulik Indonesia Nomor 22 Tahun 2001 pada tanggal 23 November 2001 tentang Minyak dan Gas Bumi. PT. Pertamina (Persero) didirikan berdasarkan akta notaris Lenny Janis Ishak, SH No. 20 tanggal 17 September 2003, dan disahkan oleh Menteri Hukum dan HAM melalui Surat Keputusan No. C-24025 HT.01.01 pada tanggal 9 Oktober 2003. Pendirian Perusahaan ini dilakukan menurut ketentuan – ketentuan yang tercantum dalam Undang – Undang No.1 Tahun 1995 tentang perseroan terbatas, Peraturan Pemerintah No. 12 Tahun 1998 tentang perusahaan perseroan (Persero), dan Peraturan Pemerintah No. 45 Tahun 2001 tentang perubahan atas Peraturan Pemerintah No. 12 Tahun 1998 dan peralihannya berdasarkan PP No. 31 Tahun 2003, tentang pengalihan bentuk perusahaan pertambangan minyak dan gas bumi Negara (Pertamina) menjadi perusahaan perseroan (Persero). 15

Laporan Kerja Praktek

Sesuai akta pendiriannya, maksud dari perusahaan adalah untuk menyelenggarakan usaha dibidang minyak dan gas bumi, baik di dalam maupun di luar negeri serta kegiatan usaha lain yang terkait atau menunjang kegiatan usaha di bidang minyak dan gas bumi tersebut. Adapun tujuan dari perusahaan perseroan adalah untuk: 1

Mengusahakan

keuntungan

berdasarkan

prinsip

pengelolaan

2

Perseroan secara efektif dan efisien. Memberikan kontribusi dalam meningkatkan kegiatan ekonomi untuk kesejahteraan dan kemakmuran rakyat.

Untuk mencapai maksud dan tujuan tersebut, perusahaan melaksanakan kegiatan usaha sebagai berikut: 1

Menyelenggarakan usaha di bidang minyak dan gas bumi beserta hasil

2

olahan dan turunannya. Menyelenggarakan kegiatan usaha di bidang panas bumi yang ada pada saat pendiriannya, termasuk Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP) yang telah mencapai tahap akhir negoisasi dan berhasil

3

menjadi milik Perseroan. Melaksanakan pengusahaan dan pemasaran Liquified Natural Gas

4

(LNG) dan produk lain yang dihasilkan dari kilang LNG. Menyelenggarakan kegiatan usaha lain yang terkait atau menunjang kegiatan usaha sebagaimana dimaksud dalam nomor 1, 2, dan 3. Sesuai dengan ketentuan dalam Undang-Undang MIGAS baru, PT.

Pertamina tidak lagi menjadi satu-satunya perusahaan yang memonopoli industri MIGAS dimana kegiatan usaha minyak dan gas bumi diserahkan kepada mekanisme pasar.

2

Sejarah Pertamina Era Persero. Pertamina adalah Badan Usaha Milik Negara yang telah berubah

bentuk menjadi PT. Persero yang bergerak di bidang energi, petrokimia dan usaha lain yang menunjang bisnis Pertamina, baik di dalam maupun di luar negeri yang berorientasi pada mekanisme pasar.

16

Laporan Kerja Praktek

Modal Setor PT. Pertamina (Persero) :  PT. Pertamina (Persero) merupakan BUMN yang 100% sahamnya dimiliki oleh Negara  Modal Setor (Penanaman Modal Negara/PMN) PT. Pertamina (Persero) pada saat pendirian adalah Rp. 100 Trilyun Nilai Rp. 100 Trilyun tersebut diperoleh dari seluruh Kekayaan Negara yang selama ini tertanam pada Pertamina, yang meliputi aktiva Pertamina beserta seluruh anak perusahaan, termasuk aktiva tetap yang telah dire-evaluasi oleh Perusahaan Penilai Independen, dikurangi dengan semua kewajiban (Hutang) Pertamina".

3

Pertamina Refinery Unit II Dumai Sejak dioperasikan pada tahun 1 9 7 1 , kilang minyak Putri

Tujuh

Dumai

telah

memberikan

sumbangan

nyata

terhadap

perkembangan dan kemajuan daerah khususnya kota Dumai dan sekitarnya dan telah memberikan andil yang besar bagi pemenuhan kebutuhan bahan bakar nasional. Dan kemudian perkembangan area kerja PT Pertamina RU II meluas selain Dumai juga meliputi Sei Pakning dan Pangkalan Berandan.

Berbagai macam produk Bahan Bakar Minyak (BBM) dan Non Bahan Bakar Minyak (NBBM) yang telah dihasilkan dari Kilang Putri Tujuh Dumai, Sei Pakning dan Pangkalan Berandan telah didistribusikan ke berbagai pelosok tanah air dan manca negara. Komitmen untuk memajukan Kilang Minyak Refinery Unit II

menjadi

Kilang

Kebanggaan

Nasional,

sehingga

program

peningkatan kehandalan kilang dan peningkatan kualitas informasi dan komunikasi menjadi penting. 17

Laporan Kerja Praktek

Kehadiran

situs

Pertamina

adalah

untuk

memberikan

gambaran kepada pengunjung tentang Pertamina (Persero) Refinery Unit II dan kegiatannya dalam mengolah minyak mentah yang berwawasan lingkungan guna memenuhi kebutuhan bahan bakar nasional. Harapan

melalui

situs

ini

dapat

tercipta

hubungan

komunikasi yang lebih baik dan kerja sama yang lebih luas dengan semua pihak termasuk dengan mitra kerja di dalam dan di luar negeri.

2 Visi dan Misi PT. Pertamina (Persero) RU II Dumai 

Visi Menjadi Perusahaan Minyak Nasional Kelas Dunia.



Misi Menjalankan usaha inti minyak, gas, dan bahan bakar nabati secara terintegrasi, berdasarkan prinsip-prinsip komersial yang kuat.

3 Tata Nilai PT. Pertamina (Persero) RU II Dumai 1

Clean (Bersih ) Dikelola secara

kepentingan,

tidak

profesional, menoleransi

menghindari

suap,

benturan

menjunjung

tinggi

kepercayaan dan integritas. Berpedoman pada asas-asas tata kelola korporasi yang baik. 2 Competitive (Kompetitif) Mampu berkompetisi dalam internasional,

mendorong

skala

pertumbuhan

regional melalui

membangun budaya sadar biaya dan menghargai kinerja 3 Confident (Percaya Diri)

18

maupun investasi,

Laporan Kerja Praktek

Berperan dalam pembangunan ekonomi nasional, menjadi pelopor dalam reformasi BUMN, dan membangun kebanggaan bangsa 4 Customer Focused (Fokus Pada Pelanggan) Beorientasi pada kepentingan pelanggan, dan berkomitmen untuk memberikan pelayanan terbaik kepada pelanggan. 5 Capable (Berkemampuan) Dikelola oleh pemimpin dan pekerja yang profesional dan memiliki talenta dan penguasaan teknis tinggi, berkomitmen dalam membangun kemampuan riset dan pengembangan. 6 Comersial (Komersial) Menciptakan nilai tambah dengan orientasi

komersial,

mengambil keputusan berdasarkan prinsip – prinsip bisnis yang sehat.

4 Struktur Organisasi Pertamina Refinery Unit II Dumai merupakan suatu unit pengolahan dan penyulingan minyak yang berada dibawah kontrol Direktur Refinery Pertamina Pusat. Pada Pertamina Refinery Unit II Dumai, crude oil diolah untuk menjadi bahan bakar minyak dan gas yang memiliki nilai guna seperti bensin, solar, avtur, kerosin, dan LPG. Struktur organisasi yang ada di Pertamina RU II Dumai berbentuk staf lini yang dipimpin oleh seorang General Manager dan bertanggung

jawab

langsung

kepada

Direktorat

Pengolahan

Pertamina Pusat Jakarta. Bentuk struktur organisasi Pertamina RU II Dumai, Sei. Pakning dan Pangkalan Brandan dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

19

Laporan Kerja Praktek

Gambar 1. Struktur organisasi PT Pertamina RUII Dumai

General Manager Refinery Unit II Dumai selaku pimpinan dalam tugasnya di bantu oleh : 1. Engineering and Development Manager. 2. Procurement Manager. 3. Reliability Manager. 4. General Affairs Manager. 5. Manager Health Safety and Environment. 6. Coordinator Operational and Performance Improvement. 7. Senior Manajer Operation and Manufacturing. 8. Manager HR Area / Business Partner RU II. 9. IT RU Dumai Area Manager. 10. Manager Keuangan Pengolahan Region – I. 11. Director of Pertamina Hospital Dumai. 12. Manager SP1 Daerah.

1. Engineering and Development Manager Tugas dan tanggung jawab utama bidang ini adalah mengkoordinir rencana kerja/anggaran, melakukan audit dan administrasi kontrak, memberi saran/rekomendasi dalam upaya mengatasi masalah operasi dan pengembangan guna tercapainya target – target pengolahan secara efektif dan 20

Laporan Kerja Praktek

efisien,

serta

mengkoordinasi

pembinaan

pegawai

di

lingkungan eselon operasi.

2. Procurement Manager Eselon ini bertugas dan bertanggung jawab atas kelancaran operasi pelabuhan khususnya minyak, operasi perkapalan tanker – tanker, transportasi produk kilang dan peralatan telekomunikasi. Selain itu juga bertanggung jawab terhadap kontrak – kontrak. 3. Reliability Manager Bidang ini bertanggung jawab terhadap kehandalan kilang. Bagian ini mengendalikan seluruh kegiatan bagian inspeksi Unit Reliabilitas yang meliputi perencanaan, pengorganisasian, pelaksanaan, dan pengawasan kegiatan evaluasi

pemeriksaan,

penguji

peralatan

stationary,

memberikan saran / rekomendasi dalam rangka meyakinkan kondisi layak operasi peralatan kilang dan peralatan penunjang lainnya di PT. Pertamina (Persero) RU II Dumai sesuai dengan standar/kode dan peraturan pemerintah yang berlaku.

4. General Affairs Manager Eselon ini dipimpin oleh seorang manager umum yang berfungsi dan bertanggung jawab atas pembinaan sumber

daya

perusahaan

manusia

kepada

dan

fasilitas

karyawannya,

yang

serta

diberikan

layanan

jasa

manajemen yang meliputi, fungsi organisasi dan tata laksana,

personalia,

kesehatan,

hukum,

kepemerintahan, masyarakat, dan security.

5. Manager Health Safety and Environment 21

hubungan

Laporan Kerja Praktek

Eselon ini bertanggung jawab atas ditaatinya Undang – Undang Lingkungan, Keselamatan dan Kesehatan Kerja. Tugas

pokoknya

yaitu

mencegah

dan

menanggulangi

terjadinya kecelakaan kerja dan pencemaran lingkungan. 6. Coordinator Operational and Performance Improvement Pada bidang ini bertugas mengawasi seluruh operasional

terhadap

penyimpangan

dan

mengembalikan/meluruskan penyimpangan tersebut ke visi dan misi Pertamina RU II Dumai. 7. Senior Manager Operation and Manufacturing Eselon ini dipimpin oleh seorang Senior

Manager

Operation & Manufacturing, yang bertugas dan bertanggung jawab atas kegiatan pengolahan minyak mentah menjadi pruduk – produk kilang dan pemeliharaan peralatan – peralatan produksi dan engineering. Eselon ini membawahi bidang – bidang sesuai dengan fungsi masing – masing yaitu :

7.1 Bidang Production Dumai Bidang ini berfungsi sebagai pelaksana kegiatan operasi pengolahan minyak mentah menjadi produk-produk BBM dan Non BBM, sesuai dengan rencana kerja secara optimal, efektif, dan efisien. Bidang

production

Dumai

dalam

melaksanakan

tugasnya di pimpin oleh seorang Manager Production Dumai yang bertanggung jawab atas kelancaran pengoperasian kilang Pertamina RU II Dumai. Dalam melaksanakan tugasnya, bidang kilang dibagi atas 5 bagian masing-masing dikepalai oleh seorang kepala

22

Laporan Kerja Praktek

bagian dengan tugas dan tanggung jawab secara khusus, yaitu : a

Hydro Skimming Complex (HSC) HSC bertugas sebagai penyelenggara kegiatan operasi

pengolahan BBM dan Non BBM untuk mendapatkan hasil yang optimum dan On Spec sesuai dengan rencana kerja pengolahan, yang meliputi area : Crude Distilation Unit, Naptha Rerun Unit, Hydrobon Platforming Unit, Naptha Hydro Cracker, Platforming CCR. b

Hydro Cracker Complex (HCC) HCC bertanggung jawab untuk mengoperasikan kilang-

kilang unit proses seperti : Hydro Cracker Unibon, Hydrogen Plant, Anime, LPG Recovery, Sour Water Stripper, dan Nitrogen Plant. c

   

Heavy Oil Complex (HOC) HOC bertanggung jawab mengoperasikan kilang unit

proses seperti : High Vacum unit Delayed Coke Calciner Distilled Hydro Treater d

Oil Movement (OM) Bidang ini bertugas menyelenggarakan kegiatan operasi

penerimaan, pencampuran (blending), penimbunan (tank), dan penyaluran minyak bumi (crude oil), produk dan barang-barang setengah jadi, pengaturan pengapalan BBM maupun Non BBM ke tanker, serta mengelola buangan minyak (slop) dan sarana limbah. e

Utilities (UTL) Utilities bertanggung

jawab

atas

penyelenggaraan

kegiatan operasi. Utilities dalam penyediaan tenaga uap, air industri, air pendingin, air minum, udara bertekanan, listrik,

23

Laporan Kerja Praktek

serta melaksanakan pengendalian kualitas dan kuantitas bahan-bahan dan produk utilities. f

Laboratory (LAB) Bertanggung jawab

atas

kualitas

minyak

yang

dihasilkan dari proses dan memberikan saran-saran agar operasi berjalan optimum, kontrol spesifikasi produk dan kualitas unit proses.

7.2 Manajer Production Sel.Pakning Bidang ini berfungsi sebagai pelaksana kegiatan operasi pengolahan minyak mentah menjadi produk- produk BBM dan Non BBM area sei pakning, sesuai dengan rencana kerja secara optimal, efektif dan efisien.

7.3 Manajer Refinery Planning and Optimization Eselon ini bertanggung jawab terhadap perencanaan crude untuk di produksi dan penjadwalan pemakaian crude untuk diproduksi.

7.4 Manager Maintenance Execution (ME) Bidang ini dibagi menjadi 5 bagian yang masing-masing dikepalai oleh seorang kepala bagian : a

Maintenance Area 1 (MA-1) Bagian ini berfungsi dalam perencanaan koordinasi dan

pengawasan

dari

pelaksanaan

pemeliharaan,

perbaikan, dan modifikasi seluruh equipment pada area HOC dan sebagian OM.

b

Maintenance Area 2 (MA-2)

24

Laporan Kerja Praktek

Bagian ini berfungsi dalam perencanaan koordinasi dan

pengawasan

dari

pelaksanaan

pemeliharaan,

perbaikan, dan modifikasi seluruh equipment pada area c

HSC dan HCC. Maintenance Area 3 (MA-3) Bertanggung jawab atas pemeliharaan

peralatan

produksi dari unit- unit proses pada area Utilities HDC, Utilities Existing, sebagian OM, serta penyediaan air bersih dari sungai rokan sampai dengan kilang. Penulis melaksanakan Kerja Praktek (KP) pada bagian ini, penjelasan lebih dalam mengenai MA-3 akan dibahas pada sesi selanjutnya. d

Workshop Workshop merupakan sarana penunjang untuk proses perbaikan peralatan elektronik dan mekanik kilang PT. Pertamina RUII

e

General Maintenance Bagian ini melakukan operasi perawatan terhadap properti non kilang, seperti : perkantoran, perumahan, sarana olah raga, dan lainnya.

7.5 Manager Maintenance Planning and Support (MPS ) Bidang yang bertugas sebagai pemelihara, perencana, koordinator, dan pengawas atas kegiatan perbaikan suatu peralatan kilang.

7.6 Manager Area Pangkalan brandan Bidang ini bertugas sebagai pelaksana kegiatan operasi pengolahan minyak mentah menjadi produk – produk BBM dan Non BBM area pangkalan brandan, sesuai dengan rencana kerja secara optimal, efektif dan efisien.

25

Laporan Kerja Praktek

7.7 Manager Turn/Around (T/A) Eselon ini bertanggung jawab terhadap perencanaan dan koordinasi atas pelaksanaan perbaikan yang terjadwal seperti Turn Arround (T/A) dan Overhoul (O/H).

8. Manager HR Area / Business Partner RU II Eselon ini bertanggung jawab terhadap penggajian karyawan, hubungan industri, dan kesejahteraan karyawan. Disamping itu juga bertanggung jawab terhadap kesehatan karyawan dan organisasi serta prosedur-prosedurnya.

9. IT RU Dumai Area Manager Eselon ini bertugas dan bertanggung jawab atas kelancaran

komunikasi

dan

sistem

komputer

serta

pengawasan peralatan-peralatan komunikasi.

10. Manager Keuangan Pengolahan Region–I Bertanggung jawab terhadap pengolaan tata usaha keuangan dalam rangka menunjang kelancaran kegiatan operasional perusahaan, yang meliputi: a

Pelaksanaan kebijakan keuangan perusahaan yang telah ditetapkan direksi sesuai ketentuan dan peraturan

b

perundang-undangan yang berlaku. Mengevaluasi, menganalisis dan

mengkonsolidasi

seluruh rencana kerja Laporan keuangan perusahaan, antara

lain

berupa

neraca

rugi/laba

keuangan / managemen lainnya. 11. Director of Pertamina Hospital Dumai.

26

dan

laporan

Laporan Kerja Praktek

Bertanggung

jawab

di

bidang

Kesehatan

dan

keuangan

dan

Keselamatan bagi karyawan PT. Pertamina. 12. Manajer SPI Daerah 1 Bertanggung jawab

memeriksa

kemungkinan terjadinya penyimpangan di PT. Pertamina.

2.5 Lokasi pelaksanaan Kerja Praktek (KP) Seperti yang dijanjikan sebelumnya, pembahasan mengenai lokasi pelaksanaan Kerja Praktek akan dibahas pada sesi ini. Sebagai pihak yang menyelenggarakan perawatan terhadap semua unit dan equipment agar bekerja semestinya, itulah tugas dari Maintenance Execution (ME). ME sendiri dibagi menjadi beberapa Maintenance Area ; pembagian ini berdasarkan area kerja, yakni :  Maintenance Area 1 (MA-1)  Maintenance Area 2 (MA-2)  Maintenance Area 3 (MA-3): bekerja di area Utilities Existing, Utilities HDC, dan sebagian OM

Masing-masing bagian diatas (Maintenance Area) memiliki man power tersendiri yang terbagi menjadi beberapa bagian, yakni Instrument, Electrical, Mechanic, dan sipil ; tanggung jawab mereka sesuai dengan nama bagian yang disandangnya. Penulis mendapat kesempatan untuk melakukan Kerja Praktek (KP) pada bagian “Instrument HDC MA-3”. Bagian ini bertanggung jawab terhadap perawatan equipment instrumentasi pada area MA-3 Utilities HDC. Proses pemeliharaan disini mencakup upaya pengecekan, perbaikan, kalibrasi, pemasangan/pelepasan equipment, dan lainnya. Jangkauan area kerja Instrument HDC MA-3 meliputi seluruh unit instrumen yang berada dalam area Utilities HDC, area ini dibagi berdasarkan kode area :

27

Laporan Kerja Praktek

KODE AREA

PENJELASAN

905

Unit Turbine Generator (TG) dan kelengkapannya

910

Unit penghasil udara bertekanan

920

Unit Fuel Oil Pump

925

Unit water management; mulai dari pengadaan, filtrasi, dll.

930

Unit pengolahan limbah hasil filtrasi (separator)

940

Unit Boiler beserta kelengkapannya

970

Unit pengadaan air untuk keperluan fire and emergency

Gambar 2. Area kerja Instrument HDC MA-3

Karena besarnya cakupan area Instrumen HDC MA-3, maka dipilih salah satu unit sebagai bahan pembahasan Kerja Praktek (KP). Setelah melalui beberapa pertimbangan, dipilihlah judul “Evaluasi Emergency Shutdown System (ESD) pada Boiler 940-B2”. Pemilihan judul ini dikarenakan lokasi plant Boiler yang tidak begitu jauh dari campo Instrument HDC MA-3, dan ketersediaan literatur yang mendukung penulisan judul tersebut.

BAB III TINJAUAN PUSTAKA

28

Laporan Kerja Praktek

3.1 Sistem Utilities Utilities adalah bagian yang tidak terpisahkan dari suatu plant atau kilang di mana bagian ini menunjang berjalannya proses – proses di dalam kilang. Berikut cakupan Utilities kilang Putri Tujuh Pertamina RU II Dumai : 1. Pengolahan air, yang berfungsi sebagai pendingin, umpan boiler, air minum, water hydrant, dan air bersih. 2. Udara bertekanan (Pressed air), yang berfungsi sebagai udara Instrument untuk menjalankan Instrument pengontrol dan udara kilang (Plant air) untuk pembersihan alat – alat. 3. Power, yang berfungsi sebagai penyedia listrik untuk area kilang dan area kompleks perumahan Bukit Datuk. 4. Uap (Steam), yang berfungsi sebagai penggerak turbin, pemanas, dan bahan baku proses. Untuk menyediakan Utilities bagi keberlangsungan kilang, pihak Utilities mengendalikan beberapa unit proses. Unit – unit proses yang terdapat di Utilities adalah unit pengolahan air atau water treatment plant (WTP), unit penyedia udara bertekanan, unit pembangkit listrik, dan unit pembangkit steam

3.1.1 Unit Pengolahan Air (Water Treatment Plant) Unit ini berfungsi menyediakan kebutuhan air tawar bersih Pertamina RU II Dumai di kilang Putri Tujuh, perumahan Bukit Datuk, rumah sakit dan sarana olahraga. Bahan baku air tawar untuk WTP ini berasal dari sungai Rokan yang berjarak sekitar 45 km dari WTP. Lokasi WTP berada di perumahan Bukit Datuk. Secara umum, air tersebut akan dihilangkan atau dikurangi turbiditas, COD, suspended solid, dan warna. Kemudian akan diproses lagi sehingga menjadi air bersih atau langsung diumpankan menuju kilang Putri Tujuh untuk selanjutnya diolah sesuai kebutuhan kilang. Di bawah ini blok diagram dari unit Water Treatment Plant :

29

Laporan Kerja Praktek

Gambar 3. Diagram Alir Proses di WTP

Refinery water dari WTP difiltrasi di sand filter bagian HDC dan ditampung di filtered water tank. Dari tangki ini, air dipompakan ke portable water tank, demineralizer, aliran make-up cooling water, plant water dan house station, baik untuk diolah lagi, maupun untuk langsung digunakan. Di demineralizer, air dihilangkan lagi mineral-mineralnya untuk dijadikan air umpan boiler atau boiler feed water (BFW). pengeliminasian mineral ini dikarenakan beberapa jenis mineral dapat menyebabkan kesadahan pada air yang dapat menimbulkan kerak (scaling) pada boiler.

3.1.2 Unit Penyedia Udara Bertekanan Unit ini berfungsi menyediakan udara bertekanan yang digunakan untuk unit instrumentasi, kontrol, keperluan operasi kilang, serta flushing kotoran pada pipa. Adapun udara bertekanan yang dihasilkan di kilang Putri Tujuh Dumai terdiri dari dua macam, yaitu udara Instrument (Instrument air) dan udara kilang (plant air). Berikut akan dijelaskan mengenai udara bertekanan tersebut.

30

Laporan Kerja Praktek

Instrument air Udara bertekanan ini digunakan untuk menjalankan instrumen pengendali, seperti pneumatic valve. Udara bertekanan ini harus berupa udara kering bebas uap air yang diproses melalui Air Dryer System. Udara bertekanan ini dihasilkan oleh kompresor udara berjumlah 4 buah, yang digerakkan oleh turbin dan motor yang masing-masing berjumlah dua buah. Plant air Udara bertekanan ini digunakan untuk keperluan proses dan sebagai pembersih atau flushing kotoran di pipa-pipa. Udara bertekanan ini dihasilkan di kompresor udara yang sama dengan Instrument air. Namun, udara ini dapat langsung dialirkan tanpa melalui proses pengeringan.

3.1.3

Unit pembangkit listrik

Unit ini berfungsi menyediakan listrik yang digunakan untuk unit Instrument kontrol, keperluan operasi kilang, serta keperluan di area kompleks perumahan Bukit Datuk Dumai. Adapun pengolahan listrik di kilang Putri Tujuh Dumai dibangkitkan dengan generator turbin uap, ada 5 unit turbin uap dengan output maksimal 14MW per turbin. Pada sistem pembangkit listrik tenaga uap ini, steam digunakan sebagai media penggerak turbin untuk menghasilkan listrik yang dikelola oleh bagian PLTU. Selain dari pembangkit turbin uap, Pertamina RUII juga menggunakan unit pembangkit berbasis Diesel Engine Generator.

3.1.4 Unit Penyedia Steam Unit ini berfungsi menyediakan kebutuhan steam untuk proses, penggerak turbin, dan sebagainya. Steam di hasilkan oleh Boiler yang diperoleh dari pemanasan BFW (Boiler Feed Water) yang sebelumnya telah dibersihkan di

31

Laporan Kerja Praktek

unit filtrasi dan demineralisasi yang terakhir diolah di deaerator. Pengolahan air sebagai umpan boiler ini bertujuan untuk mencegah pembentukan kerak (scale) pada komponen boiler.. Kerak tersebut dapat menghambat transfer panas pada boiler sehingga menyebabkan hot-spot dan menurunkan efisiensi perpindahan panasnya.

3.2 Boiler sebagai unit penyedia steam Boiler merupakan bejana tertutup yang digunakan untuk memanaskan air sampai menjadi uap dengan tekanan dan temperatur yang dikehendaki. Uap air adalah suatu gas yang timbul akibat adanya perubahan fase air menjadi uap melalui metode pendidihan (boiling). Untuk melakukan proses pendidihan diperlukan energi panas yang berasal dari proses pembakaran bahan bakar .Uap yang dihasilkan mempunyai kandungan energi yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi seperti untuk penggerak turbin dan proses lainya.

3.2.1 Jenis Boiler Setiap boiler yang dibuat telah dirancang sedemikian rupa sehingga sesuai dengan kebutuhan pemakai yang mengoperasikannya. Secara umum boiler dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu: 

Water tube boiler

: air mengalir didalam tube, api berada

diluar tube. 

Fire tube boiler

: api berada didalam tube dan air dan uap

diluar tube. 3.2.2

Instrument equipment pada Boiler Instumentasi merupakan peralatan yang digunakan sebagai pendeteksi,

pengukuran, pengaman dan pengontrolan variabel proses pada unit industri. Sebuah unit Boiler memiliki beberapa instrument equipment penting berupa switch, transmitter, solenoid, juga ada indikator lokal yang seiring waktu fungsinya mulai digantikan oleh transmitter.

32

Laporan Kerja Praktek

1. Switch Alat pengukuran ini disebut juga sensor switch yang outputnya berupa sinyal analog 0-24VDC yang kemudian dikonversi menjadi sinyal 1 dan 0. Set point ditentukan pada saat kalibrasi switch, sehingga jika nilai parameter yang diukur mencapai nilai setting maka outputnya akan berpindah state ; selama nilainya belum mencapai set point maka output tidak akan berubah. Sinyal output analog dari switch dikonversi menjadi sinyal digital oleh Field Control Module (FCM) yang kemudian ditransfer menuju Programmable Logic Controller (PLC) melalui Fieldbus. Tipe switch yang digunakan pada unit Boiler 940-B2 umumnya bersifat NO (Normally Open), hal ini dikarenakan Trip System / ESD menggunakan Common Interlock berbasis logika AND pada sistem kontrolnya, sehingga bila salah satu switch terbuka (Open state), Common Interlock akan menghasilkan logika 0. Hal ini membuat beberapa solenoid valves menjadi deenergize (Trip). Namun pada beberapa bagian ada juga yang menggunakan switch bersifat NC (Normally Closed), biasa digunakan pada bagian yang bersifat high triggered, seperti pada pressure switch high (PSH). Beberapa switch yang digunakan pada unit Boiler 940-B2 antara lain :

a. Pressure switch Pressure switch adalah alat pendeteksi tekanan, baik tekanan berupa udara, air, oil maupun steam, Cara kerja pressure switch sama dengan switch SPDT / Singe Pole Dual Throw, namun pengaktuasi switch disini memanfaatkan tekanan. Bila tekanan melebihi nilai setting, maka switch teraktuasi.

33

Laporan Kerja Praktek

Gambar 4. Pressure Switch

b. Level Switch Level switch digunakan untuk mendeteksi ketinggian level cairan, contohnya digunakan untuk mendeteksi suatu volume benda cair yang terdapat pada steam drum boiler. Biasanya pada unit Level Transmitter terdapat beberapa switch SPDT yang dapat dimanfaatkan sebagai indikasi Level Switch. c. Temperature Switch Peralatan yang digunakan untuk mendeteksi temperatur (suhu) dan mengaktifasikan switch pada batas harga tertentu. Pada Temperature Switch biasanya memanfaatkan bi-metal sebagai sensor. Saat bi-metal mendapat panas hingga suhu tertentu, bimetal akan membengkok dan mengaktuasi micro switch.

Gambar 5. Temperature Switch

d. Flow Switch

34

Laporan Kerja Praktek

Flow switch adalah sensor yang bekerja berdasarkan aliran seperti air, oli, udara dan lain-lain, flow switch digunakan untuk mendeteksi aliran yang masuk maupun keluar. Didalam sensor ini terdapat micro switch dengan kontak jenis SPDT.Sensor ini memiliki semacam plat yang ada akan terdorong bila ada aliran. Plat ini akan menekan micro switch yang ada di bagian dalam sensor. e. Limit Switch Adalah switch yang digunakan untuk mendeteksi posisi suatu aktuator, umumnya digunakan sebagai pendeteksi posisi maksimal ataupun minimal. Konstruksinya sangat sederhana, bila aktuator telah sampai pada posisi maksimal, aktuator akan menyentuh limit switch, switch yang teraktuasi akan dibaca sebagai sinyal picu penanda bahwa aktuator sudah pada posisi maksimal ; hal yang sama yang akan terjadi bila limit switch digunakan sebagai pendeteksi posisi minimum.

2. Transmitter Alat ini akan merubah besaran fisis menjadi parameter sinyal yang umum berupa arus dengan range 4-20 mA. Output dari transmiter akan dikirim menuju Analog Input pada Field Control Module (FCM) yang kemudian diintegrasikan dalam Distributed Control System (DCS) Beberapa transmitter yang digunakan unit Boiler 940-B2 : a. Pressure Transmitter

: mendeteksi tekanan fluida.

b. Level Transmitter

: mendeteksi tinggi level.

c. Temperature Transmitter : mendeteksi suhu. d. Flow transmitter

: mendeteksi kapasitas aliran fluida.

e. Flame Indicator

: mendeteksi keberadaan api.

f. O2 Analyzer

: mendeteksi kadar O2 pada stack

a. Pressure Transmitter (PT) 35

Laporan Kerja Praktek

Pada komponen ini, terdapat semacam membran dengan konstanta yang telah ditetapkan dan terhubung dengan LVDT (Linear Variable Differential Transformer). Saat membran ini mendapat tekanan, LVDT didalam PT akan mendeteksi perubahan fisik pada membran lalu mikrokontroller akan mengkonversinya dalam bentuk sinyal arus 4-20 mA. PT juga dilengkapi dengan tempilan LCD yang menampilkan berapa tekanan yang dideteksinya beserta output hasil konversi dalam bentuk sinyal arus. Pengolahan data secara digital menjadikan PT mempunyai banyak peran, sebagai sensor, signal conditioning, transmitter juga sebagai indikator lokal.

Gambar 6. Pressure Transmitter

b. Level Transmitter (LT) LT memanfaatkan sifat magnetostrictive untuk mendeteksi ketinggian

level.

Magnetostrictive

adalah

serangkaian

ferromagnetic dialiri arus listrik yang akan bereaksi terhadap gaya magnet, yang kemudian interfensi gaya magnet ini akan diterjemahkan dalam bentuk pulsa sehingga diketahui posisi magnet ada dimana. Magnet untuk mengaktuasi magnetostrictive dipasang pada inti floater (pelampung) yang bergerak mengikuti ketinggian level fluida. Magnetoresistive dipilih karena sensitivitasnya yang tinggi dan dapat dipasang secara eksternal tanpa perlu kontak fisik

36

Laporan Kerja Praktek

dengan floater. Pemasangan secara eksternal memungkinkan jam operasional yang lebih tinggi dibandingkan pemasangan sensor secara internal, mengingat Level Transmitter pada unit Boiler digunakan untuk mengukur level steam drum yang mempunyai temperatur tinggi. Penempatan unit magnetoresistive beserta floater dipasang diluar bejana yang akan diukur menggunakan bejana eksternal, namun kedua bejana ini terhubung sehingga ketinggian level pada kedua bejana akan sama (prinsip bejana berhubungan).

Gambar 7. Level Transmitter (kiri) dan bejana eksternal (kanan)

c. Temperature Transmitter (TE) Temperature Transmitter (TE) adalah kesatuan sistem ; menggunakan thermocouple atau RTD (Resistance Temperature Detector) sebagai sensor yang kemudian input dari sensor ini dikonversi oleh signal conditioner menjadi sinyal arus 4-20mA. Yang membedakan unit ini dengan unit transmitter lainnya adalah penempatan sensor dan tranducer yang terpisah.

Gambar 8. RTD (kiri) beserta Thermocouple (kanan)

d. Flow Transmitter (FT) 37

Laporan Kerja Praktek

Secara fisik sekilas mirip dengan PT, namun mempunyai 2 buah port sebagai masukan yang disebut Upstream dan Downstream. Penggunaan 2 buah port ini dikarenakan FT menggunakan azas persamaan energi aliran untuk mengukur kecepaan aliran / flow.

Gambar 9. Port Upstream dan Downstream

Metode pengukurannya adalah dengan memasang sebuah orifice plate didalam pipa untuk menghambat aliran fluida. Pemasangan orifice plate ini menghasilkan perbedaan tekanan pada bagian muka orifice (upstream) dan belakang orifice (downstream). Orifice Plate

FT Gambar 10. Penempatan Orifice Plate

Tekanan

pada Upstream dan Downstream diukur

menggunakan metode yang sama pada PT, hasil pengukuran ini

38

Laporan Kerja Praktek

kemudian dikalkulasi dengan dalil persamaan tekanan sehingga didapat nilai laju aliran / flow. Perhitungan nilai laju aliran dapat dilihat pada persamaan : Q=K √ ∆ P Dimana : Q : Flow (m3/s)

{ [

½

( ( ) ) ]}

K

Cd d : Konstanta ¿ π d 4 pg 1− D

∆P d D Cd p g

: : : : : :

2

4

Beda tekanan (Pa) Diameter lubang orifice (m) Diameter dalam tube / pipa Koefisien gesek Masa jenis fluida (kg/m3) Percepatan gravitasi (m/s2)

FT juga memiliki tampilan LCD yang dapat menunjukkan nilai flow, besaran output dalam bentuk sinyal arus 4-20mA, juga tampilan dalam bentuk persentase 0-100% flow rate. e.

Flame Detector Adalah serangkaian unit pendeteksi keberadaan api menggunakan UV sensor. Alat ini memiliki detektor berupa tube kaca yang berisi gas khusus, didalam selongsong ini terdapat 2 buah elektroda yang salah satunya terhubung ke sumber tegangan AC. Detektor akan bereaksi terhadap spektrum ultraviolet (UV), saat detektor mendapat radiasi UV yang cukup, elektron akan dilepas dan membuat gas pengisi tube menjadi konduktif sehingga kedua elektroda terhubung. Arus yang melalui kedua elektroda tidak konstan, tetapi naik dan turun dengan cepat, hal ini disebut juga avalanche (longsoran). Bila radiasi UV sangat tinggi, dapat dihasilkan ribuan avalanches per detik. Jumlah avalanches yang timbul akan dijadikan patokan terhadap detektor untuk mendeteksi keberadaan api.

39

Laporan Kerja Praktek

f. O2 Analyzer Alat ini berupa probe yang dipasang pada stack (cerobong) buangan gas sisa pembakaran boiler dan converter untuk signal conditioner. Fungsi alat ini sebagai pendeteksi kadar O 2 pada gas buang. Sebenarnya O2 analyzer tidak langsung mendeteksi konsentrasi O2 pada gas buang, namun lebih tepatnya adalah membandingkan kadar O2 pada stack dan kadar O2 di udara luar dalam satuan % (persen). Bila informasi dari O2 analyzer digabungkan dengan sumber lain melalui perhitungan tertentu, akan dapat diperkirakan nilai perbandingan AFR (Air to Fuel Ratio) pada burner. AFR yang tepat akan menghasilkan pembakaran yang baik, rendah emisi, dan juga hemat bahan bakar. Nilai AFR sendiri telah ditetapkan spesifik terhadap jenis bahan bakar melalui perhitungan stikiometri. AFR yang tidak sesuai spesifikasi jenis bahan bakar akan berdampak

buruk

terhadap

Boiler.

AFR

terlalu

rendah

menghasilkan rich mixture (Campuran kaya / basah), hal ini akan meningkatkan pemakaian fuel (boros bahan bakar), sekaligus menaikkan emisi gas buang seperti HC (Hidrokarbon) dan CO (Karbon Monoksida) yang berbahaya untuk lingkungan. AFR yang terlalu tinggi akan menghasilkan lean mixture (Campuran miskin / kering), hal ini akan meningkatkan temperatur furnace sekaligus meningkatkan emisi gas buang yang tidak baik untuk lingkungan dan manusia, seperti NOx (Nitrogen Oksida).

3. Solenoid Valve Solenoid merupakan elemen penting pada Emergency Shutdown System (ESD) yang berfungsi sebagai pengendali on/off. Apabila dalam proses produksi gagal mencapai kestabilan sistem maka solenoid valve akan deenergized kemudian akan mematikan sistem (Trip). Solenoid Valve merupakan katup atau kran yang beroperasi untuk membuka atau menutup aliran udara menuju shut-off valve.

40

Laporan Kerja Praktek

Solenoid Valve digerakkan oleh medan magnet yang disebut solenoid. Jika arus mengalir ke kumparan solenoid (solenoid disebut energized) maka akan timbul medan magnet yang akan menarik katup sehingga katup akan membuka atau menutup saluran sesuai dengan tipenya. 4. Control Valve Control Valve adalah final control element didalam proses kontrol industri.

Alat

ini

akan

memanipulasi

aliran

fluida

untuk

mengkompensasi gangguan load dan menjaga variabel proses teregulasi sedekat mungkin dengan nilai set point yang diharapkan. Control Valve pada unit Boiler digerakkan oleh udara / pneumatik, dengan 2 jenis karakter bukaan : ATO (Air To Open) dan ATC (Air To Close). Jika dianalogikan dengan sebuah switch, maka ATO adalah Normally Close dan ATC adalah Normally Open.

Gambar 11. Control Valve

Ada 3 karakter utama pada control valve : Quick opening, Linear, dan equal percentage. a. Quick Opening Katup dengan karakter ini akan memberikan perubahan flow rate yang besar walau dengan sedikit bukaan katup. Semisal pada bukaan katup 50%, telah diraih flow rate 80%.

41

Laporan Kerja Praktek

Dikarenakan sifatnya yang dapat merubah nilai flow rate secara cepat, maka katup Quick Opening sering digunakan sebagai shut-off valve (katup on/off). b. Linear Open Sesuai dengan namanya, katup jenis ini akan menghasilkan flow rate yang proporsional terhadap bukaan katup. Semisal pada bukaan katup 50%, maka flow rate juga 50%. c. Equal Percentage Katup ini akan meningkatkan flow rate dengan persentase yang tetap terhadap flow rate sebelumnya pada setiap kenaikan bukaan katup.

Gambar 12. Tabel Equal Percentage

Dapat dilihat pada tabel diatas, setiap kenaikan bukaan katup sebanyak 10%, flow rate tetap bertambah sebelumnya. Berikut tampilan dalam bentuk grafik :

42

48% dari

Laporan Kerja Praktek

Gambar 13. Grafik Equal Percentage

Dari grafik tersebut, diketahui bahwa dibutuhkan bukaan katup yang besar untuk meningkatkan flow rate. Inilah kenapa katup ini digunakan sebagai pressure control valve, karena bukaan katup yang besar dapat meminimalkan pressure loss fluida pada katup. Disamping ketiga karakter katup diatas, masih banyak lagi karakter lainnya yang sebenarnya adalah modifikasi dari ketiga karakter utama diatas. Pemilihan karakter ini dilandaskan kebutuhan dilapangan. Berikut grafik perbandingan ketiga karakter katup ini:

Gambar 14. Perbedaan karakter Control valve

5. Indikator lokal Alat ini berfungsi mengubah besaran fisis menjadi besaran umum yang sesuai dengan peruntukannya. Transmitter sebenarnya juga memiliki indikator lokal sendiri dalam bentuk tampilan LCD. Namun pada beberapa titik dilapangan masih tetap menggunakan Indikator Lokal yang bersifat analog (Dial Gauge).

43

Laporan Kerja Praktek

a.

Pressure Indicator / Pressure Gauge Berkerja sebagai pendeteksi dan penunjuk tekanan fluida.

Kontruksi didalamnya menggunakan Bourdon Tube (BT). BT sendiri adalah sebuah hollow tube terbuat dari kuningan (Brass) yang memiliki tingkat elastisitas tertentu. Ketika BT mendapat tekanan fluida, BT akan melengkung mengikuti tingginya tekanan. Adanya engkungan ini yang kemudian dimanfaatkan sebagai penunjukkan, dengan menghubungkan BT menuju mekanisme penunjukan jarum (Dial Indicator) dalam satuan Kg/cm².

Gambar 15.. Bourdon Tube

b.

Level Indicator / Level Glass

44

Laporan Kerja Praktek

Indikator ini berupa jendela pengintip yang terbuat dari material kaca kualitas tinggi untuk melihat ketinggian level fluida secara aktual. Pada Level Glass terdapat label penunjukan yang umumnya dalam satuan persen (0-100%). c.Temperature Indicator / Thermometer Memanfaatkan sifat bi-metal yang memuai saat mendapat panas, itulah cara kerja indikator ini. Tingkat lengkung bi-metal kemudian dikonversi menjadi penunjukan jarum (Dial Indicator) yang ditampilkan dalam satuan oC. d.

Flow Indicator / Flow meter Meski sudah jarang digunakan (fungsinya digantikan oleh

Flow Transmitter), namun pada beberapa titik masih dapat dijumpai piranti ukur ini. Menggunakan semacam vane yang berputar bila ada aliran fluida, kecepatan putar vane ini kemudian dikonversi menjadi penunjukan jarum yang ditampilkan dalam satuan m3/s.

3.3 Range sinyal dan konversi Sistem kontrol pada unit Boiler meggunakan sinyal dalam bentuk arus sebagai sinyal kontrol. Untuk itulah dibutuhkan konversi sinyal, dari besaran tertentu menjadi sinyal arus yang sesuai dengan range signal. Hal ini sangat diperlukan, terutama ketika dilakukan kalibrasi alat ukur. Sinyal arus yang digunakan memiliki range 4-20mA, sedangkan nilai besaran dapat berbeda-beda. Misalnya pada besaran tekanan memiliki range 0.2-1 Kg/cm², sedangkan besaran level umumnya ditampilkan dalam bentuk persentase 0-100%. Berikut beberapa nilai besaran beserta hasil konversi terhadap sinyal arus :

45

Laporan Kerja Praktek

Besaran / Value Level Temperatur (%) (oC) 0

Posisi (%)

Arus (mA)

0

4

Tekanan (Kg/cm²) 0.2

25

8

0.4

25

50

12

0.6

50

75

16

0.8

75

100

20

1

100

Depended*

Flow (m3/s)

Depended*

* : tergantung berapa nilai pMin dan pMaks (p = posisi)

Gambar 16. Tabel konversi besaran

Pada beberapa besaran dimana tidak terdapat nilai min dan maks yang absolut (seperti pada temperatur dan flow), dapat dicari nilai besaran / value dengan persamaan : value= p ( pmax − pmin )+ p min

Contoh : Suatu Flow Transmitter dengan range 120-341 m3/s, tentukan value pada posisi 25% dan 75% ! 25%

75%

value= p ( pmax − pmin )+ p min

value= p ( pmax − pmin )+ p min

¿ 0.25 ( 341−120 ) +120

¿ 0.75 ( 341−120 ) +120

¿ 175.25 m3 / s

¿ 285.75 m3 / s

Ketika dilakukan proses kalibrasi pada equipment, terkadang dibutuhkan konversi dari besaran A menuju besaran B. Perhitungan ini dapat dicari menggunakan persamaan berikut :

46

Laporan Kerja Praktek

value=

p− pmin span ' + p ' min span

Contoh : Sebuah Flow Transmitter dengan range 120-341 m3/s menunjukkan nilai penunjukkan 175.25 m3/s , berapa semestinya besar sinyal arus saat itu ? Diketahui: p = 175.25 m3/s pmin

= 120 m3/s

span

= |pmax - pmin| = |340 m3/s – 120m3/s | = 220

span’

= |p’max – p’min| = |15mA – 3mA |

Maka : value=

p− pmin spa n ' + p' min span

value=

175.25−120 12+3 220

val ue=0.25 x 12+3 value=8 mA

= 12 p’min

= 3mA

3.4 Proses kerja Boiler 940 B-2 Komponen luar yang masuk kedalam furnace boiler adalah udara bertekanan dari FDF, MP steam, dan HBW. Sedangkan komponen yang keluar dari boiler sebagai produk adalah HP steam.

47

Laporan Kerja Praktek

HP Steam Header

Steam Drum

Economier

Superheater

FDF MP Steam FO Supply FG Supply

Water Drum

HBW BFW

Gambar 17. Boiler

Boiler Feed Water (BFW) yang sebelumnya telah diolah di unit demineralisasi dan deaerator kemudian dipompakan menuju boiler menggunakan pompa 940-P2A/B/C. Tube BFW masuk melintasi water drum kemudian economizer untuk meningkatkan suhunya sekaligus menurunkan suhu stack (cerobong asap) akibat panas gas buang boiler. BFW yang telah ditingkatkan temperaturnya tadi kemudian masuk kedalam steam drum. BFW kemudian akan bersirkulasi melintasi steam drum – water drum dikarenakan adanya perpindahan kalor pada BFW. BFW akan berubah fasa menjadi uap pada steam drum, uap ini kemudian disirkulasikan kembali melewati superheater agar didapat uap yang lebih kering dan bertekanan tinggi, disebut

48

Laporan Kerja Praktek

juga HPS (High Pressure Steam) yang bertekanan 42,9 kg/cm 2 dan suhu 398oC. Selama beroperasi nyala api pada burner tidak diperbolehkan mengenai dinding pipa / tube boiler karena dapat menyebabkan terjadinya hot spot pada bagian yang terkena api secara langsung. Apabila hal ini terjadi dapat mengakibatkan kerusakan pada tube tersebut. Jadi pemanasan yang terjadi adalah pemanasan secara tidak langsung / radiasi. Sistem kontrol Boiler 940-B2 menggunakan Boiler Management System (BMS) yang terhubung dengan jaringan DCS (Distributed Control System). DCS adalah sistem pengontrolan proses industri yang terdistribusi baik secara fungsional maupun secara geografis, yang terdiri dari berbagai macam jenis dan tipe hardware yang saling berinteraksi untuk melakukan fungsi pengendalian proses dalam suatu jaringan dengan menggunakan kabel fiber optic, kabel koaksial, dan atau UTP (Unshielded Twisted Pair) sebagai media penghubungnya DCS memungkinkan pengontrolan sekaligus pengawasan secara real-time terhadap suatu proses sekaligus melakukan self-tuning melalui perhitungan matematis kompleks agar sistem bekerja optimal. PT. Pertamina RUII menggunakan DCS dari vendor Foxboro I/A Series, dimana pengontrolan unit pada area Utilities dilakukan didalam Utilities Control Room, didalam ruangan ini para operator melakukan tugas supervisory terhadap unit di komplek Utilities HDC. Pengontrolan disini berbasis HMI (Human to Machine Interface), sehingga memudahkan operator melakukan tugas mereka.

Gambar 18. Tampilan HMI pengontrolan Boiler 940-B2

Untuk BMS (Boiler Management System) pada komplek 940, PT Pertamina RUII menggunakan PLC Triconex). BMS melakukan kontrol terhadap startup sequence, shut-down sequence, dan Emergency Shutdown System (ESD).

49

Laporan Kerja Praktek

Triconex menggunakan tiga modul prosessor utama (main processor) yang berfungsi untuk mengendalikan tiga channel yang terpisah, fitur ini disebut juga Triple Modular Redundancy (TMR). Masing-masing main processor beroperasi secara paralel dengan dua prosesor lainnya. Setiap channel pada modul masukan (input) membaca data proses dan melewatkan informasi tersebut menuju main prosessor pada channel tersebut.

Gambar 19. Konfigurasi Triconex TMR

Pada setiap scan time, tiap Main Processor akan mengeksekusi program dan mengirimkan keluaran kepada modul output. Voter akan memvoting data

50

Laporan Kerja Praktek

keluaran pada modul output untuk mengkompensasi kesalahan yang mungkin terjadi pada main processor. Bila Voter mendeteksi terdapat perbedaan hasil kalkulasi pada salah satu main processor dibandingkan dengan main processor lainnya, Voter akan menghentikan transmisi output pada main processor yang bermasalah tersebut. Melakukan langkah self-repair, lalu menghidupkan alarm agar segera dilakukan pengecekan oleh operator. Dengan sistem seperti ini, sangat kecil kemungkinan terjadi spurious trip. Karena saat salah satu prosessor bermasalah, prosessor lainnya tetap bekerja. Selain fitur TMR tadi, PLC ini juga dapat bekerja sama dengan sistem DCS (Distributed Control System) beberapa vendor ternama, sehingga sangat memungkinkan penggunaan unit kontrol dan modul komunikasi dari vendor berbeda dengan kelebihan masing-masing.

3.5Data Spesifikasi Boiler 940-B-2 Spesifikasi berdasarkan Combustion Engineering (USA) : Type

: 25 VP-14W

Design and construction

: Combustion Engineering

Manufacturing

: Stein Et Roubix Espanola

Superheated steam rating

: 68 Ton/hour

Superheated steam pressure

: 42,9 Kg/cm2

Superheated steam temperature

: 398۫C

Feed water temperature

: 121۫C

Weight empty w/o fan, ducts

: 103,4 Ton

51

Laporan Kerja Praktek

Weight water filled w/o accessories

: 138,25 ton

Continuous blowdown

: 5%

Fuel

: Fuel oil, Fuel Gas

Furnace Type

: Pressurized

Boiler design pressure

: 49,5 Kg/cm2

3.5.1 Furnace Furnace didesain dari type water-wall tangent tube (water tube type). Pipa berdiameter 3” seam welded digunakan untuk memastikan kekuatan tube dan untuk menghindari tube failure akibat pembakaran yang berlebihan.

3.5.2 Water wall : Tube outside diameter

: 76.1 mm

Tube thickness

: 3.6 mm

Furnace volume

: 80.6 m3

3.5.3

Steam Superheater

Superheater didesain untuk menaikan temperature uap hingga 398۫C dengan spesifikasi sebagai berikut : Inlet Header  Tube

: Seamless drawn steel

 Outside diameter

: 273 mm

 Material quality

: SA 106 Gr. B

16 Panel forned one by 12 double tubes  Tube

: Seamless drawn steel

 Outside diameter

: 47.5 mm

 Thickness

: 5 mm

 Material

: SA 123 T2 dan T22

52

Laporan Kerja Praktek

Outlet header    

Tube Outside dimeter Material Heating surface

: Seamless drawn steel : 273 mm : A 335 Gr.P2 : 99.5m2

3.5.4 Economizer Economizer memanfaatkan energi panas dari sisa pembakaran fuel, kemudian panas ini digunakan untuk menaikkan suhu BFW. Spesifikasi economizer : Type

: Bare Tube (in line)

Gases run

: Up going

Water run

: Down going

Element number

: 37

Tubes per element

: 20

Number of tubes

: 740

Tubes O.D

: 51 mm

Tube thickness

: 5 mm

Tube material quality

: SA 192

Transverse pitch

: 76 mm

Longitudinal pitch

: 101.6 mm

3.5.5 Fuel Boiler 940-B2 menggunakan dua jenis bahan bakar, fuel oil dan fuel gas. Fuel oil digunakan sebagai main fuel, sedangkan fuel gas digunakan sebagai pilot. Berikut spesifikasi bahan bakar Boiler 940-B2 :

Fuel Oil High Heating Value (HHV)

: 10,286 Kcal/Kg

Low Heating Value (LHV)

: 9,706 Kcal/Kg

Sulphur Content

: 2,47 % max

Viscosity at 37,8۫C

: 269,3 cst 53

Laporan Kerja Praktek

Viscosity at 76۫C

: 44 cst

Pressure at header

: 3.5 Kg/cm2

Fuel Gas High Heating Value (HHV)

: 12,900 Kcal/Kg

Low Heating Value (LHV)

: 11,750 Kcal/Kg

H2S, volume

: 0.2 %

3.6 Gerbang Logika Gerbang logika yaitu rangkaian dengan satu atau lebih dari sinyal masukan (input) tetapi hanya menghasilkan satu sinyal keluaran (output). Gerbang logika merupakan rangkaian digital yang hanya mengenal dua keadaan yaitu 0 dan 1. Gerbang Logika yang sering dipakai dalam menganalisa suatu rangkaian dalam sistem shutdown adalah gerbang NOT, gerbang OR dan gerbang AND. 3.6.1

Gerbang logika NOT Gerbang NOT/Inverter (pembalik) adalah gerbang dengan satu sinyal masukan dan satu sinyal keluaran, dan keadaan keluarannya selalu berlawanan dengan keadaan masukannya. Jadi keluaran dari gerbang NOT adalah komplemen dari masukannya.

Gambar 20. Gerbang NOT

A

Q

0

1

1

0

54

Laporan Kerja Praktek

Gambar 21. Tabel kebenaran gerbang NOT

3.6.2

Gerbang Logika OR Gerbang logika OR adalah gerbang logika yang memiliki dua atau lebih sinyal masukan, yang dihubungkan secara paralel dan memiliki satu sinyal keluaran. Jika salah satu atau semua inputnya mempunyai logika 1, maka outputnya akan berlogika 1.

Gambar 22. Gerbang OR

A

B

Q

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

55

Laporan Kerja Praktek

Gambar 23. Tabel Kebenaran Gerbang OR

3.6.3

Gerbang logika AND Gerbang logika AND adalah gerbang logika yang memiliki dua atau lebih sinyal masukan, yang dihubungkan secara seri dan memiliki satu sinyal keluaran. Output logikanya akan 1 apabila semua inputnya berlogika 1.

Gambar 24. Simbol Gerbang AND

A

B

Q

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

Gambar 25. Tabel Kebenaran Gerbang AND

56

Laporan Kerja Praktek

BAB IV PEMBAHASAN

4.1 Pengenalan ESD ESD (Emergency Shutdown System) adalah suatu sistem yang digunakan untuk menjaga agar semua alat atau komponen yang digunakan dalam suatu proses berada dalam keadaan aman jika terjadi kondisi yang tidak diinginkan (process failure). Sistem keselamatan / keamanan produksi didalam industri minyak dan gas bumi memegang peranan sangat penting dimana hal ini menyangkut 57

Laporan Kerja Praktek

keselamatan peralatan dan manusia, faktor lain yang sangat terkait misalnya kehilangan jam kerja ataupun kehilangan aset perusahaan, oleh karena itu dipasanglah ESD yang berfungsi untuk menghindari atau mengurangi masalah-masalah tersebut.

4.2 Komponen ESD pada unit Boiler 940-B2 ESD pada Boiler 940-B2 diproses oleh PLC Triconex, yang mana dalam prosesnya dibutuhkan input dari field equipment (peralatan lapangan) sebelum diproses di PLC Triconex dan kemudian dari PLC Triconex memberikan output ke sistem untuk menghidupkan alarm atau menghentikan proses (trip). Semua sistem proteksi ini saling berhubungan satu dengan yang lainnya, bahkan PLC juga tersambung kedalam jaringan DCS agar semua sistem saling bekerja sama untuk menghasilkan performa dan efisiensi optimal.

4.2.1 ESD Field Equipments pada Boiler 940-B2  940-FT-73AE

: Transmitter combustion air

 940-FT-73BE

: Transmitter combustion air

 940-FT-73B

: Transmitter purging air

 940-LSL-133

: Boiler water level low switch

 940-LSLL-1122

: Boiler water level very low switch

 940-PSH-1130

: Steam pressure switch

 940-PSH-1126

: Combustion chamber pressure switch

 940-PSL-1082B

: Pilot gas pressure switch

 940-PSL-1098A

: Fuel oil pressure switch

 940-TSL-1094B

: Fuel oil temperature switch

 940-PDSL-1110

: Steam/F.O. diff. pressure switch

 940-PSL-1102

: Fuel gas pressure switch

 940-XY-1070

: Fuel gas supply solenoid valve

58

Laporan Kerja Praktek

 940-XY-1049A

: Pilot shut-off solenoid

 940-XY-1049B

: Pilot vent. shut-off solenoid

 940-XY-1049C

: Pilot shut-off solenoid

 940-BIS-1150A

: Pilot flame detector

 940-BIS-1150B

: Main flame detector

 Switch  Push button Central panel equipments  940-FSL-73AE

: Combustion air switch

 940-FSL-73BE

: Combustion air switch

 940-FSH-73B

: Purging air switch

 940-PB-12

: Emergency Stop push button

 Bypass key  Alarm

4.2.2 ESD Field Equipment Setting 940-B-2 Tag. No.

940-FSL-73AE

940-FSL-73BE

940-FSH-73B

Description Flow Switch Low (Transmitter Combustion Air 1)

Flow Switch Low (Transmitter Combustion Air 2)

Flow Switch High (Transmitter Purging Air)

Setting

T

17500 Nm3/Hr

√

(25%) 17500 Nm3/Hr

√

(25%) 24000 Nm3/Hr (35%)

59

A

√

Laporan Kerja Praktek

940-LSL-133 940-LSLL-1122

Level Switch Low (Steam Drum) Level Switch very Low (Steam Drum)

940-PSH-1130

Pressure Switch High (Steam)

940-PSH-1126

Pressure Switch High (Furnace)

940-PSL-1098A

Pressure Switch Low (Fuel Oil)

940-PSL-1098B

Pressure Switch Low (Fuel Oil)

940-TSL1094A 940-TSL-1094B 940-PDSL-1110

940-PSL-1102

940-PSL-1082A

940-PSL-1082B

25%

√

20%

√

47.5

500

1.5

2.5 Kg/Cm2

Temperature Switch low (Fuel Oil)

550C

Pressure Differential Switch Low

0.4

(Steam/F.O)

Kg/Cm2

Pilot)

√

Kg/Cm2

600C

Pressure Switch Low (Fuel Gas to

√

mm.W.C

Temperature Switch low (Fuel Oil)

Pressure Switch Low (Fuel Gas)

√

Kg/Cm2

√

√ √ √

0.5

√

Kg/Cm2 1 Kg/Cm2

Pressure Switch Low (Fuel Gas to

0.5

Pilot)

Kg/Cm2

√

Gambar 26. ESD equipments setting

Salah satu final element penting pada pengontrolan Boiler adalah Solenoid Valve. Pada kondisi normal operasi (semua nilai setting equipment terpenuhi) solenoid akan terus energized sehingga katup terbuka dan fuel dapat mengalir menuju burner. Jika terjadi ketidak stabilan dimana nilai variabel-variabel yang dikendalikan tidak lagi sesuai dengan setting, maka PLC akan memberikan output logika nol sehingga arus listrik menuju solenoid terputus. Solenoid akan deenergized dan aliran udara bertekanan menuju shut-off valve terputus, shut-off valve yang bersifat ATO (Air To Open) akan menutup dan 60

√

Laporan Kerja Praktek

menghambat aliran fuel menuju burner , burner kehilangan sumber bahan bakar kemudian boiler akan shutdown. Umumnya shut-off valve yang dikendalikan solenoid valve bersifat ATO, namun Pada beberapa kondisi terdapat juga shut-off valve yang bersifat ATC (Air To Close) ; shut-off valve pada pilot gas vent misalnya. Shut-off Valve ini akan membuka saat terjadi trip, sehingga tekanan gas propana didalam pipa pilot dapat dilepas keudara.

4.3 Parameter kerja ESD Beberapa parameter yang dapat menyebabkan terjadinya boiler shutdown jika kondisi normal tidak terpenuhi, antara lain:  Pilot burner shutdown  Fuel oil burner shutdown  Boiler total shutdown

4.3.1 Pilot Burner Shutdown Pilot burner adalah pembakar berukuran kecil yang menggunakan bahan bakar gas propana,yang dinyalakan setelah proses purging selesai, dan akan tetap

bekerja

walau

main

burner

sudah

menyala.

Variabel

yang

mempengaruhi Pilot Burner Shutdown adalah:

 Pilot Gas Low Pressure (940-PSL-1082B) Pressure Switch PSL-1082B bersifat Normally Open. Akan menjadi Close bila tekanan pilot gas diatas 0.5 Kg/Cm2. Bila switch ini open (tekanan turun), maka alarm PAL-1082B akan aktif (karena terdapat gerbang NOT pada input alarm) ; gerbang logika AND juga berubah statement menjadi logika 0 lalu men-deenergized pilot solenoid XY-1049A/B/C. Burner akan kehilangan pasokan bahan bakar dan boiler akan shutdown.

61

Laporan Kerja Praktek

 Pilot Flame Detector Fail (940-BIS-1150A) Pilot burner akan shutdown jika flame detector BIS-1150A mendeteksi tidak ada nyala api pada burner.

Gambar 27. Pilot Instrumentation Diagram 940-B2

62

Laporan Kerja Praktek

Gambar 28. Pilot Burner ESD Logic

4.3.2 Fuel Oil Burner Shutdown Fuel oil burner adalah pembakar utama yang menggunakan fuel oil. Fuel oil merupakan bahan bakar berat sulit yang menguap dan gampang membeku pada suhu kamar. Untuk menghindari fuel oil membeku didalam tube maka fuel oil dijaga agar terus bersirkulasi (mendapat tekanan), juga dengan memanaskan tube fuel oil menggunakan MP steam. Sebelum masuk kedalam burner, fuel oil harus

dikabutkan menggunakan atomizing steam agar

dihasilkan partikel fuel oil yang lebih kecil, menyebar, dan gampang disulut. Sumber atomizing steam sendiri menggunakan MP Steam.

63

Laporan Kerja Praktek

Gambar 29. Fuel Oil Instrumentation Diagram 940-B2

Variabel yang mempengaruhi shutdown Fuel Oil burner :  Fuel Oil Low Pressure (940-PSL-1098A) Pressure Switch PSL-1098A bersifat Normally Open. Akan menjadi close bila tekanan fuel oil diatas 1.5 Kg/Cm2. Jika switch ini open (tekanan FO turun), timer akan menunggu hingga 5 detik sebelum akhirnya alarm PAL1098 aktif (karena terdapat gerbang NOT pada input alarm) ; gerbang logika AND juga berubah statement menjadi logika 0 lalu mendeenergized pilot solenoid XY-1051. Shut-off valve akan menutup, burner lalu kehilangan pasokan bahan bakar dan boiler trip.

 Fuel Oil Low Temperature (940-TSL-1094B) Temperature Switch TSL-1094B bersifat Normally Open. Akan menjadi Close bila temperatur fuel oil diatas 55oC. Bila switch ini open (temperatur turun), maka alarm PAL-1098 akan aktif (karena terdapat gerbang NOT pada input alarm) ; gerbang logika AND juga berubah statement menjadi logika 0 lalu men-deenergized pilot solenoid XY-1051. Shut-off valve akan menutup, burner lalu kehilangan pasokan bahan bakar dan boiler trip. Penurunan suhu fuel oil dapat disebabkan oleh turunnya tekanan MP Steam pemanas tube fuel oil. Suhu fuel oil yang rendah dapat mengakibatkan fuel oil menjadi sulit terbakar dan meninggalkan residu pada burner. Residu ini suatu waktu dapat terbakar sendiri (self ignited) dan hal ini sangat berbahaya karena dapat merusak komponen didalam furnace. 64

Laporan Kerja Praktek

 Steam / Fuel Oil Differential low Pressure (940-PDSL-1110) Pressure Switch PDSL-1010 bersifat Normally Open. Akan menjadi Close bila selisih tekanan antara fuel oil dan Atomizer Steam lebih dari 0.4 Kg/Cm2. Dan akan menjadi open jika tekanan turun dibawah setting selama 5 detik, diikuti dengan alarm PDAL-1010 yang aktif (karena terdapat gerbang NOT pada input alarm) ; gerbang logika AND juga berubah statement menjadi logika 0 lalu men-deenergized pilot solenoid XY-1051. Shut-off valve akan menutup dan boiler shutdown. Selisih tekanan ini harus dijaga agar didapat kabut bahan bakar yang baik. Terlalu banyak Atomizing Steam akan menurunkan suhu fuel oil, sehingga fuel oil sulit terbakar.

 Main Flame Detector Fail (940-BIS-1150B) Fuel oil burner akan shutdown jika flame detector BIS- 1150B mendeteksi tidak ada nyala api pada burner. Diagram gerbang logikanya dapat dilihat dibawah ini :

65

Laporan Kerja Praktek

Gambar 30. Main flame ESD Logic

4.3.3 Boiler Total Shutdown Dalam kondisi normal operasi, boiler tidak akan shutdown selama seluruh equipment yang tergabung dalam Common Interlock Satisfied (CIS) terpenuhi dan tidak ada kegagalan flame. Common Interlock Satisfied merupakan kondisi yang harus dipenuhi oleh boiler pada saat akan dioperasikan (start-up permissive).

HP STEAM

940- PSH-1130 940- LSLL- 1122

940- LSL-133

ECONOMIZER STEAM DRUM

940- FT- 73AE 940- FT-73BE

FDF

940- BIS-1150A

FUEL 940- BIS-1150B 940- PSH- 1126

To Continuos Blowdown ( V2) WATER DRUM

HBW

66

Laporan Kerja Praktek

Gambar 31. Instrumentation Diagram 940-B2

Variabel yang mempengaruhi tergabung didalam CIS :  Low Level Steam Drum (940-LSL-133) Level Switch LSL-133 bersifat Normally Open. Akan menjadi Close bila level steam drum diatas 25%. Bila switch ini Open (level turun), timer akan menunggu selama 30 detik sebelum akhirnya alarm LAL-133 akan aktif (karena terdapat gerbang NOT pada input alarm) ; gerbang logika AND juga berubah statement menjadi logika 0 lalu men-deenergized pilot solenoid XY-1051. Shut-off valve akan menutup, burner lalu kehilangan pasokan bahan bakar dan boiler trip. Penurunan level BFW pada steam drum dapat terjadi karena adanya kebocoran tube, atau ada masalah pada unit pompa penyuplai BFW. Level BFW yang rendah dapat meningkatkan temperatur steam drum, bila kondisi ini dibiarkan bukan tidak mungkin untuk terjadi fracture pada tube.

 Very Low Level Steam Drum (940-LSLL-1122) Level Switch LSLL-1122 bersifat Normally Open. Akan menjadi Close bila level steam drum diatas 20%. Sebenarnya peran switch ini telah terwakili oleh 940-LSL-133. Namun bila LSL-133 mengalami masalah, switch ini memastikan bahwa sistem trip berjalan bila level steam drum turun hingga 20%.

67

Laporan Kerja Praktek

 Steam Drum High Pressure (940-PSH-1130) Pressure Switch PSH-1130 bersifat Normally Closed. Akan menjadi Open bila tekanan steam drum naik ≥ 47.5 Kg/Cm2. Ketika switch ini open, maka alarm PAH-1130 akan aktif (karena terdapat gerbang NOT pada input alarm) ; gerbang logika AND juga berubah statement menjadi logika 0 lalu men-deenergized pilot solenoid

XY-1051. Burner akan kehilangan

pasokan bahan bakar dan boiler akan shutdown.

 Furnace High Pressure (940-PSH-1126) Pressure Switch PSH-1126 bersifat Normally Closed. Akan menjadi Open bila tekanan furnace ≥ 500 mm.W.C. Ketika switch ini open, maka alarm PAH-1126 akan aktif (karena terdapat gerbang NOT pada input alarm) ; gerbang logika AND juga berubah statement menjadi logika 0 lalu mendeenergized pilot solenoid XY-1051. Burner akan kehilangan pasokan bahan bakar dan boiler akan shutdown. Kehilangan tekanan pada furnace dapat

diakibatkan

oleh

kebocoran.

Kehilangan

tekanan

dapat

mengakibatkan sirkulasi gas buang menjadi tidak optimal, hal ini berdampak turunnya kualitas flame pada burner.

 Loss of Combustion Air (940-FSL-73AE, 940-FSL-73BE) Flow Switch FSL-73AE/BE bersifat Normally Open. Akan menjadi Close bila aliran combustion air diatas 17500 Nm3/Hr atau 25%,. Ketika switch ini open (flow combustion air rendah), maka alarm FAL-73 akan aktif karena terdapat gerbang NOT pada input alarm ; gerbang logika AND juga berubah statement menjadi logika 0 lalu men-deenergized pilot solenoid XY-1051. Burner akan kehilangan pasokan bahan bakar dan boiler akan shutdown. Combustion air berperan sebagai salah satu unsur penting terciptanya api. Terdapat 3 unsur utama pembentukan api : Panas, bahan bakar, dan udara pembakar. Jika ketiga unsur ini bersatu dengan kadar tertentu, munculah reaksi kimia yang disebut api.

68

Laporan Kerja Praktek

 Emergency Stop Push Button (940-PB-12) Kontak saklar Normally Closed. Akan menjadi Open saat ada aktuasi pada saklar, dan mengakibatkan main burner menjadi shutdown. Berikut diagram gerbang logikanya :

Gambar 32. CIS Logic

69

Laporan Kerja Praktek

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan 1.

Emergency Shutdown System (ESD) sangat penting dalam menjaga agar boiler bekerja pada kondisi yang aman, baik terhadap manusia (pekerja), peralatan maupun proses.

2.

Parameter atau variabel yang perlu diperhatikan dalam sistem ESD Boiler 940-B2 adalah; water level, steam pressure, furnace temperature, combustion air, fuel (gas, oil) pressure, steam/F.O. Diff. pressure serta fuel oil temperature. Boiler akan shutdown jika salah satu dari parameter tersebut tersebut kondisinya tidak normal.

3.

Solenoid valve merupakan final elemen dalam pengendalian shutdown Boiler.

5.2 Saran 1.

Perlu adanya persediaan cadangan instrument equipments terutama yang berkaitan dengan ESD, untuk mempercepat proses perbaikan jika terjadi kerusakan.

2.

Peningkatan koordinasi antara pihak operator lapangan dan maintenance executor.

3.

Penambahan man-power pada Instrument HDC MA3.

4.

Perlu adanya buku Panduan Pelaksanaan Kerja Praktek sebagai pegangan bagi mahasiswa saat proses KP.

70

Laporan Kerja Praktek

5.

Perlu adanya sebuah forum khusus bagi peserta, calon, maupun yang telah melaksanakan KP untuk berbagi pengalaman, tips, dan informasi berharga lain. Agar kualitas mahasiswa calon peserta KP terus meningkat tiap tahunnya.

Antoni, R

71