adhitya kurniawan_2as411100102

i

Laporan Kerja Praktek Bentuk-2

SISTEM PROTEKSI DAN PENENTUAN TINGKAT

KEAMANAN DENGAN PERHITUNGAN NILAI SAFETY

INTEGRITY LEVEL (SIL) PADA TURBIN OUTLET

TEMPERATUR DI PT. SIEMENS INDONESIA, PG O&M

MUARA TAWAR BEKASI

(25 Juni 2014 s/d 25 Juli 2014)

Adhitya Kurniawan NRP 2411100102

PROGRAM STUDI S-1

JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

2014

ii

Halaman ini memang dikosongkan

iii

Field Work Report Type-2

SISTEM PROTECTION AND DETERMINATION OF

SAFETY LEVEL BY CALCULATING SAFETY INTEGRITY

LEVEL AT TURBIN OUTLET TEMPERATURE PT.

SIEMENS INDONESIA, PG O&M MUARA TAWAR BEKASI

(25 Juni 2014 s/d 25 Juli 2014)

Adhitya Kurniawan NRP 2411100102

DEPARTMENT OF ENGINEERING PHYSICS

FACULTY OF INDUSRIAL TECHNOLOGY

SEPULUH NOPEMBER INSTITUTE OF TECHNOLOGY

SURABAYA 2014

iv

Halaman ini sengaja dikosongkan

v

Dosen Pembimbing

Dr.rer.nat. Ir Aulia MT. Nasution,

MSc

NIPN 19540406 198103 1 003

LEMBAR PENGESAHAN




TEMPERATURE DI PT. SIEMENS INDONESIA, PG O&M

MUARA TAWAR BEKASI

(25 Juni 2014 s/d 25 Juli 2014)

Adhitya Kurniawan 2411100102

Telah menyelesaikan MK TF 091274 Etika Rekayasa dan Kerja

Praktek sesuai dengan silabus dalam kurikulum 2009/2014 Program Sarjana.

Bekasi, 24 Juli 2014

Mengetahui,

Surabaya, 2 Desember 2014

Mengetahui,

Mengetahui,

Maintenance Manager

Hermes Peter P

Pembimbing Lapangan

Yongki A.K.

Ketua Jurusan Teknik Fisika

Dr. Ir. Totok Soehartanto, DEA

NIP. 19650309 199002 1 001

vi

Halaman ini sengaja dikosongkan.

vii




TEMPERATURE DI PT. SIEMENS INDONESIA, PG O&M

MUARA TAWAR BEKASI

Nama Mahasiswa : Adhitya Kurniawan

NRP : 2411 100 102

Jurusan : Teknik Fisika

Dosen Pembimbing : Dr.rer.nat. Ir Aulia MT. Nasution,

MSc

ABSTRAK

PT. Siemens Indonesia PG O&M Muara Tawar merupakan

perusahaan yang menangani masalah operasional dan perawatan

sistem pembangkit listrik tenaga gas (PLTG) yang dimiliki oleh

PJB. Turbin outlet temperature merupakan suhu yang keluar pada

combustion chamber, sistem proteksi pada turbin outlet

temperatur berkerja untuk melindungi blade turbin agar terhindar

dari korosi dan overheated yang disebabkan karena tingginya

suhu pada pembakaran. Sistem proteksi turbin outlet temperatur

dibentuk menjadi 3 trip channel yang terpisah yaitu channel A, B

dan C. Apabila penunjukan over temperatur hanya 1 channel,

turbin tidak akan trip, tetapi apabila signal trip dua atau lebih

dianata channel-channel, Turbin akan trip. Selain itu dilakukan

juga perhitungan safety integrity level (SIL) agar dapat diketahui

tingkat keamanan dari turbin outlet temperatur. Didapatkan nilai

SIL dari turbin outlet temperatur pada SIL 1

Kata Kunci : Sistem Proteksi, Turbin Outlet Temperatur, SIL

viii

Halaman ini sengaja dikosongkan. AB

ix

SISTEM PROTECTION AND DETERMINATION OF

SAFETY LEVEL BY CALCULATING SAFETY INTEGRITY

LEVEL AT EXHAUST TURBIN TEMPERATURE PT.

SIEMENS INDONESIA, PG O&M MUARA TAWAR BEKASI

Name : Adhitya Kurniawan

NRP : 2411 100 102

Departement : Engineering Physics

Supervisor : Dr.rer.nat. Ir Aulia MT. Nasution,

MSc

ABSTRACT

PT. Siemens Indonesia PG O & M Muara Tawar is a

company that handles operations and maintenance of gas turbin

for power generation system owned by PJB. Exhaust turbin

temperature is the temperature in the combustion chamber.

Turbine protection system at the exhaust temperature works to

protect the turbine blade in order to avoid corrosion and

overheated due to the high temperature of the combustion.

Exhaust temperature protection system is formed into three

separated channels trip. Those channel are A, B and C. If the

over-temperature signal indicates only one channel, the turbine

will not trip. But if the trip signals between two or more channels,

Turbine will trip. The researcher also calculate safety integrity

level (SIL) in order to know the level of security of the exhaust

turbin temperature. SIL value obtained from the exhaust turbin

temperature is the SIL 1

Keywords: System Protection, exhaust turbin temperature, SIL

x


xi

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah kami panjatkan kehadirat Allah SWT,

berkat rahmat dan hidayah-Nya kegiatan Kerja Praktek di PT.

Siemens Indonesia, PG O&M Muara Tawar Bekasi selama satu

bulan mulai tanggal 25 Juni 2014 sampai 25 juli 2014 dengan

judul Sistem Proteksi dan Penentuan Tingkat Keamanan dengan

Perhitungan Nilai Safety Integrity Level (SIL) Pada Turbin Outlet

Temperatur di PT. Siemens Indonesia, PG O&M Muara Tawar

Bekasi dapat terlaksana dengan baik sampai akhirnya laporan

Kerja Praktek ini dapat penulis susun hingga selesai.

Terimakasih dan penghargaan setinggi-tingginya penulis

sampaikan kepada:

1. Allah SWT dan firman-firman-Nya, karena atas kuasa-Nya-lah dan firman-Nya yang menguatkan penulis untuk

dapat menyelesaikan laporan Kerja Praktek ini.

2. Kedua orangtua dan kaka-kaka tercinta yang senantiasa memberikan dukungan dan doa.

3. Bapak Dr. Ir. Totok Soehartanto, DEA selaku Ketua Jurusan TF-ITS.

4. Bapak Dr.rer.nat. Ir Aulia MT. Nasution, MSc, MT selaku dosen pembimbing Kerja Praktek TF-ITS.

5. Seluruh Dosen Teknik Fisika FTI-ITS yang telah memberikan dukungan dan ilmunya kepada penulis.

6. Bapak Hermes Peter P selaku Maintenance Manager PT. Siemens Muara Tawar yang telah mengijinkan saya untuk

melakukan kerja praktek disini.

7. Bapak Yongki, Mas Arief dan Mas Hadi selaku Pembimbing Kerja Praktek yang telah memberikan

ilmunya dan sabar dalam memberikan bimbingan.

8. Mas Arief, Mas Syukron dan Mas Hadi yang telah mengijinkan saya untuk tinggal di kontrakan mereka.

xii

9. Seluruh pegawai PT. Siemens dalam departemen Maintenance yang telah meluangkan waktunya untuk

memberikan ilmu keindustrian.

10. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Fisika, khususnya Jordy Anugrah Wirapratama, Muhammad Rozaqur Rokhim dan

Yosua Sandy Nugraha selaku partner Kerja Praktek

11. Seluruh teman-teman dan segala pihak yang tidak dapat penulis sebut satu persatu terimakasih atas segala

bantuannya.

Penulis menyadari bahwa penyusunan laporan ini masih jauh

dari sempurna. Untuk itu saran serta kritik yang membangun

sangat diharapkan. Semoga laporan ini bermanfaat bagi kita

semua. Akhir kata penulis mohon maaf atas setiap kesalahan yang

dilakukan selama pelaksanaan sampai penyusunan laporan ini.

Surabaya, 3 Desember 2014

Penulis.

xiii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL.................................................................... v PAGE KOVER ...........................................................................iii LEMBAR PENGESAHAN ......................................................... v ABSTRAK .................................................................................. vii ABSTRACT ................................................................................. ix DAFTAR ISI .............................................................................xiii DAFTARGAMBAR .................................................................. xv DAFTAR TABEL .................................................................... xvii BAB I1 PENDAHULUAN .......................................................... 1

1.1 Latar Belakang .................................................................... 1 1.2 Tujuan .................................................................................. 2 1.3 Materi .................................................................................. 2 1.4 Jadwal Kerja Praktek ........................................................... 3

BAB II PROFIL UMUM PERUSAHAAN................................ 5 2.1 Gambaran Umum Perusahaan ............................................. 5 2.2 Visi dan Misi Perusahaan .................................................... 5 2.3 Perkembangan Siemens di Indonesia .................................. 6 2.4 Struktur Organisasi .............................................................. 8

BAB III SISTEM PROTEKSI DAN PENENTUAN

TINGKAT KEAMANAN DENGAN PERHITUNGAN NILAI

SAFETY INTEGRITY LEVEL (SIL) PADA TURBIN

OUTLET TEMPERATUR DI PT. SIEMENS INDONESIA,

PG O&M MUARA TAWAR BEKASI ................................... 11 3.1 Turbin Outlet Temperatur .................................................. 11

3.1.1 Corrected turbine exhaust temperature (TATK). ...... 12 3.1.2 Sensor suhu ................................................................. 14 3.1.3 Logic solver (PLC S5) ................................................ 18 3.1.4 ESD (Emergency Shutdown) ...................................... 19 3.1.5 logika Protection turbin outlet temperatur ................. 19

3.2 Penentuan Nilai Safety Integrity Level (SIL) Turbin Outlet Temperature ............................................................................ 31

xiv

3.2.1 Safety Instrument System (SIS) ................................. 32 3.2.2 Safety Integrity Level (SIL) ........................................ 34 3.2.3 Laju Kegagalan ........................................................... 36 3.2.4 Probability Failure Demand (PFD) ........................... 37 3.2.5 Analisa Nilai SIL ........................................................ 38

BAB IVPENUTUP ..................................................................... 41 5.1 Kesimpulan ........................................................................ 41 5.2 Saran .................................................................................. 43

DAFTAR PUSTAKA ................................................................ 45

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1 Perhitungan Outlet Turbin Calculation .................. 13

Gambar 3.2 Sensor suhu PT100 ................................................ 16

Gambar 3.3 Turbine Outlet Configuration ................................ 17

Gambar 3.4 Turbine Outlet Configuration ................................ 18

Gambar 3.5 PLC S5 ................................................................... 19

Gambar 3.6 31MBA22CT102B (D001) .................................... 20

Gambar 3.7 31MBA22CT102B (D002) .................................... 20

Gambar 3.8 31MBA22CT106B (D001) .................................... 21

Gambar 3.9 31MBA22CT106B (D002) .................................... 21

Gambar 3.10 31MYB01EZ141 (S001) ...................................... 23

Gambar 3.11 31MYB01EZ142 (S001) ...................................... 24

Gambar 3.12 31 MYB01EZ002 ................................................. 25

Gambar 3.13 31MYB01EZ001 .................................................. 26

Gambar 3.14 31MYB01EC001 (L006) ..................................... 26

Gambar 3.15 31MYB01EZ100 .................................................. 27

Gambar 3.16 31MYB01EC001 (L003) ..................................... 28

Gambar 3.17 31MYB01EC001 (L004) ..................................... 28

Gambar 3.18 31MYB01EZ141 (S002) ...................................... 30

Gambar 3.19 31MYB01EZ142 (S002) ...................................... 30

Gambar 3.20 Safety Instrumented Function [Wright,

Ph.D.,Raymond, 1999] ................................................................ 35

Gambar 3.21 Kurva Bathtub (Priyanta, 2000) ........................... 37

xvi


xvii

1. DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Jadwal Kegiatan Kerja Praktek ..................................... 4

Tabel 3.1 Safety Integrity Level [Wright, Ph.D.,Raymond, 1999]

..................................................................................................... 35

Table 3.2 Daftar Tingkat SIL dari Komponen komponen ....... 39

xviii


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Energi listrik mempunyai peranan yang sangat penting

dalam kehidupan, hampir segala usaha dan kegiatan manusia

menggunakan energi listrik. Alasan penggunaan energi listrik

adalah praktis dan ekonomis. Sistem tenaga listrik di Indonesia

berkembang pula mengikuti irama perkembangan pemakaian

tenaga listrik yang dilayaninya. Salah satunya adalah sistem

pembangkit listrik tenaga gas (PLTG). PLTG ini memanfaatkan

turbin gas untuk memutar generator yang nantinya dapat

menghasilkan listrik. Beberapa keuntungan pengembangan turbin

gas sebagai pembangikit listrik dan sebagai penyedia panas listrik

di industri adalah mudah diinstal, proses kerjanya tidak susah,

terutama cocok untuk menanggulangi beban puncak dan

dimensinya kecil. Salah satu perusahaan yang menangani masalah

pembangkit tenaga listrik adalah PT. Siemens indoneisa, PG

O&M Muara Tawar. Saat ini PT. Siemens Muara Tawar

menangani masalah operasional dan perawatan sistem

pembangkit listrik tenaga gas (PLTG) yang dimiliki oleh PJB.

Berdasarkan data dari jurusan maupun Institut, dalam tiga

tahun terakhir tidak ada lagi mahasiswa Teknik Fisika ITS yang

menjalankan program Kerja di PT. Siemens Indonesia. Namun

pada tahun 2009 ada mahasiswa yang melaksanakan kerja praktek

di PT Siemens Indonesia yakni Silvia Dwi Kinaka[1]

dengan

tema UP Grading Scada /HMI Cemat V4.1 To PCS 7 Scada

Wincc Cemat V7.1 For Cooler Plant And Cement Mill Plant At

Project Semen Baturaja. Sehingga sejauh pengetahuan penulis

belum pernah ada peserta didik Kerja Praktek Teknik Fisika yang

mengambil tema mengenai system safety pada turbin outlet

temperatur

Turbin outlet temperature memiliki dua fungsi, yakni sebagai

sistem pengendalian temperatur dan sebagai sistem proteksi.

Sistem pengendalian ini mengendalikan temperature turbin pada

2

combustion chamber, dan turbine exhaust agar tidak keluar dari

batas temperatur yang ditentukan. Jika sistem pengendalian

temperature ini gagal mengendalikan, maka sistem proteksi

langsung berkerja. Adapun istrumen-istrumen yang terdapat

dalam sistem proteksi turbin outlet temperatur adalah sensor suhu

Pt 100, Logic solver PLC S5 dan ES (Emergency Shutdown

Valve).

Berdasarkan hal tersebut, penulis tertarik untuk

mengetahui sistem proteksi pada turbin outlet temperatur dan

menghitung tingkatan Safety integrity level (SIL). SIL merupakan

tingkatan keamanan sebuah industri dimana semakin rendah

tingkatan SIL akan semakin buruk keamanannya

.

1.2 Tujuan Tujuan dari pelaksanaan kerja praktek PT Siemens Indonesia,

PG O&M Muara Tawar Bekasi ini antara lain :

a. Mengetahui sistem dan lingkungan kerja di PT. Siemens Indonesia, PG O&M Muara Tawar Bekasi

b. Mengetahui sistem proteksi dan nilai Safety Integrity Level (SIL) pada Turbin Outlet Temperature di PT.

Siemens Indonesia, PG O&M Muara Tawar Bekasi

1.3 Materi Materi yang diperoleh peserta didik terkait dengan tujuan

dilaksanakannya kerja praktek di PT Siemens Indonesia, PG

O&M Muara Tawar Bekasi berikut.

a. Materi 1 Materi 1 merupakan materi untuk menjalankan tujuan satu

yaitu memberikan gambaran nyata dunia industri kepada

mahasiswa. Adapun yang di pelajari adalah

a. Gambaran dan pengenalan umum tentang PT. Siemens Muara Tawar, Bekasi

b. Latar belakang dan sejarah PT. Siemens Muara Tawar, Bekasi

c. Struktur organisasi yang dipergunakan oleh PT. Siemens Muara Tawar, Bekasi

3

b. Materi 2 Materi 2 merupakan materi untuk menjalankan tujuan kedua

yaitu mengetahui sistem proteksi dan nilai Safety Integrity Level

(SIL) pada Turbin Outlet Temperatur di PT. Siemens Indonesia,

PG O&M Muara Tawar Bekasi

Materi yang dipelajari antara lain :

a. Studi sistem proteksi turbin outlet temperature. Turbin outlet temperature, merupakan temperature suhu

yang keluar pada combustion chamber, suhu yang berlebih

pada pembakaran ini dapat menyebabkan umur hidup

komponen pada daerah bagian gas panas turbin akan

menurun. Sistem proteksi akan berkerja jika suhu melewati

dari batas yang telah ditentukan.

b. Studi sistem logic proteksi pada turbin outlet temperatur Terdapat enam buah sensor suhu yang dipasang pada

turbin exhaust temperature. Keluaran sinyal dari keenam

buah sensor inilah yang akan menentukan suhu pada

pembakaran melebihi batas ambang atau tidak yang dapat

menyebabkan munculnya peringatan alaram atau

menebabkan turbin trip

c. Studi Pengambilan Data Failure Rate Merupakan sekumpulan data yang berisi tentang

tanggal kerusakan instrument beserta jenis kerusakan apa

saja yang terjadi pada instrument yang ada di PT Siemens

Indonesia, PG O&M Muara Tawar Bekasi.

d. Pengolahan data Data yang diperoleh dari lapangan berupa data laju

kegagalan dari komponen komponen penyusun turbin outlet temeperatur untuk kemudian diolah menjadi data

untuk menentukan nilai SIL turbin outlet temperatur

1.4 Jadwal Kerja Praktek Pada bagian ini akan dijelaskan mengenai jadwal kerja

praktek selama di PT Siemens Indonesia, PG O&M Muara Tawar

Bekasi sebagai berikut:

4

Tabel 1.1 Jadwal Kegiatan Kerja Praktek

No Kegiatan Minggu ke -

1 2 3 4 5 6 7 8

1 Mempelajari struktur organisasi

dan managemen perusahaan

2 Studi literatur proses di

perusahaan

3

Pengenalan plant

Pengenalan instrument instrument pada plant

Penentuan cara penyelesaikan

permasalahan pada plant

Penentuan penyelesaian masalah

manajerial

Pengumpulan data maintenance

4

Pengolahan data

Pembuatan draft laporan akhir

Penyerahan draft laporan akhir

Sedangakan jam kerja yang berlaku di PT. Siemens Muara

Tawar yaitu:

Jam kerja : 08.00 17.00 WIB Istirahat : 12.00 13.00 WIB

5

BAB II

PROFIL UMUM PERUSAHAAN

2.1 Gambaran Umum Perusahaan Pada 14 April 2013 Konsorsium Siemens memenangkan

tender pengadaan pembangkit untuk PLTG Muara Tawar di

Jakarta[1]

. Konsorsium ini mengalahkan dua pesaingnya, Alstom

dan Imego-GE dalam pengadaan 6 unit pembangkit berkapasitas

masing-masing 100-150 megawatt[1]

. Dalam proyek ini, Siemens

menawarkan kapasitas pembangkit sebesar 143,083 megawatt per

unit, dengan harga US$ 288,95 per kilowatt [1]

. Harga ini lebih

rendah dari harga yang ditawarkan Alstom sebesar US$ 373,94

per kilowatt, dengan kapasitas 139,038 megawatt per unit. [1]

.

Sementara, Imeco-GE menawarkan harga US$ 377,51 per

kilowatt, dengan kapasitas pembangkit 112 megawatt per unit[1]

.

Siemens menawarkan harga sebesar US$ 248,066 juta atau Rp

2,213 trilun untuk proyek ini. [1]

. Sementara, Alstom dan Imeco-

GE menawarkan harga sebesar US$ 311,950 juta (Rp 2,784

trilun) dan US$ 253,689 (Rp 2,246 triliun)[1]

. Enam unit

pembangkit tersebut berhasil dipasang dan mulai beroperasi pada

tahun 2005. Siemens Indonesia PG O&M (Power Generation

Operation & Maintenance) saat ini melakukan proyek operasi dan

perawatan 6 unit pembangkit Siemens hingga tahun 2015.

2.2 Visi dan Misi Perusahaan

Visi dari PT. Siemens Muara Tawar adalah Highest

performance with the highest ethics.

Misi dari PT. Siemens Muara Tawar adalah menjadi pelopor

dalam bidang:

6

a. Energy eficiency b. Industrial productivity c. Affordable and personalized healthcare d. Intellegent infrastructure solutions

2.3 Perkembangan Siemens di Indonesia

Pada tahun 2013 (1 Oktober 2012 - September 30, 2013),

penjualan Siemens 'untuk pelanggan di Indonesia sebesar EUR

214 juta, dan pesanan yang baru mencapai EUR 291 juta.

Siemens saat ini memiliki sekitar 1.880 karyawan di Indonesia.

Dalam 20 tahun terakhir, Siemens Indonesia telah

menginvestasikan lebih dari EUR 200 juta dalam ekspansi dan

modernisasi produksi kapasitas serta dalam pengembangan

sumber daya manusia. Pada Juni 2013, Siemens memperkenalkan

perkembangan terbaru turbin uap untuk pembangkit listrik panas

bumi hingga 120 MW di Jakarta. Perusahaan telah aktif di

Indonesia sejak 1855. Turbin milik Siemens menghasilkan lebih

dari 5.000 MW listrik di Indonesia.

Siemens menawarkan berbagai solusi dan layanan di

Indonesia, berupa Energi, Kesehatan, Industri, dan Infrastruktur

& Kota Sektor menempati posisi terkemuka

2.3.1. Energy Sector Siemens menerima order untuk dua unit turbin uap industri

SST-900 dari PT Cikarang Listrindo, produsen listrik swasta

terbesar (IPP) di Indonesia. Turbin, dengan output daya 145 MW

masing-masing, yang menjadi dipasang di Babelan di wilayah

Jakarta dan sekitarnya dari Bekasi dan akan menambah lebih dari

1.000 MW dari kapasitas daya terpasang untuk konsumen

industri. Di memesan untuk meningkatkan kehandalan listrik di

Pulau Sumatera, negara di Indonesia utilitas listrik Perusahaan

Listrik Negara, PT PLN (Persero) bermitra dengan Siemens untuk

7

membangun 275-kV gardu utama di Padang Sidempuan dan

Payakumbuh. Perintah itu didasarkan pada pengiriman turnkey

dan utama gardu akan menghubungkan backbone daya Sumatera

dari utara ke barat.

Siemens juga menerima pesanan dari sebuah perusahaan

perumahan milik negara PT Pembangunan Perumahan untuk

memasok PT Pelayanan Listrik Nasional Batam dengan dua

generator turbin gas industri SGT-800 dan satu turbin uap SST-

400 Unit. Sebuah konsorsium yang terdiri dari PT Inti Karya

Persada Tehnik dan PT Adhi Karya (Persero) Tbk. mendapat

kontrak untuk Siemens untuk memberikan Zimpro sistem

oksidasi udara basah. Teknologi ini akan menjadi bagian dari PT

Pertamina. Gundih pabrik pengolahan gas baru EP di Blora, Jawa

Tengah di Indonesia provinsi. PT Pertamina EP milik anak

perusahaan hulu perusahaan energi milik negara PT Pertamina

(Persero).

2.3.2. Healthcare Sector Siemens Layanan Remote (SRS), sistem diagnostik remote

untuk maksimum ketersediaan sistem, produktivitas yang lebih

tinggi dan biaya total kepemilikan yang lebih rendah memiliki

telah dipasang di lebih dari 100 peralatan di beberapa rumah sakit

nasional, termasuk rumah sakit Siloam, rumah sakit Ramsey

Internasional dan Gatot Subroto RSPAD. Siemens menerima

order dari rumah sakit setempat bereputasi tinggi jaringan Pondok

Indah Group untuk memasok Siemens atas baris medis

equipmenst yang terdiri dari dua unit MAGNETOM Skyra, 3-

Teslamagnetic resonance imaging (MRI) satu unit Somatom

Definisi Flash, a dual-sumber computed tomography (CT).

8

2.3.3. Industry Sector Di bidang solusi semen, Siemens merebut perintah untuk

meng-upgrade pabrik semen PT Indocement Tunggal Prakarsa,

semen publik produser. Sebagian besar dari proyek ini adalah

migrasi dari proses sebelumnya proses sistem kontrol pesaing

Cemat, PCS Simatic 7 berbasis sistem kontrol. Lingkup kerja

meliputi rekayasa perangkat lunak, menginstal input / output

modul, kontrol dan teknik stasiun,programmable logic controller

(PLC) pemrograman, tes sinyal, dan commissioning.

2.3.4. Infrastructure & Cities Sector 2013 marked the 13th year of cooperation between

Siemens and the stateowned electronic components maker, PT

LEN Industri. More than 720 units of Axle Counting Systems and

800 units of Point Machines from Siemens have been installed at

the Java and Sumatra railway lines by the local distributor for

railway signaling products and components.

2.4 Struktur Organisasi

Struktur Organisasi PG O&M Siemens Indonesia PG O&M

Siemens Indonesia dipimpin oleh seorang General Manager yang

membawahi :

1. Deputy Plant Manager 2. Secretary 3. QEHS Engineer

a. Chemist b. Safety Officer

4. Operation Manager a. Operation Engineers b. Shift Charge Engineers c. Operation Controller d. Operation Technician

5. Maintenance Manager

9

Maintenance manager dibantu oleh team assistant

untuk membawahi 3 Engineers.

a. I&C Engineer b. Electrical Engineer c. Mechanical Engineer-unit

6. Administration Manager a. Purchaser b. HR & Accounting c. Team Assistant d. Store Supervisor e. Store Assistant

11

BAB III


KEAMANAN DENGAN PERHITUNGAN NILAI

SAFETY INTEGRITY LEVEL (SIL) PADA TURBIN

OUTLET TEMPERATUR DI PT. SIEMENS

INDONESIA, PG O&M MUARA TAWAR BEKASI

Sistem proteksi merupakan sistem yang menjaga proses

supaya tetap aman ketika keadaan yang berbahaya dan tidak

diinginkan terdeteksi selain itu sistem proteksi juga berfungsi

menghasilkan output yang maksimal untuk melindungi turbin gas

dari kerusakan saat turbin dalam kondisi operasi sehingga

lifetimenya dapat lebih lama. Turbin outlet temperature memiliki

dua fungsi, yakni sebagai sistem pengendalian temperatur dan

sebagai sistem proteksi. Sistem kemanan terpisah dengan sistem

pengendalian dan tidak bergantung satu sama lainnya, namum

komponen sistemnya memiliki kesamaan.

3.1 Turbin Outlet Temperatur

Turbin outlet temperature merupakan temperature yang

keluar dari turbin pada exhaust trubin. Dimana turbin outlet

temperature ini sangat penting untuk mengetahui proses yang

terjadi pada turbin.

Pembatasan suhu sebenarnya dilakukan pada turbin inlet

yang terdapat suhu pengapian turbin. Apabila suhu pengapian

berlebih, umur hidup komponen pada daerah bagian gas panas

turbin akan menurun. Untuk itulah suhu di bagian pembakaraan

ini dirancang agar tidak melebihi dari batas suhu yang ditentukan.

Pada kenyataannya sangat sulit untuk untuk menghitung

suhu pengapian turbin secara akurat karena suhu inlet yang terlalu

12

tinggi menyebabkan masa operasional dari instrumentasi sensor

pengukur suhu sangat singkat. Selain itu untuk mendapatkan

sebuah pengukuran yang akurat dari suhu rata-rata pengapian

sangat sulit di karenakan ada beberapa variasi suhu pada

pembuangan gas-gas panas dari sistem pembakaran.

Untuk mengukur suhu pada daerah pembakaran dapat

dilakukan dengan mengukur suhu pada pembuangan turbin gas,

hal ini dikarenakan pada exhaust turbin beroperasi pada level

yang lebih rendah dengan lebih seragam campuran gas panas.

Menghasilkan lebih baik sampling dari suhu-suhu gas panas,

selain itu suhu yang tidak terlalu sama baiknya dengan umur

panjang untuk elemen pengukur suhu. Sistem dasar, karena itu,

mengukur suhu buang turbin gas dan menghitung suhu rata-rata

pengapian.

3.1.1 Corrected turbine exhaust temperature (TATK).

Berdasarkan teori untuk gas ideal, perhitungan pada

pembakaran api pada turbin exhaust dapat ditunjukkan oleh

persamaan dinyatakan berikut :

3.1

Dengan :

TF = Firing Temperatur

Tx = Exhaust Temperatur

PCD = Compressor Discharge Pressure (PSIA)

Px = Barometric Pressure (PSIA)

K = Expansion Ratio

Persamaan ini menggambarkan bahwa suhu pengapian turbin

(firing temperature) TF. adalah hasil dari suhu saluran buang

turbin (Tx) dikalikan dengan rasio pengembangan pada turbin,

disajikan kembali oleh Tekanan keluaran Kompresor,

13

Compressor Discharge Pressure (PCD), dan dibagi dengan

Tekanan Barometric (Px). Pengembangan rasio, ratio expansion

diisi dengan suatu konstanta (K), dimana berfungsi sebagai

sebagai karakteristik gas panas dan efisiensi mesin. PCD akan

berubah secara signifikan ketika turbin berubah kecepatannya.

Jarak yang relative kecil pada PCD/Px dihasilkan ketika

mesin beroperasi pada speed yang ditentukan sebagai suatu

perubahan kondisi udara masukan kompresor , tepat juga untuk

perubahan pada suhu sekitarnya atau pada tekanan barometric.

Karena rasio Pengembangan ini merupakan bagian dari

perhitungan yang mana mengubah sebuah suhu buang yang

dihitung kembali pada masukan turbin.

Berikut ini merupakan rumusan untuk menghitung

corrected turbine exhaust temperature pada SIMENS

MUARATAWAR BEKASI (TATK).

Gambar 3.1 Perhitungan Outlet Turbin Calculation

Dari rumusan diatas dapat bahwa sinyal yang keluar

dipengaruhi oleh nilai turbin outlet temperature, dan di pengaruhi

oleh masukan suhu pada kompresor dan kecepatan dari putaran

14

turbin itu sendiri. Temperatur pembakaran dapat ditentukan

melalui hubungan termodinamika sebagai fungsi exhaust

temperatur dan rasio tekanan kerja turbin, terakhir ditentukan

dari pengukuran tekanan keluaran compressor.

3.1.2 Sensor suhu

Sensor yang dipasang pada combustion chamber. dapat

menggunakan Thermocouple atau Pt 100. Berikut merupakan

keuntungan dan kerugian penggunaan kedua sensor tersebut.

a. Thermocouple

merupakan sebuah sensor suhu. Dimana jangkauan suhu

yang cukup luas dengan batasan kesalahan pengukuran kurang

dari 1 C. sistem dari temokople ini terdiri dari dua jenis kawat

logam konduktor yang digabung pada ujungnya sebagai ujung

pengukuran. Konduktor ini kemudian akan mengalami gradiasi

suhu dan dari perbedaaan suhu antara ujung Thermocouple /

ujung pengukuran dengan ujung kedua kawat logam konduktor

yang terpisah akan menghasilkan tegangan listrik. Hal ini bisanya

disebut sebagai termoelektrik. Paduan dari logam (metal alloy)

yang menghasilka tegangan yang berpadu lurus dengan perbedaan

antara kedua pasangan konduktor. Adapun jenis dari

Thermocouple antara lain :

a. Tipe K (Chormel (Ni-Cr alloy)/Alumel (Ni-Al alloy) yang

bisasa digunakan untuk mengukur rentang suhu antara -200

C hingga +1200 C

b. Tipe E (Chromel/constan (Cu-Ni alloy). Tipe E memiliki

output yang besar (68 uV/ C) membuatnya cocok

digunakan pada temperature rendah. Property yang lain

yaitu nano magnetik

c. Tipe J (iron/constanta ), hanya digunakan untuk mengukur

rentang suhu -40 C sampai +750 C sehingga jarang

15

digunakan disbanding tipe K. tipe J memiliki sensitivitas

sekitar 52 uV/ C

d. Tipe N (nicrosil (Ni-Cr-Si alloy)/Nisil (Ni-Si alloy), tipe ini

sangat stabil dan tahan terhadap oksidasi tinggi membuat

tipe N cocok untuk pengukuran suhu yang tinggi tanpa

platinum. Tipe ini dapat mengatur suhu diatas 1200C.

sensitivitas sekitar 39uV/C, pada 900 C Sedikit dibawah

tipe K. tipe N merupakan perbaikan dari tipe K.

e. Tipe T (cooper/constan), cocok untuk pengukuran antara -

200 C hingga 350 C. tipe T memiliki sensivitas 43 uV/ C

f. Thermocouple tipe B,R dan S adalah Thermocouple logam

mulia yang memiliki karakteristik hampir sama. Mereka

adalah Thermocouple yang sangat stabil, tetapi karena

sensivitasnya sangat rendah (sekitar 10 uV/ C) mereka

biasanya digunakan hanya untuk mengukur temperature

yang sangat tinggi >300 C

g. Thermocouple tipe B (Platinum-rhodium/Pt-Rh) cocok

untuk mengukur suhu diatas 1800 C/ tipe B ini

memberikan output yang sama pada suhu 0 C hingga 42

C sehignga tidak dapat dipakai di bawah suhu 500 C

h. Thermocouple tipe R (Platinum dengan 7% Rhodium)

cocok untuk mengukur suhu diatas 1600 C sensitivitasnya

rendah yaitu sekitar 10 uV/ C dan harganya yang sangat

mahal membuatThermocouple tipe ini jarang digunakan

untuk tujuan umum.

i. Tipe S (Platimnum dengan 10 % rodhium ) tipe ini sama

halnya dengan tipe R. Thermocouple paling cocok untuk

pengukuran suhu yang sangat tinggi 1800 K kurang cocok

untuk suhu rentang rendah.

16

b. PT 100

PT 100 merupakan sensor suhu yang tergolong kedalam

RTD (resistive Temperatur detector) dengan koefisien suhu

positive. Hal ini berarti resistansinya naik seiring dengan naiknya

suhu. PT 100 biasanya terbuat dari platinum. Oleh karenanya

namanya diawali dengan PT. Disebut PT100 karena sensor ini

dikalibrasi pada suhu 0C pada nilai resistansi 100 ohm.

Menurut keakurasiannya, terdapat dua jenis PT100, yakni

Class-A dan Class-B. PT100 Class-Amemiliki akurasi 0,06

ohm dan PT100 Class-B memiliki akurasi 0,12 ohm.

Keakurasian ini menurun seiring dengan naiknya suhu. Akurasi

PT100 Class-A bisa menurun hingga 0,43 ohm (1,45C) pada

suhu 600C, dan PT100 Class-B bisa menurun hingga 1,06 ohm

(3,3C) pada suhu 600C.

PT100 tipe DIN (Standard Eropa) memiliki resolusi 0,385

ohm per 1C. Jadi resistansinya akan naik sebesar 0,385 ohm

untuk setiap kenaikan suhu 1C. Untuk mengukur suhu secara

elektronik menggunakan sensor suhu PT100, maka kita

harus mengeksitasinya dengan arus yang tidak boleh melebihi

nilai 1mA. Hal ini karena jika dialiri arus melebihi 1 mA, maka

akan timbul efek self-heating. Jadi, seperti layaknya komponen

resistor, maka kelebihan arus akan diubah menjadi panas.

Akibatnya hasil pengukuran menjadi tidak sesuai lagi

Gambar 3.2 Sensor suhu PT100

17

Pada pengukuran temperature turbin outlet sesor yang

digunakan oleh SIEMENS di pembangit gas turbin Muara Tawar

GT 31 adalah temokople tipe K. karena selain murah, renatang

pengukuran yang sangat lebar berkisar diantara -200 C hingga

+1200 C. sedangkan turbin outlet temperature yang biasa terukur

berada pada rentang 500 C-700 C. Dipasang 6 Sensor

termocople yang melingkar pada exhaust turbin. ke 6 termocople

itu adalah :

a. MBA22CT102B

b. MBA22CT103B

c. MBA22CT104B

d. MBA22CT106B

e. MBA22CT107B

f. MBA22CT108B

Berikut merupakan letak dari ke 6 sensor termocople yang

dipasang :

Gambar 3.3 Turbine Outlet Configuration

18

Gambar 3.4 Turbine Outlet Configuration

Sensor dipasang tampak seperti pada gambar diatas.

Berdasarkan data dari TELEPERMXP Sensor Conditioning

Module for Thermocouples AS620 Automation System FUM532

6DP15 sensor meiliki rentang pengukuran 0C sampai 1100 C,

beda teganga yang diberikan untuk setiap perubahan 1C berksar

40V dan cold junction 0C, 50C atau 70C. sinyal

thermocouple juga akan digunakan sebuah low pass filter untuk

mengurangi nois yang terjadi akibat pengaruh dari suhu udara

cutoff frequency (-3dB) dengan 1.9 Hz 0.3 Hz. sinyal ini akan

masuk kedalam multiplekser, sinyal yang keluar akan masuk

kedalam ADC (analog digital converter) dengan resolusi 12 bit.

3.1.3 Logic solver (PLC S5)

PLC digunakan sebgai perangkat untuk mengontrol atau

mengendalikan di dalam proses di industry sesuai yang kita

inginkan. Dalam sistem proteksi turbin outlet temperature di

pembangkit SIEMENS gas turbin muara tawar bekasi

menggunakan logic solver PLC S5.

19

Gamabar 3.5 PLC S5

3.1.4 ESD (Emergency Shutdown)

Emergency Shutdown merupakan sistem proteksi yang ada

pada gas turbin dimana dia akan aktif pada saat turbin merasa

tidak aman antara salah satunya disebabkan oleh turbin outlet

temperature. Saat terjadi kelebihan suhu pada ruang pembakaran,

valve akan menutup menutup bahan bakar dan menghentikan

proses pada turbin

3.1.5 logika Protection turbin outlet temperatur

Adapun sistem proteksi dari turbin outlet temperature

adalah menggunakan sistem too of three Dimana 6 termokomple

ini dibagi menjadi dua grup yakni MBA22CT102B,

MBA22CT103B MBA22CT104B dan MBA22CT106B

MBA22CT107B MBA22CT108B. sistem proteksi ini dapat

memberikan sinyal alaram dan juga dapat menyebabkan turbin

trip secara langsung. Berikut merupakan konfigurasi dari sinyal

masukan ke enam thermocouple.

20

Gambar 3.6 31MBA22CT102B (D001)

Gambar3.7 31MBA22CT102B (D002)

21



Gambar di atas menunjukan sinyal yang keluar dari ke enam

sinyal Thermocouple. Gambar 3.6 dan gambar 3.7 mewakili

sinyal MBA22CT103B dan MBA22CT104B gambar 3.8 dan 3,9

mewakili sinyal MBA22CT107B dan MBA22CT108B. pada

22

gambar 3.6 dan gambar 3.8 menyatakan sinyal yang keluar,

dimana sinyal yang keluar ini memiliki satuan farenhet.

Kemudian sinyal itu masuk ke Corrected turbine exhaust

temperature (TATK) terlihat pada gambar 3.7 dan 3.9

Pada sinyal ini di peroleh sinyal high atau too high sesuai

dengan parameter yang telah ditentukan sebelumnya. sinyal inilah

yang dapat menyebabkan muncunya alaram atau memberikan

perintah agar turbin trip

a. Logika Terjadinya Emergency Shutdown.

Apa bila sinyal yang dihasilkan berupa sinyal too high

maka sinyal itu dapat menyebabkan trip pada turbin. Sinyal dari

MBA22CT102B D001, MBA22CT103B D001dan

MBA22CT104B D001 akan dikirimkan kedalam

31MYB01EZ100 dan sinyal dari MBA22CT102B D002 ,

MBA22CT103B D002 dan MBA22CT104B D002 akan

dikirimkan kepada 31MYB01EZ141

Sinyal MBA22CT106B D001, MBA22CT107B D001 dan

MBA22CT108B D001 akan dikirimkan ke 31MYB01EZ100 dan

sinyal MBA22CT106B D002, MBA22CT107B D002 dan

MBA22CT108B D002 akan dikirimkan ke 31MYB01EZ142

sinyal-sinyal inilah yang menebabkan turbin trip.

23

Gambar 3.10 31MYB01EZ141 (S001)

Sinyal yang masuk kedalam 31MYB01EZ141 (S001) akan

memenuhi logika seperti pada gambar 3.8 dimana sinyal diatas

akan dieruskan kedalam sinyal MYB01EZ002. Adapun logic dari

gambar 3.8 adalah sebgai berikut

a. Temperature turbin outlet 1 (too high + tidak channel

fault) dan [temperature turbin outlet 2 (too high + tidak

channel fault)/temperature turbin outlet 2 channel

fault/temperature turbin outlet 3 channel fault]

b. Temperature turbin outlet 2 (too high + tidak channel




c. Temperature turbin outlet 3 (too high + tidak channel




24

Gambar 3.11 31MYB01EZ142 (S001)

Sinyal yang masuk kedalam 31MYB01EZ142 (S001) akan

memenuhi logika seperti pada gambar diatas dimana sinyal diatas

akan dieruskan kedalam sinyal MYB01EZ002 jika memenuhi

logika berikut :



channel fault)/temperature turbin outlet 5 can channel









fault/temperature turbin outlet 5 channel fault].

25

Sinyal dari 31MYB01EZ141 (S001) dan 31MYB01EZ142

(S001) akan dikiraimkan kedalam sinyal MYB01EZ002 yang

tampak pada gambar 3.12

Gambar 3.12 31 MYB01EZ002

Dapat dilihat pada gambar 3.12 jika salah satu sinyal atau

kedua sinyal 31MYB01EZ141 (S001) dan 31MYB01EZ142

(S001) fault maka sinyal ini akan dikirimkan ke dalam

31MYB01EZ001

26

Gambar 3.13 31MYB01EZ001

Dari sinyal ini akan dikirimkan kedalam sinyal

31MYB01EC001 L006. Dari sinyal ini menujukkan bahwa akan

terjadi trip atau emergency shutdown.

Gambar 3.14 31MYB01EC001 (L006)

27

Pada gambar 3.6 dan 3.8 maka Sinyal yang dikirimkan

kedalam 31MYB01EZ100 akan dikirimkan ke 31MYB01EC001

(L003 dan L004).

Gambar 3.15 31MYB01EZ100

Berdasarkan gambar diatas dapat kita lihat bahwa turbin

akan mengalami trip jika :

a. Temperature turbin outlet semua (6) outlet turbin

channel fault

b. Temperature turbin outlet 1 dan 2 dan 3 channel fault

c. Temperature turbin outlet 4 dan 5 dan 6 channel fault

Sinyal ini nantinya akan dikirimkan kedalam sinyal

31MYB01EC001 (L003 dan L004) yang akan menyebabkan

turbin trip.

28

Gambar 3.16 31MYB01EC001 (L003)

Gambar3.17 31MYB01EC001 (L004)

29

Berdasarkan gamabar sinyal diatas kita dapat mengetahui

bahwa yang menyebabkan trubin trip jika memenuhi kondisi

berikut :













d. Temperature turbin outlet 4 (too high + tidak channel




e. Temperature turbin outlet 5 (too high + tidak channel




f. Temperature turbin outlet 6 (too high + tidak channel




g. Temperature turbin outlet semua (6) outlet turbin

channel fault

h. Temperature turbin outlet 1 dan 2 dan 3 channel fault

i. Temperature turbin outlet 4 dan 5 dan 6 channel fault

30

b. Logika Turbin Alaram

Jika sinyal yang muncul pada gambar 3.5 dan 3.6 berupa

sinyal high maka akan diteruskan kedalam sinyal

31MYB01EZ141 (S002) dan 31MYB01EZ142 (S002)

Gambar 3.18 31MYB01EZ141 (S002)

Gambar 3.19 31MYB01EZ142 (S002)

31

Dan akan muncul alaram jika kondisi di bawah ini terpenuhi :

a. Temperature turbin outlet 1 (high + tidak channel fault)

dan [temperature turbin outlet 2 (high + tidak channel

fault)/temperature turbin outlet 2 channel


b. Temperature turbin outlet 2 (high + tidak channel fault)




c. Temperature turbin outlet 3 (high + tidak channel fault)




d. Temperature turbin outlet 4 (high + tidak channel fault)




e. Temperature turbin outlet 5 (high + tidak channel fault)




f. Temperature turbin outlet 6 (high + tidak channel fault)




3.2 Penentuan Nilai Safety Integrity Level (SIL) Turbin

Outlet Temperature

Pada dasarnya setiap industri memiliki standar sistem

proteksi yang berbeda beda. Standar ini merupakan hal yang

sangat penting karena menyangkut kehandalan dari suatu system

32

instrumentasi. Standar sistem proteksi tidak hanya meliputi

teknologi yang digunakan, tingkat redundansi, kalibrasi ataupun

logika sistem. Salah satu metode yang digunakan untuk

menentukan performansi sistem tersebut adalah safety integraty

level(SIL). Dalam kasus ini kita ingin melihat berapa nilai SIL

yang diperoleh dalam sistem proteksi turbin outlet temperature.

3.2.1 Safety Instrument System (SIS)

Sebuah Safety Instrumented System (SIS) adalah bentuk

control proses yang biasanya diterapkan dalam proses industri,

baik sebuah pabrik atau kilang minyak. SIS melakukan fungsi

tertentu untuk mencapai atau mempertahankan keadaan proses

yang aman dimana proses Unacceptable atau terdeteksi kondisi

yang berbahaya. SIS terpisah dan tidak terkait dengan sistem

kontrol, tetapi terdiri dari unsur-unsur yang sama, yaitu Sensor,

Logic Solver, dan Actuator serta sistem pendukung lainnya.

Fungsi khusus yaitu Safety Instrumented Function (SIF)

yang dilaksanakan sebagai bagian dari strategi pengurangan

resiko yang dimaksudkan untuk mengurangi kemungkinan terjadi

peristiwa yang berbahaya. Kondisi yang aman adalah sebuah

kondisi dari proses operasi di mana peristiwa berbahaya tidak

dapat terjadi. Kondisi yang aman harus dicapai dalam waktu satu-

setengah dari total waktu keselamatan proses. Kebanyakan SIF

terfokus pada pencegahan insiden/bencana.

SIS akan dapat beroperasi dengan baik apabila peralatan-

peralatan yang terpasang berfungsi dengan baik. Dalam sistem

tersebut, pasti terpasang sensor yang mampu mendeteksi kondisi

operasi yang abnormal, seperti aliran tinggi, aliran rendah, atau

nilai bukaan valve yang salah. Sebuah Logic Solver diperlukan

untuk menerima sinyal dari sensor, kemudian membuat keputusan

yang tepat berdasarkan sifat sinyal, dan mengubah output sesuai

33

dengan yang ditetapkan.. Logic Solver dapat berupa peralatan

listrik, elektronik atau peralatan elektronik terprogram, seperti

relay, trip amplifier atau programmable logic

controller.Selanjutnya, keluaran dari logic solver menjadi

masukan dari final control element yang akan mengambil

tindakan pada proses (misalnya menutup vlave) untuk

membawanya ke kondisi yang aman. Sistem pendukung, seperti

power, instrument air, dan komunikasi, pada umumnya

diperlukan untuk mendukung operasi SIS. Sistem dukungan harus

dirancang untuk menyediakan kesatuan dan reliability.

Standar internasional IEC 61511 diterbitkan pada tahun 2003

untuk memberikan petunjuk kepada pengguna untuk penerapan

SIS dalam proses industri. Standar ini didasarkan pada IEC

61508, standar umum untuk desain, konstruksi, dan

pengoperasian listrik / elektronik / sistem elektronik yang

terprogram. Sektor industri lain mungkin juga punya standar yang

didasarkan pada IEC 61508, seperti IEC 62061 (sistem mesin),

IEC 62425 (untuk sistem sinyal kereta api), IEC 61513 (untuk

sistem nuklir), dan ISO 26262 (untuk jalan kendaraan, saat ini

draf standar internasional).

Apa yang harus dilakukan SIS (persyaratan fungsional)

dan seberapa baik harus beroperasi (integritas persyaratan

keselamatan) dapat ditentukan dari Hazard and Operability

Studies (HAZOP), Layers of Protection Analysis (LOPA), grafik

risiko, dan seterusnya. Semua tekniknya telah tertulis dalam IEC

61511 dan 61508. Selama desain, konstruksi, instalasi, dan

operasi, perlu untuk memverifikasi bahwa persyaratan tersebut

terpenuhi. Persyaratan fungsional dapat diverifikasi dengan

meninjau desain, seperti failure modes, effects, and criticality

analysis (FMECA) dan berbagai jenis pengujian, misalnya factory

34

acceptance testing, site acceptance testing, dan pengujian

fungsional biasa.

Persyaratan keselamatan keseluruhan dapat diverifikasi

dengan cara analisis reliability. Untuk SIS yang beroperasi on

demand, Probability of Failure on Demand (PFD) yang sering

dihitung. Pada tahap desain, PFD dapat dihitung menggunakan

data reliability generik, misalnya dari OREDA. Untuk

selanjutnya, PFD perkiraan awal akan diperbarui dengan

pengalaman lapangan dari plant tertentu yang bersangkutan.

3.2.2 Safety Integrity Level (SIL)

Safety Integrity Level (SIL) adalah tingkatan range

keamanan dari suatu equipment berbasis instrument (Safety

Instrumented System - SIS) [Mefredi_csfe, 2007], atau nilai ukur

dari performansi suatu peralatan-peralatan yang mengkonfigurasi

safety instrumented system (SIS) seperti sensor, logic solver, dan

final element. SIL merepresentasikan besarnya probabilitas of

failure on Demand (PFD) atau probabilitas kegagalan dari

komponen safety instrumented system (SIS) ketika ada

permintaan [ISA 84.01, 2007]. Yang dimaksud dengan

permintaan disini adalah permintaan proses kepada SIS ketika

terdapat suatu bahaya seperti overtemperature, overspeed,

overvibration, loss of flame yang mengijinkan agar proses di

amankan dengan cara men-trip-kan keseluruhan proses. dimana

menurut standar IEC 61508/61511 atau ISA 84, terdapat 4

tingkatan SIL yaitu tampak pada table di bawah ini

35

Tabel 1.1 Safety Integrity Level [Wright, Ph.D.,Raymond, 1999]

SIL 1 menunjukkan level keamanan rendah (High risk)

atau kemungkinan terjadinya failure semakin besar. sedangkan

SIL 4 menunjukkan level keamanan tinggi (Low risk) atau

kemungkinan terjadinya failure semakin kecil. SIS terdiri dari

sekumpulan Safety Integrity Function (SIF). Berikut ini

komponen-komponen SIF antara lain sensor, logic solver, dan

final element.

Gambar 0.20 Safety Instrumented Function [Wright,

Ph.D.,Raymond, 1999]

36

3.2.3 Laju Kegagalan

Laju kegagalan () adalah banyaknya kegagalan per satuan

waktu. Laju kegagalan dapat dinyatakan sebagai perbandingan

antara banyaknya kegagalan yang terjadi selama selang waktu

tertentu dengan total waktu operasi komponen atau sistem. [2]

Laju kegagalan dari suatu komponen atau sistem dapat di plot

pada suatu kurva dengan variabel random waktu sebagai absis

dan laju kegagalan dari komponen atau sistem sebagai ordinat.

Kurva laju kegagalan klasik yang sering dipakai untuk

menjelaskan perilaku dari komponen atau sistem adalah kurva

bak mandi (bath-up curve). Laju kegagalan terhadap waktu dapat

dinyatakan dalam persamaan

(t) =

...(3.2)

Laju kegagalan dalam beberapa kasus dapat ditunjukkan

sebagai penambahan atau Increasing Failure rate (IFR), sebagai

penurunan atau Decreasing Failure rate (DFR), dan sebagai

konstan atau Constant Failure rate (CFR), pada saat fungsi laju

kegagalan (t) adalah fungsi penambahan, penurunan atau

konstan. Konsep laju kegagalan dilatarbelakangi oleh banyak

komponen atau sistem rekayasa yang ternyata menunjukkan

perilaku (t) mengikuti kurva bak mandi (bathtub curve) seperti

gambar 2.2. Berdasarkan gambar 2.2, sebuah sistem akan bekerja

dengan sejarah hidup yang terbagi dalam tiga masa yaitu:

a. Masa Awal (Burn-in)

Masa awal dari suatu sistem atau komponen, ditandai dengan

tingginya kegagalan pada fase awal dan berangsur-angsur turun

seiring bertambahnya waktu.

37

Gambar 0.21 Kurva Bathtub (Priyanta, 2000)

b. Masa Berguna (Useful Life)

Masa berguna dari suatu system atau komponen, ditandai

dengan laju kegagalan yang konstan dari komponen atau sistem.

c. Masa Aus (Wearout)

ditandai dengan naiknya laju kegagalan dari komponen atau

sistem seiring dengan bertambahnya waktu.

3.2.4 Probability Failure Demand (PFD)

menjelaskan PFD Pendekatan ketidakhandalan adalah

sebuah fungsi ketidakhandalan dihitung sebagai sebagai fungsi

dari interval waktu untuk waktu tempuh tertentu, biasanya setara

dengan interval proof test pada peralatan industri. Kemudian

fungsi tersebut dirata-ratakan selama jangka waktu tempuh

tertentu.

Model ini digunakan pada sistem yang berubungan dengan

keamanan, dengan asumsi bahwa sistem secara periodik

diinspeksi dan dites. Seringkali diasumsikan bahwa tes periodik

akan mendeteksi semua komponen yang rusak, dan sistem akan

kembali pada kondisi sempurna. Oleh karena itu fungsi

ketidakhandalan sangat cocok untuk masalah tersebut. Dengan

alasan lebih lanjut bahwa sistem mungkin saja gagal setelah

38

dilakukan inspeksi, sebelum dilakukan inspeksi, atau pada saat

dilakukan inspeksi. Maka dari itu, PFDavg adalah nilai rata-rata

fungsi ketidakhandalan untuk periode waktu inspeksi.

Berikut ini adalah persamaan yang digunakan dalam

perhitungan PFD berdasarkan ISA-TR84.00.02-2002 untuk

berbagai konfigurasi (arsitektur) :

1. 1oo1

3.3

2. 1oo2

..3.4

3. 1003

3.5

4. 2002

..3.6

5. 2003

...3.7

6. 2004

...3.8

3.2.5 Analisa Nilai SIL

Pada sistme turbin outlet temperature tidak pernah terjadi

tidak terjadi kerusakan pada komponen komponen lainnya

sehingga data failure rate didapat dari OREDA (Offshore

39

Reliability Data) dan data maintenance yang ada. Berikut

perhitungan nilai PFD dari masing masing komponen :

1. Sensor suhu thermocople (2oo3)

= 6.09x10-6

2. Logic solver (PLC)

=

3. ESV (emergency shutdown valve)

= 9.58x10-6

Dari PFD masing-masing instrumen tersebut, maka

dapat didapatkan PFDt total dimana pada satu loop SIS ini

terdiri dari dua buah grup termocople serta satu buah logic

solver dan ESV. PFD totalnya adalah

Table 3.1 Daftar Tingkat SIL dari komponen komponen

Instrument (hours) PFD SIL

thermocople 760 6.09x10-6 SIL 2

Logic solver (PLC)

760 SIL 2

ESDV 760 9.58x10-6 SIL 1

PFDt = (2x

Berdasarkan perhitungan tersebut, diadapatkan bahwa

sistem proteksi turbin outlet temperature merupakan SIL 1. Untuk

40

meningkatkan nilai SIL ini dapat dilakukan dengan cara

mengecilkan nilai failue rate terutama pada ESV. Seerti yang kita

tau Dari persamaan PFD di atas dapat diketahui bahwa PFD

dipengaruhi oleh laju kegagalan peralatan dan test interval,

artinya semakin besar laju kegagalan suatu peralatan maka

kemungkinan terjadinya failure akan semakin besar dan tingkat

penurunan resikonya akan semakin kecil. Begitu juga dengan

semakin sering suatu peralatan dilakukan test maka kemungkinan

terjadinya failure akan semakin kecil dan tingkat penurunan

resikonya semakin besar.

41

BAB IV

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Setelah dilakukan pengambilan data, perhitungan, serta

analisis, didapatkan kesimpulan sebagai berikut :

1. Sistem proteksi pada turbin outlet temperatur berkerja untuk melindungi blade turbin supaya terhindar dari korosi dan

overheated yang disebabkan karena tingginya suhu pada

pembakaran. Turbin akan trip jika memenuhi logic di bawah

ini :













d. Temperature turbin outlet 4 (too high + tidak channel




e. Temperature turbin outlet 5 (too high + tidak channel




42

f. Temperature turbin outlet 6 (too high + tidak channel




g. Temperature turbin outlet semua (6) outlet turbin

channel fault

h. Temperature turbin outlet 1 dan 2 dan 3 channel fault

i. Temperature turbin outlet 4 dan 5 dan 6 channel fault

Dan akan muncul alaram jika memenuhi logic di bawah

ini

a. Temperature turbin outlet 1 (high + tidak channel fault)




b. Temperature turbin outlet 2 (high + tidak channel fault)




c. Temperature turbin outlet 3 (high + tidak channel fault)




d. Temperature turbin outlet 4 (high + tidak channel fault)




e. Temperature turbin outlet 5 (high + tidak channel fault)




43

f. Temperature turbin outlet 6 (high + tidak channel fault)




2. Didapatkan nilai SIL dari system yaitu berada pada tingkat SIL 1 dengan termokople SIL 2, logic solver SIL 2 dan

ESDV SIL 1

5.2 Saran Saran yang dapat diberikan setelah melakukan kegiatan

analisis yaitu Perlu dipertimbangkan untuk melakukan jadwal

preventive maintenance secara berkala dan dalam jangka waktu

yang lebih intensif untuk komponen termokople, logic solver dan

ESDV untuk meningkatkan nilai SIL

44


45

DAFTAR PUSTAKA

[1] http://www.tempo.co/read/news/2003/04/14/05610193/Siemens-Menangkan-Tender-PLTG-Muara-Tawar

Diakses 13 Februari 2014 pukul 11.17 WIB

[2] http://www.energy.siemens.com/hq/en/automation/power-generation/sppa-

t3000.htm#content=Embedded%20Component%20Services

Diakses 13 Februari 2014 pukul 11.47 WIB

[3] Kinaka, Silvia Dwi. 2009. Upgrading Scada / HMI Cemat V4.1 To PCS 7 Scada Wincc Cemat V7.1 For Cooler Plant

And Cement Mill Plant At Project Semen Baturaja.

JurusanTeknikFisika, InstitutTeknologiSepuluhNopember.

Surabaya.

[4] Priyanta, D. (2000). keandalan dan perawatan. Surabaya: ITS.

[5] Nisa, Tica Choirun. (2012). Penentuan Tingkat Keamanan dengan Perhitungan Nilai Safety Iintegrity Level (SIL) pada

fillling shed premium 3 di TBBM Pertamina Manggis.

Jurusan Teknik Fisika, Institut Teknologi Sepuluh Nopember

46


Documents

adhitya kurniawan_2as411100102