prinsip kerja sistem pengendalian tekanan pada scrubber pv
Post on 24-Dec-2015
252 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
PRINSIP KERJA SISTEM PENGENDALIAN TEKANAN PADA
SCRUBBER PV-3700
Agus Wahyudi (111031125)
Abstrak
- Dalam operasi industri perminyakan seperti JOB Pertamina – Petrochina East Java yang
merupakan salah satu tempat produksi yang dibangun khusus untuk memproduksi minyak
mentah (Crude Oil). Untuk memperoleh hasil produksi yang maksimal dan efektif yang tinggi
maka diperlukan peralatan-peralatan yang mampu membantu jalannya proses. Peralatan-
peralatan inilah yang disebut dengan Instrumentasi. Instrumentasi mempunyai empat fungsi
penting dalam membantu jalannya proses yaitu sebagai alat ukur besaran proses (Measurement),
sebagai pengendalian (Controlling), untuk mengamankan jalannya proses (Safety) dan untuk
menganalisis proses tersebut (Analyze). Pada penulisan Kertas Kerja Wajib ini akan dibahas
tentang instrumentasi yang mendukung dalam pengendalian tekanan, serta prinsip kerja masing-
masing peralatan instrumentasi yang digunakan dalam sistem pengendalian tekanan tersebut.
Agar tercapainya tujuan tersebut diperlukan Sistem Pengendalian Tekanan di Scrubber PV-3700
yang mana sistem ini berfungsi menstabilkan tekanan pada nilai yang dikehendaki dengan
harapan untuk meminimalisir kandungan liquid yang terikut ke dalam gas.
I. Pendahuluan
Dalam sebuah industri minyak dan gas
bumi, produksi minyak dan gas bumi yang
berkualitas sangat diperlukan untuk proses
pengolahan selanjutnya di kilang. Untuk itu,
sangat penting bila produksi minyak bumi
ditunjang dengan adanya peralatan produksi
dan kontrol kondisi produksi yang efektif
dan efisien.
Scrubber merupakan bagian dari unit
Gas Sweetening yang berfungsi untuk
memisahkan fraksi berat yang terikut ke
dalam gas. Untuk menjaga agar gas yang
dihasilkan bersih dan kering diperlukan
sebuah sistem kontrol atau sistem
pengendalian tekanan pada scrubber. Agar
mencapai tujuan tersebut, sistem yang
digunakan untuk sistem pengendalian
tekanan pada scrubber di lapangan produksi
JOB Pertamina - Petrochina East Java ini
meliputi beberapa peralatan kontrol
instrumentasi yang saling berkaitan dan
memiliki fungsi masing- masing dalam
sistem pengendalian tekanan pada scrubber.
Bila pengendalian tekanan operasi pada
scrubber tidak berjalan dengan baik maka
akan mengakibatkan proses produksi tidak
dapat berjalan dengan baik dan mengurangi
nilai jual karena produk yang dihasilkan
akan memiliki kualitas yang kurang baik.
Pentingnya pengendalian atau sistem kontrol
tekanan pada scrubber ini mendasari penulis
untuk mengambil judul “Prinsip Kerja
Sistem Pengendalian Tekanan Pada
Scrubber PV-3700 di JOB Pertamina -
Petrochina East Java.”
II. Tinjauan Pustaka
2.1 Scrubber
adalah suatu bejana separator 2 fasa untuk
membersihkan sedikit cairan dari aliran gas.
Scrubber berfungsi untuk mengambil fasa
liquid yang terbawa dalam aliran gas agar
didapat gas yang bebas liquid. Scrubber
biasanya dipasang pada pipa gas setelah
separator produksi, dan untuk selanjutnya
gas dialirkan ke beberapa tempat. Scrubber
biasanya berupa tabung tegak, tetapi ada
juga yang horizontal, yang digunakan untuk
tujuan tertentu. Contoh aplikasi dari
Scrubber adalah gas yang keluar dari gas
outlet separator sebelum dialirkan ke flare
untuk dibakar atau dialirkan ke alat proses
selanjutnya seperti untuk pemakaian gas
engine, kompor gas ataupun untuk pen-
supply alat-alat instrument, harus
dibebaskan dari kandungan cairan, atau
dengan kata lain gas tersebut harus
dikeringkan terlebih dahulu. Dengan cara ini
cairan yang tinggal di dalam Scrubber
sebagai kondensat bisa membuat nilai
tambah, semakin 16 besar jumlah gas yang
dikeringkan semakin besar jumlah barrel
cairan yang didapat.
2.2Sistem Instrumensasi
Dalam proses industri, khususnya industri
perminyakan akan cenderung muncul
pemikiran segi ekonomi (keuntungan) yang
menuntut efektifitas dan efisiensi untuk
menghasilkan produk yang optimal baik dari
segi jumlah maupun mutu. Dari segi
pemikiran inilah secara teknis mulai
diterapkan sistem pengukuran dan
pengaturan besaran proses (fisis ataupun
kimia).
Adapun besaran proses (fisis atau kimia)
yang dideteksi, diukur dan dikontrol /diatur
oleh alat instrument antara lain
Pressure (tekanan)
1.Temperature (suhu)
2.Flow (aliran)
3. Level (tinggi permukaan cairan), dll.
Fungsi instrumentasi pada suatu proses
industri dapat diklasifikasikan ke dalam 4
golongan sebagai berikut:
Sebagai alat ukur (Measurement)
Sebagai alat ukur, yaitu untuk memonitor
kondisi operasi, melalui pengukuran
variabel proses yang mempengaruhi
jalannya operasi, seperti tekanan,
temperatur, jumlah aliran, level, dan
sebagainya.
Sebagai alat kontrol/pengendali
(Control)
Sebagai alat kontrol, untuk mengendalikan
jalannya operasi agar variabel proses selalu
sesuai dengan harga yang diinginkan.
Sebagai alat pengaman (Safety)
Sebagai alat safety, untuk mencegah
kerusakan pada peralatan dan mencegah
kecelakaan pada operator. Juga sebagai
sistem alarm yang memberitahu operator
bila variabel proses mencapai nilai kritis,
baik kritis minimum maupun kritis
maksimum.
Sebagai alat analisa (Analyze)
Sebagai alat analisa, untuk menganalisa
produk apakah sudah memenuhi spesifikasi
tertentu sesuai yang diinginkan. Juga
digunakan untuk mencegah polusi, yaitu
dengan menganalisa air buangan apakah
tidak mengandung minyak yang
membahayakan lingkungan.
a. Sistem Pengendalian Loop
Terbuka (Open Loop Control
System)
Sistem pengendalian loop terbuka adalah
sistem pengendalian yang sinyal
keluarannya tidak berpengaruh terhadap aksi
pengontrolan. Jadi pada sistem pengendalian
loop terbuka keluarannya tidak diukur atau
tidak 19 diumpanbalikkkan untuk
dibandingkan dengan masukkannya
b. Sistem Pengendalian Loop
Tertutup (Close Loop Control
System)
Sistem pengendalian loop tertutup adalah
sistem pengendalian yang sinyal
keluarannya berpengaruh langsung terhadap
aksi pengontrolan. Jadi sistem pengendalian
loop tertutup aksi umpan balik digunakan
untuk memperkecil kesalahan. Penggunaan
umpan balik yang membuat respon relatif
kurang peka terhadap gangguan eksternal
dan perubahan internal pada parameter
sistem
2.3. Jenis Sistem Pengendalian
Jenis pengendalian proses dibagi 2 macam,
yaitu:
Pengendalian oleh manusia (manual
control)
Pengendalian otomatis (automatic
control)
2.3.1. Pengendalian Oleh Manusia
(Manual Control)
Pengendalian manual dioperasikan oleh
manusia. Digunakan pada proses-proses
yang tidak banyak mengalami perubahan-
perubahan beban (load) atau pada proses
yang tidak kritis
2.3.2. Pengendalian Otomatis (Automatic
Control)
Pada pengendalian otomatis pengaturan
semua dilakukan oleh alat-alat
instrumentasi. Pada pengaturan otomatis
manusia hanya melakukan pengaturan set
point dan untuk yang lainnya dilakukan oleh
sistem instrumentasi.
2.4. Elemen-Elemen Sistem
Pengendalian
Agar sistem pengendalian suatu proses dapat
berjalan sesuai dengan yang diinginkan,
maka pada sistem tersebut harus mempunyai
komponen-komponen, antara lain
1. Sensing Element (Primary Element)
2. Secondary Element (Transmiter)
3. Control Element (Controller)
4. Final Element (Control Valve)
2.5. Control Element (Controller)
2.6. Controller adalah salah satu
peralatan instrumentasi yang berfungsi
membandingkan nilai pengukuran (PV)
terhadap nilai yang dikehendaki (SV),
dan sesuai dengan modenya
menghasilkan sinyal kendali sebagai
keluaran yang sebanding dengan selisih
nilai pengukuran dengan SV tersebut
Sebagai alat pengendali kontrol element
bekerja untuk
1. Membandingkan sinyal proses
dari transmitter, variabel yang
dikontrol , dengan setpoint-nya.
2. Mengirim sinyal yang cocok ke
control valve; atau elemen kontrol
akhir lainnya dalam rangka menjaga
variabel yang dikontrol pada
setpoint-nya.
2.7. Final Element (Control Valve)
Control valve didalam suatu loop
pengendalian adalah sebagai final element,
yang berfungsi untuk mewujudkan sinyal
koreksi dari controller menjadi aksi yang
dapat mengembalikan kondisi proses ke
harga yang telah ditentukan bila terjadi
penyimpangan terhadap set point. Control
valve mengubah process variable dengan
cara memanipulasi besarnya manipulated
variable berdasarkan input yang diterima,
yang berasal dari output controller.
Besarnya bukaan valve tergantung dari
besarnya input yang berasal dari 26 output
controller.
Secara umum Control Valve dibagi menjadi
dua yaitu
1. Control Valve Gerakan Linier (Linier
Motion).
2. Control Valve Gerakan Berputar
(Rotary Motion).
III.Pembahasan
2.7.Proses Gas Sweetening Pada Scrubber
PV-3700.
Gas yang masuk ke Scrubber PV-3700
adalah sour gas yang berasal dari separator
V-100 dan PV-9900. Sebelum masuk ke
Scrubber, sour gas mengalami proses
cooling di Air Cooler AC-3050 untuk
traping dari gas tersebut saat didinginkan
agar terjadi kondensasi. Sour gas dari
Separator V-100 dan PV-9900 bersuhu
144°F masuk ke Air Cooler AC-3050
didinginkan sampai suhu 104°F.
Produk yang keluar dari bottom vessel
tersebut berupa kondensat sebagai hasil
minyak tambahan yang kemudian disalurkan
ke tangki TK-8006. Produk yang keluar dari
top vessel (PV-3700) berupa gas yang sudah
bersih atau sudah berkurangnya partikel
minyak yang terikut pada gas, merupakan
produk yang dijual pada PT. Gasuma.
Kuantitas gas bersih yang keluar dari top
vessel (PV-3700) adalah 18 MMSCFD, yang
mana sebanyak 15 MMSCFD untuk PT.
Gasuma, sedangkan sisanya diumpankan
untuk bahan bakar flare.
2.7. Scrubber PV-3700
Scrubber PV-3700 merupakan bagian dari
unit Gas Sweetening yang berfungsi untuk
meminimalisir adanya liquid yang terikut ke
dalam gas. Karena antara gas dan liquid
mempunyai tekanan yang berbeda, maka
proses pemisahan dilakukan dengan cara
mengatur tekanan pada Scrubber, sehingga
antara gas dan liquid akan terpisah dengan
dibatasi oleh tekanan yang dikehendaki
yaitu sebesar 75 psi.
Dari segi bentuk, Scrubber PV-3700
merupakan scrubber dengan tipe silinder.
Pemilihan Scrubber dengan tipe silinder ini
bertujuan untuk menghindari tekanan 28 ke
sudut. Perbedaan Scrubber dengan vessel
lainnya adalah di dalam Scrubber bagian
atas terdapat miss-extractor berupa serabut
kawat berlapis-lapis yang digunakan untuk
menangkap fasa liquid atau kondensat yang
masih mungkin terikut bersama gas.
2.8..Fungsi Sistem Pengendalian Tekanan
di Scrubber PV-3700
Sistem Pengendalian Tekanan pada
Scrubber PV-3700 merupakan sistem yang
berfungsi menstabilkan tekanan di dalam
Scrubber PV-3700 pada nilai yang
dikehendaki dengan harapan untuk
meminimalisir kandungan liquid yang
terikut ke dalam gas yang keluar dari
Scrubber PV-3700 serta untuk mencegah
terjadinya overpressured di dalam Scrubber.
Faktor yang mempengaruhi sistem
pengendalian tekanan di Scrubber PV-3700
adalah besarnya gas yang masuk, semakin
banyak gas yang masuk maka akan semakin
besar pula tekanan di dalam Scrubber.
2.9. Instrumentasi Sistem Pengendalian
Tekanan di Scrubber PV-3700
Untuk memperoleh sistem pengendalian
yang teliti dan akurat maka perlu
diperhatikan dalam memilih dan
menentukan peralatan instrumentasi yang
digunakan, sehingga kerugian yang
diakibatkan dari kesalahan peralatan
instrumentasi dapat diperkecil. Adapun
peralatan Instrumentasi yang digunakan
dalam Sistem Pengendalian Tekanan di
Scrubber PV-3700 antara lain:
1. Pressure Transmitter (PT-3709)
2. Controller (PIC-3717)
3. Control Valve (PCV-3717)
4. Positioner dan I/P Transducers
2.10. Cara Kerja Sistem Pengendalian
Tekanan pada Scrubber PV-3700
Keterangan:
PT-3709 : Pressure Transmitter
PIC-3717 : Pressure Indicator Controller
PCV-3717 : Pressure Control Valve
Dari gambar P&ID Sistem Pengendalian
Tekanan Scrubber PV-3700 di atas dapat
diketahui bahwa sistem pengendalian
tekanan pada Scrubber PV-3700
menggunakan metode Feedback control.
Kerja feedback control pada Sistem
Pengendalian Tekanan di Scrubber PV-
3700” dapat digambarkan dalam diagram
blok sebagai berikut:
Tekanan pada Scrubber akan dideteksi oleh
diapraghm yang terdapat pada pressure
transmitter. Besarnya tekanan dapat dilihat
dengan pada indikator dalam pressure
transmitter. Kemudian Pressure Transmitter
akan mengirimkan sinyal elektronik ke
Controller PIC-3717 sebagai besaran proses
(PV). Controller ini kemudian akan
membandingkan nilai yang dikirim dengan
Set Point (SV) yang telah ditentukan yaitu
sebesar 75 psi sehingga akan dihasilkan nilai
error apakah tekanan pada saat itu lebih
tinggi atau lebih rendah dari nilai Set Point.
Metode Feedback digunakan dalam sistem
pengendalian tekanan pada Scrubber PV-
3700 untuk mengendalikan banyaknya gas
yang berada di dalam scrubber, untuk itu
tekanan gas harus diatur oleh controller.
Sistem pengendalian tekanan di Scrubber
PV-3700 menggunakan controller PIC-3717
sebagai pengendali dalam sistem kontrol
tekanannya. Aksi dari kontrol tersebut
menggunakan Controller dengan tipe PLC
Honeywell.
2.10.1 Cara Kerja Pada saat Tekanan
Lebih Besar Daripada Set Point
Apabila tekanan Scrubber PV-3700 naik,
maka diaphragm akan mendeteksi nilai
tekanan proses saat itu naik. Sinyal process
variable (PV) yang dikirimkan ke controller
PIC-3717 akan mendeteksi nilai tekanan
proses yang lebih besar dari pada setpoint-
nya sehingga didapatkan nilai perhitungan
matematis yang merupakan selisih nilai set
point (SV) dengan nilai process variable
(PV) yang disebut error.
Aksi dari controler PIC-3717 adalah
reverse, sehingga berdasarkan nilai error
tekanan proses yang lebih besar dari set
point maka sinyal manipulated value (MV)
yang dikirimkan oleh controller akan turun.
PCV-3717 merupakan valve yang
mempunyai aksi ATC (Air to Close),
Sehingga dengan turunnya nilai MV dari
controller maka PCV-3717 akan bertambah
bukaannya dan megakibatkan tekanan pada
Scrubber turun mendekati set point.
2.10.2 Cara Kerja pada saat Tekanan
Lebih Kecil Daripada Set Point
Aksi dari controler PIC-3717 adalah
reverse, sehingga berdasarkan nilai error
tekanan proses yang lebih kecil dari set
point maka sinyal manipulated value (MV)
yang dikirimkan oleh controller akan naik.
PCV-3717 merupakan valve yang
mempunyai aksi ATC (Air to Close),
Sehingga dengan naiknya nilai MV dari
controller maka PCV-3717 akan berkurang
bukaannya dan megakibatkan tekanan pada
Scrubber naik mendekati set point.
III Simpulan
1. Proses gas sweetening yang terjadi pada
Scrubber PV-3700 adalah memisahkan
partikel berat yang terikut ke dalam gas.
2. Pengendalian tekanan pada Scrubber PV-
3700 berfungsi untuk menstabilkan tekanan
pada nilai yang dikehendaki sebesar 75 psi,
dengan harapan untuk meminimalisir
kandungan liquid yang terikut ke dalam gas.
3. Sistem pengendalian yang digunakan
dalam pengendalian tekanan pada Scrubber
PV-3700 adalah jenis feedback control
dengan menggunakan PIC-3717 sebagai
controller yang menggunakan aksi reverse
dan mode kontrol PI dan PCV-3717 sebagai
aktuator valve-nya.
4. Sistem pengendalian tekanan pada
prinsipnya adalah ketika tekanan pada
scrubber PV-3700 naik maka jumlah gas
yang keluar dari scrubber harus ditambah,
dan pada saat tekanan turun, maka jumlah
gas yang keluar harus dikurangi.
IV. Daftar pustaka
1.Kafil, Resta. 20--. “Bab1 Sistem Pengendalian” (Online). (https://www.acade 2. Mia.edu/4692256/Bab1-sistem-pengendalian, diakses pada tanggal 20 April 2014, pukul 09:17 WIB)
3. Wahid, Abdul. 20--. “Komponen Dasar Sistem Kontrol” (Online) (http://staff.ui.ac.id/system/files/users/abdul.wahid/material/kendali5komponendasarsistemkontrol.pdf, diakses pada tanggal 20 April 2014, pukul 10:27 WIB)
4. Nur, Adrian. 20--. “Control Valve” (Online). (http://adrian_nur.staff.uns.ac.id /files/2009/12/05-control-valve-upload.pdf, diakses pada tanggal 20 April 2014, pukul 09:27 WIB)
5. Mei. 2008, “Data Sheet Presure Vessel PV-3700 JOB Pertamina-Petrochina East Java”, Rev. B, Tuban
top related