ANALISIS SAFETY SYSTEM DAN MANAJEMEN RISIKO PADA STEAM BOILER PLTU DI UNIT 5

PEMBANGKITAN PAITON, PT. YTL

Oleh :

Luluk Kristianingsih 2409 100 072

Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Ali Musyafa’, M.Sc.

NIPN. 19600901198701001

Illustrated Police News, 29 July 1876

Latar Belakang_Studi Kasus

KEGAGALAN BOILER !!!!

Studi Pustaka

Latar Belakang

MASALAH??

Identifikasi Bahaya dan Analisis Risiko??

SOP tentang Emergency Response Plan di Boiler??

TUJUAN

• Menganalisis risiko berdasarkan kemungkinan bahaya yang terjadi pada steam boiler yang terdapat di unit Pembangkitan Paiton, PT. YTL

• Menganalisis safety system berkaitan dengan ERP pada steam boiler yang terdapat di unit PembangkitanPaiton, PT, YTL

Estimasi Risiko (Likelihood dan Consequences)

Pengumpulan Data (PFD, P&ID dan maintenance data)

Studi Proses Steam Boiler

Identifikasi Hazard

Risk Analysis

Mulai

A Selesai

Analisis Emergency Response Plan (ERP)

Analisis Performansi

ERP

Y

T

Pembahasan dan Kesimpulan

Penyusunan Laporan

A

Metodologi

Pengumpulan Data

Piping and Instrumentation Diagram (P&ID)

Process Flow Diagram (PFD)

Maintenance Data

Data Proses

Identifikasi Bahaya

Economizer

Steam Drum

Superheater

Reheater

DCS Screens Economizer, Steam Drum dan Superheater

DCS Screens Reheater

Penentuan Guide Word

Guide word ditentukan berdasarkan trend data yang dibentuk oleh control chart untuk pembacaan masing-masing transmitter

High Pressure

Estimasi Likelihood

Berdasarkan data maintenance yang berada di Work Order PT YTL

Berdasarkan data failure rate yang diambil dari OREDA 2002

Estimasi Likelihood

TEBEL LIKELIHOOD

Level Description Description

A Almost certainRisiko terjadi lebih dari 5 kali dalam 5

tahun

B Likely Risiko terjadi 4-5 kali dalam 5 tahun

C ModerateRisiko terjadi lebih dari 3 atau kurang

dari 4 dalam 5 tahun

D Unlikely Risiko terjadi 2-3 kali dalam 5 tahun

E RareRisiko jarang sekali muncul /terjadi

kurang dari 2 kali dalam 5 tahun

The Standard Australia/ New

Zealand (AS/NZS 4360:2004)

Estimasi Consequences

TEBEL

CONSEQUENCES

Level Descriptor Description 1 Insignificant Sistem beroperasi dan aman,

terjadi sedikit gangguan peralatan tidak berarti

2 Minor Sistem tetap beroperasi dan aman, gangguan mengakibatkan sedikit penurunan performansi atau kinerja sistem terganggu

3 Moderate Sistem dapat beroperasi, kegagalan dapat mengakibatkan mesin kehilangan fungsi utamanya dan atau dapat menimbulkan kegagalan produk

4 Major Sistem tidak dapat beroperasi. Kegagalan dapat menyebabkan terjadinya banyak kerusakan fisik dan sistem, dapat menimbulkan kegagalan produk, dan atau tidak memenuhi persyaratan peraturan keselamatan kerja

5 Catastrophic Sistem tidak layak operasi, keparahan yang sangat tinggi bila kegagalan mempengaruhi sistem yang aman, melanggar peraturan keselamatan kerja

The Standard Australia/ New

Zealand (AS/NZS 4360:2004)

Analisis Risiko

RISK MATRIK The Standard Australia/ New

Zealand (AS/NZS 4360:2004)

Insignificant Minor Moderate Major Catastrophic

1 2 3 4 5

A (Almost certain) H H E E E

B (Likely) M H H E E

C (Moderate) L M H E E

D (Unlikely) L L M H E

E (Rare) L L M H H

Consequences

Likelihood

Analisis Risiko

Contoh Analisis Risiko (50LAB40CP001) :

Insignificant Minor Moderate Major Catastrophic

1 2 3 4 5

A (Almost certain)

B (Likely)

C (Moderate)

D (Unlikely)

E (Rare)

Likelihood

Consequences

M

ECONOMIZER

No Component Guide Word Deviation

4Inlet Valve

(50LAB40AA101)

HighHigh

Temperature

High High Pressure

More More Flow

Part ofPart of

Instrumentation

1

Temperature Transmitter

Inlet Economizer

(50LAB40CT002)

2

Pressure Transmitter Inlet

Economizer

(50LAB40CP001)

3

Flow Transmitter Inlet

Economizer

(50LAB40CF091)

Guide Word dan Deviasi Komponen Economizer

ECONOMIZER

Kriteria Likelihood Komponen Economizer

No Instrument MTTF LikelihoodKriteria

Likelihood

1

Flow Transmitter Inlet

Economizer

(50LAB40CF901)9180.146 4.771 B

2

Temperature Transmitter

Inlet Economizer

(50LAB40CT002)202020.202 0.217 E

3

Pressure Transmitter Inlet

Economizer

(50LAB40CP001)303030.303 0.145 E

4

Control Valve Inlet

Economizer

(50LAB40AA101)98619.329 0.444 E

HAZOP Worksheet Economizer

No. Component Deviation Consequences Safeguard L C R Recommendations

a. Banyak terjadi heat loss a. Menambahkan laju aliran

air

b. Air telah berubah

menjadi uap sebelum

memasuki steam drum

b. Temperatur flue gas

diturunkan/ aliran flue gas

diperkecil

c. Korosi pada pipa-pipa

economizer

c. Pemasangan alarm high

untuk high temperature

d. Pengecekan pada

safeguard secara rutin,

minimal 2 bulan sekali (WBA

Suction 70.79.250)

e. Kalibrasi ulang transmitter

setiap 1 tahun sekali

f. Pengecekan dan

perawatan pipa-pipa

economizer secara rutin,

minimal 2 bulan sekali dan

menggunakan pipa dengan

bahan yang tidak mudah

terbakar

Control valve

50LAB40AA10

1

E 3 M

d. Terjadi thermall shock

pada pipa-pipa economizer

1

Temperature

Transmitter

Inlet

Economizer

(50LAB40CT

002)

High

Temperat

ur

STEAM DRUM

Guide Word dan Deviasi Komponen Steam Drum

No Component Guide Word Deviation

More

Temperature

LowLow

Temperature

1

2

3

4

Level Transmitter 2v3

(50HAD10FL901)More Level

Less Less Level

High High PressurePressure Transmitter 2v3

(50HAD10CP901)

Outlet steam drum to Boiler

Water Circulating Pump

(50HAG21CT001)

Outlet steam drum to

Superheater

(50HAH51CT001)

More

More

STEAM DRUM

Kriteria Likelihood Komponen Steam Drum

No Instrument MTTF LikelihoodKriteria

Likelihood

1Level Transmitter 2v3

(50HAD10FL901)9066.877 4.831 B

2Pressure Transmitter-3

(50HAD10CP003)16353.230 2.678 D

3Steam Drum Outlet to

BWCP A (50HAG21CT001)14184.690 3.088 C

4Outlet Steam Drum to

Superheater 2956.215 5.926 A

HAZOP Worksheet Steam Drum

No. Component Deviation Consequences Safeguard L C R Recommendations

a. Flow Rate meningkat a. Mengatur tekanan feed pump

b. Terjadi eksplosion akibat

tekanan yang terlalu tinggi

b. Menbuka vent untuk

menurunkan tekanan feedwater

c. Pemasangan pressure alarm

high sebagai peringatan kepada

operator CCR

d. Melakukan kalibrasi

transmitter setiap 1 tahun sekali

a. Terjadi overheating pada

dinding pipa air dalam steam

drum, sehingga dapat

menimbulkan crack pada pipa

a. Segera mematikan BWCP agar

tidak terjadi kerusakan, karena

terus beroperasi

b. Terjadi kebakaran/

eksplosion akibat pemanasan

yang terus-menerus

b. Pemasangan minimal 2 level

alarm, LAL dan LALL (BS EN

61508 Suction 6.1.1.1)

c. Kalibrasi ulang transmitter

setiap 1 tahun sekali

d. Perawatan transmitter secara

rutin/ berkala, minimal 2 bulan

sekali (WBA Suction 70.79.250)

e. Menambah debit air yang

memasuki steam drum

2

Less Level Control valve to

drain and Level

Switch

(50HAD10CL001)

A

1

Pressure

Transmitter

Inlet

Economizer

(50LAB40CP001

)

High

Pressure

4 E

c. Merusak Boiler Water

Circulating Pump (BWCP) jika

terus beroperasi

Level

Transmitter 2v3

(50HAD10FL90

1)

Control valve

50LAB40AA101

E 3 M

c. Adanya proses pembakaran

oleh flue gas ditambah

tekanan yang tinggi

mengakibatkan kebakaran pipa

economizer

SUPERHEATER Deviasi Komponen Superheater

No Component Deviation

1

2

3

4

Temperature Transmitter

Inlet Division Panel

Superheater Line 1

Temperature Transmitter

Inlet Division Panel

Superheater Line 2

High

Temperature

High

Temperature

5

6

Temperature Transmitter

Inlet Low Temperature

Superheater Line 1

Temperature Transmitter

Inlet Low Temperature

Superheater Line 2

Control Valve First Stage

Spraywater Line 1

(50LAE11AA101)

Control Valve First Stage

Spraywater Line 2

(50LAE12AA101)

Low

Temperature

High

Temperature

Part of

Instrumentation

Less Flow

Part of

Instrumentation

Less Flow

No Component Deviation

11

Temperature Transmitter

Inlet Vertical Platen

Superheater Line 1

12

Temperature Transmitter

Inlet Vertical Platen

Superheater Line 2

High

Temperature

High

Temperature

8

Temperature Transmitter

Outlet Division Panel

Superheater Line 2

9

Control Valve Final Stage

Spraywater Line 1

(50LAE21AA101)

10

Control Valve Final Stage

Spraywater Line 2

(50LAE22AA101)

Low

Temperature

Low

Temperature

Part of

Instrumentation

More Flow

Part of

Instrumentation

Less Flow

7

Temperature Transmitter

Outlet Division Panel

Superheater Line 1

SUPERHEATER Kriteria Likelihood Superheater

No Instrument MTTF LikelihoodKriteria

Likelihood

1 50HAH51CT001 2956.215 5.926 A

2 50HAH52CT001 19880.716 2.203 D

3 50LAE11AA101 4726.381 9.267 A

4 50LAE12AA101 8868.645 9.877 A

5 50HAH51CT901 19880.716 2.203 D

6 50HAH52CT901 19880.716 2.203 D

7 50HAH71CT901 19880.716 2.203 D

8 50HAH72CT901 19880.716 2.203 D

9 50LAE21AA101 19880.716 2.203 D

10 50LAE22AA101 14342.360 4.886 B

No Instrument MTTF LikelihoodKriteria

Likelihood

11 50HAH71CT902 19880.716 2.203 D

12 50HAH72CT902 19880.716 2.203 D

13 50LBA10CT901 19880.716 2.203 D

14 50LBA20CT901 19880.716 2.203 D

15 50LBA10CP001 52910.053 0.828 E

16 50LBA20CP001 52910.053 0.828 E

17 50LBA30CT001 19880.716 2.203 D

18 50LBA30CP901 9127.903 4.798 B

19 50LBA30CF901 5170.732 8.471 A

HAZOP Worksheet Superheater

No. Component Deviation Consequences Safeguard L C R Recommendations

a. Dapat merusak pemanas

pada superheater, karena

desainnya hanya untuk uap

saturasi

a. Melakukan monitoring dan

perawatan secara berkala

pada temperatur transmitter,

minimal 2 bulan sekali (WBA

Suction 70.79.250)

b. Memonitor temperatur

steam dan fase steam ketika

keluar dari steam drum

c. Kalibrasi ulang transmitter

setiap 1 tahun sekali

a. Terjadi gangguan/

kerusakan pada pipa-pipa

superheater

a. Membuka vent untuk

menurunkan tekanan main

steam

b. Merusak blade turbin jika

tekanan terlalu tinggi

a. Melakukan perawatan dan

kalibrasi secara rutin dan

berkala (preventive

maintenance 2 bulan sekali

dan kalibrasi ulang tiap 1

tahun sekali)

b. Penggunaan pressure

alarm high (PAH dan

PAHH)

c. Perawatan terhadap safety

valve dan vent untuk

mengurangi tekanan, minimal

2 bulan sekali

Safety valve

dan Vent

B 4 E

c. Dapat terjadi kebakaran

pada pipa main steam

menuju turbin

2

Pressure

Transmitter

Main Steam

Outlet

Superheater

(50LBA30CP

901)

High

Pressure

Control Valve

Inlet

superheater

from steam

drum

A 2 H

b. Menambah beban LTSH

untuk memenuhi temperatur

steam yang masuk ke

superheater division panel

1

Temperature

Transmitter

Inlet Low

Temperature

Superheater

Line 1

(50HAH51CT

001)

Low

Temperat

ure

REHEATER Deviasi Komponen Reheater

No Component Deviation

1

Temperature Transmitter

Inlet Reheater Line 1

(50LBC11CT001)

2

Temperature Transmitter

Inlet Reheater Line 2

(50LBC12CT001)

3

Control Valve Inlet

Spraywater Line 1

(50LAF11AA101)

4

Control Valve Inlet

Spraywater Line 2

(50LAF12AA101)

High

temperature

High

temperature

Part of

Instrumentat

ion

Part of

Instrumentat

ion

No Component Deviation

5

Temperature Transmitter

Outlet Spraywater Line 1

(50HAJ11CT901)

6Temperature Transmitter

Outlet Spraywater Line 2

7

Temperature Transmitter

Outlet Reheater Line 1

(50LBB11CT901)

8

Temperature Transmitter

Outlet Reheater Line 2

(50LBB12CT901)

High

Temperature

Low

Temperature

Low

Temperature

Low

Temperature

REHEATER Kriteria Likelihood Reheater

No Instrument MTTF LikelihoodKriteria

Likelihood

1 50LBC11CT001 19880.71571 2.20314 D

2 50LBC12CT001 19880.71571 2.20314 D

3 50LAF11AA101 4566.872857 9.59080784 A

4 50LAF12AA101 6260.087143 6.99670771 A

5 50HAJ11CT901 10730.55 4.08180382 B

6 50HAJ12CT901 19880.71571 2.20314 D

7 50LBB11CT901 19880.71571 2.20314 D

8 50LBB12CT901 19880.71571 2.20314 D

No. Component Deviation Consequences Safeguard L C R Recommendations

a. Tidak perlu waktu lama

untuk mengubah feedwater

cold reheat menjadi hot

reheat

a. Perawatan berkala pada

control valve spraywater

serta pipa-pipa reheater agar

tidak terjadi korosi, minimal 2

bulan sekali

b. Feedwater telah menjadi

uap sebelum keluar dari

reheater

b. Pengunaan temperature

alarm high

c. Buka control valve

spraywater line 1

d. Tambahkan cold water

pada masukan reheater

a. Tidak dapat mencukupi

temperatur target yang

diinginkan

a. Memonitor setiap

perubahan temperatur hot

reheat yang keluar dari

heater line 1

b. Menambah beban

pemanas untuk memanasi

feedwater cold reheat

untuk menjadi hot reheat

b. Menutup control valve

spraywater line 1 agar

temperatur tidak bertambah

turun

b. Penggunaan temperature

alarm high

c. Melakukan perawatan

berkala terhadap pipa-pipa

reheater, minimal 2x dalam 1

tahun

1

Temperature

Transmitter

Inlet Reheater

Line 1

(50LBC11CT

001)

High

temperatu

re

Control valve

spraywater line

1

(50LAF11AA10

1)

D 3 M

c. Korosi pada pipa-pipa

reheater

Control valve

spraywater line

1

(50LAF11AA10

1)

D 1 L

2

Temperature

Transmitter

Outlet

Reheater Line

1

(50LBB11CT

901)

Low

Temperat

ure

HAZOP Worksheet Reheater

Emergency Response Plan

• Memaksimalkan keselamatan kerja dari semua personel yang ada serta memperkecil kerusakan akibat terjadinya kebakaran ataupun ledakan.

• memastikan komunikasi yang lancar selama proses penanganan keadaan darurat dan untuk segera memulihkan pengoperasian sesegera mungkin.

TUJUAN

Peta Evakuasi

Evacuation

CCR

Package

Boiler

Ste

am

dru

m

FW

T

Tan

k

LIFT

LIFT

Evacuation

Evacuation

Assembly

Point

Evacuation

Unit 50 Plant

Evacuation

Evacuation

CR

Operation Room

Safety Room

FHC

Evac

uat

ion

SC

BA

FHC

FHC

Pembahasan

Dari keempat node pada boiler, yang memiliki risiko paling besar adalah level transmitter pada steam drum dan pressure transmitter pada outlet superheater, hal tersebut karena jika level air pada steam drum terlalu rendah melebihi batas minimal, maka akan terjadi ledakan pada drum. Jika steam drum tidak berfungsi, maka keseluruhan sistem juga tidak dapat bekerja. Begitu juga jika tekanan main steam superheater terlalu tinggi, maka akan mengganggu kerja turbin. Untuk mengatasinya adalah dengan adanya perawatan secara rutin, serta pemasangan redundant transmitter untuk menurunkan risiko.

Berdasarkan tabel HAZOP worksheet di atas, maka dapat diketahui bahwa risiko yang paling berbahaya untuk sistem boiler adalah ketika terjadi kebakaran/ledakan. Oleh karena itu, diperlukan adanya tindakan emergency ketika terjadi kebakaran. ERP ini mencakup tugas dan tanggungjawab setiap personel, peta evakuasi, tindakan pencegahan, serta langkah-langkah yang harus dilakukan masing-masing personel ketika terjadi kebakaran.

KESIMPULAN

Untuk keempat node boiler, yang memiliki risiko paling besar adalah level transmitter steam drum dan pressure transmitter superheater dengan kriteria likelihood A (>5 kali dalam 5 tahun), dan konsekuensi 4 (major), sehingga berisiko extreme risk. Rekomendasi untuk menurunkan risiko adalah dengan pemasangan LT redundan pada steam drum.

Bahaya yang mempunyai risiko paling besar pada boiler adalah kebakaran. Oleh karena itu, perlu dibuat ERP untuk bahya kebakaran yang terjadi pada boiler, mencakup peta evakuasi, tugas dan tanggungjawab tiap personel, upaya penanganan, serta langkah-langkah yang dilakukan tiap personel saat terjadi kebakaran.

Kontribusi

SOP Emergency Response Plan yang dibuat dapat diterapkan pada plan, sehingga masing-masing personen PT YTL siap menjalankan tugas dan tanggungjawabnya masing-masing

HAZOP Worksheet dapat digunakan sebagai alat proteksi untuk analisis risiko dan rekomendasi dapat dilakukan untuk

mengurangi bahaya yang mungkin terjadi di boiler PT. YTL

HAZOP

HAZOP

(Venisia, 2012)

Design load 100% ( 650MW ) 50% ( 325MW )

Coal Kideco - roto Kideco – roto

Superheater Flow 546 kg/s 263 kg/s

Superheater outlet temp. 543 oC 5430C

Superheater outlet press. 174.6 bar 104 bar

Drum Pressure 187.2 bar 110 bar

Reheater Flow 470 kg/s 235 kg/s

Reheater outlet temp. 540 oC 5400C

Feedwater temp 278 oC 2400C

Coal Fired 268.2 T/h 139.6 T/h

Approx. T/MW 0.412 0.429

Spesifikasi Boiler di PT YTL

1sigma 2sigma 3sigma

Shewhart Contol Chart

Control Chart VS Grafik Data Spec Transmitter

Rekomendasi Head of Safety & Fire Service

Rekomendasi Mengurangi Tingkat Risiko

SIL-1

SIL-2

SIL-3