isi

I. Kronologi Kebocoran Pipa Boiler Unit 1

Sootblower adalah alat yang berfungsi untuk membersihkan jelaga (soot) pada dinding boiler dengan

cara menyemprotkan uap panas kepada pipa boiler. Pada tanggal 4 november 2010, diketahui bahwa

sootblower IR 881B pada riser wall sisi utara Unit 1 tersangkut pada posisi semprot. Setelah

sootblower dikembalikan kepada posisi menutup, masih terdengar suara dari daerah sootblower yang

diduga merupakan kebocoran pipa boiler. Setelah dikonfirmasi akan adanya kebocoran, maka pada

tanggal 5 November 2010 pukul 00:29, Unit 1 desinkron dari jaringan (TJBPS Distrubance Report

TJB-PR-0632-ROO). Observasi visual boiler dalam kondisi shutdown menujukkan terjadinya

kebocoran pada pipa tepat disamping sootblower IR 881B.

Gambar 1 : Installasi Sootblower pada wall

tube

1

Gambar 2 : Sootblower IR 881B yang telah dilepas

Gambar 3 : Kebocoran Riser Wall sisi utara (5 november 2010)

Gambar 4 : Kebocoran Riser Wall sisi utara (5 November 2010)

2

Pipa Penunjuk Lokasi Sootblower

Pipa Penunjuk Lokasi Sootblower

Setelah air di boiler dikosongkan, maka dimulai pemotongan pipa boiler, tanggal 5 November 2010

malam hari.

Gambar 5 : Proses Pemotongan Pipa Boiler

3

Gambar 6 : Pipa Boiler yang telah dipotong

Dari pipa yang telah dilepas, terdapat 4 lubang yang berasal dari penipisan pipa akibat malfungsi

sootblower.

Gambar 7 : Pipa Sootblower yang telah dilepas

4

Gambar 8 : 2 lubang kebocoran dan Garis Penipisan pipa bagian bawah akibat Sootblower

Gambar 9 : 2 Lubang kebocoran Garis Penipisan Pipa Bagian Atas Akibat Sotblower

5

Lubang

Lubang

Gambar 10 : Lubang 1


6



II. Modus malfungsi sootblower penyebab kebocoran pipa boiler unit 1

7

Gambar 14 : Skema Sootblower tipe IR yang mengalami malfungsi

II. 1. Proses Operasi Sootblower

Sootblower beroperasi dengan menyemprotkan uap air bertekanan kedalam dinding pipa boiler untuk

membersihkan abu akibat hasil pembakaran batu bara. Mekanisme penyemprotan sootblower adalah

sebagai berikut:

1. Motor berputar, dan menggerakkan Screw tube dan Cam, yang menggerakkan nozzle kedalam

ruang boiler.

2. Ketika nozzle sudah masuk kedalam ruang boiler, maka cam akan membuka trigger, dan poppet

valve terbuka, sehingga uap panas tersalurkan melalui gooseneck, dan disemprotkan oleh nozzle

menuju pipa boiler.

3. Setelah sootblower selesai membersihkan, maka motor menarik kembali nozzle, trigger akan

terlepas dari cam, dan aliran uap air akan berhenti.

II.2. Sistem Pengawasan Status Sootblower

8

Gambar 15 : Skema Mekanisme Motor penggerak Sootblower

Sootblower mempunyai sistem deteksi posisi sootblower melalui limit switch gear pada control box.

Ada 2 rangkaian indikasi pada 2 limit switch pada control box. Kedua limit switch yang digunakan

adalah tipe normally closed, yang berarti switch tersebut akan terus menyalurkan sinyal listrik dalam

rangkaian selama switch tidak diaktuasi. Ketika trip pin gear mengaktuasi limit switch, maka

rangkaian akan terputus. Control room akan mendeteksi status posisi sootblower dari rangkaian yang

terputus.

9

Lokasi Limit Switch

Pin yang patah

Gambar 16 : Mekanisme Trip Pin Pada Control Box Sootblower

Gambar 17 : Mekanisme Limit switch Pada Control Box Sootblower

10

Limit Switch Posisi Forward (Normally

Closed)

Limit Switch Posisi Retract (Normally

Closed)

Posisi extend terdeteksi bila

rangkaian menjadi open loop

Limit Switch Posisi Forward (Normally

Closed)

Posisi retract terdeteksi bila



Closed)

Existing Retract Limit Switch

(normally Closed)

Existing Forward Limit Switch

(Normally Closed)

Berikut adalah tabel logika dari sistem pengawasan sootblower yang terpasang di unit 1 dan 2.

RETRACT CIRCUIT LOGIC TABLE

Kondisi Aktual

Soot blower

Retract

Normal

Retract pin patah

(Tersangkut Posisi Extend)

Extend Pin patah

(Tersangkut Posisi

Retract)

Extend Normal

Existing L.S

(NC)

Open Open Closed Closed

Kondisi

Retract circuit

Open Open Closed Closed

CCR Reading Circuit

active

Circuit Active Circuit Inactive Circuit Inactive

FORWARD CIRCUIT LOGIC TABLE

Existing L.S

(NC)

Closed Closed Open Open

Kondisi

Extend Circuit

Closed Closed Open Open

CCR Reading Circuit

Inactive

Circuit Inactive Circuit Active Circuit Active

CCR

SOOTBLOWER

STATUS

Retract /

Stop

Retract / Stop Extend / Run Extend / Run

Efek Kepada

Boiler

Normal Erosi Pipa

TIDAK TERDETEKSI

Sootblower tidak

Beroperasi

TIDAK TERDETEKSI

Normal

Tabel 1 : Logika Sistem pengawas sootblower terpasang

Dapat disimpulkan dari tabel diatas bahwa sistem pengawas tidak dapat mendeteksi malfungsi sootblower

yang disebabkan oleh kegagalan pin. Ketika soot blower terangkut pada posisi extend atau retract akibat

pin patah, CCR tetap mendeteksi sootblower bekerja normal. Hal ini dikarenakan sistem pengawas tidak

terhubung secara langsung kepada sootblower. CCR tidak dapat mendeteksi sootblower yang sedang

mengerosi pipa yang berujung kepada kebocoran, atau tidak melakukan fungsinya dan membiarkan pipa

boiler kotor oleh jelaga.

11

II.3 Malfungsi Sootblower :

Pada salah satu siklus operasi sootblower IR 881B, terjadi patah pada coupling pin pada kopling

penghubung antara gear reducer shaft dan blower drive shaft. Hal ini menyebabkan tertinggalnya

nozzle didalam boiler dalam posisi terus menyemprot. Hal ini tidak terdeteksi oleh operator di

control room, karena limit switch yang menunjukkan posisi nozzle terletak di control box. Limit

switch ini tidak terhubung dengan nozzle, dan menunjukkan status nozzle melalui posisi timing gear

yang diputar oleh motor. Patahnya coupling pin menyebabkan sootblower tertinggal dalam posisi

menyemprot pipa, dan status sootblower terdeteksi normal, karena limit switch tetap berfungsi.

Walaupun, yang terjadi adalah nozzle terus menyemprot pipa sehingga terjadi erosi, dan motor hanya

berputar tanpa menggerakkan blower drive shaft.

Gambar 18 : Pin patah yang menyebabkan malfungsi sootblower

12

Pin Patah

III. Langkah-langkah untuk menghindari malfungsi sootblower

Dikarenakan kerugian yang ditimbulkan oleh malfungsi sootblower tersebut, dibutuhkan metode

pemantauan sootblower untuk menghindari kegagalan di kemudian hari. Metode pengawasan yang

diinginkan harus memenuhi kriteria sebagai berikut:

-Dapat menentukan status sootblower secara akurat

-Tahan terhadap kondisi operasi sootblower

-Dapat mendeteksi kegagalan alat pengawas (Fail Safe)

III.1 Aplikasi Proximity switch pada sootblower Versi 1 (Telah dilakukan uji coba oleh operator

TJBPS dan PLN)

TJBPS sebagai operator unit 1 dan 2 telah melakukan uji coba aplikasi proximity switch pada

sootblower 885B yang digunakan untuk mendeteksi posisi sootblower. Limit switch tipe induksi ini

merupakan jenis Normally Closed, dan akan berubah status ketika mendeteksi metal dalam radius 5

mm dari muka detektor.

Gambar 19 : Instalasi Proximity Switch pada sootblower

13

Proximity Switch Posisi Retract

(Normally Closed)

Gambar 20 : Skema Pengawasan sotblower dengan Proximity Switch

Cara kerja sistem ini adalah dengan memasang relay switch yang diaktuasi oleh proximity switch

secara paralel pada rangkaian posisi retract. Posisi retract sootblower dapat dideteksi apabila

rangkaian posisi retract berubah menjadi rangkaian terbuka. Dengan aplikasi proximity switch

sebagai parallel dari existing limit switch, sootblower yang tertinggal akan dapat dideteksi, karena

bila proximity switch tidak mendeteksi bahwa sootblower telah ditarik, maka switch tetap pada posisi

closed, dan sootblower tidak akan terdeteksi sudah ditarik. Metode ini telah diuji coba pada tanggal

24 november 2010 pada salah satu sootblower di unit 1, dengan hasil memuaskan. Namun belum

diketahui mengenai ketahanan operasi dari sensor.

Sensor yang digunakan pada percobaan adalah sebagai berikut:

Merek : PepperL Fuchcs

Jenis : Proximity Sensor

Tipe NBB5-18GM60-WO

Spesifikasi: I = 200mA V = 230 VAC

14

Limit Switch Posisi Forward

(Normally Closed)

Limit Switch Posisi Retract

(Normally Closed)





Addtitional Proximity Switch mengontrol

Relay Switch


(Normally Closed)

Existing Forward Limit Switch

(Normally Closed)

Additional Relay Switch (Normally

Closed)

Gambar 21 : Proximity Sensor Induktif yang digunakan

Proximity switch digunakan karena terdapat celah pada piringan sootblower, seperti ditunjukkan pada

gambar dibawah.

Gambar 22 : Celah pada piringan sootblower

Celah pada piringan merupakan celah pengarah antara piringan dan guide Bar. Pada proses retract,

piringan akan berputar setelah mencapai posisi retract, dan celah akan melewati proximity sensor. Hal ini

menyebabkan penggunaan sensor lain seperti contact limit switch bukanlah suatu pulihan, karena celah

akan mematahkan actuator contact limit switch, dan pengaplikasian contact limit switch di daerah

piringan yang tidak bercelah juga tidak akan menyelesaikan masalah, karena akan terjadi abrasi akibat

gesekan antara contact limit switch dan piringan yang berputar.

Relay switch yang digunakan adalah sebagai berikut;

15

Celah

Guide Bar

Gambar 23 : Relay Switch yang ditambahkan pada rangkaian Retract

Penggunaan relay switch dibutuhkan, untuk dapat mendeteksi kegagalan limit switch. Hal ini

dimungkinkan karena tanpa sinyal limit switch, relay akan terus menutup rangkaian, sehingga posisi

retract tidak akan terdeteksi. Hal ini akan terdeteksi pada control room sebagai malfungsi, dan dapat

dilakukan pemeriksaan sootblower tersebut.

Berikut adalah tabel logika dari sistem pengawasan sootblower 885B dengan tambahan proximity switch:


Kondisi Aktual

Soot blower

Retract

Normal

Retract pin patah

(Tersangkut

Posisi Forward)

Retract Normal

(Kabel P.S

putus)

Extend Pin patah

(Tersangkut

Posisi Retract)

Extend

Normal

Extend Normal

(Kabel P.S

Putus)

Existing L.S

(NC)

Open Open Open Closed Closed Closed

Add. Relay

(NC)

Open Closed Closed Open Closed Closed

Add. L.S Energized De-Energized De-Energized Energized De-

Energized

De-Energized

Kondisi

Retract circuit

Open Closed Closed Closed Closed Closed

CCR Reading Circuit

active

Circuit Inactive Circuit Inactive Circuit Inactive Circuit

Inactive

Circuit Inactive

EXTEND CIRCUIT LOGIC TABLE

Existing L.S

(NC)

Closed Closed Closed Open Open Open

Kondisi

Extend Circuit


CCR Reading Circuit

Inactive

Circuit Inactive Circuit Inactive Circuit Active Circuit

Active

Circuit Active

CCR

SOOTBLOWER

STATUS

Retract /

Stop

Elapsed Time

Alarm

Elapsed Time

Alarm

Forward/ Run Extend /

Run

Extend

Efek Kepada

Boiler

Normal Erosi Pipa

(Penyebab

Bocor)

TERDETEKSI

Sootblower

Tidak Dimonitor

TERDETEKSI

Sootblower tidak

Beroperasi

TIDAK

TERDETEKSI

Normal Alarm akan

muncul pada

kondisi retract

TERDETEKSI

Tabel 2 : Logika pengawasan sootblowed dengan proximity switch dan relay

16

Dapat disimpulkan dari tabel diatas bahwa sistem pengawas tidak dapat mendeteksi malfungsi sootblower

yang disebabkan oleh kegagalan pin pada posisi retract. Ketika soot blower terangkut pada posisi retract

akibat pin patah, CCR tetap mendeteksi sootblower bekerja normal. Hal ini dikarenakan ketika pin patah

dengan kondisi sootblower tersangkut, maka retract circuit akan menjadi rangkain tertutup karena limit

switch kembali kepada status normalnya, yaitu tertutup. Walaupun operasi sootblower terlihat normal dari

CCR, sebenarnya sootblower tidak melakukan tugasnya dan membiarkan pipa boiler terkotori oleh jelaga.

Percobaan untuk membuktikan hal ini telah dilakukan pada tanggal 8 desember 2010 pada sootblower

885 B. Untuk mensimulasi pin yang patah, maka coupling pin dilepas ketika sootblower pada kondisi

retract, lalu sootblower dioperasikan. Karena tidak adanya coupling pin, maka gear reducer shaft berputar

tanpa terhubung kepada blower drive shaft, dan sotblower tetap pada kondisi retract. Hubungan antara

relay dan limit switch pada control box adalah parallel. Hal ini menyebabkan retract menjadi tertutup

ketika limit switch tertutup, walaupun relay masih terbuka karena proximity switch terus ter-energized

oleh disc sootblower. Terbukti dari percobaan yang dilakukan, status CCR menunjukkan bahwa

sootblower beroperasi normal, walaupun pada kondisi sebenarnya, sootblower tidak beroperasi.

Gambar 24 : Percobaan proteksi Sootblower

Kesimpulan Sistem :

Sistem ini dapat mendeteksi status-status abnormal sebagai berikut:

-Sootblower tersangkut pada posisis forward

- Malfungsi proximity switch

Namun sistem ini tidak dapat mendeteksi status abnormal sebagai berikut

17

Pin yang DIlepas

-Sootblower tersangkut pada posisi retract

III.2 Aplikasi proximity Switch dengan relay ganda Versi 2 (Telah dilakukan percobaan oleh

operator TJBPS dan PLN)

Untuk mengatasi kelemahan pada sistem pengawasan dengan proximity switch versi 1, dilakukan

modifikasi pada rangkaian, yaitu penambahan relay switch Normally Closed pada rangkaian retract

seperti pada gambar berikut:

Gambar 25 : Skema pengawasan sootblower dengan proximity switch versi 2

18

Limit Switch Posisi Extend (Normally

Closed)


Closed)





Proximity Switch mengontrol 2 Relay

Switch (Tipe Normally closed)


(Normally Closed)Existing Forward

Limit Switch (Normally Closed)

Additional Relay Switch 1

(Normally Closed)Additional Relay Switch 2

(Normally Closed)

Tabel logika akibat penambahan relay baru adalah sebagai berikut:


Kondisi Aktual

Soot blower

Retract

Normal

Retract pin patah

(Tersangkut

Posisi Forward)

Retract Normal

(Kabel P.S

putus)

Extend Pin patah

(Tersangkut

Posisi Retract)

Extend

Normal

Extend Normal

(Kabel L.S

Putus)

Existing L.S

(NC)

Open Open Open Closed Closed Closed

Add. Relay 1

(NC)


Add. Relay 2

(NC)


Add.

Proximity

Switch

Energized De-Energized De-Energized Energized De-

Energized

De-Energized

Kondisi

Retract circuit


CCR Reading Circuit

active

Circuit Inactive Circuit Inactive Circuit Inactive Circuit

Inactive

Circuit Inactive

EXTEND CIRCUIT LOGIC TABLE

Existing L.S

(NC)


Kondisi

Extend Circuit


CCR Reading Circuit

Inactive

Circuit Inactive Circuit Inactive Circuit Active Circuit

Active

Circuit Active

CCR

SOOTBLOWER

STATUS

Retract /

Stop

Elapsed time

Alarm

Elapsed Time

Alarm

Failed To Start

Alarm

Forward /

Run

Forward

Efek Kepada

Boiler

NORMAL Erosi Pipa

(Penyebab

Bocor)

TERDETEKSI

Sootblower

Tidak Dimonitor

TERDETEKSI

Sootblower tidak

Beroperasi

TERDETEKSI

NORMAL Alarm akan

muncul pada

kondisi retract

TERDETEKSI

Tabel 3 : Logika Pengawasan sootblower dengan proximity switch dan relay ganda

Bisa dilihat dari tabel logika diatas, bahwa tambahan relay switch pada rangkaian retract akan

menyebabkan rangkaian tetap terbuka ketika sootblower tersngkut pada posisi retract, walau limit switch

pada control box sudah pada posisi closed. Hal ini membuat sistem mampu mendeteksi patah pin pada

19

kondisi retract dengan alarm yang juga akurat, yaitu failed to start alarm. Metode ini telah diuji coba

bersama oleh Operator TJBPS dan PLN pada tanggal 8 desember 2010 pada sootblower 885 B dengan

hasil yang memuaskan.

Gambar 28 : Modifikasi pada control panel sootblower oleh operator TJBPS

Kesipulan Sistem :

Sistem Ini dapat mendeteksi Status-status abnormal sebagai berikut:

-Sootblower tersangkut pada posisis forward

-Sootblower tersangkut pada posisi retract

-Malfungsi proximity switch

20

IV. Kesimpulan

Penyebab shutdown Unit 1 pada tanggal 4 November 2010 adalah malfungsi sootblower yang tidak

terdeteksi lebih awal akibat system pengawasan sootblower yang memadai. Hal ini menyebabkan

unit shutdown selama 54 Jam, hilang produksi energy sebesar 35,636.94 MWh, dan kehilangan

availability sebesar 7,49% (TJBPS Disturbance report TJB-PR-0632-R00). Shutdown akibat

kebocoran tersebut dapat dihindari dengan aplikasi system pengawas sootblower yang dapat

mendeteksi malfungsi sootblower secara cepat. Keuntungan dari aplikasi sistem pengawas sootblower

yang tepat adalah sebagai berikut:

- Mengetahui status sootblower

- Menghindari erosi pipa boiler akibat malfungsi sootblower

Sistem yang dusulkan adalah sebagai berikut:

-Operasional : pemeriksaan kondisi sootblower setelah operasi

-Sistem : - Boiler Tube Leak Detection (BLTD) System

- Pengawasan Sootblower dengan Pressure Transmitter

- Pengawasan Sootblower dengan Proximity switch

- Pengawasan Sootblower dengan Pressure switch

21

IV.1 Saran

Dari beberapa metode yang bisa dilakukan untuk mengawasi sootblower, bisa diambil kesimpulan bahwa

metode pengawasan sootblower dengan pengawasan dengan Proximity Switch dan relay switch ganda

pada rangkaian retract (Sub bab III.5) adalah metode yang paling efektif. Hal ini dikarenakan metode ini

dapat mendeteksi status-status abnormal sebagai berikut:

-Sootblower tersangkut pada posisis Forward

-Sootblower tersangkut pada posisi Retract

-Malfungsi proximity switch

Dapat disimpulkan bahwa dari segi sistem, metode pengawasan dengan Proximity Switch dan relay

switch ganda pada rangkaian retract merupakan sistem yang sesuai, untuk sootblower unit 1 dan 2.

Namun terdapat beberapa aspek yang masih terdapat beberapa aspek yang perlu diperhatikan, antara lain:

- Jenis proximity switch dan ketahanan terhadap kondisi operasi

- Perlindungan kabel menuju proximity Switch

22

V. Lampiran

Daftar Lampiran

- TJBPS Distrubance Report TJB-PR-0632-ROO

- P&ID Sootblower

- Term Block Layout TB2 A, IR& IKAH Cabinet

23

isi

Documents