III. TINJAUAN PUSTAKA

3.1 Sistem Instrumentasi

Instrumentasi adalah alat-alat dan piranti yang dipakai untuk pengukuran dan

pengendalian dalam suatu sistem yang lebih besar dan lebih kompleks

Fungsi Instrumentasi pada suatu proses industri diklasifikasikan dalam empat

golongan yaitu (3:3) :

a. Sebagai alat Ukur, yaitu untuk memonitor kondisi operasi, melalui

pengukuran proses variabel yang mempengaruhi jalannya operasi seperti

tekanan, temperatur, jumlah aliran, level dan sebagainya.

b. Sebagai alat Kontrol, yaitu untuk mengendalikan jalannya operasi agar proses

variabel selalu sesuai dengan harga yang diinginkan

c. Sebagai alat Safety, yaitu untuk mencegah kerusakan pada peralatan dan

mencegah kecelakaan pada operator, juga sebagai sistem alarm yang

memberitahu operator bila proses variabel mencapai nilai kritis, baik kritis

minimum maupun kritis maksimum

d. Sebagai alat Analisa, yaitu untuk menganalisa produk apakah sudah sesuai

dengan spesifikasi yang diinginkan atau belum, juga digunakan untuk mencegah

polusi yaitu dengan menganalisa air buangan apakah tidak mengandung minyak

yang membahayakan lingkungan.

1

3.2 Metering and Regulating Station (M/RS)

Metering and Regulating Station (M/RS) adalah salah satu unit lengkap

pendukung dalam distribusi gas yang terdiri dari :

1. Regulating (regulator/katup penurun tekanan) untuk menurunkan dari

tekanan besar ke tekanan yang diinginkan serta memenuhi kapasitas yang diminta.

Tanpa regulating, system pengapian pada tungku / oven / alat pembakar lainnya

sukar dikendalikan karena tidak adanya system yang mengatur besaran kapasitas

dan tekanan gas, sehingga panas yang dihasilkan tidak sempurna.

2. Metering adalah tempat pencatatan semua besaran gas yang telah digunakan

oleh konsumen.M/RS memberikan kontrol dan akurasi yang tepat untuk tekanan

dan kapasitas gas yang diinginkan konsumen.

2

Gambar 3.1 Skema Dasar Regulating Station (R/S)

Gambar 3.2 Skema Dasar Metering Station (M/S)

Sehingga jika Metering Station dan Regulating Station jika dirangkai

sebagai M/RS adalah sebagai berikut

Sehingga bisa disimpulkan bahwa fungsi daripada M/RS adalah :

1. Menurunkan tekanan gas dari sistem jaringan pipa distribusi

ke pelanggan

2. Menjaga agar tekanan gas yang keluar dari M/RS dalam

keadaan konstan

3. Mengatasi tekanan yang berlebihan atau kekecilan.

4. Mengukur jumlah gas yang mengalir melalui meter dalam unit

M/RS

3.3 Prinsip Kerja Metering and Regulating Station

Cara kerja metering regulating station ialah mengalirkan gas melalui

inletM/RS dan mengeluarkan gas dengan tekanan yang sesuai dengan keinginan

padaoutlet.Agar kondisi gas bersih maka dipasanglah filter. Gas akan melewati

slum shut of valve (SSOV) yang berfungsi untuk menutup aliran gas apabila

terjadi overpressure di downstream. Selanjutnya gas akan mengalir melalui

regulator monitor, kemudian mengalir menuju ke regulator aktif. Di regulator

3

Gambar 3.3 Skema Dasar Fungsi M/RS

aktif tekanangas akan diturunkan sesuai dengan kebutuhan pelanggan. Setelah

melalui regulator, apabila terjadi overpressure, sebagian aliran gas akan dibuang

melalui relief of valve. Setelah itu aliran gas diukur dengan turbine meter.

Kemudian gas akan masuk ke pelanggan.

Pada umumnya M/RS dipasang dua stream (aliran), yang bertujuan apabila

stream yang beroperasi rusak atau tidak bisa bekerja lagi, maka stream satunya

(stand by) dapat menggantikan kerja stream apabila tersebut secara automatis

berdasarkan setting regulator dan setting shut off valve, sehingga penyaluran gas

ke pelanggan tidak terhenti dan pasokan gas dapat berlangsung terus-menerus

Gambar 3.4 Skema M/RS

3.4 Konfigurasi Metering and Regulating Station

4

inlet valve

RegMonitor

SSOV

Reg Aktif

Relief

Turbinmeter

SSOV

RegMonitor

Reg Aktif Relief outlet valve

Filter

Operated

Stand by

By pass meter

InsulatingJoint

InsulatingJoint

outlet valveinlet valve

inlet valve outlet valve

PI

PI

PI

PI

PI PI

PIPI

PI

PI

TITI

Metering and Regulating Station memiliki bermacam konfigurasi dengan

tujuan yang sama yaitu untuk menyuplay gas dan menurunkan tekanan ke

pelanggan,namun memiliki keuntungan dan kerugian yang berbeda beda.

Penggunaannyapun berdasarkan fungsi yang dibutuhkan

a. Single Stream - Active - Slam Shut

Type M/RS ini tidak menjamin kelangsungan aliran ke pelanggan,

P 7.1

2

4

3.1

12

31

INLET

OUTLE

T

35

6

6.2

6.1

7 8

8.1

3 3

910

11

13

13

13

13

2

15

14

Komponen1. Inlet flange2 Insulating joint3 Isolation valve

3.1 isolation valve & plug4 Inlet pressure gauge5 Inlet regulator valve 6 Filter

6.1 filter dp gauge6.2 three way manifold

7 Slam shut valve

7.1 Pilot slam shut valve8. Active regulator

8.1 pilot active regulator9 Outlet pressure gauge10 Relief valve 11 Stream discrimination valve12 Outlet regulator valve13 Inlet/outlet meter valve14 Turbin meter15 Outlet flange

Tabel 3.1Single Stream - Active - Slam Shut

Kerugiannya adalah aliran gas akan terhenti jika dilakukan perbaikan atau

pemeliharaan M/RS contohnya pada waktu ada perbaikan pada regulator,

5

Gambar 3.5 Skema Single Stream-active-slam shut(5:30)

mempunyai kapasitas sangat kecil dan pada umumnya digunakan untuk pelanggan

pabrik dengan kapasitas kecil atau pelanggan komersial.

b. Twin Stream - Active - Slam Shut

Desain type M/RS ini dapat menjamin kontinuitas aliran gas kepelanggan,

Komponen

1. Inlet Flange2. Insulating Joint3. Isolation Valve 3.1 Isolation Valve & Pluge4 Inlet Pressure Gauge5 Inlet Regulator Valve 6 Filter6.1 Filter Dp Gauge

6.2 Three Way Manifold7. Slam Shut Valve

7.1 Pilot Slam Shut Valve

8 Active Regulator8.1 Pilot Active Regulator9 Outlet Pressure Gauge10 Relief Valve 11 Stream Discrimination Valve 12 Outlet Regulator Valve13 Inlet/Outlet Meter Valve14 Turbin Meter15 Volume Corrector 16 Outlet Flange

Tabel 3.2 Twin Stream - Active - Slam Shut

Jika regulator yang sedang operasi mengalami gangguan misalkan tekanan

naik sampai batas setting maka secara otomatis aliran gas akan dihentikan oleh

Slam Shut of Valve, sedangkan aliran gas ke pelanggan tidak akan terganggu dan

6

P

2

4

3.1

1

INLET

OUTLET

3

13

13

13

13

2

16

14

7.1

12

3

56

6.2

6.1

7 8

8.1

3 3

910

11

7.1

12

3

56

6.2

6.1

7 8

8.1

3 3

910

11

15

Gambar 3.6 Skema Twin Stream-active-slam shut(5:34)

pelanggan tetap dapat berproduksi karena secara otomatis lajur siaga (standby)

akan mengambil alih atau menggantikan mengontrol pendistribusian alirangas

c. Single Stream - Monitor/Active - Slam Shut

Komponen

1. Inlet Flange2. Insulating Joint3.Isolation Valve 3.1 Isolation Valve & Pluge4.Inlet Pressure Gauge5.Inlet Regulator Valve 6.Filter

6.1 Filter Dp Gauge6.2 3 Way Manifold7 Slam Shut Valve7.1 Pilot Slam Shut Valve

8.Monitor / Active Regulator8.1 Pilot Monitor Regulator8.2 Pilot Active Regulator9 Outlet Pressure Gauge10 Relief Valve 11 Stream Discrimination Valve 12 Outlet Regulator Valve13 Inlet/Outlet Meter Valve14 Turbin Meter15 Volume Corrector 16 Outlet Flang

Tabel 3.3 Single Stream - Monitor/Active - Slam Shut

Pada type M/RS ini jika terjadi kerusakan pada Regulator Active, maka

secara otomatis Regulator Monitor akan mengambil alih tugas dari

RegulatorActive untuk mengontrol tekanan inlet sehingga tekanan outlet tetap

7

P 7.1

2

4

3.1

12

31

P

INLET

OUTLE

T

35

6

6.2

6.1

7 8

8.1

3 3

910

11

13

13

13

13

2

16

14P

8.2

8

3

4

3

15

Gambar 3.7 Skema Single Stream-Monitor/Active-Slam Shut(5:32)

sesuai denganyang diinginkan.

d. Twin Stream - Monitor/Active - Slam Shut

Pada dasarnya type M/RS ini hampir sama dengan type M/RS Twin Stream

-Active - Slum Shut hanya saja di masing - masing stream ditambahkan

MonitorRegulator

Komponen

1. Inlet Flange2 Isolation Ball Valve3 Inlet Pressure Gauge4 Ball Valve5 Filter6 Filter Diffrential Pressure

Gauge & Manifold7 Drain Valve & Plug8 Sring Loaded Regulator

( Internal Control Line )

9. Slamshut Valve ( Integral ) / External Control Line10 Check Valve11 Bleeding Valve & Plug12 Ball Valve13 Outlet Pressure Gauge14 Volume Corrector15 Outlet temperature Gauge16 Outlet Flange

Daftar Tabel 3.4Twin Stream - Monitor/Active - Slam Shut

8

2 11

1

INLET

OUTLE

T

3

12 12

16

14

97

8

45

6

10

97

8

45

6

10

2

13

15

12 12142

13

15

Gambar 3.8 Skema Twin Stream-Monitor/Active-Slam Shut(5:36)

3.4 Bagian-Bagian Metering and Regulating Station M/RS

Komponen- Komponen Utama pada M/RSterdiri atas(1:15) :

1. Isolation Valve (Inlet-Outlet)

Valve ini berguna untuk mengisolasi tekanan masuk (inlet) & tekanan

keluar (outlet), biasanya berupa ball valve. Ball valve adalah valve yang memiliki

bola yang menggantung pada hand wheel. Pada bola tersebut terdapat

lubang.Valve dalam kondisi open apabila lubangtersebut searah dengan pipa.

Sedangkan valve dalam kondisi close apabila lubang tidak searah dengan pipa.

Ball valve digunakan untuk peralatan yang membutuhkan shut off

secarasempurna.Ball valve banyak digunakan untuk keperluan industri karena

serba guna, mudah diperbaiki dan mudah dioperasikan secara manual.

2. Insulating Joint (Inlet-Outlet)

Jaringan pipa distribusi gas yang menggunakan pipa baja dilengkapi dengan

perlindungan korosi (Sistem Proteksi Katodik).Insulating joint dipasang untuk

melindungi M/RS dari beda potensial yang timbul dan bisa menyebabkan korosi.

Maka pada bagian inlet dan outletM/RS dipasangi Insulating Joint yang berfungsi

memutus hubungan listrik antara pipa penyalur dengan M/RS. karena perawatan

terhadap korosi yang dibutuhkan oleh M/RS sendiri yaitu cara coating, anoda

korban dibutuhkan untuk pipa dalam tanah

9

3. Gas Filter

Filter adalah alat yang berfungsi untuk menyaring kotoran. Apabila

kotorantidak disaring, kotoran tersebut akan mengganggu komponen

M/RS .Komponen M/RS yang paling rentan apabila aliran gas tidak disaring

adalah turbine meter. Dalam industri migas filter yang baik adalah filter yang

menyebabkan Pressure Drop(dP) tidak lebih dari 0.1 bar dan dapat menyaring

kotoran yang berukuran 50 micron.

4. Safety Shut Off Valve/ Slam Shut Valve

Safety Shut Off Valveberguna sebagai

pengaman tekanan berlebih,

yangmenghentikan aliran gas dengan

menutup otomatis dan dibuka secara manual.

10

Gambar 3.9 Filter Gambar 3.10 Komponen Dalam Filter

Gambar 3.11 Shut off valve

5. Regulator

Regulator adalah alat yang digunakan untuk mengatur tekanan keluar

(outlet), biasanya menurunkan tekanan. Di alat M/RS, regulator adalah alat vital.

Maka kinerja regulator ini harus dipantau sehingga perlu ada pengaman dalam

komponen ini jika regulator tidak bekerja dengan baik.

Pekerjaan utama regulator sebenarnya diambil oleh regulator aktif,adanya

regulator monitor adalah untuk memonitoring saja dan mengambil alih tugas

regulator aktif jika terdapat masalah

6. Relief Valve

11

Gambar 3.13 Relief Valve Gambar 3.14 Cerobong Relief Valve

Gambar 3.12 Regulator

Spring

Disk Valve

Relief valve adalah sebuah alat untuk pelepas tekanan yang berlebihan.

Pada satuan unit M/RS relief valve dipasang sesudah regulator Relief valve

akanselalu tertutup dan akan membuka jika tekanan masuk yang melebihi nilai

yang telah ditentukan sebelumnya.

7. Check Valve

Check Valve adalah alat untuk memberi proteksi pada sistem twin

stream.Jika lajur operasi berjalan normal melepas kapasitas dan tekanan gas maka

wafer check valve membuka dan pada lajur stand by wafer check valve menutup

berarti mengisolasi tekanan yang lebih tinggi menuju slam shut valve melalui

sensing line.

8. FlowStraightners

Flow Straightners berfungsi untuk membuat aliran gas yang turbulen

menjadilaminer sebelum masuk Turbine Meter

9. Meter Gas

Meter Gas berguna mengukur jumlah volume gas yang mengalir/ dipakai

pelanggan dan Meter gas yang umum dipasang pada unit Metering Regulating

station(6:18): 

a. Turbine Meter (Meter Turbin) 

Meter yang memakai putaran

impeller (rotor) untuk mengukur

berapa volume gas yang melewati

metertersebut.Prosedur Penggunaan

berdasarkan AGA Report No. 7 -

12

Gambar 3.15 Turbin Meter

"Measurement of gas by Turbine

meters”

b. Rotary Positive Displacement Meter (Meter Rotary)  

Meter yang memakai putaran baling-baling, matching gear, atau

pergesaran baling-baling yang membuat gas-tight contact dengan dinding

meter)

c. Diaphragm Meter (Meter Diaphragma)

Meter yang menggunakan

diafragma yang lentur dengan

susunan seperti hembusan untuk

mengukur volume fluida (gas) yang

melewati meter.

10. Pressure gauge (Inlet-Outlet)

Pressure gauge adalah alat untuk

mengukur tekanan gas dengan menunjukkan

pointer pada skalanya

13

Gambar 3.16 Skematik Rotary Meter Gambar 3.17 Rotary Meter

Gambar 3.18 Diaphragma Meter

11. Thermometer gauge (Inlet-Outlet)

Termometer gauge adalah alat untuk mengukur (mengetahui) suhu

(temperature) pada Metering Station, temperature gauge dipasang di bagian hilir

down stream turbine meter.

12. Volume Corrector

Volume Corrector sebagai alat penghitung koreksi volume gas dari kondisi

pengukuran menjadi kondisi kontrak (base condition). Terdiri dari beberapa

bagian(1:20):

1. Sensor tekanan (pressure sensor) gunanya untuk membaca tekanan gas

pada saat dilakukanpengukuran volume gas.

2. Sensor suhu (temperature sensor) gunanya untuk memebaca suhu gas

pada saat dilakukan pengukuran volume gas.

3. Pendata volume, gunanya untuk membaca volume gas yang telah

diukur olehmeter gas

14

Gambar 3.19 Pressure Gauge

Gambar 3.20 Volume Corrector

4. Unit pengkoreksi (Korektor) adalah unit yang melakukan perhitungan

koreksi dengan data dari ketiga bagian lain diatas dan menampilkan

hasil perhitungan koreksinya.

3.6 Regulator

Regulator digunakan dari upstream (hulu) ke servis regulator domestic

dari transmisi ke stasion regulator distrik. Regulator digunakan untuk menurunkan

tekanan yang masuk untuk mendapatkan tekanan keluar yang dibutuhkan.

Pressure regulator tidak hanya menurunkan tekanan tetapi juga menjaga pada

tekanan yang diingini. Fluktuasi dari inlet pressure terhadap regulator valve tidak

mempengaruhi outlet pressure yang telah diset, pada saat tidak ada pemakaian,

setting outlet akan naik tapi tidak melebihi 5 % dari setting pressure(2:17)

3.6.1 Elemen Dasar Regulator

Regulator mempunyai 3 elemen dasar yang saling berhubungan atau

terkaitsatu sama lain yaitu :

1. Measuring Element

15

Measuringelement

Loadingelement

Restrictingelement

Gambar 3.21 Elemen dasar Regulator

Measuring element sangat sensitif terhadap segala

perubahantekanan yangterjadi dibawah (down stream) dan berfungsi

sebagai pengontrol tekanan keluaran (pressure output), bila terjadi

perubahan tekanan elemen ini akan selalu bergerak pada posisi

kesetimbangan(4:2). Measuring element yang berbentuk diaphragma

digunakan pada sistem distribusi tekanan menengah dan tekanan rendah.

2. Loading Element

Loading element berfungsi untuk melawan gaya yang

diakibatkan olehmeasuring element dan akan selalu membandingkan

secara otomatis gaya yang timbul dari measuring element, jika gaya

tersebut tidak seimbang antara loading element dengan measuring element

maka diaphragma secara otomatis akan membuat seimbang pada posisi

tertentu tergantung gaya dari element ini. Untuk mengatur tekanan keluar

(down stream) yang diinginkan, maka tinggal mensetting fasilitas loading

element(4:2)

3. Restricting Element

Restricting element menjadi satu dengan measuring element

dimana fungsidan bentuk berbeda. Element ini berfungsi mengatur besar

kecilnya laju alir gas dan tekanan outlet dengan cara membuka atau

menutup lubang orifice tergantung daripada perubahan posisi diaphragma,

besar atau kecilnya laju alir gas dan tekanan keluar tergantung daripada

posisi restricting element dalam membuka dan menutup lubang orifice

sekaligus juga mengatur tekanan keluar yang diinginkan. Bila measuring

16

element berubah posisi lebih terangkat, maka restricting elementakan ikut

terangkat naik pula yang mengakibatkan tekanan keluar dan laju alir gas

akan turun menjadi kecil (4:3)

17

IV. PEMBAHASAN

Pelayanan M/RS yang berada di Area Surabaya. Melayani penyaluran gas

ke berbagai pelanggan, dari pembangkit listrik, industri hingga rumah tangga. Hal

ini menuntut M/RS yang tersedia harus sesuai dengan kebutuhan pelanggan, jika

kapasitas M/RS terlalu besar daripada seharusnya maka hal yang terjadi adalah

tidak efisiennya M/RS tersebut, yang seharusnya bisa dipakai untuk industri yang

lebih membutuhkan kapasitas lebih besar, namun jika kapasitas M/RS terlalu kecil

dari yang dibutuhkan makan akan terjadi ketidakmampuan M/RS dalam bekerja,

sehingga kesesuaiannya pun diperlukan dengan meninjau berbagai aspeknya

4.1 Pembagian Tekanan Operasi

18

Gambar 4.1 Pembagian Tekanan operasi

Mengambil gas dari perusahaan penambang gas sebagai pemasok gas, gas

yang diambil dari pemasok memiliki tekanan kurang lebih 20 bar. Tekanan

tersebut perlu melewati metering and regulating station untuk diturunkan

sesuai dengan kebutuhan dari pelanggan tersebut.Pembagian tekanan tersebut

adalah

Gas dengan tekanan lebih dari 16 bar, langsung menuju pembangkit

listrik dan industri.

Gas dengan tekanan lebih dari 4-16 bar, menuju pembangkit listrik,

industri dengan kebutuhan gas kapasitas besar dan pengisian bahan

bakar gas

Gas dengan tekanan lebih dari 100 mBar-4 bar, menuju industri dengan

kebutuhan gas kapasitas sedang,komersial seperti hotel dan mall

Gas dengan tekanan kurang dari 100 mBar, menuju industri kebutuhan

gas kapasitas kecil rumah tangga dan komersial seperti rumah makan

4.2 Operasi M/RS pada PT. Jangkar Nusantara Megah

PT. Jangkar Nusantara Megah, Jalan Semeru Driyorejo,Gresik

Settingan pada M/RS dengan kebutuhan pelanggan yaitu 2 bar

StreamPressure Regulator

Relief Valve Slam Shut Valve KeteranganMonitor Active

Operasi 2,2 2 2,6 2,8 Dalam bar

19

Stand by2

1,9 2,6 3 Dalam bar

Pada streamsingle maupun Twin, tekanan setting pada regulator

monitorselalu lebih besar daritekanan setting pada regulator aktif di satu stream.

Hal ini bertujuan apabila regulator aktiftidak dapat bekerja dengan baik, regulator

monitoring akan menggantikannya. Hal ini perlu dilakukan karena regulator

adalah alat vital dalam operasi M/RS,

Pada stream operasi,tekanan setting pada regulator monitor2,2 bar dan

tekanan setting pada regulator aktif 2 bar.Perbedaan ini sengaja diciptakan apabila

terjadi pressure drop karena penggunaan berlebih sehingga tekanan menjadi 1,9

bar. Regulator pada stream stand byakan membuka lebih lebar sehingga dapat

mensuplai gas untuk pemakaiangas yang melebihi pemakaian pada kondisi

normal. Apabila pemakaian gas kembali normal, pressure menjadi normal

kembali yaitu 2 bar sehingga regulator pada stream stand by mengecil kembali.

Apabila terjadi over pressure misalnya pressure outletnya 2,7bar, regulator

kedua stream akan mengecil. Namun jika pengecilan regulator tidak cukup untuk

menangani overpressure. Over pressure ini membuka relief of valve yangmemiliki

tekanan setting sebesar 2,6 bar, sehingga dapat membuang tekanan gas yang

sedikit berlebihan. Namun jika over pressure tersebut mencapai 2,8 bar maka akan

mengaktifkan slam shut valve pada stream operasi,

Jika pada streamoperasi,tekanan setting pada slam shut valve adalah 2,8

bar. Makastream stand by memiliki tekanan setting padaslam shut valve sebesar 3

bar. Tekanan setting pada stream stand by sengaja dibuat lebih besar dari pada

20

Tabel 4.1 Settingan M/RS

stream operasi.Hal ini bertujuan apabila terjadi over pressure yang tidak terlalu

berbahaya misalnya tekanan mencapai 2,8 bar.shut off valve pada stream operasi

akan menutup, sedangkan shut off valve pada stream stand by tidak menutup. Ini

bertujuan agar masih ada suplai aliran gas pada stream

4.2.1 Komponen Pokok M/RS di PT Jangkar Nusantara Megah

No Komponen utama Ada Tidak

1 Insulating joint inlet

2 Pressure gauge inlet

3 Ball valve

4 Filter

5 Different pressure gauge

6 Shut off valve

7 Regulator monitor

8 Regulator aktif

9 Relief valve

10 Check valve

11 Turbin meter

12 Pressure gauge outlet

13 Temperature gauge

14 Volume corrector

15 AMR

Terdapat beberapa komponen tambahan yaitu :

fleksible flange : bertujuan memberi ruang jika ada pergantian meter

21

Tabel 4.2 Kelengkapan Stasiun

Keterangan Komponen pada M/RS di PT Jangkar Nusantara Megah

Merk regulator : Fisher ,ANSI 300

P inlet maksimum : 40 bar

P inlet minimum : 6 bar

P outlet maksimum : 5 bar

P outlet minimum : 1 bar

Diameter pipa inlet : 2 inch

Diameter pipa outlet : 3 inch

Pressure gauge (inlet) : 21 bar ,Range 0-40 bar

Pressure gauge (outlet) : 2,3 bar ,Range 0-6 bar

Temperature outlet : 26 oC ,Range : 0 oC - 60 oC

Turbin Meter : Merk : Schlumberger, Fluxi 2080 TZ type G 100

Kapasitas operasi : 30,8 m3/h

Range kapasitas Turbin Meter G 100 : 8-160 m3/h

Merk Volume Corrector : Mini Elcor ,Range Pressure : 0,8 – 10 BarA

Merk Filter : Star Filter ,Max Pressure : 40 barg

Konfigurasi M/RS : Twin Stream with monitor/active regulator and meter

22

Gambar 4.2 Fleksible Flange

Gambar 4.3 Instalasi M/RS di PT. Jangkar Nusantara Megah

4.3 Perhitungan Setting Tekanan M/RS berdasarkan Prosedur Operasi

Standart oleh PT Perusahaan Gas Negara (Persero) Tbk1:13)

Cara menghitung set-point M/RS pada stream aktif menurut POS

Tekanan yang

dikehendaki = (P) Bar

Set point (Bar)

Regulator Monitor

Regulator Aktif Relief valve Slam Shut

Valve

0.05 s/d 0.7 P x 1.1 P x 1 P x 1.4 P x 1.60.8 s/d 2 P x 1.1 P x 1 P x 1.3 P x 1.5

2.1 s/d 5.0 P x 1.1 P x 1 P x 1.3 P x 1.45.1 s/d 25 P x 1.05 P x 1 P x 1.15 P x 1.3

Contoh : Kebutuhan pelanggan adalah 2 bar, maka untuk stream aktif

KeteranganTekanan

yang dibutuhkan

Set point (Bar)

Regulator Monitor

Regulator Aktif

Relief valve

Slam Shut

ValveMenurut SOP 0.8 s/d 2 P x 1.1 P x 1 P x 1.3 P x 1.5

Sesuai Kebutuhan Pelanggan 2 bar 2.2 bar 2 bar 2.6 bar 3 bar

23

Tabel 4.3 Set-point M/RS Pada Stream Aktif

Cara menghitung set-point M/RS pada stream stand by menurut POS

Tekanan yang

dikehendaki = (P) Bar

Set point (Bar)

Regulator Monitor

Regulator Aktif Relief valve Slam Shut

Valve

0.05 s/d 0.7 P x 1 P x 0.9 P x 1.4 P x 1.80.8 s/d 2 P x 1 P x 0.9 P x 1.3 P x 1.6

2.1 s/d 5.0 P x 1 P x 0.95 P x 1.3 P x 1.455.1 s/d 25 P x 1 P x 0.975 P x 1.15 P x 1.35

Contoh : Kebutuhan pelanggan adalah 2 bar, maka untuk stream stand by

KeteranganTekanan

yang dibutuhkan

Set Point (Bar)

Regulator Monitor

Regulator Aktif

Relief valve

Slam Shut

ValveMenurut POS 0.8 s/d 2 P x 1 P x 0.9 P x 1.3 P x 1.6

Sesuai Kebutuhan

2 bar 2 bar 1.8 bar 2.6 bar 3.2 bar

Catatan :

Tingkatan Setting M/RS ini berdasarkan standard Pressure Regulating dan

sesuai dengan manual pabrikan yang ada

Dalam pelaksanaannya dapat disesuaikan dengan kebutuhan persyaratan

keamanan operasional di Pelanggan (misalkan setting SSOV sesuai

dengan batas keamanan peralatan atau setting regulator di Pelanggan)

Penyesuaian yang diperlukan untuk ketentuan khusus dalam penyettingan

dapat diterapkan namun dengan tetap memperhatikan keamanan,reabilitas

operasi dan minimalisasi kemungkinan adanya gas tidak terukur

(unaccounted gas)

24

Tabel 4.4 Set-Point M/RS Pada Stream Stand By

4.4 Konfigurasi Metering and Regulating Station

Konfigurasi yang digunakan adalahPada umumnya M/RS, R/S yang

dioperasikan oleh PT Perusahaan Gas Negara (Persero) Tbk. terdiri dari dua buah

stream yang identik ( Worker Stream danStandby Stream).Pada masing-masing

Stream terdapat 2 (dua) buah Regulator (Monitor dan Active) yang diset dengan

tekanan tertentu yang berbeda, gas melewati regulator monitor dulu baru ke

regulator aktif dengan tekanan regulator aktif yang lebih rendah daripada

regulator monitor.

Konfigurasi kendalinya pada bagian outletnya memiliki presisi + 5%

dibandingkan dengan tekanan Setting untuk segala kondisi. Misal regulator Pada

bagian Meter ( Meter Module ) dilengkapi dengan Meter di bagian Bypass yang

dipergunakan untuk kalibrasi / perbaikan Meter tanpa mengganggu aliran gas

kepada konsumen.M/RS, R/S yang dioperasikan oleh PT Perusahaan Gas Negara

(Persero) Tbkterdapat bermacam-macam,Namun yang sering dipakai oleh PT

Perusahaan Gas Negara (Persero) Tb adalah Twin stream with monitor

Twin Stream dapat diartikan : 2 (dua) lajur yang identik pada bagian

regulator module. Masing-masing lajur dinamakan Lajur Pekerja ( Worker Stream

) dan Lajur Siaga ( Standby Stream ). Pada setiap lajur terdapat 2 (dua) buah

Regulator yaitu Active dan Monitor dengan Slumshut. Dengan Sistem ini akan

menjamin kelangsungan distribusi gas ke pelanggan.

25

Pada bagian Meter (Meter Module) dilengkapi dengan meter bypass yang

dipergunakan saat meter dikalibrasi atau perbaikan untuk tidak mengganggu

aliran gas kepada konsumen.

4.5 Komponen Penting Pada Metering and Regulating Station Dalam

Pengoperasian

M/RS adalah alat vital perusahaan gas yang bekerja sebagai penentu

berjalannya gas ke pelanggan, sehingga perlu menjaga kehandalan alat ini dalam

pengoperasiannya. Berikut ini adalah komponen penting pada M/RS yang sangat

menentukan dalam pengoperasian M/RS

1. Regulator

2. Safety shut off valve

3. Turbin Meter

4.5.1 Regulator

Regulator adalah alat utama pada Metering and Regulating Station. Alat ini

digunakan dari upstream (hulu) ke servis regulator domestic dari transmisi ke

stasion regulator distrik. Regulator digunakan untuk menurunkan tekanan yang

masuk untuk mendapatkan tekanan keluar yang dibutuhkan. Pressure regulator

tidak hanya menurunkan tekanan tetapi juga menjaga pada tekanan yang diingini.

Maka adapun cara menjaga tekanan tersebut yaitu dengan menggunakan

pilot operated atau spring loaded.

26

Regulator menggunakan pilot. Berdasarkan istilah bahasa,pilot berarti

pengendara atau pengendali maka dapat disimpulkan bahwa pilot pada regulator

tersebut berguna dalam menjaga tekanan secara otomatis.

Dilihat dari gambar, pilot pada regulator tersebut mengendalikan regulator

dengan menyeimbangkan tekanan inlet regulator dan tekanan outlet regulator

sehingga bisa menentukan pergerakan spring pada regulator, sehingga tekanan

outlet gasnya sesuai dengan kebutuhan.

Untuk menjaga kehandalan suatu regulator maka diperlukan rangkaian

operasi regulator yang sesuai sehingga bisa menjaga tekanan yang keluar yaitu

sebagai berikut

Bila ada pemakaian atau mulai ada beban, secepat mungkin gas akan

ditarik dari jaringan pipa gas yang menyebabkan tekanan menjadi turun,

penurunan tekanan ini tidak terlampau banyak dari titik setting yang didapat dari

bagian bawah diafragma (membran) dan hasilnya mendapat dorongan pada bagian

27

Gambar 4.4 Pilot Operated Regulator

bawah diaprahma (tekanan akan menjadi efektif dengan luas diaprahma)

menyebabkan kurangnya tekanan dorong dari bagian atas.

Elemen muatan akan mendorong diaphragma dan bagian tangkai dan valve

membuka. Elemen penyangga akan membuka lebar, tambahan aliran melalui

regulator yang mengkompensasi (suplai) jika ada kenaikan kebutuhan. Bila

kebutuhan gas sudah terpenuhi tekanan pada pipa akan naik dengan perlahan

sampai mencapai titik tekanan setting.

Bila pemakaian berhenti atau mengurangi kapasitas, adalah kebalikannya,

karena kurangnya gas yang diambil dari pipa downstream (hilir) kemudian

regulator mensuplai dari elemen pembatas dan akan menaikan tekanan dengan

perlahan, mendorong-dorong diaprahma kebawah dan valve mulai menutup.

Dorongan tekanan dari bagian bawah diaprahma sama dengan tekanan dari

elemen muatan maka tekanan akan kembali ke titik settingnya

4.5.2 Safety Shut Off Valve

Slam Shut Valveadalah alat yang digunakan untuk membatasi tekanan, slam

shut valve ini dapat berdiri sendiri (individual) atau menyatu dengan regulator

(integral).

28

Gambar 4.5 Skematik Regulator

Pada unit M/RS slam shut valve dipasang sebelum regulator dan lajur

sensing dipasang sebelum check valve (katup searah). Slam shut valve selalu

terbuka dan akan menutup jika ada tekanan balik yang melebihi nilai yang telah

ditetapkan sebelumnya (set point). Sebelum SSOV bekerja, relief valve akan

bekerja terlebih dahulu untuk membuang tekanan berlebihan pada outlet pressure

regulator. Jika relief valve tidak dapat bekerja dengan baik maka SSOV akan aktif

dan menutup aliran sepenuhnya.Kecepatan menutup dari slam shut tidak boleh

lebih dari 1 detik.

Untuk membuka kembali slamshut valve ini dengan cara manual yaitu

dengan memutar tangkai yang tersedia berlawanan dengan arah jarum jam.

4.6.3Turbin meter

Meter yang memakai putaran impeller (rotor)untuk mengukur berapa

volume gas yang melewati meter tersebut.Turbin Meter ini dipasang di konsumen

yang memakai gas relatif besar (Industri). Persyaratan gas yang melalui turbin

meter adalah gas harus bersih dan bebas dari cairan, debu ataupun kotoran yang

dapat merusak rotor meter dan mekanisme penggeraknya,Sehingga perlu dipasang

29

Gambar 4.6 Skematik Safety valve

filter pada bagian upstream meter dengan kemampuan menyaring debu atau

kotoran sebesar 50 micron, selain itu juga harus terdapat straigtener agar aliran

gas yang melewati turbin meter mengalir secara laminer

Dengan prinsip kerjanya yaitu aliran laminer masuk melalui inlet turbin

meter kemudian nose cone mengarahkan aliran untuk memutar baling-baling,

putaran tersebut diubah menjadi pulsa listrik sehingga terjadi proses billing disini.

4.5.3.1 Syarat Instalasi Turbin Meter

Meter jenis Turbin memiliki kepekaan yang tinggi terhadap kondisi gas dan

fluida, sehingga adapun syarat syarat yang harus dipenuhi agar kondisi gas atau

fluida yang berubah tidak mempengaruhi kinerja meter turbin.

Syarat-syarat umum yang ditentukan dalam pemasangan meter adalah

Sebelum gas melewati meter,harus ada straightening vane dan strainer agar

gas yang melewati turbin berjalan secara laminer sehingga mudah dalam

perhitungan volumenya dan tidak merusak meter

Instalasi pada kontruksi yang lurus telah distandarkan dengan upstream

30

Gambar 4.7 Turbin Meter

panjang ideal lebih dari 10D pipa dengan jarak dari staightener

upstreamnyasekitar 5D pipa.

4.6 Safety Device

Safety device adalah alat yang digunakan dalam rangka mengamankan

sistem atau komponen pada M/RS

4.6.1Indikator Kondisi Aliran

Indikator-indikator ini juga harus dipasang pada M/RS Unit untuk menjadi

patokan bahwa kondisi aliran gas didalam pipa sesuai spesifikasi:

Regulator Sections :

Inlet Pressure Indicator = digunakan untuk menunjukkan tekanan dari inlet

M/RS

Monitor Regulator Pressure Indicator = digunakan untuk menunjukkan

tekanan ke regulator active M/RS

31

Gambar 4.8 Syarat Instalasi Turbin meterGamba

Outlet Pressure Indicator = digunakan untuk menunjukkan tekanan yang

mengalir ke outlet M/RS

Filter Differential Pressure Gauge = digunakan untuk mengetahui bahwa

filter masih baik dan tidak ada kotoran yang tersangkut di filter dan

menghalangi aliran

Meter Sections :

Volume Corrector = untuk menghitung volume koreksi dengan memasukkan

element suhu, tekanan dan volume yang terhitung di gas meter

Outlet Pressure Indicator = digunakan untuk menunjukkan tekanan yang

mengalir ke outlet M/RS

4.6.2 KomponenPenting Pada Aliran di M/RS Dalam Pengamanan

1. Perpipaan pada Aliran Utama (Mainstream Pipework)

Seluruh sambungan-sambungan perpipaan dirancang untuk kecepatan

maksimum 20m/det (untuk aliran gas maksimum, tekanan minimum sebelum

filter), dan kecepatan maksimum 40 m/det ( untuk kondisi aliran gas maksimum,

tekanan minimum sesudah filter).

2. Penyekat (Cathodic Protection Insulating Joint)

Jaringan pipa distribusi gas (pipa baja) dilengkapi dengan perlindungan

korosi (Sistem Proteksi Katodik).Untuk mencegah masuknya arus perlindungan

korosi ke bagian M/RS, maka pada bagian inlet dan outlet M/RS dipasangi

Insulating Joint yang berfungsi memutus hubungan listrik antara pipa penyalur

dengan M/RS. sehingga katodik yang dikorbankan tidak cepat habis.

32

3. Gas Filter

Peralatan ini berfungsi untuk menahan debu (debris) yang halus dan

partikel padat lainnya yang mengalir bercampur dengan gas agar tidak sampai

mengalir ke peralatan konsumen, ini diakibatkan dari adanya laju korosi pipa

ataupun dari hasil produk dari produksi gas yang kurang bagus peralatan

treatmentnya. Filter yang terpasang pada instalasi M/RS biasanya memiliki bodi

yang tegak lurus yang terbuat dari baja tuang dengan flange yang menjadi satu

bagian, dibagian dalam terdapat sebuah element filter yang terbuat dari plet anti

karat yang berlubang dan dilapisi saringan kawat dengan kehalusan 50 micron.

Filter yang diperbolehkan adalah yang menyebabkan Pressure Drop (dP) tidak

lebih dari 0.1 bar dan dapat menyaring kotoran yang berukuran 50 micron.

4. Stream Check Valve

Stream Check Valve diperlukan pada bagian hilir (downstream) yaitu

untuk menjaga tekanan balik dari hilir ( downstream) jika terjadi kegagalan pada

salah satu Sistem Regulator yang seharusnya diatasi oleh Slam-shut Valve. Check

Valve biasanya bertype wafer dan dipasang di antara flensa (flange) yang dalam

keadaan kapasitas aliran penuh beda tekanan (pressure drop) tidak lebih dari 0.1

bar.

5. Kerangan Isolasi (Isolation Valve)

Valve Isolasi (Ball Valve) ini diletakkan pada bagian masukan (inlet)

maupun keluaran (outlet). Valve ini diperlukan pada saat “gas-in” dan saat

33

pemeliharaan pada stream regulator. Fungsi lain daripada Valve ini adalah untuk

perlindungan ekstra pada stream regulator yang mempunyai resiko kebocoran.

4.6.3 Komponen Pengatur Tekanan Berlebih

1. Relief yang mengeluarkan gas yang bertekananmelalui vent stack

Tiap M/RS maupun M/S harus dilengkapi dengan Atmosferik Relief

(Buangan ke Udara) yang diletakkan diantara Regulator Aktif dengan Stream

Check Valve yang dibuat untuk membuang tidak lebih dari 1% dari Kapasitas

Penuh Regulator. Relief Valve ini berfungsi mencegah adanya tekanan yang

mendekati kondisi “Lock-up” ( seperti, Regulator dalam posisi tertutup ) yang

mana dapat mengaktifkan SSV.

2. Safety Shut off valve, yg menghentikan aliran gas dengan menutup dan

dibuka secara manual. Slam-shut valve dipasang pada kedua aliran (stream)

regulator module yangberfungsi untuk menghentikan aliran gas bila tekanan

pada bagian hilir (downstream) naik meskipun Relief valve telah berfungsi

membuang tekanan.SSV dapat bereaksi dalam waktu singkat ( < 5 detik ).

Impulse Line SSV berasal dari sebelum Check Valve (One Way Valve)

sehingga jika ada overpressure yang tidak tertahan check valve. Slam Shut

dapat berdiri sendiri. Slam Shut merupakan pertahanan terakhir overpressure

3. Mengunakan regulator yang diatur sesuai kebutuhan & pertimbangan operasi

4.7 Permasalahan

1. Pressure drop,menurunnya suplay gas karena kotornya filter.Tindakan

preventif yang dilakukan adalah memeriksa filter setiap bulan dan aliran

34

gasnya. Berikut adalah gambar filter pada M/RS yang kotor, karena gas yang

melewatinya mengandung kontaminant seperti debu, kerikil, natural gas

diatas C5 yang berbentuk cair.

2. Terjadinya Kebocoran. Tindakan preventif yang dilakukan adalah tindakan

pemeliharaan yang dilakukan setiap bulan dengan melakukan bubble test.

3. Terjadinya over pressure dikarenakan alat di pelanggan mengalami mati

mendadak sehingga tekanan yang mengalir di outlet kembali dan terjadi

penambahan pressure yang melampaui batas. Apabila terjadi over pressure,

kondisi regulator harus diperiksa. Biasanya terjadi kebocoran

regulator.Untuk mencegah over pressuredilakukan pemeliharaan bulanan

dengan memantau kondisi pressure,SSOVdan kinerja regulator. Jika hal itu

35

Gambar 4.9 Filter Yang Rusak Gambar 4.10 Kotoran Pada Filter

Gambar 4.11 Tes Kebocoran Dengan Bubble Test

terjadi, biasanya SSOV menutup salah satu stream, maka harus dibuka secara

perlahan untuk mengetahui kinerja regulator masih baik atau tidak.

4. Karena tidak ada aliran gas.Aliran gas bisa menghilang karena suplai gas

yang kosong dan menutupnya shut off valve.Tindakan preventif yang

dilakukan adalah pemeliharaan setiap bulan. Tindakan pemeliharaan

dilakukan dengan membaca turbine meter apakah ada aliran gas atau tidak.

Lalu dibuat laporan pemeliharaan.

4.8 Pemeliharaan M/RS

Dalam penggunaan M/RS, harus ada cara perawatan terhadap alat tersebut

karena alat ini merupakan alat yang menjadi penentu sampainya gas ke pelanggan

sesuai kontrak yang disepakati. Maka diperlukan cara atau prosedur yang sesuai

standar

36

Gambar 4.12 Turbin Meter Yang Rusak karena over pressure

Pemeliharaan adalah tahapan untuk memeriksa sekaligus memelihara

M/RS agar tetap berjalan dengan baik,Material yang digunakan dalam kegiatan

pemeliharaan M/RS antara lain dapat berupa cat atau solvent, penetrating oil,

kain,ember, dan baut

Terdapat jangka waktu dalam proses pemeliharaan yaitu

-Pemeliharaan tiga bulanan

-Pemeliharaan bulanan

-Pemeliharaan mingguan

Indikator penentuan waktu pemeliharaan adalah lokasi, lokasi MR/S yang

berada di pabrik akan lebih sering dilakukan pemeliharaan karena kapasitas besar

yang amat beresiko dan udara kotor yang berada di sekitar pabrik membuat korosi

di MR/S semakin rentan

4.8.1 Pemeliharaan bangunan dan box M/RS2:14)

1. Lakukan pemeriksaan kelayakannya (pengecatan box M/RS wajib dilakukan

maksimal setiap dua tahun sekali atau berdasarkan evaluasi kondisi)

2. Pastikan lantai box M/RS diisi dengan gravel dan lakukan pengisian ulang

apabila terjadi penurunan tanah atau amblas

3. Pemberian cairan maupun oli untuk engsel pada pintu box,hal ini dilakukan

agar engsel pintu pada kios M/RS maupun pagar M/RS,tidak terjadi korosi

sehingga mudah dibuka

4. Dilakukan pencabutan dan pemotongan pada rumput di sekitar box,

37

5. Membersihkan daun atau cabang pohon yang mengganggu di sekitar box

tersebut

6. Mengelap box M/RS dengan kain basah

7. Mengecat box jika terjadi korosi, korosi box lebih berpotensi jika M/RS

berada pada lingkungan pabrik yang mengandung udara yang kotor

4.8.2 Pemeliharaan Instrumen 2:15)

1. Melakukan trial stream pada saat pemeliharaan, hal ini dilakukan untuk

mengecek bahwa peralatan pada stream stand by masih baik dan dapat

digunakan jika terjadi keadaan tertutupnya stream operasi karena SSOV aktif

sehingga menutup aliran, maka stream stand by harus selalu diperiksa

2. Mengecek temperature gauge masih bekerja dengan baik atau tidak

3. Mengecek pressure gauge masih bekerja dengan baik atau tidak

4. Mengecek indikasi korosi yang terjadi di peralatan, sehingga perlu dicat

kembali

38

Gambar 4.13 Pekerja Membersihkan Box Gambar 4.14 Pekerja Membersihkan Dedaunan

5. Melakukan pergantian meter jika meter yang ada pada M/RS tidak bekerja

atau banyak perhitungan error, meter ini harus diganti setidaknya 1 tahun

sekali agar bisa dikalibrasi.

6. Pemeriksaan filter secara rutin yaitu dengan pembuangan kotoran dan

kondensat minimal setiap satu bulan sekali, dan penggantian filter bila :

Terjadi kerusakan

Jika selisih tekanan menunjukkan maksimum 1/3 dari range differential

Pressure gauge.

Lakukan secara berkala pembuangan kondensat dan kotoran yang terkumpul

di dalam filter melalui valve pembuangan

7. Pengecatan instalasi M/RS wajib dilakukan minimal setiap dua tahun sekali

atau sesuai dengan evaluasi kondisi

8. Mengetes peralatan dengan cara bubble test

39

Gambar 4.15 Pekerja Memeriksa Electronic Volume Corrector

Gambar 4.16 Pekerja Memeriksa Kebocoran

4.8.3 Pemeliharaan Perpipaan M/RS2:17)

1. Lakukan pemeriksaan kelayakannya pada instalasi pipa

2. Membersihan kotoran pada pipa M/RS dengan kain basah

3. Melakukan pengecatan bila terdapat indikasi korosi.

4.9.1.4 Pemeliharaan Kelengkapan Stasiun2:18)

1. Mengecek kelengkapan stasiun yaitu papan nama stasiun, identitas stasiun,

rambu-rambu K3 (keselamatan dan kesehatan kerja), petunjuk kondisi darurat

serta catatan perbaikan dan pemeriksaan.

Kelengkapan-kelengkapan wajib ada dalam M/RS. Kelengkapan stasiun ini

bersifatmengingatkan masyarakat dan pegawai tentang prosedur safety,

petunjuk dalamkondisi darurat dan catatan pemeliharaan.

40

Gambar 4.17 Pekerja Membersihkan Panel Surya M/RS

Gambar 4.18 Pemasangan Meter

Gambar 4.19 Pekerja Membersihkan Pipa M/RS

Gambar 4.20 Papan Nama M/RS, K3 Maupun Petunjuk Kondisi Darurat

41