perancangan safety instrumented system pada sistem...
TRANSCRIPT
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6
1
Abstrak—DPPU (Depot Pengisian Bahan Bakar Pesawat Udara) merupakan salah satu fasilitas vital di bandar udara. Bahan bakar pesawat yang dijual di DPPU Pertamina adalah Avtur jenis Jet A-1 yang merupakan bahan bakar untuk jenis pesawat komersial yang memiliki titik nyala sekitar 38oC. Lokasi yang menjadi tempat penelitian ini adalah DPPU pada Bandar Udara Juanda Surabaya. Masih terdapatnya beberapa titik yang belum terpasang sistem safety menjadi latar belakang dilakukannya penelitian ini. Tujuan penelitian ini adalah merancang suatu Safety Instrumented System (SIS) yang mampu mencegah kegagalan proses dan mengembalikan proses ke kondisi normal.
Proses pertama yang dilakukan adalah analisa Hazard And Operabilty Study (hazop) untuk mengidentifikasi titik – titik mana saja yang memiliki tingkat hazard tinggi dan masih belum memiliki sistem proteksi. Didapatkan 2 titik yang akan menjadi fokus pada penelitian ini yaitu pada jalur refluks dan pada filter. Proses perancangan dimulai dengan penentuan nilai target Safety Integrity Level (SIL) yang ingin dicapai dan jenis Safety Instrumented Function (SIF) yang digunakan sebagai penyusun SIS ditentukan. SIS dimodelkan pada software simulasi komputasi untuk diintegrasikan dengan sistem Basic Proces Control System (BPCS) dimana SIS akan diimplementasikan.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa SIS mampu bekerja untuk mencegah kegagalan proses dan mengembalikan proses ke kondisi normal. Nilai Probability Failure On Demand (PFD) total untuk masing-masing SIS yaitu di jalur reflux dan filter sebesar 0.0300 dan 0.056 yang berarti SIS pada 2 titik ini digolongkan pada Safety Integrty Level (SIL) 1
Kata Kunci— Pengujian, Safety Instrumented System, Safety Integrity Level
I. PENDAHULUAN EIRING dengan dengan semakin majunya dunia penerbangan dan padatnya rute penerbangan maka dalam suatu bandar udara, terutama bandar udara besar terdapat
suatu fasilitas pengisian bahan bakar pesawat. Depot Pengisian Pesawat Udara (DPPU) merupakan fasilitas dan sarana vital dalam pelayanan di suatu bandar udara untuk menunjang operasi pelayanan pengisian bahan bakar pesawat. DPPU di Bandar Udara Juanda menggunakan 2 (dua) tipe pengisian dengan jalur pipa ( pipeline ) dibawah apron dan pengisian menggunakan mobil refueler. Terdapat 5 pompa di plant pengisian bahan bakar pesawat, 4 pompa dioperasikan dan 1 pompa dalam keadaan standby. Fluida yang dialirkan adalah avtur jenis Jet A-1 yang memiliki nilai flash point sekitar 38oC.
Pada DPPU Pertamina Juanda masih terdapat beberapa titik atau node yang sistem safety-nya belum bekerja secara optimal. Untuk mengantisipasi kejadian berbahaya yang mungkin terjadi pada saat sistem sedang bekerja maka diperlukan sistem pengaman pada lokasi yang belum terproteksi yang mampu mendeteksi dan mencegah terjadinya keadaan out of control. Salah satunya adalah dengan memberikan suatu Safety Instrumented Function (SIF) yang berupa sensor, logic solver serta aktuator sebagai safety instrumented system
Sehingga dari permasalahan yang ada, dalam penelitian ini dirancang suatu Safety Instrumented System untuk meningkatkan sistem keamanan di DPPU Pertamina Juanda dan untuk mengantisipasi terjadinya kejadian yang tidak diinginkan atau kondisi bahaya dengan menggunakan Hazard and Operabilty Study (hazop) sebagai analisa bahaya.
II. URAIAN PENELITIAN
A. Deskripsi Proses di DPPU Pertamina Juanda DPPU PERTAMINA menyuplai bahan bakar yang berasal
dari storage tank menuju header yang berada di apron. Tipe pengisian bahan bakar di bandar udara Juanda ini menggunakan tipe pengisian dengan menggunakan pipa bawah tanah di bawah hydrant dan selain itu juga menggunakan mobil pengangkut bahan bakar avtur yang disebut refueler tank.
Gambar. 1. Proses pengisian bahan bakar pesawat di apron[6]
DPPU Pertamina memiliki 4 (empat) storage tank untuk
menyimpan bahan bakar. Tiap tank memiliki saluran inlet dan outlet. Inlet terbuka jika tank sedang dilakukan pengisian dan outlet terbuka jika tank tersebut sedang bertugas sebagai penyuplai bahan bakar. Proses pengisian dan pengiriman
Perancangan Safety Instrumented System pada Sistem Pengisian Bahan Bakar Pesawat di
DPPU Pertamina Juanda Ade Nugrahani, Fitri Adi Iskandarianto dan Ya’umar
Teknik Fisika, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail: [email protected]
S
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6
2
bahan bakar tidak dapat dilakukan bersamaan pada 1 tank, karena apabila valve inlet membuka, maka valve outlet akan menutup, dan begitupun sebaliknya apabila valve outlet yang membuka maka valve inlet akan menutup. Jumlah pengiriman bahan bakar bergantung dari permintaan.
DPPU memiliki 5 pompa dalam kondisi 4 beroperasi dan 1 sebagai cadangan. Semakin banyak bahan bakar yang dikirimkan, semakin banyak pula pompa yang beroperasi. Untuk penyalaan pompa pertama (ke-1) digunakan pressure di hydrant pit sebagai trigger. Pressure normal di hydrant dijaga sekitar 11.5 bar. Apabila pressure turun hingga 7 bar yang menandakan ada permintaan bahan bakar, maka pompa pertama akan menyala. Selanjutnya, apabila flow transmitter membaca flowrate yang dikirimkan mencapai 150 m3/jam maka pompa kedua (ke-2) akan menyala, apabila flowrate mengalami peningkatan 150 m3 / jam menjadi 300 m3/jam maka pompa ketiga (ke-3) akan menyala dan begitu seterusnya hingga pompa keempat (ke-4).
Bahan bakar yang dikirimkan ke pesawat harus benar-benar dipastikan bebas dari kandungan air dan partikel-partikel impuritas lainnya. Terdapat beberapa penyaring atau filter water separator yang berfungsi untuk menyaring air dan kotoran – kotoran yang terkandung dalam avtur. Bahan bakar yang dikirimkan ke header akan diputar balik melalui jalur reflux untuk menghindari adanya kelebihan aliran di header selain itu juga untuk mempersiapkan pompa apabila masih terdapat permintaan. Aliran tidak serta merta berhenti ketika permintaan telah selesai namun dibiarkan mengalir berputar kembali ke inlet pompa selama 1 menit. Apabila flow pada header menurun hingga 68 m3/jam maka FCV di jalur reflux akan membuka untuk mengalirkan fluida sisa dari header kembali ke jalur inlet pompa. di jalur ini flow dijaga minimum 68 m3/jam. Hal ini merupakan ketentuan dari spesifikasi pompa, sehingga terdapat 1 loop pengendalian pada jalur reflux untuk mengendalikan laju aliran fluida yang akan masuk ke pompa.
B. Analisa Hazard and Operability Study Secara garis besar analisa hazop dapat dijelaskan sebagai
berikut: • Proses yang ada pada plant ditinjau secara mendetail. • Proses dipecah menjadi lebih kecil dan detail untuk
kemudian ditentukan titik yang akan menjadi objek studi. • Dicari adanya kemungkinan terjadinya penyimpangan
pada setiap proses melalui penggunaan kata kunci sebagai panduan untuk mempermudah proses analisis.
• Setiap efek negatif yang ditimbulkan oleh setiap penyimpangan (bersama konsekuensinya) tersebut di atas dinilai. Ukuran besar kecilnya efek negatif ditentukan berdasarkan keamanan dan keefisienan kondisi operasional plant dalam keadaan normal.
• Tindakan penanggulangan atau pencegahan serta mekanisme sistem perlindungan diidentifikasi untuk setiap penyimpangan – penyimpangan yang terjadi[4]. Dari analisa hazop didapakan dua titik yang aka menjadi
fokus dalam penelitian ini yaitu pada jalur refluks dan pada filter.
C. Penentuan Target Safety Integrity Level Berdasarkan tinjauan proses dan hasil wawancara dengan
pihak maintenance DPPU Pertamina saat pengambilan data di plant, maka SIS yang akan dirancang memiliki nilai Safety Integrity Level (SIL) 1. Proses di plant DPPU Pertamina ini berupa sistem On/Off yang berarsitektur 1oo1, yang ditandai dengan sensor tunggal, dan aktuator tunggal [3].
D. Jalur Reflux Jalur ini digunakan untuk mengembalikan aliran fluida ke
arah inlet pompa. Terdapat 1 loop pengendalian dengan instrumen yang digunakan yaitu flow transmitter, flow controller serta flow control valve pada jalur ini. Flow control valve akan membuka apabila flow yang terukur pada flow transmitter yang berada di header mencapai 68 m3/jam ke bawah. Bahan bakar akan dialirkan melalui jalur reflux apabila kecepatan menurun, tujuannya adalah supaya kelebihan bahan bakar yang disedot oleh pompa tidak bertumpuk di header, sehingga aliran fluida berputar – putar di jalur pompa. Spesifikasi pompa mengharuskan aliran untuk mengalir dengan kecepatan 68 m3/jam, sehingga di jalur reflux ini diberikan sebuah loop pengendalian untuk mengatur bukaan control valve supaya kecepatan aliran tetap berada pada kecepatan tersebut. Jenis control valve yang menggunakan motor sebagai penggeraknya membuat control valve ini kurang cepat memberikan respon saat flow controller memberikan perintah, sehingga kemungkinan jalur ini untuk mengalami overpressure sangat tinggi. Sesungguhnya jalur reflux ini telah memiliki sistem proteksi berupa jalur bypass, namun tidak terkontrol secara otomatik dan masih bersifat manual. Tentu saja hal ini membuat sistem ini tidak mampu mencegah terjadinya bahaya secara cepat. Berikut ini merupakan gambar process flow diagram dari sistem pengisian bahan bakar beserta jalur refluxnya.
F
I-9 F
F
F
I-16
FTTI PCV
TI FT PCV
PI
PI
FTTE
TE FT
XV
XV
FCV
V-10
MOV
MOV
MOV
MOV
MOV
FI
Tank
Tank
Refueler loading B
Refueller loading A
Header A
Header B
Service Test Facility
I-21
Pompa A
Pompa B
Pompa C
Pompa D
Pompa E
PT
PT
PT
PT
PT
Filter
Filter
Filter
Filter
Filter
Gambar. 5. PFD Fuel Supply System.
E. Filter Filter merupakan salah satu bagian dari proses yang
memiliki peran penting karena tugasnya yang berfungsi menyaring avtur dan memisahkannya dari air dan partikel-partikel impuritas sehingga didapatkan avtur yang bersih dan bebas kandungan air. Filter memiliki kapasitas head 3400 m3/jam dengan maksimum Pressure Difference (PD) 15 psi. Apabila PD pada filter melebihi 15 psi maka filter dapat mengalami kerusakan dan aliran bahan bakar yang diteruskan
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6
3
tidak dapat tersaring dan masih memiliki kandungan air serta kotoran-kotoran. Terdapat beberapa filter dengan lokasi yang berbeda-beda, 5 diantaranya yaitu filter F102-A dan F102-E yang berlokasi di dekat pompa. Filter sering sekali mengalami over-pressure difference, karena tidak terdapat sistem pengendalian di dalamnya. PD hanya dipantau melalui pressure differential gauge yang terpasang di lokal. Berikut ini merupakan gambar process flow diagram (PFD) filter.
Filter
PDG
Pompa
PT
V-1
LS
Gambar. 2. Process Flow Diagram (PFD) pada filter
Pada filter terdapat PDG (Pressure Differential Gauge )
yang berfungsi untuk mengukur dan mengindikasikan Pressure Difference (PD) pada filter. Namun indikasi PD tidak tampak pada control room karena memang PDG pada filter tidak terhubung ke DCS. Hal ini menyebabkan pemantauan PD harus dilakukan secara langsung di lokal. Apabila filter mengalami over-PD dan teknisi mengetahui hal ini, maka tindakan yang dilakukan adalah mematikan pompa agar proses tidak berjalan. Namun hal ini tentu saja cukup merepotkan dan kurang aman, karena nilai PD pada filter harus selalu dipantau dan apabila operator terlambat menyadari, maka akan berimbas pada proses yaitu, filter rusak dan fluida yang dialirkan dalam hal ini adalah avtur jenis Jet A-1 tidak tersaring sempurna.
F. Perhitungan Nilai SIL Rancangan SIS SIL merupakan suatu nilai ukur dari performansi Safety
Instrumented System (SIS) yang hanya dihubungkan dengan device yang mengkonfigurasi SIS. Nilai ukur ini dibatasi pada integritas device, arsitektur, testing, diagnostic, dan nilai kegagalan dari device yang sangat bertautan dengan desain spesifik dari SIS [1]. Nilai 𝜆𝜆 atau failure rate tiap komponen diambil dari OREDA (Off Shore Reliability Data).
Metode yang digunakan untuk menghitung nilai SIL adalah dengan metode kuantitatif yang dilakukan dengan melakukan perhitungan terhadap Probability Failure on Demand (PFD) untuk tiap-tiap equipment seperti sensor/transmitter, logic solver dan final element/ control valve kemudian menghitung PFDavg-nya (PFD rata-rata)[1]-[3]. Berikut ini adalah persamaan yang digunakan dalam perhitungan: PFDElement = 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 + PFD𝐿𝐿𝑆𝑆𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝑆𝑆𝑆𝑆𝐿𝐿𝐿𝐿𝑆𝑆𝑆𝑆 + PFD𝑃𝑃𝐿𝐿𝑆𝑆𝐹𝐹𝐿𝐿 𝑆𝑆𝐿𝐿𝑆𝑆𝐸𝐸𝑆𝑆𝑆𝑆𝐸𝐸 (1) Untuk masing-masing nilai PFD ditentukan oleh failure rate (λ), test interval (TI), dan konfigurasi SIS yang merepresentasikan kinerja dari elemen. Secara matematis nilai PFD masing-masing elemen didefinisikan sebagai :
𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑔𝑔𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 = 𝜆𝜆𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 𝑥𝑥 𝐸𝐸𝐿𝐿𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒2
(2)
𝑆𝑆𝑆𝑆𝑃𝑃 = 1
𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃 (3)
dimana: PFDavg_element = Probability Failure on Demand Average
λ = Laju kegagalan (failure rate) TI = Interval time / test function (hour)
RRF = Risk Reduction Factor
Tabel 1. Tingkatan SIL dengan nilai PFD dan RRF [3]
III. HASIL DAN DISKUSI
A. Hasil Analisa Hazop Analisa hazop ini dilakukan dengan tujuan untuk
mengetahui kemungkinan bahaya apa saja yang dapat terjadi pada proses pengisian bahan bakar pesawat. Hasil analisa hazop ini berupa penyimpangan proses, penyebab, konsekuensi yang mungkin terjadi, serta yang terakhir safeguard yang telah terpasang pada lokal untuk mengantisipasi terjadinya bahaya tersebut [5]. Keseluruhan konten dari hasil hazop didapatkan dari proses wawancara dan pengamatan di lapangan. Hasil analisa hazop ditampilkan pada hazop sheet yang menunjukkan segala kemungkinan penyimpangan pada tiap elemen di lokasi yang telah ditentukan sebagai objek studi[4]. Setelah diperoleh hasil hazop, didapatkan titik – titik bahaya yang masih belum memiliki sistem proteksi. Selanjutnya didapatkan 2 titik yang akan menjadi lokasi perancangan safety instrumented system yaitu pada jalur reflux dan pada filter, karena di dua lokasi ini sistem safety belum bekerja dengan optimal, sehingga penelitian ini difokuskan pada dua titik tersebut.
Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, Pada filter sering sekali terjadi over Pressure Difference (PD) dimana batas maksimum nilai PD adalah 15 psi. Menurut data kerusakan filter yang telah didapat pada saat tinjauan plant, filter sering kali mengalami penggantian akibat tercapai atau melebihi batas maksimum PD, apalagi ditunjang dengan tidak terdapatnya sistem kontrol yang bisa mengontrol laju aliran untuk menjaga nilai PD. Hanya terdapat sebuah Pressure Differential Gauge (PDG) sebagai alat ukur yang dipantau secara manual di lokal. Hal ini menyebabkan seringnya operator terlambat atau tidak sama sekali menyadari bahwa batas maksimum PD telah tercapai. Sedangkan pada jalur reflux yang merupakan jalur untuk memutar balik aliran fluida kembali ke inlet pompa, terdapat 1 loop pengendalian pada jalur reflux ini di mana aliran fluida dijaga supaya tetap berada pada nilai setpoint yaitu 68 m3/jam, nilai ini merupakan
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6
4
ketentuan dari spesifikasi pompa. Control valve yang digunakan pada loop pengendalian ini adalah jenis motor operating valve yang menggunakan motor sebagai penggeraknya. Menurut hasil wawancara dengan operator di sana FCV yang digerakkan dengan motor seringkali terlambat memberikan respon ketika controller memberikan instruksi opening, sehingga fluida tertimbun di depan control valve dan terjadi overpressure di jalur tersebut. Hal ini cukup membahayakan mengingat fluida yang dialirkan adalah bahan bakar jenis avtur Jet-A1 yang memiliki flash point 38oC.
B. Safety Instrumented System Pada Jalur Reflux Berdasarkan analisa hazop, ditentukan safety instrumented
function yang sesuai dengan kondisi real plant di jalur reflux. Berikut ini Safety Instrumented Function yang menjadi penyusun Safety Instrumented System yang akan dirancang. • SIF sensor : flow switch • SIF logic solver: safety PLC • SIF final element: bypass valve type ball valve.
Gambar. 6. Blok SIS yang disimulasikan pada software simulasi komputasi. Pada diagram blok di bawah ini disertakan komponen BPCS, hal ini dimaksudkan untuk membedakan sistem yang bekerja pada jalur reflux.
Flow Controller(BPCS)
Flow Control Valve
(BPCS)
Flow Trasmitter (BPCS)
Flow Switch(SIS)
Bypass valve(SIS)
+
_ Error
Manipulated Variable
Measured Variable
Logic Solver(SIS)
Pipa(laju aliran)68 m3/jam
Gambar. 7. Diagram Blok Integrasi BPCS dan SIS.
Gambar. 8. Rancangan PFD SIS pada jalur reflux.
Dari gambar tampak bahwa variabel proses yang diukur adalah flow yang akan masuk ke inlet pompa. Pada gambar tersebut tampak jelas perbedaan antara fungsi BPCS dengan SIS. Dimana BPCS bekerja sebagai sistem kendali utama yang mengendalikan flow fluida yang akan masuk ke inlet pompa berdasarkan error set point yang diperoleh dari measured variable. Flow transmitter BPCS berfungsi sebagai sensor yang mengukur laju aliran fluida dan hasil pengukuran tersebut akan diumpan balik untuk menentukan error. Error yang didapat akan menjadi inputan controller BPCS untuk mengatur laju aliran fluida dalam hal ini adalah avtur supaya dapat mendekati set point dengan mengatur opening control valve BPCS.
SIS disini berfungsi untuk mengambil alih sistem kontrol apabila terjadi kejadian yang tidak diinginkan yaitu flow control valve terlambat merespon atau bahkan tidak mampu membuka sehingga fluida terhambat mengalir dan terjadi lonjakan tekanan di depan flow control valve.
C. Pengujian Safety Instrumented System Pada Reflux Pengujian ini merupakan pengujian SIS yang dilakukan
pertama kali. Prinsip kerja dari SIS ini adalah flow switch akan men-sensing adanya perubahan flow pada keluaran control valve, perubahan flow yang dimaksudkan di sini adalah penurunan laju aliran yang keluar dari control valve, selanjutnya apabila flow menurun hingga titik dibawah nilai setpoint maka flow switch akan memerintahkan logic solver SIS untuk meng-interlock dan mengambil alih sistem. Bersamaan dengan itu, valve pada jalur bypass akan membuka dan mengembalikan flow pada setpoint dan aliran yang menumpuk di jalur reflux dapat dialihkan melalui jalur bypass.
Gambar. 9. Grafik respon sistem ketika valve mengalami gagal membuka.
Keadaan saat flow output menurun di bawah setpoint merupakan keadaan yang cukup membahayakan, selain dapat mengakibatkan menumpuknya aliran di daerah reflux yang bisa menyebabkan terjadinya ledakan, spesifikasi pompa mensyaratkan bahwa flow minimum yang masuk ke dalam inlet pompa adalah 68 m3/jam dan jika di bawah nilai itu, pompa dapat mengalami overcurrent dan terbakar. SIS pada jalur reflux ini berfungsi untuk mencegah terjadinya hal-hal yang tidak diinginkan seperti yang telah disebutkan di atas. Berikut ini merupakan grafik respon sistem apabila SIS telah diintegrasikan dengan BPCS dengan gangguan berupa penurunan flow.
0 200 400 600 800 10000
10
20
30
40
50
60
70
Waktu (detik)
Laju
Alir
an (m
3/ja
m)
Laju AliranSet Point
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6
5
Gambar. 10. Blok SIS yang telah diintegrasikan dengan BPCS.
Gambar. 11. Grafik respon SIS ketika sistem diberi gangguan berupa
penurunan flow.
Dari grafik tampak bahwa sistem diberi gangguan berupa penurunan flow output dimana hal ini mensimulasikan terlambatnya control valve dalam memberikan respon bukaan. Flow switch yang mendeteksi adanya perubahan flow, menginformasikan kepada logic solver untuk selanjutnya memberikan perintah pada bypass valve untuk membuka dan meng-interlock BPCS. Akibatnya penurunan flow tidak sampai pada titik ekstrim karena SIS telah memberikan tindakan berupa membuka jalur bypass.
D. Safety Instrumented System Pada Filter Setelah dilakukan analisa hazop diketahui jenis hazard
pada filter, lalu dilakukan penentuan safety instrumented function sebagai bagian dari safety instrumented system. Berikut ini adalah SIF yang akan digunakan pada sistem filter:
• SIF sensor : pressure switch • SIF logic solver • SIF final element: Shutdown valve type bypass valve.
Berikut ini adalah rancangan P&ID SIS pada filter:
Gambar. 3. Rancangan SIS pada filter
SIS pada filter yang terdiri dari pressure switch, logic
solver, alarm high, alarm high high serta shutdown valve yang
akan men-trip-kan sistem saat batas maksimum Pressure Difference tercapai. Saat pressure switch membaca nilai 13 psi, maka logic solver akan memerintahkan alarm high untuk menyala, saat pressure switch membaca nilai 14 psi maka alarm high high juga akan diperintahkan menyala, dan ketika ambang batas maksimum PD telah tercapai, maka logic solver juga akan memerintahkan shutdown valve untuk menutup yang secara otomatis juga akan mematikan pompa.
Gambar. 4. Blok SIS filter yang dsimulasikan pada software simulasi
komputasi.
E. Pengujian Safety Instrumented System Pada Filter Seperti yang telah dijelaskan pada analisa hazop, batas
maksimum nilai Pressure Difference (PD) pada filter ini adalah 15 psi, sehingga sistem proteksi dirancang agar berfungsi di titik saat batas maksimum tercapai. Tujuannya adalah untuk menghindari dan mencegah terjadinya kejadian yang tidak diinginkan seperti, rusaknya filter, adanya kandungan air dalam avtur dan sebagainya.
SIS terdiri dari pressure switch sebagai SIF sensor, logic solver pada software simulasi komputasi menggunakan tabel kebenaran.
Gambar. 12. Blok SIS yang telah diintegrasikan dengan filter.
Gambar. 13. Grafik respon SIS saat PD mencapai batas maksimum
Grafik 13. menggambarkan respon SIS saat pressure
differerence mencapai batas maksimum. SIS bekerja dengan cara men-shutdown sistem sehingga tidak ada aliran masuk ke filter yang dapat meningkatkan pressue difference. Ketika sistem shutdown, operator diberi kesempatan untuk mengecek elemen filter, yaitu coalescer dan separator serta vessel.
0 100 200 300 400 5000
10
20
30
40
50
60
70
Waktu (detik)
Laju
Alir
an F
luid
a (m
3/ja
m)
Set PointLaju Aliran
0 5 10 154
4.5
5
5.5
6
6.5
waktu (detik)
Aru
s (
mA
)
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6
6
Setelah dicek dapat diketahui apakah filter membutuhkan penggantian elemen atau hanya memerlukan proses cleaning, sehingga apabila digunakan kembali nilai pressure difference kembali normal dan tidak berpotensi bahaya.
F. Nilai Safety Integrity Level Setelah dilakukan perhitungan nilai Probability Failure On
Demand (PFD) pada masing-masing komponen SIS dan kemudian dijumlahkan, maka diperoleh nilai PFD total untuk tiap loop SIS yang tampak pada tabel berikut ini.
Tabel 2. Nilai PFD dan SIL
IV. KESIMPULAN DAN RINGKASAN • Berdasarkan simulasi dan pengujian yang telah dilakukan
maka didapatkan kesimpulan yaitu dari analisa hazop didapatkan informasi bahwa terdapat 2 titik yang belum memiliki sistem proteksi dan memiliki potensi bahaya yang cukup tinggi yaitu jalur reflux dan filter maka Safety Instrumented System (SIS) dirancang pada 2 titik tersebut.
• SIS pada jalur reflux bekerja saat flow output turun hingga mencapai batas minimum flow yang disyaratkan yaitu 68 m3/jam. Saat flow kurang dari 68 m3/jam, maka sistem BPCS akan dinon-aktifkan dan sistem diambil alih oleh SIS dengan cara membuka bypass valve dan mengalihkan fluida yang bertumpuk di jalur reflux, sehingga fluida dapat kembali mengalir dan selanjutnya akan masuk ke jalur inlet pompa yang mengharuskan laju aliran fluida yang masuk minimal sebesar 68 m3/jam.
• SIS pada filter bekerja saat nilai maksimum pressure difference tercapai yaitu sebesar 15 psi. SIS bekerja dengan cara men-shutdown sistem sehingga tidak ada aliran yang masuk ke filter dan nilai pressure difference tidak semakin meningkat.
• Hasil pengujian dengan software simulasi komputasi yang tampak dari grafik respon SIS di masing-masing titik menunjukkan bahwa SIS yang dirancang mampu mencegah dan memitigasi bahaya.
• Setelah dilakukan perhitungan nilai Safety Integrity Level (SIL) dengan metode kuantitatif, didapatkan nilai Probability Failure On Demand (PFD) total untuk masing-masing SIS yaitu di jalur reflux dan filter sebesar 0.0300 dan 0.056 yang berarti SIS pada 2 titik ini digolongkan pada Safety Integrty Level (SIL) 1
UCAPAN TERIMA KASIH Penulis A.N. mengucapkan banyak terima kasih
kepada PT. Pertamina atas kesempatan dan bantuan yang diberikan selama pengambilan data penelitian dan juga kepada BNI yang telah memberikan bantuan finansial serta kepada seluruh civitas akademik Teknik Fisika ITS atas segala bantuan, bimbingan dan kerjasama yang telah diberikan.
DAFTAR PUSTAKA [1] ANSI/ISA-84.01, “Application of Safety Instrumented Systems for the
Process Industries”, Research Triangle Park, NC: American National Standard Institute (1964).
[2] Fang,Laihua., Wu,Zongzhi., Wei, Lijun and Liu, Ji, “Design and Development of Safety Instrumented System”, Proceedings of the IEEE Int. Conf. on Automation and Logistics (2008)
[3] Goble, M. William, Harry Cheddie, “Safety Instrumented System Verification” Practical Probabilistic Calculations. United State of America: ISA (2005) 102
[4] IEC- 61882, “Hazard And Operability Studies (Hazop Studies)-Application Guide”, Geneva: International Electrotechnical Commission (2001).
[5] Macdonald, Dave, “Practical Hazops, Trips and Alarms”, Cape Town: An imprint of Elsevier (2004). 97-129
[6] Pranadjaja, Vicky, Wilda Asmarini. (2011, March 06). Pendapatan Avtur Pertamina Diperkirakan Melampaui Target. Available: http://www.indonesiafinancetoday.com