Seminar TA

ENGINEERING PHYSICS DEPARTEMENT – SEPULUH NOPEMBER INSTITUTE OF TECHNOLOGY – 2010

PERANCANGAN SISTEM KONTROL CASCADE DENGAN

MENGATUR RASIO PEMBAKARAN UDARA DAN BAHAN BAKAR

PADA INJEKSI PENGEBORAN MINYAK BUMI

Oleh : Wardany Hadi Ichnata

NRP. 2408 100 514

Dosen Pembimbing :

Fitri Adi Iskandarianto, ST, MT

NIP. 19790325 2006 041002

Latar Belakang

Uap panas yang dihasilkan Pembakaran bisa digunakan untuk berbagai proses operasi. Uap panas selain digunakan untuk pembangkit listrik, juga digunakan untuk keperluan proses pengolahan minyak seperti diinjeksikan pada proses pengeboran minyak bumi.

Untuk menghasilkan proses pembakaran yang maksimal, maka perlu terdapat sistem pengendali yang mengkondisikan agar proses pembakaran berlangsung dengan sempurna. Sedangkan sampai saat ini masih belum ada sistem control yang khusus digunakan untuk mengontrol rasio pembakaran.

>> Lanjutan. perancangan sistem control cascade steam

quality pada steam generator. Rasio antara

udara dan bahan bakar dijaga pada nilai

tertentu, agar kondisi dari fluida keluaran

dari SG merupakan kondisi campuran

antara liquid dan vapor yang sesuai dengan

set poin pada SG. Kondisi tersebut disebut

kondisi Mixture (Campuran), sehingga

pembakaran terjadi dengan sempurna, dan

Steam yang dihasilkan sesuai dengan set

poin pada proses injeksi sumur munyak

bumi maksimal.

Selain itu fenomena alam yang berubah-

ubah secara drastis sehingga produksi

sumur juga berubah-ubah.

Perumusan Masalah

Bagaimanakah cara mengetahui Steam

Quality(SQ) dan hubungannya dengan

rasio control udara dan bahan bakar

Bagaimanakah desain control cascade

Steam Quality(SQ) pada Steam

Generator (SG) yang dapat diterapkan

dan sesuai dengan berbagai keadaan

sumur minyak bumi.

Pendekatan Masalah

Untuk mencegah meluasnya permasalahan, maka pada Tugas Akhir ini diambil batasan masalah yang diantaranya adalah sebagai berikut:

Asumsi properties dan sifat thermodinamika fluida, adalah konstan.

proses baik dalam perpipaan water inlet ataupun steam output dianggap ideal

tidak ada water atau steam yang bocor

Metode pengendalian yang digunakan adalah PID kontroler.

Tujuan

mendesain sistem control cascade steam

quality (SQ)pada steam generator (SG)

dengan mengatur rasio pembakaran udara

dan bahan bakar pada injeksi pengeboran

minyak bumi, mensimulasikan dengan

menggunakan software. Selanjutnya simulasi

yang telah dilakukan digunakan sebagai alat

untuk menjawab permasalahan yang telah

dirumuskan.

Tinjauan Pustaka Nama Tahun Judul Intisari

Heni Sulastri 2009 Perancangan Inlet Pressure Control

(IPC) High Pressure Steam Turbin

Berbasis Logika Fuzzy GU Tambak

Lorok PT. Indonesia Power UBP.

Semarang

Ketika variabel melebihi set point, maka

pengendali akan meningkatkan out put sinyal

kendali yang menyebabkan valve membuka,

begitu pula sebaliknya. Sehingga diperlukan main

control valve yang terpasang adalah fail to close/

air to open (tipe pengendali direct control)

Djoko Nusantoro 2009 Perancangan sistem pengendalian

level pada monitoring produksi

sumur minyak dan gas dengan

menggunakan kontroler pid di PT.

Pertamina EP Region Jawa, Field

Subang – Tambun

untuk perencanaan pengendalian liquid level pada

liquid tank sesuai set point dengan memanipulasi

laju aliran liquid pada satu fasilitas MPFM-MWT

agar tercapai pengukuran yang stabil.

Totok Gunawan 2010 Desain AFRC (Air To Fuel Ratio

Control) berbasis kandungan O2 gas

buang boiler di PT. Pertamina RU IV

Cilacap dengan menggunakan Sistem

Fuzzy.

Untuk mengetahui cara meningkatkan performa

boiler melalui optimasi kandungan oksigen gas

buang melalui simulasi desain AFRC.

Metodologi Penelitian

START

Studi data dan Literatur

Pemodelan Plan dan

Instrumen

Sesuai

Uji Open Loop

Uji Closed Loop dengan PI

Controler

Mensimulasikan

pengendalian PID

Menganalisa dan menarik

kesimpulan atas simulasi

yang telah dilakukan

END

TIdak

Blok Diagram

Pemodelan Proses Pemodelan matematis adalah sebagai

berikut :

Input Steam Generator berupa liquid :

waterinput mm

vaporliquidsteam mmm

)()( vapgliquidfsteam vvv

Sedangkan output dari Steam Generator berupa :

Atau dalam spesific volume :

fg

fsteam

v

vvx

Jadi Steam Quality (x) adalah :

>> lanjutan

>> lanjutan

Jika dalam proses baik dalam perpipaan water inlet

ataupun steam output dianggap ideal, artinya tidak ada

water atau steam yang bocor maka :

watersteaminput mmm

water

eamflowratest

steamm

Vv

>> lanjutan

Perhitungan Steam Quality (SQ) merupakan perbandingan :

waterm

eamflowratestV

dapat kita dapatkan harganya dengan melakukan pengukuran pada

water inlet

kita dapatkan harganya dengan melakukan pengukuran pada steam outpur

dari Steam Generator dan Perhitungan pada Steam Table.

TAMPILAN MODEL PROSES

TAMPILAN SIMULASI

SIMULINK

PEMODELAN DAN SIMULASI SIMULINK

TRANSMITTER

Blok diangram simulasi Steam Quality pada simulink

Grafik hasil Steam Quality

Hasil Steam Quality

Sekian dan Terima kasih