PROPOSAL TUGAS AKHIRANALISIS KEANDALAN MENGGUNAAN METODE FAULT TREE ANALYSIS PADA BOILER PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP

(PLTU)

Disusun Oleh:Januar Ananta Dinar P. NRP. 2413100044

PROGRAM STUDI S-1JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2016

I. Judul II. Asisten Pembimbing III. Latar Belakang

Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) merupakan tipe pembangkit listrik yang paling banyak digunakan di Negara Indonesia (www.esdm.go.id). Pada umumnya, sistem pembangkit listrik tenaga uap terdiri dari komponen utama berupa boiler, turbin, generator dan kondensor. Salah satu bagian terpenting dari sistem pembangkit listrik tenaga uap adalah boiler. Diantara peralatan tersebut boiler merupakan peralatan pada pembangkit yang memiliki peran penting dalam pembangkitan energi listrik. Uap kering yang digunakan untuk memutar turbin dan generator diproduksi oleh boiler. Peran penting dari boiler ini yang mengharuskan boiler selalu dalam kondisi yang baik untuk mempertahankan kualitas energi yang dihasilkan oleh pembangkit. Boiler memiliki peralatan pendukung yang dibahas pada penelitian ini seperti Boiler Feed Pump, Fuel oil pump, Superheater, Air Heater (Djiteng Marsudi, 2005).

Terjadinya kegagalan pada boiler akan menyebabkan berbagai macam hal, mulai prduksi uap tidak mencukupi hingga unit PLTU terpaksa tidak dapat beroperasi. Bahkan akhirnya dapat menyebabkan pemadaman di berbagai area. Usaha untuk mempertahankan kualitas energi yang sampai pada konsumen tidaklah mudah. Adanya kemungkinan dalam sistem yang bisa terjadi akibat proses kerja mesin yang terus menerus dan hal tersebut dapat menyebabkan produksi dan kualitas energi yang dihasilkan menurun, biaya perbaikan yang cenderung meningkat, hingga waktu produksi yang hilang.

Keandalan boiler dapat dianalisa dari 2 sisi yaitu dengan cara analisis kuantitatif dan analisis kualitatif. Fault Tree Analysis adalah suatu teknik yang digunakan untuk mengidentifikasi resiko yang berperan terhadap terjadinya kegagalan. Metode ini dilakukan dengan pendekatan yang bersifat top down, yang diawali dengan asumsi kegagalan atau kerugian dari kejadian puncak (Top Event) kemudian merinci sebab-sebab suatu Top Event sampai pada suatu kegagalan dasar (root cause). Pada sisi analisa kuantitatif, masing-masing sub peralatan boiler memiliki Mean Time To Failure (MTTF) yang berbeda-beda. MTTF ini dijadikan acuan untuk mengetahui nilai keandalan dan laju kerusakan pada peralatan tersebut.

Berdasarkan berbagai alasan tersebut, analisis keandalan menggunaan metode Fault Tree Analysis diperlukan untuk mengidentifikasi, mengukur, dan menyusun jadwal maintenance yang baik sehingga mengurangi probabilitas dari kegagalan pada Boiler Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) itu sendiri.. IV. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar bekanag diatas, maka permasalahan yang akan diselesaikan dalam praktikum kali ini adalah bagimana mengidentifikasi dan mengukur probabilitas dari kegagalan serta menyusun jadwal maintenance yang baik pada Boiler Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)?V. Batasan Masalah

Untuk menghindari meluasnya permasalahan, maka diperlukan batasan masalah sebagai berikut :1. Plant adalah pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) di unit 5 Pembangkitan Paiton

dengan kapasitas 610 MW2. Data-data steam boiler yang dipakai adalah boiler yang beroperasi di PLTU Unit

Pembangkitan Paiton, PT. YTL

3. Analisis yang dilakukan adalah analisis risiko dengan metode HAZOP dan analisis emergency response plan.

4. Analisis bahaya terbatas pada transmitter VI. Tujuan

Tujuan dilakukan praktikum ini adalah untuk mengidentifikasi dan mengukur probabilitas dari kegagalan serta menyusun jadwal maintenance yang baik pada Boiler Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)?

VII. Tinjauan PustakaIOSR Journal of Mechanical & Civil Engineering (IOSR-JMCE). 2012. An Overview

of Fault Tree Analysis (FTA) Method for Reliability Analysis & Life Cycle Cost (LCC) Management

Pada paper ini disebutkan bahwa keandalan dan optimisasi yang baik bisa mengurangi biaya 15%-20%. Memberikan langkah-langkah yang diperlukan agar baik dalam hal keandalan, mulai dari pengambilan data yang baik, menggunakan model dan simulasi, hingga menggunakan teknik optimisasi yang baik. Pada paper ini juga memberikan penjelasan khusus mengenai FTA (Fault Tree Analysis), mulai dari sejarah bermulanya, cara membuatnya, keterangan-keterangannya, hingga berbagai macam gambar yang biasanya menjadi lambang pada diagram FTA. Manfaat dari FTA mulai dari proses desain, mengidentifikasi potensi kegagalan, hingga mengurangi biaya perubahan desain. Selain itu, pada paper ini memberikan analisis secara kuantitatif dan kualitatif untuk analisis keandalan dari lathe machine. Pada bagian kesimpulan, terdapat penjelasan mengenai kelebihan FTA dibandingkan analisis yang lain..

International Journal of Chemical Engineering and Applications. 2013. Reliability Analysis Using Fault Tree Analysis A Review.

Paper ini mereview literatur atau pengetahuan mengenai FTA dalam satu dekade terakhir. Memberikan langkah-langkah dalam melakukan metode FTA (8 step). Kelebihan dan kekurangan dari penggunaaan FTA juga diterangkan dalam paper ini. Kekurangan dari FTA adalah apabila dihadapkan pada sebuah kasus yang kompleks atau memiliki banyak komponen, maka waktu yang diperlukan untuk merancang FTA sangat lah lama. selain itu, FTA juga bergantung pada si pembuatnya, karena seorang safety engineer yang satu akan membuat FTA yang berbeda dengan yang lain, tergantung permintaan dari developer. Pada paper ini juga disampaikan bagaimana cara untuk meningkatkan nilai akurasi dari FTA.

VIII.Teori Penunjang 8.1 Keandalan

Dari beberapa refrensi didapatkan pengertian keandalan seperti di bawah ini :1. Reliabilitas atau keandalan suatu pengukuran menunjukkan sejauh mana pengukuran

tersebut tanpa bias (bebas dari kesalahan) dank arena itu menjamin pengukuran yang konsisten lintas waktu dan lintas beragam item dalam instrument. Dengan kata lain, keandalan suatu pengukuran merupakan indikasi mengenai stabilitas dan konsistensi di mana instrument mengukur konsep dan membantu menilai “ketepatan” sebuah pengukuran. (Sekaran, 2006)

2. Reliabilitas suatu test merujuk pada derajat stabilitas, konsistensi, daya prediksi, dan akurasi. Ia melihat seberapa skor-skor yang diperoleh seseorang itu akan menjadi sama jika orang itu diperiksa ulang dengan tes yang sama pada kesempatan berbeda. (Groth-Marnat,2008)

8.2 Boiler

Boiler adalah alat untuk menghasilkan uap air, yang akan digunakan untuk pemanasan atau tenaga gerak. Bahan bakar pendidih bermacam-macam dari yang populer batubara dan minyak bakar, sampai listrik, gas, biomasa, nuklir dan lain-lain. Pendidih merupakan bagian terpenting dari penemuan mesin uap yang merupakan pemicu lahirnya revolusi industri.

8.3 Fault Tree AnalysisFault Tree Analysis adalah suatu teknik yang digunakan untuk mengidentifikasi resiko

yang berperan terhadap terjadinya kegagalan. Metode ini dilakukan dengan pendekatan yang bersifat top down, yang diawali dengan asumsi kegagalan atau kerugian dari kejadian puncak (Top Event) kemudian merinci sebab-sebab suatu Top Event sampai pada suatu kegagalan dasar (root cause).

Fault Tree Analysis merupakan metoda yang efektif dalam menemukan inti permasalahan karena memastikan bahwa suatu kejadian yang tidak diinginkan atau kerugian yang ditimbulkan tidak berasal pada satu titik kegagalan. Fault Tree Analysis mengidentifikasi hubungan antara faktor penyebab dan ditampilkan dalam bentuk pohon kesalahan yang melibatkan gerbang logika sederhana.

Gerbang logika menggambarkan kondisi yang memicu terjadinya kegagalan, baik kondisi tunggal maupun sekumpulan dari berbagai macam kondisi. Konstruksi dari fault tree analysis meliputi gerbang logika yaitu gerbang AND dan gerbang OR. Setiap kegagalan yang terjadi dapat digambarkan ke dalam suatu bentuk pohon analisa kegagalan dengan mentransfer atau memindahkan komponen kegagalan ke dalam bentuk simbol (Logic Transfer Components) dan Fault Tree Analysis. (Vesely, B, 2014)

IX. Metodologi Penelitian Tahapan-tahapan yang akan dilaksanakan dalam pengerjaan tugas akhir ini digambarkan pada diagram alir di bawah ini :

Start

Studi Literatur(Analisa Kegagalan, Boiler, dan Proses

Pembangkitan Listrik dari PLTU ke PLN)

Studi Lapangan(Meninjau Boiler pada PLTU)

Pengumpulan Data Plant(P&ID, Data Maintenance,

Spesifikasi Komponen Boiler)

A

A

Gambar 1. Diagram Alir Penelitian

1. Studi LiteraturStudi literatur meliputi pemahaman konsep tentang tugas akhir yang akan dikerjakan mulai dari review jurnal pendukung sampai teori-teori yang dibutuhkan untuk menunjang pengerjaan tugas akhir ini. Dalam hal ini meliputi pengertian keandalan, jenis-jenisnya analisa keandalan, serta analisis keandalan terhadap boiler yang pernah dilakukan.

Mengidentifikasi Top Event, Basic Event, serta hubungannya

Membuat diagram Fault Tree Analysis

Melakukan perhitungan MTTF

Melakukan perhitungan Nilai Keandalan (R(t))

Membuat Jadwal Maintenance bagi Plant

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Nilai keandalan sudah benar?

Iya

tidak

2. Studi LapanganStudi Lapangan meliputi kunjugan pada boiler pada plant Pembangkit Listrik Tenaga Uap yang dibutuhkan untuk menunjang pengerjaan tugas akhir ini. Dalam hal ini meliputi dimensi serta kondisi pada plant.

3. Pengumpulan Data PlantPengumpulan data plant meliputi pengumpulan data dari plant yang dibutuhkan untuk melakukan analisis, mulai dari P&ID, data maintenance, serta spesifikasi boiler yang digunakan.

4. Mengidentifikasi Top Event, Basic Event, serta hubungannyaMengidentifikasi Top Event, Basic Event serta dari plant yang sedang diteliti sebagai langkah awal pembuatan Fault Tree Analysis.

5. Membuat diagram Fault Tree AnalysisMembuat diagram Fault Tree Analysis untuk dapat mengetahui sebab akibat dari sistem plant yang sedang diteliti.

6. Melakukan perhitungan MTTFPerhitungan MTTF menggunakan data maintenance dari boiler, untuk mengetahui laju kegagalan dari boiler tersebut.

7. Melakukan perhitungan Nilai Keandalan (R(t))Perhitungan nilai keandalan membuat kita dapat mengetahui tingkat keandalan yang dimiliki oleh boiler tersebut.

8. Membuat Jadwal Maintenance bagi PlantPembuatan Jadwal Maintenace didasarkan pada laju kegagalan serta nilai keandalan dari plant tersebut sehingga optimal pelaksanaanya, baik dari segi kerusakan maupun dari biaya yang dibutuhkan.

9. Kesimpulan dan Saran

X. Jadwal KegiatanPenelitian tugas akhir ini direncanakan 6 bulan dengan rincian :

Tabel 1. Jadwal Kegiatan

No KegiatanMinggu ke-

1 2 3 4 5 6

1. Penyusunan Proposal

2. Evaluasi

3. Studi Lapangan

5. Pengumpulan Data Plant

6.Perhitungan (MTTF, Top-

down Event, Diagram FTA, nilai keandalan)

7. Penentuan Jadwal Maintenance

8. Evaluasi Final

XI. Daftar Pustaka

Marsudi, Djiteng, 2005. Pembangkitan Energi Listrik, Erlangga-Jakarta.IOSR Journal of Mechanical & Civil Engineering (IOSR-JMCE). 2012. An Overview of

Fault Tree Analysis (FTA) Method for Reliability Analysis & Life Cycle Cost (LCC) Management

International Journal of Chemical Engineering and Applications. 2013. Reliability Analysis Using Fault Tree Analysis A Review.

Gary Growth – Marnat. 2009. Handbook of Psychological Assessment. Yogyakarta : Pustaka Pelajar

Sekaran, U. 2006. Metode Riset Bisnis. Jakarta : Salemba EmpatVesely, B. (n.d.). Fault Tree Analysis (FTA):Concepts and Applications. Head

Quarter NASA.