i

PT PLN (Persero) Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan

TABUNG WATER TRAP

Oleh :

Hasanuddin

(6189027B)

PT. PLN (Persero) SEKTOR PEMBANGKITAN BUKIT ASAM

PEMBANGKITAN SUMATERA BAGIAN SELATAN

2017

i

PT PLN (Persero) Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah

memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyusun karya

knowledge capturing yang berjudul Tabung Water Trap. Ucapan terima kasih,

penulis persembahkan kepada :

1. Bapak R. Bambang Anggono, selaku General Manager PT PLN

(Persero) Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan.

2. Seluruh Manager Bidang PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sumatera

Bagian Selatan.

3. Bapak Hertadi, selaku Ketua KM, INOVASI, EO, CDC & PBKK PT.

PLN (Persero) Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan

4. Bapak Eko Mursidanto, selaku Manager PT. PLN (Persero) Sektor

Pembangkitan Bukit Asam, Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan,

yang telah memberikan kesempatan, dukungan dan bantuan sehingga

penulis dapat menyelesaikan penyusunan karya knowledge capturing

ini.

5. Asman Enjiniring, Asman Pemeliharaan, Asman Operasi, Asman

SDM, Asman Coal Handling dan Administrasi PT. PLN (Persero)

Sektor Pembangkitan Bukit Asam, Pembangkitan Sumatera Bagian

Selatan.

6. Seluruh karyawan PLTU Bukit Asam dan seluruh komponen

pendukungnya.

7. Dan semua pihak yang telah membantu penyusunan karya knowledge

capturing ini.

ii

PT PLN (Persero) Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan

Penulis menyadari bahwa karya knowledge capturing ini masih jauh dari

sempurna. Oleh karena itu, kami mengharapkan kritik dan saran yang membangun

dari semua pihak untuk pengembangan Karya knowledge capturing ini selanjutnya.

Semoga karya knowledge capturing ini dapat berguna bagi kemajuan PT. PLN

(Persero) khususnya dan seluruh pembaca karya knowledge capturing ini pada

umumnya.

Tanjung Enim, September 2017

Penulis

iii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ............................................................................... i DAFTAR ISI .......................................................................................... iii DAFTAR GAMBAR ............................................................................... iv DAFTAR TABEL .....................................................................................v BAB I ................................................................................................... 1 PENDAHULUAN................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang .................................................................... 1 1.2. Maksud dan Tujuan ............................................................ 3

BAB II .................................................................................................. 4 DASAR TEORI ...................................................................................... 4

2.1. Kompresor .......................................................................... 4 2.2. Actuator .............................................................................. 5 2.3. Sistem distribusi udara instrument .................................... 7 2.4. Sistem Kompresor Eksisting ................................................ 8

BAB III ............................................................................................... 13 PEMBAHASAN ................................................................................... 13

3.1. Root Cause Problem Solving (RCPS) ................................. 13 BAB IV ............................................................................................... 20 PENUTUP .......................................................................................... 20

4.1. Kesimpulan ....................................................................... 20 1.2. Saran ................................................................................. 20

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................. 21 BIOGRAFI NARASUMBER .................................................................. 22 BIODATA PENULIS ............................................................................. 23

iv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Udara instrument mengandung air di peralatan pneumatic ..................... 1

Gambar 1.2 Membrandiafragma control valve ........................................................... 2

Gambar 2.1 Kompresi Fluida ..................................................................................... 4

Gambar 2.2 Control valve .......................................................................................... 6

Gambar 2.4 Distribusi udara instrument eksisting ...................................................... 7

Gambar 2.6 Kompresor Ingersoll Rand ...................................................................... 9

Gambar 2.7 Layout sistem kompresor ........................................................................ 9

Gambar 2.8 P&ID Kompresor Ingersoll Rand .......................................................... 10

Gambar 2.9 Legend P&ID Kompresor Ingersoll Rand ............................................. 11

Gambar 2.10 Siklus air dryer .................................................................................... 12

Gambar 2.11 Sistem DryerCompressor PLTU Bukit Asam ..................................... 12

Gambar 3.1 RCPS level control valve macet ............................................................ 13

Gambar 3.2 Matriks skala prioritas........................................................................... 14

Gambar 3.3 Desain Tabung Tabung Water Trap ...................................................... 15

Gambar 3.4 Desain distribusi udara instrument dengan penambahan tabung water

trap............................................................................................................................ 17

Gambar 3.5 Instalasi Tabung Water Trap di Unit 1 PLTU Bukit Asam ................... 17

v

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Daftargangguamcontrol valvetahun 2014 .......................... 2

Tabel 1.2Daftargangguancontrol valve tahun 2015 ........................... 3

1

PT PLN (Persero) Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Udara instrument merupakan unsur yang penting dalam industri global

termasuk industri pembangkit listrikberfungsi sebagai penyuplai udara penggerak

untuk peralatan pneumatic (Solenoid valve, control valve). Maka dari itu udara

instrument harus selalu terjaga kualitasnya seperti bersih, kering dari kandungan

minyak ataupun air dengan range tekanan 7,2 – 7,7 BarG.

Berdasarkan pengalaman kami di lapangan, kendala yang dihadapi adalah

udara instrument banyak terdapat kandungan airsehinggatimbul gangguan pada

peralatan pneumatic terutama gerakan control valve menjadi macet dan beberapa

komponen menjadi rusak, hal ini antara lain disebabkan oleh tidak maksimalnya

fungsiair dryer dan water trapeksisting sehingga perlu dibuat peralatan tambahan

yang mampu memperbaiki kualitas udara instrument.

(a) (b)

Gambar 1.1 Udara instrument mengandung air di peralatan pneumatic

2

Gambar 1.2 Membrandiafragma control valve

Tabel 1.1 Daftargangguamcontrol valvetahun 2014

3

Tabel 1.2Daftargangguancontrol valve tahun 2015

Temuan tersebut menjadi motivasi kami untuk meng improvedesain

peralatanyang berfungsi untuk mengurangi kandungan air di dalam udara instrument

yang kami beri nama Tabung Water Trap.

1.2. Maksud dan Tujuan

Maksud dan tujuan dari pembuatan karya ini adalah sebagai berikut:

1. Menurunkan kandungan air pada peralatan pneumatic.

2. Menjaga kehandalan operasional peralatan pneumatic terutama

control valve.

3. Mencegah kerusakan pada peralatan pneumatic terutama control valve

sehingga mampu memperpanjang lifetime peralatan tersebut.

4

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Kompresor

Kompresor adalah alat pemampat atau pengkompresi dengan kata lain

kompresor adalah penghasil udara mampat. Karena proses pemampatan, udara

mempunyai tekanan yang lebih tinggi dibandingkan dengan tekanan udara

lingkungan (1atm). Dalam keseharian, kita sering memanfaatkan udara mampat baik

secara langsung atau tidak langsung. Pada Pembangkit Tenaga Listrik secara garis

besar udara tekan dapat dibagi atas dua fungsi yaitu udara instrumen yang digunakan

untuk menggerakkan peralatan-peralatan control pneumatic, dan udara servis yang

digunakan untuk backup udara tekan instrument dan kebutuhan umum misalnya

penggerak emergency pada air heater, soot blower, turning gear, dll. Secara umum

kompresor menghisap udara dari atmosfer, namun ada juga kompressor yang

menghisap udara/gas dengan tekanan lebih tinggi dari tekanan atmosfer dan biasa

disebut penguat (booster). Sebaliknya ada pula kompressor yang menghisap

udara/gas bertekanan lebih rendah dari tekanan atmosfer dan biasanya

disebut pompa vakum.

Jika suatu gas/udara didalam sebuah ruangan tertutup diperkecil volumenya,

maka gas/udara tersebut akan mengalami kompresi. Kompresor yang menggunakan

azas ini disebut kompresor jenis displacement dan prinsip kerjanya dapat dilukiskan

seperti pada gambar dibawah ini :

Gambar 2.1 Kompresi Fluida

5

Disini digunakan torak yang bergerak bolak balik oleh sebuah penggerak mula (prime

mover) didalam sebuah silinder untuk menghisap, menekan dan mengeluarkan udara

secara berulang-ulang. Dalam hal ini udara tidak boleh bocor melalui celah antara

dinding torak dengan dinding silinder yang saling bergesekan. Untuk itu digunakan

cincin torak sebagai perapat.

Jika torak ditarik keatas, tekanan dalam silinder dibawah torak akan menjadi

negatif (kecil dari tekanan atmosfer) sehingga udara akan masuk melalui celah katup

isap.Kemudian bila torak ditekan kebawah, volume udara yang terkurung dibawah

torak akan mengecil sehingga tekanan akan naik.Berdasarkan prinsip kerjanya,

kompresor terdiri dari 2 (dua) jenis yaitu displacement (torak) seperti dijelaskan

diatas dan dynamic (rotary) yang mengalirkan udara melalui putaran sudut

berkecepatan tinggi.

2.2. Actuator

Actuator adalah bagian terakhir dari output suatu sistem kontrol pneumatik.

Output biasanya digunakan untuk mengidentifikasi suatu sistem kontrol ataupun

actuator. Pada pneumatik jenis aktuator ada bermacam-macam, diantaranya :

1. Actuator gerakan linier:

a. Aksi tunggal (Single acting)

Actuatorsingle acting bekerja dengan prinsip dorongan udara pada

satu arah untuk mendorong membran dan spring sehingga

valveopen. Ketika udara pendorong mengecil maka spring akan

kembali ke posisi semula sehingga valve close.

6

Gambar 2.2 Control valve

b. Silinder aksi ganda (Double acting cylinder)

Konstruksi silinder kerja ganda sama dengan silinder kerja tunggal,

tetapi tidak mempunyai pegas pengembali. Silinder kerja ganda

mempunyai dua saluran (saluran masukan dan saluran

pembuangan).

Prinsip kerja dari silinder kerja ganda ini dengan memberikan udara

bertekanan pada satu sisi permukaan piston (arah maju),

sedangkan sisi yang lain (arah mundur) terbuka ke atmosfer.

Gambar 2.3 Silinder Aksi Ganda

7

2. Actuator gerakan berputar:

a. Motor yang digerakkan oleh udara. Motor pneumatik adalah suatu

peralatan pneumatik yang menghasilkan gerakan putar yang sudut

putarnya tidak terbatas bila terhadap peralatan ini dialiri udara

yang dimampatkan. Ada 4 jenis motor pneumatik yaitu piston

motors, sliding vane motors, gear motors, turbin.

b. Actuator yang berputar atau gerakan putar.

2.3. Sistem distribusi udara instrument

Gambar 2.4 Distribusi udara instrument eksisting

Udara instrument yang ada di PLTU Bukit Asam dihasilkan oleh 3 buah

kompresor yang beroperasi untuk menyuplai 2 unit. Dalam operasinya dari 3 buah

kompresor tersebut 2 beroperasi dan 1 stand by. Udara yang dihasilkan oleh

kompresor selanjutnya didistribusikan melalui pipa-pipa distribusi seperti yang

terlihat pada gambar P&ID di atas.

8

2.4. Sistem Kompresor Eksisting

Kompresor yang ada di PLTU Bukit Asam merupakan kompresor dengan tipe

screw. Kompresor screw termasuk jenis kompresor perpindahan positif yang

tergolong dalam kompresor putar (rotary). Untuk tekanan antara 7 sampai 8 kgf.cm2

(0,69 sampai 0,83 Mpa). Fluida dipindahkan oleh sepasang rotor yang berbentuk

sekrup, pasangan rotor ini berputar serempak dan arah putarnya berlawanan di

dalam rumah (casing) yang tingginya tetap. Salah satu rotor tersebut sebagai driver

(dihubungkan langsung dengan motor penggerak) yang dikenal dengan male rotor

dan yang satunya sebagai driven (digerakkan oleh rotor male) yang dikenal dengan

nama female rotor yang kedua ujungnya ditumpu oleh bantalan.

Gambar 2.5 Rotor jantan dan rotor betina

Kompresor screw yang ada di PLTU Bukit Asam menggunakan produk dari

Ingersoll Rand.

9

Gambar 2.6 Kompresor Ingersoll Rand

Di dalam sistem kompresor PLTU Bukit Asam terdapat 3 buah kompresor

dimana dalam operasinya dua kompresor beroperasi dan satu kompresor stand by.

Layout sistem kompresor yang ada di PLTU Bukit Asam adalah sebagai berikut.

Gambar 2.7 Layout sistem kompresor

10

Gambar P&ID dari kompresor Ingersoll Rand adalah sebagai berikut.

Gambar 2.8 P&ID Kompresor Ingersoll Rand

11

Gambar 2.9 Legend P&ID Kompresor Ingersoll Rand

2.5. Sistem Dryer Kompresor

Dryer kompresor digunakan untuk mengurangi kelembapan udara dari

keluaran kompresor agar dihasilkan udara supply instrument yang benar-benar bagus

(kandungan H2O kecil). Dryer compressor yang digunakan di PLTU Bukit Asam

menggunakan sistem regenerasi. Artinya saat satu tabung digunakan untuk

menyerap kelembapan tabung yang kedua dilakukan regenerasi atau pembilasan

untuk membuang kandungan air ke saluran pembuangan.

Proses ini juga dikenal sebagai pengeringan perbaikan atau pembaharuan.

Medium pengering hampir sepenuhnya terdiri dari silica gel, wujudnya berupa

butiran kecil berwarna putih. Tujuan dari silica gel itu untuk menyerap dan

mengendapkan air.

12

Gambar 2.10 Siklus air dryer

Gambar 2.11 Sistem DryerCompressor PLTU Bukit Asam

13

BAB III

PEMBAHASAN

3.1. Root Cause Problem Solving (RCPS)

Berdasarkan latar belakang permasalahan di atas, kami melaksanakan diskusi

tentang bagaimana cara mengurangi kandungan air di dalam udara instrument pada

kasus level control valve pada sistem condensate (CEX LCV 008) yang kami tuliskan ke

dalam bentuk RCPS di bawah ini.

Gambar 3.1 RCPS level control valve macet

Level Control Valve Macet

I/P transducer Buntu

Udara instrument banyak

mengandung air

Memasang Tabung Water Trap

Membran Control Valve bocor

Membran getas karena air dari

udara instrument

Mengganti membran control

valve

Mekanik berat

Disc valve nyangkut

Memperbaiki disc valve

Banyak kotoran di disc valve

Memperbaiki disc valve

14

Gambar 3.2 Matriks skala prioritas

Dari RCPS diatas diketahui penyebab utama dari sering macetnya regulasi

pnuematik disebabkan oleh banyaknya kandungan air pada udara kontrol

instrument. Hal ini menyebabkan kontrol positioner regulasi menjadi tersumbat dan

rangkaian elektronik mengalami short circuit sehingga tidak dapat mengatur udara

untuk membuka regulasi. Selain itu, apabila kandungan air sampai menuju membran

aktuator dapat menyebabkan membran tersebut menjadi tidak fleksibel lagi atau

getas sehingga mengakibatkan membran tersebut mudah robek dan bocor. Oleh

karena itu kami membuat Tabung Water Trap untuk mengatasi masalah

tersebut.Sehingga mampu menjaga kualitas udara instrument tidak terlalu basah

akibat kondensasi di dalam jalur pipa. Dengan terjaganya kualitas udara instrument

maka akan menambah life time peralatan instrument dan menjagakehandalan sistem

operasi di unit agar unit dapat beroperasi dengan tanpa hambatan.

3.2. Desain Tabung Water Trap

Pembuatan Tabung Water Trap menggunakan bahan Stainless steal SS316

dengan tebal plat tabung 5 mm. Bahan stainless bertujuan agar tidak mudah korosif

karena sering terkena air sehingga lebih awet. Tebal plat 5mm supaya mampu

menahan tekanan hingga 25 BarG. Tinggi tabung 25 Inchi dan diameter 8 inchi cukup

digunakan untuk menampung udara sebagai accumulator dan penyaring air. Berikut

ini gambar design yang telah dibuat dan diterapkan di PLTU Sektor Bukit Asam :

15

Diameter 8 inchi

Tin

gg

i 2

5 in

ch

i

Connector

female ½ inchi

Valve drain

Pressure Gauge

0-16Bar

Siring didalam tabung

Tebal Plat

Tabung 5mm

Kaki tabung

untuk dudukan

Gambar 3.3 Desain Tabung Tabung Water Trap

Bagian – bagian dari Tabung Water Trap yaitu:

1

2

3

4

5

6

16

1. Pressure Gauge

Berfungsi untuk membaca besarnya tekanan udara yang ada di dalam

tabung. Range pressure gauge 0 – 16 bar

2. Connector Pipa

Connector yang digunakan berukuran ½”BSP berbahan SS316 dipasang

pada sisi input dan output. Connector tersebut digunakan untuk

menghubungkan dengan pipa saluran udara instrument .

3. Tabung Stainless Steel

Tabung yang digunakan berukuran tinggi 25 Inchi dan diameter 8 Inchi

berbahan Stainless Steel.

4. Plat Siring

Plat siring dipasang diagonal bertujuan untuk mengarahkan kandungan

air ke sisi bawah tabung. Udara input akan menabrak siring terlebih

dahulu dan kandungan air akan diarahkan mengalir bagian bawah. Plat

memiliki tebal 5 mm dan berbahan stainless steal SS316.

5. Plat Saringan

Plat saringan yang digunakan memiliki mesh 1 mm bertujuan menahan

kandungan air dan kotoran yang terbawa udara supply agar tidak

langsung ikut terbawa keluar dari tabung menuju peralatan instrument.

Udara agak kering akan dilewatkan keluar sedangkan genangan air

akan tertahan dan kembali terkumpul di bagian bawah tabung yang

selanjutnya dibuang melalui valve drain.

6. Drain Valve

Drain valve menggunakan ball valve yang dipasang di dasar tabung

bagian bawah. Berfungsi untuk membuang kandungan air yang

terkumpul dibagian dasar tabung. Dalam pengoprasiannya valve

tersebut dibuka secara continue bertujuan agar air yang terperangkap

langsung terbuang sehingga tidak sempat menggenang di bagian dasar

tabung.

3.3. Instalasi Tabung Water Trap

17

Setelah melakukan desain dan pembuatan tabung, maka dilakukan

pemasangan tabung di site.

Gambar 3.4 Desain distribusi udara instrument dengan penambahan tabung

water trap

Gambar 3.5 Instalasi Tabung Water Trap di Unit 1 PLTU Bukit Asam

Tabung Water Trap diletakkan di sebelum manifold udara instrument

18

didistribusikan ke masing masing peralatan pneumatic. Pada pemasangan tabung

water trap di unit 1 PLTU Bukit Asam Tabung Water Trap diletakkan di manifold

sebelum didistribusikan ke 6 peralatan pneumatic.

Pemasangan dilakukan dengan cara pengelasan pipa udara instrument

dengan pipa yang akan masuk ke tabung modifikasi. Pada instalasinya dipasang valve

bypass dengan tujuan agar bisa dilakukan pemeliharaan dan cleaning dalam tabung

tanpa mengganggu operasi unit.

3.4. Hasil Implementasi

Dari hasil preventive maintenance (PM) yang dilakukan kandungan air yang

ada di pressure regulator sebelum masuk ke control valve berkurang dan gangguan

pada cotrol valve yang macet tidak ada. Kemudian kerusakan pada difragma

membran pada control valve juga sudah tidak terjadi.

Tabel 3.1 Perbandingan sebelum dan sesudah implementasi

Sebelum implementasi Sesudah implementasi

Kandungan

Air

Jumlah

gangguan (*)

16 work order (Tabel 1.1 dan

Tabel 1.2)

Tidak ada

19

Kerusakan

peralatan

Membran bocor

Membran masih utuh

(*) Berdasarkan rekapitulasi dari maximo

20

BAB IV

PENUTUP

4.1. Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari desain water trap ini adalah :

1. Kandungan air pada peralatan pneumatic terbukti berkurang

2. Tidak terjadi gangguan peralatan pneumaticterutama control valve

3. Tidak terjadi kerusakan pada peralatan pneumatic terutama membran

control valve.

1.2. Saran

1. Diperlukan kajian lebih lanjut untuk pengembangan modifikasi agar

proses penangkapan dan penyaringan air lebih optimal.

2. Sebaiknya segera dipasang di semua sistem peralatan pneumatic pada

seluruh unit PLTU Bukit Asam untuk menjaga kehandalan unit.

21

DAFTAR PUSTAKA

[1] Sularso,MSME. Ir.,Haruo Tahara.Dr.prof. 2006. “Pompa dan Kompresor”,

Jakarta : PT Pradnya Paramitha.

[2] Johnson, Curtis,. 2000, “Process Control Instrumentation Technology sixth

edition” : Upper Saddle River, Prentice-Hall

[3] Anonim, 2002, “Operators/Instruction Manual Options”, Ingersoll Rand-

Company

22

BIOGRAFI NARASUMBER

23

BIODATA PENULIS

Penulis berasal dari daerah Kertosono

Kabupaten Nganjuk Propinsi Jawa Timur.

Dilahirkan pada tanggal 05 Oktober 1991 di

Nganjuk. Penulis merupakan anak pertama dari

dua bersaudara dari pasangan Bapak Slamet

dan Ibu Sujianah. Penulis mulai mengenyam

pendidikan formal di RA. Sabilillah selama dua

tahun, dilanjutkan ke jenjang sekolah dasar di

SD Negeri Tanjung 1 (1998-2004), kemudian

melanjutkan ke SMP Negeri 1 Kertosono (2004-

2007). Setelah itu penulis masuk ke SMA Negeri 1 Kertosno pada tahun 2007 dan

lulus pada tahun 2010. Selanjutnya penulis masuk perguruan tinggi ITS di jurusan

Teknik Fisika melalui jalur beasiswa Bidik Misi. Penulis menyelesaikan pendidikan

sarjana pada tahun 2014 dengan judul Tugas Akhir Optimasi Nilai Parameter Dynamic

Vibration Absorber (DVA) Untuk Meredam Getaran Pada Mesin CNC. Setelah lulus

penulis berkesempatan untuk berkariri di PLN dan mendapatkan SK penugasan di

Sektor Pembangkitan Bukit Asam sebagai Asistant Engineer Pemeliharaan Kontrol

dan Instrumen PLTU Bukit Asam. Penulis juga aktif di kegiatan knowledge

management di lingkungan KIT SBS dengan beberapa kali menuliskan karya CoP

diantaranya Modifikasi Gun Igniter Burner (Si Guntur) dan Tuning PID Kontroller pada

sistem pengendalian level kondensor. Penulis bisa dihubungi melalui email

ekonurwandria@pln.co.id dan nomor handphone 081278966609.