LAPORAN KERJA PRAKTIK
ANALISA PENYEBAB TINGGINYA KONSUMSI LUBE KONSUMSI LUBE OIL DAN MODIFIKASI SISTEM LUBE SISTEM LUBE OIL VENTING TURBIN VENTING TURBIN GAS KURAU/LALANG
Disusun Oleh: FICKY AUGUSTA IMAWAN 1106070483
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA 2014
LEMBAR PENGESAHAN PERUSAHAAN
LAPORAN KERJA PRAKTIK ANALISA PENYEBAB TINGGINYA KONSUMSI LUBE KONSUMSI LUBE OIL DAN MODIFIKASI SISTEM LUBE SISTEM LUBE OIL VENTING VENTING TURBIN TURBIN GAS KURAU/LALANG
FICKY AUGUSTA IMAWAN (1106070483)
Disahk Disahkan an pada pada Maret Maret 2014 2014
Pembimbing Pembimbing Kerja Praktik Praktik
Operation Engineer Manager
Kapa Cossa Jonahtan
Imam Wahyudi
LEMBAR LEMBAR PENGESAHAN PENGESAHAN AKADEMIK AKADEMIK
LAPORAN KERJA PRAKTIK ANALISA PENYEBAB TINGGINYA KONSUMSI LUBE KONSUMSI LUBE OIL DAN MODIFIKASI SISTEM LUBE SISTEM LUBE OIL VENTING VENTING TURBIN TURBIN GAS KURAU/LALANG
FICKY AUGUSTA IMAWAN (1106070483)
Disahk Disahkan an pada pada Maret Maret 2014 2014
Koordinator Kerja Praktek
Prof.Dr.Ir.M.Idrus Alhamid
KATA PENGANTAR
Segala Segala puji puji dan syuku syukurr penulis penulis panja panjatka tkan n kepada kepada Tuhan Tuhan YME, YME, atas segala segala Rahmat Rahmat
karuni karunia-Nya a-Nya penulis penulis
dapat dapat menyelesaika menyelesaikan n
kerja kerja praktik beserta beserta
laporannya dengan judul “ Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil Dan Modifikasi Sistem Lube Sistem Lube Oil Venting Turbin Venting Turbin Gas Kurau/Lalang” di EMP Malacca EMP Malacca Strait S.A dengan lancar tanpa adanya kendala yang berarti. Laporan kerja praktik ini dibuat untuk memenuhi mata kuliah wajib dari Departemen Teknik Mesin, Universitas Indonesia dan sebagai syarat kelulusan. Kerja praktik merupakan fasilitas untuk mengenalkan mahasiswa pada dunia dunia kerja nyata. Dengan adanya kerja praktek diharapkan mahasiswa mengetahui kondisi dunia dunia kerja secara nyata nyata dan dapat dapat mengaplikasik mengaplikasikan an ilmu di bangku bangku kuliah. kuliah. Pada kesempatan kali inipenulis menyampaikan rasa terimakasih kepada: 1. Orang Orang tua tua dan keluar keluarga ga yang yang selalu selalu member memberii dukunga dukungan n kepada kepada saya saya secara secara penuh. 2. Bpk. Bpk. Yoyo Yoyok k Setyo Setyo Purwan Purwanto to sebag sebagai ai Maintenance Maintenance Manager. 3. Bpk. Bpk. Kapa Kapa Coss Cossaa Jonaht Jonahtan an selaku selaku pembim pembimbin bing g selam selamaa penul penulis is kerja kerja praktik praktik di EMP Malacca EMP Malacca Strait S.A. 4. Bpk. Bpk. Hadi Hadi Purn Purnaw awan an dan Bpk. Bpk. Ari Ari Ant Anton ono o selak selaku u men mento torr sel selam amaa pen penuli uliss kerja praktik praktik di EMP EMP Malacca Malacca Strait S.A. 5. Bpk. Bpk. Imam mam Wah Wahy yudi udi sel selak aku u Operation Engineering Manager. 6. Bpk. Bpk. Ghoz Ghozali ali I. Sunggo Sunggoro ro sela selaku ku HR&Services HR&Services Departement Manager. 7. Ibu Utari Utari Sani Sani selaku selaku bagian bagian HR yang yang telah telah memban membantu tu kelanc kelancaran aran administrasi. 8. Seluruh Seluruh staf staf dan dan kary karyawan awan di EMP Malacca Strait S.A khususnya di bagian Operation Engineering. 9. Seluruh Seluruh staf staf dan dan karyawan karyawan di EMP EMP Malacca Strait S.A di wilayah Malacca Strait PSC . 10. Bpk. Dr.-Ing. Dr.-Ing. Ir. Nasruddin, Nasruddin, M.Eng. M.Eng. selaku ketua ketua departemen. departemen. 11. Bpk. Dr. Ir. Muhammad Muhammad Idrus Alhamid Alhamid selaku koordinat koordinator or kerja praktik. praktik.
12. Seluruh dosen dan staff Departemen Teknik Mesin Universitas Indonesia. 13. Semua teman-teman angkatan 2011 Departemen Teknik Mesin Universitas Indonesia 14. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu yang telah banyak membantu.
Penulis menyadari bahwa dalam menyusun laporan masih terdapat banyak kekurangan dan kesalahan. Oleh karena itu penulis memohon maaf yang sebesar besarnya. Penulis menerima kritik, saran, dan bimbingan dari semua pihak yang sifatnya membangun.
Jakarta, 28 Februari 2014
Penulis
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN PERUSAHAAN .................................................... i LEMBAR PENGESAHAN AKADEMIK.......................................................... ii KATA PENGANTAR ........................................................................................ iii DAFTAR ISI....................................................................................................... v BAB I
PENDAHULUAN .......................................................... ..................... 1
1.1
Latar Belakang Kerja Praktik.............................................................. . 1
1.2
Tujuan Kerja Praktik ............................................................................ 2
1.3
Ruang Lingkup Kerja Praktik ............................................................. . 2
1.4
Waktu danTempat Kerja Praktik................................ .......................... 3
1.5
Batasan Masalah................................... ................................................ 3
1.6
Metode Pemecahan Masalah................................................................ 3
1.7
Sistematika Penulisan ................................................................ .......... 4
BAB II PROFIL PERUSAHAAN ................................................................ .... 6 2.1
Profil dan Sejarah EMP Malacca Strait S.A........................................ 6
2.1.1 Sejarah Singkat Perkembangan EMP Malacca Strait S.A .................. 6 2.1.2 Uraian Tugas dan Tanggung Jawab ..................................................... 9 2.2
Kegiatan Operasi Perusahaan.............................................................. . 11
2.3
Lokasi EMP Malacca Strait S.A.......................................................... 13
2.4
Lapangan EMP Malacca Strait S.A .................................................... 14
2.5
Peralatan................................................................ ............................... 23
2.5.1 Separator.............................................................................................. 23 2.5.2 Electrostatic Dehydrator ...................................................................... 25 2.5.3 Gas Floatation Unit (GFU).................................................................. 25 2.5.4 Corrugated Plate Interceptor (CPI)..................................................... 26 2.5.5 Coalescer ............................................................................................. 27 2.5.6 KO Drum.............................................................................................. 28 2.5.7 DPP Separator ..................................................................................... 28 2.5.8 Sump Tank dan Sand Trap ................................................................... 29
v
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
2.5.9 Water Pond dan Oil Trap..................................................................... 29 BAB III PENGENALAN TURBIN GAS DAN LUBE OIL SYSTEM ............ 31 3.1
Pengenalan Turbin Gas ........................................................................ 31
3.1.1 Prinsip Kerja Sistem Turbin Gas.......................................................... 31 3.1.2 Klasifikasi Turbin Gas ................................................................ ......... 33 3.1.3 Siklus Turbin Gas................................................................................. 33 3.1.4 Siklus Brayton Ideal............................................................................. 34 3.1.5 Siklus Aktual........................................................................................ 37 3.2
Lube Oil System Turbin Gas Kurau dan Lalang .................................. 38
3.2.1 Komponen Utama Lube Oil System ..................................................... 40 3.2.2 Skematik Kerja Lube Oil System ......................................................... 43 3.2.3 Spesifikasi Lube Oil yang Dibutuhkan Engine .................................... 44 BAB IV ANALISA PENYEBAB TINGGINYA KONSUMSI LUBE OIL PADA TURBIN GAS KURAU/LALANG ......................................... 46 4.1
Data Konsumsi Lube Oil Turbin Gas Kurau/Lalang............................ 46
4.2
Kondisi Turbin Gas .............................................................................. 48
4.3
Perbedaan Sistem Venting Pada Lube Oil System Turbin Gas............. 49
4.4
RCA Tingginya Konsumsi Lube Oil GT A/B/C/1/2............................ 52
4.5
Kecocokan Lube Oil yang Digunakan ................................................. 57
BAB V RANCANGAN MODIFIKASI SISTEM LUBE OIL VENTING TURBIN GAS KURAU/LALANG ..................................................... 59 5.1
Latar Belakang Modifikasi................................ ................................... 59
5.2
Cara Kerja Oil Mist Separator ........................................................... .. 60
5.3
Parameter Desain .............................................................. ................... 61
5.4
Bill Of Material ................................................................ .................... 62
5.5
Rancangan Desain Oil Mist Separator................................................. 64
5.6
Prosedur Pemasangan................................ ........................................... 69
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN............................................................ 72 6.1
Kesimpulan ............................................................. ............................. 72
6.2
Saran.................................. .............................................................. ..... 72
vi
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
DAFTAR PUSTAKA ............................................................ ............................. 74
vii
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Logo EMP Malacca Srait S.A ................................................. 6
Gambar 2.2
Struktur Organisasi EMP Malacca Srait S.A .......................... 9
Gambar 2.3
Wilayah Produksi EMP Malacca Strait S.A............................ 12
Gambar 2.4
Peta Lokasi Kegiatan EMP Malacca Strait S.A ...................... 14
Gambar 2.5
Lalang Process Plant ............................................................... 15
Gambar 2.6
Lalang Process Flow Diagram ................................................ 16
Gambar 2.7
Mengkapan Process Plant ....................................................... 17
Gambar 2.8
Melibur Process Plant.............................................................. 18
Gambar 2.9
Melibur Process Flow Diagram............................................... 19
Gambar 2.10
Kurau Process Plant ................................................................ 20
Gambar 2.11
Kurau Process Flow Diagram ................................................. 21
Gambar 2.12
Selatan Process Plant............................................................... 22
Gambar 2.13
Kapal Tanker Ladinda.............................................................. 23
Gambar 2.14 Separator.................................................................................. 23 Gambar 2.15
Skematik kerja separator ......................................................... 24
Gambar 2.16
Electrostatic Dehydrator.......................................................... 25
Gambar 2.17
Gas Floatation Unit ................................................................ . 25
Gambar 2.18
Corrugated Plate Interceptor................................................... 26
Gambar 2.19
Coalescer .............................................................. ................... 27
Gambar 2.20
KO Drum.................................................................................. 28
Gambar 2.21
DPP Separator ......................................................................... 28
Gambar 2.22
Sump tank ................................................................................. 29
Gambar 2.23
Sand trap ............................................................... ................... 29
Gambar 2.24
Water pond .......................................................... ..................... 30
Gambar 2.25
Oil trap ................................................................ ..................... 30
Gambar 3.1
Skematik dan diagram P-V serta T-S turbin gas sederhana (idealized brayton cycle)............................................................................ 34
Gambar 3.2
Efisiensi kompresor dan turbin pada mesin turbin gas ............ 38
viii
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Gambar 3.3
Sistem instalasi lube oil system ................................................ 39
Gambar 3.4
Lube oil control manifold......................................................... 40
Gambar 3.5
Lube oil cooler ................................................................ ......... 42
Gambar 3.6
Skematik lube oil system GT M292 E...................................... 43
Gambar 3.7
Skematik lube oil system GT A/B/C/1/2.................................. 44
Gambar 4.1
Histogram konsumsi lube oil GT/A/B/C/831/832 ................... 46
Gambar 4.2
Kebocoran pada GT M292 C ................................................... 49
Gambar 4.3
Pipa vent-exhaust pada GT A/B/C/1/2..................................... 50
Gambar 4.4
Sistem venting tank pada GT M292 E ..................................... 51
Gambar 4.5
RCA Penyebab tingginya konsumsi GT A/B/C/1/2 ................ 52
Gambar 5.1
Oil Mist Separator ................................................................ ... 60
Gambar 5.2
Kurva efisiensi pad terhadap ukuran partikel .......................... 62
Gambar 5.3 Assembly bagian bawah............................................................ 64 Gambar 5.4 Assembly bagian tengah ........................................................... 65 Gambar 5.5 Assembly selubung ................................................................ ... 66 Gambar 5.6
Pad mounting assembly ........................................................... 67
Gambar 5.7
Assembly oil mist separator dengan bracket............................ 67
Gambar 5.8 Assembly bagian atas dengan flame arrester ........................... 68 Gambar 5.9
Oil mist separator assembly..................................................... 68
Gambar 5.10
Letak pipa yang dilepas............................................................ 69
Gambar 5.11
Grafik pemantauan tekanan didalam tank................................ 71
ix
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
DAFTAR TABEL
Tabel
3.1
Lube oil requirement turbin gas EMP Malacca Strait S.A ...... 45
Tabel
4.1
Laju konsumsi lube oil 5 tahun terakhir dalam liter ................ 47
Tabel
4.2
Rata rata biaya Lube oil lost dalam setahun............................. 47
Tabel
4.3
Data evaporation rate BP Turbo 2380..................................... 55
Tabel
4.4
Data kecocokan lube oil yang digunakan................................. 57
Tabel
5.1
Tabel ukuran partikel lube oil pada vent turbin gas ................. 61
Tabel
5.2
Bill Of Material .............................................................. .......... 64
Tabel
5.3
Contoh sheet pemantauan tekanan didalam tank ..................... 70
x
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Kerja Praktik
Dewasa ini dengan kemajuan teknologi, kebutuhan manusia akan energi semakin besar. Energi diperlukan manusia untuk penunjang kehidupan sehari hari. Dengan meningkatnya kebutuhan energi maka, dibutuhkan keberadaan sumber daya manusia (SDM) yang memadahi untuk mengelola sumber daya alam (SDA) agar kebutuhan energi dapat terpenuhi. SDM lokal di industri minyak dan gas di Indonesia sangat perlu diperhatikan agar Indonesia dapat mengelola SDA sendiri khususnya minyak dan gas yang melimpah secara mandiri dan tanpa ketergantungan asing. Selain itu SDM lokal harus diperhatikan untuk menghadapi era globalisasi. EMP Malacca Strait S.A, anak perusahaan dari PT. Energi Mega Persada Tbk, merupakan salah satu dari banyak perusahaan minyak hulu (upstream) di Indonesia. Guna memenuhi kebutuhan lifting minyak Indonesia, EMP Malacca Strait S.A menggunakan SDM lokal yang berkualitas. Mahasiswa Indonesia
sebagai calon SDM lokal yang sedang melaksanakan masa studinya, tentunya penting untuk mendapatkan gambaran atau simulasi secara langsung mengenai dunia kerja yang akan dihadapi nanti. Sehingga nantinya apabila mahasiswa tersebut sudah terjun ke dunia kerja sudah tidak terlalu asing dengan hal-hal yang berkaitan dengan pekerjaan tersebut dan dapat menjadi SDM yang berkualitas. Gambaran atau simulasi bagi mahasiswa dapat diperoleh dengan salah satu caranya adalah melakukan kerja praktik pada perusahaan yang memiliki kaitan dengan bidang masing-masing. Oleh sebab itu Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Indonesia menjadikan mata kuliah kerja praktik sebagai mata kuliah wajib dan merupakan salah satu syarat untuk kelulusan. Kerja praktik merupakan fasilitas bagi mahasiswa teknik mesin untuk mendapatkan gambaran, simulasi, 1
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
wawasan, atau dapat menerapkan ilmu teknik mesin yang didapat selama perkuliahan. Selain itu diharapkan dengan adanya kerja praktik mahasiswa dapat mengetahui budaya di lingkungan perusahaan, dan cara bekerja atau berkomunikasi karyawan yang berasal dari multi discipline dan dari daerah yang berbeda. Sehingga diharapkan nantinya lulusan Teknik Mesin Universitas Indonesia dapat menjadi SDM yang berkualitas.
1.2
Tujuan Kerja Praktik
Tujuan dari penulis kerja praktik di EMP Malacca Strait S.A yaitu: 1. Dapat mengetahui secara langsung proses-proses yang terdapat pada perusahaan yang berkaitan dengan bidang teknik mesin. 2. Dapat mengetahui plant-plant yang berada di EMP Malacca Strait S.A beserta alur proses surface facilities minyak dari sumur hingga ke storage tank.
3. Dapat mengetahui
mesin-mesin atau alat-alat penunjang kegiatan
produksi minyak dan gas pada perusahaan. 4. Dapat mengetahui permasalahan-permasalahan yang terjadi di plant perusahaan yang berkaitan dengan bidang teknik mesin. 5. Dapat menganalisa permasalahan yang ada di plant khususnya pada permasalahan tingginya konsumsi lube oil pada turbin gas kemudian mencoba mencari tahu penyebab, solusi, dan serta memberikan rekomendasi. 6. Dapat mengetahui lingkungan dan budaya kerja pada perusahaan supaya dapat mengetahui dunia kerja sehingga dapat mempersiapkan diri untuk menghadapi dunia kerja. 1.3
Ruang Lingkup Kerja Praktik
2
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Ruang lingkup kerja praktik yang dilakukan oleh penulis yaitu observasi secara langsung terhadap kegiatan operasi pada plant-plant EMP Malacca Strait S.A khususnya di lapangan Kurau dan Lalang EMP Malacca Strait S.A. Kegiatan observasi dikhusukan kepada proses atau operasi yang berkaitan dengan teknik mesin dan maintenance. Dan kemudian nantinya akan dikerucutkan pada topik analisa penyebab tingginya konsumsi lube oil pada sistem pelumasan turbin lama.
1.4
Waktu dan Tempat Kerja Praktik
Waktu dan kerja praktik ini dilaksanakan pada tanggal 2 Januari - 28 Februari 2014 dengan komposisi pembagian sebagai berikut:
2 - 19 Januari 2014 kegiatan induksi, pengenalan, dan pendalaman materi turbin gas perusahaan yang dilakukan di kantor headquarter yang berada di kawasan Kuningan, Jakarta.
20 Januari- 3 Februari kegiatan observasi lapangan di Malacca Strait PSC
4 Februari-8 Februari kegiatan presentasi dan penyelesaian laporan di kantor headquarter Jakarta
1.5
Batasan Masalah
Batasan masalah kerja praktik penulis adalah mengenai tinjauan umum EMP Malacca Strait S.A, mengenai sejarah perusahaan. Kemudian mengenai utilitas yang
dimiliki oleh EMP Malacca Strait S.A , proses alur minyak dari sumur hingga storage tank . Kemudian nantinya masalah akan lebih difokuskan kepada analisa penyebab
tingginya konsumsi lube oil pada turbin gas perusahaan serta modifikasi apa yang mungkin diperlukan untuk mengurangi konsumsi lube oil tersebut.
1.6
Metode Pemecahan Masalah
Metode pemecahan masalah dalam kerja praktik ini yaitu :
3
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
a. Studi Literatur
Studi ini digunakan untuk menggali informasi mengenai gas turbin seperti materi, prinsip kerja, fungsi, dan kemungkinan permasalahan yang terjadi khususnya pada sistem pelumasan pada turbin gas. b. Studi Lapangan
Bertujuan untuk mendapatkan berbagai informasi dan pengenalan secara nyata mengenai lube oil system pada turbin gas perusahaan. c. Pengumpulan Data
Pengumpulan data ini terdiri dari: - Observasi.
Observasi ini berarti mengamati secara langsung turbin gas yang memiliki masalah pada sistem pelumasan untuk mengetahui dan mencatat informasi yang dianggap penting guna melengkapi data. - Diskusi
Diskusi dilakukan dengan tanya jawab langsung mengenai lube oil system pada turbin gas dengan operator, mekanik, dan pembimbing di
lapangan. d. Metode Pustaka
Metode pustaka yaitu dilakukan dengan mencari literatur di perpustakaan engineering EMP Malacca Strait S.A maupun di internet, yang berkaitan dengan lube oil system pada turbin gas. e. Kesimpulan f. Pembuatan Laporan Kerja Praktek
1.7
Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah dalam penulisan laporan ini penulis membuat sistematika penulisan sebagai berikut: BAB I
PENDAHULUAN
4
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Berisi tentang latar belakang masalah, tujuan dan manfaat penulisan, runag lingkup kerja praktik, waktu dan tempat, batasan masalah, metode pemecahan masalah, dan sistematika penulisan. BAB II
TINJAUAN UMUM
Bab ini berisi mengenai profil EMP MALACCA STRAIT S.A, sejarah singkat, ruang lingkup bidang usaha, lokasi EMP MALACCA
STRAIT S.A, struktur
organisasi,
produk
yang
dihasilkan, dan fasilitas pendukung operasi yang disediakan oleh EMP MALACCA STRAIT S.A. BAB III
PENGENALAN TURBIN GAS DAN LUBE OIL SYSTEM
Bab ini berisi mengenai gambaran umum tentang turbin gas dan lube oil system turbin gas yang terdapat pada plant EMP Malacca Strait S.A. BAB IV
ANALISA PENYEBAB TINGGINYA KONSUMSI LUBE OIL PADA TURBIN GAS KURAU/LALANG
Bab ini berisi tentang tentang pembahasan data yang sudah penulis dapat dan analisis terkait masalah yang terjadi. BAB V
RANCANGAN MODIFIKASI SISTEM LUBE OIL VENTING TURBIN GAS KURAU/LALANG
Bab ini berisi tentang rancangan modifikasi sitem lube oil venting pada turbin gas Kurau/Lalang dengan pembuatan oil mist separator untuk sistem recovery oli yang berada pada fase vapor/mist agar bisa digunakan kembali dan tidak perlu dibakar . BAB VI
KESIMPULAN DAN REKOMENDASI
Bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil analisa masalah, observasi lapangan, dan pengolahan data serta rekomendasi maupun saran yang menurut penulis dapat membantu mengatasi atau mengurangi masalah yang terkait.
5
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
BAB II TINJAUAN UMUM
2.1
Profil EMP Malacca Strait S.A
Gambar 2.1 Logo EMP Malacca Strait S.A
EMP Malacca Strait adalah salah satu kontraktor kerjasama dengan Satuan Kerja Khusus Pelaksana Kegiatan Usaha Hulu Minyak dan Gas Bumi (SKK Migas). Perusahaan ini bergerak dibidang pengeboran, eksplorasi dan produksi minyak mentah. EMP Malacca Strait merupakan anak perusahaan dari PT Energi Mega Persada Tbk. Headquarter dari perusahaan ini ada di Bakrie Tower lantai 22-32 Rasuna Epicentrum Jl. HR. Rasuna Said Jakarta. 2.1.1
Sejarah Singkat Perkembangan EMP Malacca Strait S.A
Pada mulanya (tahun 1971), konsesi migas blok Selat Malaka ( Malacca Strait PSC ) dimiliki oleh perusahaan minyak asal Amerika Serikat yaitu Pan Ocean Corporation, namun pada tahun yang sama (2 Juli 1971) kepemilikannya berpindah tangan ke Atlantic Rich Field Company (ARCO) sebelum kemudian Hudbay Oil Ltd. (sebuah perusahaan minyak dari Kanada) mengambil alih konsesi ini pada 1 Maret 1978. Pengoperasian Malacca Strait PSC oleh Hudbay Oil (MS) Limited berlanjut dengan bantuan teknis dari
6
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
British Petroleum (BP) sampai kemudian pada 13 Mei 1991 operator Malacca Strait PSC berpindah tangan ke perusahaan minyak asing dari Inggris Lasmo Oil ( Malacca Strait ) Ltd. Pada pertengahan tahun 1995 , Far Eastern Hydrocarbons Ltd, perusahaan
yang dimiliki oleh kelompok usaha Bakrie
mengakuisisi Resources Holding Incorporation, perusahaan induk Kondur Petroleum S.A. Dan pada tahun yang sama, Lasmo Oil menjual saham mereka
di blok Selat Malaka, Kondur Petroleum S.A menggunakan kesempatan ini untuk mengambil alih semua saham Lasmo Oil . Proses akuisisi dan pergantian operator dari Lasmo Oil ke Kondur Petroleum S.A. terjadi pada tanggal 12 Oktober 1995. Perjanjian KKS Kondur Petroleum S.A. yang sudah habis masa berlakunya pada 5 Agustus 2000 telah diperbarui hingga 5 Agustus 2020. Pada tanggal 16 Februari 2003 PT Energi Mega Persada Tbk mengambil alih semua kepemilikan dari Kondur Petroleum S.A dan nama Kondur Petroleum S.A. sendiri sejak tanggal 12 Juni 2012 telah dirubah menjadi Energi Mega Persada Malacca Strait S.A .
Visi EMP Malacca Strait S.A Menjadi Perusahaan Eksplorasi dan Produksi, Minyak dan Gas independen terkemuka di Asia. Menerapkan keunggulan dalam kesehatan, keselamatan kerja dan lingkungan, menjunjung tinggi tata kelola perusahaan yang baik, dan berkontribusi dalam pengembangan komunitas. Misi EMP Malacca Strait S.A
-
Membentuk sumber daya manusia yang handal dan memiliki kinerja tinggi.
-
Mendorong pertumbuhan Perseroan secara organik melalui kegiatan eksplorasi dan pengembangan dari portofolio yang sudah ada.
-
Mempercepat pertumbuhan melalui akuisisi
strategis
dengan
mengakuisisi aset yang mempunyai harga kompetitif, berada di lokasi strategis serta memiliki prospek cadangan dan sumber daya yang baik.
-
Meningkatkan keunggulan Operasi untuk semua kegiatan utama
7
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Perseroan.
-
Memproduksi sejumlah besar cadangan minyak dan gas.
-
Meningkatkan produksi minyak dan gas yang telah dimiliki.
Struktur Organisasi Struktur organisasi merupakan susunan antar bagian atau divisi dalam suatu perusahaan. Di dalam suatu perusahaan perlu memiliki struktur organisasi yang baik dan dapat mengakomodasi seluruh alur tugas serta tanggung jawab dari tingkatan yang paling tinggi hingga ke tingkat yang paling rendah. Struktur organisasi tersebut secara umum menggambarkan tingkatan manajemen, hubungan kerja, tanggung jawab pada masing-masing posisi jabatan dalam perusahaan. EMP Malacca Strait S.A dalam struktur organisasinya menggunakan struktur organisasi unit bisnis yang dipimpin oleh seorang Presiden Direktur sebagai pimpinan tertinggi dalam perusahaan, yang membawahi Wakil Presiden Direktur sekaligus menjadi General Manager dalam perusahaan. Selanjutnya di tingkat ketiga setelah Presiden Direktur dan Wakil Presiden Direktur ada enam divisi, dimana masing-masing divisi dipimpin oleh Senior Manajer. Keenam senior manajer tersebut mempunyai tanggung jawab atas masing-masing divisinya kepada General Manager . Adapun divisi-divisi yang ada di EMP Malacca Strait S.A. adalah :
1. Divisi Eksplorasi ( Exploration Division ) 2. Divisi Operasional ( Operational Division) 3. Divisi Teknis dan Perencanaan ( Engineering and Planning Division ) 4. Divisi Keuangan dan Administrasi ( Finance and Admin Division) ; divisi ini juga mencakup divisi teknologi Informasi 5. Divisi Personalia dan Hubungan Masyarakat ( Human Resources and Relations Division )
8
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
EMP Malacca Strait S.A, menggunakan jenis struktur organisasi garis (line organization). Pada organisasi ini mempunyai bentuk :
Gambar 2.2 Struktur Organisasi EMP Malacca Strait S.A 2.1.2 Uraian Tugas dan Tanggung Jawab
Dalam
menjalankan
operasional
masing-masing
direksi
yang
bertanggung jawab atas divisi yang dipimpinnya mempunyai tugas sebagai berikut : 1.
President Director
Adapun uraian tugasnya adalah sebagai berikut : - Memimpin perusahaan secara keseluruhan. -
Merancang rencana dan tujuan jangka panjang maupun jangka pendek perusahaan.
9
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
-
Mendelegasikan tugas kepada Senior Vice President , yang selanjutnya didistribusikan sampai tingkat manajemen paling bawah.
2.
President & Vice President
Adapun uraian tugasnya adalah sebagai berikut : -
Meminpin perusahaan secara keseluruhan atas delegasi dari presiden direktur.
-
Memastikan bahwa semua kegiatan perusahaan seperti produksi, eksplorasi, penjualan, proyek-proyek baru, kerjasama dengan partner, negosiasi, serta implementasi kegiatan telah berjalan dengan baik.
3.
Senior Manager, Engineering & Planning
-
Mengatur divisi engineering and planning dalam rangka menyiapkan strategi jangka pendek dan jangka panjang dalam kontrak product sharing.
-
Mengatur kegiatan divisi ini dalam memberikan jasa pengeboran bagi perusahaan.
4.
Senior Manager, Explorations
-
Merancang, mengkontrol, mengorganisasikan dan mengatur semua program dan inisiatif dalam kegiaran eksplorasi yang meliputi usahausaha dalam meningkatkan keuntungan komersil dari produksi minyak dan gas.
5.
Senior Manager, Finance & IT
-
Mengatur divisi keuangan ( finance) serta IT daalam menyediakan jasa yang efektif dan efisien kepada manajemen.
-
Mengatur serta mengawasi praktek-praktek administrasi dan finansial yang tepat bagi perusahaan. 10
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
-
Membuat sistem dan prosedur akuntansi untuk digunakan seluruh unit organisasi perusahaan untuk transaksi rupiah maupun valuta asing.
-
Mengarahkan, mengkoordinir, dan mengawasi aktivitas mengenai cost accounting, budget, biaya secara detail, perpajakan, perhitungan dan identifikasi secara menyeluruh dari semua harta milik perusahaan.
6.
Senior Manager, HR & Communication
Adapun uraian tugasnya adalah sebagai berikut : -
Mengatur SDM yang ada dalam perusahaan.
-
Memberikan saran-saran serta dukungan kepada manajemen misalnya dalam hal yang berkaitan dengan hukum ketenagakerjaan berdasarkan undang-undang yang berlaku di Indonesia.
-
Sebagai penghubung antara manajemen perusahaan dengan karyawan.
7.
Senior Manager, Operations & Assets
-
Mengatur semua kegiatan operasional perusahaan yang berkaitan dengan kegiatan eksploitasi hidrokarbon, produksi, pemeliharaan, serta administrasi yang terkait dalam kegiatan operasi.
-
Mengkoordinasikan serta mengawasi kegiatan operasi perusahaan bedasarkan ketentuan perusahaan ( Quality Save, Health and Environment
Standards
) serta regulasi pemerintah mengenai
lingkungan hidup. 2.2
Kegiatan Operasi Perusahaan
11
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Pada 5 Agustus 1970, Pertamina mewakili Pemerintah Indonesia, memberikan kontrak konsesi eksplorasi minyak pada blok Malacca Strait yang meliputi eksplorasi di daratan dan lepas pantai dengan luas 39.550 km 2 berdasarkan perjanjian kontrak kerja sama atau yang disebut K3S (Kontraktor Kontrak Kerja Sama).
Gambar 2.3 Wilayah Produksi EMP Malacca Strait S.A
EMP Malacca Strait S.A mempunyai beberapa sumur-sumur eksplorasi yang memproduksi minyak antara lain Lalang dan Mengkapan (lepas pantai), Kurau dan Melibur (daratan), dan Selatan yang mempunyai daerah eksplorasi di daratan maupun lepas pantai. EMP Malacca Strait S.A, memproduksi minyak mentah yang dihasilkan oleh sumur-sumur minyak milik perusahaan. Selanjutnya minyak mentah tersebut diproses di daerah Melibur, Kurau, dan Lalang. minyak yang telah diproses dan siap untuk dijual dikirim ke terminal penyimpanan storage tank ladinda milik perusahaan yang memiliki kapasitas maksimum 1.012.000
barel minyak. Dalam kegiatan operasionalnya EMP Malacca Strait S.A mempunyai sembilan area sumur minyak yang beroperasi dalam menghasilkan minyak mentah. Adapun sumur-sumur minyak tersebut antara lain :
12
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
- Mengkapan field , terletak di lepas pantai Lalang; dioperasikan pada Desember 1988. - Kurau field , terletak di Pulau Padang; dioperasikan pada September 1989. - Melibur field , terletak di Pulai Padang ; dioperasikan sejaka Desember 1989. - Proyek pengembangan Selatan; dioperasikan pada Desember 1990. - MSB V 1, terletak di Pulau Padang; dioperasikan pada Agustus 1993. - TA field, terletak di Pulau Merbau; dioperasikan pada Juli 1996. - MSCA 1, terletak di Pulau Padang; dioperasikan pada Juli 1997. - Ponder, MSDF-1, terletak di Pulau Padang; dioperasikan pada April 1998. - Kuat, MSDC-1, terletak di Pulau Padang; dioperasikan pada Desember 2000. Dalam kegiatan eksplorasi dan produksi minyak EMP Malacca Strait S.A memperkerjakan pegawai dari berbagai bidang profesi yang mempunyai
kemampuan baik serta mendapat dukungan penuh dari mitra-mitranya yang tergabung dalam blok kerjasama Malacca Strait . 2.3
Lokasi EMP Malacca Strait S.A
Secara geografis, EMP Malacca Strait S.A berlokasi di wilayah Desa kurau, Kecamatan Merbau, Kabupaten Bengkalis, Provinsi Riau. yang mencakup Kabupaten Bengkalis, Siak, dan Pelalawan dengan wilayah kerja Kuasa Pertambangan (KP) seluas 9.492 km2. Usaha atau kegiatan EMP Malacca Strait S.A berada pada koordinat 1o 02’ 58,98” LU dan 102o 17’ 46,5”
BT. Peta lokasi usaha dan atau kegiatan eksplorasi dan produksi migas EMP Malacca Strait S.A ditunjukkan pada Gambar 2.4.
13
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Konsumsi Lube Oil dan Modifik Modifikasi asi Sistem Lube Sistem Lube Oil Venting Turbin Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Gambar 2.4 Peta Lokasi Kegiatan EMP Malacca Strait S.A
EMP Malacca Strait S.A sebagai perusahaan minyak dan gas bumi satu-satunya yang beroperasi di Kabupaten Kepulauan Meranti. 2.4
Lapangan EMP Malacca Strait S.A
EMP Malacca Strait S.A penghasil produksi minyak terbesar ketiga dari anak cabang perusahaan PT Energi Mega Persada Tbk, namun untuk EMP Malacca Strait S.A terbagi menjadi beberapa area perusahaan yaitu untuk
bagian manajemen dan kegiatan produksi. Pusat produksi minyak dan gas tersebar tersebar di beberapa lokasi lokasi Kep.Meranti Kep.Meranti,, dan terbagi menjadi menjadi 5 ( lima ) lokasi : Lapangan produksi minyak saat ini meliputi : - Lapangan Lalang, Lepas pantai ( offshore) Dibangun sejak tahun Juni 1984. Terletak di Selat Lalang, Kabupaten Siak. Terdiri dari 3 buah anjungan yaitu LQ, LP, dan LWB yang merupakan
14
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Konsumsi Lube Oil dan Modifik Modifikasi asi Sistem Lube Sistem Lube Oil Venting Turbin Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
fasilitas produksi minyak. Masing-masing anjungan dihubungkan dengan jembatan. Selain itu, terdapat 2 buah anjungan produksi minyak lainnya lainn ya yaitu Lalang Well Alfa (LWA) dan Lalang Well Charlie (LWC) yang terletak di Selat Lalang pada kedalaman 65 kaki.
Gambar 2.5 Lalang Process Plant
15
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Konsumsi Lube Oil dan Modifik Modifikasi asi Sistem Lube Sistem Lube Oil Venting Turbin Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Gambar 2.6 Lalang Process Flow Diagram
Minyak mentah dari kurau plant, fluida dari sumur lalang dan mengkapan dimasukkan ke production separator pada lalang plant. Di production separator secara garis besar fluida dipisahkan antara gas, minyak,
dan air. Untuk Untuk gas dimasukkan dimasukkan ke ke kompresor kompresor untuk kemudian kemudian digunakan digunakan sebagai bahan bakar untuk turbin gas GT 831 dan GT 832, lalu sebagian lain di bakar untuk keamanan. Kemudian untuk minyak hasil keluaran production separator dimasukkan ke dehydrator untuk pemisahan sisa air yang masih ada di minyak. Kemudian minyak dimasukkan ke surge vessel agar aliran dari minyak tidak bergelombang sebelum di pompa ke OSB Ladinda. Lalu untuk air hasil pisahan production separator diproses kembali di Corrugated Plate dipisahkan dengan dengan sisa minyak minyak yang masih masih terbawa Interceptor (CPI) untuk dipisahkan oleh air. Kemudian air diproses kembali pada Gas Floatation Unit (GFU) dan kemudian air yang sudah memenuhi standar keamanan dengan kandungan minyak kurang dari 25 ppm dibuang ke laut. 16
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Konsumsi Lube Oil dan Modifik Modifikasi asi Sistem Lube Sistem Lube Oil Venting Turbin Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Lapangan Mengkapan, lepas pantai (offshore)
Lapangan lepas pantai Mengkapan ditemukan pada tahun 1981 dan mulai berproduksi pada tahun 1986. Produksi minyak dari 2 anjungan satelit Mengkapan dialirkan melalui fasilitas pemroses Lalang. Dengan demikian, lapangan Mengkapan dapat dianggap sebagai bagian integral dari kegiatan operasi lapangan Lalang.
Gambar 2.7 Mengkapan Process Plant
Rancang bangun dan peralatan kedua anjungan satelit kepala sumur di Lapangan Mengkapan adalah serupa dengan instalasi satelit lalang. Demikian juga kedalaman sumur dan teknik produksi yang digunakan. Penurunan produksi di kedua lapangan ini secara alami disertai dengan kenaikan jumlah air terproduksi. Untuk mengatasi hal tersebut, dipasang unit pemisah air “hydrocyclone”. Pembuangan limbah air ini terlihat pada kakikaki anjungan berupa semburan uap air. Penggunaan “hydrocyclone” mengurangi beban penanganan air pada unit pemroses Lalang dan meningkatkan kapasitas pipa Mengkapan. Lapangan lepas pantai Lalang dan Mengkapan diproduksi dari sumursumur sumur berke berkedala dalaman man antara antara 4000 4000 – 5000 kaki kaki denga dengan n mengg menggunak unakan an pompa pompa
17
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
listrik yang ditanam di dalam sumur.
Lapangan Melibur, daratan (onshore)
Lapangan Melibur terletak di daratan Pulau Padang bagian timur. Lapangan ini mulai berproduksi pada tahun 1986 dan merupakan akumulasi minyak dari 2 sumber yang terpisah.
Gambar 2.8 Melibur Process Plant
18
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Gambar 2.9 Melibur Process Flow Diagram
Fluida dari sumur melibur dialirkan ke production separator untuk dipisahkan secara garis besar antara gas, minyak, dan air. Untuk hasil pisahan gas dimasukkan ke knock out drum agar gas lebih kering dan kandungan minyaknya berkurang, dan kemudian sebagian gas digunakan sebagai bahan bakar gas engine dan sebagian lagi dibakar untuk keamanan. Lalu untuk hasil pisahan minyak diproses lagi di dehydrator untuk menghilangkan sisa kandungan air yang masih ada di minyak, kemudian minyak dialirkan ke surge vessel agar alirannya tidak bergelombang dan kemudian minyak dipompa menuju kurau plant. Kemudian untuk air hasil pisahan production separator diproses di DPP separator untuk memisahkan kandungan minyak
yang masih ada pada air, kemudian air diproses kembali pada Gas Floatation Unit (GFU). Pada lapangan melibur, hasil air yang keluar dari GFU dialirkan
ke waterpond untuk memberi waktu bagi sisa minyak yang masih berada di air
19
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
untuk memisahkan diri dan terjebak di oil trap. Kemudian air yang sudah memenuhi standar keamanan dengan kandungan minyak kurang dari 25 ppm dibuang ke laut.
Lapangan Kurau, daratan (onshore)
Lapangan minyak Kurau ditemukan pada 1986 dan fasilitas yang ada saat ini mulai dioperasikan pada 1990. Semua sumur di Kurau dipompa dengan pompa listrik dari kedalaman 5000 kaki dengan pengembangan utama pemboran berarah yang dipusatkan dari cluster.
Gambar 2.10 Kurau Process Plant
20
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Gambar 2.11 Kurau Process Flow Diagram
Fluida dari sumur kurau, dan minyak mentah dari melibur dialirkan dialirkan ke production separator untuk dipisahkan secara garis besar antara gas, minyak, dan air. Untuk hasil pisahan gas sebagian digunakan sebagai bahan bakar turbin gas dan sebagian lagi dibakar untuk keamanan. Lalu untuk hasil pisahan minyak diproses lagi di dehydrator untuk menghilangkan sisa kandungan air yang masih ada di minyak dan kemudian minyak dipompa menuju lalang plant. Kemudian untuk air hasil pisahan production separator diproses di Coalescer untuk memisahkan kandungan minyak yang masih ada pada air, kemudian air diproses kembali pada Gas Floatation Unit (GFU) dan kemudian air yang sudah memenuhi standar keamanan dengan kandungan minyak kurang dari 25 ppm dibuang ke laut.
21
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Lapangan Selatan, daratan (onshore) dan lepas pantai (offshore)
Lapangan Selatan memproduksi beberapa lapangan minyak berskala kecil, baik yang ada di daratan maupun di lepas pantai Pulau Padang dan Pulau Tebingtinggi. Minyak mentah dikumpulkan dari lapangan lepas pantai dengan nama sumur antara lain MSN serta MSAI, MSBT, dan MSBQ yang terletak di daratan Pulau Tebingtinggi dan MSBH, MSBK dan MSBM di Pulau Padang, dan disalurkan melalui pipa ke Kurau Process Plant untuk diproses.
Gambar 2.12 Selatan Process Plant
Di Pulau Tebingtinggi disediakan sebuah Anjungan yang dilengkapi dengan fasilitas pengetesan sumur dan pembangkit tenaga listrik. Dari Anjungan ini generator yang digerakkan oleh mesin diesel menyediakan sumber tenaga untuk sumur-sumur dan sarana serta prasarana yang ada di daerah ini. Pengembangan sumur-sumur lapangan Selatan di Pulau Padang seluruhnya menggunakan generator tersendiri yang dipasang di daerah terpencil.
22
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
-
OSB (Oil Storage Barge) Ladinda / Marine Terminal Ladinda
Kapal tanker yang berkapasitas hingga 1.012.000 Barrel ini berfungsi sebagai tempat penyimpanan akhir dari hasil produksi yang dialirkan dari wilayah-wilayah eksplorasi perusahaan EMP Malacca Strait S.A. FSO Ladinda sebagai tempat transaksi minyak mentah ( lifting process)
yang
akan dijual kepada negara asing maupun dalam negeri.
Gambar 2.13 Kapal Tanker Ladinda
Minyak yang diterima dari lalang plant oleh OSB Ladinda sebanyak 5700 BOPD ( Barrels Oil per Day) serta gas yang didapat sebesar 8 MMSCFD ( Million Standard Cubic Feet per Day ). 2.5
Peralatan
2.5.1 Separator
Gambar 2.14 Separator
23
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Gambar 2.15 Skematik kerja separator
Separator berfungsi untuk memisahkan fluida dari sumur secara garis besar menjadi 3 fasa, yaitu air, minyak, dan gas dengan memanfaatkan perbedaan massa jenis dari ketiga fasa tersebut. Karena gas memiliki masa jenis yang jauh lebih kecil dibandingkan minyak dan air, maka posisi gas akan berada dipaling atas dan dikeluarkan melalui outlet bagian atas separator. Posisi minyak akan berada di atas air karena massa jenisnya yang lebih rendah dibandingkan dengan air. Minyak yang berada pada permukaan akan jatuh penampung lain yang tinggi permukaan nya lebih rendah dan kemudian dialirkan melalui outlet minyak. Sedangkan air yang berada dibawah minyak dikeluarkan melalui outlet air pada bagian bawah separator.
24
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
2.5.2 Electrostatic Dehydrator
Gambar 2.16 Electrostatic Dehydrator
Electrostatic dehydrator berfungsi untuk memisahkan fluida yang lebih
dominan kandungan minyaknya terhadap air dan gas dari hasil pemisahan separator menjadi 3 fasa, yaitu air, minyak, dan gas. Pada electrostatic dehydrator ini hanya sisa gas dan air yang masih terbawa minyak saja yang dipisahkan. Alat ini bekerja dengan memanfaatkan sifat elektrostatis dan air sebagai konduktor sehingga air dapat terjebak di plat yang teraliri listrik oleh transformator dan minyak terus naik lalu keluar melalui outlet di bagian atas. Air keluar melalui outlet di bagian bawah electrostatic dehydrator .
2.5.3 Gas Floatation Unit (GFU)
Gambar 2.17 Gas Floatation Unit
25
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Gas floatation unit berfungsi untuk memisahkan fluida yang lebih dominan kandungan airnya terhadap minyak dan gas dari pemisahan sebelumnya menjadi 3 fasa, yaitu air, minyak, dan gas. Alat ini pada prinsipnya bekerja dengan memanfaatkan rotating impeller berlubang yang berputar sehingga memisahkan bubble minyak dan kemudian naik ke atas air karena massa jenisnya lebih ringan dari
pada air. Outlet minyak berada pada samping GFU, sedangkan untuk outlet air berada pada bawah GFU. Sedangkan untuk outlet gas berada di bagian atas GFU.
2.5.4 Corrugated Plate Interceptor (CPI)
Gambar 2.18 Corrugated Plate Interceptor
Corrugated plate interceptor berfungsi untuk memisahkan fluida yang lebih dominan kandungan airnya terhadap minyak dan gas dari pemisahan separator menjadi 4 fasa, yaitu air, minyak, gas, dan padatan. Prinsip kerja alat ini adalah dengan dengan memanfaatkan semacam kisi-kisi bergelombang bernama corrugated plate pack . Dengan adanya gaya gravitasi, maka fluida akan terpisah antara fasa
padat, air, gas dan minyak. Kemudian masing-masing fasa tersebut keluar melalui outlet masing-masing.
26
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
2.5.5 Coalescer
Gambar 2.19 Coalescer
Coalescer berfungsi untuk memisahkan fluida yang lebih dominan kandungan airnya terhadap minyak dan gas dari pemisahan separator menjadi 3 fasa, yaitu air, minyak, gas. Prinsip kerja alat ini adalah dengan memanfaatkan sekat (Pad) yang dapat memisahkan gelembung minyak dan air. Karena masa jenis minyak lebih rendah dibandingkan air, maka minyak berada pada bagian atas. Kemudian karena terdapat sekat yang tingginya lebih rendah minyak jatuh ke bagian setelahnya kemudian minyak dialiran menuju outlet minyak. Sedangkan air dialirkan keluar melalui outlet di bagian bawah.
27
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
2.5.6 KO Drum
Gambar 2.20 KO Drum
Knock out drum berfungsi untuk sebagai pengolahan associated gas atau gas yang masih mengandung minyak dan air. Alat ini berfungsi menghilangkan minyak dan air pada gas sehingga gas yang keluar dari KO Drum menjadi lebih kering.
2.5.7 DPP Separator
Gambar 2.21 DPP Separator
Degasser paralel plate separator mengolah air keluaran dari separator dan
dehydrator. Air yang keluar dari separator masih mengandung minyak yang cukup besar yaitu 200 ppm, setelah air diproses pada DPP separator, kandungan minyak dalam air sudah turun menjadi 100 ppm. Air yang masuk ke dalam DPP separator akan dipisahkan antara minyak dan air dengan bantuan tekanan dari gas. Kemudian
28
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
minyak yang ada di lapisan atas akan terdorong masuk ke dalam paralel plate. Selanjutnya proses sama seperi separator, ketinggian air pada DPP separator akan selalu dikonrol sehingga air yang keluar tidak terlalu bercampur dengan minyak. Minyak yang dipisahkan DPP separator dialirkan ke sump tank dan kemudian dipompa kembali ke separator untuk diproses kembali.
2.5.8 Sump Tank dan Sand Trap
Sump tank berfungsi untuk menampung hasil pemisahan minyak dari DPP
separator, GFU, KO drum dan FC scrubber. Minyak yang masuk ditampung sampai ketinggian yang ditentukan, kemudian apabila level ketinggian sudah mencapai batas, maka pompa akan otomatis menyala dan mengalirkan minyak ke separator. Sand trap merupakan additional tool yang digunakan karena sumur-sumur
yang ada di melibur dangkal sehingga minyaknya banyak mengandung pasir.
Gambar 2.22 Sump tank
Gambar 2.23 Sand trap
2.5.9 Water Pond dan Oil Trap
Water pond berfungsi sebagai penampung air yang keluar dari GFU.
Waterpond berfungsi untuk memberi waktu untuk sisa sisa minyak yang masih terbawa di air untuk muncul ke permukaan sehingga nantinya dapat dikumpulkan di oil trap. Oil trap adalah tool penangkap minyak yang terkumpul diatas lapisan air
seperti pintu air dimana air melewati bagian bawah dari pintu air tersebut, sehingga
29
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
minyak terperangkap tidak bisa keluar ke buangan. Minyak yang ada di oil trap akan dipompa dengan pompa ke sump tank .
Gambar 2.24 Water pond
Gambar 2.25 Oil trap
30
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
BAB III PENGENALAN TURBIN GAS DAN LUBE OIL SYSTEM 3.1
Pengenalan Turbin Gas
Mesin turbin gas adalah salah satu alat mesin pembakaran dalam yang memanfaatkan gas sebagai fluida untuk memutar turbin. Pada turbin gas, energi kinetik fluida dikonversikan menjadi energi mekanik dengan memutar turbin dan kemudian oleh generator dikonversikan menjadi energi listrik. Turbin gas merupakan salah satu jenis pembangkit listrik yang sifatnya high energy density artinya memiliki kemampuan membangkitkan daya yang besar dengan ukuran dimensi yang relatif lebih kecil jika dibandingkan dengan pembangkit lain. Sistem turbin gas yang paling sederhana terdiri dari tiga komponen yaitu kompresor, ruang bakar dan turbin gas. 3.1.1
Prinsip Kerja Sistem Turbin Gas
Udara lingkungan dimasukkan kedalam kompresor melalui saluran masuk udara (inlet) dengan putaran sudu kompresor. Kompresor berfungsi sebagai sumber masuknya udara dan menaikkan tekanan udara, dan dengan meningkatnya tekanan maka sesuai dengan hukum thermodinamika temperatur juga meningkat. Kemudian udara yang sudah dikompres tersebut dimasukkan kedalam ruang bakar (combustion chamber ).
Di
dalam
ruang
bakar
dilakukan
proses
pembakaran
dengan
mencampurkan bahan bakar ( fuel ) dengan udara yang bertekanan dan juga dengan igniter api biasanya dengan spark plug. Proses pembakaran berlangsung dengan
keadaan tekanan yang konstan (isobarik), namun temperatur gas menjadi naik. Gas dengan temperatur tinggi yang memiliki energi kinetik besar dialirkan menuju sudu turbin gas melalui nozel yang berfungsi untuk mengarahkan aliran agar mengenai sudu dengan arah yang tepat. Daya yang dihasilkan oleh turbin gas tersebut digunakan untuk memutar kompresornya sendiri, sekitar 66% sedangkan sisanya digunakan untuk memutar beban lain. Setelah melewati turbin, pada gas turbin sederhana gas akan dibuang ke lingkungan melalui saluran buang (exhaust ).
31
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Secara umum proses yang terjadi pada suatu sistem turbin gas sederhana adalah sebagai berikut: 1. Pemampatan (compression): udara atmosfir di hisap dan dikompres sehingga tekanan dan temperaturnya naik. Pada proses ini idealnya proses terjadi secara isentropis. 2. Pembakaran (combustion): bahan bakar ( fuel ) dicampurkan ke dalam ruang bakar dengan udara kemudian dengan adanya igniter terjadilah proses pembakaran. Pada proses ini idealnya terjadi pada tekanan konstan (isobarik) 3. Ekspansi (expansion): gas hasil pembakaran dengan temperatur tinggi dialirkan melalui nozel untuk menggerakkan sudu-sudu turbin sehingga shaft turbin berputar untuk menggerakkan kompresor dan generator. Pada proses ini idealnya terjadi pada keadaan isentropis. 4. Pembuangan gas (exhaust ): gas yang telah melewati turbin dikeluarkan melewati saluran pembuangan (exhaust ). Pada proses ini idealnya terjadi pada keadaan isobarik. Namun pada kenyataannya, pada turbin gas tidak ada proses yang benar benar ideal, tetap terjadi losses yang dapat menyebabkan turunnya daya (output ) yang dihasilkan oleh turbin gas dan berakibat pada menurunnya performa turbin gas itu sendiri. Kerugian-kerugian tersebut dapat terjadi pada kompresor, ruang bakar maupun turbin gas. Penyebab terjadinya kerugian diantaranya adalah:
Adanya gesekan fluida dengan salurannya yang menyebabkan terjadinya kerugian tekanan ( pressure drop) pada ruang bakar.
Adanya kerja yang berlebih pada proses kompresi yang menyebabkan terjadinya gesekan antara bantalan turbin dengan angin.
Berubahnya nilai Cp dari fluida kerja akibat terjadinya perubahan temperatur dan perubahan komposisi kimia dari fluida kerja.
Adanya mechanical loss seperti gesekan pada bearing dan gearbox.
Ada panas yang keluar dari sistem melalui konduksi, konveksi atau radiasi.
32
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
3.1.2
Klasifikasi Turbin Gas
Turbin gas dapat dibedakan berdasarkan siklusnya, kontruksi poros dan lainnya. Menurut siklusnya turbin gas terdiri dari:
Turbin gas siklus tertutup (Close cycle)
Turbin gas siklus terbuka (Open cycle)
Perbedaan dari kedua tipe ini adalah berdasarkan siklus fluida kerja. Pada turbin gas siklus terbuka, akhir ekspansi fluida kerjanya langsung dibuang ke atmosfir, sedangkan untuk siklus tertutup akhir ekspansi fluida kerjanya didinginkan untuk digunakan kembali pada proses awal. Pada penerapannya turbin gas yang banyak digunakan adalah turbin gas jenis open cycle. Kemudian menrut konstruksi porosnya turbin gas dapat diklasifikasikan menjadi 2 jenis yaitu: 1. Turbin Gas Poros Tunggal (Single Shaft ) Turbin gas yang memiliki satu buah poros yang mengkopel kompresor dan turbin. 2. Turbin Gas Poros Ganda ( Double Shaft ) Turbin gas tipe ini memiliki 2 buah shaft yang tidak saling terkopel. Biasanya poros yang pertama digunakan untuk mengkopel kompresor dengan turbin. Dan poros yang yang kedua digunakan untuk turbin daya. 3.1.3
Siklus Turbin Gas
Terdapat tiga siklus turbin gas yang dikenal secara umum, yaitu: 1. Siklus Ericsson Merupakan siklus mesin kalor yang bersifat dapat balik (reversible) yang terdiri dari dua proses isotermis dapat balik (reversible isotermic) dan dua proses isobarik dapat balik (reversible isobaric). Proses perpindahan panas pada proses isobarik berlangsung di dalam komponen siklus internal (regenerator ), dimana effisiensi termalnya adalah : ηth = 1 – T1/Th, dimana T1 = temperatur buang dan Th = temperatur panas.
33
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
2. Siklus Stirling Merupakan siklus mesin kalor yang bersifat dapat balik (reversible), yang terdiri dari dua proses isotermis dapat balik (isotermal reversible) dengan volume tetap (isokhorik ). Efisiensi termalnya sama dengan efisiensi termal pada siklus Ericson. 3. Siklus Brayton Siklus ini merupakan siklus daya termodinamika ideal untuk turbin gas, sehingga saat ini siklus ini yang sangat populer digunakan dan menjadi acuan oleh pembuat mesin turbin gas atau manufacturer dalam analisa untuk performance upgrading . Siklus Brayton ini terdiri dari proses kompresi isentropik yang diakhiri dengan proses pelepasan panas pada tekanan konstan (kondisi ideal). Pada siklus Bryton tiap-tiap keadaan proses dapat dianalisa secara berikut: 3.1.4
Siklus Brayton Ideal
Gambar 3.1 Skematik dan diagram P-V serta T-S turbin gas sederhana (idealized brayton cycle)
Siklus brayton ideal adalah siklus yang dibuat berdasarkan asumsi:
Proses kompresi dan ekspansi terjadi secara isentropik, artinya tidak terdapat perubahan entropi
Perubahan energi kinetik pada fluia kerja pada inlet dan outlet kompresor diabaikan
34
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Tekanan pada combustion chamber konstan, artinya tidak ada pressure drop sepanjang combustion chamber
Laju aliran massa udara yang masuk ke dalam kompresor dan bahan bakar diasumsikan konstan
Proses yang terjadi pada diagram Gambar 3.1 adalah sebagai berikut: -
Proses 1-2
: Kompresi isentropis pada kompresor
-
Proses 2-3
: Proses
pembakaran
pada combustion
chamber
dengan asumsi dalam keadaan isobarik, pada tahap ini temperatur gas meningkat -
Proses 3-4
: Proses ekspansi isentropis pada turbin
-
Proses 4-1
: Proses pembuangan kalor dengan asumsi keadaan
konstan Perhitungan masing-masing pada siklus brayton ideal adalah sebagai berikut:
Proses 1-2
: Kerja Kompressor
Kerja spesifik compressor (Wk) pada titik 1-2 yaitu kerja yang dibutuhkan oleh kompresor untuk bergerak atau berputar pada kondisi ideal: WK = Cp (T2 - T1) WK = h2 - h1
(kJ/kg)
Dimana : Cp = Panas jenis udara pada tekanan konstan (kJ/kg K) T1 = Temperatur udara inlet kompresor (K) T2 = Temperatur udara keluar kompresor (K) h1
= Entalpi udara spesifik masuk kompresor (kJ/kg)
35
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
h2
= entalpi udara spesifik keluar kompresor (kJ/kg) Proses 2-3 : Pembakaran di combustion chamber
Proses pembakaran terjadi pada tekanan konstan (isobarik) pada kondisi ideal. Namun pada aktualnya terjadi rugi tekanan yang nilainya sekitar 0.02-0.03. untuk kondisi ideael kalor yang dimasukkan pada sistem adalah sebesar Qin = C p (T3-T2) Qin = h3 - h2 Dimana : h3
= entalpi gas keluar ruang bakar (kJ/kg)
T3 = temperatur gas keluar ruang bakar (K) Qin = kalor spesifik ruang bakar (kJ/kg) Proses 3-4 : Ekspansi turbin
Proses ekspansi turbin terjadi secara isentropik pada idealnya. Pada tahap ini tekanan menurun secara derastis dikarenakan adanya pressure drop akibat aliran fluida yang melewati turbin. Kerja yang dihasilkan oleh turbin adalah sebagai berikut Wt = C p (T3-T4) Wt =
h 3- h4
Dimana : WT = kerja spesifik ideal yang keluar turbin (kJ/kg) T4 = temperatur gas keluar turbin (K) h4
= entalpi spesifik gas keluar turbin ideal (kJ/kg)
36
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Kerja bersih yang dihasilkan oleh sistem turbin gas
Total kerja bersih yang dihasilkan oleh sistem turbin gas adalah hasil kerja yang dihasilkan pada turbin dikurangi dengan kerja yang diperlukan oleh kompresor untuk mengkompres udara. Kerja bersih dari sistem turbin gas adalah sebagai berikut: Wnet = WT – WK Wnet = (h3-h4) - (h2-h1) Wnet = C p(T3-T4) - C p(T2-T1) Wnet = C p [(T 3-T4) -(T2-T1)] (kJ/kg) 3.1.5
Siklus Aktual
Pada aktualnya siklus brayton ideal tidak pernah tercapai oleh mesin turbin gas, hal tersebut dikarenakan: 1. Laju aliran massa fluida tidak konstan 2. Proses kompresi yang terjadi pada kompresor adalah adiabatik, bukan isentropis 3. Proses ekspansi fluida yang terjadi pada turbin adalah adiabatik, bukan isentropis 4. Terjadinya pressure drop aliran pada ruang bakak 5. Tidak ada jaminan kelangsungan pembakaran terjadi secara sempurna 6. Gesekan yang terjadi pada bearing
37
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Gambar 3.2 Efisiensi kompresor dan turbin pada mesin turbin gas 3.2
Lube Oil System Turbin Gas Kurau dan Lalang
Lube Oil System pada mesin turbin gas memiliki peranan yang penting. Fungsi
utama dari lube oil system adalah untuk mendinginkan bearing dan gearbox. Komponen tersebut cenderung untuk memanas, dan apabila tidak didinginkan akan dapat menyebabkan berhentinya mesin turbin gas secara tiba tiba dikarenakan bearing dan gearbox didesain dengan toleransi yang kecil sehingga apabila suhu terus
meningkat dapat menyebabkan pemuaian yang berhujung pada berhentinya engine secara tiba-tiba. Apabila hal tersebut terjadi, mesin turbin gas dapat rusak secara tiba iba dan dapat mengurangi availability dari daya listrik yang dibutuhkan pada plant.
38
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Selain itu fungsi lube oil system adalah mengurangi driksi kontak metal ke metal. Friksi yang berlebihan dapat mengurangi kerja bersih yang dihasilkan oleh mesin turbin gas karena kerja bersih yang dihasilkan sebagian dipergunakan untuk melawan gaya friksi. Fungsi utama lain dari lube oil system adalah untuk membawa potongan metal ( grease) yang dihasilkan dari gesekan pada bearing dan gearbox agar tidak merusak komponen tersebut. Selain itu fungsi lain dari lube oil system adalah untuk mensuplai pelumas ke variable vane actuator. Dan fungsi lain dari lube oil system khususnya pada servo oil system adalah untuk mensuplai lube oil pada tekanan yang tinggi untuk mengoperasikan electrohydraulic actuator pada engine fuel system.
Gambar 3.3 Sistem instalasi lube oil system
39
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
3.2.1 Komponen Utama Lube Oil System
- Lube oil tank Lube oil tank berfungsi sebagai penampung lube oil. Untuk mengakomodasi ekspansi lube oil, tank didesain memiliki volume yang lebih besar dari yang dibutuhkan. Tank
berkaitan dengan mechanical level gage, alarm level switch untuk peringatan dan shutdown, pemanas opsional, sistem suplai, drainase, dan venting.
- Lube oil control manifold Lube oil control manifold berkaitan dengan pressure regulating unloading valve dan thermal bypass valve. Sistem pressure regulating unloading valve berfungsi untuk
menyalurkan lube oil kembali kedalam tank apabila pompa mensuplai lube oil dengan tekanan yang berlebihan. Apabila pressure regulating unloading valve mengalami kegagalan, sistem masih dilindungi oleh ultimate relief valve. Thermal bypass valve berfungsi untuk mengarahkan oli masuk kedalam cooler. Dengan semakin meningkatnya temperature valve akan semakin menutup sehingga akan lebih banyak lube oil yang memasuki cooler . Thermal bypass valve mempunyai 2 tujuan, yaitu
mendeteksi adanya pressure drop sepanjang cooler, dan juga mengkontrol temperature lube oil.
Gambar 3.4 Lube oil control manifold
40
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
- Lube oil supply manifold Lube oil supply manifold berfungsi sebagai penghubung kesemua jalur suplai oli
yaitu ke mesin, gearbox, dan variable vane actuator. - Pre/post lube oil pump Pre/post lube oil pump berfungsi untuk mensuplai lube oil sebelum engine bergerak
dan setelah engine berhenti untuk tujuan pendinginan. Pompa ini ditenagai oleh motor DC 24 volt. - Lube oil pump Lube oil pump yang digunakan pada mesin turbin gas Kurau/Lalang adalah pompa
dengan tipe positive displacement artinya oli yang masuk pasti akan keluar, tidak ada slip maupun kavitasi sehingga tekanan discharge yang sangat tinggi bisa dihasilkan. Rating dari pompa ini adalah 74 gpm pada kecepatan 100%, tekanan discharge 150 psig. Namun pada actualnya pompa ini hanya beroperasi pada tekanan discharge 55 psig. - Servo oil pump Servo oil pump adalah pompa positive displacement tipe gear. Pompa ini mensuplai
oli ke
electrohydraulic servo actuator pada fuel system. Electrohydraulic servo
actuator membutuhkan hanya aliran ang kecil namun tekanan yang tinggi. Rating
dari servo oil pump adalah 15 gpm pada tekanan discharge 500 psig - Oil filter Mesin turbin gas Kurau/lalang dapat dipasang dengan filter jenis simplex maupun duplex. Oil filter harus diganti element penyaring nya ketika differential pressure nya melebihi batas maksimum yaitu 30 psig.
41
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
- Oil cooler Pendingin yang digunakan pada mesin gas turbin Kurau/Lalang adalah tipe oil to air cooler. Pendingin didesain diluar bagian box turbin gas dan di mounting secara
horizontal agar dapat menyediakan aliran secara vertikal.
Gambar 3.5 Lube oil cooler
- Komponen lain-lain Komponen penunjang lube oil system adalah : -
Oil pressure switch
-
Oil temperature switch
-
Oil Level switch
-
Oil filter high differential pressure alarm switch
-
Ultimate relief valve
-
Oil system gage
42
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
3.2.2
Oil tank heater (optional)
Skematik Kerja Lube Oil System
Secara garis besar, lube oil system GT M292 E sama dengan lube oil system turbin gas GT A/B/C/1/2. Yang membedakan adalah hanya sistem ventilasi pada tank saja. Proses lubrikasi nya adalah dimulai dari lube oil yang berada di tank di pompa oleh main lube oil pump kemudian apabila suhu lube oil dibawah 60oF maka lube oil akan
di bypass oleh thermal bypass valve langsung menuju filter, namun seiring meningkatnya suhu lube oil, thermal bypass valve akan mengarahkan lube oil memasuki cooler hingga apabila suhu sudah melewati 140 oF maka tidak ada lube oil yang di bypass, semua lube oil yang dipompa diarahakan memasuki cooler.
Gambar 3.6 Skematik lube oil system GT M292 E
43
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Kemudian setelah itu lube oil masuk kedalam filter untuk dibersihkan dari partikel partikel padat yang tidak diperbolehkan masuk kedalam engine. Setelah disaring kemudian lube oil dimasukkan ke lube oil supply manifold untuk didistribusikan ke variable vane actuator, bearing-bearing, gearbox.
Gambar 3.7 Skematik lube oil system GT A/B/C/1/2 3.2.3
Spesifikasi Lube Oil Yang Dibutuhkan Engine
Lube oil yang digunakan oleh engine turbin gas harus sesuai dengan desain dari manufacturer turbin gas. Baik turbin gas centaur T4001 maupun centaur GS1000
meliki requirement lube oil yang sama. Lube oil menurut standar manufacturer turbin gas memerlukan pergantian lube oil idealnya setelah 40000 jam. Berikut ini asalah spesifikasi lube oil yang dibutuhkan oleh turbin gas.
44
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Tabel 3.1 Lube oil requirement turbin gas EMP Malacca Strait S.A
45
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
BAB IV ANALISA PENYEBAB TINGGINYA KONSUMSI LUBE OIL PADA TURBIN GAS KURAU/LALANG
4.1
Data Konsumsi Lube Oil Turbin Gas Kurau/Lalang
Pengambilan data konsumsi lube oil turbin gas perusahaan berdasarkan pencatatan operator turbin gas lapangan Kurau maupun Lalang pada 5 tahun terakhir. Data yang diperoleh merupakan konsumsi lube oil berdasarkan top up. Untuk GT M292 E yang baru dibeli pada tahun 2011 masih belum pernah di top up sama sekali sehingga masih namun berdasarkan temuan lapangan terdapat penurunan level pada gage, dan apabila dikonversikan kedalam liter konsumsinya sejak 15 november hingga Januari 2014 konsumsi lube oil nya adalah 40L. Berikut ini adalah data konsumsi lube oil 5 tahun terakhir pada GT/A/B/C/831/832 berdasarkan top up. 6000 5000
) l ( n o i t p m u s n o C
4000 3000 2000 1000 0
2009
2010
2011
2012
2013
GT 292 A
2877.5
2447.5
2842.5
3147.33
3941.67
GT 292 B
737.5
455
872.5
1504.83
2321.67
GT 292 C
2585
1506.5
3840
5084.83
5551.67
GT 831
4633.5
4320
4025
5285
3990
GT 832
4203.5
4320
4285
5215
4155
Gambar 4.1 Histogram konsumsi lube oil GT/A/B/C/831/832
46
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Dari data tersebut didapatkan turbin gas terboros untuk lapangan Kurau adalah GT M292 C, sementara untuk lapangan Lalang adalah GT 831. Dari data tersebut nantinya penulis coba bandingkan dengan GT M292 E yang konsumsi lube oil nya dari 15 Januari 2011 hingga Januari 2014 baru sekitar 40 L. Dari grafik
tersebut dapat dilihat bahwa trendline GT M292 A/B/C meningkat sedangkan untuk GT 831/832 konsumi lube oil nya relative banyak dan stagnan. Dan berikut ini adalah rata rata laju dari lube oil loss pada GT M292 A/B/C/1/2.
Tabel 4.1 Laju konsumsi lube oil 5 tahun terakhir dalam liter
Secara keseluruhan konsumsi tertinggi adalah pada GT 831. Apabila GT M292 E coba dibandingkan konsumsi setiap GT yang lain dengan asumsi hanya tahun 2012 dan 2013 saja yang dihitung, rata-rata rasionya lebih dari 1:200. Dengan tingginya konsumsi lube oil pada GT A/B/C/1/2 dibandingkan dengan GT M292 E maka penulis coba analisa penyebab hal tersebut terjadi. Average Lube Oil Consumption Cost Ave rga e C ost per yea r UNIT
2009
2010
2011
2012
2013 (USD)
GT 292 A
2,878
2,448
2,843
3,147
3,942
10,247
GT 292 B
738
455
873
1,505
2,322
3,957
GT 292 C
2,585
1,507
3,840
5,085
5,552
12,471
GT 831
4,634
4,320
4,025
5,285
3,990
14,947
GT 832
4,204
4,320
4,285
5,215
4,155
14,896
Ave rag e t ota l co st per Yea r
56,518
Tabel 4.2 Rata rata biaya Lube oil lost dalam setahun
47
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Pada tabel 4.2 dapat dilihat bahwa biaya yang harus dikeluarkan oleh perusahaan rata rata selama 1 tahun karena lube oil loss cukup besar yaitu USD 56518. Harga lube oil tersebut merujuk data perusahaan Shell Turbo Oil 46 pada tahun 2012. 4.2
Kondisi Turbin Gas
Skematik kerja dari semua turbin gas berdasarkan data workbook perusahaan identik. Sistem alur kerjanya dari pemompaan lube oil dari tank hingga lube oil di drain ke tank kembali sama setiap turbin. Kondisi turbin gas terkini berbeda beda setiap GT. Berikut ini adalah hasil temuan fakta temuan lapangan mengenai kondisi turbin gas terkini : -
GT M292 A : Pada turbin gas ini dipasang sebuah demister yang terletak pada pipa venting diatas tank namun masih didalam box pelindung turbin gas, namun kondisinya berlubang secara vertikal. Tidak terdapat kebocoran yang terdeteksi pada lube oil system turbin gas ini.
-
GT M292 B
: Pada turbin gas ini dipasang sebuah demister yang terletak
pada pipa venting diatas tank namun masih didalam box pelindung turbin gas, dam kondisinya masih baik. Tidak terdapat kebocoran yang terdeteksi pada lube oil system turbin gas ini.
-
GT M292 C
: Pada turbin gas ini tidak dipasang demister. Pada lube oil
system turbin gas ini terdapat kebocoran, namun belum diketahui dimana
kebocoran tersebut.
48
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Gambar 4.2 Kebocoran pada GT M292 C
-
GT 831
: Pada turbin gas ini tidak dipasang demister. Tidak terdapat
kebocoran pada lube oil system yang terdeteksi pada turbin gas ini. -
GT 832
: Pada turbin gas ini tidak dipasang demister. Tidak terdapat
kebocoran yang terdeteksi pada turbin gas ini. -
GT M292 E
: Pada turbin gas ini terpasang oil mist separator yang terletak
pada pipa venting diatas tank, letaknya diluar box pelindung turbin gas dan kondisinya masih baik. Tidak terdapat kebocoran yang terdeteksi pada lube oil system turbin gas ini. 4.3
Perbedaan Sistem Venting Pada Lube Oil System Turbin Gas
Dari segi skematik tidak ada perbedaan proses kerja lube oil system pada setiap turbin gas EMP Malacca Strait S.A. Namun untuk sistem venting pada tank terdapat perbedaan. Sistem venting pada tank diperlukan untuk menjaga tekanan didalam tank agar tidak melebihi batas. Tekanan bisa meningkat karena ekspansi dari oli akibat temperature dan perubahan fase liquid menjadi vapor. Tekanan harus dijaga tidak melebihi batas karena tekanan yang berlebihan dapat menyebabkan suplai oli ke dalam engine berkurang dan dapat merusak bearing, gearbox secara seketika. Untuk GT M292 A/B terpasang demister kecil untuk sistem recovery sebagian oli yang berada pada fase vapor/mist pada jalur pipa vent kembali menjadi liquid dan
49
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
kemudian dikembalikan lagi ke tank . Namun pipa vent setelah demister pada GT A/B terhubung dengan exhaust turbin gas dengan tujuan vapor/mist yang tidak bisa dikembalikan lagi menjadi liquid oleh demister dapat dibakar dan tidak terkondensasi di lingkungan sekitar yang dapat menyebabkan pencemaran lingkungan dan membuat licin daerah sekitar turbin gas. Pada venting GT A/B tetap dihubungkan ke exhaust karena masih banyak lube oil yang berfase vapo/mistr yang tidak bisa di recover oleh demister. Untuk GT C/1/2 lube oil yang berada pada fase vapor/mist dilewatkan melalui pipa vent dan langsung dibakar diexhaust turbin gas. Sistem untuk GT A/B, pemberian demister merupakan modifikasi perusahaan sebelumnya. Sedangkan untuk GT C/1/2 merupakan sistem default dari manufacturer turbin gas. Berikut ini adalah pipa vent exhaust pada GT A/B/C/1/2. Burn to Exhaust
GT A/B/C/1/2
Gambar 4.3 Pipa vent-exhaust pada GT A/B/C/1/2
50
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Sedangkan untuk GT M292 E sistem venting pada tank nya berbeda dengan turbin gas yang lain. Sistem venting tank pada turbin gas ini merupakan default dari manufacturer turbin gas, sistem ini terdapat oil mist separator yang berada diluar
box turbin gas. Diatas oil mist separator terdapat flame arrester yang berfungsi agar oil mist separator tidak dapat dimasuki air hujan dan mencegah menyambarnya api
sekitar yang dapat membakar tank . Pada turbin gas ini tidak terdapat pipa vent yang terhubung dengan exhaust turbin gas. Berikut ini adalah venting system pada tank GT M292 E.
Oil Mist Separator
GT E
Gambar 4.4 Sistem venting tank pada GT M292 E
51
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
4.4
RCA Tingginya Konsumsi Lube Oil GT A/B/C/1/2
Gambar 4.5 Root Cause Analysis Penyebab tingginya konsumsi GT A/B/C/1/2
52
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Pada gambar 4.5 merupakan ilustrasi roo cause analysis sebab dan akibat dari tingginya konsumsi lube oil pada GT M292 A/B/C/1/2. Secara garis besar penyebab tingginya konsumsi lube oil terbagi menjadi 2 penyebab, yaitu: 1.
Kebocoran (Leakage) Kebocoran merupakan kejadian lube oil loss yang dapat terlihat secara kasat
mata dan bisa dengan mudah ditelusuri. Berdasarkan lokasi kemungkinan terjadinya kebocoran lube oil system adalah ditempat: -
Bearing bearing terutama pada seal bearing dan seal labyrinth. Kebocoran pada lokasi ini dapat dipengaruhi karena faktor wear out seal yaitu terjadinya penyusutan atau pengembangan ukuran seal, bisa juga terjadi karena pressure suplai lube oil berlebihan, dan bisa juga karena kesalahan pemasangan.
-
Oil line supply assembly atau jalur sepanjang aliran lube oil dari tank hingga lube oil di drain kembali pada tank. Faktor penyebab dari kebocoran ini adalah
pressure suplai lube oil berlebihan, dan bisa juga karena kesalahan pemasangan. -
Cooler joint yaitu sambungan sambungan yang berada pada cooler yang
terletak diluar turbin. Faktor penyebab dari kebocoran ini adalah pressure suplai lube oil berlebihan, dan bisa juga karena kesalahan pemasangan. -
Guide vane yaitu bagian untuk menggerakkan pengarah udara masuk. Faktor
penyebab dari kebocoran ini adalah pressure suplai lube oil berlebihan, dan bisa juga karena kesalahan pemasangan. -
Reduction gear beserta gearbox. Faktor penyebab dari kebocoran ini adalah
pressure suplai lube oil berlebihan, dan bisa juga karena kesalahan pemasangan.
53
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Untuk menelusuri dimana letak kebocoran dapat dilakukan bersama ketika melakukan PM 4000 jam. Khusus untuk kebocoran pada labyrinth seal, indikasinya adalah terdapat asap putih dari exhaust turbin gas karena lube oil yang bocor melalui labyrinth seal akan terbakar bersama gas bertemperatur tinggi. Solusi dari masalah
kebocoran juga cukup jelas yaitu sesuai dengan kondisi kebocoran apabila kasus wear out terjadi dilakukan pergantian part baru, apabila terjadi overpressure perlu
dilakukan pemantauan dan pengendalian dari pompa lube oil dan oil supply manifold. Dan
untuk
penyebab
kesalahan
pemasangan
perlu
dilakukan
pembenahan
pemasangan part yang bersangkutan. Pada temuan lapangan hanya ditemukan GT M292 C saja yang mengalami kebocoran hingga mengotori bagian dalam box turbin gas, sedangkan pada GT M292 A/B/1/2 tidak ditemukan terjadinya kebocoran. 2.
Penguapan (Evaporation) Penguapan merupakan salah satu penyebab utama tingginya konsumsi lube oil
pada GT A/B/C/1/2. Berdasarkan lokasi terjadinya pembentukan vapor dan mist adalah terletak pada: - Bearing, reduction gear dan gearbox, pembentukan lube oil mist disini adalah dikarenakan gaya geser tinggi yang diterima oleh lube oil pada saat memasuki bagian bearing , reduction gear, gearbox. Apabila fluida diberi gaya geser yang tinggi maka fluida akan cenderung membentuk mist atau seperti kabut dan memisahkan diri dari fase liquid .Pembentukan mist atau vapor dipercepat dengan perbedaan temperatur antara bearing dengan lube oil.
Temperature lube oil dijaga pada suhu sekitar 60F hingga 140F sedangkan temperatur bearing, reduction gear dan gearbox lebih tinggi dari temperature lube oil, bisa hinga 350 F. Perbedaan temperatur ini juga mempercepat laju
pembentukan mist atau vapor. Putaran dari turbin gas bisa sangat tinggi hingga 16000 RPM, sehingga pembentukan mist atau vapor tidak dapat dicegah. Semakin tinggi kecepatan putar dari turbin gas, maka semakin tinggi juga pembentukan lube oil mist atau vapor. Peristiwa ini juga biasanya disebut
54
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
dengan peristiwa fume generation karena sekilas mist atau vapor yang muncul dari part bearing, reduction gear dan gearbox terlihat seperti asap. Sebagian besar mist dan vapor terbentuk disini. Namun semua mist atau vapor yang terbentuk pada part tersebut 100% akan di drain kembali didalam tank. - Lube oil tank, pembentukan lube oil vapour didalam tank diantaranya dipengaruhi oleh:
Evaporation rate dari lube oil, untuk evaporation rate Shell Turbo T46
tidak terdapat datanya, untuk penyebab penguapan lube oil karena faktor ini sifatnya minor atau kecil. Besarnya kurang dari 1% dalam 1 jam untuk setiap liternya. Sedangkan rata rata laju lube oil loss pada GT A/B/C/1/2 cukup besar, untuk GT 831 hingga 50.8 % per jamnya. Untuk gambarannya berikut ini adalah data evaporation rate dengan beberapa metode pengujian dari BP Turbo 2380, salah satu lube oil yang dapat digunakan untuk turbin gas.
Tabel 4.3 Data evaporation rate BP Turbo 2380
Area atau luasan dari permukaan atas oli yang berada didalam tank. Semakin besar area kontak permukaan oli dengan bagian atas nya didalam tank semakin besar laju penguapan yang terjadi pada lube oil . Ukuran lube oil tank sudah didesain fix dari manufacturer.
Temperatur yang tinggi pada lube oil didalam tank mempengaruhi laju penguapan dari lube oil. Temperature lube oil didalam tank dijaga pada suhu antara 60F hingga 140F. Semakin tinggi suhu lube oil, semakin cepat laju penguapannya.
Volatility atau kecenderungan dari lube oil untuk menguap.
55
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Kavitasi pada tank dimungkinkan terjadi karena suplai lube oil kedalam engine cukup besar yaitu 74 gpm, sehingga ketika lube oil di drain lagi
kedalam tank akan menyebabkan kavitasi akibat oli yang melewati engine jatuh kedalam reservoir oli. Ketika gelembung-gelembung muncul ke permukaan lube oil dan kemudian pecah maka sebagian lube oil yang berada pada fase vapor berterbangan. Semakin banyak gelembung gelembung yang terjadi, maka akan semakin banyak juga vapor yang akan dilepaskan. Dan juga karakteristik dari lube oil Shell Turbo T46 yang memiliki air release yang cepat yaitu 3 menit berdasarkan hasil pengujian ASTM D3427, sehingga gelembung gelembung yang berada didalam lube oil akan secara cepat dilepaskan.
Semua lube oil yang berada pada fase vapour terkumpul diatas permukaan reservoir . Sebagian vapor yang partikel nya berukuran besar terkondensasi dan jatuh
kembali didalam reservoir . Sedangkan vapor yang tidak bisa terkondensasi pada GT A/B/C/1/2 dibakar di exhaust turbin gas untuk mencegah peningkatan tekanan di permukaan reservoir . Sehingga yang perlu dilakukan untuk menurunkan tingginya konsumsi lube oil pada GT A/B/C/1/2 adalah memodifikasi sistem venting nya agar lube oil vapor yang ukuran partikel nya kecil dan tidak bisa dengan cepat
terkondensasi dapat diurai menjadi liquid dan dapat digunakan kembali. Kemudian impact dari , dengan tingginya konsumsi lube oil pada GT A/B/C/1/2 maka biaya yang dikeluarkan perusahaan menjadi tinggi juga karena GT harus rutin di top-up. Kemudian adalah tingginya emisi lube oil yang dilepas oleh turbin gas, terutama sesaat setelah GT dimatikan karena vapor yang seharusnya dibakar di exhaust menjadi tidak terbakar. Akibatnya lingkungan sekitar dapat menjadi licin karena lube oil vapor terkondensasi dilingkungan sekitar. Hal tersebut dapat membahayakan pekerja terutama saat melakukan PM pada turbin gas.
56
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
4.5
Kecocokan lube oil yang digunakan
Lube oil yang digunakan turbin gas harus memenuhi spesifikasi requirement
dari manufacturer turbin gas. Berikut ini merupakan data kecocokan dari Shell Turbo T 46 dengan turbin gas EMP Malacca Strait S.A.
Tabel 4.4 Data kecocokan lube oil yang digunakan
Dari data yang diperoleh secara garis besar spesifikasi Shell Turbo T46 sudah memenuhi standar spesifikasi turbin gas. Namun terdapat sebuah aspek ketidak cocokan yaitu pada specific gravity dengan metode pengujian ASTM D1298. Fluida dengan specific gravity semakin rendah maka massa jenisnya semakin rendah, sehinggaenergi yang diperlukan untuk merubah fase dari liquid menjadi vapor fluida tersebut juga lebih rendah. Namun selisih specific gravity nya hanya selisih 0.002 dan terlebih lube oil Shell T46 digunakan di semua turbin gas EMP Malacca Strait S.A
57
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
(termasuk GT M292 E) yang dari data pencatatan konsumsi nya sangat rendah dibandingkan GT lain maka dapat diasumsikan ketidak cocokan ini diabaikan dan dianggap bahwa lube oil yang dipakai sekarang ini tidak menjadi faktor penyebab tinggginya konsumsi lube oil pada GT A/B/C/1/2.
58
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
BAB V RANCANGAN MODIFIKASI SISTEM LUBE OIL VENTING TURBIN GAS KURAU/LALANG
5.1
Latar Belakang Modifikasi
Sistem venting pada lube oil tank GT A/B/C/1/2 yang sekarang ini kurang memungkinkan lube oil mist atau vapor untuk dapat di recover kembali menjadi lube oil berfase liquid yang dapat digunakan kembali. Karena itu pada desain manufacturer terdapat pipa sebagai jalur venting yang dihubungkan dengan exhaust
turbin. Apabila lube oil vapor yang didalam tank tidak di release dapat menyebabkan peningkatan tekanan didalam tank dan kemudian dapat meyebabkan suplai lube oil kedalam engine berkurang dan dapat merusak komponen terkait. Dengan kemajuan teknologi terutama dalam kasus ini teknologi material, kita dapat memodifikasi sistem lube oil tank venting GT agar GT A/B/C/1/2 memiliki sistem lube oil vapor recovery. EMP Malacca Strait S.A memiliki mesin fabrikasi seperti mesin potong,
mesin milling, bubut, drilling dan lain lain. Sehingga untuk membuat alat yang membutuhkan proses dengan mesin fabrikasi, daya dukungnya tinggi. Dari hasil root cause analysis sebelumnya disimpulkan bahwa kemungkinan penyebab tingginya konsumsi lube oil pada GT A/B/C/1/2 karena kebocoran dan atau evaporasi lube oil yang tidak di recover kembali. Karena semua kondisi GT kecuali GT M292 C tidak mengalami kebocoran, dengan sistem venting tank GT M292 C sama dengan GT 1/2 maka dapat disimpulkan penyebab utama tingginya konsumsi lube oil pada GT A/B/C/1/2 karena lube oil evaporation loss. Pada desain manufacturer GT M292 E memiliki oil mist separator. Kemudian apabila oil mist separator pada GT M292 E dikaitkan dengan teori sebelumnya maka terbukti bahwa oil mist separator efektif untuk sistem lube oil vapor recovery. Dengan menggunakan oil mist separator konsumsi lube oil GT M292 E sangat rendah. Didalam rancangan
ini, desain merujuk pada sistem oil mist separator pada GT M292 E. Dengan
59
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
menimbang mahalnya harga oil mist separator ( harga kisaran USD200000-USD 50000) per unit, maka dengan pertimbangan proses manufaktur oil mist separator bisa dilakukan pada EMP Malacca Strait S.A sendiri dan setelah dihitung kisaran harganya lebih murah maka penulis mencoba membuat rancangan desain oil mist separator yang bisa di fabrikasi sendiri oleh perusahaan. 5.2
Cara Kerja Oil Mist Separator
Oil mist separator pada gas turbin adalah alat yang digunakan untuk
menangkap lube oil vapor atau mist dengan cara mengambil sebagian besar partikel partikel lube oil dan kemudian untuk hasil pisahan liquid dikembalikan lagi kedalam tank, untuk udara dan partikel lube oil yang tidak mampu ditangkap oleh oil mist separator dibuang di atmosfer. Berikut ini gambaran oil mist separator.
Gambar 5.1 Oil mist separator
60
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Lube oil vapor atau mist masuk melalui inlet ( pipa penghubung oil mist separator dengan tank). Didalam oil mist separator terdapat pad yang berprinsip
kerja seperti filter. Karena tekanan didalam tank positif, maka lube oil vapor atau mist dipaksa melewati pad kemudian untuk lube oil liquid akan merambat keluar pad dan karena gravitasi liquid jatuh kebawah kemudian disalurkan ke jalur drainase kedalam tank kembali. Untuk lube oil mist dengan ukuran partikel lebih kecil dari pad mesh akan keluar melalui outlet oil mist separator. 5.3
Parameter Desain
Didalam mendesain oil mist separator agar efisiensinya tinggi dan pemilihan pad efektif diperlukan data mengenai ukuran partikel, dan laju aliran massa lube oil mist yang melewati pipa vent. Namun karena tidak ada data aktual, dan kesulitan
dalam pengambilan data aktual ukuran partikel dan laju aliran massa pada pipa vent, maka desain oil mist separator merujuk pada spesifikasi pad oleh manufacturer. Berikut ini adalah tabel dari kisaran ukuran partikel yang melalui vent turbin gas berdasarkan penelitian perusahaan pembuat oil mist separator.
Tabel 5.1 Tabel ukuran partikel lube oil pada vent turbin gas
Dengan begitu maka pemilihan pad dapat disesuaikan dengan perkiraan ukuran parikel tersebut. Pemilihan pad untuk oil mist separator dilakukan dengan pertimbangan kurva efisiensi pad pada kisaran ukuran partikel tersebut. Yang menentukan seberapa banyak partikel yang bisa ditangkap adalah pad dari oil mist separator , shingga pad dapat dikatakan alat utama dan komponen lain oil mist separator adalah komponen pendukung Berikut ini adalah kurva pad pilihan penulis.
61
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Gambar 5.2 Kurva efisiensi pad terhadap ukuran partikel
Flexifiber brownian difusion pad buatan perusahaan Koch Industries dipilih oleh penulis karena memiliki kurva performa efisiensi yang sangat baik di kisaran ukuran partikel 0.5 micron atau lebih kecil (ukuran partikel lube oil pada tank vent), dan merupakan yang memiliki kurva efisiensi terbaik diantara jenis lain. Efisiensi nya secara keseluruhan dari 94% dengan desain operasi pressure drop 2-20in. Pad ini memang didesain dari manufacturer untuk digunakan pada sistem ventilasi tank pada turbin. 5.4
Bill Of Material
Rancangan desain ini membutuhkan material mentah yang masih perlu di proses manfaktur kembali misalnya pipa dan besi lembaran maupun material yang sudah siap pakai karena tidak bisa dimanufaktur sendiri misalnya seperti pad, flame arrester, dan baut. Material yang penulis pilih sudah disesuaikan dengan availability
vendor perusahaan, dan juga sudah disesuaikan dengan ketersediaan kuran dan ukuran minimal pembelian. Berikut ini adalah bill of material untuk pembuatan sebuah oil mist separator. 62
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
63
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Tabel 5.2 Bill of Material
Biaya material tersebut sudah termasuk biaya untuk proses pengelasan, namun biaya tersebut belum termasuk biaya untuk machining seperti pemotongan pipa, gerinda, dan lain lain. Untuk biaya untuk pembelian pad masih estimasi dari harga pad lain, karena untuk mengetahui biaya yang sebenarnya harus menghubungi vendor
tersebut dahulu, dan perusahaan belum memiliki kerjasama sebelumnya dengan vendor tersebut. Beberapa material, misalnya pipa 4 inch dapat digunakan tidak hanya satu oil mist separator , jadi untuk membuat beberapa oil mist separator hingga jumlah tertentu, biaya per unit nya bisa lebih murah. Biaya paling tinggi untuk pembuatan oil mist separator adalah untuk pembelian flame arrester karena tidak bisa dimanufaktur sendiri oleh mesin fabrikasi perusahaan.
5.5
Rancangan Desain Oil Mist Separator
Rancangan desain masih dalam bentuk draft, karena untuk informasi ukuran pad belum ada, sehingga mounting didalam oil mist separator dan ukuran tabung nya
masih perkiraan saja. Berikut ini adalah rancangan desain oil mist separator yang bisa difabrikasi sendiri.
64
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Gambar 5.3 Assembly bagian bawah
Gambar 5.3 merupakan assembly bagian bawah oil mist separator penghubung antara flange pada pipa vent dengan flange penghubung dengan badan oil mist separator. Untuk pipa dipilih 4” SCH 40 karena pipa vent pada tank
ukurannya 4 inch dan perkiraan tekanan dalam pipa kecil sehingga menggunakan pipa dengan parameter ketebalan terkecil yang tersedia dalam daftar pembelian material perusahaan yaitu SCH 40.
Gambar 5.4 Assembly bagian tengah
65
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Gambar 5.5 Assembly selubung
Selubung oil mist separator menggunakan ukuran 16” namun
masih
tentative tergantung dari ukuran dari pad yang digunakan.
66
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Gambar 5.6 Pad mounting assembly
Untuk mounting pad masih belum dapat didesain secara detail karena geometri dari pad masih belum diketahui secara detail.
Gambar 5.7 Assembly oil mist separator dengan bracket
67
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
Gambar 5.8 Assembly bagian atas dengan flame arrester
Gambar 5.9 Oil mist separator assembly
68
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
5.6
Prosedur Pemasangan
Berikut ini adalah prosedur pemasangan oil mist separator pada turbin gas: 1.
Mengassembly semua part oil mist separator.
2.
Mematikan turbin gas dan menunggu hingga kondisi aman untuk melakukan pengerjaan pemasangan.
3.
Melepaskan pipa vent-exhaust dari flange 4 inch yang terletak pada gambar seperti berikut.
Gambar 5.10 Letak pipa yang dilepas
4. 5.7
Pemasangan oil mist separator pada jalur venting tank.
Pengontrolan Kondisi Turbin Gas Setelah Pemasangan
Kondisi lube oil system pada turbin gas perlu dipantau setelah pemasangan oil mist separator. Pemantauan dilakukan untuk mengantisipasi adanya pengaruh
negative dari modifikasi sistem venting tank dengan pemasangan oil mist separator. Berikut ini adalah pemantauan yang diperlukan:
69
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
1.
Analisa lube oil (tribology) setiap bulan pada 3 bulan pertama untuk mengetahui apakah ada kenaikan kandungan air dan partikel pengganggu akibat pemasangan oil mist separator.
2.
Pemantauan tekanan pada tank harus dilakukan sejak awal GT yang sudah dipasang oil mist separator. Dengan dipasangnya oil mist separator, tekanan pada tank secara teori memiliki kecenderungan
untuk meningkat. Dan apabila tekanan didalam tank dibiarkan meningkat secara terus menerus maka akan menyebabkan suplai lube oil kedalam engine akan berkurang dan akan merusak komponen
terkait. Pemantauan harus dilakukan secara harian dengan metode prediktif. Berikut ini adalah sheet yang sudah terintegrasi dengan grafik untuk kemudahan pemantauan harian secara prediktif, dan untuk memudahkan analyst untuk mengambil keputusan.
Tabel 5.3 Contoh sheet pemantauan tekanan didalam tank
Tekanan didalam tank dipantau 4 kali dalam 1 hari setiap interval 6 jam pada 3 bulan pertama. Dengan sheet tersebut akan membantu untuk menunjukan trend tekanan didalam tank. Trend
70
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
pressure didalam tank dipantau agar tekanan tank pada saat operasi tidak melewati batas maksimum yang diizinkan. Berikut ini adalah contoh grafik untuk pemantauan trendline tekanan didalam tank. Asumsi set point tekanan maksimum adalah 3 bar.
Gambar 5.11 Grafik pemantauan tekanan didalam tank
3.
Pemantauan konsumsi lube oil setiap hari untuk mengetahui efek pemasangan oil mist separator terhadap konsumsi lube oil turbin gas.
71
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
6.1
Kesimpulan
Kesimpulan dari laporan kerja praktik ini adalah: 1.
Penyebab utama lube oil loss pada turbin gas adalah leakage dan evaporation .
2. Lube oil yang digunakan (Shell Turbo T46) yang digunakan pada semua turbin gas EMP Malacca Strait S.A sudah memenuhi requirement dari manufacturer turbin gas.
3.
Secara skematik lube oil system, turbin gas yang konsumsinya sangat rendah (GT M 292 E) sama dengan GT A/B/C/1/2. Perbedaannya hanya pada sistem ventilasi tank dimana GT M 292 E menggunakan oil mist separator, GT M 292 A/B menggunakan demister kecil dan masih terhubung ke exhaust turbin gas, dan GT C/1/2 yang hanya terhubung ke exhaust.
4.
Tingginya konsumsi turbin gas Kurau/Lalang yang tidak memiliki masalah kebocoran pada lube oil system dikarenakan sistem ventilasi tank yang tidak dapat me-recover lube oil mist/vapor menjadi liquid yang bisa didrain ke tank dan digunakan kembali.
5.
GT A/B/C/1/2 memerlukan modifikasi sistem ventilasi tank dengan pemasangan oil mist separator untuk mengurangi konsumsi lube oil nya.
6.
Pemilihan pad pada oil mist separator berpengaruh pada efisiensi penangkapan partikel terhadap ukurannya.
6.2
Saran
1.
Dilakukan penyelidikan lebih lanjut utuk mengetahui apakah keboocoran terjadi pada lube oil system GTA/B/1/2. Penyelidikan dapat dilakukan pada saat melakukan aktifitas PM pada turbin gas.
2.
Uji coba pembuatan oil mist separator sendiri yang dipasang pada GT M 292 A dengan estimasi biaya sekitar ±$ 8501 untuk material dan biaya
72
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
pengelasan (harga belum termasuk biaya machining, listrik dan lain lain). GT M292 A dipilih karena letaknya yang berada di Kurau (onshore) sehingga apabila terjadi sesuatu bisa dengan mudah mengirimkan tenaga kerja ke lokasi turbin gas. 3.
Pengambilan data untuk konsumsi lube oil berdasarkan pada gage level, bukan berdasarkan top-up agar data konsumsi lube oil lebih akurat dan dapat meberikan informasi jika terjadi lube oil loss yang berlebihan dalam waktu singkat sehingga dapat melakukan perbaikan dini.
73
Laporan Kerja Praktik Analisa Penyebab Tingginya Konsumsi Lube Oil dan Modifikasi Sistem Lube Oil Venting Turbin Gas Kurau/Lalang
DAFTAR PUSTAKA
EMP Malacca Strait S.A.,” Annual Report ”, Jakarta 2012 Kurz, Rainer,” Introduction to Gas Turbines and Applications”, San Diego, 2011. Solar Turbines,“ Installation and Operation Instructions”, San Diego, 1983. EMP Malacca Strait S.A.,”Thickness & Weld Branch Calculation ASME B31.3”, Kurau, 2014. EMP Malacca Strait S.A.,” Pembelian Material F&C Group (berdasakan PO)”, Kurau, 2014. KOCH-GLITSCH,” Mist Elimination Liquid-Liquid Coalescing”, New york, 2013. Sander, John,”The Right Turbine Oil Provides Advantages that Result in Turbine Reliability dor Power Plants”, 2011
Moehle,W,” Practical Approaches to Controlling Sludge and Varnish in Turbine Oil ”, Noria Corp, 2007 Meher-Homji,Cyrus B,”Gas Turbine Performance Deteroriation”, New york, 2002. Koehler, Horst W,” Diesel Engines and Gas Turbines in Cruise Vessel Propulsion”, London, 2000 Shell,” Product Data Guide Industry”. Australia, 2013 EMP Malacca Strait S.A.,” Lube Oil Consumption”, Kurau, 2009. EMP Malacca Strait S.A.,” Lube Oil Consumption”, Kurau, 2010. EMP Malacca Strait S.A.,” Lube Oil Consumption”, Kurau, 2011. EMP Malacca Strait S.A.,” Lube Oil Consumption”, Kurau, 2012. EMP Malacca Strait S.A.,” Lube Oil Consumption”, Kurau, 2013. Shell,”Safety Data Sheet Shell Turbo Oil T 46 ”, Jakarta, 2005 EMP Malacca Strait S.A.,” Daily Activity GT-292A”, Kurau, 2013. EMP Malacca Strait S.A.,” Daily Activity GT-292B”, Kurau, 2013. EMP Malacca Strait S.A.,” Daily Activity GT-292C”, Kurau, 2013. EMP Malacca Strait S.A.,” Daily Activity GT- 831”, Kurau, 2013. EMP Malacca Strait S.A.,” Daily Activity GT- 832”, Kurau, 2013.
74