Jumat, 25 Desember 2009

SISTEM UDARA KOMPRESI DAN CARA MENGATASI KEBASAHAN UDARA SERVIS

TELAAHAN STAF


SISTEM UDARA KOMPRESI

DAN CARA MENGATASI KEBASAHAN UDARA SERVIS


disusun oleh

FANDI HAKIM

8407006MG


PT PEMBANGKITAN JAWA – BALI

UNIT PEMBANGKITAN PAITON

2009




BAB I

PENDAHULUAN


1.1 Latar Belakang
Sistem udara kompresi (compressed air system) yang menyediakan udara servis dan udara instrumen merupakan salah satu sistem yang sangat penting di PLTU Paiton. Tanpa udara instrumen sebagian besar proses produksi daya listrik tidak dapat dikendalikan karena sebagian besar sistem kontrol menggunakan daya pneumatik dari udara instrumen untuk menggerakkan control valve. Tanpa udara servis kebutuhan umum seperti cleaning peralatan lokal, flushing line dan tapping point instrumen pengukuran, serta kebutuhan khusus yang tak kalah penting seperti primary dan secondary air heater emergency drive tidak dapat dilakukan. Selain itu, tanpa udara servis, tidak ada suplai untuk udara instrumen karena pada dasarnya udara instrumen adalah udara servis yang dikeringkan lebih lanjut oleh instrument air dryer.
Pekerjaan yang menggunakan udara servis seperti cleaning dan flushing akan terganggu apabila udara servis basah. Dengan kata lain, basahnya udara servis akan mempengaruhi efisiensi kerja karena lamanya waktu menunggu sampai udara servis relatif kering. Jika dipaksakan menggunakan udara servis yang masih relatif basah, dikhawatirkan alat yang di-cleaning akan lebih cepat mengalami korosi dikarenakan sifat air yang korosif dan line yang di-flushing akan bertambah buntu dikarenakan oleh sifat air yang adhesif.
Pekerjaan seperti cleaning dan flushing saat overhaul dilakukan setelah semua peralatan lokal selesai diinspeksi dengan baik dan siap dites untuk persiapan firing. Waktu yang lebih-kurang sebulan lamanya menyebabkan line-line udara servis pada unit yang di-overhaul beserta line paralelnya menyimpan air kondensasi yang relatif banyak sehingga udara servis untuk saat pertama kali digunakan relatif basah.

1.2 Batasan Masalah
Batasan masalah pada Telaahan Staf ini meliputi:
1. Penggunaan udara servis di PLTU Paiton,
2. Pengalaman teknisi Har Mesin 1 dan Har Kontrol dan Instrumen PLTU Paiton menggunakan udara servis yang basah,
3. Hipotesis penyebab basahnya udara servis,
4. Penelusuran line-line udara servis yang berpotensi menyimpan air kondensasi,
5. Pemecahan masalah cara mengatasi kebasahan udara servis.



1.3 Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan Telaahan Staf ini adalah sebagai syarat untuk pengangkatan menjadi Pegawai BUMN PT Pembangkitan Jawa – Bali (PT PJB). Selain itu, penulisan Telaahan Staf ini bertujuan untuk:
1. memaparkan sistem udara kompresi yang digunakan di PLTU Paiton,
2. mempelajari penyebab kebasahan udara servis,
3. memberikan masukan untuk mengatasi kebasahan udara servis.

1.4 Manfaat Penulisan
Adapun manfaat penulisan Telaahan Staf ini adalah sebagai berikut:
1. sebagai salah satu contoh penerapan ilmu yang diperoleh selama menjadi Pre-Employment Trainee di PT PJB UP Paiton,
2. sebagai langkah awal peningkatan kehandalan sistem udara kompresi khususnya udara servis di PLTU Paiton.



BAB II
DASAR TEORI


2.1 Operasi Sistem Udara Kompresi di PLTU Paiton
Fungsi dari sistem udara kompresi adalah untuk menyediakan udara servis untuk tujuan umum yang digunakan dalam area boiler dan turbin, area precipitator, rumah pompa CW, area coal handling, bengkel-bengkel pemeliharaan, dan ke sistem transport fly ash. Sistem tersebut juga menyediakan suatu sumber udara yang bersih dan kering ke instrumen-instrumen dan kontrol-kontrol di seluruh plant untuk pemonitoran dan kontrol proses.
Sistem udara servis dan instrumen terdiri dari dua (2) 3 stage centrifugal compressor yang mempunyai kapasitas output 67,45 NM3/Min., satu (1) 2 stage centrifugal compressor yang mempunyai kapasitas output 35,10 NM3/Min., satu (1) start-up compressor, dua (2) 100% refrigerant type air dryer, dua (2) after filter, satu (1) service air receiver, satu (1) instrument air receiver, piping, valving, dan instrumentasi dan kontrol untuk pemonitoran dan pengontrolan proses.
Tiap kompresor sentrifugal dipasang di atas skid (selip, gelincir) dan berisi kompresor, intercooler, aftercooler, lube oil reservoir, main lube oil pump, pre-lube oil pump, inlet filter, inlet dan bypass control valve, dan sistem kontrol.
Sistem kontrol termasuk semua alat yang perlu untuk pen-start-an dan pen-stop-an kompresor, pengontrolan tekanan sistem, dan pemastian operasi yang aman berkaitan dengan hal lubrikasi, vibrasi, dan temperatur. Sistem kontrol dasar didesain untuk operasi tekanan konstan.
Sistem kontrol juga termasuk alat perasa surge (gelombang, sentakan) yang melindungi kompresor dari operasi terus-menerus di daerah surge yang tidak stabil. Jika sensor surge mendeteksi surge kompresor, secara otomatis meng-unload unit.
Kompresor dioperasikan oleh dua macam metode, kontrol modulasi dan kontrol auto-dual:
Kontrol Modulasi
Tipe modulasi dari kontrol menjaga tekanan sistem pada nilai yang konstan, yang diselesaikan dengan cara men-throttle (menghambat) inlet valve dalam range throttle kompresor.
Jika demand aliran sistem kurang dari kapasitas throttle minimum, tekanan discharge konstan dijaga dengan cara membiarkan inlet valve yang di-throttle pada kapasitas throttled minimum dan men-throttle bypass valve. Pen-throttle-an bypass valve menyediakan kontrol kapasitas dari keperluan kapasitas throttled minimum ke kapasitas nol.
Ketika kompresor dioperasikan unloaded, bypass valve terbuka secara penuh dan inlet valve ditahan terbuka secara parsial oleh sinyal dari pengontrol. Jumlah kecil dari udara yang lewat melalui kompresor ketika dalam mode unload, resirkulasi ke inlet melalui bypass valve.
Kompresor pada kapasitas penuh ketika inlet valve terbuka penuh dan bypass valve tertutup penuh.
Seraya demand aliran menurun, tekanan discharge konstan dijaga dengan cara mengurangi pengiriman aliran ke sistem yaitu dengan cara men-throttle inlet valve dan menjaga bypass valve tertutup penuh.
Seraya pengiriman aliran berkurang dan range throttle inlet maksimum tercapai, kompresor mendekati titik surge-nya. Beberapa pengurangan lebih lanjut dalam kapasitas kompresor akan menyebabkan unit menjadi tidak stabil dan beroperasi di dalam daerah surge ini. Untuk mencegah kompresor dari pengoperasian di dalam daerah ini, inlet valve ditahan terbuka oleh sinyal kontrol pada titik throttle inlet maksimum.
Seraya keperluan aliran berlanjut menurun di bawah range throttle inlet dari kompresor, kompresor akan berlanjut mengikuti demand-demand tersebut dengan cara menerbangkan udara berlebih melalui bypass valve.
Kontrol Auto-Dual
Fungsi kontrol auto-dual sama seperti kontrol modulasi, tetapi punya mode konrol “Modulasi+Dua-Langkah” tambahan. Pemilihan antara modulasi dan modulasi+dua-langkah dapat dibuat pada panel kontrol.
Ketika kebutuhan kapasitas berada di dalam range throttle dari kompresor, kompresor beroperasi secara efisien dengan cara secara otomatis men-throttle inlet valve untuk menjaga tekanan konstan. Jika keperluan kapasitas menurun di bawah range throttle maksimum, kompresor akan unload. Ketika tekanan sistem menurun ke tekanan cut-in preset, kompresor akan menuju ke kondisi full load.
Kompresor akan menaikkan tekanan discharge ke seting tekanan konstan, dan akan merespon ke kebutuhan demand dari sistem dengan cara meninggakan pada full load atau men-throttle kemudian meng-unload.
Udara mengalir dari atmosfer melalui inlet filter ke first stage dari kompresor. Aliran udara ke kompresor dikontrol oleh inlet control valve. Udara dikompres dalam first stage dan di-discharge melalui first stage intercooler di mana embun (moisture) yang terkandung dalam udara terkondensasi dan kondensat tersebut di-discharge oleh automatic drain valve ke pembuangan. Udara kompresi lalu memasuki second stage dari kompresor, untuk dikompres ke tekanan yang lebih tinggi, dan di-discharge melalui second stage intercooler di mana embun yang terkandung dalam udara terkondensasi dan kondensat tersebut di-discharge oleh automatic drain valve ke pembuangan. Udara lalu memasuki third stage dari kompresor di mana udara dikompres ke tekanan yang diinginkan dan di-discharge melalui third stage intercooler di mana embun yang terkandung dalam udara terkondensasi dan kondensat tersebut di-discharge oleh automatic drain valve ke pembuangan. Udara lalu mengalir ke dalam service air receiver. Tekanan sistem dijaga konstan dengan cara memodulasi inlet control valve dan bypass control valve.
Service air receiver menyediakan udara ke area pabrik untuk penggunaan umum, ke sistem transport fly ash, dan menyediakan udara ke instrument air dryer. Udara memasuki air dryer di mana beberapa embun yang terkandung dalam udara dikondensasikan dan dibuang oleh automatic drain valve ke pembuangan.
Udara kering mengalir ke dalam instrument air receiver. Dari receiver udara disuplai ke area plant yang membutuhkan udara kering untuk pengontrolan proses plant.
Seandainya tekanan udara sistem rendah tersebut sebaiknya terjadi, motor operated valve yang berlokasi di suplai ke pelayanan umum plant menutup. Pengurangan lebih lanjut dalam tekanan udara menutup motor operated valve yang berlokasi di suplai ke sistem transport fly ash.
Sistem transport fly ash dapat disuplai dari kedua unit.
Untuk instruksi kerja pengoperasian sistem udara kompresi yang lebih lengkap beserta trouble shooting-nya dapat dilihat di buku Operating Procedure Service and Instrument Compressed Air System yang dibuat khusus oleh vendor atau kontraktor untuk keperluan internal PT PJB UP Paiton.

2.2 Pemeliharaan Sistem Udara Kompresi di PLTU Paiton
Pemeliharaan preventif dan inspeksi terjadwal penting untuk performansi optimum yang berkelanjutan dan service live yang lama dari kompresor. Berikut adalah kebutuhan umum dan jadwal untuk inspeksi dan pemeliharaan preventif. Karena kondisi servis yang tidak biasa dan lingkungan mempengaruhi kehandalan peralatan, item-item tersebut dan jadwal-jadwal sebaiknya diatur dalam waktu dan isi seperlunya untuk mencocokkan kebutuhan spesifik tiap perusahaan:
Harian dan Setiap Start-Up
1. Cek dan catat temperatur oli ke casing kompresor.
2. Cek dan catat tekanan oli kompresor.
3. Cek dan catat vibrasi pada tiap stage dari kompresor.
4. Tes semua lampu peringatan.
5. Cek dan catat tekanan udara interstage dan sistem.
6. Cek dan catat temperatur udara interstage dan discharge.
7. Cek dan catat temperatur udara inlet.
8. Cek dan catat temperatur air pendingin, ke dan dari manifold kompresor.
9. Cek dan blow down condensate trap.
10. Cek dan catat tekanan diferensial inlet air filter atau pembacaan manometer inlet.
11. Cek vent pendingin udara untuk aliran kontinu. Vent valve terletak di atas casing.
12. Drain kondensat dari drip leg (kaki tetesan) piping udara inlet, udara discharge, dan udara bypass.
13. Cek level oli reservoir kompresor.
14. Cek untuk kebocoran oli.
15. Cek untuk kebocoran air.
16. Cek filter line udara terkontrol dan line udara instrumen. Drain beberapa embun yang mungkin telah terkumpul dan ganti elemen filter jika perlu.
60 Hari
1. Periksa sistem kontrol per prosedur yang ditemukan di seksi Kontrol dari instruksi manual ini.
2. Cek kalibrasi inlet dan bypass valve.
3. Secara visual inspeksi elemen filter udara inlet. Bersihkan atau ganti seperlunya.
4. Secara visual inspeksi oil mist arrestor (penangkap kabut oli). Bersihkan housing dan ganti elemen jika jenuh.
Setengah-Tahunan
1. Secara visual inspeksi elemen filter udara inlet dan ganti seperlunya. Cek filter housing untuk korosi dan cek permukaan sealing.
2. Lubrikasi kopling motor jika perlu.
3. Ganti elemen filter oli.
4. Secara visual inspeksi discharge check valve.
5. Lepas dan bersihkan condensate traps.
Tahunan
1. Inspeksi main driver per instruksi pabrikan yang ditemukan dalam manual instruksi ini.
2. Secara visual inspeksi kopling. Lubrikasi jika perlu.
3. Ambil sampel oli dan analisa terhadap spesifikasi oli I-R.
4. Putar bullgear dengan tangan dan rasakan untuk kekasaran.
5. Inspeksi dan bersihkan oil reservoir suction screen.
6. Secara visual inspeksi tube-tube oil cooler. Bersihkan shell (selongsong) dan sisi tube dari oil cooler jika perlu.
7. Kalibrasi peralatan kontrol dan proteksi.
8. Secara visual inspeksi inlet throttle valve.
9. Secara visual inspeksi bypass valve.
Untuk instruksi kerja pemeliharaan sistem udara kompresi yang lebih lengkap beserta spesifikasi peralatannya dapat dilihat di buku Maintenance Manual for Section 10 : Station Air Compressor, Air Dryer and Receiver yang dibuat khusus oleh vendor atau kontraktor untuk keperluan internal PT PJB UP Paiton.



BAB III
PEMBAHASAN


3.1 Penggunaan Udara Servis di PLTU Paiton
Di PLTU Paiton, kegunaan udara servis sangat banyak, mulai dari cleaning peralatan lokal, flushing line, blowing area kerja, sampai memberi udara bertekanan pada air tool untuk membuka dan menutup baut-baut besar.
Misalnya untuk internal check pulverizer dan coal feeder yang terjadwal. Banyak pihak yang dilibatkan, dan banyak pula penggunaan udara servis untuk menuunjang keperluan internal check tersebut. Berikut ini adalah pekerjaan yang menggunakan udara servis untuk tiap-tiap bagian saat internal check pulverizer dan coal feeder:
1. Teknisi Har Listrik: cleaning filter motor
2. Teknisi Har Kontrol dan Instrumen: flushing Bowl DP line
3. Teknisi Har Mesin 1: cleaning inner part Mill dan Coal Feeder
4. Operator Produksi: menggunakan air tool untuk menutup baut-baut besar setelah kalibrasi coal feeder
Untuk Jadwal Internal Check Pulverizer dan Coal Feeder beserta scope pekerjaan untuk tiap-tiap bagian yang dibuat oleh Rendal Har dapat dilihat pada Lampiran A.
Saat overhaul adalah saat yang terbanyak menggunakan udara servis karena banyak sekali pekerjaan inspeksi yang membutuhkan cleaning peralatan lokal.

3.2 Pengalaman Teknisi Har Mesin 1 dan Har Kontrol dan Instrumen PLTU Paiton menggunakan Udara Servis yang Basah
Pada saat #2 SI Plus (Unit 2 Simple Inspection Plus) bulan Desember 2008 tepatnya beberapa hari sebelum firing, udara servis relatif basah saat digunakan.
Sewaktu flushing bowl DP line, teknisi Har Kontrol dan Instrumen mendapati udara servis yang relatif basah. Setelah ditunggu sampai lebih dari 15 menit udara servis belum juga kering. Akhirnya diputuskan untuk cleaning tapping point menggunakan kawat dan flushing flexible hose menggunakan udara instrumen. Beruntung pada saat itu line yang berupa tubing yang panjang belum di-flushing menggunakan udara servis tersebut sehingga line tidak bertambah buntu.
Pada waktu yang hampir bersamaan, teknisi Har Mesin 1 juga mengalami hal yang sama saat cleaning feeder belt. Karena dianggap terlalu lama menunggu sampai udara servis relatif kering, diputuskan untuk menyelesaikan pekerjaan lain sementara pekerjaan cleaning feeder belt ditunda.
Penulis dan rekan sesama teknisi Har Kontrol dan Instrumen berinisiatif untuk men-drain service air receiver secara manual karena kami beranggapan bahwa hal itu adalah penyebabnya. Hasilnya, saat di-drain air mengucur deras selama hampir 1 menit lamanya.
Penulis juga menanyakan tentang pengalaman menggunakan udara servis yang basah kepada beberapa teknisi senior Har Mesin 1 dan fitter Har Kontrol dan Instrumen. Tidak hanya waktu overhaul yang mangalami udara servis basah. Mungkin penyebabnya adalah karena line tersebut jarang digunakan sehingga menyimpan kandungan air yang relatif banyak.

3.3 Hipotesis Penyebab Basahnya Udara Servis
Basahnya udara servis dimungkinkan karena line-line berbentuk U yang mana jarang digunakan sehingga sekali digunakan udara servis yang keluar relatif basah. Yang dimaksud berbentuk U di sini adalah pipa horizontal yang mempunyai lekukan vertical dan/atau membentuk sudut tertentu ke arah atas pada ujung-ujungnya.
Untuk saat overhaul, ada dua kemungkinan yang menyebabkan service air receiver menyimpan kandungan air kondensasi yang relatif banyak. Pertama, automatic mechanical drain trap pada service air receiver tidak berfungsi dengan baik. Hal itu terbukti dari lamanya waktu drain yang hampir 1 menit seperti yang telah dibahas pada sub-bab 3.2. Setelah ditanyakan ke bagian Enjiniring dan Rendal Har, hal tersebut dikarenakan kurang diinspeksinya drain trap tersebut sehingga mengalami kerusakan atau disfungsi. Kedua, operator lupa untuk rutin men-drain manual drain pada service air receiver. Mungkin karena unit sedang diinspeksi sehingga pekerjaan tersebut terlupakan atau terlalu banyak beban pekerjaan sehingga pekerjaan tersebut tidak dilakukan.
Untuk line paralel udara servis #1~#2 yang berukuran paling besar dan line-line berbentuk U untuk tiap unit, manual drain-nya tidak berfungsi dengan baik karena tidak terjangkaunya valve-valve manual drain tersebut oleh tangan operator. Foto-foto manual drain tersebut akan diperlihatkan pada sub-bab 3.4.

3.4 Penelusuran Line-Line Udara Servis yang Berpotensi menyimpan Air Kondensasi
Penelusuran line-line udara servis yang berpotensi menyimpan air kondensasi, yang relatif banyak, perlu dilakukan untuk mengetahui line mana saja yang perlu dioptimalkan condensate drain-nya. Berikut ini adalah foto-foto hasil penelusuran line-line udara servis yang berpotensi menyimpan air kondensasi:

Foto 3.1 Line Paralel Udara Servis #1~#2 sisi barat (dekat #2)

Foto 3.2 Line Paralel Udara Servis #1~#2 sisi timur (dekat #1)
Lihat pada Foto 3.1 dan Foto 3.2. Line berwarna putih yang berdiameter-luar sama dengan line fire protection (berwarna merah), 300 mm, merupakan line paralel udara servis #1~#2. Line paralel tersebut merupakan line udara servis yang berukuran paling besar. Karena berukuran paling besar dan berbentuk U, maka line tersebut berpotensi menyimpan air kondensasi dalam jumlah yang paling banyak. Tampak manual drain di line paralel sisi barat (Foto 3.1) tetapi tidak tampak di sisi timur (Foto 3.2). Itupun jauh dari jangkauan tangan operator, sekitar 4 m di atas tanah.

Foto 3.3 Line Udara Servis dan Udara Instrumen di tiap unit (dekat lift)
Terdapat manual drain pada line udara servis dan udara instrumen di tiap unit (Foto 3.3). Hal tersebut menandakan bahwa line udara servis dan udara instrumen yang panjang dan berbentuk U yang terdapat di tiap unit berpotensi menyimpan air kondensasi yang cukup banyak. Seperti pada line paralelnya, lokasi manual drain jauh dari jangkauan tangan operator.

3.5 Pemecahan Masalah Cara Mengatasi Kebasahan Udara Servis
Diperlukan pemecahan masalah kebasahan udara servis untuk menunjang kelancaran pekerjaan pemeliharaan baik itu prevenif, korektif, maupun inspeksi tahunan (overhaul). Berikut adalah hal-hal yang perlu dilakukan untuk mengatasi masalah kebasahan udara servis:
1. Menginspeksi setengah-tahunan automatic mechanical drain trap pada service air receiver seperti yang telah direkomendasikan pada sub-bab 2.2 sehingga dapat mengurangi beban kerja operator ketika ada banyak sekali pekerjaan emergency yang harus dilakukan terutama pada saat firing. Hal ini juga dapat membantu ketika operator suatu saat lupa tidak melakukan drainase service air receiver di waktu kerja shift-nya.
2. Memanjangkan line drain pada line paralel udara servis #1~#2 dan line udara servis berbentuk U di tiap unit serta menambahkan automatic mechanical drain trap untuk tiap manual drain valve supaya handal.
Dengan dua pemecahan masalah di atas, diharapkan kinerja pemeliharaan semakin handal, efektif, dan efisien yang pada akhirnya menguntungkan perusahaan secara finansial. BUMN untung, negara untung, bangsa juga untung.



BAB IV
KESIMPULAN DAN SARAN


4.1 Kesimpulan
Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan beberapa kesimpulan yaitu:
1. Basahnya udara servis mempengaruhi efisiensi pekerjaan pemeliharaan baik preventif maupun inspeksi.
2. Penggunaan udara servis yang relatif basah dapat merusak peralatan yang di-cleaning karena sifat air yang korosif.
3. Penggunaan udara servis yang basah untuk akan menambah kebuntuan pada line yang di-flushing karena sifat air yang adhesif.
4. Inspeksi drain trap pada service air receiver perlu dilakukan untuk kehandalan drainase.
5. Perlu dilakukan pengoptimalan fungsi drain seperti memanjangkan line drain pada line paralel udara servis #1~#2 dan line udara servis berbentuk U di tiap unit serta menambahkan automatic mechanical drain trap untuk tiap manual drain valve supaya handal.

4.2 Saran
Saran yang dapat diberikan untuk analisis lebih lanjut mengenai pemecahan masalah cara menangani kebasahan udara servis antara lain:
1. Perlu dipikirkan cara lain yang lebih praktis dan efisien daripada optimalisasi drain pada line dan receiver udara servis.
2. Perlu dikaji secara lebih mendalam dan mendetail kerugian yang diakibatkan oleh kebasahan udara servis dari segi efisiensi dan efektifitas pekerjaan, kerusakan dan live time peralatan, dan daya listrik pemakaian sendiri dari kompresor.



DAFTAR PUSTAKA


Operating Procedure Service and Instrument Compressed Air System
Maintenance Manual for Section 10 : Station Air Compressor, Air Dryer and Receiver

PERANCANGAN ALAT PENGETES CONTROL VALVE LEAK THROUGH

TELAAHAN STAF
(2)

PERANCANGAN ALAT PENGETES CONTROL VALVE LEAK THROUGH

disusun oleh
FANDI HAKIM
8407006MG

PT PEMBANGKITAN JAWA – BALI
UNIT PEMBANGKITAN PAITON
2009

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
WTP (Water Treatment Plant) adalah plant yang memproduksi air murni
untuk keperluan PLTU. Air yang dihasilkan oleh WTP harus semurni mungkin
sebelum dijadikan uap untuk memutar turbin. Hal itu disebabkan karena air yang
masih mengandung zat-zat lain seperti berbagai macam mineral dan silika yang
termasuk sifat dasar air tanah akan menyebabkan kerusakan pada pipa-pipa boiler dan
sudu-sudu turbin. Maka dari itu, diperlukan standar air murni produksi WTP. Standar
yang harus dicapai oleh air produksi WTP adalah sebagai berikut:
1. Conductivity (λ) < 1 µS/cm
2. Silica (SiO2) < 10 ppb
Untuk mencapai standar tersebut, semua peralatan harus bekerja dengan baik
termasuk CV (control valve). CV yang leak through akan mengganggu proses
produksi air murni atau air demin (demineralized water). CV yang leak through akan
menyebabkan gagalnya proses regenerasi (pemulihan kondisi resin kation dan anion
setelah jenuh supaya dapat kembali menangkap ion-ion positif dan negatif dari
mineral yang ada di dalam air baku) seperti yang telah terjadi pada WTP train A
berdasarkan ILS yang dibuat oleh operator pada bulan Januari 2009 (WTP train A 4x
gagal regenerasi). Gagalnya regenerasi akan menyebabkan pemborosan pemakaian
bahan kimia HCl dan NaOH dan akan menyebabkan kehandalan unit berkurang
karena tidak adanya redundansi pada WTP train.
Diperlukan alat pengetes CV leak through untuk mengetahui kebocoran CV
bagian valve sebelum CV tersebut dipasang karena pengetesan leak through setelah
CV dipasang kurang direkomendasikan mengingat kesulitan dalam pengetesannya
seperti harus memakai chain block untuk melonggarkan flange pada salah satu sisinya
dan menggunakan pompa pada WTP train yang mana dapat memperpendek life time
pompa jika pompa tersebut sering di-start/stop saat pengetesan.

1.2 Batasan Masalah
Batasan masalah pada Telaahan Staf ini meliputi:
1. Penggunaan CV pada WTP train,
2. Analisis penyebab gagalnya regenerasi two beds pada WTP train A,
3. Perancangan alat pengetes CV leak through.
1.3 Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan Telaahan Staf ini adalah sebagai syarat untuk pengangkatan
menjadi Pegawai BUMN PT Pembangkitan Jawa – Bali (PT PJB). Selain itu,
penulisan Telaahan Staf ini bertujuan untuk:
1. memaparkan sistem pemurnian air atau pembuatan air demin di PLTU Paiton,
2. mempelajari teori control valve,
3. mempelajari penyebab gagalnya regenerasi two beds pada WTP train,
4. merancang alat pengetes CV leak through.
1.4 Manfaat Penulisan
Adapun manfaat penulisan Telaahan Staf ini adalah sebagai berikut:
1. sebagai salah satu contoh penerapan ilmu yang diperoleh selama menjadi Pre-
Employment Trainee di PT PJB UP Paiton,
2. sebagai salah satu langkah peningkatan kehandalan Water Treatment Plant
sebagai satu-satunya sistem pemroduksi air demin di PLTU Paiton.

BAB II
DASAR TEORI
2.1 Produksi Air Demin di Water Treatment Plant
Produksi air demin di WTP menggunakan air baku berupa air tawar yang
bersumber di desa Kelontong, sekitar 8 km ke arah timur dari PLTU Paiton. Sebelum
dimurnikan, air baku tersebut dijernihkan dulu melalui proses pre-treatment, yaitu
koagulasi lumpur-lumpur melalui clarifier dan penyaringan melalui grafity sand
filter. Setelah itu, air hasil saringan disimpan di dalam clear well. Air tersebut
merupakan air yang layak minum (potable water). Air tersebut masih banyak
mengandung mineral. Perlu dimurnikan terlebih dahulu melalui proses treatment
sebelum digunakan sebagai condenser make up water ataupun boiler feed water.
Pemurniannya dilakukan menggunakan resin pengikat ion yang terdiri dari
dua jenis resin, yaitu resin kation dan resin anion. Resin kation berfungsi untuk
menangkap ion positif dari mineral yang terkandung dalam air, sedangkan resin anion
berfungsi untuk menangkap ion negatif. Urut-urutan proses pemurnian air secara
kimia adalah sebagai berikut (sebagai contoh, mineral berupa garam NaCl):
1. R-H+ + NaCl ‡ R-Na+ + HCl
2. R-OH- + HCl ‡ R-Cl- + H2O
Keterangan:
R-H+ = resin kation
R-OH- = resin anion
R-Na+ = resin kation yang sudah jenuh
R-Cl- = resin anion yang sudah jenuh
Secara pengoperasian, urut-urutan pemurnian air adalah sebagai berikut:
Air yang berada di dalam clear well dipompa oleh filtered water transfer pump
menuju ke cation exchanger. Kemudian di-spray-kan ke dalam decarbonator tank
untuk dihilangkan kandungan CO2-nya, lalu dipompa oleh decarbonator booster
pump menuju ke anion exchanger. Setelah itu, air mengalami proses pemurnian tahap
terakhir di mixed bed exchanger. Mixed bed exchanger berisi campuran resin kation

dan anion yang berfungsi untuk menangkap ion positif sekaligus negatif yang masih
tersisa. Air keluaran mixed bed exchanger merupakan air demin yang siap disimpan
ke dalam demineralized water storage tank untuk kemudian ditransfer ke condensate
storage tank sebagai condenser make up water.
Setelah beroperasi memurnikan air selama 20 jam atau berdasarkan kondisi
bahwa resin sudah jenuh (conductivity dan silica tinggi), train harus diregenerasi (two
beds regeneration atau regenerasi cation dan anion exchanger). Sedangkan untuk
mixed bed regeneration yaitu setelah 15 kali two beds regeneration atau setelah 320
jam operasi jika semua regenerasinya berdasarkan waktu. Secara kimia, proses
regenerasi adalah sebagai berikut:
· di dalam cation exchanger: R-Na+ + HCl ‡ R-H+ + NaCl
· di dalam anion exchanger: R-Cl- + NaOH ‡ R-OH- + NaCl
Penggunaan bahan kimia untuk regenerasi adalah sebagai berikut:
Two Beds Regeneration
HCl ≈ 340 mm (1,856 ton)
NaOH ≈ 270 mm (1,767 ton)
Mixed Bed Regeneration
HCl ≈ 200 mm (1,092 ton)
NaOH ≈ 190 mm (1,244 ton)
Tonase didapat dari perkalian level dengan faktor pengali HCl dan NaOH Regen Day
Tank yang tertera pada log sheet pemakaian bahan kimia (lihat Lampiran A).
Limbah hasil regenerasi dinetralkan terlebih dahulu di chemical waste
neutralization tank sebelum dibuang ke laut.
2.2 Teori Control Valve, Valve, serta Penggunaannya
CV merupakan final control element yang terdiri dari actuator dan valve.
Actuator mendapat sinyal perintah dari controller untuk menggerakkan valve guna
mengontrol proses. CV tersebut ada yang digunakan secara kontinu (modulasi) dan
ada yang digunakan secara diskrit (2 posisi atau open/close).

Berdasarkan jenis penggerakknya, terdapat tiga jenis penggerak CV yaitu
pneumatik, hidrolik, dan motor. Untuk CV yang digerakkan oleh motor, nama yang
umum digunakan adalah MOV (motor operated valve).
Berdasarkan arah penggeraknya, CV dibedakan menjadi tiga yaitu spring
close, spring open, dan double acting CV. Spring close CV adalah jenis CV yang
normally close, pegas membuat valve selalu tertutup sebelum udara instrumen masuk
dan membuatnya terbuka. Begitu pula sebaliknya, pada spring open CV pegas selalu
membuat valve terbuka sebelum udara instrumen masuk dan membuatnya tertutup.
Sedangkan pada double acting CV, tidak ada pegas yang menahan tetap terbuka atau
tertutup, yang ada adalah diafragma yang terletak di tengah-tengah dan membuat
valve tetap berada dalam kondisi 50% atau setengah terbuka/tertutup. Gambar
susunan untuk ketiga jenis CV tersebut dapat dilihat pada Lampiran B.
Penggunaan valve tergantung pada tempatnya. Misalnya di WTP yang kondisi
lingkungannya korosif, perlu valve dengan lining. Lining melindungi valve dan pipa
bagian dalam dari pengaratan dan menjaga kualitas air yang melewatinya. Lining ada
yang terbuat dari karet, plastik, atau campuran antara keduanya.

BAB III
PEMBAHASAN
3.1 Penggunaan Control Valve pada WTP Train
CV yang digunakan pada WTP train kebanyakan adalah produksi Saunders®.
Semuanya adalah jenis block valve (Open/Close) kecuali yang untuk pengontrolan
level decarbonator tank adalah jenis globe valve (modulating).
Pada line Service In (pemurnian air) CV yang digunakan adalah jenis spring
open CV, sedangkan di luar Service In yang digunakan adalah jenis spring close CV.
Sebagian besar membutuhkan udara instrumen sebagai penggerak pneumatik dengan
tekanan maksimal 6 bar ≈ 6 kg/cm2.
Semua CV pada WTP train menggunakan lining yang terbuat dari bahan
plastik pada pipa bagian dalamnya. Hal tersebut untuk melindungi valve dari korosi
yang secara otomatis memperpanjang life time-nya.
3.2 Analisis Penyebab Gagalnya Regenerasi Two Bed pada WTP Train A
Berdasarkan ILS yang dibuat oleh operator pada bulan Januari 2009, WTP
train A mengalami 4 kali gagal regenerasi. Gagalnya regenerasi akan menyebabkan
pemborosan pemakaian bahan kimia HCl dan NaOH dan akan menyebabkan
kehandalan unit berkurang karena tidak adanya redundansi pada WTP train.
Hal tersebut terjadi setelah penggantian CV cation exchanger A nomor
OWM007 A. Diduga karena valve pada CV mengalami leak through. Dapat dilihat
pada Lampiran C (P&ID WTP train) dan pada buku Operating Procedure
Demineralized Water System, CV OWM007A berfungsi untuk Water Out pada two
beds regeneration tahap Fast Rinse. Keluaran CV tersebut mengarah ke chemical
waste neutralization tank melalui line pembuangan limbah di mana CV-CV
pembuang limbah (pada tahap Chemical In dan Fast Rinse) dari tiap-tiap exchanger
membentuk line-line paralel menuju ke tempat netralisasi limbah yaitu chemical
waste neutralization tank.

Pada saat Chemical In, limbah yang terbuang melalui CV OWM006A
sebagian masuk dan berresirkulasi ke dalam cation exchanger A melalui CV
OWM007A yang diduga mengalami leak through. Dengan berresirkulasinya limbah
ke dalam cation exchanger, maka resin yang sudah pulih kembali jenuh. NaCl yang
menerobos masuk ke dalam cation exchanger A via CV OWM007A mengikuti aliran
HCl yang masuk melalui CV OWM005A menyebabkan resin kation R-H+
menangkap kembali ion positif Na+ sehingga resin kation tersebut kembali lagi
menjadi resin kation yang jenuh R-Na+ seperti saat sebelum diregenerasi.
Kemungkinan kedua adalah karena terbuangnya sebagian HCl via CV
OWM007A yang diduga mengalami leak through. HCl yang digunakan untuk
regenerasi masuk ke dalam cation exchanger A melalui CV OWM005A. Karena CV
OWM007A leak through, maka sebagian HCl terbuang ke chemical waste
neutralization tank via CV OWM007A bersamaan dengan aliran limbah yang keluar
melalui CV OWM006A. Dengan terbuangnya sebagian HCl yang digunakan untuk
regenerasi, maka regenerasi pada cation exchanger A kurang optimal sehingga
menyebabkan WTP train A gagal regenerasi.
Setelah CV OWM007A tersebut dilepas untuk digantikan dengan CV yang
juga sama-sama baru, diketahui pipa bagian dalamnya berkarat. Kemungkinan ketiga
adalah karena CV pada pipa bagian dalam tidak terdapat lining sehingga terjadi
korosi yang menyebabkan kualitas air yang melewatinya berkurang. Atau, dengan
adanya korosi tersebut, valve menjadi leak through sehingga kedua kemungkinan di
atas dapat terjadi.
CV OWM007A baru yang dipasang sebelumnya tidak memenuhi syarat untuk
bekerja atau digunakan di daerah korosif seperti WTP sehingga harus dikembalikan
ke gudang. CV OWM007A yang baru yang terdapat lining pada pipa bagian
dalamnya kemudian dipasang dan dites leak through-nya dengan cara mengendurkan
flange pada salah satu sisinya dan menggunakan filtered water transfer pump pada
posisi sequence Cation Backwash.
Diperlukan alat pengetes CV leak through portable yang dapat mengetes leak
through sebelum dipasang guna mempermudah pekerjaan teknisi pemeliharaan.

3.3 Perancangan Alat Pengetes CV Leak Through
Dibutuhkan perancangan alat pengetes CV leak through yang portable yang
menggunakan sumber air bertekanan dari service water storage tank.
Tekanan air dari service water storage tank pada area WTP mencapai 6
kg/cm2 sedangkan tekanan di tiap-tiap exchanger pada WTP train sekitar 3 kg/cm2.
Dibutuhkan alat semacam water regulator yang dapat membatasi tekanan maksimal
yang masuk ke dalam pipa CV (tekanan air servis dijadikan 3 kg/cm2 supaya lebih
representatif). Atau tanpa alat semacam itu dengan pertimbangan kalau 6 kg/cm2 saja
tidak leak through apalagi cuma 3 kg/cm2.
Prinsip kerjanya sangat sederhana, yaitu dengan cara memasukkan air pada
salah satu flange pada saat CV dalam kondisi close dan melihat indikasi leak through
dari sisi satunya. Gambar di bawah menjelaskan cara penggunaanya.

Gambar 3.1 Aplikasi Alat Pengetes CV Leak Through pada Spring Open CV

BAB IV
KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan
Berdasarkan analisis yang telah dilakukan, dapat disimpulkan beberapa
kesimpulan yaitu:
1. CV leak through pada WTP train akan menyebabkan gagalnya regenerasi.
2. Pengetesan leak through setelah CV dipasang kurang direkomendasikan
mengingat kesulitan dalam pengetesannya dan menggunakan pompa pada WTP
train yang mana dapat memperpendek life time pompa jika pompa tersebut sering
di-start/stop saat pengetesan.
3. Tidak adanya lining pada pipa bagian dalam CV akan menyebabkan korosi yang
pada akhirnya menyebabkan CV tersebut leak through.
4. Diperlukan alat pengetes CV leak through portable yang dapat mengetes leak
through sebelum CV tersebut dipasang dengan menggunakan sumber air
bertekanan dari service water storage tank guna mempermudah pekerjaan teknisi.
4.2 Saran
Saran yang dapat diberikan untuk pengoptimalisasian unit lebih lanjut adalah:
1. Perlu dirancang alat pengetes CV leak through untuk fluida kerja berupa uap
untuk penggunaan di area Boiler dan Turbin.
2. Perlu dikaji secara lebih mendalam dan mendetail kerugian yang diakibatkan oleh
CV leak through tidak terbatas hanya pada area WTP saja tetapi juga pada area
Boiler dan Turbin.

DAFTAR PUSTAKA
Operating Procedure Demineralized Water System
Saunders ES Modular Actuator Materials of Construction
Log Sheet Pemakaian Bahan Kimia Operator WTP