Bab III Metode Penelitian
III.1
Diagram Alir Penelitian
Secara garis besar metode penelitian yang akan digunakan dalam proyek akhir ini adalah metode mengukur sample produk yang dihasilkan oleh generator hypochlorite yang ada saat ini, melalui pengujian laboratorium. Kemudian hasil pengujian laboratorium akan dimasukkan untuk menghitung jumlah produksi generator hypochlorite akan dibandingkan dengan hasil pengujian laboratorium terhadap konsentrasi residual pada sisi outpool air pendingin. Pengujian dilakukan dengan mensimulasikan injeksi generator hypochlorite “hanya” pada satu sistim pembangkit saja dengan melakukan manuver katup dan mensimulasikan berbagai macam arus kerja generator hypochlorite. Hasil pengujian dan perhitungan tersebut kemudian dipakai sebagai asumsi untuk menghitung kebutuhan sodium hypochlorite pada unit pembangkit dengan type sejenis. Perkiraan kebutuhan dari tiap-tiap pembangkit akan dijumlahkan seluruhnya, sehingga mendapatkan perkiraan total kebutuhan sodium hypochlorite yang harus disediakan oleh sistem hypochlorite plant untuk menginjeksi seluruh kebutuhan air pendingin bagi PLTU saat ini. Berdasarkan perkiraan kebutuhan total sodium hypochlorite yang harus disediakan tersebut kemudian diskenariokan dalam beberapa alternative rehabilitasi sistim hypochlorite plant dan dipilih alternative rehabilitasi sistim hypochlorite plant mana yang paling menguntungkan untuk diterapkan. Rincian tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini dapat digambarkan sepeti dalam gambar III.1 sebagai berikut :
35
LATAR BELAKANG PENELITIAN 1. PERUMUSAN MASALAH 2. TUJUAN DAN MANFAAT 3. BATASAN DAN RUANG LINGKUP
KONDISI EKSISTING PERALATAN DAN OPSI PENGEMBALIAN KINERJA
PENGHITUNGAN KEBUTUHAN SODIUM HYPOCHLORITE DAN ANALISIS UNJUK KERJA
SIMULASI BIAYA REHABILITASI PLANT
SIMULASI BIAYA PEMBANGUNAN PLANT BARU
SIMULASI BIAYA PEMBELIAN PRODUK JADI
ANALISIS
KESIMPULAN
Gambar III.1 Diagram Alir Metode Penelelitian
III.2
Latar Belakang Penelitian
Latar belakang penelitian berisi perumusan masalah yang sedang dihadapi oleh UP Muara Karang dalam hal ini adalah masalah tidak bekerja secara maksimalnya sistim hypochlorite plant yang dimiliki sehingga menimbulkan masalah biofouling pada sistim air pendingin PLTU. Selain itu dalam latar belakang penelitian ini juga berisi tujuan dan manfaat yang akan dicapai dalam menyelesaikan permasalahan sistim hypochlorite plant dengan membatasi lingkup area penelitian agar pembahasan fokus kepada tujuan dan tidak melebar. 36
III.3
Kondisi Eksisting Peralatan dan Opsi Pengembalian Kinerja Sistim Hypochlorite Plant PLTU Muara Karang
Dalam bagian ini tujuan utamanya adalah menentukan atau memastikan kondisi terakhir dari sistim hypochlorite plant yang ada sebagai bahan acuan dalam melakukan penelitian dan percobaan yang akan dilakukan pada obyek penelitian. Data lapangan sebagai penunjang penelitian dikumpulkan dengan melihat kondisi sistim hypochlorite plant yang saat ini berjalan dengan mencatat kondisi-kondisi penting dari eksisting peralatan yang ada. Data lapangan juga diambil dari data operasi harian sistim hypochlorite plant yang terdapat pada bagian operasi, khususnya pada buku catatan operasi harian (logbook) dari operator groundfloor dan water intake unit 4,5, serta data pemeliharaan sistim hypochlorite plant dari PT PJBS sebagai perusahaan yang menangani pemeliharaan sistim hypochlorite plant PLTU Muara Karang Selain itu data pendukung penelitian ini juga diambil dari perpustakaan PLTU Muara Karang, terutama data-data yang berhubungan dengan operasi dan pemeliharaan sistim hypochlorite plant yang berwujud manual book dari perusahaan yang membuat sistim tersebut.
Gambar III.2. Bagan Fase Kondisi Eksisting Peralatan dan Opsi Pengembalian Kinerja Hypochlorite Plant Dalam bagian ini pula mulai dibangun perkiraan opsi yang akan diambil dengan melihat kondisi lapangan serta data-data yang ada secara general. Opsi yang
37
dibangun untuk mengembalikan kinerja operasi sistim hypochlorite plant PLTU Muara Karang berupa : 1. Merehabilitasi / memperbaiki sistim yang telah ada 2. Membangun sistim hypochlorite plant yang baru 3. Membeli produk sodium hypochlorite jadi dipasaran sebagai pengganti sistim injeksi yang ada.
III.4
Fase Penghitungan Kebutuhan Sodium Hypochlorite dan Analisis Unjuk Kerja Hypochlorite Plant
Dalam fase ini dilakukan percobaan terhadap unjuk kerja sistim hypochlorite plant dengan mempertimbangkan kondisi eksisting yang ada. Tujuan utama fase ini adalah mendapatkan data operasi yang lebih lengkap mengenai kinerja sistim hypochlorite plant yang nantinya dipakai sebagai acuan untuk : 1. Menentukan kebutuhan dosis injeksi pada tiap type unit pembangkit dalam PLTU 2. Menentukan kebutuhan sodium yang akan dipakai sebagai acuan injeksi agar sesuai dengan dosis injeksi yang telah ditemukan 3. Menganalisa jumlah produksi dari sistim hypochlorite plant saat ini dengan acuan hasil komisioning (uji coba awal), ketika sistim ini diinstall 4. Menganalisa performance hypochlorite plant saat ini dengan acuan kebutuhan injeksi sodium hypochlorite untuk seluruh pembangkit PLTU, mulai dari unit pembangkit #1 sampai dengan unit pembangkit #5.
Gambar III.3. Bagan Fase Penghitungan Kebutuhan Sodium Hypochlorite dan Analisis Unjuk Kerja Hypochlorite Plant
38
III.4.1 Simulasi Kerja GH (Generator Hypochlorite) Simulasi kerja GH dilakukan dengan memanipulasi pemakaian produksi GH hanya untuk menginjeksi sistim air pendingin satu pembangkit saja untuk setiap type. Hal ini dilakukan dengan memanipulasi katup injeksi produk GH pada saluran inlet air pendingin masing-masing unit. Unit yang tidak dilakukan sampling ditutup katup injeksinya. Hasil produk keluar GH diambil samplenya pada laluan out modul GH. Kemudian selang 30 menit dari tiap pengambilan sample produk diambil sample residual chlorine pada sisi outlet air pendingin (outpool) dengan maksud memberikan waktu kepada chlorine yang diinjeksi agar sampai pada sisi outpool mengingat laluan sistim air pendingin yang panjang. Agar sampling mendapatkan hasil yang lebih akurat sampling diambil 4x baik pada sisi out modul GH maupun pada outpool. Proses diatas dilakukan berulang-ulang dengan acuan kenaikan arus kerja GH dari 500 A sampai dengan kondisi eksisting yang diijinkan serta dilakukan proses yang sama pada sample unit yang lain. Hasil pengujian dari tiap unit sampling akan diasumsikan sama untuk setiap type pembangkit yang sejenis, yang diambil samplenya dan juga mengasumsikan kemampuan unjuk kerja GH yang lain yang tidak dijadikan percobaan.
III.4.1.1
Pengujian Konsentrasi Chlorine Produk GH
Pengujian konsentrasi chlorine produk GH, dilakukan dengan metode pengujian residual chlorine dengan konsentrasi tinggi, dimana sample diambil dari titik keluar (out) modul GH. Cara pengujian sample tersebut adalah sebagai berikut : 1. Ambil sample produk 100 ml 2. Tambahkan dengan : a. 5 ml Potasium Iodide (KI) konsentrasi 10%
39
Chlorine yang terkandung dalam sample akan bereaksi dengan potasium iodide untuk melepaskan iodine, sehingga warna sample akan berubah menjadi kuning kecoklatan. b. 2 ml Glacial Acetic Acid Setelah ditambah dengan 2 ml Glacial Acetic Acid sample akan bereaksi dengan berubah warna menjadi kuning c. 1 ml Starch Setelah ditambah dengan 1 ml starch sample akan bereaksi dengan berubah warna menjadi ungu kebiruan 3. Titrasi dengan 0,1 N sodium thiosulfate (Na2S203)
sampai warna biru
menghilang. Kemudian perhitungan kandungan chlorine aktif dalam sample produk akan mengikuti rumus sebagai berikut : 3.5074
1000
III. 1
dimana : Cl2
= Kadar chlorine dalam sample
Tritrasi
= Jumlah media pereaksi yang diberikan
Sample
= Jumlah sample yang digunakan
III.4.1.2
Pengujian Konsentrasi Chlorine Residual
Pengujian konsentrasi chlorine residual yang mempunyai kadar chlorine rendah dilakukan dengan menggunakan bantuan alat pocket colorimeter, dimana sample sebelumnya diambil dari titik outpool air pendingin dari tiap type unit pembangkit sampling. Cara pengujian dan pengukuran sample tersebut adalah : 1. Ambil 25 ml sample 2. Tambahkan reagent TRC (Total Residual Chlorine) 3. Kocok sampai reagent terlarut 4. Masukkan sample blank 25 ml dalam chlorimeter sebagai setting zero 5. Masukkan sample yang telah ditambah reagent 6. Nilai konsentrasi sample akan terbaca dilayar alat pengukur.
40
Gambar III.4 Pocket Colorimeter
III.4.2 Proses Perhitungan Dosis dan Produksi GH serta Faktor Multiply (Pengali) Dari data yang telah didapatkan dari hasil pengujian sample produk GH melalui pengujian laboratorium, dan dengan menggunakan rumus III.1, maka didapatkan kadar chlorine produk keluar (out) modul GH pada berbagai arus kerja GH aktual. Setelah ditemukan kadar chlorine produk keluar modul GH dengan menggunakan rumus II.1, maka akan didapatkan jumlah produksi GH pada berbagai arus kerja GH aktual. Hasil kadar chlorine produk keluar modul GH, kemudian dibandingkan dengan kadar chlorine pada residual sisi outpool air pendingin pada berbagai arus kerja GH aktual. Hasil perbandingan tersebut kemudian dirata-ratakan sehingga diperoleh faktor multiply (pengali). Faktor pengali ini diasumsikan sebagai acuan untuk mendapatkan kadar chlorine pada sisi injeksi dengan nilai tertentu agar kadar chlorine pada residual sisi outlet air pendingin mencapai nilai yang diharapkan.
III.4.3 Penghitungan Dosis Injeksi dan Perhitungan Kebutuhan Sodium Hypochlorite Dengan mendapatkan faktor pengali seperti pada point III.4.2 diatas, maka akan didapatkan perkiraan kadar chlorine (dosis) pada sisi injeksi agar didapat kadar chlorine residual yang diharapkan pada sisi outlet air pendingin.
41
Dengan menggunakan rumus : 1000
III. 2
dimana : Dosis Injeksi
= Jumlah konsentrasi chlorine pada titik ukur
Produksi
= Jumlah produksi generator hypochlorite
Flow Air Pendingin
= Jumlah air laut pendingin yang diinjeksi
Dari dosis injeksi yang ditemukan, maka akan didapat jumlah kebutuhan sodium hypochlorite agar dosis pada sisi injeksi sisi air pendingin masuk sesuai dengan yang diharapkan.
III.4.4 Analisis Unjuk Kerja Sistim Hypochlorite Plant Hasil perhitungan kadar chlorine keluar modul GH pada arus kerja aktual pada point III.4.2, kemudian diregresikan untuk memperkirakan kadar chlorine keluar modul GH pada arus kerja yang tidak dapat dicapai dalam percobaan ini. Kadar chlorine yang didapat, dibuat acuan sebagai bahan perhitungan dengan menggunakan rumus II.1, untuk mendapatkan perkiraan jumlah produksi GH pada arus kerja yang tidak dapat dicapai dalam percobaan ini. Dengan membandingkan jumlah produksi GH hasil perhitungan dengan hasil komisioning sistim hypochlorite plant, maka akan ditemukan karakteristik unjuk kerja sistim hypochlorite plant dari sisi jumlah produksi.
42
Gambar G III.55. Grafik Prooduksi Hypoochlorite Plaant Saat Kom misioning Berbandinng Pemakaiaan Tabel T III.1 Produksi P GH H Permodul ssaat Komisio oning Jumlah CWP Operasi 1 2 3 4 5 6 7
Data Saat Comisioning Produk (kg/h)
Arus (A)
9.23 18.46 27.69 36.92 46.15 55.38 64.61
631 1,262 1,893 2,525 3,156 3,787 4,418
Selain itu jumlah j prod duksi GH aktual hasill perhitungaan pada pooint III.4.2 dibandingka d an kebutuhaan sodium hypochloritee hasil perhhitungan pooint III.4.3 secara total untuk seluru uh kebutuhann injeksi sistim air penddingin pembaangkit atau dibandingka d an dengan kebutuhan injeksi sisstim air peendingin peersatu unit pembangkit, p , untuk meelihat perforrmance sisttim hypochllorite plant yang ada dibandingka d an dengan kebutuhan k soodium hypo ochlorite baggi sistim air pendingin PLTU P saat ini. 43
Performance sistim hypochlorite plant terhadap kebutuhan injeksi sistim air pendingin juga didasarkan kepada mode injeksi yang dilakukan.
III.5
Simulasi Biaya Alternative Rehabilitasi Sistim Hypochlorite Plant
Simulasi rehabilitasi hypochlorite plant mengacu kepada dasar apakah alternative rehabilitasi yang akan dilakukan mampu mencapai kebutuhan sodium hypochlorite yang diperlukan, agar dosis injeksi yang yang akan dilakukan dapat diterapkan. Jika kemampuan produksi sodium hypochlorite dari alternative rehabilitasi tidak sesuai (tidak mampu) dengan perkiraan kebutuhan saat ini, maka tidak diperlukan lagi penghitungan biaya rehabilitasi, tetapi jika kemampuan produksi alternative rehabilitasi sesuai dengan kebutuhan sodium hypochlorite saat ini, maka selanjutnya dapat dilakukan penghitungan biaya dari alternative rehabilitasi.
44
Gambar III.6. Bagan Fase Penghitungan Simulasi Biaya Alternative Rehabilitasi
Dengan asumsi bahwa pembangunan plant baru, dan pembelian sodium hypochlorite jadi, mampu memenuhi kebutuhan sodium hypochlorite saat ini, karena dianalogikan bahwa pengambilan keputusan tersebut pasti telah dilakukan kajian lebih lanjut guna melihat kebutuhan injeksi sodium hypochlorite, maka hanya alternative rehabilitasi plant lama saja yang dihitung kemampuan produksinya Simulasi biaya rehabilitasi sistim hypochlorite plant dilakukan dengan menghitung seluruh komponen biaya yang mempengaruhi investasi, operasi dan pemeliharaan sistim hypochlorite plant dari alternative rehabilitasi yang akan dipilih. 45
Dasar biaya yang digunakan diasumsikan sama dengan biaya investasi pembangunan sistim hypochlorite baru dengan type electrically activated (produksi sodium hypochlorite melalui proses listrik), serta biaya operasi dan maintenance sistim hypochlorite tersebut (lampiran 3 dan lampiran 4). Dimana hypochlorite tersebut mempunyai kapasitas produksi 100 lbs/day (pound/day) atau setara dengan kapasitas produksi 1,81 kg/day. Dalam menghitung pembebanan pertahun biaya investasi (capital cost), yang dikeluarkan dilakukan dengan menggunakan rumus II.4, tentang Rate Of Return (ROR) atau Rate On Investment (ROI), dimana seolah-olah mencari berapa beban biaya investasi tahunan yang harus dikeluarkan dalam setiap tahun agar biaya investasi awal tercover. Dari hasil perhitungan tersebut akan didapatkan biaya TCO (Total Cost Owner) dari masing-masing alternative rehabilitasi sistim hypochlorite yang akan dilakukan. Seluruh biaya dikonversi dalam U$ mengingat sebagian besar peralatan sistim hypochlorite plant komponennya merupakan komponen import sehingga dengan demikian akan terjadi keseragaman biaya. Asumsi umur ekonomis (life-time) dari sistim hypochlorite plant disesuaikan dengan umur ekonomis dari PLTU yaitu sekitar ±25 tahun mengingat sistim hypochlorite plant merupakan bagian dari pendukung operasional PLTU seharihari dalam beroperasi
III.6
Analisis Biaya Manfaat (Cost & Benefit Analysis)
Dengan menjumlahkan TCO dari tiap-tiap alternative rehabilitasi, maka akan didapatkan TCO yang paling ekonomis dalam hitungan pertahun. Alternative inilah yang akan diambil sebagai keputusan untuk merehabilitasi kinerja sistim hypochlorite plant PLTU Muara Karang
46
ANALISA BIAYA
BIAYA REHABILITASI PLANT LAMA
BIAYA PEMBANGUNAN PLANT BARU
BIAYA INJEKSI SODIUM HYPOCHLORITE
PERBANDINGAN
ALTERNATIVE BIAYA TEREKONOMIS 1. SELISIH BIAYA PERTAHUN 2. SELISIH BIAYA PERTAHUN DIINVESTASIKAN SELAMA PROYEK OPERASI
Gambar III.7. Bagan Fase Analisis Biaya Alternative Rehabilitasi Manfaat biaya yang didapat merupakan selisih dari biaya TCO dari alternative rehabilitasi sistim hypochlorite plant terekonomis dengan TCO dari alternative rehabilitasi sistim hypochlorite lain dalam hitungan pertahun. Sementara untuk mensimulasikan biaya saving (penghematan) dengan asumsi selisih TCO yang terjadi antara tiap opsi alternative dengan berdasarkan pada umur ekonomis dari hypochlorite plant dapat dilakukan dengan menggunakan rumus II.5, tentang NPV (Net Present Value), dimana seolah-olah pengeluaran tahunan selama umur operasi plant, ditarik menjadi nilai saat sekarang dengan asumsi investasi bunga tertentu.
47
