LAPORAN KERJA PRAKTEK SISTEM PROTEKSI SUHU PADA MILL PULVERIZE DI PLTU 1 JATIM PACITAN

LAPORAN KERJA PRAKTEK SISTEM PROTEKSI SUHU PADA MILL PULVERIZE DI PLTU 1 JATIM PACITAN

Oleh: NUR AHMAD WIDODO 11/316876/PA/13998

PROGRAM STUDI ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI JURUSAN ILMU KOMPUTER DAN ELEKTRONIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA

1

2015 LEMBAR PENGESAHAN KERJA PRAKTEK PLTU 1 JAWA TIMUR PACITAN

Disusun Oleh: Nama

: NUR AHMAD WIDODO

NIM

: 11/316876/PA/13998

Prodi

: Elektronika dan Instrumentasi

Fakultas

: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas

: Universitas Gadjah Mada

Judul Laporan

: SISTEM PROTEKSI SUHU PADA MILL PULVERIZE di PLTU 1 Pacitan

Periode Kerja Praktik

: 20 Februari 2015 s.d. 20 Maret 2015

Laporan Kerja Praktek ini disetujui oleh :

Manager Pemeliharaan

Manajer Operational

2

LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN KERJA PRAKTEK

Laporan ini telah disetujui dan disahkan oleh :

Mengetahui , Ketua Program Studi

Dosen Pembimbing

Elektronika &Instrumentasi

Kerja Praktek

3

Dr. Agfianto Eko Putra, M.Si NIP. 196802241994031003

KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum Wr. Wb Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Allah SWT, karena berkat limpahan rahmat dan karunia-nya sehingga dapat menyelesaikan kegiatan Kerja Praktek ini. Dalam hal ini, penulis dapat melaksanakan Kerja Praktek di PT.PJB PLTU 1 JATIM PACITAN selama terhitung dari tanggal 20 Februari 2015 s.d. 20 Maret 2015. Dalam penulisan ini penulis berusaha untuk memaparkan seluruh kegiatan yang telah dilaksanakan selama Kerja Praktek yang tentu sesuai dengan judul yang dipilih yaitu ” SISTEM PROTEKSI SUHU PADA MILL PULVERIZE” Penulis juga berterimakasih atas kerjasama serta dukungan-dukungan dari beberapa pihak secara moral maupun material. Untuk itu, kata terima kasih berikan sebagai rasa balas budi penulis kepada pihak-pihak perusahaan atas segala bantuan dan dukungan dalam menyelesaikan Kerja Praktek dan Laporan Kerja Praktek ini, terutama pada: 1. Allah SWT. karena atas rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan Kerja Praktek dan Laporan Kerja Praktek ini. 2. Keluarga yang turut mendoakan kesehatan dan kelancaran selama proses Kerja Praktek. 3. Bapak Alwin selaku Supervisor I & C yang memberikan izin kepada penulis untuk dapat mengikuti proses kerja selama 1 bulan di Unit I&C PLTU Pacitan. 4. Bapak Drs. Bambang N Prastowo. selaku Dosen Pembimbing Kerja Praktek. 5. Rekan-rekan teknisi di bagian Common dan BTG di Unit I & C yang bersedia membagi ilmu dan pengalamannya mengenai siklus kerja dan sistematika di PLTU Pacitan. 6. Seluruh karyawan PLTU 1 Pacitan, yang telah memberikan bantuannya kepada 4

penulis dalam hal teknis dilapangan. 7. Rekan – rekan mahasiswa Kerja Praktek (Syamsul, Sebry, Fajrul) dan mahasiswa S1 ELINS UGM khususnya angkatan 2011. Terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu penyusun dan mohon maaf atas segala kesalahan yang pernah dilakukan selama mengikuti Kerja Praktek ini baik disengaja atau tidak disengaja. Penulis menyadari bahwa penyusunan ini laporan ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik membangun untuk menyempurnakan laporan selanjutnya yang akan dihadapi dimasa yang akan datang. Akhir kata, semoga laporan ini dapat menjadi sesuatu yang bermanfaat bagi penulis dan bagi pembaca pada umumnya. Wassalamu’alaikum Wr. Wb. Pacitan, 30 Maret 2015 Penulis

NUR AHMAD WIDODO

BAB I PENDAHULUAN  Latar Belakang Pengetahuan yang bersifat praktis menjadi sesuatu hal penting dan bermanfaat bagi seorang mahasiswa, terutama pada saat terjun kedalam dunia kerja yang sesungguhnya. Berbeda dengan pengetahuan teoritis yang dapat diperoleh mahasiswa melalui bangku kuliah, pengetahuan yang bersifat praktek serta sesuai dengan perkembangan zaman 5

tentunya hanya dapat diperoleh dari luar lingkungan kampus, yaitu melalui suatu kegiatan kerja praktek lapangan pada suatu instansi atau perusahaan. Dengan harapan mahasiswa dapat mengetahui kondisi lapangan sesungguhnya dan mengetahui perkembangan ilmu pengetahuan sehingga tidak hanya berbekal pengetahuan yang bersumber dari buku pegangan dalam kegiatan perkuliahan semata. Program studi Elektronika dan Instrumentasi, Universitas Gadjah Mada mewajibkan mahasiswanya untuk melakukan kerja praktek dilingkungan yang mengaplikasikan ilmu dan teknologi kelistrikan dengan bidang lainnya, seperti telekomunikasi, sistem kendali, sistem komputer dan instrumentasi. Kerja praktek juga bertujuan untuk memberikan kesempatan kepada mahasiswa untuk dapat lebih memahami konsep-konsep non-akademis dan non-teknis dalam dunia kerja nyata dengan memberikan sedikit kontribusi pengetahuan pada instansi secara konsisten. PLTU Pacitan merupakan salah satu Pembangkit Listrik Tenaga Uap yang berada di Pacitan Jawa Timur. PLTU Pacitan juga memiliki dua unit pembangkit dengan kapasitas total tenaga listrik yang di hasilkan sebesar 630 MW. Kapasitas masing-masing unit pembangkit sebesar 315 MW. Energi listrik yang dihasilkan PLTU Pacitan nantinya akan disalurkan melalui Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 150 KV sepanjang 35,65 kilometer ke Gardu Induk Pacitan Baru dan sepanjang 84,8 kilometer ke Gardu Induk Wonogiri.  Nama Kegiatan Kegiatan yang akan kami lakukan adalah kegiatan kerja praktek, sebagai salah satu syarat kelulusan. 6

 Maksud dan Tujuan Kerja praktek sebagai kegiatan belajar komprehensif yang berbentuk pengamatan terhadap praktek kerja di industri atau instansi diharapkan dapat memberikan wawasan bagi mahasiswa terhadap dunia kerja yang sesungguhnya, terutama pada lingkungan kerja PLTU Pacitan. Mengetahui perkembangan ilmu dan teknologi yang digunakan dalam proses produksi dan penelitian alat industri yang terdapat pada PLTU Pacitan, serta mampu mengkomunikasikan antara ilmu yang diperoleh di bangku pendidikan dengan realita di lapangan. Adapun maksud dan tujuan utama dari kuliah praktek ini adalah sebagai berikut:  Menerapkan ilmu serta teori yang telah didapat dari bangku perkuliahan.  Mendapatkan pengalaman serta menambah kemampuan di bidang Teknologi dan industri diluar bangku kuliah.  Mengetahui dan mempelajari teknologi yang digunakan dalam proses penelitian.  Menambah network serta relationship di lingkungan kerja dengan bertemu orangorang baru dan berpengalaman di dunia kerja.  Objek Pengamatan Objek pengamatan yang kami ajukan dan nantinya akan diteliti pada saat kerja praktek lapangan di PLTU Pacitan adalah penerapan Sistem Kontrol Suhu di Force Draft Fan pada Boiler. Adapun posisi yang diharapkan adalah posisi yang sesuai dengan keahlian kami sebagai mahasiswa Elektronika dan Instrumentasi Universitas Gadjah Mada.  Pembimbing  Lapangan. Dalam pelaksanaan kerja praktek di PLTU Sudimoro Pacitan, kami meminta bantuan dan bimbingan dari pihak perusahaan demi kelancaran kerja praktek yang akan kami lakukan. 7

 Akademis. Selain melakukan hubungan dengan perusahaan, kami juga akan tetap menghubungi kampus Elektronika dan Instrumentasi Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta mengenai kerja praktek yang kami lakukan di PLTU Sudimoro Pacitan.

BAB II PROFIL PT. PJB UBJOM PACITAN

8

 PLTU 1 JATIM UBJOM Pacitan PLTU 1 Jatim UBJOM Pacitan dibangun dalam proyek percepatan pembangkitan tenaga listrik berbahan bakar batubara berdasarkan pada Peraturan Presiden RI Nomor 71 tahun 2006 tanggal 05 Juli 2006 tentang penugasan kepada PT. PLN (Persero) untuk melakukan percepatan pembangunan pembangkit tenaga listrik yang menggunakan batubara. Peraturan Presiden tersebut menjadi dasar pembangunan 10 PLTU di Jawa dan 25 PLTU di Luar Jawa Bali atau yang dikenal dengan nama Proyek Percepatan PLTU 10.000 MW. Pembangunan proyek PLTU tersebut guna mengejar pasokan listrik yang akan mengalami defisit sampai beberapa tahun mendatang, serta pengalihan penggunaan bahan bakar minyak (BBM) ke batubara yang berkalori rendah (4200 kcal/kg ). Dalam pelaksaaan pembangunan proyek PLTU 1 Jatim, Pacitan yang mempunyai kapasitas sebesar 2 x 315 MW, PT. PLN ( Persero ) ditunjuk sebagai pelaksana Jasa Manajemen Konstruksi untuk melakukan Supervisi selama periode konstruksi, sesuai surat penugasan 9

Direksi No.01041/121/DIRKIT/2007 bulan Juni 2007. Kontrak EPC PLTU 1 Jatim, Pacitan ditanda tangani pada tanggal 7 Agustus 2007 oleh PT. PLN (Persero) dan Konsorsium Dongfang Electric Company dari China dan Perusahaan Lokal PT. Dalley Energy. Nilai kontrak dari proyek ini sebesar US$ 344.971.840,- dan Rp. 1.230.499.108,belum termasuk Value Added Tax. PLTU 1 Jawa Timur - Pacitan ini mempunyai 2 unit pembangkit yang mempunyai kapasitas total tenaga listriknya mempunyai sebesar 2 x 315 MW = 630 MW. Energi yang dihasilkan oleh PLTU 1 Jawa Timur - Pacitan nantinya akan disalurkan melalui Saluran Udara Tegangan Tinggi ( SUTT ) 150 kV sepanjang 35,65 Kilometer ke Gardu Induk Pacitan Baru dan sepanjang 84,8 Kilometer ke Gardu Induk Wonogiri. Proyek PLTU ini selesai secara operasional unit 1 pada tanggal 24 Juni 2014 dan unit 2 pada tanggal 21 Agustus 2013.  Struktur Organisasi

Manajemen merupakan suatu sistem yang mengatur jalannya suatu perusahaan. Manajemen akan merencanakan, mengatur, mengendalikan, dan mengarahkan perusahaan untuk mencapai tujuan yang diharapkan. Suatu perusahaan yang baik akan memiliki sistem manajemen yang baik dan tertata rapi agar mampu bertahan.

10

 Visi dan Misi PLTU UBJOM Pacitan

2.3.1. Visi "Menjadi perusahaan pembangkit tenaga listrik Indonesia yang terkemuka dengan standar kelas dunia" 2.3.2. Misi  Memproduksi tenaga listrik yang handal dan berdaya saing.  Meningkatakn kinerja secara berkelanjutan melalui implementasi tata kelola 11

pembangkitan dan sinergi business partner dengan metode best practice dan ramah lingkungan.  Mengembangkan kapasitas dan kapabilitas SDM yang mempunyai kompetensi teknik dan manejerial yang unggul serta berwawasan bisnis. 2.3.3. Motto "Menjadikan PLTU Pacitan, pembangkit listrik yang handal serta efisien".

 Lokasi PLTU UBJOM Pacitan  Nama Perusahaan : PLTU 1 Jawa Timur — Pacitan  Tahun Berdiri

: Unit 1 pada tanggal 24 Juni 2013 Unit 2 pada tanggal 21

Agustus 2013  Pemilik

: PT. Pembangkitan Jawa Bali ( PJB )

 Luas Pabrik

: ± 65 Ha

 Kantor Pusat

: J1. Pacitan - Trenggalek Km. 55 Desa

Sukorejo, Kecamatan Sudimoro, Kabupaten Pacitan, Jawa Timur, Indonesia  Telepon

: (0357) 442241

 Fax

: (0357) 442241

 Kordinat

: 0150-7080

 Daya Output

: 2 x 315 MW

 Transmisi

: JAMALI ( Jawa Madura Bali )

 Bahan Bakar Utama :

Batubara Kalori Rendah (4200 kcal/kg

BAB III LANDASAN TEORI 12

 Sistem Instrumentasi dan Kontrol Pengukuran dan kontrol adalah sistem otak dan syaraf pada setiap pembangkit tenaga listrik modern. Sistem pengukuran dan kontrol memonitor dan mengatur prosesproses yang jika tidak demikian akan sulit untuk mengoperasikan dengan efi sien dan aman serta mencapai kualitas yang tinggi dan biaya yang rendah. Proses pengukuran dan kontrol diperlukan dalam proses pembangkit modern sebagai bisnis agar tetap menguntungkan. Untuk meningkatkan mutu, mengurangi emisi, meminimalkan kesalahan manusia dan menurunkan biaya operasi, dan banyak keuntungan lainnya. Dengan munculnya fungsi berbasis software dan berkembangnya teknologi di banyak bidang, keahlian, khusus bidang ini telah bercabang menjadi sub-keahlian khusus tersendiri. Pengukuran dan kontrol proses, yang juga umumnya di istilahkan sebagai "Instrumentasi dan Kontrol (Instrumentation and Control)", telah berkembang dari teknologi manual dan mekanis berturut-turut menjadi teknologi pnumatik, elektronik dan kini teknologi digital. Perancang instrumentasi dan kontrol harus memahami terlebih dahulu proses agar bisa menerapkan sistem kontrol yang diperlukan dengan instrumen yang tepat, pemilihan peralatan instrumentasi dan kontrol mencakup beberapa aspek penting selain teknologi spesifik meliputi :  Safety, (keselamatan) harus sebagai prioritas utama. Material-material yang tidak layak, dapat menyebabkan korosi dan kegagalan materi al yang dapat memicu kebocoran. Semua ukuran dan peralatan kontrol harus diproduksi, diinstal, dan dimaintain sesuai dengan standart ketika ditempatkan pada area yang penuh resiko.  Performa, implementasi pengukuran dan peralatan kontrol harus sesuai dengan syarat performa sesuai dengan proses kebutuhan user, seperti akurasi dankecakapan.  Lokasi Peralatan, Semua pengukuran dan peralatan kontrol harus diinstal pada lokasi yang mudah diakses. Sebagai tambahan, user harus mempertimbangkan baik temperature maximum dan minimum lingkungan, dan peralatan elektronik harus dilindungi dari temperature proses.  Supply Udara,. Dalam sistem kontrol modern, udara biasanya dibutuhkan untuk mengontrol gerakan katup. Dalam banyak desain, kontrol katup akan berpindah dari 13

posisi aman ketika sistem instrument udara mengalami kegagalan. Instrumen sistem supply udara terdiri dari pembangkitan udara (kompresor), pemanas udara, dan distribusi udara, termasuk penerima udara yang menjaga hilangnya tekanan udara dan independensi pengguna non instrumen udara.  Suplai Listrik, dibutuhkan pada semua sistem kontrol modern. Pada kebanyakan aplikasi industri, sangat penting bahwa kualitas dan integritas persediaan tenaga untuk proses komputer dan hardware pelengkap harus dimaintan pada level yang sangat tinggi. Misalnya integritas dapat dicapai menggunakan perlengkapan dengan ukuran yang baik misalnya on-line uninterruptible power supply (UPS), ferroresonant isolating transformer, atau a surge suppressor.  Grounding, merupakan bagian yang esensial pada system kontrol modem. Peralatan grounding yang baik akan membantu memastikan kualitas installation dan bebas gangguan operasi. Pengguna harus menerapkan sistem grounding yang disesuaikan dengan aturan dan rekomendasi vendor sistem.  Installation And Maintenance, Pengguna harus melihat kemampuan staff pemeliharaan pada pembangkit ketika memilih pengukuran dan peralatan kontrol. Pemeliharaan mungkin harus dilakukan oleh orang kontraktor. Pertimbangan lain termasuk kesulitan dan frekuensi pada kalibrasi, dan kalibrasi juga harus dilakukan oleh penyedia fasilitas.

 Sistem Instrumentasi

Sistem instrumentasi berfungsi untuk mengetahui dan memantau tingkat keadaan atau kondisi proses suatu sistem yang sedang berlangsung, serta pencatatan dan pendataan parameter prosesnya. Tingkat keadaan atau kondisi proses dapat diketahui dengan cara mengukur dengan sensor atau dan dipantau melalui alat penunjuk atau tampilan . Sistem instrumentasi juga meliputi sistem peringatan alarm, sistem annunsiasi serta sistem penerimaan dan penyimpanan data (data acquisition system), juga sistem tombol ataupun saklar pengoperasian (termasuk monitor operasi - Work/Operator Station). Sistem kontrol memerlukan pengukuran, dan hasil pengkontrolan perlu ditampilkan, sehingga dapat 14

dikatakan bahwa Instrumentasi adalah seni dan pengetahuan tentang pengukuran dan kontrol ("the art and science of measurement and control").

 Pengukuran Tekanan

 Bourdon Tube

Gambar 3.1 di atas menunjukkan pengukuran tekanan dengan menggunakan metode bourdon tube (tabung bourdon). Perubahan tekanan yang dideteksi oleh tabung Bourdon akan menyebabkan tabungnya bergerak. Kemudian gerakan tabungtersebut ditransmisikan untuk menggerakkan jarum meter. Biasanya ukuran skala tekanan ini dikalibrasi dalam beberapa ukuran antara lain : PSI, kPa, Bar ad Kg/cm2. Tekanan gauge merupakan ukuran relatif.

15

 Diaphgram

Gambar 3.2 di atas menunjukkan sebuah diaphragma yang digunakan sebagai prinsip pengukuran tekanan. Prinsip kerjanya mengkonversikan kenaikan tekanan pada salah satu sisi disk ( piringan ) menjadi bentuk pergerakan mekanikal.

 Capacitive Transducer

16

Gambar 3.3 di atas menunjukkan sebuah capacitive pressure transducer yang digunakan sebagai metode untuk pengukuran tekanan. Menggunakan sebuah diaphragma yang tipis, umumnya terbuat dari metal yang dilapisi dengan kwarsa ( quartz ) sebagai salah satu dari plat kapasitor. Diaphragma digerakkan saat terjadinya proses tekanan. Perubahan , tekanan menyebabkan terjadi penyimpangan akibat adanya gaya lawan dari reference pressure. Hal ini menyebabkan terjadinya perubahan kapasitansi sekaligus merubah besarnya frekwensi osilasi. Perubahan ini yang dikonversikan menjadi besaran ukur tekanan.

 Differential Transformer

17

Gambar 3.4 di atas menunjukkan prinsip sebuah differentialtransformer yang digunakan sebagai pengukuran tekanan. Tekanan masuk akan mengaktifkan diaphragma (pada beberapa peralatan diketahui menggunakan bellows) dan menggerakkan inti dari transformer. Pergerakan inti transformer ini akan menghasilkan ketidakseimbangan pada sisi sekunder transformer. Ketidakseimbangan inilah yang diukur s ecara elektronik dan dikonversikan ke dalam besaran ukur tekanan.  Pengukuran Temperatur Pengukuran temperatur dilakukan dalam skala Farenheit dan skala celcius. Sifat fisik yang berubah terhadap temperatur digunakan untuk mengukur temperatur. Sebagai contoh, properti ekspansi bahan apabila dipanaskan digunakan dalam bentuk cair-dalamkaca, bimetallics, dan sistem pengukuran penuh. Gaya listrik (ggl) prinsip yang digunakan dalam termokopel, dan perubahan tahanan listrik yang digunakan dalam detektor suhu resistansi (RTD) dengan kata lain meliputi pengukuran temperatur suhu cat-sensitif, krayon dan perangkat Optical.

18

 Thermocouple

Secara teoritis, setiap dua logam berbeda akan membentuk termokopel (T/C), ada banyak jenis termokopel, masing-masing dengan keuntungan dan kerugiannya. Evolusi elektronika modern telah menciptakan transducer-transducer yang cukup kecil untuk dapat muat di kotak T/C. Keuntungan utama dari pengaturan ini adalah untuk menghindari transmisi jarak jauh dari tegangan T/C yang sangat rendah, rentan terhadap noise listrik (dengan rentang sinyal 4-20 mA). Termokopel tidak memerlukan daya, sederhana dan konstruksinya kuat (shock-resistant). Selain itu, mereka dapat dikalibrasi untuk menghasilkan suatu kurva tertentu (untuk biaya tamb ahan) dan mudah untuk pertukaran. Mereka memberikan respon dan pengukuran cepat pada satu titik tertentu. Waktu tipikal respon dari sebuah T / C 0.2 sampai 12 detik.

19

 Resistance Temperature Detector (RTD)

Logam murni akan menghasilkan peningkatan ketahanan sesuai peningkatan suhu. Dalam resistance temperature ditector (RTD), elektronik m erasakan perubahan resistansi dari resistor (pada jembatan Wheatstone) sebagaiperubahan suhu dan menghasilkan output yang proporsional. Untuk informasi lebih lanjut tentang jembatan Wheatstone. Yang 20

paling umum elemen RTD adalah 100 Ohmpada platinum 0 ° C; nikel umumnya pilihan kedua . RTD adalah sebuah sensor akurat yang secara teoritis dapat men gukur perubahan suhu 0,00002 °F (0,00001 °C). RTD biasanya terlindung dari lingkungan oleh sarung yang terbuat dari stainless steel atau material yang tahan temperature dan korosi lainnya (lihat gambar 7-7). Elemen pas di dalam sarungnya untuk menghasilkan tingkat suku tinggi dari perpindahan panas. Serbuk halus digunakan untuk menghilangkan kantong udara insulator keramik biasanya digunakan untuk mengisolasi kabel timah internal. Pada ujung tabung sebuah hermetis melindungi elemen. Perakitan dapat diakhiri dengan kawat timah atau mungkin diberikan dengan blok terminal yang tepat sama dengan perakitan T/°C.

 Pengukuran Level

Pengukuran level didefinisikan sebagai pengukuran posisi dari sebuah interface yang berada pada dua media. Media yang dimaksud khususnya adalah gas dan cairan. Namun dapat juga kedua-duanya berupa cairan, pengukuran level dilakukan dengan beberapa prinsip yang berbeda ,yaitu tinggi, pressure head, berat dari material. Berikut beberapa alat pengukuran level yang dipakai di PLTU Pacitan :

 Load Cells/Strain Gage

21

Load cells, biasa juga disebut dengan strain gage. Pada umumnya terpasang melekat pada struktur tiang (beam). Load cell ini akan membengkok (bend) seiringdengan bertambahnya berat di atas beam. Perubahan bentuk strain gage ini akan merubah tahanannya sekaligus merubah besaran listrik yang dihasilkan. Besaran listrik inilah yang dirubah menjadi besaran berat. Instalasi strain gage ini umumnya terpasang dalam rangkaian jembatan Wheatstone.  Differential Pressure

22

Gambar 3.8 Differential Pressure

 Float Instrumen float dan cable yaitu mengukur ketinggian level dengan alat yang menggunakan metode naik dan jatuh dari pelampung pada permukaan level. Mekanisme yang digunakan untuk menghitung variasi level dengan range antara beberapa inci sampai ukuran feet. Float dan cable biasanya digunakan pada tangki terbuka, karena perubahan ketinggian pelampung ini didesain untuk tangki yang bertekanan. Pelampung ini mempunyai keuntungan yaitu : sangat simple dan sensitive terhadap perubahan densitas. Float diklasifikasikan dengan tipe dari posisi sensor. Keuntungan menggunakan float tidak ada batas ketingian tangki, akurasi yang bagus dan harga relatif murah. Prinsip float dari pengukuran level ini adalah displencer.  Ultrasonic

23

Sensor Level Ultrasonic terdiri dari sebuah generator ultrasonic dengan menggunakan oscillator pada frekuensi ± 20.000 Hz. Waktu yang dibutuhkan gelombang suara untuk bersentuhan dengan material dan balik kembali ke penerima merupakan representasi dari tinggi level yang diukur.Instrumen sonic mendeteksi level dengan mengukur berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk gelombang suara dan kembali ke piezoelectric transducer setelah mengenai material. Untuk akurasi yang maksimum transmitter harus diletakkan pada bagian atas vessel dan diposisikan sedemikian rupa, agar struktur dalam vessel tidak mengenai sinyal. Peralatan sonic ini tidak saling berhubungan. Debu, uap-uap pelarut, busa, turbulance pada permukaan dan bunyi ambient mempengaruhi tingkat akurasi. Perpanjangan temperatur proses dapat membatasi aplikasi. Sonic dan ultrasonic tidak dapat digunakan untu pengukuran level dengan jenis material busa(foam). Hal ini karena busa akan menyerap sinyal suara yang dihasilkan. Peralatan ini juga tidak dapat berfungsi jika dioperasikan didalam ruang vacum karena tidak adanya fasilitas untuk mengukur waktu sinyal merambat.  Tape

24

Pita terhubung dengan pelampung pada salah satu ujung pita sementara ujung pita yang lain terhubung dengan beban penyeimbang. Beban penyeimbang ini digunakan untuk mempertahankan agar pita tetap dalam regangan yang ideal pada saat pelampung naik atau turun mengikuti level cairan. Penggunaan jenis pengukuran level dengan tipe ini umumnya digunakan untuk pengamatan secara lokal saja. Sangat jarang sekali digunakan untuk mentransmisikan sinyal.

 Weight and Cable

25

Gambar 3.11 adalah tipe pengukuran dengan menggunakan weight dan cable. Kabel atau pita terikat dengan beban yang turun kedalam tanki. Pergerakannya diaktifkan oleh sebuah timer. Saat beban bersentuhan dengan permukaan cairan maka motor secara otomatis memutar dengan arah terbalik dan mengembalikan posisi beban 1 ft/s. Selama periode beban diturunkan kembali pulsa akan dibangkitkan oleh unit penghitung yang mengindikasikan jumlah material yang tersimpan di dalam tangki.

 Resistan Tape

26

Prinsip kerjanya adalah ketika level di dalam tanki naik maka element resistan akan terhubung dengan probe penghantar, hal ini mempengaruhi besar tahanan pada loop resistance. Perubahan besar tahanan ini akan mengindikasikan besaran level yang diukur.

 Kapasitansi

27

Teori kapasitansi yang digunakan sebagai pengukur level sering juga disebut sebagai metode pengukuran RF. Prinsip kerja kapasitansi dipengaruhi oleh tiga hal, yaitu : luas plat , jarak antara plat dan dielektrik material. Saat kedua konduktor mempunyai beda potensial maka sistem akan mempunyai kemampuan untuk menyimpan energi listrik. Besarnya kapasitansi akan bervariasi sebagai fungsi dari dielektrik material yang mengisi celah kedua plat. Perubahan besanya kapasitansi ini yang digunakan sebagai besaran pengukuran level.

 Radar

Sinyal dari radar dipancarkan oleh antena yang kemudian dipantulkan kembali ke penerima dalam jangka waktu "t". Delay time dapat dihitung dengan menggunakan formula berikut ini : t = 2d/c dimana :

d = jarak peralatan ke permukaan yang akan diukur

28

c = kecepatan cahaya di udara sinyal yang diproses akan menghasilkan beda frekuensi antara frekuensi saat dipancarkan dengan frekuensi saat kembali. Perbedaan ini proporsional dengan jarak. Hasil pengukuran tinggi permukaan sebenarnya adalah perbedaan antara tanki dengan jarak yang diukur melalui beda frekuensi tersebut. Keuntungan penggunaan jenis ini adalah :Mudah untuk diinstal, tidak bersentuhan langsung dengan material yang akan diuk-ur. Kerugian penggunaan jenis ini adalah :Harga yang mahal, performanya dipengaruhi oleh interfensi sinyal sebagai akibat benda-benda metal.

 Paddle Wheel

29

Gambar 3.14 Paddle Wheel

Gambar 3.14 menunjukkan pengukuran level dengan menggunakan metode paddle wheel. Motor akan terus memutar paddle wheel. Ketika paddle wheel bersentuhan dengan material, maka material tersebut akan menghalangi putaranya sehingga mengaktifkan switch.  Pengukuran Flow Pengukuran flow (aliran) adalah merupakan parameter utama yang digunakan oleh pembangkit sebagai pembacaan nilai-nilai besaran dan digunakan juga sebagai besaran proses kontrol. Teknologi pengukuran flow saat ini telah berkembang hingga mencapaititik yang lebih akurat. Pengertian flow dapat dijelaskan sebagai volume fluida yang mengalir di dalam pipapersatuan waktu. Dapat dijelaskan juga melalui formula berikut ini: Q=AxV Dimana : A = diameter pipa 30

V = kecepatan rata-rata fluida Perlu dicermati bahwa pengukuran flow dapat dipengaruhi oleh perubahan temperatur dan perubahan densitas fluida. Perubahan parameter-parameter tersebut dapat juga mempengaruhi keakuratan pembacaan jika perhitungan tidak dilengkapi dengan parameter kompensasi. Adapun beberapa alat ukur flow (aliran) yang digunakan di PLTU pacitan:  Differential Pressure Flow Meter Ada beberapa tipe umum yang digunakan pada flow meter dengan jenis differential pressure yaitu orifice plate, segmental orifice dan integral orifice,venture tube dan flow nozzle, elbow, pitot tube. Pada umunya flow meter dengan jenis differential pressure terdiri dari elemen primer( seperti orifice plae ) dan elemen sekunder ( seperti differential pressure transmitter ).Elemen sekunder akan mengukur perbedaan tekanan yang dihasilkan oleh elemen primer.

 Orifice plate Terdiri dari sebuah plat metal berlubang dengan ukuran tertentu (concentric atau eccentric). Fluida yang mengalir menghasilkan perbedaan tekanan di kedua sisi plat.Akar dari perbedaan tekanan ini merupakan proporsional dari flow. Nilai umum yang digunakan 31

pada pengukuran dengan orifice ini disebut dengan beta ratio (perbandingan beta). Perbandingan ini sama dengan diameter dalam orifice dibagi dengan diameter dalam pipa.  Segmental orifice plate Hampir sama dengan square-edged orifice plate, hanya saja perbedaannya terletak daribentuk lubang yang dibuat tangensial dengan diameter sama dengan 98% diameter dalam pipa. Sangat cocok digunakan untuk aplikasi pengukuran aliran yang rendah.  Integral orifice plate Identik dengan square-edged orifice plate. Perbedaannya terletak pada plat, flange dan dp transmitter merupakan satu kesatuan (tidak terpisah). Pada umumnya digunakan untuk pengukuran flow pada pipa dengan diameter yang relative kecil (berada pada kisaran 2 inchi (50mm)).  Venturi tube Kecepatan akan bertambah sementara tekanan berkurang pada sisi masuk. Differential pressure diukurpada sisi P1 dan P2.Venturi tube digunakan untuk pengukuran dengan tekanan yang rendah, berada padakisaran 25% hingga 50% dari kemampuan orifice plate. Sangat cocok digunakan padapipa-pipa besar  Flow nozzle Pada prinsipnya hampir sama dengan venture tube namun tidak mempunyai recovery cone ( corong ) pada sisi keluar.Pada umunya digunakan untuk mengukur aliran uap. Sangat ekonomis jika digunakan untuk mengukur flow tinggi. Dapat mengukur 60% lebih tinggi dibandingkan dengan orifice plate.

 Elbow Saat cairan mengalir di dalam elbow, gaya sentrifugal akan terjadi pada sisi luar. Besarnya gaya sentrifugal ini relative tergantung kepada kecepatan aliran. Titik pengukuran tekanan berada pada sisi luar dan dalam elbow pada sudut 45°.  Pitot tube Sering juga disebut dengan flow meter tipe insertion dp meter. Sebuah probe yang 32

terdiri dari dua bagian yang akan men-sensor dua tekanan : impact dynamic dan static. Tekanan impact di sensor oleh satu impact tube yang akan membengkok searah aliran fluida (dynamic head).  Magnetic Magnetic flow meter menggunakan prinsip dasar hukum Faraday tentang induksi magnetic. Hukum Faraday menyatakan bahwa tegangan yang diinduksikan sepanjang konduktor memotong sebuah medan magnet adalah proporsional terhadap velocity dari konduktor tersebut. Magnetic flow meter membangkitkan sebuah medan magnet. Aliran fluida yang mengalir memotong medan magnet ini dideteksi oleh sebuah elektroda. Tegangan yang dihasilkan oleh magnetic flow meter ini akan proporsional terhadap velocity rata-rata dari volumetric flow rate.  Mass Coriolis Prinsip dari flow meter dengan desain coriolis. Satu atau dua tabung dipaksa untuk berosilasi pada frekwensi alami mereka yang tegak lurus terhadap arah aliran fluida.Hasil gaya coriolis ini menginduksi gerakan tabung. Gerakan ini di sensor oleh pickup dan berhubungan dengan jumlah massa flow. Ada dua jenis efek umum dari tabung coriolis, yaitu : straight dan curved (lurus dan berbentuk kurva). Straight tube hanya membutuhkan sedikit ruang, dapat untuk di drain, mempunyai sifat kehilangan tekanan yang rendah. Dibandingkan dengan straight tube , curved tube memiliki range operasi yang lebih lebar, lebih akurat jika digunakan untuk mengukur aliran flow yang rendah, tersedia dalam ukuran yang besar, cenderung berharga lebih murah, mempunyai temperatur operasi yang lebih tinggi. Namun demikian curved tube lebih sensitif terhadap vibrasi dibandingkan dengan straight tube.  Variable Area Sering jugadisebut dengan rotameter, rotameter ini terdiri dari sebuah kerucut yang terbuat dari gelas (kaca) atau bahan transparan lainnya yang berskala dan mempunyai pelampung di dalamnya. Pelampung ini terbut dari bahan-bahan yang tahan terhadap karat, pada umumnya terbuat dari stainless-steel. Oleh karena adanya aliran fluida maka pelampung akan naik, dalam keadaan seimbang dan diam pada satu posisi. Semakin besar 33

aliran fluidayang mengenai pelampung maka posisinya akan semakin tinggi. Rotameter harusdipasang tegak lurus terhadap aliran fluida dengan kemiringan < 2°.  Ultrasonic Flow Meter Pengukuranflow dengan menggunakan tipe ini melibatkan elemen transmitter, berfungsi untuk merubah tegangan listrik frekwensi tinggi menjadi getaran akustik. Receiver, mengubah getaran akustik menjadi sinyal Secara umum pengukuran flow dengan metode ultrasonic dibedakan atas :

 Model Transit Time Ultrasonic Flow Meter, waktu yang digunakan gelombang akustikuntuk melintas dari transducer upstream ke transducer downstream adalah lebih pendekdibandingkan dengan waktu yang digunakan untuk melintas dari downstream keupstream.  Model Doppler Ultrasonic Flow Meter, bekerja berdasarkan pada efek Doppler yang menghubungkan frekwensi gelombang akustik dengan kecepatan aliran.  Pengukuran Vibrasi Vibrasi merupakan gerak osilasi dari suatu objek relatif terhadap satu titik acuan. Secara umum vibrasi dapat berupa osilasi periodik,gerak acak, atau gerak transien. Pengukuran vibrasi memiliki dampak terhadap peralatan yang jauh lebih besar daripada dampak terhadap proses itu sendiri. Sebagai contoh, pengukuran vibrasi pada bearing steam turbine tidak berpengaruh secara langsung terhadap proses yang terjadi pada turbin tetapi sangat berpengaruh dalam memperpanjang usia kerja steam turbin itu sendiri. Sensor vibrasi biasanya tergabung dengan sistem proteksi untuk komponen mesin apabila terjadi vibrasi yang terlalu melindungi besar. Area inilah yang menjadi tanggung jawab teknisi instrumentasi. Ada tiga paremeter utama viibrasi, yaitu displacement, velocity dan akselerasi. Berikut penjelasan antara lain :  Sensor Proximity 34

Sensor Proximity mengukur perubahan jarak antara elemen putar mesin dengan bagian statisnya (frame). Pengukuran vibrasi dengan menggunakan Proximity sensor biasanya memanfaatkan fenomena electromagnetic eddy current untuk mengukur jarak antara ujung probe sensor dengan poros mesin. Sensor tersebut terdiri dari kumparan yang diberi arus bolak-balik frekuensi tinggi. Medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan menyebabkan induktansi eddy currentpada poros mesin. Semakin dekat posisi poros mesin terha dap ujung probe sensor maka semakin besar medan magnet yang terjadi. Akibatnya, semakin besar pula eddy current akibat induktansi. Rangkaian osilator frekuensi tinggi (100 kHz hingga 2 MHz) yang memberikan sinyal eksitasi pada kumparan menjadi bertegangan akibat induksi dari eddy current. Sehingga, tegangan osilator menunjukkan secara langsung seberapa dekat ujung probe dengan poros mesin, pada saat tidak ada pennukaan konduktif di sekitar probe maka rangkaian jembatan dalam keadaan seimbang. Pada saat ada permukaan konduktif di dekat probe rangkaian jembatan menjadi tidak seimbang dan sinyal keluarannya akan sebanding dengan jarak dari permukaan objek yang diukur. Amplitudo sinyal keluaran menggambarkan amplitude vibrasi atau displacement, sedangkan frekuensinya menggambarkan frekuensi dari vibrasi yang terjadi.  Akselerator Kumparan Magnetik Sensor ini bekerja berdasarkan hukum ampere yang berbunyi, " sebuah konduktor dialiri arus yang berada di dalam medan magnet maka akan dikenai gaya yang sebanding dengan besar arus, panjang konduktor yang terkena medan magnet kerapatan medan 35

magnet dan sudut antara konduktor dengan medan magnet". Arus listrik yang dihasilkan rangkaian sensor ini berbanding lurus dengan akselerasi yang terjadi.  Pengukuran Posisi Pengoperasian turbin yang terus menerus dengan kondisi abnormal dapat mengakibatkan kerusakan pada turbin dan komponen-komponennya. Sehingga dibutuhkan peralatan instrumen yang berfungsi untuk memantau kondisi turbin, dan membantu mendapatkan data yang dapat dijadikan acuan dalam pengoperasian dan pemeliharaan. Dari beberapa peralatan pemantau kondisi turbin, salah satunya adalah Peralatan Pengukur Posisi (Position Measurement) peralatan ini memberikan informasi secara kontinyu pergerakan Governoor Valve, By Pass Valve, kondisi thrust bearing, perbedaan pemuaian antara bagian yang berputar (rotor) dan bagian diam (stator) dari turbin. Dengan adanya peralatanini, akan segera terpantau apabila terjadi perubahan yang menyimpang dari parameter normalnya. Sehingga petugas dapat segera melakukan tindakan yang dibutuhkan guna pengamanan sistim dengan cepat dan tepat. Peralatan pengukur posisi pada turbin berfungsi: Mendeteksi kondisi yang ada pada peralatan. Memastikan operasi pada batasan yang aman. Memberikan peringatan jika ada ketidaknormalan pada turbin.

 Sistem Kontrol Sistem kontrol berfungsi untuk membawa dan mengendalikan proses suatu sistem ke tingkat keadaan atau kondisi yang diinginkan atau dibutuhkan, serta menjaga parameter proses yang penting dalam batasan yang diperbolehkan. Fungsi kontrol adalah menerima masukan (input) dari alat pengukur proses (sensor) dan membandingkan dengan harga/nilai yang diinginkan untuk mendapatkan deviasi yang untuk selanjutnya dikalkulasi menjadi keluaran kontrol yang akan mengatur posisi penggerak. Pada PLTU Pacitan digunakan sistem kontrol DCS (Distributed Control System) seperti PLTU lainnya sesuai dengan ketentuan dari PLN.

36

 Pengertian Distributed Control System DCS (Distributed Control System) sesuai dengan namanya adalah sebuah sistem pengontrolan yang bekerja menggunakan beberapa controller dan mengkoordinasikan kerja semua controller tersebut. Masing-masing controller tersebut menangani sebuah plant yang terpisah. DCS pertama kali diciptakan oleh Honeywell pada tahun 1975 dengan nama TDC-2000. DCS banyak diproduksi oleh manufacture yang terkenal antara lain Honeywell, ABB, Siemens, Scheneider, Foxboro dll, sedangkan pabrik DCS Foxboro di cina antara lain Xin Hua (Shanghai), Helishi dan Guo Dian (di Beijing), Pembangkit Pacitan menggunakan DCS I/A Series merk Foxboro.

37

Struktur dasar DCS pada Power Plant :

38

Keterangan :  CEMS (Continuous Emission Monitoring System) untuk monitoring kadar emisi gas buang.  FSSS (Furnace Safety Supervisory System) untuk mengontrol boiler.  DEHC (Digital Electro Hydraulic Control) untuk mengontrol CV turbin.  ECS (Sequence control system) untuk mengontrol generator dan transformer.  MCS (Manajement Control System) untuk mengontrol common equipment ( water treatment plant. Desalination plant, Boiler Feed pump, condensate polishing). Pada common equipment ini pengontrolan menggunakan PLC.  ETS (Emergency Trip System) untuk mengontrol turbin.  DAS (Data Acquisition System) untuk mengumpulkan data-data dari lokal untuk masing-masing unit.  PLC (Programmable Logic Controller) sesuai dengan namanya adalah sebuah

39

controller yang dapat diprogram.  Kegunaan DCS  DCS berfungsi sebagai alat untuk melakukan Kontrol suatu loop system dimana satu loop bisa terjadi beberapa proses control.

 Berfungsi sebagai pengganti alat alat Control manual dan auto yang terpisahpisah menjadi suatu kesatuan sehingga lebih mudah untuk pemeliharaan dan penggunaanya.  Sarana pengumpul data dan pengolah data agar didapat suatu proses yang benar-benar diinginkan.

 Cara Kerja DCS DCS digunakan sebagai alat control suatu proses. Untuk mempelajari suatu sistem kontrol dengan DCS, harus dipahami terlebih dahulu apa yang disebut dengan loop system, dimana pada suatu loop system terdiri dari :

 Alat pengukur ( Sensor Equipment)  Alat control untuk pengaturan proses (Controller)  Alat untuk aktualisasi (Actuator).

DCS terhubung dengan sensor dan actuator serta menggunakan setpoint untuk mengatur aliran material dalam sebuah plant / proses. Sebagai contoh adalah pengaturan setpoint control loop yang terdiri dari sensor tekanan, controller, dan control valve. Pengukuran tekanan atau aliran ditransmisikan ke kontroler melalui I/O device. Ketika pengukuran variable tidak sesuai dengan set point (melebihi atau kurang dari setpoint), kontroller memerintahkan actuator untuk membuka atau menutup sampai aliran proses mencapai set point yang diinginkan. 40

 Komunikasi pada DCS Pada sistem kontrol DCS, diperlukan komunikasi antara sensor yang mendeteksi kondisi di plat untuk mengirimkan data kepada kontroler sehingga kontroler dapat menampilkan data field yang dikontrol secara real time dan dapatmemerintahkan aksi kontrol untuk memanipulasi output agar mencapai nilai sesuai dengan set point. Oleh karena itu sistem DCS membutuhkan aturan-aturan yang dipahami oleh masing-masing komponen sistem. Aturan-aturan dalam berkomunikasi pada sebuah sistem disusun dalam sebuah protokol. Protokol merupakan suatu aturan atau standar atau tata cara berkomunikasi antar komponen (modul DCS, PLC, PC, field devices, dll) yang terkoneksi dalam sebuah jaringan. Pada DCS, masing-masing komponen saling berkomunikasi sehingga perlu diatur bagaimana cara komponen-komponen ini berkomunikasi dengan komponen lainnya. Masing-masing vendor atau pengembang DCS biasanya mengembangkan sendiri aturanaturan atau protokol dalam komunikasinya sehingga memunculkan banyak protokol yang sudah distandarkan. Berikut ini adalah protokol yang dikembangkan dan dipakai oleh produk-produk sistem kontrol DCS :  Protokol Modbus Protokol Modbus merupakan protokol komunikasi data antara device dalam sistem kontrol yang dikembangkan oleh Perusahaan Modicon Square D yang merupakan grup dari PT Schneider. Protokol Modbus pada jaringan kontrol terdiri dari sebuah Master dan slave. 1 master dapat dihubungkan dengan beberapa slave. Protokol Modbus enggunakan TCP/IP, bahasa dapat dibagi dan diarahkan.

41

Kelebihan

 standar terbuka  Gratis  Bahasa Internet

42

 Highway Addressable Remote Transducer (HART) HART merupakan kependekan dari "Highway addressable remote transducer" yaitu suatu standar komunikasi data yang banyak digunakan pada sistem kontrol terdistribusi. Sistem HART merupakan jembatan peralihan dari penggunaan komunikasi data secara analog menuju sistem komunikasi digital, sehingga kadang HART digolongkan dalam sistem analog dan terkadang juga dimasukkan dalam sistem komunikasi digital. Secara umum, sistem HART menggunakan pengawatan (wiring) dengan menggunakan standar anus dengan 4-20mA. Super imposes the digital signal on the top of the analog one. 43

Fitur-fitur HART

 35-40 data items Standard in every HART device.  Device Status & Diagnostic Alerts.  Process Variables & Units.  Loop Current & % Range.  Basic Configuration Parameters.  Manufacturer & Device Tag.  Akses standar untuk command lebih mudah.  Tidak memperlukan file DDL untuk mendapatkan.  Meningkatkan integritas sistem kontrol.  Sinyal peringatan lebih cepat.  Secara otomatis melacak dan mendeteksi perubahan (mismatch) dalam rentang atau secara per bagian dari unit.

44

Keunggulan HART : HART sebagai sebuah sistem komunikasi data peralihan dari analog menuju digital mempunyai berbagai keunggulan yang diantaranya adalah Aman (Sape), Terjamin keandalannya (Secure), dan mempunyai tingkat ketersediaan yang tinggi (Available). Standar HART sudah diterima secara global oleh pabrikan yang bergelut dalam bidang instrumentasi dan kendali. Pengujian sistem komunikasi HART sudah teruji dalam berbagai aplikasi di industri baik industri manupaktur,industri proses maupun industri minyak dan gas. Sistem HART juga didukung oleh banyak industry instrumentasi dan kendali serta menghemat waktu dan investasi.  Foxboro Invensys Invensys menawarkan sistem otomasi yang benar-benar terbuka yang interoperasi dengan beberapa jenis perangkat, dari beberapa vendor, dengan beberapa protokol, paling banyak ditemukan pada proses pembangkitan. Sistem Jaringan dan perangkat I/O Foxboro menyediakan integrasi kemampuan 45

fieldbus, termasuk Fieldbus Foundation, Fieldbus Kontrol di Lapangan, HART, Profibus, DeviceNet, Modbus, dan Foxcom kita sendiri,dll .Invensys juga merupakan kontributor utama munculnya Alat Lapangan Perangkat (FDT) teknologi dan bangga menjadi anggota pendiri FDT Bersama Interest Group. Foxboro I / A Series remote fieldbus dan lapangan dipasang FBMS tmenunjukkan penghematan kabel yang signifikan, hingga 70%, dibandingkan dengan metode konvensional. Ethernet menghubungkan I / O dapat ditempatkan di pusat kontrol, dekat dengan prosesor kontrol dan workstation, atau di lapangan, dekat dengan proses pengukuran dan perangkat kontrol.  Sistem I/A Series Sistem (Intellegent Automation) Series adalah sistem operasi yang menggabungkan dan mengotomatisasi proses operasi manupacturing. Ini merupakan sistem distribusi yang berkembang sehingga dapat menyesuaikan dengan kebutuhan sistem. Modul yang membentuk sistem komunikasi I/A Series dapat terletak di berbagai lokasi. Tempat ini tergantung kondisi dan layout dari plant process. Tiap modul memiliki fungsi yang spesifik.

46

 Spesifikasi Sistem I/A Series Sistem T/A series terdiri dari peralatan yang di sebut modul. Tiap modul di program dengan tugas sesuai untuk memonitor dan mengontrol sistem operasi manupacturing. Sistem I/A Serie mempunyai 3 standart untuk produknya, yaitu : Software, Hardware dan Network. Kelebihan sistem I/A series diantaranya adalah:  Hardware dan Soptware dapat di upgrade secara independen.  Type hardware lebih sedikit, mengurangi biaya back up.  Menggunakan protocol Fieldbus pada FBM.  Menggunakan sistem Fault Tolerant System (FT System).

 Hardware pada I/A Series Perangkat-perangkat keras (hardware) yang digunakan pada I/A Series sebagai berikut :  Switch Hub

47

 Work Station

 Control Processor

48

 Field Bus Module

49

 Module FCM100

 Baseplate

50

 Software Yang Digunakan Pada I/A Series

Software platform :

 Unix dengan sistem operasi Solaris  Windows dengan sistem operasi Windows XP dan Windows Server 2003. Software paket :

 Paket Configuration. Terdiri FoxView, Integrated Control Configurator (ICC) dan FoxDraw.  Sistem Monitor. Sistem manager : network fault, pault location, hardware management. 51

 AIM Historian/ Paket Report.  Paket API  Paket Library  Paket Plant Management  Alarm di I/A sistem. Yang akan menampilkan diantaranya process alarm, alarm priority.  Sistem security. Penggunaan user name dan password.  Operator Action Journal (OAJ). Record yang berisi waktu operasi, user dan parameter yang di ubah.

 I/A Series Network

52

Mesh Control Network adalah switch Fast Ethernet Network berdasarkan standar IEEE802.3u (Fast Ethernet) dan IEEE 802.3z (Gigabit Ethernet). Mesh Control Network terdiri dari sejumlah Ethemet switch yang terhubung dalam konfigurasi Mesh. Keuntungan konfigurasi ini adalah redundant aliran data dan dapat tetap beroperasi meski ada satu aliran yang mengalami kerusakan. Fleksibilitas dari arsitektur Mesh Control Network membuat kita dapat merancang konfigurasi network yang sesuai dengan kebutuhan sistem kontrol.  Field Bus Module Sistem Fieldbus adalah sistem kendali yang menggunakan media komunikasi digital, serial, dua arah, multidrop, dengan kecepatan transper data 31.25 kbps yang saling menghubungkan peralatan lnstrument di lapangan seperti sensor, transmitter, aktuator dan peralatan di level hirarki lebih tinggi seperti DCS. Fieldbus berfungsi seperti layaknya Local Area Network di hirarki tingkat paling bawah yang mempunyai kemampuan untuk 53

mendistribusikan applikasi pengendalian diantara peralatan lnstrument di lapangan (misalnya : Transmitter dengan Control Valve). Selain itu juga dapat mendistribusikan applikasi pengendalian dari peralatan di hirarki level lebih tinggi (DCS) ke peralatan lnstrument di lapangan.

54

Fieldbus dapat melakukan diagnostik lengkap dan manajemen asset peralatan Instrument di lapangan sehingga dapat meningkatkan kehandalan kilang (Plant Availability). Sistem pengkabelan Fieldbus hanya membutuhkan satu pasang kabel yang dihubungkan secara paralel dengan peralatan Instrument di lapangan dengan peralatan di hirarki lebih tinggi (DCS).

Fungsi FBM

 Merubah Sinyal Analog ke Digital

55

 Transmitters,  Koneksi ke PLCs,  Third party devices  Merubah Sinyal Digital ke Analog  Valves  Motors, pumps  Memperbaiki Kualitas Sinyal  Status Indikator untuk Sinyal Diskrit

Beberapa fitur yang dimiliki oleh Sistem Fieldbus adalah :

 Dikarenakan dapat dihubungkan pada beberapa peralatan lnstrument sekaligus dan beberapa variabel data pengukuran dan diagnostik dapat dikomunikasikan pada satu kabel, sehingga dapat mengurangi jumlah kabel dan biaya dapat dikurangi.  Protokol transmisi digital meyakinkan proses informasi secara akurat dan kendali 56

kualitas yang ketat.  Komunikasi berlapis memungkinkan berbagai informasi seperti halnya Variabel Proses (PV) dan Variabel Manipulasi (MV) dikirimkan dariperalatan lnstrument di lapangan.  Kemampuan komunikasi antar peralatan lnstrument di lapangan dapatmembentuk Sistem Pengendalian Terdistribusi (DCS) yangsesungguhnya.  Kesesuaian

(Interoperability)

memungkinkan

peralatan

dari

pabrikan

(manufaktur) yang berbeda untuk diintegrasikan.  Pilihan peralatan lnstrument yang , luas dari berbagai pabrikan membuatkontruksi sistem menjadi fleksibel.  Sistem Instrumentasi, peralatan elektrik, Analyzer, dll dapat saling berintegrasi.  Beberapa penyesuaian (adjustment) dan inspeksi peralatan di lapangandapat dilakukan dari ruang kendali (remote). Fieldbus menggantikan peran sistem analog konvensional 4-20mA secarabertahap untuk mengirim data pengukuran dan pengendalian antara ruang kendali dan lapangan.  Control Processor Control Processor (CP) adalah sebuah modul yang berpungsi sebagai pusat pengaturan untuk mengerjakan proses pengaturan, sistem logic, timing, sistem control sequensial bersama dengan modul lain (FMB) dan peralatan interface proses lain. Control Processor juga berfungsi mengakuisisi data (lewat FBM atau peralatan lain), deteksi alarm dan notifikasi. Sistem CP dibuat fault toleran, merupakan high speed redundancy system. Indikator lampu pada FCP menunjukkan Green untuk sistem OK dan Red untuk sistem Fault/Wrong. Maintenance dapat dilakukan saat sistem online, untuk penggantian CP maupun perubahan konfigurasi dalam program. Di PLTU Pacitan control processor yang digunkan adalah FCP270 yang merupakan modul CP produksi IA Series Foxboro. Beberapa kelebihan FCP270 adalah

57

Status Operasional FCP270 adalah nyala lampu LED: Tabel 3.1 Indikator pada kontrol prosessor Merah

Hijau

Status

OFF

ON

Normal

OFF

OFF

Tidak ada power, atau fault

ON

ON

Saat sistem start up

58

ON

OFF

Modul fail, atau sedang diagnose online saat booting

Permasalahan yang sering muncul adalah fault dikarenakan sistem komunikasi seperti pada kabel, konektor, internal data, tegangan turun dll. Untuk permasalahan di CP cara paling cepat menyelesaikan dan memperbaiki adalah dengan mengganti modul CP dengan spare part yang ada dan sesuai.

 Menyediakan transmisi data yang handal dan penerimaan  Kekurangan  Membutuhkan overhead yang cukup.  Memiliki lubang keamanan yang dikenal  Sistem kurang realistic  Protokol Field Bus

Fieldbus merupakan salah satu protokol komunikasi yang sangat popular di dunia industri karena merupakan salah satu protokol yang banyak dipakai pada komunikasi 59

sistem kendali terdistribusi saat ini. Protokol ini pertama kali dikembangkan Oleh Komite ISA SP50 yang merupakan suatu organisasi yang konsen terhadap peningkatan kualitas otomasi sistem kendali. Keunggulan Fieldbus

 Biaya pemasangan rendah  Sangat handal  Mudah dioperasikan

 real time

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN  SIKLUS BATUBARA. Sistem pembakaran dalam PLTU dimulai dari coal storage (stockpile) batu bara diangkut dengan belt conveyor menuju boiler house dan disimpan di dalam coal bunker setelah itu menuju coal feeder, pulverizer, coal pipes dan combustion burner,. Dalam bangunan PLTU, coal bunker berfungsi sebagai tempat penampung batubara yang akan didistribusikan ke pulverizer melalui coal feeder. Untuk menghasilkan pembakaran yang efisien, batu bara yang masuk ruang pembakaran harus digiling terlebih dahulu hingga berbentuk serbuk/tepung (pulverized coal). Penggilingan batu bara menjadi serbuk dilakukan mill pulverizer yang dikenal juga dengan nama bowl-mill, batubara digiling hingga berukuran 200 mesh (200 bagian/inchi). 60

Disebut bowl-mill karena di dalamnya terdapat mangkuk (bowl) tempat batu bara ditumbuk dengan grinder. Pemasukan batu bara dari coal bunker ke pulverizer diatur dengan coal feeder, sehingga jumlah batu bara yang masuk ke pulverizer bisa diatur dari control room. Batu bara yang sudah digiling menjadi serbuk ditiup dengan udara panas (udara primer) dari pulverizer menuju combustion burner melalui pipa-pipa coal piping. Pada saat start up, pembakaran tidak langsung dilakukan dengan batu bara, tetapi terlebih dahulu mempergunakan bahan bakar minyak (Fuel Oil). Baru setelah beban mencapai 30% tetapi kenyataannya dilapangan baru bisa bila beban lebih dari 50%. Batu bara pelan-pelan mulai masuk menggantikan minyak. Maka selain coal piping, burner juga terhubung dengan oil pipe, atomizing air dan scavanging air pipe yang berfungsi untuk mensuplai BBM.Agar pembakaran dalam combustion chamber berlangsung dengan baik perlu didukung dengan sistem suplai udara dan sistem pembuangan gas sisa pembakaran yang baik. Tugas ini dilakukan oleh Air and Flue Gas Sistem. Air and Flue Gas Sistem terdiri dari Primary Air (PA) Fans, Forced Draft (FD) Fans, Induced Draft (ID) Fans, Air Heater, Primary Air Ducts, Secondary Air Ducts dan Flue Gas Ducts. Udara yang akan disuplai ke ruang pembakaran dipanaskan terlebih dahulu agar tercapai efisiensi pembakaran yang baik. Pemanasan tersebut dilakukan oleh Air Heater dengan cara konduksi dengan memanfaatkan panas dari gas buang sisa pembakaran di dalam furnace. Ada 2 (dua) tipe Air Heater yang banyak dipakai di PLTU. Yang pertama air heater type tubular, banyak dipakai di PLTU yang berkapasitas kecil. Sedangkan air heater type rotary lebih dipilih untuk PLTU kapasitas besar. Primary Air Fans berfungsi untuk menghasilkan primary air (udara primer) yang diperlukan untuk mendorong serbuk batu bara dari pulverizer ke burner. Forced Draft Fans berfungsi untuk menghasilkan secondary air (udara sekunder) untuk mensuplai udara ke ruang pembakaran. Sedangkan Induced Draft Fans berfungsi untuk menyedot gas sisa pembakaran dari combustion chamber untuk dikeluarkan ke cerobong asap. Flue Gas sistem adalah bagian yang sangat penting untuk menjaga agar PLTU tidak menyebabkan polusi berlebihan kepada lingkungan. Bagian dari flue gas sistem yang umum terdapat di semua PLTU adalah Electrostatic Precipitator (EP). EP hanya digunakan untu batu bara bilamana pada waktu start awal yang menggunakan HSD EP 61

tersebut dimatikan karena bisa merusak komponen EP tersebut.Electrostatic Precipitator adalah alat penangkap debu batu bara Sebelum dilepas ke udara bebas, gas buang sisa pembakaran batu bara terlebih dahulu melewati electrostatic precipitator untuk dikurangi semaksimal mungkin kandungan debunya. Bagian utama dari (EP) ini adalah housing (casing), bagian dalam yang terdiri dari discharge electrode, collecting plates dan hammering sistem, dan ash hoppers yang terletak di bagian bawah untuk menampung abu.

 2. PENGERTIAN DAN SISTEM KERJA MILL 

Dengan kapasitas terpasang 2 x 315 MW, tiap unit PLTU 1 Pacitan memiliki satu buah boiler dengan 5 mill pulveriser yang mensuplai bahan bakar ke burner (ruang bakar). Berikut adalah spesifikasi boiler PLTU 1 Pacitan 1&2 pada beban 300 MW : - Beban

: 300 MW

- Main Steam Flow

: 837,7 t/h (B-MCR)

- Main Steam Pressure

:16,1MPa

- Main Steam Temp.

: 539oC

- Reheat Pressure

: 3,4 MPa

- Reheat Temperature

:538,2oC

- Feed Water Flow.

:1003,6oC 62

- Coal Rate Max

: 170 ton/h (B-MRC)

- Burner System

: 20Corner Burners

- Boiler Efficiency

: 82.27 %

- Coal Pulverizer/Feeders : 4 operasi, 1 stand by

63

64

Gambar 1 Boiler300 MW (net) Corner burner for mill pulverizercoal

Setiap boiler memiliki 4 pulverizer dimana tiap-tiap pulverizer menyuplai ke 4 burner sehingga setiap boiler memiliki 20 burner, berikut adalah konfigurasi untuk sistem bahan bakar.

65

Gambar 2. Konfigurasi mill pulverizer tiap boiler

66

Gambar 3. 67

Konfigurasi suplai batu bara dari mill pulverizer ke burner (boiler)

2.1.Prinsip Kerja Mill Pulverizer Adalah alat yang dipergunakan untuk menghancurkan/menggiling batubara menjadi butiran halus (powder),kemudian butiran halus ini dihembus udara yang bertekanan dari bagian bawah mill pulverizersehingga naik/terbang menuju outlet mill pulverizerdan kemudian menuju ruang bakar bersama udara untuk pembakaran pada boiler. Ukuran kehalusan batubara dari mill pulverizerdisebut Fineness. Untuk batubara Lower Ranked (Subbituminus dan lignite) Finenesnya sering diijinkan = 65% sampai 70% untuk mesh 200. Untuk batubara Higher Ranked (bituminus) Finenessnya = 70% sampai 75 % untuk mesh 200.

68

Gambar 4. Mill pulverizer tampak dari luar

2.2.Type Mill pulverizer Setiap pabrik mempunyai cara untuk menentukan type mill pulverizer. Jika dilihat dari putaranya mill pulverizerdi bagi menjadi tiga, yaitu : High Speed Mill pulverizer, Medium Speed Mill pulverizer, Low Speed Mill pulverizer. Mill pulverizeryang digunakan di PLTU 1 Pacitan adalah jenis Medium Speed Mill pulverizer.Kebanyakan type mill pulverizer pulverizer ditandai huruf dan angka, B & W 89G untuk produk Babcock & Wilcox, sedangkan pabrik ABB CE type HP 963. Untuk HP 963 mengandung arti : untuk 96 adalah ukuran diameter Bowl= 96 inchi, sedangkan angka 3 adalah jumlah grinding roll, untuk lebih jelasnya bisa dilihat gambar di bawah.

69

70

Gambar 5. Arti dari type HP 963 yang digunakan di PLTU Pacitan

 Hal Yang Mempengaruhi Kapasitas Mill pulverizer  HGI (Hardgrove Grindability Index) makin tinggi,maka semakin banyak batubara yang digiling, yang berarti kapasitas mill pulverizernaik, demikian juga sebaliknya. Untuk setiap point perubahan HGI akan terjadi perubahan kapasitas mill pulverizersekitar 1 – 1/3% .  Fineness makin tinggi berarti memerlukan waktu lebih lama untuk grinding,yangberarti kapasitas menurun,demikian sebaliknya.  Moisture makin tinggi,maka kapasitas akan menurun karena memerlukan waktupengeringan lebih lama dan batubara basah lebih sulit digiling.

 Komponen Utama Mill Pulverizer Komponen uatama mill pulverize masing-masing memegang peranan penting pada saat mill pulverizer beroperasi. Dimana dalam operasinya mill pulverizer ini digerakan oleh sebuah motor dengan putaran 3000 rpm, yang di reduksi dalam mentranfer energinya dengan gearbox sampai menjadi kurang lebih 33 rpm, dimana scrapper dan bowl di couple sehingga putaranya sama. Di bawah ini adalah gambar dan letak komponen pada mill pulverizer beserta penjelasan tentang fungsinya.

71

72

Gambar 6. Komponen utama mill pulverizer 1. Bowl Berbentuk seperti piring besar dengan gerakan berputar sebagai dasaruntuk menggiling batubara bersama grinding roll yang berada diatasnya yang ikut berputar.Mill pulverizertype HP 96 3 berarti 96 inchi ukuran bowl dan 3 buah jumlah grinding.

73

Gambar 7. Bowl dan grinding mill pulverizer 2. Grinding

74

Berbentuk roda besar terbuat dari logam yang berfungsi untukmenggilas/menggiling batubara diatas bowl dan berputar mengikuti putaran bowl. Clearance antara grinding roll dan bowl ring sekitar 5 mm.

Gambar 8. Grinding roll mill pulverizer

3. Motor puverizer

75

Berfungsi untuk memutar bowl melalui gigi reduksi dari planetory gear box. 4. Planetary gear box Untuk mentransfer tenaga putar dari motor ke bowl. Di dalam gear box terdapat 2 gear yakni n1 dengan putaran 977 rpm dan n2 dengan putaran 29,748 rpm, n2 ini adalah yang di coupledengan bowl dan juga scrapper. 5. Mill pulverizerside Adalah peralatan dan area dibawah bowl dimana udara dari Primary Air Fan masuk,untuk menampung batubara atau material yang reject dari Mill pulverizer dan jatuh ke bottomliner yang dilengkapi scraper untuk membersihkan serbuk batubara. 6. Scraper Berjumlah 3 buah yang digunakan untuk membersihkan tumpahan batubara dari mill pulverizer dan pyrites. 7. Vane wheel Untuk pemerataan distribusi udara dari mill pulverizerside melalui mill pulverizer dan terus keatas menujuclasifier, sehingga dapat meningkatkan efisiensi pembagian batubara. 8. Classifier Terletak pada bagian atas mill pulverizeryang berfungsi untuk memisahkan antarabatubara halus dan kasar.Batubara yang halus

langsung naik keoutlet dan menuju ruang bakar, sedangkan yang kasar akan jatuh kembali ke mill pulverizer untuk ikut tergiling lagi. Classifier ini terdiri dari deflector vane yang dapat disetel untuk mendapatkan tingkat kehalusan 76

(Fineness) sesuai yang diharapkan

9. Gate Discharge Valve Berfungsi untuk mengisolasi atau membatasi pada waktu mill pulverizertidak beroperasijangan sampai ada gas panas dari ruang bakar masuk ke mill pulverizer. 10. Coal Pipe Orifices Dipasang diatas discharge mill pulverizerpada pipa batubara dari mill pulverizeryang menuju ruang bakar. Fungsinya untuk menyamakan aliran campuran batubara dan udara dari mill pulverizerkeruang bakar.Karena panjang pipa yang menuju empat sudut ruang bakar panjangnya tidak sama dan pula banyaknya belokan juga berbeda satu sama lain. Lubang orifice tiap pipa tidak sama tergantung panjang pipa dan ukuranya ada pada gambar(master drawing).Orifice`harus direpair apabila lubangnya telah aus dan melebihi 10% dari lubang standardnya. 2.5. Pengertian Mesh dan Finenes Mesh adalah lubang-lubang pada ayakan batubara. Gunanya ayakan adalah untuk mengukur tingkat kehalusan (finenes) dari batubarasetelah digiling pada mill puverizer artinya apabila batubara setelah digiling kemudian diayak, maka batubara yang halus akan lolos sedangkan yang kasar akan tertinggal dan tidak lolos ayak. Finenes adalah kehalusan

batubara,sedangkan satuannya adalah %. Misalnya batubara yang diayak 100 gram, kemudian yang lolos ayakan 70 gram, sedangkan yang tertinggal adalah 30 gram, maka finenes batubara = 70 gram/100 gram x 100 %= 70%. Ada beberapa macam jumlah lubang atau Mesh ayakan yang biasa digunakan yaitu Mesh30, 50, 100, dan 200 : Mesh 50 berati untuk lebar 1 inchi terdapat 50 lubang, jadi lebar perlubang = 1 inchi / 50 = 1 / 50 inchi= 0,508 mm.Finenes batubara untuk pembangkit umumnya 77

berkisar 65 – 75 % untuk mesh 200.Berarti lebar lubangnya= 1 inchi / 200= 0,127 mm.

Gambar 9. Coal fineness test

2.6. Hardgrove Grindability Index Hardgrove Grindability Index(HGI) adalah angka yang menunjukkan kekerasan suatu batubara untuk digiling pada Mill pulverizer. pulverizer. Metode Hardgrove adalah standard yang diterima dan ASME standard D 409 adalah Grindability batubara yang menggunakan metode mesin

Hardgrove. Karena metode tersebut diatas,maka angka kekerasan batubara 78

sering juga disebut angka HGI. Semua jenis batubara mempunyai angka HGI antara 35 sampai 110:  Angka semakin tinggi berarti semakin mudah digiling (semakin lunak)  Angka semakin kecil berarti semakin keras.  Rata-rata angka HGI adalah antara 50-55

79

Gambar 10. Typical fineness / hubungan Kapasitas

 SISTEM PROTEKSI SUHU PADA MILL

Mil melakukan start ketka kondisi temperature menunjukkan pada 53c– 65c dan beberapa kondisi yang mendukung telah terpenuhi seperti pada gambar di bawah :

80

Gb kondisi mill untuk start permit dan first out.

Pada mill terdapat sensor suhu untuk memproteksi keadaan mill kapan waktu untuk memulai proses dan kapan terjadi trip sehingga keadaan mill akan aman, pada temperature 51 derajat celcius sensor akan mengirim sinyal alaram dan kondisi ini dapat dipantau melalui DCS pada ruang kontrol sehingga dapat dilakukan langkah-langkah untuk menghindari mill dalam kondisi trip pada temperature71 derajat celcius.

81

Gb kondisi mill pada DCS.

82

BAB V PENUTUP  Kesimpulan

Dari uraian materi dan hasil pengamatan selama melaksanakan Praktek Kerja Industri dapat disimpulkan hal-hal sebagai berikut:

 PLTU 1 JATIM UBJOM Pacitan mempunyai kapasitas sebesar 2x315 MW  Fan digunakan dalam peningkatan efisiensi pembangkit karena fan dapat memaksimalkan tenaga dorong pada saluran inlet bahan bakar, menghemat bahan bakar dan membantu pembakaran agar prosesnya sempurna.  PLTU 1 Jawa Timur Pacitan menggunakan dua buah mill masing-masing satu mill pada unit.  Saran

Selama menjalankan Kerja Praktek Industri kurang lebih 1 bulan, penulis mendapat pengetahuan baru tentang proses-proses yang terjadi di sebuah pembangkit, khususnya PLTU 1 Jatim UBJOM Pacitan. Maka demi kemajuan bersama penulis ingin menyampaikan beberapa saran sebagai berikut :  Untuk dapat mengetahui dan mengamati dengan cepat dan akurat proses yang terjadi dilapangan, diperlukan akses data-data dan sumber informasi, sehingga akan menghasilkan sistem operasi yang tepat.  Bagi mahasiswa yang kerja praktek selanjutnya agar lebih proaktif.

83

DAFTAR PUSTAKA

Zuhal. 1991. Dasar Tenaga Listrik. Bandung: ITB Press. Irwin Lazar, “Electrical System Analysis & Design for Industrial Plant”, McGraw Hill Book Company. PT. PLN (Persero). 1997. Jakarta: PLN.

Kursus Pengoperasian Unit PLTU (modul 3/OP).

PT. PJBS .2007. Coal Handling System Technical Write Up for 1750 TPH Ship Unloader. Rembang: PLN. PT. PJBS. 2009. Modul Dasar Operasi Ship Unloader. Rembang: PLN. PT. PLN (Persero). 2011. Sistem PLTU. Jakarta: PLN. Arindya, Radita. 2014. Instrumentasi dan Kontrol Proses. Yogyakarta: Graha Ilmu. Lira, Carl., 2013, Brief History of Steam Engine, www.egr.msu.edu/ ~lira/supp/steam/, diakses tanggal 3 Februari 2015.

84