Universitas Gresik Fakultas Teknik Mesin
Jurnal Tugas Akhir
PEMELIHARAAN BOILER FEED WATER PUMP ( PLTU ) UNIT 3 & 4 GRESIK Studi kasus di : Pembangkit Listrik Tenaga Uap PT.PJB UP Gresik Oleh : Farizal Alfian, NIM 2008040003 Jurusan Teknik Mesin – Fakultas Teknik Universitas Gresik – Jawa Timur
Abstraksi Sistem tenaga listrik terdiri atas pembangkitan, penyaluran dan distribusi. Salah satu jenis pembangkit adalah Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU). Komponen – komponen dalam Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) adalah ketel uap (boiler), turbin uap, kondensor dan generator. Pada proses yang terjadi di Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) yang dimana air pengisi ke ketel uap akan dirubah menjadi uap bertekanan tinggi dan bertemperatur tinggi. Maka dalam kesiapan operasional Pembangit Listrik Tenaga Uap (PLTU) dibutuhkan komponen – komponen yang mempunyai keandalan dan kesiapan beroperasi yang tinggi. Oleh karena itu penting untuk mengetahui proses perawatan atau perbaikan (maintanance) tehadap peralatan yang membutuhkan kesiapan operasional yang tinggi. Dalam hal ini kita akan melakukan analisis proses perawatan atau perbaikan (maintanance) terhadap salah satu komponen yang sangat penting dalam siklus Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) yaitu terhadap Boiler Feed Water Pump (BFWP). Dimana dalam siklus Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) pompa ini mengumpan air menuju ketel uap yang membutuhkan tekanan tinggi. Komponen – komponen yang terdapat pada mesin Boiler Feed Water Pump merupakan komponen – komponen yang harus mempunyai keandalan, ini dikarenakan operasi mesin Boiler Feed Water Pump yang continues running. Kesiapan spare part juga menunjang dalam kesiapan operasional mesin ini. Maka dari itu dalam perencanaan spare part komponen mesin Boiler Feed Water Pump harus diperhitungkan dengan benar. Perusahaan selaku pelaksana produksi energi listrik dalam hal ini mempunyai metode – metode dalam melaksanakan pemeliharaan. Dalam buku ini akan dijelaskan metode – metode pemeliharaan tersebut beserta kalkulasi biaya yang harus dikeluarkan oleh perusahaan.
Kata kunci :PLTU, Boiler Feed Water Pump, Pemeliharaan, Biaya
-1-
Universitas Gresik Fakultas Teknik Mesin
Jurnal Tugas Akhir 1. PENDAHULUAN Saat ini, energi listrik telah menjadi kebutuhan dasar bagi umat manusia. Hampir semua aktivitas kehidupan sangat bergantung pada energi listrik. Oleh karena itu sangat di butuhkan pasokan energi listrik yang selalu dapat di andalkan. Pembangkit listrik merupakan garda terdepan dari sistem energi listrik yang harus berperan untuk menjamin ketersediaan dan keandalan energi listrik. Dalam merencanakan suatu sistem penyediaan tenaga listrik, lokasi fisik tenaga pusat tenaga listrik saluran transmisi dan gardu induk perlu di tentukan dengan tepat, agar dapat diperoleh system yang baik, ekonomis dan dapat diterima masyarakat. Performance suatu unit pembangkit listrik tidak lepas dari adanya pemeliharaan unit pembangkit yang baik pula, sehingga sedapat mungkin selama masa shut down maupun kondisi operasi. Faktor pemeliharaan alat dan fasilitas-fasilitas produksi merupakan bagian yang sama pentingnya dengan bagian lainnya yang terdapat dalam manajemen produksi. Kegiatan pemeliharaan ini tidak dapat diabaikan begitu saja Karena sebagian besar pengelolahan yang dilakukan pada proses produksi sebuah perusahaan pembangkit tenaga listrik juga menggunakan mesin. Pada kenyataannya masalah utama dalam pembangkit tenaga listrik adalah pada sistem operasi serta kerusakan pada sistem instalasi yang menyebabkan pemutusan tenaga sehingga pasokan listrik pun terputus. Bagian-bagian PLTU yang memerlukan pemeliharaan secara periodik adalah bagian-bagian yang berhubungan dengan gas buang dan dengan air pendingin, yaitu pipa-pipa air ketel uap (Evaporator) dan pipa-pipa air pendingin termasuk pipa-pipa kondensator. Pipa-pipa ini semua memerlukan pembersihan secara periodik. Pada siklus tertutup PLTU, dimana air laut yang telah diolah dan dimurnikan melalui proses pemurnian, kemudian dilakukan pemanasan hingga terbentuk uap yang pada dasarnya berfungsi sebagai penggerak turbin yang diteruskan ke generator sehingga menghasilkan arus listrik danuap ini akan di kondensasikan kembali menjadi air yang lebih dikenal air kondensat. Laluair ini akan di pompakan dengan pompa kondensat kemudian diteruskan ke boiler feed water pump. Air tadi akan di umpan ke boiler dan menjadi uap dan proses tersebut terjadi kembali berulang-ulang. Melalui pelaksanaan pemeliharaan yang baik dan berkesinambunganmaka peralatan perusahaan dapat dipergunakan sesuai dengan rencana, sehingga proses produksi dapat berjalan dengan lancar, dan kemungkinan kerusakan yang terjadi dapat dikurangi bahkan dihindari sama sekali. Perusahaan yang melakukan proses produksi tanpa memperhatikan kegiatan pemeliharaan berarti telah menghilangkan masa depan perusahaan itu sendiri, dalam jangka pendek memang seakan-akan perusahaan dapat menekan biaya produksi
-2-
Universitas Gresik Fakultas Teknik Mesin
Jurnal Tugas Akhir karena tidak perlu melakukan biaya perawatan yang cukup besar, akan tetapi, dalam jangka panjang perusahaan akan mengalami kesulitan dalamkegiatan proses produksinya karena alat dan mesin yang tidak terpelihara dengan baik akan mengalami banyak masalah seperti kerusakan, kemacetan, bahakan alat/mesin tidak dapat beroperasi sama sekali. Mengingat pentingnya kegiatan pemeliharaan dalam suatu perusahaan untuk menunjang kelancaran produksi, maka penulis tertarik untuk mengadakan penelitian yang akan dituangkan kedalam skripsi dengan judul “ Pemeliharaan Boiller Feed Water Pump pada pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) Gresik” 2. KLASIFIKASI DAN BAGIAN UTAMA POMPA Klasifikasi pompa secara umum dapat diklasifikasikan menjadi 2 bagian yaitu pompa kerja positif ( positive displacement pump ) dan pompa kerja dinamis (non positive displacement pump). Salah satu jenis pompa kerja dinamis adalah pompa sentrifugal yang prinsip kerjanya mengubah energi kinetik ( kecepatan ) cairan menjadi energi potensial ( dinamis ) melalui suatu impeller yang berputar dalam casing. 2.1 Klasifikasi Pompa Sentrifugal Pompa sentrifugal diklasifikasikan berdasarkan beberapa kriteria, antara lain: a. Kapasitas : 1) Kapasitas rendah : < 20 m3 / jam 2) Kapasitas menengah : 20-60 m3 / jam 3) Kapasitas tinggi : > 60 m3 / jam b. Tekanan Discharge : 1) Tekanan Rendah : < 5 Kg / cm2 2) Tekanan menengah : 5 - 50 Kg / cm2 3) Tekanan tinggi : > 50 Kg / cm2 c. Jumlah / Susunan Impeller dan Tingkat : 1) Single stage : Terdiri dari satu impeller dan satu casing. 2) Multi stage : Terdiri dari beberapa impeller yang tersusun seri dalam satu casing. 3) Multi Impeller : Terdiri dari beberapa impeller yang tersusun paralel dalam satu casing. 4) Multi Impeller – Multi stage : Kombinasi multi impeller dan multi stage. d. Posisi Poros : 1) Poros tegak 2) Poros mendatar e. Jumlah Suction : 1) Single Suction 2) Double Suction f. Arah aliran keluar impeller : 1) Radial flow
-3-
Universitas Gresik Fakultas Teknik Mesin
Jurnal Tugas Akhir 2) Axial flow 3) Mixed fllow g Klasifikasi menurut jumlah tingkat 1. Pompa satu tingkat Pompa ini hanya mempunyai sebuah impeler. Pada umumnya head yang dihasilkan pompa ini relative rendah, namun konstruksinya sederhana. 2. Pompa bertingkat banyak Pompa ini menggunakan lebih dari satu impeler yang dipasanag berderet pada satu poros. Zat cair yang keluar dari impeler tingkat pertama akan diteruskan ke impeler tingkat kedua dan seterusnya hingga tingkat terakhir. Head total pompa merupakan penjumlahan head yang dihasilkan oleh masing - masing impeler. Dengan demikian head total pompa ini relatif tinggi dibanding dengan pompa satu tingkat, namun konstruksinya lebih rumit dan besar.
-4-
Universitas Gresik Fakultas Teknik Mesin
Jurnal Tugas Akhir 2.2 Bagian Utama Pompa Secara umum bagian-bagian utama pompa sentrifugal dapat dilihat seperti gambar berikut:
a. Stuffing Box Stuffing Box berfungsi untuk mencegah kebocoran pada daerah dimana poros pompa menembus casing. b. Packing Digunakan untuk mencegah dan mengurangi bocoran cairan dari casing pompa melalui poros. Biasanya terbuat dari asbes atau teflon. c. Shaft Shaft (poros) berfungsi untuk meneruskan momen puntir dari penggerak selama beroperasi dan tempat kedudukan impeller dan bagian-bagian berputar lainnya. d. Shaft sleeve Shaft sleeve berfungsi untuk melindungi poros dari erosi, korosi dan keausan pada stuffing box. Pada pompa multi stage dapat sebagai leakage joint, internal bearing dan interstage atau distance sleever. e. Vane Sudu dari impeller sebagai tempat berlalunya cairan pada impeller. f. Casing Merupakan bagian paling luar dari pompa yang berfungsi sebagai pelindung elemen yang berputar, tempat kedudukan diffusor (guide vane), inlet dan outlet nozzel serta tempat memberikan arah aliran dari impeller dan mengkonversikan energi kecepatan cairan menjadi energi dinamis (single stage).
-5-
Universitas Gresik Fakultas Teknik Mesin
Jurnal Tugas Akhir g. Eye of Impeller Bagian sisi masuk pada arah isap impeller. h. Impeller Impeller berfungsi untuk mengubah energi mekanis dari pompa menjadi energi kecepatan pada cairan yang dipompakan secara kontinyu, sehingga cairan pada sisi isap secara terus menerus akan masuk mengisi kekosongan akibat perpindahan dari cairan yang masuk sebelumnya. i. Wearing Ring Wearing ring berfungsi untuk memperkecil kebocoran cairan yang melewati bagian depan impeller maupun bagian belakang impeller, dengan cara memperkecil celah antara casing dengan impeller. j. Bearing Bearing (bantalan) berfungsi untuk menumpu dan menahan beban dari poros agar dapat berputar, baik berupa beban radial maupun beban axial. Bearing juga memungkinkan poros untuk dapat berputar dengan lancar dan tetap pada tempatnya, sehingga kerugian gesek menjadi kecil. 3. JENIS – JENIS PEMELIHARAAN 3.1
Pemeliharaan Preventive Pekerjaan pemeliharaan yang bertujuan untuk mencegah terjadinya kerusakan, atau cara pemeliharaan yang direncanakan untuk pencegahan ( preventive ). Pemeliharaan preventive dimaksudkan juga untuk mengefektifkan pekerjaan inspeksi, perbaikan kecil, pelumasan dan penyetelan sehingga peralatan atau mesin - mesin selama beroperasi dapat terhindar dari kerusakan. Pemeliharaan preventive dilaksanakan sejak awal sebalum terjadi kerusakan. Pemeliharaan ini penting diterapkan pada industri – industri yang proses produksinya kontinyu atau memakai sistem otomatis 3.2 Pemeliharaan Corrective Pemeliharaan pekerjaan yang dilakukan untuk memperbaiki dan meningkatkan kondisi fasilitas sehingga mencapai standart yang diterima. Pemeliharaan corrective termasuk dalam cara pemeliharaan yang direncanakan untuk perbaikan. Dalam pemaliharaan corrective ini dapat mengadakan peningkatan – peningkatan sedemikian rupa, seperti melakukan perubahan atau modifikasi rancangan peralatan agar lebih baik. Menghilangkan problem yang merugikan untuk mencapai kondisi operasiyang lebih ekonomis.
-6-
Universitas Gresik Fakultas Teknik Mesin
Jurnal Tugas Akhir 3.3
Pemeliharaan Predictive Pemeliharaan predictive ini dilakukan untuk mengetahui terjadinya perubahan atau kelainan dalam kondisi fisik maupun fungsi dari sistem peralatan. Biasanya pemeliharaan predictive dilakukan dengan bantuan pancaindera atau dengan alat – alat monitor yang canggih. Teknik – teknik dan alat bantu yang dipakai dalam memonitor kondisi ini adalah untuk efisiensi kerja agar kelainan yang terjadi dapat diketahui dengan cepat dan tepat. Pemeliharaan dengan sistem monitoring sangat penting dilakukan untuk mendapatkan hasil yang realistis tanpa melakukan pembongkaran total untuk mendapatkan hasil yang realistis tanpa melakokan pembongkaran total untuk menganalisisnya. 3.4 Pemeliharaan Breakdown Cara pemeliharaan yang direncanakan untuk memperbaiki kerusakan. Pekerjaan pemeliharaan ini dilakukan setelah terjadi kerusakan, dan untuk memperbaikinya harus disiapkan suku cadang, material, alat – alat dan tenaga kerjanya. Beberapa peralatan yang beroperasi pada unit tersendiri atau terpisah dari proses produksi, tidak akan langsung mempengaruhi seluruh proses produksi apabila terjadi kerusakan. Untuk peralatan tersebut tidak perlu diadakan pemeliharaan, karena biaya pemeliharaan lebih besar daripada biaya kerusakannya. Dalam kondisi khusus ini perlatan dibiarkan beroperasi sampai terjadi kerusakan, sehingga waktu untuk produksi tidak berkurang. Penerapan sistem pemeliharaan ini dilakukan pada mesin – mesin indusri yang ringan, apabila terjadi kerusakan dapat diperbaiki dengan cepat. 4. METODE PENELITIAN Metode penelitian yang dilakukan penulis tujuannya adalah memberikan penjelasan dari pelaksanaan yang dilakukan penulis untuk mengetahui metode pemeliharaan yang dilakukan oleh perusahaan. 4.1.
Lokasi Penelitian
Penelitian dilakukan oleh penulis merupakan salah satu unit pembangkit tenaga listrik PT PJB UP Gresik, Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Gresik, Kecamatan Gresik, Kabupaten Gresik, Jawa Timur. PLTU Gresik terletak di Kabupaten Gresik, Jawa Timur tepi laut jawa. Untuk menuju ke PLTU Gresik dapat ditempuh melalui jalur darat, ditempuh berkisar ± 60 menit dari Surabaya yang berjarak ± 40 km.
-7-
Universitas Gresik Fakultas Teknik Mesin
Jurnal Tugas Akhir 4.2
Bahan dan data penelitian
Bahan Penelitian yang digunakan adalah Boiler Feed Water Pump. Pompa ini termasuk kategori horizontal radially split, multi stage centrifugal pump. Pompa ini mentransfer fluida dari daerator lalu mengumpan air ke boiler untuk dipanaskan. Pada PLTU Gresik terdapat tiga mesin Boiler Feed Water Pump tiap-tiap unit. Mesin Boiler Feed Water Pump dipasang secara paralel. Pada beban 200 MW Boiler Feed Water Pump beroperasi dua unit, sedangkan yang satu lagi standby. Pada beban 100 MW hanya satu Boiler Feed Water Pump yang beroperasi.
Adapun untuk data Boiler Feed Water Pump pada PLTU Gresik adalah sebagai berikut: Pompa : Inlet temperatur : 176,1 ºC Specific gravity : 0,891 Vapour pressure : 9,34 kg/cm² Capacity : 365 t/h Discharge pressure : 202,5 kg/cm² Suction pressure : 10 kg/cm² Speed : 1.480 RPM 5. PEMBAHASAN MASALAH BIAYA PEMELIHARAAN Terdapat suatu alternative kebijakan pemeliharaan mesin dalam menghadapi masalah biaya pemeliharaan dan perbaikan yaitu : a) Apakah sebaiknya mengambil kebijakan pemeliharaan breakdown, dimana perbaikan atau penyetelan dilaksanakan hanya setelah terjadinya kerusakan mesin. b) Apakah melaksanakan kebijakan pemeliharaan terencana ( preventive maintanance ), dimana perawatan dan penyetelan terhadap peralatan dilakukan pada akhir periode yang telah ditentukan.
-8-
Universitas Gresik Fakultas Teknik Mesin
Jurnal Tugas Akhir Untuk memilih alternative pemeliharaan yang lebih efisien untuk mesi Boiler Feed Water Pump ( BFWP ) dapat digunakan metode probabilitas, dengan menghitung biaya pemeliharaan mesin Boiler Feed Water Pump ( BFWP ). Setelah biaya pemeliharaan mesin tersebut dihitung, maka dapat diketahui biaya paling ekonomis atau yang paling murah. Berdasarkan data – data masa lalu dari PLTU Gresik, yang berkaitan dengan pemeliharaan mesin Boiler Feed Water Pump ( BFWP ) dapat dihitung melalui dua kebijakan yaitu preventive maintanance dan breakdown maintanance dalam mengahadapi masalah biaya maintanance. 6. KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan Berdasarkan penelitian dan pembahasan yang dilakukan di PLTU Gresik, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Proses pelaksanaan pemeliharaan Boiler Feed Water Pump pada perusaahaan Pada pelaksanaan pemeliharaan yang dilaksanakan pada mesin Boiler Feed Water Pump oleh PLTU Gresik juga diterapkan pada semua jenis mesin lain yang ada di perusahaan. Dalam hal ini perlu dipertimbangkan secara cermat bentuk pemeliharaan yang akan diterapkan sehubungan dengan kebutuhan produksi, waktu, biaya, dan kondisi peralatan yang dikerjakan, maka diperlukan strategi pemeliharaan. Faktor – faktor yang mempengaruhi pemilihan strategi pemeliharaan adalah: a) Umur peralatan atau mesin produksi b) Tingkat kapasitas pemakaian mesin c) Kesiapan suku cadang d) Kemampuan tim pemeliharaan untuk bekerja cepat Jadi dapat disimpulkan bahwa dalam melaksanakan strategi pemeliharaan terhadap mesin selain dari faktor produktifitas mesin selama beroperasi juga perlu diperhatikan terhadap segi ekonomis biaya pengeluaran terhadap perawatan mesin. 2.
Metode Pemeliharaan Boiler Feed Water Pump pada perusahaan Dalam hal ini pemeliharaan pada mesin Boiler Feed Water Pump ataupun mesin – mesin yang terdapat pada perusahaan dilaksanakan secara routin maupun pelaporan kerusakan dari pihak operator yang selama 24 jam menjaga mesin. Pelaksanaan metode pemeliharaan ini perlu dipertimbangkan pengaruhnya terkait produktivitas perusahaan, maka dalam pelaksanaan metode pemeliharaan harus mengkoordinasi pekerjaan pemeliharaan dengan kebutuhan produksi.
-9-
Universitas Gresik Fakultas Teknik Mesin
Jurnal Tugas Akhir Pada umumnya pekerjaan pemeliharaan dapat dilakukan dengan dua cara yaitu: a)
Pemeliharaan setelah terjadi kerusakan (Breakdown maintanance) Cara pemeliharaan ini dapat dilakukan setelah terjadi kerusakan, kerusakan suatu mesin dapat terjadi karena adanya kejadian sebagai berikut: 1) Proses kerusakan komponen yang tidak dapat diperkirakan dan tidak dapat dicegah. 2) Kerusakan yang terjadi berangsur – angsur dan berkurangnya kekuatan komponen karena pemakaian. Kejadian ini dapat diminimalkan dengan adanya inspeksi yang teratur dan cara pencegahannya Dari keterangan diatas dapat ditentukan bahwa, agar tidak terjadi kerusakan maka penggantian suatu komponen atau suku cadang dapat dilakukan bilamana diperlukan. b)
Pemeliharaan Preventive Pemeliharaan ini dilakukan berdasarkan perkiraan dan berdasarkan inspeksi secara berkala. Pemeliharaan yang dilakukan secara terjadwal lebih ekonomi s daripada pemeliharaan yang tidak terjadwal. Dalam hal ini tim pemeliharaan PLTU Gresik akan melaksanakan pemeliharaan terjadwal sesuai dengan daftar umur kerusakan pada komponen mesin. Dan dalam pelaksanaan pemeliharaan ini tim pemeliharaan akan membuat suatu riwayat perbaikan atau penggantian komponen – komponen mesin. 3. Analisa akar penyebab masalah dalam pemeliharaan Pemeliharaan yang terjadwal atau terncana dalam perusahaan akan membuat tim pemeliharaan lebih siap mengahadapi proses pemeliharaan. Tim pemeliharaan dalam hal ini mempunyai beberapa tugas, selain dari proses perbaikan itu sendiri tim pemeliharaan mempunyai tugas mencari penyebab masalah yang terjadi pada mesin – mesin di PLTU Gresik. Selain mendapat laporan kerusakan dari operator pada komponen mesin tim pemeliharaan juga menganalisa kerusakan – kerusakan pada komponen mesin. Faktor yang mucul dari analisa terhadap mesin antara lain: a. Jam operasi mesin b. Adanya kelainan yang secara visual bisa mempengaruhi produktifitas mesin c. Menurunnya performance mesin itu sendiri dari umur 6.2 Saran Berdasarkan kesimpilan dan masalah – masalah diatas yang dihadapi oleh PLTU Gresik, maka dapat diambil saran yang dapat dijadikan bahan pertimbangan bagi perusahaan agar dapat mencapai efisiensi dan efektifitas dalam melakukan kebijaksanaan pemeliharaan, maka dengan menggunakan metode probabilitas dengan parameter besar biaya perbulan secara ekonomisnya pemeliharaan boiler feed water
- 10 -
Universitas Gresik Fakultas Teknik Mesin
Jurnal Tugas Akhir pump dapat dilakukan setiap 6 bulan sekali, sedangkan secara teknis harus sesuai dengan prosedure SOP (Standart Opersional Prosedure) yang digunakan oleh perusahaan, agar Boiler Feed Water Pump tidak terjadi kerusakan/kebocoran lagi.
DAFTAR PUSTAKA
Assauri Sofyan. 2004. Manajemen Produksi dan operasi, lembaga Penerbit FE UI. Jakarta IR.Ammar, A. 2007. Pemeliharaan PLTU,Pelatihan pengoperasian Pembangkit Termal, STT PLN . Djiteng M. 2005. Pembangkit energi listrik. Erlangga. Jakarta. Margono. 2006. Jurnal Manajemen Pemeliharaan dan Perawatan mesin, vol.4. no.1, Teknik mesin. UNDIP. Soemarno Ardhi. 2008. Pemeliharaan (www.google.com/pemeliharaan/pemeliharaan sharing pengalaman_maitanace). Sularso Kiyokatsu. 1978. Dasar perencanaan dan Pemilihan elemen mesin. Jakarta PT. Pradnya Paramita. Supandi. 1990. Manajemen Perawatan, Penerbit Ganeca Extact. Bandung. Susepto A. Murti. 2006. Jurnal Pembangkit Listrik Tenaga Uap. Tampubolon, P. Manahan. 2004. Manajemen Operasional, edisi pertama. Ghalia Indonesia
- 11 -
