PERANCANGAN SISTEM MONITORING TANKI LNG DENGAN FAKTOR KOREKSI DENSITAS DAN LEVEL DP TRANSMITTER DI PT. BADAK LNG BONTANG Febrian Surya Perkasa , Dr. Ir. Totok Soehartanto, DEA Jurusan Teknik Fisika – Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus ITS, Keputih – Sukolilo, Surabaya 60111 Email :
[email protected] ABSTRAK Di PT. Badak terdapat dua metode sistem pengukuran level pada tanki LNG. Metode yang pertama yaitu dengan menggunakan probe, dimana pengukuran level didasarkan pada saat probe kontak langsung dengan permukaan fluida dan menggunakan alat Scientific Instrument (SI). Sedangkan metode yang kedua adalah perbedaan tekanan (differential pressure/DP), dimana pengukuran level didasarkan pada prinsip pembacaan perbedaan tekanan dan menggunakan alat DP Transmitter. Akan tetapi hasil pengukuran yang ditampilkan pada alat DP Transmitter merupakan representasi dari hasil pengukuran perbedaan tekanan dalam satuan percentage (%). Hal ini memberikan dugaan bahwa pengukuran level dengan metode DP Transmitter di PT. Badak kurang akurat, disebabkan karena pengaruh perubahan proses seperti densitas, komponen gas LNG dan temperatur yang tidak diperhitungkan. Oleh karena itu, dirancang suatu sistem monitoring yang dilengkapi dengan faktor koreksi densitas LNG dan level sesuai dengan perubahan kondisi komponen gas LNG dan temperatur. Untuk mengetahui hasil faktor koreksi, dilakukan simulasi dengan menggunakan tiga buah PC dimana setiap PC mewakili kondisi di laboratorium untuk komposisi LNG; kondisi di tanki untuk hasil pengukuran level DP Transmitter dan temperatur serta kondisi di control room sebagai tampilan monitoring. Dari hasil pengujian simulasi, proses pengiriman data sesuai dengan interval waktu serta data yang diterima sesuai dengan waktu pengiriman data. Selain itu, dari hasil simulasi diketahui nilai delta dari hasil data koreksi level DP Transmitter dengan data level dari simulator tanki LNG yang mana memberikan dampak pada perhitungan quantities LNG. Ketika nilai delta yang didapatkan bernilai negatif, proses penjualan mengalami loss, akan tetapi jika data delta bernilai positif, maka proses penjualan mengalami profit dengan menggunakan data hasil koreksi level. Kata kunci :level , DP Transmitter, LNG, komposisi LNG, temperatur, densitas I. PENDAHULUAN
II. TINJAUAN PUSTAKA
Pengukuran level adalah pengukuran mengenai posisi dari suatu fluida pada suatu tempat penampungan. Di PT. Badak terdapat dua metode sistem pengukuran level pada tanki LNG. Metode yang pertama yaitu dengan menggunakan probe, dimana pengukuran level didasarkan pada saat probe kontak langsung dengan permukaan fluida dan menggunakan alat Scientific Instrument (SI). Sedangkan metode yang kedua adalah perbedaan tekanan (differential pressure/DP), dimana pengukuran level didasarkan pada prinsip pembacaan perbedaan tekanan dan menggunakan alat DP Transmitter. Akan tetapi hasil pengukuran yang ditampilkan pada alat DP Transmitter merupakan representasi dari hasil pengukuran perbedaan tekanan dalam satuan percentage (%). Hal ini memberikan dugaan bahwa pengukuran level dengan metode DP Transmitter di PT. Badak kurang akurat, disebabkan karena pengaruh perubahan proses seperti densitas, komponen LNG dan temperatur yang tidak diperhitungkan. Oleh karena itu, dirancang suatu sistem monitoring yang dilengkapi dengan faktor koreksi densitas LNG dan level sesuai dengan perubahan kondisi komponen LNG dan temperatur.
2.1
Komposisi LNG
LNG (Liquified Natural Gas) merupakan suatu gas alam yang dicairkan melalui tahapan proses. LNG dijaga pada kondisi temperatur ± -159 0C. Komposisi dari LNG (PT. Badak) diantaranya : • Methane(C1) • Ethane (C2) • Propane (C3) • Buthane (C4) • Penthane (C5) • Nitrogen (N2) Untuk mengetahui berapa besar konsentrasi dari masing-masing komponen tersebut maka sampel dari LNG dianalisa kadar Hidrocarbon dan Nitrogen yang terdapat di dalamnya dengan menggunakan alat Gas Chromatography. Setelah diketahui konsentrasi dari masing-masing komponen, maka dapat dihitung HHV (Hight Heating Value) dari LNG tersebut, dimana HHV dapat menentukan harga LNG di pasar dunia.
1
2.2
dingin dari sebuah media. Pada media fluida LNG, temperaturyang dijaga berkisar -158 0C sampai -162 0C. Untuk pengukuran temperatur pada tanki LNG menggunakan Thermocouple tipe K yang terbuat dari material Chromel ( Logam Campuran antara Ni – Cr) atau Alumel ( Logam Campuran antara Ni – Al). Tipe thermocouple ini mempunyai kemampuan mengukur temperatur untuk rentang suhu +1200 0C sampai -200 0C dimana temperatur LNG berkisar dari -154 0C sampai dengan -160 0C.
Massa Jenis (Densitas)
Massa jenis (densitas) merupakan kerapatan dari suatu zat atau pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi nilai densitas suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Densitas ratarata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya. Satuan Internasional dari densitas adalah kilogram per meter kubik (Kg/m3). Densitas merupakan perbandingan massa terhadap volume zat. Secara matematis rumusan massa jenis sebagai berikut :
2.5
Keterangan : ρ = m = v = 2.3
Dalam fluida LNG, selain terdapat komponen LNG, terdapat juga kandungan energi berdasarkan jumlah dari setiap komposisi LNG yang ada di dalam tanki. Kandungan energi tersebut disebut High Heating Value (HHV). HHV mempunyai definisi sebagai nilai pemanasan atau nilai energi suatu zat, biasanya dalam bentuk bahan bakar. Nilai tersebut adalah jumlah panas yang dilepaskan selama pembakaran dalam jumlah tertentu. Satuan energi yang terukur dalam bentuk kJ/kg; kJ/mol; dan Btu/m3. Rumus matematis yang digunakan sebagai berikut :
massa jenis (Kg/m3) massa (Kg) volume (m3)
Massa Jenis (Densitas) LNG
Salah satu fluida yang memiliki massa jenis adalah gas alam cair (LNG). Densitas LNG merupakan jumlah dari setiap komponen LNG dimana dipengaruhi oleh perubahan temperatur. Untuk fluida berjenis gas alam cair (LNG), rumusan matematis yang digunakan untuk mendapatkan densitas LNG harus diperhatikan dari sisi komposisi LNG (Mol%) dan temperatur yang terukur karena LNG merupakan salah satu fluida yang dinamis (selalu berubah – ubah). Nilai massa jenis LNG berkisar antara 440 – 470 Kg/m3 dan pada kondisi interval temperatur berkisar -158 0C sampai -160 0C. Dengan demikian, nilai densitas yang terukur sangat berpengaruh besar oleh temperatur yang terukur pada LNG.
Keterangan : HHV = Xi = Hv = 2.6
nilai energi LNG ( BTU/SCF ) Fraksi Molar setiap komponen LNG Table GPA 2145-09
Gross Heating Value (HHV) LNG
Kandungan GHV ini digunakan sebagai acuan untuk mengetahui kandungan energi panas yang tersimpan dalam LNG, biasanya dinyatakan dalam satuan BTU (British Thermal Unit) atau MMBTU (Million Metric British Thermal Unit) . Sedangkan 1 MMBTU sama dengan 106 BTU. Untuk perumusan matematis yang digunakan untuk menghitung GHV LNG adalah sebagai berikut :
Keterangan : D = Nilai koreksi level Differential Pressure Transmitter (Kg/m3). Xi = Fraksi Molar (Fraction Molar) setiap komponen LNG berdasarkan hasil analisa dengan Gas Chromatography. Mi = Berat molekul (Molecular Weight) setiap komponen LNG sesuai dengan standard GPA 214509. Vi = Volume Molar (Molar Volume) setiap komponen LNG pada temperatur TL sesuai dengan ketetapan (M3/ Kmole). C = konstanta untuk koreksi volume reduksi 2.4
High Heating Value(HHV) LNG
Keterangan : GHV = Nilai energi LNG ( BTU/Kg) Xi = Fraksi Molar (Fraction Molar) setiap komponen LNG berdasarkan hasil analisa dengan Gas Chromatograph Mi = Berat molekul (Molecular Weight) setiap komponen LNG sesuai dengan standard GP 2145-09.
Temperatur
Salah satu hal yang paling berpengaruh pada densitas adalah temperatur. Definisi dari temperaturadalah fenomena yang menjelaskan tentang derajat panas atau
2
2.7
Transmitter yang terpasang di tanki 24D-1 dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Pengukuran Level dengan Differential Pressure Transmitter
Pengukuran level jenis differential pressure (DP) didasarkan pada prinsip hydrostatic head. Prinsip ini menjelaskan bahwa pada setiap titik di dalam fluida yang diam (static), gaya yang bekerja padanya adalah sama untuk semua arah dan tidak tergantung pada volume fluida maupun bentuk ruang atau tempat dimana fluida berada, tetapi hanya bergantung pada tinggi kolom fluida di atas titik yang bersangkutan. Prinsip pembacaan perbedaan tekanan di dalam tanki bergantung pada sisi HP/High Pressure dan sisi LP/Low Pressure dari taping point yang sudah ditentukan. Sehingga dapat disimpulkan bahwa DP Transmitter mengukur tekanan hydrostatic dari fluida yang ada di dalam tanki dan hydrostatic head dinyatakan dalam satuan tekanan. Untuk persamaan Hydrostatic head dinyatakan sebagai berikut :
Gambar 2.2DP Transmitter yang terpasang pada 24D-1 2.8
Pengukuran Level dengan Scientific Instrument LTD 6290
Pengukuran level dengan alat Scientific Instrument LTD6290 ini dilakukan oleh sebuah mekanisme pergerakan elektro mekanik yang beroperasi sebagai unit multi sensor probe yang terpasang pada tangki penyimpanan LNG atau media cryogenic yang sejenis. Probe pada tangki digerakkan secara vertikal oleh mekanisme pergerakan dari control unit. Pengukuran ini kemudian ditampilkan pada sebuah Human Machine Interface (HMI) yang berada pada control room melalui Field Control Station (FCS) yang berbeda dengan FCS yang terbangun dengan DCS. Sehingga dapat dikatakan bahwa hasil pengukuran dengan SI tersampaikan melalui control unit yang terbangun sendiri, tidak melalui control unit dari arsitektur DCS.
Keterangan: P = tekanan hydrostatic head (mmH2O). ρ = fluid density berdasarkan perubahan komposisi LNG dan temperatur LNG (Kg/m3). g = konstanta gravitasi. h = level fluida (m). Alat ukur level DP yang terpasang di PT. Badak adalah tipe non-sealed system. Untuk mengetahui wujud dari DP Transmitter dan installasi di lapangan dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Gambar 2.1DP Transmitter dan Installasinya di Field (Non Sealed System)
Gambar
Pada tanki LNG 24D-1, terpasang dua DP Level Transmitter (24-LT-200 dan 24-LT-201), untuk tipe yang pertama dalam bentuk analog dan yang kedua dalam bentuk digital. Pengukuran level dengan DP Transmitter memiliki kendala dalam hasil pengukurannya karena hasil yang ditampilkan sebagai nilai level dalam bentuk percentage (%) merupakan konversi dari tekanan yang terbaca di dalam tanki LNG. Untuk nilai tekanan yang terukur pada tanki LNG 24D-1 sebesar 0 mmH2O – 15500 mmH2O. Sehingga dapat disimpulkan bahwa level yang ditampilkan di indikator level transmitter merupakan kondisi dari tekanan yang terukur. Untuk mengetahui wujud dari DP
2.9
2.3Metode Pengukuran Level dengan Mengunakan Scientific Instrument LTD6290
Tanki Penimbun
Tanki penimbunan atau storage tank merupakan bagian yang penting dalam proses LNG. Proses penyimpanan LNG membutuhkan pengaturan yang detail, mulai dari pengaturan temperatur dari LNG di dalam tanki agar tetap stabil yang dijaga pada batas -156 0C sampai dengan -160 0C, setelah itu mengatur tekanan di dalam tanki agar tidak terjadi rollover (proses mencampurnya LNG dengan berat jenis yang berbeda), dan juga levelyang
3
harus dikendalikan agar pembagian LNG yang masuk menuju setiap tanki merata. Dalam penelitian ini, tanki 24D-1 merupakan tanki yang pertama kali dibangun di PT Badak dan termasuk tipe tanki single containment.Pengertian penahan (containment) adalah diding yang dirancang untuk menahan saat terjadi kebocoran atau tumpahan dari tanki LNG agar tidak mengalir ke deaerah tanki lain. Tanki 24D-1 mempunyai kapasitas volume 96.025 m3. Pada tanki 24D-1 terdapat beberapa spesifikasi, diantaranya: • Inner Tank Diameter = 59,740 meter • Outer Tank Diameter = 61,570 meter • Max. Design Level = 34,239 meter • Inner Tank High = 35,994 meter • Outer Tank High = 35,624 meter • Design Temperatur = 162.2 0C
Analyzeryang terdapat pada ruangan laboratorium. Karena dalam proses LNG di PT. Badak diasumsikan tetap, pihak laboratorium melakukan kegiatan perhitungan densitas LNG sebagai laporan cadangan untuk mengetahui densitas LNG yang terkandung di dalam tanki LNG. Proses perhitungan densitas LNG ini sendiri dilakukan dengan cara manual, selain itu untuk mengetahui data temperatur, pihak laboratorium harus menghubungi pihak operator control room dan yang kadang terjadi adalah penyampaian informasi temperatur yang tidak sesuai dengan kondisi saat pengambilan sampel gas. 2.11
Proses Jual Beli LNG
Suatu perusahan LNG memproduksi LNG untuk dijadikan sebagai komoditi penjualan dengan profit yang besar. Dalam hal proses jual beli LNG, yang menjadi parameter dari penjualan LNG bukanlah volume melainkan energi yang terkandung atau quantities LNG yang terkandung dalam LNG. Setiap proses transaksi jual beli , pembeli dari produk LNG selalu memberikan persyaratan dalam hal produk LNG yang akan dibelinya. Seperti keadaan densitas LNG, komposisi gas LNG, temperatur LNG, HHV LNG serta yang paling berpengaruh adalah quantities LNG. Sedangkan untuk mengetahui jumlah harga dari proses penjualan LNG , terlebih dahulu harus mengetahui quantities dari produk LNG. Untuk mengetahui proses perhitungan dari quantities LNG, dapat dilihat pada perumusan di bawah ini.
Gambar 2.4Tipe Tanki Single Containment
Keterangan : Q V D GHV Gambar 2.5 Tanki 24D-1 di PT. Badak
= Quantities LNG (MMBTU) = Nilai koreksi Volume LNG (m3). = Nilai koreksi level Differential Pressure Transmitter (Kg/m3) = Nilai energi LNG ( BTU/Kg)
Sedangkan perusahaan PT. Badak, penjualan quantities LNG dikenakan harga US$16 untuk setiap MMBTU. MMBTU sendiri merupakan akronim dari Million Metric British Thermal Unit. MMBTU atau yang biasanya disebut BTU merupakan satuan dari energi yang sering digunkana untuk merepresentasikan dari nilai energi dari suatau gas alam cair. Nilai 1 MMBTU setara dengan 106 BTU. Sehingga proses perhitungan harga jual LNG di PT Badak sebagai berikut.
2.10 Laboratorium Selain mendapatkan data komposisi gas dari GC Analyzer, PT. Badak memiliki departemen yang bertugas untuk melakukan analisa kimia yang salah satunya adalah menganalisa sampel gas dari LNG, departemen tersebut adalah departemen laboratorium. Di laboratorium ini dilakukan kegiatan menganalisa senyawa kimia dan kegiatan yang dilakukan salah satunya adalah mengambil sampel gas LNG di lapangan setiap 8 jam. Prosedur pengambilan sampel gas dilakukan setiap jam 08.00 (Morning); 16.00 (Afternoon) dan 24.00 (Night). Setelah dilakukan pengambilan sampel gas, dilanjutkan dengan proses analisa sampel gas dengan alat GC
Keterangan : Harga Jual LNG = Q =
4
Nilai total jual LNG (US$) Quantities LNG
• Database Level dan Temperatur
III. METODOLOGI PENELITIAN Dalam bab ini akan dijelaskan perancangan sistem monitoring yang dilengkapi dengan faktor koreksi untuk pengukuran level DP Transmitter serta data lapangan.
Pada PC simulator tanki LNG ini menampilkan beberapa data, diantaranya data level DP Transmitter, temperatur, tanggal dan jam. Keseluruhan data tersebut didapatkan dari data real plant yang ditampilkan pada Human Machine Interface (HMI) di control room pada bulan Maret 2011. Untuk mengetahui proses pembangunan database, dapat dilihat pada diagram alir di bawah ini.
CONTROL ROOM
TANKI LABORATORIUM SERVER
START
CLIENT
CLIENT
Data didapatkan dari Human Machine Interface DCS dengan kondisi real time.
Gambar 3.1 Perancangan Sistem Monitoring Perancangan fungsi koreksilevel DP Transmitterberdasarkan perubahan komponen LNG, temperatur dan densitas. Ketika fungsi koreksi sudah didapatkan, dilakukan pembuatan program simulasi monitoring dengan bantuan software Visual Basic yang dilanjutkan dengan simulasi data. Dari hasil simulasi data, dapat dianalisa hasil pengukuran level DP Transmitter yang sebenarnya sesuai dengan parameter perubahnya.
Proses pencatatan data secara manual
Data yang sudah didapatkan , dimasukkan pada Microsoft Access sesuai dengan tanggal dan perubahan jamnya.
Database PC Simulator Tanki LNG
3.1 Perancangan Simulator Tanki LNG Dalam perancangan simulator tanki LNG ini dirancang untuk dapat menampilkan hasil pengukuran level oleh alat DP Transmitter dan temperatur oleh alat Thermocouple pada tanki LNG 24D-1. Berikut diagram alir perancangan simulator tanki LNG.
START
Masukkan IP Address PC simulator control room
Program Simulator Tanki LNG mengakses data level dan temperature pada Microsoft Access yang sudah disesuaikan setiap tanggal dan waktu (per jam)
TIDAK
Data ditampilkan di PC simulator tanki LNG: 1.Level DP Transmitter dalam bentuk meter dan persen (%) 2.Temperature (C)
Gambar 3.3Diagram Alir Proses Pembangunan Database Berdasarkan gambar di atas, tampak bahwa data level dan temperatur yang digunakan merupakan data real time sesuai dengan hasil pengukuran setiap alat DP Transmitter dan Thermocouple di tanki LNG. Keseluruhan data yang digunakan sebagai database PC simulator tanki LNG disesuaikan berdasarkan perubahan waktu setiap jamnya (contoh : saat jam 08.00.00).
Secara bersamaan, PC simulator tanki LNG mengirim data ke PC simulator control room: 1.Level DP Transmitter dalam bentuk meter dan persen (%) 2.Temperature (C)
PC simulator control room menerima data: 1.Level DP Transmitter dalam bentuk meter dan persen (%) 2.Temperature (C)
Timer < 3detik YA
• Perancangan Tampilan Simulator Tanki LNG
Data yang sudah diterima di PC simulator control room digunakan untuk mengolah data serta ditampilkan pada PC simulator control room
Dalam perancangan tampilan simulator tanki LNG ini mengacu kepada tampilan HMI pada DCS. Sehingga tampilan yang ditunjukkan berupa gambar tanki LNG beserta gambar isi fluida LNG dan ditambahkan informasi
Gambar 3.2Diagram Alir Prinsip Kerja Program PC Simulator Tanki LNG
5
• Database Komponen Gas
mengenai data pengukuran level DP Transmitter serta temperatur. Selain itu, pada tampilan simulator tanki LNG ini ditambahkan tampilan untuk menunjukkan data tanggal dan jam serta kolom untuk memasukkan IP dari PC simulator control room. Berikut ini tampilan simulator tanki LNG.
Pada PC simulator tanki LNG ini menggunakan data real plant yang didapat dari pihak Departemen Laboratorium di PT. Badak. Operator laboratorium mengambil SAMPLE GAS di lapangan
Sample Gas dianalisa di Laboratorium menggunakan Gas Chromatograph Analyzer
Hasil analisa gas dicatat secara manual oleh pihak operator laboratorium
Gambar 3.4Tampilan Simulator Tanki LNG 3.2 Perancangan Simulator Laboratorium Dalam perancangan simulator laboratorium ini dirancang untuk dapat memasukkan data komposisi gas secara manual untuk dikirim menuju PC simulator control room. Berikut diagram alir perancangan simulator laboratorium. Data disimpan dalam bentuk Microsoft Acces
START Data ditampilkan di PC Simulator Laboratorium Komposisi LNG •C1 (Methane) •n-C4(NormalButhane) •C2(Ethane) •i-C5(IsoPenthane) •C3(Propane) •N2(Nitrogen) •i-C4(IsoButhane)
Masukkan IP Address PC simulator control room
Pilih perintah CONNECT untuk menghubungkan PC Simulator Laboratorium dengan PC Simulator Control Room
Indikator HIJAU
TIDAK
YA
Masukkan data komponen LNG secara manual sesuai hasil analisa sampel gas setiap perubahan 24 detik atau setiap menujukkan jam 8 , 16 dan 24
Pilih perintah SEND untuk mengirim data
Total Komponen LNG = 1
Secara bersamaan, PC simulator Laboratorium mengirim data menuju PC Simulator Control Room:
PC Simulator Control Room menerima data (komposisi LNG) : •C1 (Methane) •n-C4(NormalButhane) •C2(Ethane) •i-C5(IsoPenthane) •C3(Propane) •N2(Nitrogen) •i-C4(IsoButhane)
Gambar 3.6Diagram Alir Proses Pembangunan Database Berdasarkan gambar diagram alir di atas tampak bahwa data komponen gas pada laboratorium didapatkan dari beberapa tahapan. Dimulai dari pengambilan sampel gas setiap waktunya (Morning : 08.00; Afternoon : 16.00 dan Night : 24.00 (00.00)) oleh operator laboratoirum. Setelah sampel gas didapatkan, dilakukan analisa sampel gas dengan menggunakan alat Gas Chromatograph Analyzer dan selanjutnya didapatkan data komponen gas setiap jenisnya dalam bentuk persen (%) mol.
Data yang sudah diterima di PC simulator control room digunakan untuk mengolah data serta ditampilkan pada PC simulator control room
TIDAK
YA
Gambar 3.5Diagram Alir Prinsip Kerja Program PC Simulator Laboratorium
• Perancangan Tampilan Simulator Laboratorium Dalam perancangan tampilan simulator laboratorium ini dirancang seminimal mungkin agar
6
operator yang memasukkan nilai komponen gas tidak mengalami kebingungan. Pada tampilan simulator laboratorium ini hanya berisi baris kolom yang sudah disesuaikan jenis komponen gas sehingga dapat memudahkan dalam pemasukan data komposisi gas. Selain itu, terdapat kolom di pojok kiri bawah untuk memasukkan alamat IP dari PC simulator control room. Berikut ini tampilan simulator laboratorium.
IV. ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengujian PC Simulator Tanki LNG dengan PC Simulator Control room • Proses Pengiriman Data Pada bab sebelumnya telah dijelaskan bagaimana sistematika pengiriman data level dan temperatur dari PC simulator tanki LNG menuju PC simulator control room. Dalam sub-bab ini akan dilakukan analisa terhadap hasil pengujian simulasi pengiriman data level dan temperatur dari PC simulator tanki LNG menuju PC simulator control room. Proses pengujian dimasudkan untuk mengetahui kinerja dari sistem monitoring ini.
Gambar 3.7Tampilan Simulator Laboratorium 3.3 Perancangan Simulator Control Room Pada simulator control room ini merupakan tempat server data atau pengolahan data dari semua data yang sudah dikirimkan melalui client dalam hal ini PC simulator tanki LNG dan PC simulator laboratorium. Di dalam simulator control room ini, data yang sudah dikirim akan diterima dan diolah sesuai dengan fungsi matematis yang diberikan untuk mendapatkan hasil yang dituju berupa nilai koreksi densitas LNG, nilai koreksi level DP Transmitter, volume, quantities LNG serta HHV LNG.
Gambar 4.1Proses Pengujian Simulasi Pengiriman Data Pada PC Simulator Tanki LNG Berdasarkan gambar di atas tampak bahwa data level yang ditampilkan adalah 68.9 % dan 23,591 meter dan data temperatur yang ditampilkan -158.3 0C. Selain itu, untuk data tanggal yang ditampilkan adalah 03_03_2011 serta data jam menujukkan angka 16. Ketika proses pengiriman data yang terjadi secara otomatis, pada PC simulator control room akan menampilkan data yang dikirim oleh PC simulator tanki LNG.
• Perancangan Tampilan Simulator Control room Dalam perancangan tampilan simulator control room ini mengacu kepada tampilan HMI pada DCS serta ditambahkan tampilan untuk tempat penerimaan data. Sehingga dalam proses simulasi pada simulator control room akan tampil 2 buah tampilan yang menujukkan informasi yang tidak jauh berbeda.
• Proses Penerimaan Data Pada gambar di bawah tampak bahwa dalam penerimaan data komposisi gas dari PC simulator laboratorium dan data level, temperatur, tanggal dan jam dari PC simulator tanki LNG diterima dalam bentuk barisan data yang terinisialisasi. Setelah diterima, data tersebut dikelompokkan sesuai jenis nama datanya. Seperti yang terlihat pada keterangan nama data Level DP Trans , pada keterangan nama data tersebut tampil data 68.9 % dan 23,591 meter. Kedua data tersebut sesuai dengan data yang dikirim oleh PC simulator tanki LNG, begitu juga untuk data temperatur , tanggal dan jam.
Gambar 3.8 Dua Tampilan Pada Simulator Control room
7
Gambar 4.4Proses Pengujian Simulasi Pengiriman Data pada PC Simulator Laboratorium Berdasarkan gambar di atas tampak bahwa data komposisi gas yang ditampilkan terdapat 7 buah data dan masing – masing data tersebut dimasukkan secara manual sesuai dengan data real-plant. Pada gambar di atas tampak bahwa data yang dikirim diantaranya adalah 0,9125 (C1); 0,0513(C2); 0,0273(C3); 0,0046 (i-C4); 0,0040(n-C4); 0,0001(i-C5); dan 0,0002(N2). Ketujuh buah data tersebut nantinya dalam proses pengiriman data akan terinisialisasi dalam sebuah barisan deretan data untuk memudahkan dalam proses penerimaan data di PC simulator control room.
Gambar 4.2Proses Penerimaan Data yang Dikirim dari PC Simulator tanki LNG Selain itu, dari gambar di atas tampak bahwa terjadi proses perhitungan data dengan menggunakan data yang telah dikirim. Untuk proses penampilan hasil pengiriman data dan perhitungan data terjadi secara bersamaan seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini.
• Proses Penerimaan Data
Gambar 4.3Proses Penampilan Data yang Dikirim dari PC Simulator Tanki LNG serta Hasil Pengkoreksian Data
4.2 Pengujian PC Simulator Laboratorium dengan PC Simulator Control room • Proses Pengiriman Data
Gambar 4.6Proses Penerimaan Data yang Dikirim dari PC Simulator Laboratorium
Pada penjelasan sub-bab sebelumnya dijelaskan hasil pengujian pada PC simulator tanki LNG dengan PC simulator control room. Dalam penjelasan ini, akan dibahas mengenai hasil pengujian simulasi pengiriman data komposisi gas menuju PC simulator control room.
Untuk proses penampilan hasil pengiriman data dan perhitungan data terjadi secara bersamaan seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini.
8
Gambar 4.7Proses Penampilan Data yang Dikirim dari PC Simulator Laboratorium serta Hasil Pengkoreksian Data
Gambar 4.8Proses Penampilan Data pada PC Simulator Control Room Periode Morning Pada hasil simulasi, tampak terdapat perubahan nilai level DP setelah mengalami proses pengkoreksian data. Tampak bahwa nilai level DP Transmitter yang telah terkoreksi adalah 79,047 % atau setara dengan 27,065 meter , terdapat perbedaan dari data level DP Transmitter yang dikirimkan dari PC simulator tanki LNG yaitu 79,1 % atau setara dengan 27,083 meter dengan data densitas 453 Kg/m3. Jika diperhatikan dari kedua data tersebut, terdapat perbedaan nilai level DP Transmitter yang disebabkan adanya proses perhitungan dari nilai densitas dimana menggunakan data komposisi gas. Pada bab sebelumnya dijelaskan bahwa data level yang ditampilkan pada DP Transmitter di tanki LNG PT. Badak merupakan pembacaan dari tekanan yang terukur dimana dikonversi menjadi bentuk persen (%) level. Dengan menggunakan data dari perhitungan koreksi level, didapatkan nilai volume LNG yan terkoreksi serta nilai quantities LNG yang terkandung dalam LNG tersebut. Selain itu, dalam simulasi simulator control room ini ditampilkan nilai delta(∆) dari hasil perhitungan data, diantaranya nilai delta(∆) h (level), delta(∆) volume, serta delta(∆) quantities. Ketiga nilai data delta( ∆) ini digunakan sebagai acuan data bahwa dari hasil pengukuran level dengan DP Transmitter pada tanki LNG terdapat selisih nilai dengan hasil pengkoreksian level dimana hasil selisih nilai tersebut mempengaruhi dalam proses jual beli.
Pada gambar di atas (pojok kiri atas) diketahui bahwa data komposisi gas ditampilkan sesuai dengan data yang dikimkan oleh PC simulator laboratorium. Selain itu, dari gambar di atas tampak bahwa tampak nilai densitas sebesar 453.6 yang didapatkan dari perhitungan data komposisi gas dengan temperatur, setelah itu disusul dengan data koreksi level DP Transmitter 68,764 % dan 23,544 meter yang mana data level tersebut digunakan untuk dapat menghitung volume LNG. 4.3 Pengujian PC Simulator Control room Pada penjelasan sebelumnya sudah dijelaskan bagaimana proses pengiriman data dan penerimaan data pada PC simulator control room. Dalam sub-bab ini akan dianalisa dari hasil perubahan data yang terjadi pada PC simulator control room. Pada bab sebelumnya dijelaskan bahwa pada PC simulator control room terjadi proses perhitungan data dengan menggunakan data yang dikirim dari masing – masing PC client. Dalam analisa ini akan digunakan 2 contoh proses penampilan data dimana msaing – masing tampilan data menggunakan data komposisi gas yang berbeda dengan waktu yang berbeda. Sehingga dengan ditampilkannya 2 controh proses penampilan data, dapat diketahui bahwa setiap perubahan waktu , terdapat perubahan nilai level dan temperatur serta data komposisi gas yang digunakan untuk proses perhitungan. Berikut adalah hasil simulasi yang menunjukkan adanya perubahan data pada nilai komposisi gas yang ditampilkan serta data yang mengalami proses koreksi untuk setiap periode pengambilan data sampel gas.
Tabel 4.1 Data Nilai Delta(∆) dari Hasil Simulasi Periode Morning Delta(∆) h (level) Delta(∆) volume Delta(∆) quantities
- 0,018 - 50,47 - 1185,754
Dari hasil nilai delta( ∆) yang ditunjukkan pada simulasi di atas, dapat dianalisa bahwa∆)delta( h
9
memberikan dampak nilai selisih pada nilai quantities LNG dari data level DP yang diperoleh dari PC simulator tanki LNG. Jika dianalisa dari sisi bisnis jual beli, data delta quantities dapat memberikan informasi untuk mengetahui apakah data hasil pengukuran level DP Transmitter dengan asumsi densitas tetap pada tanki LNG dapat memberikan keuntungan atau kerugian. Seperti pada data delta( ∆) quantities pada tabel 4.1, nilai delta( ∆) quantities menujukkan nilai yang negatif. Nilai negatif ini menandakan bahwa hasil koreksi level dengan perubahan densitas lebih kecil daripada nilai data level yang dikirimkan dari PC simulator tanki LNG. Sehingga, jika dikonversi dalam bentuk nominal mata uang US$, delta( ∆) quantities sebesar (-)1185, 754 setara dengan US$ 18972,064.
5.2 Saran Agar penelitian yang sudah dilakukan dapat diterapkan, maka pihak PT. Badak perlu melakukan beberapa langkah, diantaranya : 1. Dilakukan koreksi nilai densitas dan hasil nilai level Differential Pressure Transmitter dengan fungsi koreksi yang ada. 2. Rancangan yag dapat diterapkan :
SAMPLE GAS
V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan LABORATORIUM
Berdasarkanpengujian yang telahdilakukanmakadidapatkankesimpulansebagaiberikut: 1. Telahdilakukanperancangansistemmonitoring levelpadatanki LNG denganmenggunakan 3 buah PC dimanamasing – masing PC mewakilikondisidarilaboratorium, tanki LNG dancontrol room. 2. Dari hasilpengujiansimulasipada PC simulator tanki LNG, pengiriman data leveldantemperaturberjalansesuaidengansemestinyada n data yang ditampilkansesuaidengan database. Sedangkandarihasilpengujiansimulasipada PC simulator laboratorium, pengiriman data komposisi gas berjalandengansesuaidan data yang ditampilkansesuaidengan data yang dimasukkanpada PC simulator laboratorium. 3. Dari hasilpengujiansimulasipada PC simulator control room,penerimaan data berjalandengansesuaidan proses pengelompokkansesuaidenganjenisnamadatanyaserta proses pengolahan data berjalansesuaidenganrumusan yang dipaparkan. 4. Dari hasilsimulasi, terdapatperubahan data komposisi gas setiapperiodeMorning (08.00); Afternoon(16.00) danNight(00.00). 5. Dari hasilsimulasi data dengan ,tidakditemukanround delay data yang signifikankarenadelay data yang terjadisebesar< 0.0005 secondssaatpengiriman data. 6. Dari hasilsimulasi, didapatkannilaidelta( ∆)level yang mempengaruhipadanilaiquantities LNG. Jikadelta(∆) yang ditampilkanbernilainegatif, makapengukurandengan data koreksilevel DP Transmitter mengalami loss, tetapijika delta(∆) yang ditampilkanbernilaipositif, makapengukurandengan data koreksilevel DP Transmitermengalami profit.
DP TRANSMITTER
TEMPERATURE TRANSMITTER
DCS TANK
FUNGSI KOREKSI DITERAPKAN
Gambar 5.1 Diagram Blok Rancangan Sistem Monitoring di tanki LNG PT. Badak
DAFTAR PUSTAKA [1]
[2] [3]
[4]
10
International Group of Liquefied Natural Gas Importers.2010.LNG Custody Transfer Handbook Third Edition.France Heru Triyanto ,Roni. Differential Pressure Transmitter.Bontang Migas-Online.2010. Metode Pengukuran DP.http://www.migasindonesia.com/index.php? module=article&sub=article&act=view&id=67 27 Blog Teknisi Instrumentasi. http://teknisiinstrument.wordpress.com/2009/08 /06/menentukan-range-differential-pressuretransmitter-untuk-mengukur-level/
[5]
[6] [7] [8] [9]
[10] [11] [12]
Modul Bimbingan Profesi Sarjana Teknik (BPST) Direktorat Pengolahan.Dasar Instrumentasi dan Proses Kontrol. PT. Petrochindo Utama. Liquefied Natural Gas (LNG). PT. Badak. LNG Storage and Loading System. Siswanto.Perhitungan Kuantitas LNG. Blog Habib Nurrahman. Topologi Jaringan .http://tjahtjilic.wordpress.com/2009/10/19/topo logi-jaringan/ Topologi Jaringan. http://abdurrahim.web.id /topologi/materi1a.html Jatmiko, Rudi.2008. Merancang Sendiri Tampilan Aplikasi dengan Visual Basic 6.0. The Engineering Toolbox. www.EngineeringToolBox.com
BIODATA PENULIS NAMA : FEBRIAN SURYA PERKASA NRP : 2407.100.041 TTL : BONTANG, 27 FEBRUARI 1989 E-mail :
[email protected]
Riwayat Pendidikan: • SD VIDATRA BONTANG ( 1996 – 2001 ) • SLTP VIDATRA BONTANG ( 2001 – 2004 ) • SMA MUHAMMADIYAH 2 SURABAYA ( 2004 – 2007 ) • TEKNIK FISIKA – ITS ( 2007 – sekarang )
11
