IDENTIFIKASI RISIKO PADA BOILER COAL FIRING SYSTEM FASILITAS PEMBANGKIT PT PJB UNIT PEMBANGKITAN PAITON

Transkripsi

1 IDENTIFIKASI RISIKO PADA BOILER COAL FIRING SYSTEM FASILITAS PEMBANGKIT PT PJB UNIT PEMBANGKITAN PAITON ITS Surabaya Abstrak PT PJB Unit Pembangkitan Paiton merupakan jenis pembangkit Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU) dengan bahan bakar batu bara, terletak sekitar 52 km ke arah timur dari kota Probolinggo atau sekitar 142 km dari Surabaya. Sebagai sebuah industri dengan kapasitas tinggi dan teknologi mutakhir serta nilai investasi yang sangat besar, tentunya perusahaan ini juga tidak bisa lepas dari risiko selama jangka waktu operasionalnya. Dalam hal ini masalah yang dihadapi pada saat penelitian ini dilakukan adalah PT PJB belum menerapkan program Manajemen Risiko dalam menangani peralatannya. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasikan jenis-jenis komponen yang mungkin mengalami kerusakan pada sistem pengapian boiler dengan batu bara. Hal ini diperlukan untuk memberikan masukan kepada PT PJB Unit Pembangkitan Paiton dalam menganalisa adanya risiko kerusakan peralatan yang dimiliki. Sehingga dapat dilakukan penanganan untuk meminimkan biaya maintenance atau kerugian akibat perbaikan. Perhitungan nilai risiko dilakukan dengan menggunakan teknik/model FMEA, FTA, MTTF dan konsekuensi terjadinya risiko. Dalam pengolahan data dijelaskan mengenai kriteria risiko yang terdiri dari likelihood dan consequence, identifikasi risiko dengan analisa FMEA dan FTA, penentuan distribusi waktu antar kerusakan dan waktu lama perbaikan dengan menggunakan software weibul, dan penentuan nilai risiko yang merupakan perkalian dari likelihood dan consequence. Dari penelitian yang telah dilakukan ini didapatkan hasil sebagai berikut: Frekuensi kerusakan tertinggi terjadi pada Pulverizer B dengan bentuk kerusakan grinding failure sebesar 12.5 kali per tahun. Waktu perbaikan terbesar terjadi pada Pulverizer C dengan bentuk kerusakan grinding failure sebesar 9.7 jam. Tingkat kesulitan tertinggi terjadi pada Pulverizer A, B, C, D, dan E dengan bentuk kerusakan grinding failure sebesar 5. Biaya penggantian komponen terbesar terjadi pada Coal Feeder E dengan bentuk kerusakan Failure sebesar Rp 13,279,700,-

2 PENDAHULUAN Latar Belakang PT PJB Unit Pembangkitan Paiton merupakan jenis pembangkit Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU) dengan bahan bakar batu bara, terletak sekitar 52 km ke arah timur dari kota Probolinggo atau sekitar 142 km dari Surabaya. Sebagai sebuah industri dengan kapasitas tinggi dan teknologi mutakhir serta nilai investasi yang sangat besar, tentunya perusahaan ini juga tidak bisa lepas dari risiko selama jangka waktu operasionalnya. Oleh karena itu perlu dilakukan identifikasi terhadap risiko yang ada sebagai dasar untuk penerapan manajemen risiko sesuatu yang selama ini belum pernah dilakukan PT PJB UP Paiton. Dan pada saat penelitian ini dilakukan PT PJB belum menerapkan sistem manajemen risiko. Permasalahan Berdasarkan uraian di atas, permasalahan yang diteliti dapat dirumuskan sebagai berikut : Komponen-komponen apa saja yang dapat menimbulkan risiko/kerusakan pada Sistem Boiler fasilitas pembangkit PT PJB Unit Pembangkitan Paiton. Tujuan Adapun tujuan dari penelitian ini adalah : Mengidentifikasikan jenis-jenis komponen yang mungkin mengalami kerusakan pada Sistem Boiler. Manfaat Penelitian Manfaat penelitian ini adalah : 1. Menambah Ilmu Pengetahuan terutama bagi penulis / peneliti. 2. Memberikan informasi pada perusahaan nilai risiko dari komponen-komponen yang ada pada Unit Pembangkitan PT PJB. Batasan Masalah Batasan masalah yang dilakukan pada Tesis adalah sebagai berikut: 1. Hanya pada Boiler Coal Firing System di Fasilitas Pembangkit Unit Pembangkitan Paiton. 2. Risiko yang diteliti adalah risiko berkenaan dengan keandalan peralatan dalam operasional sehari-hari.

3 METODOLOGI PENELITIAN Uraian Singkat Dalam melakukan penelitian dan pengolahan data terhadap permasalahan yang diangkat dalam makalah ini, langkah-langkah yang diambil adalah seperti ditunjukkan oleh gambar 2-1. Survei Pendahuluan Identifikasi / Perumusan Masalah Pengumpulan data: 1. Data Equipment 2. Spesifikasi Equipment 3. Waktu antar kerusakan Equipment 4. Waktu lama perbaikan Equipment 5. Biaya-biaya yang terjadi karena kerusakan Diskusi dan kesimpulan Pengolahan data: 1. Frekuensi terjadinya risiko 2. Risiko biaya penggantian komponen 3. Risiko biaya tenaga kerja 4. Risiko konsekuensi operasional Gambar 2-1 : Diagram alir Metodologi Penelitian HASIL DAN DISKUSI Deskripsi Boiler Coal Firing System Sil o Sil o Sil o Sil o Sil o COAL FEEDER A PULVERIZER / B D C BOILER E B A PA HEATER B A STEAM B A PA Gambar 3.1 Aliran batu bara pengapian boiler

4 Boiler Coal Firing System atau Sistem Pengapian Batu bara Boiler adalah salah satu dari 6 sistem operasi Boiler di Unit Pembangkitan Paiton. Berikut ini adalah uraian dari masing-masing peralatan gambar 3.1 tersebut. 1. Coal Feeder (5 unit) Berfungsi sebagai pengatur kapasitas aliran batu bara dari Silo menuju Pulverizer. 2. Pulverizer (5 unit) Berfungsi untuk menggerus batu bara sebelum dimasukkan ke boiler. 3. PA Fan (Primary Air Fan) (2 unit) Berfungsi menyuplai udara bertekanan ke pulverizer untuk menghembuskan batu bara ke dalam boiler. 4. Steam Coil (2 unit) Berfungsi memanaskan awal udara dari PA Fan. 5. PA Heater (2 unit) Berfungsi memanaskan lanjut udara dari PA Fan setelah dihangatkan terlebih dahulu oleh steam coil. Udara panas ini kemudian menghembuskan batu bara halus dari pulverizer menuju boiler. Identifikasi Awal Risiko Fault Tree Analysis Langkah pertama dalam Fault Tree Analysis adalah mendefinisikan kejadian puncak yang tidak diinginkan dalam sistem yang diamati. Langkah selanjutnya adalah menggambarkan atau membentuk diagram logis dan detail yang memperlihatkan kombinasi dari even yang mengarah pada suatu kondisi dalam penelitian..

5 Suplai udara primer Proses pengapian dengan Batu bara di boiler Suplai batu bara Fan A Fan B 2 Coil A Heater A Coil B Heater B Pulv. A Pulv. B Pulv. C Pulv. Pulv. E Grinding Grinding Grinding Grinding Grinding Feeder A Feeder B Feeder C Feeder D Feeder E Belt Belt Belt Belt Belt Gambar 3.2 Fault Tree Analysis untuk sistem pengapian boiler dengan batu bara Penentuan Distribusi Waktu Antar Kerusakan dan Waktu Lama Perbaikan Pada identifikasi awal risiko, telah diketahui adanya 16 equipment dalam sistem pengapian boiler dengan batu bara. Langkah pertama adalah mengumpulkan data data kerusakan untuk periode tahun 2001 sampai dengan tahun Software Reliability Weibul digunakan untuk menguji data waktu antar kerusakan, data waktu lama perbaikan dan data biaya perbaikan. Hasil pengujian yang akan diperoleh berupa model distribusi yang paling representatif untuk data-data tersebut. Pilihan uji distribusi tersebut terdiri dari Weibull, Lognormal, Exponential dan Normal.

6 Contoh: Coal feeder A Dengan bentuk kerusakan belt failure Waktu antar kerusakannya (hari) 43, 75, 82, 70, 224, 188. Untuk selengkapnya dapat dilihat di lampiran A. Setelah diuji ternyata berdistribusi weibull dengan : beta = Eta = Gamma = n atau 1 1/b = 1.9 (n) = MTTF = hari Likelihood = / tahun Penentuan Likelihood Risiko Nilai Likelihood pada penelitian ini adalah berupa frekuensi kerusakan komponen pada suatu periode waktu. Periode waktu yang digunakan adalah jangka waktu satu tahun, sehingga hasil dari perhitungan Likelihood ini adalah berapa kali komponen tersebut akan rusak dalam satu tahun. Cara menghitungnya adalah dengan menggunakan parameter distribusi selang waktu kerusakan untuk tiap komponen. Parameter distribusi ini akan digunakan untuk menghitung MTTF ( Mean Time To Failure), yaitu waktu rata rata selang waktu kerusakan untuk tiap komponen. Perhitungannya adalah sebagai berikut : 1 MTTF = 1 untuk distribusi Weibull MTTF = 1/ untuk distribusi Eksponensial MTTF = untuk distribusi Normal Misalnya untuk equipment Coal Feeder dengan bentuk kerusakan Belt Failure (No. 1), mempunyai distribusi Weibull dengan parameter = dan = sehingga perhitungan MTTF untuk distribusi Weibull didapatkan hasil sebagai berikut : [Kececioglu, Dimitri] 1 MTTF = = hari Sehingga nilai MTTF tersebut menunjukkan bahwa komponen tersebut diprediksi akan mengalami kerusakan dalam rata rata waktu tiap hari. Setelah itu dicari nilai Likelihood dengan membagi jumlah hari pembangkit menjalankan produksi listrik dalam setahun dengan nilai MTTF tersebut. Karena suatu pembangkit tidak pernah berhenti dalam menjalankan produksi listrik, maka diasumsikan perusahaan menjalankan produksi selama 365 hari per tahun. Maka perhitungannya adalah sebagai berikut : Nilai Likelihood = 365 / = 4.68 Jadi nilai Likelihood untuk bentuk kerusakan tersebut adalah sebesar 4.68 per tahun, atau dengan kata lain bahwa frekuensi terjadi kerusakan adalah 4.68 kali / tahun. Di bawah ini adalah tabel yang memuat nilai MTTF beserta nilai Likelihood untuk tiap komponen. Tabel 3.1 Tabel nilai MTTF dan Likelihood untuk tiap bentuk kerusakan. No Nama Equipment Bentuk Kerusakan MTTF Likelihood 1 Coal Feeder A Belt failure Coal Feeder A failure Coal Feeder B Belt failure

7 4 Coal Feeder B failure Coal Feeder C Belt failure Coal Feeder C failure Coal Feeder D Belt failure Coal Feeder D failure Coal Feeder E Belt failure Coal Feeder E failure Pulverizer A failure Pulverizer A Grinding failure Pulverizer B failure Pulverizer B Grinding failure Pulverizer C failure Pulverizer C Grinding failure Pulverizer D failure Pulverizer D Grinding failure Pulverizer E failure Pulverizer E Grinding failure Primary Air Fan A failure Primary Air Fan B failure Steam Coil A Tubing Steam Coil B Tubing PA Heater A Tubing PA Heater B Tubing Penentuan Konsekuensi Risiko Penentuan nilai konsekuensi risiko ini akan dibagi dalam 3 kriteria risiko yaitu : 1) Kerugian berdasarkan waktu 2) Kerugian berdasarkan biaya perbaikan 3) Tingkat kesulitan dalam memperbaiki kerusakan Kerugian Berdasarkan Waktu Setiap kerusakan yang terjadi dapat mengakibatkan kerugian dari sisi waktu, di mana waktu yang terbuang ketika suatu risiko kerusakan terjadi dapat dicari menggunakan perhitungan MTTR (Mean Time To Repair). MTTR adalah rata rata waktu yang terbuang untuk melakukan perbaikan terhadap kerusakan tersebut. Perhitungannya adalah sebagai berikut : 1 MTTR = 1 untuk distribusi Weibull MTTR = 1/ untuk distribusi Eksponensial MTTR = untuk distribusi Normal dan Lognormal Misalnya untuk equipment Coal Feeder B dengan bentuk kerusakan Belt Failure (No. 3), mempunyai parameter = dan = sehingga perhitungan MTTR untuk distribusi Weibull, di mana dengan menggunakan tabel 6.1 halaman 275 (Kececioglu, Dimitri) didapatkan hasil sebagai berikut :

8 MTTR = = Jadi kerugian waktu yang terbuang bila equipment ini mengalami bentuk kerusakan ini rata ratanya adalah sebesar jam. Tabel 3.2 Tabel MTTR dan Likelihood No Nama Equipment Bentuk Kerusakan Likelihood MTTR Likelihood MTTR 1 Coal Feeder A Belt failure Coal Feeder A failure Coal Feeder B Belt failure Coal Feeder B failure Coal Feeder C Belt failure Coal Feeder C failure Coal Feeder D Belt failure Coal Feeder D failure Coal Feeder E Belt failure Coal Feeder E failure Pulverizer A failure Pulverizer A Grinding failure Pulverizer B failure Pulverizer B Grinding failure Pulverizer C failure Pulverizer C Grinding failure Pulverizer D failure Pulverizer D Grinding failure Pulverizer E failure Pulverizer E Grinding failure Primary Air Fan A failure Primary Air Fan B failure Steam Coil A Tubing Steam Coil B Tubing PA Heater A Tubing PA Heater B Tubing T o t a l Kerugian berdasarkan biaya perbaikan Perhitungan kerugian dapat diperoleh dari penjumlahan biaya penggantian komponen dengan perkalian nilai MTTR dan nilai CV. Dan nilai CV itu sendiri merupakan biaya tenaga perbaikan dengan persamaan sebagai berikut : CR = CF (CV x MTTR) Akan tetapi karena dalam penelitian ini digunakan data masa lalu, sehingga hasil akhir dari perhitungan biaya telah tersedia, maka dalam penelitian ini tidak dibahas perhitungan detail lagi bagaimana mendapatkan data biaya tersebut. Dengan cara

9 perhitungan yang sama, maka didapatkan nilai biaya rata-rata dari data kean / kerusakan sebagaimana dalam tabel 3.3. Tabel 3.3 Tabel Biaya penggantian komponen No Nama Equipment Bentuk Kerusakan Komponen 1 Coal Feeder A Belt failure 7,549, Coal Feeder A failure 3 Coal Feeder B Belt failure 4 Coal Feeder B failure 5 Coal Feeder C Belt failure 6 Coal Feeder C failure 7 Coal Feeder D Belt failure 8 Coal Feeder D failure 9 Coal Feeder E Belt failure 10 Coal Feeder E failure 11 Pulverizer A failure 12 Pulverizer A Grinding failure 13 Pulverizer B failure 14 Pulverizer B Grinding failure 15 Pulverizer C failure 16 Pulverizer C Grinding failure 17 Pulverizer D failure 18 Pulverizer D Grinding failure 19 Pulverizer E failure 20 Pulverizer E Grinding failure 526, ,521, ,685, ,591, ,305, ,454, ,754, ,544, ,279, ,844, ,986, ,001, ,999, ,085, ,636, ,416, ,517, , ,301, Primary Air Fan A failure 11,208, Primary Air Fan B failure

10 23 Steam Coil A Tubing 24 Steam Coil B Tubing 25 PA Heater A Tubing 26 PA Heater B Tubing 374, , , ,771, ,184, Tingkat Kesulitan Dalam Memperbaiki Kerusakan Dalam menentukan tingkat kesulitan memperbaiki kerusakan, dilakukan interview atau wawancara langsung kepada operator dan subdirektorat Maintenance Controls yang bertanggungjawab terhadap perawatan dan perbaikan pada seluruh equipment di UP Paiton. Cara menentukan tingkat kerusakan ini adalah dengan menggunakan skala perbandingan antara 1 sampai dengan 5. Nilai 1 menunjukkan tingkat kesulitan yang paling mudah, sedangkan nilai 5 menunjukkan tingkat yang sangat sulit. Pada tahap selanjutnya dapat dilihat daftar tingkat kesulitan untuk tiap komponen pada Tabel 3.5 Tabel 3.4 Daftar nilai pengali sesuai tingkat kesulitan dalam memperbaiki kerusakan Tingkat Kesulitan Dalam Memperbaiki Nilai pengali biaya total Consequence Kerusakan 1 (1/5)x10% = (2/5)x10% = (3/5)x10% = (4/5)x10% = (5/5)x10% = 0.10 Tabel 3.5 Tabel Tingkat Kesulitan & Nilai Pengali Biayanya No Nama Equipment Bentuk Kerusakan Tingkat Kesulitan Nilai Pengali 1 Coal Feeder A Belt failure Coal Feeder A failure Coal Feeder B Belt failure Coal Feeder B failure Coal Feeder C Belt failure Coal Feeder C failure Coal Feeder D Belt failure Coal Feeder D failure Coal Feeder E Belt failure

11 10 Coal Feeder E failure Pulverizer A failure Pulverizer A Grinding failure Pulverizer B failure Pulverizer B Grinding failure Pulverizer C failure Pulverizer C Grinding failure Pulverizer D failure Pulverizer D Grinding failure Pulverizer E failure Pulverizer E Grinding failure Primary Air Fan A failure Primary Air Fan B failure Steam Coil A Tubing Steam Coil B Tubing PA Heater A Tubing PA Heater B Tubing KESIMPULAN Dari hasil identifikasi di atas maka dapat disimpulkan sebagai berikut : Frekuensi kerusakan tertinggi terjadi pada Pulverizer B dengan bentuk kerusakan grinding failure sebesar 12.5 kali per tahun. Waktu perbaikan terbesar terjadi pada Pulverizer C dengan bentuk kerusakan grinding failure sebesar 9.7 jam. Tingkat kesulitan tertinggi terjadi pada Pulverizer A, B, C, D, dan E dengan bentuk kerusakan grinding failure sebesar 5. Biaya penggantian komponen terbesar terjadi pada Coal Feeder E dengan bentuk kerusakan Failure sebesar Rp 13,279,700,-

12 DAFTAR PUSTAKA E.E. Lewis, Introduction to Reliability Engineering, John Wiley & Sons. Inc., Illinois, Kececioglu, Dimitri, Reliability Engineering Handbook, Prentice Hall, New Jersey, Mounbray, John, Reliability-Centered Maintenance, Industrial Press Inc., North Carolina, Patrick D.T. O Connor, Practical Reliability Engineering, 3rd Edition Revised, John Wiley & Sons Inc., New York, Seisno Djojosoedarso, Prinsip-prinsip Manajemen Risiko dan Asuransi, Penerbit Salemba Empat, Jakarta, Standards Australia, Guidelines for managing risk, Standards Australia, Homebush, NSW, HB 143:1999. Standards Australia, Risk Management, Standards Australia, Homebush, NSW, AS/NZS 4360: Woodhouse, John, Managing Industrial Risk, Chapman & Hall, London, 1993.