PE ILAIA KETERSEDIAA SEBAGAI DASAR PE E TUA PE JADWALA PERAWATA U IT PEMBA GKIT LISTRIK TE AGA DIESEL (STUDI KASUS PLTD PESA GGARA U IT 10 DA 11)

Transkripsi

1 PEILAIA KETERSEDIAA SEBAGAI DASAR PEETUA PEJADWALA PERAWATA UIT PEMBAGKIT LISTRIK TEAGA DIESEL (STUDI KASUS PLTD PESAGGARA UIT 10 DA 11) Indra Wahyu Baskara, Dwi Priyanta, Ketut Buda Artana Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya Kampus ITS Sukolilo, Surabaya ABSTRAK Energi listrik merupakan suatu kebutuhan utama dalam dunia industri dan pariwisata. Denpasar sebagai salah satu daerah dengan tingkat kebutuhan listrik yang cukup besar di Indonesia disuplai oleh beberapa pembangkit listrik salah satunya adalah PLTD Pesanggaran. Dalam suatu unit pembangkit listrik tenaga diesel, sistem pendukung motor diesel merupakan salah satu bagian vital. Tidak dapat dipungkiri apabila sistem pendukung motor mengalami kegagalan maka proses pembangkitan listrik akan terhenti dan menyebabkan gangguan dan kerugian. Untuk itu, penilaian ketersediaan dirasa perlu dilakukan sebagai salah satu dasar pertimbangan untuk melakukan perawatan demi menjaga kontinuitas operasional PLTD. Pada penelitian ini dilakukan analisa ketersediaan sistem pendukung PLTD dan analisa komponen kritis dari masing-masing kopmponen sistem. Analisa ketersediaan dilakukan pada sistem pendukung motor diesel yang sesuai dengan process flow diagram pada PLTD pesanggaran unit 10 dan 11 dengan menggunakan data keandalan dari beberapa sumber baik sumber langsung dari data gangguan yang dimiliki perusahaan maupun data dari bank data keandalan. Komponen kritis dari masing-masing sistem dianalisa menggunakan metode kuantitaif Birnbaum importance measurement. Berdasarkan hasil analisa tersebut komponen sistem dapat diklasifikasikan menjadi tiga kategori sesuai dengan tingkat kekritisannya untuk dijadikan dasar penentuan penjadwalan perawatan yang dalam hal ini berupa rekomendasi prioritas dan jenis tindakan perawatan. Kata kunci : Penilaian ketersediaan, komponen kritis, PLTD, sistem pendukung mesin ABSTRACT Electricity is one of major needs in industrial and tourism. Denpasar, as one region with high level demand of electricity in Indonesia, is supplied by several power plants which one of them is PLTD Pesanggaran. In diesel power plant, engine supporting systems play important role. It is inevitable, if the engine supporting system failure, the electricity generation process will halt and cause disruption and loss. Therefore, availability assessment is considered to be done as one of the basis of maintenance task selection in order to maintain operational continuity of diesel power plant. In this research availability analysis of engine supporting system and criticality analysis of its components are conducted. Analysis of availability held according to system s process flow diagram by using reliability data from several sources such as failure data from the corporation and another reliability handbook. Critical component from each system is analyzed by using quantitative method Birnbaum s importance measurement. As the result, the components of engine supporting system classified into three categories according to its criticality ranking as a basis of maintenacne schedule, priority and task determination. Keywords: Availability assessment, critical component, diesel power plant, engine supporting systems 1 PEDAHULUA Energi listrik merupakan suatu kebutuhan utama dalam dunia industri dan pariwisata. Denpasar sebagai salah satu daerah dengan tingkat kebutuhan listrik yang cukup besar di Indonesia disuplai oleh beberapa sumber listrik termasuk PLTD Pesanggaran. Unit pembangkit listrik tenaga diesel PLTD Pesanggaran seluruhnya menggunakan bahan bakar minyak, yang berarti nilai rupiah per kwh yang dihasilkan akan menjadi tinggi. Namun hal tersebut tidak terlalu dipermasalahkan mengingat kemandirian pasokan listrik untuk daerah Denpasar menjadi alasan utama kontinuitas operasi unit pembangkit listrik berbahan bakar minyak tersebut. Dalam suatu unit pembangkit listrik tenaga diesel, sistem pendukung mesin diesel merupakan salah satu bagian vital. Tidak dapat dipungkiri apabila sistem pendukung mesin mengalami kegagalan maka proses pembangkitan listrik akan terhenti dan menyebabkan gangguan dan kerugian. Mengingat pentingnya sistem pendukung dari suatu PLTD, dirasa perlu untuk melakukan penilaian 1

2 2 ketersediaan dan analisa tentang perawatan dari pembangkit listrik tersebut. Dari total sebelas unit yang ada di PLTD Pesanggaran, akan dianalisa dua unit yang identik dengan kapasistas terpasang 12 MW. Analisa dilakukan pada sistem sesuai dengan process flow diagram milik perusahaan dengan inputan data menggunakan bantuan bank data keandalan dan sumber terkait. Berdasarkan hasil penilaian ketersediaan ini akan diprediksi dan ditinjau besarnya nilai ketersediaan unit pembangkit listrik pada PLTD Pesanggaran serta komponen apa saja yang menjadi komponen kritis pada PLTD tesebut. Hasil tersebut nantinya digunakan untuk menentukan jadwal perawatan yang meliputi prioritas tindakan perawatan pada masing-masing komponen yang dianalisa. 2 KOSEP RAM 2.1 Keandalan Sistem Reliability atau keandalan adalah kemampuan dari suatu kompnen atau sistem untuk dapat menjalankan fungsinya pada kondisi operasi dan lingkungan yang diberikan dalam jangka waktu tertentu (1). Keandalan erat hubungannya dengan time to failure (TTF), dimana TTF adalah waktu untuk transisi dari kondisi beroperasi menjadi kondisi gagal. Indeks keandalan sebagai fungsi waktu memiliki kisaran nilai mulai dari 0 (nol) hingga 1 (satu). Jika peluang disimbolkan dengan P(s) dan peluang gagal disimbolkan dengan P(f), maka : + =1 Peluang suatu komponen dapat ditentukan dengan rumusan. = [1] Dimana λ = laju kegagalan = 2.2 Kemampurawatan Sistem Kemampurawatan atau maintanability adalah kemampuan dari suatu komponen atau sistem dalam suatu kondisi tertentu untuk dapat diperbaiki atau dikembalikan kepada suatu kondisi dimana seharusnya komponen/ sistem tersebut berfungsi (1). Kemampurawatan berkorelasi dengan waktu perbaikan atau time to repair. Time to repair dipengaruhi oleh waktu penyediaan spare part dan waktu pengerjaan perbaikan itu sendiri. Semakin kecil waktu perbaikan maka akan semakin baik. Kemampurawatan ini merupakan salah satu hal yang mendukung ketersediaan sistem/ komponen. 2.3 Ketersediaan Sistem Umum Ketersediaan atau availability adalah probabilitas sistem untuk dapat melakukan fungsi yang diperlukan pada poin waktu yang diberikan (2). Nilai ketersediaan suatu komponen atau sistem berhubungan dengan keandalan dan kemampurawatan, = = 100% [2] + 100% Konsep dan Definisi Ketersediaan pada Power Plant Menurut Artana (3) dalam kasus Continuous Operated System penilaian keandalan akan menjadi kurang tepat karena COS bisa mentolerir kegagalan. Penilaian untuk sistem dengan karakter COS adalah ketersediaan (availability) yakni peluang sistem/komponen untuk berada pada kondisi operasi (operating state) atau peluang sistem ditemukan dalam kondisi operasi pada waktu tertentu. Pada sub bab sebelumnya dijelaskan bahwa sistem pembangkit listrik merupakan sistem dengan karakter operasi COS sehingga bentuk penilaian dari kean sistem menggunakan konsep ketersediaaan. 3 PERMODELA RAM Dalam analisa keandalan biasanya kita memodelkan struktur sistem menggunakan fault tree atau dengan menggunakan reliability block diagram. Ketika fault tree hanya terbatas pada gerbang logika or dan and saja, maka kedua metode ini akan menghasilkan hasil yang sama dan kita dapat mengkonversi fault tree ke dalam bentuk reliability block diagram maupun sebaliknya (4). Pada reliability block diagram atau RBD, hubungan antar block menyatakan bahwa komponen direpresentasikan oleh bagaimana block tersebut berfungsi. Hal tersebut juga berarti bahwa satu atau sejumlah mode kegagalan tidak terjadi. Pada fault tree kita dapat menyatakan suatu basic event sebagai kemunculan dari satu atau sejumlah mode kegagalan. Sehingga jalannya suatu basic event pada fault tree yang dapat menyebabkan top event terjadi dapat direpresentasikan menjadi hubungan seri-paralel pada suatu block diagram seperti dicontohkan pada Gambar 2.2.

3 3 Sumber : (4) Gambar 3.1Korelasi hubungan seri parallel pada blok diagram dengan fault tree Dalam analisa ketersediaan, model dapat diinterpretasikan oleh ABD atau Availability Block Diagram. Availability Block Diagram ini merupakan model yang memiliki kesamaan logika sistem dengan Reliability Block Diagram dengan menambahkan kapasitas untuk masing masing block diagram (2) Analia menggunakan ABD merepresentasikan sub sistem dan kapasitas masing - masing sub sistem akan diinterpretasikan oleh beberapa komponen data keandalan, kemampurawatan, serta logika kegagalan komponen yang memperhitungkan hubungan seri,parallel ataupun standby. Adapun contoh bentuk hubungan dalam Availability Block Diagram komponen yang tersusun seri dan paralel dicontohkan dalam Gambar 2.3 berikut: meningkatkan ataupun berpotensi menurunkan keandalan dari suatu sistem. Sebagaimana yang diketahui, suatu sistem dengan komponen yang tersusun secara seri atau dengan satu cut set akan cenderung lebih mudah gagal dan dikatakan penting dibandingkan sistem dengan komponen yang tersusun paralel (4) Analisa komponen kritis dapat dilakukan secara kualitiatif maupun secara kuantitatif. Secara kuantitaif, menurut Rausand & Arlnjot (4), komponen kritis dapat dinilai dengan beberapa metode antara lain yaitu: Birnbaum s Measure, Criticality Importance dan Fussell-vesely s measure. Berdasarkan penilaian tersebut, komponen dapat dirangking dan dikelompokkan sesuai dengan tingkat kekritisannya terhadap sistem. 5 METODOLOGI Alur pengerjaan dimulai dari mendeskripsikan sistem kemudian menentukan mode kegagalan yang mungkin terjadi pada masing-masing komponen penyusun sistem. Setelah mode kegagalan ditentukan, maka dapat dibuat model dari sistem tersebut dengan memasukkan masing-masing parameter yang dibutuhkan. Gambar 3.2Availability Block Diagram Sebagaimana yang diketahui, komponen parallel adalah komponen yang apabila salah satu mengalami kegagalan atau kerusakan tidak mengentikan proses hanya menurunkan kapasitas. Sedangkan komponen seri adalah kompnen yang apabila salah satu mengalami kegagalan maka akan menghentikan proses/ mengakibatkan kegagalan sistem. 4 KOMPOE KRITIS Artana (5) menyatakan dalam menganalisa keandalan dan menentukan model perawatan penentuan komponen kritis tentunya juga penting untuk dilakukan. Penentuan komponen kritis akan berguna untuk memberikan informasi terhadap engineer dan tim yang melakukan perawatan tentang komponen mana yang akan berpotensi Gambar 5.1Diagram Alir Pengerjaan Penelitian

4 4 Model kemudian dianalisa untuk menentukan nilai ketersediaan dan komponen kritis yang terdapat pada sistem tersebut. Dari hasil analisa tersebut kemudian komponen dikategorikan berdasarkan tingkat kekritisannya menjadi beberapa kategori sesuai dengan tindakan perawatan yang direkomendiasikan untuk dilakukan. Adapun alur penelitian yang digambarkan dalam flowchart metodologi penelitian dapat diihat pada Gambar AALISA DATA DA PEMBAHASA 6.1 Deskripsi Sistem Pendukung PLTD Dalam sebuah unit pembangkit listrik terdapat sistem-sistem yang mendukung kerja utama unit tersebut. Sistem pendukung tersebut akan dijabarkan hingga ke level parts. Penjabaran ini didasarkan pada fungsi peralatan sehingga diharapkan lebih mudah untuk mengetahui modemode kegagalan dan menentukan model perawatan yang dilakukan. Terdapat empat sistem utama pendukung motor diesel PLTD Pesanggaran unit 10 dan 11 seperti yang digambarkan pada Gambar 6.1. Keempat sistem tersebut antara lain sistem bahan bakar, sistem minyak pelumas, sistem air pendingin dan sistem udara bertekanan. Gambar 6.1 PFD Sistem Pendukung Mesin Diesel Sistem Bahan Bakar (Fuel Oil System) Fungsi utama dari sistem bahan bakar adalah menyuplai bahan bakar ke mesin. Bahan bakar yang digunakan adalah High Speed Diesel Oil (HSDO). Dalam hal ini sistem dianggap jika bahan bakar dapat disuplai dari tanki utama hingga masuk ke dalam mesin melalui fuel oil final filter. Tabel 6.1 Komponen Utama Penyusun Sistem Bahan Bakar o Peralatan Status Jumlah FO-1 FO Storage Tank Operasi 1 unit FO-2 FO Tank Operasi 1 unit FO-3 FO Separator FO-4 FO Service Tank Operasi 1 unit FO-5A FO Pressuring Pump FO-5B Standby 1 set FO-6A FO Filter FO-6B Standby 1 set FO-7 FO Final Filter Sistem Pelumasan (Lubricating Oil System) Sistem minyak pelumas atau lubricating oil system pada PLTD unit 10 dan 11 memiliki fungsi untuk menyuplai minyak pelumas ke dalam mesin induk. Terdapat dua bagian utama yang dilumasi yaitu komponen mesin bagian bawah (poros engkol) dan komponen mesin bagian atas (silinder). Dalam hal ini yang akan dianalisa adalah suplai minyak pelumas untuk bagian atas mesin (silinder). Sistem dianggap jika minyak pelumas dapat dialirkan dari tanki hingga masuk ke dalam mesin. Tabel 6.2 Komponen Utama Penyusun Sistem Pelumas o Peralatan Status Jumlah LO-1 LO Tank LO-2 LO Seperator LO-3A LO Main Pump LO-3B Standby 1 set LO-4 LO Radiator LO-5A LO Main Filter

5 5 LO-5B Standby 1 set LO-6A LO Inlet Filter LO-6B Standby 1 set Sistem air pendingin merupakan sistem yang menyuplai air pendingin untuk menjaga performa kerja main engine. Sistem air pendingin, sesuai dengan Gambar 6.1 terdiri dari tiga sub sistem yaitu Sistem Pendingin Mesin/ Jacket water cooling system (JWC) Sistem Pendingin Udara Pembakaran/ Charge Air Water Cooling System (CACW) Sistem Pendingin Injektor Bahan Bakar/ Noozle cooling water system (NCW) Masing-masing sistem dianggap bersifat independen, dimana memiliki komponen penyusun sistem yang berbeda. Dikarenakan sistem independen satu dengan lainnya maka dianggap fungsi sistem akan bilamana salah satu dari sub sistem berhasil melakukan fungsinya. Pada kenyataannya hal tersebut tidak demikian, namun penyerdehanaan tersebut dilakukan demi memudahkan analisa. Tabel 6.3 menunjukkan komponen penyusun sistem air pendingin. Tabel 6.3 Komponen Utama Penyusun Sistem Air Pendingin o Peralatan Status Jumlah JCW-1 Jacket Water Tank JCW-2A Jacket Water Radiator JCW-2B Standby 1 set JCW-3A Jacket Water Pump JCW-3B Standby 1 set JCW-4 Jacket Water Inlet Radiator CACW-1 CACW Tank CACW-2A CACW-2B CACW Radiator Operasi 1 set CACW 3 CACW Pump CACW 4 Charge Air Cooler NCW 1 Injector Cooling Water Tank NCW 2 Injector Cooling Water Pump NCW 3 Injector Cooling Water Radiator Sistem Udara Bertekanan (Compressed Air System) Sistem udara bertekanan berfungsi menyuplai kebutuhan udara bertakanan untuk mesin, baik untuk proses starting, untuk control engine dan untuk emergency stop. Sistem dikatakan akan apabila udara bertekanan bisa dihasilkan dan digunakan mesin. Kinerja sistem udara bertekanan ini bersifat intermitent atau bekerja pada saat tertentu saja, selama kurang lebih satu kali satu hari untuk proses start mesin. Tabel 6.4 Komponen Utama Sistem Udara Bertekanan o Peralatan Status Jumlah CA-1 Air Compressors CA-2 Standby 1 set CA-3 Air Receiver CA-4 Air Filter for Control CA-5 Air Filter for Starting CA-6 Air Filter for Emergency Stop 6.2 Pemodelan Sistem Pendukung PLTD Gambaran Awal Pemodelan dan Mode Kegagalan Pemodelan sistem pendukung PLTD dilakukan dengan menjabarkan sistem hingga ke level komponen berdasarkan pada mode kegagalan. Pada dasarnya, mode kegagalan pada suatu komponen sistem sangatlah bervariasi, salah satunya pada tingkatan mode kegagalan. Terdapat mode kegagalan yang tinggi, terdapat pula yang rendah sesuai dengan standar yang digunakan. Dalam penelitian ini, penentuan mode kegagalan dari komponen mengacu pada. membagi tingkatan mode kegagalan sebagaimana yang tertera pada Tabel 6.5 di bawah ini. Dalam penelitian ini yang dimaksud dengan kegagalan dari suatu komponen adalah kegagalan sepenuhnya atau complete failure. Hal tersebut dilakukan untuk mempersempit pembahasan dan analisa yang dilakukan. Maka pemodelan dilakukan dengan jenis mode kegagalan yang kritis saja. Tabel 6.5 Tingkatan Mode Kegagalan Menurut Level Critical Degraded Efek pada kinerja peralatan dan sistem Kegagalan yang menyebabkan hilangnya kemampuan sistem untuk menghasilkan output secara keseluruhan yang berlangsung secara cepat Kegagalan yang tidak kritis tetapi meyebabkan sistem tidak dapan menghasilkan output sesuai dengan yang diharapkan. Kegagalan yang tidak terjadi secara cepat dan menghilankan kemampuan sistem menghasilkan Incipent output, tetapi tidak ditangani akan terus meningkat Penjabaran sistem menjadi level kompon sebagaimana dijelasakan sebelumnya dilakukan

6 6 berdasarkan mode kegagalan dan diambil untuk mode kegagalan yang kritis. Namun tidak semua mode kegagalan kritis dipilih untuk dimodelkan, hanya diambil beberapa saja yang dirasa mungkin untuk terjadi Penentuan Mode Kegagalan, ilai Laju Kegagalan dan ilai Laju Perbaikan Pada batasan masalah telah dijelaskan bahwa data keandalan yang digunakan meliputi mode kegagalan yang mungkin terjadi, nilai laju kegagalan dan laju perbaikan untuk penelitian ini menggunakan data dari bank data dan sumber lain yang terkait. Sesuai dengan Process Flow Diagram dari sistem pendukung mesin PLTD Pesanggaran unit 10 dan 11 masing-masing komponen penyusun sistem dapat dikelompokkan menjadi 8 kelompok besar komponen antara lain : 1. Tanki 2. Separator 3. Heat Exchanger/ Radiator 4. Centrifugal Oil Pump 5. Centrifugal Cooling Pump 6. Screw Compressor 7. Pressure Vessel (Air Receiver) 8. Filter Berdasarkan (6) dan beberapa hasil penelitian terkait (7), (8) dipilih beberapa mode kegagalan yang mungkin terjadi pada masing-masing komponen berikut nilai laju kegagalan dan laju perawatan untuk komponen tersebut sebagaimana yang ditampilkan pada table Tabel 6.6 Mode Kegagalan, Nilai Laju Kegagalan Dan Laju Perbaikan pada Komponen Sistem Bahan Bakar Komp. Mode Kegagalan FO FO FO-3 Leakage Plugged/ choked λ µ Ket E E-07 FO FO- 5A/B Leakage E-08 Breakdown E-08 Low Output E-08 Vibration E-08 FO- 6A/B Tersumbat E-07 FO-7 Tersumbat E-07 *nilai λ dan µ adalah nilai per10 6 MTBF Calculator MTBF Calculator Tabel 6.7 Mode Kegagalan, Nilai Laju Kegagalan Dan Laju Perbaikan pada Komponen Sistem Pelumasan Komp. Mode Kegagalan LO LO-2 LO-3 LO-4A/B Leakage Plugged/ch oked Structural deficiency leakage Plugged/ choked Leakage λ µ Ket E E E E E E-08 Breakdown E-08 Low Output E-08 Vibration E-08 LO-5A/B Tersumbat E-07 LO-6 Tersumbat E-07 *nilai λ dan µ adalah nilai per10 6 Tabel 6.8 Mode Kegagalan, Nilai Laju Kegagalan Dan Laju Perbaikan pada Komponen Sistem Air Pendingin Komp. Mode Kegagalan λ µ Ket. Jacket Cooling Water System JCW Structural E-08 deficiency JCW-2A/B E-08 leakage Plugged/ E-08 choked JCW-3 Low output E-07 Noise E-09 Structural E-08 deficiency JCW E-08 leakage Plugged/cho E-08 ked Charge Air Cooling Water System CACW-1-0 Structural MTBF Calculator MTBF Calculator CACW- 2A/B deficiency leakage E E-08

7 7 CACW-3 CACW-4 Plugged/cho ked E-08 Low output E-07 Noise E-09 Structural deficiency E-08 leakage E-08 Plugged /choked E-08 Injector Cooling Water System NCW-1-0 NCW-2 Low output E-07 Noise E-09 Structural deficiency E-08 NCW-3 leakage E-08 Plugged/ choked E-08 *nilai λ dan µ adalah nilai per10 6 Tabel 6.9 Mode Kegagalan, Nilai Laju Kegagalan Dan Laju Perbaikan pada Komponen Sistem Air Pendingin Komp. Mode Kegagalan λ µ Ket. CA-1A/B CA CA CA CA Dari keseluruhan komponen yang terdapat dalam sistem tidak seluruhnya dimodelkan memiliki mode kegagalan, beberapa komponen dianggap akan selalu sehingga ada sistem yang dapat dianggap untuk dianalisa (contoh : sistem udara bertekanan). Penjelasan mengenai komponen yang diabaikan nilai kegagalannya antara lain : Tanki Tanki merupakan komponen yang statis, bukan komponen yang bekerja seperti pompa, kompresor dll. Sehingga dalam hal ini dianggal tanki adalah komponen yang selalu. dalam analisa ini komponen air compressor dianggap selalu. Pressure Vessel (Air Receiver) Fungsi utama air receiver adalah untuk menampung udara bertekanan untuk kebutuhan start mesin. Pada operasional PLTD unit 10 dan 11, mesin diesel beroperasi 12 jam sehari atau dilakukan 1 kali start setiap harinya sehingga dianggap beban kerja tidak kontinyu. Untuk itu, dalam analisa ini komponen air receiver dianggap selalu. 6.3 Blok Diagram Sistem Pendukung PLTD 10 dan 11 Berdasarkan penjabaran mengenai mode kegagalan, maka dapat dibuat model dari sistem tersebut sesuai dengan mode kegagagalan yang mungkin muncul pada komponen penyusun sistem. Dalam hal ini pemodelan dilakukan dengan bantuan Relex Fault Tree Analysis dan OpSim. Pada dasarnya kedua metode sebagaimana yang dijelaskan pada tinjauan pustaka oleh Rausand & Arlnjot (4) saling berkorelasi. Namun penggunaan kedua metode ini dilakukan untuk mempermudah penjabaran hubungan antar komponen dan mode kegagalannya. Sistem Bahan Bakar Komponen tangki, sebagaimana yang telah dijelaskan pada sub bab merupakan komponen statis yang dalam analisa dapat dianggap akan selalu. Sehingga kegagalan kemungkinan dapat terjadi pada komponen selain tangki. Pada sistem bahan bakar, munculnya salah satu mode kegagalan pada salah satu komponen FO Separator (FO-3) ataupun Final Filter (FO-7A/B) akan menyebabkan sistem menjadi gagal. Sehingga dalam sebuah fault tree hubungan antar mode kegagalan dan antar komponen tersebut menggunakan logical gate or dimana munculnya salah satu basic event akan menyebabkan top event terjadi. Air Compressor Fungsi utama air compressor adalah untuk menyuplai udara bertekanan untuk kebutuhan start mesin. Pada operasional PLTD unit 10 dan 11, mesin diesel beroperasi 12 jam sehari atau dilakukan 1 kali start setiap harinya sehingga dianggap beban kerja tidak kontinyu. Untuk itu, Gambar 6.2 Fault Tree Diagram Sistem Bahan Bakar

8 8 Berbeda dengan kelima komponen tersebut, kegagalan pada salah satu komponen Pressuring Pump (FO-5A/B) ataupun Fuel Filter (FO-6A/B) tidak akan menyebabkan sistem menjadi gagal. Hal tersebut wajar saja terjadi mengingat terdapat masing - masing dua unit pompa bahan bakar dan fuel filter yang terkonfigurasi secara parallel standby, sehingga apabila salah satu komponen pompa atau filter mengalami kegagalan maka komponen yang standby akan menggantikan kerja komponen pompa atau fuel filter yang rusak. Kegagalan baru akan terjadi jika kedua komponen pompa bahan bakar ataupun fuel filter mengalami kegagalan. Untuk itu hubungan antar komponen pompa ataupun fuel filter dimodelkan dengan menggunakan logical gate and. Berdasarkan penjabaran diatas tentang fault tree diagram sistem bahan bakar sesuai Gambar 6.2 pemodelan sistem bahan bakar dengan menggunakan block diagram adalah pada Gambar 6.3 Gambar 6.3 Blok Diagram Sistem Bahan Bakar Sistem Pelumasan Pada sistem pelumas terdapat 9 komponen utama dengan rincian 1 komponen (LO Tank) yang dianggap selalu dan 8 komponen lain memiliki potensi kegagalan dengan total 17 mode kegagalan sebagaimana yang dituliskan pada Tabel 6.2 Dari 17 mode kegagalan yang ada tidak seluruhnya menyebabkan sistem langsung menjadi gagal. Munculnya mode-mode kegagalan pada salah satu komponen LO Separator (LO-2) atau LO Radiator (LO-3) saja yang akan menyebabkan sistem langsung menjadi gagal sebagaimana yang tergambar pada fault tree diagram sistem pelumasan sesuai Gambar 6.4 Gambar 6.4 Fault Tree Diagram Sistem Minyak Pelumas Namun berbeda dengan komponen Pompa LO (LO-4A/B), main filter (LO-5A/B) atau inlet filter (LO-6A/B), kegagalan sistem akan terjadi jika kedua komponen yang tersusun secara parallel standby tersebut mengalami kegagalan. Adapun model blok diagram dari sistem pelumasan yang dikonversikan dari fault tree diagram adalah sebagaimana Gambar 6.5 berikut : Gambar 6.5 Blok Diagram Sistem Pelumasan Sistem Air Pendingin Mesin (Jacket Cooling Water System) Gambar 6.5 adalah gambar pemodelan kegagalan jacket cooling water system dengan fault tree diagram. Terdapat 12 mode kegagalan dari sistem tersebut. Logika gate and serta or digunakan untuk mengkombinasikan penyebab kegagalan sistem tersebut. Sebagaimana yang ditampilkan pada fault tree diagram tersebut jacket cooling water system dapat gagal karena salah satu dari empat komponen

9 9 yang dimiliki gagal. Namun kegagalan komponen jacket water radiator (JCW-2A/B) berbeda dari komponen yang lain, karena terpasang secara paralel standby, maka jacket water radiator akan menjadi sepenuhnya gagal jika kedua radiator mengalami kegagalan. Gambar 6.8 Fault Tree Sistem Air Pendingin Turbocharger Gambar 6.6 Fault Tree Sistem Air Pendingin Mesin Di bawah ini adalah Gambar 6.7 yang menjelaskan tentang model jacket cooling water system dengan menggunakan block diagram yang dikonversikan dari fault tree diagram Pada CACW system terdapat dua unit CACW radiator yang terkonfigurasi secara standby parallel dengan masing-masing komponen memiliki 3 mode kegagalan. Hal ini berarti kegagalan pada salah satu komponen tidak menyebabkan kegagalan pada keseluruhan sistem, Karena kerja radiator yang mengalami kegagalan dapat digantikan oleh radiator yang standby. Oleh karena itu pada fault tree hubungan antar kedua radiator menggunakan logical gate and dan apabila dikonversikan ke dalam blok diagram akan setara dengan susunan parallel standby. Adapun blok diagram dari keseluruhan sistem ini digambarkan pada Gambar 6.9 Gambar 6.7 Block Diagram Sistem Pendingin Mesin Sistem Air Pendingin Turbocharger (Charge Air Cooling Water System) Komponen penyusun charge air cooling water (CACW) system identik dengan jacket cooling water system. Pada sistem ini terdapat lima komponen utama. Sebagaimana yang dijelaskan sebelumnya, dalam sistem ini tanki air pendingin dianggap selalu. Pada komponen selain tangki air pendingin, kegagalan pada salah satu komponen CACW pump (CACW-3) ataupun charge air radiator (CACW-4) akan menyebabkan sistem menjadi gagal, namun tidak pada salah satu CACW radiator (CACW- 2A/B). Gambar 6.9 Blok Diagram Sistem Pendingin Turbocharger Sistem Air Pendingin Injektor Bahan Bakar (Injector Cooling Water System) Gambar 6.10 Fault Tree Sistem Air Pendingin Injektor Bahan Bakar Injector cooling water system berfungsi untuk menjaga temperatur pada injektor bahan bakar mesin diesel penggerak generator listrik. Pada penjabaran menggunakan fault tree diagram

10 10 sebagaimana Gambar 6.11 diketahui terdapat 3 komponen dengan 2 komponen yang berpotensi gagal dan 1 komponen yang diaggam selalu (CW Tank). Dari 2 komponen yang berpotensi gagal tersbut terdapat 5 mode kegagalan yang mungkin terjadi. Munculnya satu mode kegagalan saja pada komponen CW radiator atau CW pump akan menyebabkan injector cooling water system menjadi gagal. Sehingga hubungan antar mode kegagalan dan antar komponen pada sistem ini menggunakan logical gate or. Berdasarkan analisa dengan fault tree dapat dibuat model blok diagram dari sistem tersebut dengan hubungan antar komponen dan mode kegagalan secara seri sebagaimana Gambar 4.16 di bawah ini. Gambar 6.11 Blok Diagram Sistem Air Pendingin Injektor Bahan Bakar Sistem Udara Bertekanan Fungsi utama sistem udara bertekanan adalah menyuplai udara untuk start. Sebagaimana yang diketahui, proses starting mesin pada PLTD Pesanggaran kurang lebih dilakukan satu periode setiap harinya. Hal tersebut memberikan pemikiran bahwa sistem beroperasi secara intermiten atau pada saat tertentu saja. Apabila pada jangka waktu satu tahun terdapat 365 hari dan pengoperasian sistem untuk starting mesin kurang dari 1 jam setiap harinya, maka dapat dikatakan sistem beroperasi tidak lebih dari 365 jam setiap tahunnya. dalam sistem dan manajemen perawatan sistem udara bertekanan tidak dibahas lebih lanjut. 6.4 Analisa Ketersediaan Ketersediaan adalah probabilitas suatu sistem atau komponen ditemukan beroperasi dalam jangka waktu tertentu. Pada kasus di PLTD Pesanggaran. Unit PLTD no 10 dan 11 memiliki jadwal pengoperasian 12 jam setiap harinya. Sehingga dapat dikatakan setara dengan 4380 jam operasi setiap tahunnya (asumsi jam). Namun pada kenyataannya PLTD unit 10 dan 11 tidak terus menerus beroperasi tanpa tindakan perawatan. Perusahaan telah menerapkan jadwal perawatan rutin preventive maintenance sebagaimana yang dinyatakan oleh Baskara (8) dalam laporan kerja praktek di PT.Indonesia Power UBP Bali. Berdasarkan sumber di atas dan sebagaimana terdapat pada lampiran diketahui bahwa pekerjaan preventive maintenance yang berdampak pada terganggunya waktu operasi mesin, termasuk sistem pendukungnya, hanya pekerjaan pada saat overhaul saja yaitu setiap 6000 jam operasi dengan lama pekerjaan setiap overhaul (sesuai dengan data gangguan PLTD Unit 10 dan 11) 40 hari. U/ Kondisi Operasi Sistem dengan Preventive Maintenance J Gambar 6.13 Grafik Kondisi Operasi Sistem Dengan Default Preventive Maintenance Gambar 6.12 Blok Diagram Sistem Udara Bertekanan Berdasarkan hal tersebut maka dianggap komponen komponen sistem udara bertekanan akan selalu dalam menjalankan misinya atau memiliki nilai laju kegagalan nol sebagaimana digambarkan pada Gambar Sehingga analisa mengenai ketersediaan sistem, komponen kritis Kondisi operasi sistem pendukung PLTD unit 10 dan 11 yang dijelaskan diatas digambarkan dalam Error! Reference source not found.. Kondisi mesin beroperasi dinyatakan dengan angka 1 (satu), sedangkan kondisi mesin tidak beroperasi dinyatakan dengan angka 0 (nol). Berdasarkan pernyataan tersebut, maka sesuai dengan persamaan 2 didapatkan ketersediaan dari PLTD Pesanggaran unit 10 dan 11 adalah sebesar

11 11 K Keandalan Sistem Pendukung Mesin PLTD 10 dan 11 FO-3 FO-4 FO-5A FO-5B FO-6A FO-6B FO-7 : FO Separator : Daily Tank : Pressuring Pump A : Pressuring Pump B : Fuel Filter A : Fuel Filter B : Final Filter J JCW CCW CW Gambar 6.14 Kurva Keandalan Sistem Pendukung Mesin PLTD Unit 10 Dan 11 Gambar 6.14 diatas adalah grafik keandalan sistem pendukung PLTD unit 10 dan 11 hingga jam operasi atau setara dengan 20 tahun operasi tanpa dilakukan perbaikan berdasarkan inputan data yang telah ditentukan pada refrensi (9). 6.5 Analisa Komponen Kritis Berdasarkan pembahasan pada sub bab 4 diketahui bahwa nilai kekritisan komponen dapat dihitung menggunakan beberapa metode, salah satunya dengan metode birnbaum yaitu dengan cara menurunkan secara parsial keandalan sistem terhadap keandalan komponen yang dianalis sebagaimana yang dituliskan dalam persamaan 3di bawah ini. = ; =1,2,, [3] Laju kegagalan komponen sistem bahan bakar sesuai dengan Tabel 4.6 adalah sebagai berikut: λ FO-1 = λ FO-2 = λ FO-4 = 0 λ FO-6A = λ FO-6B = λ FO-7 = 4.7 λ FO-3 = = 13.6 λ FO-5A = = λ FO-5B = = Nilai keandalan komponen pada tahun pertama operasi atau pada 4380 jam operasi yang dihitung dengan menggunakan persamaan 1 adalah sebagai berikut : R FO1 = R FO2 = R FO4 = R FO3 = R FO5A = R FO5B = R FO6A = R FO6B = R FO7 = Penentuan tingkat kekritisan komponen pada metode Birnbaum s criticality measurement akan relatif terhadap waktu. Sehingga dalam menentukan nilai kritis suatu komponen terlebih dahulu harus ditetapkan batasan waktu yang akan dianalisa. Dalam penelitian ini analisa komponen kritis dilakukan pada tahun pertama atau pada jam ke 4380 apabila dianggap rata-rata pengoperasian PLTD Pesanggaran unit 10 dan 11 adalah 12 jam setiap harinya. Pemilihan batas waktu tersebut juga mempertimbangkan jadwal shutdown PLTD yang telah ditentukan sebelumnya oleh perusahaan setiap 6000 jam operasi. Penentuan Komponen Kritis Sistem Bahan Bakar Pada sistem bahan bakar terdapat sembilan komponen utama penyusun sistem antara lain: Dengan menggunakan Birnbaum s importance measurement didapatkan hasil sebagai berikut = + + = + + = + + = + + = FO-1 FO-2 : FO Storage Tank : FO Tank = + +

12 12 = = + + = = + + = = + + = = + + = Rangking Komponen Kritis Sistem Bahan Bakar K Gambar 6.15 Grafik Rangking Komponen Kritis Sistem Bahan Bakar Dari hasil perhitungan nilai kritis komponen penyusun sistem bahan bakar sebagaimana yang disajikan pada Gambar 6.15 dapat diketahui terdapat 5 rangking dari total 9 komponen yang dimodelkan. Komponen FO separator (FO-3) dan final filter (FO-7) menempati rangking pertama dan kedua yang menunjukkan bahwa kedua komponen tersebut memiliki nilai kritis yang lebih besar dibandingkan dengan komponen yang lain. Hal tersebut terjadi karena komponen separator dan final filter merupakan komponen dengan jumlah masing-masing 1 unit yang terletak pada konfigurasi seri dalam sistem. Pernyataan tersebut ditunjang oleh penjelasan Rausand dan Arlnjot (2004) mengenai penentuan nilai kritis komponen dengan metode Birnbaum dalam bukunya. Komponen pressuring pump A dan pressuring pump B masing-masing memiliki rangking yang sama, begitu pula dengan komponen fuel filter A dan B. Hal tersebut terjadi karena komponen-komponen tersebut terkonfigurasi secara paralel standby dengan nilai laju kegagalan yang identik sehingga dalam hal ini komponen tersebut tidak dianggap terlalu kritis dibandingkan dengan komponen separator dan final filter, karena apablia salah satu komponen tersebut mengalami kegagalan akan digantikan dengan komponen lain yang standby. Sedangkan untuk komponen tangki, dikarenakan komponen tanki (FO-1, FO-2, FO-4) dimodelkan sebagai komponen yang selalu, maka dalam penentuan tingkat kekritisan, perhitungan untuk komponen tersebut dapat diabaikan dan diletakkan pada rangking terbawah. Dengan cara yang sama, perhitungan dilakukan terhadap masing-masing sistem pendukung mesin yang lainnya. Penentuan Komponen Kritis Sistem Minyak Pelumas Dengan menggunakan Birnbaum s importance measurement didapatkan hasil sebagai berikut Rangking Komponen Kritis Sistem Minyak Pelumas K C Gambar 6.16 Rangking Komponen Kritis Sistem Minyak Pelumas Gambar 6.16 diatas menunjukkan hasil perangkingkan nilai kritis dari komponen penyusun sistem minyak pelumas. Berdasarkan grafik tersebut diketahui bahwa yang menjadi komponen paling kritis adalah komponen LO-2 atau komponen LO separator disusul dengan komponen LO-3 atau komponen LO radiator. Secara sekilas hal tersebut wajar terjadi karena kedua komponen tersebut bekerja pada konfigurasi seri terhadap sistem tanpa ada komponen yang menjadi cadangan. Kesamaan rangking komponen pada sistem ini terjadi pada main filter dan inlet filter serta pada pompa. Hal tersebut disebabkan karena komponen tersebut terkonfigurasi paralel standby dengan nilai laju kegagalan yang sama (untuk main filter dan inlet filter). Sebagaimana diketahui komponen yang terkonfigurasi secara paralel standby memiliki nilai keandalan yang lebih tinggi karena komponen yang

13 13 gagal akan segera digantikan oleh komponen yang standby. Pada sistem ini sebagaimana yang terjadi pada sistem bahan bakar, komponen tanki memiliki prioritas terkecil atau tidak kritis karena tangki dimodelkan sebagai komponen yang selalu. Penentuan Komponen Kritis Sistem Pendingin Mesin Berdasarkan hasil perhitungan nilai kritis komponen dengan metode Birnbaum, semakin besar nilai kritis dari suatu komponen maka semakin besar pula potensi komponen tersebut berkontribusi dalam kegagalan sistem. Rangking Komponen Kritis Sistem Pendingin Mesin Gambar 6.18 diatas menunjukkan rangking komponen kritis dari sistem pendingin turbocharger. Hasil perangkingan serupa dengan hasil pada sistem pendingin mesin. Hal ini dikarenakan kedua sistem identik, sehingga berdasarkan perhitungan didapatkan hasil yang serupa. Penentuan Komponen Kritis Sistem Pendingin Injektor Rangking Komponen Kritis Sistem Pendingin Injektor CW CW CW K C C Gambar 6.19 Grafik Rangking Komponen Kritis Sistem Pendingin Injektor JCW JCW JCW JCW JCW K Gambar 6.17 Grafik Rangking Komponen Kritis Sistem Pendingin Mesin Setelah nilai kritis dari kelima komponen penyusun sistem pendingin mesin dibandingkan, maka didapatkan hasil komponen inlet radiator menjadi komponen yang kritis dalam sistem, disusul oleh komponen jacket water pump. Sedangkan komponen jacket water radiator dan tangki air pendingin tidak dianggap begitu kritis dikarenakan jacket water radiator terkonfigurasi secara standby paralel dan tangki dimodelkan sebagai komponen yang selalu. Penentuan Komponen Kritis Sistem Pendingin Injektor Rangking Komponen Kritis Sistem Pendingin Turbocharger CCW CCW CCW CCW K CCW C Gambar 6.18 Grafik Rangking Komponen Kritis Sistem Pendingin Turbocharger Pada sistem pendingin injektor bahan bakar, dari tiga komponen penyusun sistem yang keseluruhan tersusun secara seri, komponen nozzle radiator (NCW-3) menjadi komponen yang paling kritis sebagaimana dapat dilihat pada Gambar Pada kondisi sistem ini (semua komponen tersusun seri) nilai kritis komponen dipengaruhi oleh nilai keandalan dari masing-masing komponen. Tangki air pendingin dalam kasus ini dimodelkan selalu, sehingga tentu saja akan menempati rangking terbawah dibandingkan komponen lain. Diantara dua komponen yang tersisa, nilai keandalan dari komponen nozzle cooling pump (NCW-2) masih lebih tinggi dari komponen nozzle radiator, hal tersebut yang menyebabkan nozzle radiator menempati peringkat pertama. 6.6 Analisa Perawatan Berdasarkan model yang telah dibuat terdapat total 31 komponen penyusun kelima sistem yang dianalisa. Pekerjaan perawatan tentunya tidak langsung dilakukan terhadap keseluruhan komponen, dengan maksud untuk mengefektifkan perkerjaan perawatan yang dilakukan. Berdasarkan analisa komponen kritis, telah diketahui komponen-komponen apa saja yang memiliki rangking teratas dalam sistemnya. Hal tersebut dirasa cukup beralasan untuk dijadikan dasar penentuan penjadwalan perawatan yang dalam hal ini berupa rekomendasi prioritas pelaksanaan.

14 14 Dari 31 komponen yang ada didapati tiga pola nilai kritis dari komponen penyusun sistem pendukung mesin yang kemudian diklasifikasikan kedalam tiga kategori yaitu kategori 1, kategori 2 dan kategori 3. Kategori 1 adalah kategori komponen yang memiliki rangking tertinggi dalam sistem dan tidak memiliki komponen cadangan (redundant). Komponen yang termasuk dalam kategori 1 sesuai Tabel 6.10 memiliki prioritas utama perlakuan perawatan rutin seperti preventive maintenance minor dan major, serta condition monitoring. Tabel 6.10 Komponen Kategori 1 Komponen FO-3 FO-7 LO-2 LO-3 NCW-3 NCW-2 JCW-4 JCW-3 CACW-4 CACW-3 ama Komponen FO Separator Final Filter LO Separator LO Radiator NCW Radiator NCW Pump Inlet Radiator JCW Pump Charge Air Radiator CACW Pump Kategori 2 adalah komponen yang memiliki rangking dibawah komponen kategori 1 dan memiliki komponen cadangan (redundant). Komponen pada kategori 2 memiliki prioritas yang tidak terlalu tinggi mengingat perbaikan tidak harus langsung dilakukan ketika komponen mengalami kegagalan. Contoh metode perawatan yang dilakukan : corrective maintenance. Tabel 6.11 berikut ini adalah komponen yang diklasifikasikan dalam kategori 2. Tabel 6.11 Komponen Kategori 2 Komponen JCW2A JCW2B CACW-2A CACW-2B FO-5A FO-5B FO-6A FO-6B LO-4A LO-4B LO-5A LO-5B ama Komponen JCW Radiator A JCW Radiator B CACW Radiator A CACW Radiator B FO Pressuring Pump A FO Pressuring Pump B Fuel Filter A Fuel Filter B LO Pump A LO Pump A Main Filter A Main Filter B LO-6A LO-6B Inlet Filter A Inlet Filter B Sedangkan kategori 3 adalah komponen yang dianggap selalu, namun pada kenyataannya tetap harus diberikan tindakan perawatan (contoh : inspeksi). Berikut ini, Tabel 6.12, adalah komponen yang diklasifikasikan ke dalam kategori 3: Tabel 6.12 Komponen Kategori 3 Komponen NCW-1 JCW-1 CACW-1 FO-1 FO-2 FO-4 LO-1 ama Komponen NCW Tank JCW Tank CACW Tank FO Storage Tank FO Tank FO Daily Tank LO Tank 7 KESIMPULA DA REKOMEDASI Berdasarkan hasil dari penelitian yang dilakukan mala dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Nilai ketersediaan PLTD berdasarkan jadwal pengoperasian dan jadwal overhaul mesin adalah Berdasarkan hasil analisa menggunakan metode Birnbaum s Criticality Measure pada masing-masing sistem PLTD. Komponen penyusun sistem pendukung PLTD diklasifikasikan menjadi tiga kategori, menurut urutan rangking nilai kritis dari komponen tersebut. 3. Terdapat tiga jenis prioritas perawatan yang dapat dilakukan berdasarkan hasil analisa komponen kritis antara lain adalah : a. Kategori 1 : Preventive Maintenance minor dan major secara rutin dan condition monitoring b. Kategori 2 : Corrective maintenance c. Kategori 3 : Inspeksi Dalam penelitian ini penjadwalan perawatan hanya mencakup pada tindakan perawatan apa yang direkomendasikan sesuai dengan tingkat kekritisan komponen, kedepan tinjauan tentang rekomendasi waktu perawatan komponen dapat dikembangkan lebih lanjut

15 15 8 DAFTAR PUSTAKA 1. Knezevic, Jezdimir. RELIABILITY,MAINTAINABILITY AND SUPPORTABILITY : A PROBABILISTIC APPROACH. [pengar. buku] Dwi Priyanta. Reading Materials 1 : ME MAITEACE MAAGEMET. Surabaya : s.n., 1993, hal Ichwan, Amirul. Perencanaan Pemeliharaan Jangka Panjang Berdasarkan Assesmen Availabilitas Di PLTU Paiton Unit 7 dan 8. Surabaya : Master Theses, Program Magister Manajemen Teknologi, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Artana, Ketut Buda. Modul Kuliah Keandalan Jurusan Teknik Sistem Perkapalan FTK ITS. Surabaya : s.n., Rausand, Marvin dan Arlnjot, Hyland. System Reliability Theory. New Jersey : John Willey & Sons Inc., Artana, Ketut Buda. A Research on Marine Machinery Selection Using Hybrid Method of Generalized Reduced Gradient and Decision Matrix. Kobe : Kobe University of Mercantile Marine, Offshore Reliability Data Handbook. Trondheim : Det Norske Veritas,. 7. Darma, Yeddid Yonatan Eka. Optimasi Penjadwalan Penyediaan Kebutuhan Suku Cadang Sistem Penunjang Motor Induk di Perusahaan Pelayaran usa Tenggara dengan Metode Dinamika Sistem. Surabaya : Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Kusuma, Putu Andhi Indira. Penjadwalan Perawatan Sistem Penunjang Motor Induk dengan Pemodelan Dinamika Sistem. Surabaya : Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Baskara, Indra Wahyu. Laporan Kerja Praktek PT.Indonesia Power UBP Bali. Surabaya : Jurusan Teknik Sistem Perkapalan FTK ITS, 2010.