Penggunaan Pipa Fiber Reinforced Plastic (FRP) Untuk Circulating Water System Pada Pltgu Jawa 3 (800 MW) [PDF]

Citation preview

PEMILIHAN JENIS MATERIAL PIPA YANG PALING OPTIMUM ANTARA REINFORCED CONCRETE CYLINDER PIPE (RCCP) DAN FIBERGLASS REINFORCED PLASTIC (FRP) UNTUK CIRCULATING WATER SYSTEM PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS DAN UAP (PLTGU) JAWA 3 (800 MW) LAPORAN MAKALAH Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Kelulusan Program Pelatihan Calon Pegawai PT. WIJAYA KARYA (Persero) Tbk. Disusun Oleh: Tian Taufik Firdaus Mentor: Agus Faizin



PROGRAM PELATIHAN CALON PEGAWAI DEPARTEMEN POWER PLANT & ENERGI PT. WIJAYA KARYA (Persero) Tbk. 2018



Departemen Power Plant & Energi PT. Wijaya Karya (Persero) Tbk



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Energi listrik merupakan salah satu kebutuhan utama manusia. Energi listrik digunakan dalam cakupan rumah tangga sampai dengan Industri. Oleh karena itu dibutuhkan sarana pembangkit listrik untuk memenuhi kebutuhan tersebut. Pada saat ini Terdapat beberapa sistem pembangkit listrik yakni Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU), Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG), Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP), dan PLTGU (Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap). Untuk mendukung pembangkit listrik tersebut dibutuhkan sistem perpipaan didalamnya. Sistem perpipaan adalah suatu sistem yang digunakan untuk transportasi fluida antar peralatan (equipment) dari suatu tempat ke tempat yang lain sehingga proses produksi energi listrik dapat berlangsung sesuai dengan kebutuhan. Umumnya dalam sebuah project Engineering, Procurement, and Construction (EPC) sistem perpipaan mencakup 25% sampai dengan 35% material, memerlukan 30% sampai 40% dari pekerjaan pemasangan dan menghabiskan 40 % sampai dengan 48% engineering manhour [1]. Oleh karena itu, optimasi biaya material, pemasangan dan engineering dapat memberikan penghematan biaya yang cukup signifikan. Pada saat ini pipa plastik yang umum digunakan pada sistem perpipaan di dunia Industri adalah High Density Polyethylene (HDPE), Polyvinyl Chloride (PVC), Polypropylene (PP), and Fiber reinforced plastics (FRP). Material plastik umumnya dipilih karena memiliki ketahanan terhadap korosi yang sangat baik, tahan abrasi, dan memiliki kekuatan material yang baik terutama pada arah fiber. Selain itu, biaya instalasi yang lebih murah jika dibandingkan steel pipe dan concrete pipe menjadi salah satu keuntungan utama dipilihnya pipa dengan material plastik. Pipa plastik memiliki density yang lebih rendah jika dibandingkan dengan steel pipe dan concrete pipe. Dengan demikian pipa plastik memungkinkan biaya logistik yang lebih rendah.



PPCP Angkatan 79 Pembangkit Listrik Gas dan Uap Jawa 3 (800 MW) |1



Departemen Power Plant & Energi PT. Wijaya Karya (Persero) Tbk Reinforced Concrete Cylinder Pipe (RCCP) adalah jenis pipa concrete yang dapat digunakan pada proyek power plant. Pipa RCCP didesain untuk dapat menahan beban dari dalam akibat tekanan fluida dan juga dari luar untuk menahan beban dari timbunan tanah. Manufaktur pipa RCCP berkisar antara 16 in sampai dengan 144 in. Pipa RCCP umumnya dipilih karena memiliki kelebihan tahan terhadap korosi dan umur pemakaian yang sangat lama. Pipa RCCP tidak akan mengalami deformasi saat menerima beban akibat tekanan internal dan eksternal. Selain itu biaya material pipa RCCP lebih murah jika dibandingkan dengan pipa komposit. Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) Jawa 3 yang berlokasi di Kota Gresik Provinsi Jawa Timur merupakan proyek pembangkit listrik yang sedang memasuki tahap tender. Owner dari proyek PLTGU tersebut adalah PT Pembangkitan Jawa Bali dan Marubeni Corporation. Pada sistem Pembangkit Listrik Gas dan Uap (PLTGU) diperlukan condenser yang berfungsi untuk mengembunkan uap yang telah melewati dari turbin dengan media pendingin air laut yang mengalir melalui pipa pipa kecil didalam condenser. Air laut yang sudah meningkat suhunya kemudian dialirkan kedalam cooling tower untuk kemudian didinginkan agar dapat digunakan kembali yang kemudian akan dialirkan menuju condenser. Pada proyek yang sudah ataupun sedang dikerjakan di Departemen Powerplant dan Energi, pipa bawah tanah yang digunakan circulating water system umumnya menggunakan pipa Fiberglass Reinforced Plastic (FRP). Sedangkan pihak owner dalam Bid Document proyek PLTGU Jawa 3 memberikan ketentuan untuk menggunakan pipa RCCP. Akan tetapi vendor pipa RCCP hanya dimonopoli oleh salah satu perusahaan di Indonesia bahkan untuk regional Asia Tenggara. Oleh karena itu, pada makalah ini akan dilakukan perbandingan biaya (Material dan Instalasi), mutu dan waktu untuk material pipa Fiberglass Reinforced Plastic (FRP) dan Reinforced Concrete Cylinder Pipe (RCCP).



PPCP Angkatan 79 Pembangkit Listrik Gas dan Uap Jawa 3 (800 MW) |2



Departemen Power Plant & Energi PT. Wijaya Karya (Persero) Tbk 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah yang sudah dijelaskan, maka rumusan masalah yang akan diselesaikan yaitu: 1. Apa saja standar perancangan circulating water system PLTGU Jawa 3 sesuai dengan kode internasional yang berlaku? 2. Bagaimana cara melakukan basic design dan detail design untuk circulating water system pada PLTGU Jawa 3? 3. Bagaimana analisis biaya (material dan instalasi), mutu, dan waktu untuk penggunaan pipa RCCP dan FRP? 4. Bagaimana manajemen resiko untuk penggunaan pipa RCCP dan FRP? 1.3 Batasan Masalah 1. Pembahasan hanya dilakukan pada sistem perpipaan circulating water system PLTGU Jawa 3 2. Material pipa yang akan dibandingkan adalah Reinforced Concrete Cylinder Pipe (RCCP) dan Fiber Reinforced Plastic (FRP). 3. Perancangan pipa dengan material Reinforced Concrete Cylinder Pipe (RCCP) dan Fiber Reinforced Plastic (FRP) hanya untuk main header pipa bawah tanah saja. 1.4 Tujuan Makalah 1. Mengetahui standar perancangan pipa bawah tanah pada PLTGU Jawa 3 sesuai dengan kode internasional. 2. Mengetahui rancangan awal water cooling system pada Pembangkit Listrik Gas dan Uap (PLTGU) Jawa 3. 3. Mengetahui perbandingan biaya dan waktu dari penggantian material pipa bawah tanah Reinforced Concrete Cylinder Pipe (RCCP) dengan Fiber Reinforced Plastic (FRP). 4. Mengetahui manajemen resiko untuk penggunaan pipa Reinforced Concrete Cylinder Pipe (RCCP) dan Fiber Reinforced Plastic (FRP).



PPCP Angkatan 79 Pembangkit Listrik Gas dan Uap Jawa 3 (800 MW) |3



Departemen Power Plant & Energi PT. Wijaya Karya (Persero) Tbk 1.5 Manfaat 1. Mengetahui perbandingan biaya (material dan instalasi) dan waktu pada penggunaan material pipa RCCP dengan FRP. 2. Mengetahui dasar pertimbangan teknik dan limitasi dari material RCCP dan FRP dalam perancangan jaringan pipa 3. Mengetahui standar baku dan basic design yang digunakan untuk merancang jaringan pipa bawah tanah circulating water system pada proyek pembangkit listrik. 4. Sebagai referensi untuk proyek selanjutnya sehingga dapat menjadi dasar pertimbangan pada pemilihan material FRP dan RCCP.



1.6 Metodologi Penelitian Metodologi penelitian yang digunakan untuk menganalisis pokok pembahasan antara lain adalah sebagai berikut: 1. Basis perancangan dan Spesifikasi Dokumen Klien Pedalaman pemahaman dari basis perancangan perpipaan yang dikehendaki oleh klien 2. Identifikasi Masalah Proses identifikasi masalah dilakukan terhadap permasalahan yang mencakup perancangan pipa circulating water system menggunakan material Fiberglass Reinforced Plastic (FRP). 3. Studi Literatur Pendalaman studi literatur dan diskusi dengan pembimbing. Pada tahap ini dipelajari standard dan aturan perancangan pipa circulating water system berdasarkan kode dan standar. 4. Pengumpulan Data Pengumpulan data dilakukan dengan tahapan melakukan routing pipa circulating water system, menggambar isometric drawing, dan menghitung Material Take-Off (MTO) PPCP Angkatan 79 Pembangkit Listrik Gas dan Uap Jawa 3 (800 MW) |4



Departemen Power Plant & Energi PT. Wijaya Karya (Persero) Tbk



5. Analisis Perbandingan Mutu Biaya dan Waktu Analisis biaya dan manhour dilakukan dengan menggunakan data yang didapatkan dari Material Take-Off (MTO), sedangkan analisis mutu dilakukan secara kualitatif untuk bagian engineering. 6. Manajemen Resiko Tahap ini dimulai dengan mengidentifikasi risiko-risiko yang mungkin terjadi, kemudian menentukan rencana tidak lanjut (mitigasi) sesuai prosedur manajemen risiko PT. Wijaya Karya (Persero) tbk. 7. Simpulan dan Rekomendasi Memuat kesimpulan dari hasil penelitian yang telah dilakukan dan saran mengenai pengembangan selanjutnya.



1.7 Sistematika Penulisan Makalah ini disajikan dengan sistematika penulisan sebagai berikut: 



Bab 1 Pendahuluan memuat latar belakang masalah, identifikasi masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metodologi penelitian, serta sistematika penulisan makalah.



PPCP Angkatan 79 Pembangkit Listrik Gas dan Uap Jawa 3 (800 MW) |5



Departemen Power Plant & Energi PT. Wijaya Karya (Persero) Tbk 



Bab 2 Dasar Teori dan Tinjauan Pustaka memuat teori dasar berkaitan dengan material Fiber Reinforced Plastic (FRP), instalasi pipa di bawah tanah, dan prosedur manajemen risiko PT. Wijaya Karya (Persero) tbk.







Bab 3 Analisis Data dan Pembahasan menjelaskan mengenai analisis teknik perbandingan material, analisis biaya, analisis mutu teknik, dan analisis waktu (manhour).







Bab 4 Manajemen Resiko mencakup analisis resiko yang mungkin terjadi dari penggunaan material Fiber Reinforced Plastic (FRP).







Bab 5 Penerapan Nilai-nilai WIKA memuat penerapan nilai-nilai ACE selama kegiatan On Job Training.







Bab 6 Kesimpulan dan Saran memuat kesimpulan dari hasil penelitian yang telah dilakukan dan memuat saran-saran yang berguna bagi penelitian selanjutnya.



PPCP Angkatan 79 Pembangkit Listrik Gas dan Uap Jawa 3 (800 MW) |6



Departemen Power Plant & Energi PT. Wijaya Karya (Persero) Tbk BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) JAWA 3 800 MW Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap adalah penggabungan antara Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) dan Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) dimana panas yang didapatkan dari gas buang PLTG digunakan untuk menghasilkan uap yang digunakan sebagai fluida kerja di PLTU. Bagian yang berfungsi untuk menghasilkan uap tersebut adalah HRSG (Heat Recovery Steam Generator). Saat makalah ini dibuat proyek PLTGU Jawa 3 sedang memasuki tahap tender. Pada proyek PLTGU Jawa 3 PT Pembangkitan Jawa Bali (PJB), anak perusahaan dari PT PLN (Persero), dan Marubeni Corporation (Marubeni) menjadi owner pada proyek tersebut. Pembangunan PLTGU Jawa 3 bertujuan untuk memenuhi kebutuhan listrik kawasan Industri di Gresik, Jawa Timur. PLTGU Jawa 3 harus dirancang untuk mencapai keluaran listrik bersih keseluruhan dalam bentangan 700 MW – 910 MW. Pembangkit Listik Tenaga Gas dan Uap Jawa 3 perlu dirancang dengan umur penggunaan selama 40 tahun sesuai dengan dokumen tender. Selanjutnya, listrik yang diproduksi oleh PLTGU Jawa 3 akan dijual kepada PLN dengan sistem Power Purchase Agrement (PPA). Power Purchase Agremenet (PPA) sendiri adalah perjanjian jual beli tenaga listrik antara perusahaan produsen listrik pihak ketiga dalam hal ini PT Pembangkitan Jawa Bali (PJB) dan Marubeni Corporation (Marubeni).



2.2 Circulating Water System Pada Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) Circulating Water System adalah system yang digunakan untuk menyediakan pasokan air menuju dan kembali dari condenser. Circulating Water System merupakan salah satu sistem yang sangat penting pada PLTGU. Sistem ini lebih dijelaskan detail pada skema P&ID (Piping & Instrument Diagram) Circulating Water System yang terdapat pada lembar lampiran.



PPCP Angkatan 79 Pembangkit Listrik Gas dan Uap Jawa 3 (800 MW) |7



Departemen Power Plant & Energi PT. Wijaya Karya (Persero) Tbk



Gambar 2 1 PFD Circulating Water System Dalam Gambar 2.1 dijelaskan bahwa fluida yang sudah melewati dan keluar dari condenser akan kembali menuju cooling tower untuk diturunkan suhunya. Setelah memasuki cooling tower fluida yang sudah diturunkan suhunya akan menuju cooling tower basin dan dilanjutkan dengan circulating water pump. Circulating Water Pump berfungsi untuk memompa fluida kembali menuju condenser. Setelah fluida kembali melewati dan keluar dari condenser, proses akan berulang kembali dimana fluida akan menuju cooling tower.



2.2.1



Condenser Condenser berfungsi sebagai alat penukar kalor panas yang dihasilkan oleh



pembangkit listrik akibat uap keluaran turbine. Uap panas tersebut akan memenuhi permukaan luar pipa condenser sedangkan air yang berfungsi sebagai pendingin akan mengalir didalam pipa seperti pada Gambar 2.2.



Gambar 2 2 Condenser PPCP Angkatan 79 Pembangkit Listrik Gas dan Uap Jawa 3 (800 MW) |8



Departemen Power Plant & Energi PT. Wijaya Karya (Persero) Tbk Dengan demikian, akan terjadi kontak antara kedua fluida tersebut dimana uap yang memiliki temperature yang lebih tinggi akan bersinggungan dengan air yang memiliki suhu lebih rendah. Proses selanjutnya adalah temperatur uap akan turun dan menyebabkan uap tersebut akan terkondensasi. Medium pendingin dapat menggunakan air laut atau sumber air lainnya disekitar area PLTGU.



2.2.2



Cooling Tower Cooling tower juga merupakan salah satu equipment terpenting pada sistem



PLTGU Jawa 3. Tugas utama dari cooling tower adalah untuk menurunkan panas dari fluida yang telah digunakan untuk proses pendinginan pada condenser. Proses pendinginan fluida dilakukan dengan menggunakan fan yang berfungsi untuk mengalirkan udara pada cooling tower. Hot water akan keluar dari nozzle yang memiliki posisi pada bagian cooling tower. Dengan demikian, kontak antara hot water dan udara akan yang dialirkan oleh fan akan lebih lama. Hal tersebut akan menyebabkan proses perpindahan panas yang dihasilkan menjadi maksimal.



Gambar 2 3 Proses pendinginan pada Cooling Tower Terdapat beberapa komponen pada cooling tower yang memiliki fungsi masingmasing yakni: PPCP Angkatan 79 Pembangkit Listrik Gas dan Uap Jawa 3 (800 MW) |9



Departemen Power Plant & Energi PT. Wijaya Karya (Persero) Tbk 



Frame dan Casing Frame dan Casing berfungsi untuk Melindungi bagian dalam dari cooling tower selain itu juga digunakan sebagai support untuk fan, motor dan berbagai komponen lainnya.







Cold Water Basin Cold water basin terdapat pada bagian bawah dari cooling tower yang memiliki fungsi sebagai penampung fluida yang sudah di dinginkan oleh fan







Nozzle Nozzle berfungsi sebagai spray untuk hot water yang selanjutnya akan didinginkan oleh Fan. Posisi nozzle harus diatur sedemikian rupa agar distribusi fluida keluaran nozzle uniform. Distribusi fluida yang uniform sangat dibutuhkan karena akan membuat proses pendinginan fluida menjadi optimum







Fan Centrifugal dan Axial Fan umumnya dapat digunakan pada cooling tower. Fan yang digunakan dapat berupa fixed pitch maupun variable pitch sesuai dengan kebutuhan pada cooling tower.



2.3 Material Pipa 2.3.1



Fiberglas Reinforced Plastic (FRP) Pipe Pipa Fiber Reinforced Plastic (FRP) adalah jenis material perpipaan yang



diberikan teknologi pelapisan khusus sehingga memiliki material properties yang cukup unik dan dapat menyesuaikan kebutuhan dengan cara mengubah arah orientasi fiber. Penggunaan material pipa Fiber Reinforced Plastic (FRP) dapat menghemat biaya pemasangan, peralatan, dan pemasangan jika dibandingkan dengan material pipa concrete ataupun metal. Selain itu, material FRP juga dapat memberikan keuntungan dalam hal rendahnya biaya perawatan dan panjangnya umur pakai. Oleh sebab itu, material FRP banyak digunakan di dunia industri sebagai pipa gas alam, pipa air minum, dan pipa pembuangan air.



PPCP Angkatan 79 Pembangkit Listrik Gas dan Uap Jawa 3 (800 MW) |10



Departemen Power Plant & Energi PT. Wijaya Karya (Persero) Tbk Di dalam dunia konstruksi pipa, material Fiber Reinforced Plastic (FRP) lebih banyak digunakan untuk pipa air dan gas bawah tanah. Pipe FRP secara umum memiliki kelebihan sebagai berikut: 



Ringan







Resistansi terhadap korosi







Resistansi terhadap abrasi yang baik







Waktu pemasangan yang lebih cepat jika dibandingkan dengan material CS







Liftime dari pipa lebih lama



berdasarkan proses manufakturnya pipa fiberglass dibagi menjadi dua yaitu: a. Filament Wounding Filament Wound adalah proses fabrikasi yang umum digunakan untuk komponen yang memiliki bentuk silinder seperti pipa dan tank.



b. Conctact Molded



2.3.2 2.4



PPCP Angkatan 79 Pembangkit Listrik Gas dan Uap Jawa 3 (800 MW) |11