Studi Keandalan (Reliability) Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Labuhan Angin Sibolga
TUGAS AKHIR
STUDI KEANDALAN (RELIABILITY) PEMBANGKIT
LISTRIK TENAGA UAP (PLTU) LABUHAN ANGIN
SIBOLGA
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Sub Konsentrasi Teknik Energi
Listrik
OLEH :
NAMA : OLONI TOGU SIMANJUNTAK
NIM : 090402019
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
(2)
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan untuk menyelesaikan studi pendidikan sarjana strata satu di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah:
“STUDI KEANDALAN (RELIABILITY) PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP (PLTU) LABUHAN ANGIN SIBOLGA”
Penulisan Tugas Akhir ini dapat berlangsung dengan baik karena adanya dukungan dari beberapa pihak, oleh karena itu penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih kepada:
1. Bapak Ir. Syamsul Amien, M.S selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas nasehat, bimbingan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Rahmad Fauzi, ST. MT selaku Penasehat Akademis penulis, atas bimbingan dan arahannya dalam menyelesaikan perkuliahan selama ini. 3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, Msi dan Bapak Rahmad Fauzi, ST. MT
(3)
4. Keluarga tercinta, ayahanda Jonnery Simanjuntak, ibunda Siti Raya Siburian,Spd, abangda Hehetua Simanjuntak, S.Kom, adik-adik tersayang Monalisa Simanjuntak, Amd dan Sarimanna Simanjuntak yang telah memberikan banyak dukungan dengan sepenuh hati dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
5. Seluruh staf pengajar Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis.
6. Teman baik penulis yang selalu memberi masukan, nasihat, pendapat, dan motivasi kepada penulis, Rahel Agustin Hutahaean, ST.
7. Sahabat – sahabat terbaik di Elektro: si bats Nuzul Luthfihadi, Dea Reo, James, Kevin Pinem, Muhammad Farizi, Samuel Aland, Eko Kurniawan, Agus Ginting (gua iaa), Nicholas Tanzil, bang Marthin (pengantin baru), dan kepala preman esdua bang Dian.
8. Motivator terbaik sekaligus idola Teknik abangda Jannes Satria Pinem, ST dan Lukmanul Hakim Rambe, ST yang telah banyak berpartisipasi dalam penyelesaian tugas akhir.
9. Keluarga besar PT. PLN (Persero) Pembangkit Labuhan Angin Sibolga. 10.Rekan – rekan ‘09 lainnya yang tidak sempat penulis sebutkan satu per
satu yang selama ini menjadi teman seperjuangan dalam hari – hari kuliah, semoga kita semua sukses di masa depan.
11.Seluruh pegawai di Departemen Teknik Elektro yang telah membantu dalam penyelesaian semua keperluan selama perkuliahan.
(4)
Penulis menyadari dalam penulisan Tugas Akhir ini masih banyak sekali kekurangan baik dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu saran dan kritik dengan tujuan mendekati kesempurnaan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis harapkan.
Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini dapat berguna untuk menambah wawasan dan wacana bagi rekan – rekan mahasiswa.
Medan, September 2014 Penulis,
Oloni Togu Simanjuntak NIM. 090402109
(5)
ABSTRAK
Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Labuhan Angin Sibolga merupakan salah satu pembangkit yang terinterkoneksi di sumatera bagian utara (SUMUT), yang dibuat untuk membantu meningkatkan pelayanan listrik sumut. PLTU ini sendiri adalah salah satu pembangkit listrik yang dalam pengoperasiaannya menggunakan peralatan (komponen-komponen) yang saling berkaitan antara satu dan yang lainnya seperti boiler, turbin uap, generator, trafo, dan lain sebagainya. Seringnya kegagalan atau tidak berfungsinya secara baik pembangkit, banyak diakibatkan tidak seringnya untuk mengecek peralatan (komponen) pembangkit dari penyaluran bahan bakar hingga penyaluran daya. Sehingga perlu diketahui keandalan dari masing-masing peralatan (komponen) agar pembangkit tersebut dapat beroperasi dengan baik.
Dari hasil perhitungan pada masing-masing komponen yaitu generator dan trafo, didapatkan nilai keandalan terendah selama 17520 jam adalah Exiter yaitu pada generator sebesar 0,0005248 (hampir mendekati 0%). Sedangkan komponen dengan nilai Availability terbaik adalah Lube Oil pada trafo, yaitu sebesar 99,95%, Availability terburuk adalah Isolasi Slip Ring pada generator, yaitu sebesar 99,90%. Komponen dengan nilai Preventive Maintenance terbaik yaitu Isolasi Slip Ring pada generator yaitu 4750 jam, yang berarti komponen Isolasi Slip Ring mempunyai waktu yang paling lama untuk dilakukan maintenance dibandingkan komponen lainnya.
(6)
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... ix
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Tujuan Penulisan ... 3
1.4 Batasan Masalah ... 3
1.5 Metoda Penulisan ... 4
1.6 Sistematika Penulisan ... 4
BAB II DASAR TEORI 2.1 Umum ... 6
2.2 Prinsip Kerja ... 7
2.3 Komponen Utama Pembangkit Listrik Tenaga Uap ... 8
2.3.1 Boiler ... 8
(7)
2.3.5 Ship Unloader ... 12
2.3.6 Stacker & Reclaimer ... 12
2.3.7 Coal Yard ... 13
2.3.8 Reverse Osmosis Plant ... 14
2.4 Perawatan (Maintenance) ... 15
2.4.1 Perawatan Terencana (Planned Maintenance) ... 16
2.4.2 Perawatan Tak Terencana (Unplanned Maintenance) ... 17
2.5 Keandalan ... 18
2.6 Keandalan Kualitatif dan Kuantitatif ... 18
2.6.1 Keandalan Kualitatif ... 18
2.6.2 Keandalan Kuantitatif ... 19
2.7 Laju Kegagalan ... 20
2.8 Ketersediaan ... 26
2.9 Penggunaan software Reliasoft Weibull++ Version 6 ... 27
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Umum ... 29
3.2 Waktu dan Tempat Penelitian ... 29
3.3 Metode Pengumpulan data ... 29
3.4 Langkah – langkah Penelitian ... 30
(8)
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Evaluasi Keandalan Kualitatif ... 32 4.2 Keandalan Kuantitatif ... 32 4.2.1 Penentuan Parameter Waktu Kegagalan
dan Waktu Perbaikan ... 33 4.2.2 Evaluasi Keandalan Secara Kuantitatif ... 34 4.2.3 Evaluasi Keandalan dengan Preventive Maintenance
pada Masing- Masing Komponen PLTU ... 36
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ... 38 5.2 Saran ... 39
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
(9)
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Siklus Kerja PLTU Labuhan Angin ... 7
Gambar 2.2 Boiler ... 8
Gambar 2.3 Steam Turbine Steam Turbine... 9
Gambar 2.4 Generator ... 10
Gambar 2.5 Main Transformator ... 11
Gambar 2.6 Ship Unloader ... 12
Gambar 2.7 Stacker & Reclaimer ... 13
Gambar 2.8 Coal Yard ... 14
Gambar 2.9 Reverse Osmosis Plant ... 14
Gambar 2.10 Kurva Distribusi Normal ... 21
Gambar 2.11 Sebaran distribusi T ... 22
Gambar 2.12 Distribusi F ... 22
Gambar 2.13 Distribusi Chi-square ... 23
Gambar 2.14 Distribusi Weibull ... 25
Gambar 2.15 Distribusi Lognormal ... 25
Gambar 2.14 Distribusi Eksponensial ... 26
Gambar 3.1 Diagram Blok Perhitungan Data ... 31
Gambar 4.1 Grafik Keandalan Komponen Isolasi Lube Oil ... 35
Gambar 4.2 Grafik Preventive Maintenance Komponen Isolasi Slip Ring ... 36
(10)
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Data Waktu Kegagalan dan Waktu Perbaikan Komponen Isolasi
Slip Ring ... 32
Tabel 4.2 Parameter Waktu Kegagalan dari Software Weibull 6++ ... 33
Tabel 4.3 Parameter Waktu Perbaikan dari software Weibull 6++ ... 34
Tabel 4.4 Hasil Keandalan dan Ketersediaan Komponen ... 35
(11)
ABSTRAK
Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Labuhan Angin Sibolga merupakan salah satu pembangkit yang terinterkoneksi di sumatera bagian utara (SUMUT), yang dibuat untuk membantu meningkatkan pelayanan listrik sumut. PLTU ini sendiri adalah salah satu pembangkit listrik yang dalam pengoperasiaannya menggunakan peralatan (komponen-komponen) yang saling berkaitan antara satu dan yang lainnya seperti boiler, turbin uap, generator, trafo, dan lain sebagainya. Seringnya kegagalan atau tidak berfungsinya secara baik pembangkit, banyak diakibatkan tidak seringnya untuk mengecek peralatan (komponen) pembangkit dari penyaluran bahan bakar hingga penyaluran daya. Sehingga perlu diketahui keandalan dari masing-masing peralatan (komponen) agar pembangkit tersebut dapat beroperasi dengan baik.
Dari hasil perhitungan pada masing-masing komponen yaitu generator dan trafo, didapatkan nilai keandalan terendah selama 17520 jam adalah Exiter yaitu pada generator sebesar 0,0005248 (hampir mendekati 0%). Sedangkan komponen dengan nilai Availability terbaik adalah Lube Oil pada trafo, yaitu sebesar 99,95%, Availability terburuk adalah Isolasi Slip Ring pada generator, yaitu sebesar 99,90%. Komponen dengan nilai Preventive Maintenance terbaik yaitu Isolasi Slip Ring pada generator yaitu 4750 jam, yang berarti komponen Isolasi Slip Ring mempunyai waktu yang paling lama untuk dilakukan maintenance dibandingkan komponen lainnya.
(12)
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Untuk menjamin keberlangsungan produksi di suatu perusahaan diperlukan kepastian bahwa peralatan atau mesin yang digunakan dapat beroperasi dengan baik. Untuk itu dibutuhkan suatu sistem peralatan dengan keandalan yang tinggi. Keandalan atau reliabilitas suatu sistem bertujuan untuk menganalisis kemampuan suatu peralatan atau sistem dalam menjalankan tugasnya. Keandalan didefinisikan sebagai probabilitas sistem berfungsi selama waktu tertentu dalam kondisi tertentu pula.
PLTU adalah pembangkit listrik yang mempunyai komponen seperti boiler, turbin uap, generator, trafo, dan lain sebagainya. Pada pembangkit tersebut sering terjadi masalah pada pipa boiler yang mana sering diakibatkan oleh gesekan campuran pasir dan batubara yang dipakai. Akan tetapi, Generator dan trafo merupakan peralatan pokok pada sistem tenaga listrik, selain itu jumlah generator dan trafo yang banyak dengan perbedaan jenis dan kapasitas mempersulit perawatan dan pemeriksaan rutin karena perbedaan jenis atau type berakibat pada perbedaan karakteristik dan masalah yang timbul. Gangguan pada generator dan trafo dapat mengakibatkan terbakarnya komponen dan juga turunnya kinerja dari masing-masing komponen. Oleh karena itu, pemeliharaan
(13)
Permasalahannya adalah biaya yang cukup besar diperlukan untuk mendatangkan seorang ahli dalam pemeliharaan dan pemeriksaan komponen generator dan trafo secara rutin, disamping kerusakan juga akan mengakibatkan kerugian yang besar, dimana pada saat ini masalah penghematan energi di antaranya dengan penghematan biaya operasi dan pembelian aset baru. Mengingat listrik merupakan jenis energi yang sangat vital, maka kesinambungan ketersediaan listrik perlu dijaga setiap saat. Kegagalan suatu komponen akan berakibat pada berhentinya pasokan listrik. Untuk menghindari hal tersebut, pengoperasian dan pemeliharaan sistem kelistrikan harus dilakukan secara tepat.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, maka dalam Tugas Akhir ini dirumuskan permasalahan dan solusinya yaitu melalui studi keandalan dan ketersediaan ditinjau dari sisi kualitatif dan kuantitatif, serta menentukan penjadawalan preventive maintenance komponen, dimana secara kualitatif keandalan ditinjau dari faktor ketersediaan dan faktor kapasitas pembangkit. Sedangkan dari sisi kuantitatif dengan menggunakan data record frekuensi kegagalan dan perbaikan pada komponen utama guna untuk mendapatkan nilai laju kegagalan pada setiap komponennya.
(14)
1.3 Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan tugas akhir ini adalah untuk mengetahui tingkat keandalan pembangkit listrik tenaga uap labuhan angin sibolga dari sisi kualitatif dan kuantitatif, serta menentukan jadwal preventive maintenance komponen utama.
1.4 Batasan Masalah
Untuk menjaga materi tugas akhir ini menjadi terarah, maka penulis menetapkan beberapa batasan masalah sebagai berikut :
1. Program yang digunakan untuk pendekatan adalah Reliasoft Weibull++6. 2. Evaluasi kuantitatif menggunakan program Microsoft Excel 2007.
3. Perhitungan data menggunakan metode kualitatif dan kuantitatif.
4. Data didapat dari komponen generator dan trafo pada pembangkit unit 2. 5. Tidak membahas pembebanan pembangkit.
(15)
1.5 Metode Penulisan
Untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini maka penulis menerapkan beberapa metode studi diantaranya:
1. Studi literatur yaitu dengan membaca teori-teori yang berkaitan dengan topik tugas akhir ini dari buku-buku referensi baik yang dimiliki oleh penulis atau di perpustakaan dan juga dari artikel-artikel, jurnal, internet dan lain-lain. 2. Studi bimbingan yaitu dengan melakukan diskusi tentang topik tugas akhir ini
dengan dosen pembimbing yang telah ditunjuk oleh pihak Departemen Teknik Elektro USU, dengan dosen-dosen bidang Konversi Energi Listrik, dan teman-teman sesama mahasiswa.
1.6 SISTEMATIKA PENULISAN
Tugas akhir ini disusun berdasarkan sistematika penulisan sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini merupakan pendahuluan yang berisi tentang latar belakang masalah, tujuan dan manfaat penulisan, batasan masalah, dan metode dan sistematika penulisan.
BAB II DASAR TEORI
Bab ini membahas tentang PLTU secara umum, komponen utama, prinsip kerja, metode keandalan kualitatif dan kuantitatif, untuk menentukan waktu yang tepat untuk preventive maintenance terhadap keandalan yang ada.
(16)
BAB III METODE PENELITIAN
Bab ini membahas tentang cara yang harus ditempuh dalam kegiatan penelitian agar pengetahuan yang akan dicapai dari suatu penelitian dapat memenuhi harga ilmiah.
BAB IV HASIL DAN DATA
Bab ini membahas tentang hasil keandalan kualitatif dan kuantitatif PLTU labuhan angin dan evaluasi keandalan setelah preventive maintenance.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini membahas tentang hal-hal yang dianggap penting didalam tulisan yang dirangkum sebagai keimpulan dan saran dari hasil analisa data-data yang diperoleh.
(17)
BAB II
DASAR TEORI
2.1. Umum
Pembangkit Listrik Tenaga Uap Labuhan Angin merupakan salah satu penyuplai listrik yang berada di wilayah Desa Tapian Nauli 1, Tapanuli Tengah, Sumatera Utara. Letak geografis PLTU Labuhan Angin adalah 1° Lintang Utara dan 98° Bujur Timur dan mempunyai luas ± 56 Ha. Pembangunan PLTU Labuhan Angin merupakan komitmen Pemerintah RI dan PT PLN (Persero) berdasarkan UU No.15 tahun 1985 tentang kelistrikan. Total investasi mencapai US$ 182 juta, dimana 85% diperoleh dari Bank Exim China dan 15% anggaran PLN. Berdasarkan kontrak nomor 109 PJ/063/DIRUT/2003 dengan effective date tanggal 15 Maret 2005. Pada tanggal 19 September 2008 sinkronisasi unit 1 berhasil dilaksanakan, sedangkan sinkronisasi unit 2 pada tanggal 27 Desember 2008.
PLTU Labuhan Angin berbahan bakar batubara. Pemasok batubara untuk pengoperasian PLTU Labuan Angin diperoleh dari tiga pemasok, dua pemasok dari Muara Bungo, Provinsi Sumatera Selatan, dan satu pemasok lain dari Kalimantan Selatan. Batubara adalah sumber utama dari listrik dunia saat ini. Sekitar 60% listrik dunia bergantung pada batubara, hal ini dikarenakan pabrik batubara bisa menyediakan listrik dengan harga yang murah dan efisien. Kelemahan utama dari batubara adalah pencemaran emisi karbonnya sangat tinggi, paling tinggi dibanding bahan bakar lain.
(18)
Adapun cara kerjanya, batubara dari tambang dikirim ke “coal hoper” dan dihaluskan sampai ukuran 5 cm. Setelah itu dikirim ke pembangkit melalui konveyor. Selanjutnya batubara dihancurkan melalui crusher, dari ukuran 50 mm menjadi paling besar 10 mm, sebelum dibakar di ruang pembakaran, untuk memanaskan air di dalam boiler sampai menjadi uap.
2.2. Prinsip Kerja
PLTU Labuhan Angin menggunakan fluida kerja air uap dengan sirkulasi tertutup. Siklus tertutup artinya menggunakan fluida yang sama secara berulang-ulang untuk menghasilkan uap jenuh untuk memutar poros turbin. Siklus kerja PLTU Labuhan Angin sebagai berikut:
(19)
2.3. Komponen Utama Pembangkit Listrik Tenaga Uap
Pembangkit listrik tenaga Uap (PLTU) Labuhan Angin mempunyai beberapa komponen utama antara lain Boiler, Steam Turbin, Generator, Main Transformator, Ship Unloader, Stacker and Reclaimer, Coal Yard, dan Reverse Osmosis Plant.
2.3.1. Boiler
Boiler merupakan bejana atau wadah yang di dalamnya berisi air atau fluida lain untuk dipanaskan. Boiler mempunyai spesifikasi sebagai berikut:
• Manufaktur : Foster Wheler Co.
• Type : Circulating Fluidized Bed (CFB)
• Capacity : 423 ton/hour
• Steam temp : 542 °C
• Steam pressure : 10,32 Mpa
• Fuel : Oil and Coal
(20)
2.3.2. Steam Turbine
Steam Turbine merupakan penggerak utama yang mengubah energi panas dari penguapan lansung menjadi energi putaran mesin. Steam Turbine mempunyai spesifikasi sebagai berikut:
• Manufaktur : Shanghai Turbine Co. LTD
• Type : N115-9,32/537
• Speed : 3000 RPM
• No. extraction : 5
• Rotation : Clock wise
• Steam flow : 409,437 t/h
• Heat Rate : 8991,7 kj/kWh
(21)
2.3.3. Generator
Generator merupakan sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanik, biasanya dengan menggunakan induksi elektromagnetik. Generator mempunyai spesifikasi sebagai berikut:
• Manufaktur : Shandong Jinan Power Machinery Equipment
• Rated power : 115 MW
• Rated voltage : 13,8 kV
• Rated current : 6014 A
• Power factor : 0,8
• Frekuensi : 50 Hz
• Rated power : 143,75 MVA
• Exciting current : 1341,6 A
(22)
2.3.4. Main Transformator
Main Transformator merupakan trafo utama untuk pemakaian sendiri yang dipasang sehingga dapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang lain. Main Transformator mempunyai spesifikasi sebagai berikut:
Main Transformator
• Voltage : 13,8 kV/150 kV
• Capacity
ONAN : 100 MVA ONAF : 125 MVA OFAF : 150 MVA Auxiliary Transformator:
• Voltage : 13,8 kV/6,3 kV
• Capacity : 25 MVA
(23)
2.3.5. Ship Unloader
Ship Unloader merupakan peralatan yang di gunakan untuk memindahkan batubara yang terdapat pada kapal angkutan menuju ke coal yard (unloading) atau diteruskan ke coal bunker. Ship Unloader mempunyai spesifikasi sebagai berikut:
• TypMfg : Wuhan Power Equipment Work
• e : Stable Catenary Chain Bucket
• Kapasitas : 500 ton/jam
• Line : 2
Gambar 2.6. Ship Unloader
2.3.6. Stacker & Reclaimer
Stacker adalah alat besar yang digunakan untuk menata batubara yang datang melalui konveyor menuju stockpile. Reclaimer merupakan alat yang berfungsi untuk mengambil batubara dari stockpile menuju konveyor untuk selanjutnya ditransport ke PLTU. Stacker & Reclaimer mempunyai spesifikasi sebagai berikut:
(24)
• Type : Traveling Bucket wheel stacker reclaimer
• Number : 1 set
• Stacking Capacity : 1500 ton/hr
• Reclaiming Capacity : 360 ton/hr (by using bucket wheel)
Gambar 2.7. Stacker & Reclaimer
2.3.7. Coal Yard
Coal Yard merupakan fasilitas atau tempat penyimpanan batubara yang digunakan untuk pemanasan dan menghasilkan energi. Coal Yard mempunyai spesifikasi sebagai berikut:
• Dead storage area 1.24 ha ≈ 76,450 ton batubara.
• Life storage area 0.33 ha ≈15,290 ton batubara.
(25)
Gambar 2.8. Coal Yard
2.3.8. Reverse Osmosis Plant
Reverse Osmosis Plant merupakan pabrik tempat di mana proses reverse osmosis terjadi. Rata-rata yang pabrik modern, reverse osmosis membutuhkan enam kilowatt-jam listrik untuk menghilangkan garam satu meter kubik air. Reverse Osmosis Plant mempunyai spesifikasi sebagai berikut:
• Type : SWRO dan BWRO
• Mfg : Asian Tec Limited(Hong Kong)
• Set / Stage : 2/2
• Capacity : 2 x 1000 ton/day
(26)
2.4. Perawatan (Maintenance)
Perawatan (Maintenance) adalah suatu kombinasi dari berbagai tindakan yang dilakukan untuk menjaga dan memelihara suatu mesin serta memperbaikinya sampai suatu kondisi yang bisa diterima. Selain itu, suatu perawatan juga merupakan suatu kegiatan untuk memelihara atau menjaga fasilitas dan peralatan pabrik serta mengadakan perbaikan atau penggantian yang diperlukan agar terdapat suatu keadaan operasi produksi yang sesuai dengan apa yang telah direncanakan. Tujuan perawatan yang utama dapat didefinisikan dengan jelas sebagai berikut:
1. Untuk memperpanjang usia kegunaan asset (yaitu setiap bagian dari suatu tempat kerja, bangunan, dan isinya). Hal ini terutama penting di negara berkembang karena kurangnya sumber daya modal untuk penggantian. Di negara-negara maju kadang-kadang lebih menguntungkan untuk ‘mengganti’ daripada ‘merawat’.
2. Untuk menjamin ketersediaan optimum peralatan yang dipasang untuk produksi (atau jasa) dan mendapatkan laba investasi (return of investment) maksimum yang mungkin.
3. Untuk menjamin kesiapan operasional dari seluruh peralatan yang diperlukan dalam keadaan darurat setiap waktu, misalnya unit cadangan, unit pemadam kebakaran dan penyelamat, dan sebagainya.
(27)
Bentuk-bentuk Perawatan (Maintenance) antara lain: 1. Perawatan Terencana (Planned Maintenance)
Perawatan terencana (planned Maintenance) merupakan perawatan yang diorganisasi dan dilakukan dengan pemikiran ke masa depan, pengendalian, dan pencatatan sesuai dengan rencana yang telah ditentukan sebelumnya.
2. Perawatan Tak Terencana (Unplanned Maintenance)
Perawatan tak terencana (unplanned Maintenance) merupakan perawatan yang dilakukan secara darurat akibat tidak adanya perencanaan sebelumnya. Hanya ada satu bentuk perawatan tak terencana, yaitu pemeliharaan darurat, yang didefinisikan sebagai pemeliharaan dimana perlu segera dilaksanakan tindakan untuk mencegah akibat yang serius, misalnya hilangnya produksi, kerusakan besar pada peralatan, atau untuk alasan keselamatan kerja.
2.4.1. Perawatan Terencana (Planned Maintenance)
Pada perawatan terencana (planned Maintenance) dapat dibagi menjadi dua aktivitas utama, yaitu:
1. Perawatan Pencegahan (Preventive Maintenance)
Perawatan pencegahan (preventive Maintenance) merupakan perawatan yang dilakukan pada selang waktu yang ditentukan sebelumnya, atau terhadap kriteria lain yang diuraikan, dan dimaksudkan untuk mengurangi kemungkinan bagian-bagian lain tidak memenuhi kondisi yang bisa diterima. Perawatan ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya kerusakan, menemukan kondisi yang dapat menyebabkan mesin mengalami kerusakan
(28)
pada saat digunakan dalam proses produksi, serta dapat mengefektifkan pekerjaan inspeksi, perbaikan kecil, pelumasan dan set up sehingga mesin-mesin selama proses produksi dapat terhindar dari kerusakan. Contohnya melakukan pengecekan terhadap pendeteksi indikator tekanan dan temperatur, atau alat pendeteksi indikator lainnya. apakah telah sesuai hasilnya untuk kondisi normal kerja suatu alat. Membersihkan kotoran-kotoran yang menempel pada alat/produk (debu, tanah maupun bekas minyak). Mengikat baut-baut yang kendor , pengecekan kondisi pelumasan. Perbaikan/mengganti gasket pada sambungan-sambungan flange yang bocor atau rusak.
2. Perawatan Korektif (Corrective Maintenance)
Perawatan korektif (corrective Maintenance) merupakan perawatan yang dilakukan setelah mesin mengalami kerusakan atau tidak dapat berfungsi lagi dengan baik. Perawatan korektif ini juga merupakan kegiatan reparasi yang biasanya terjadi karena kegiatan perawatan pencegahan tidak dilaksanakan sama sekali atau karena fasilitas tersebut tetap mengalami kerusakan meskipun kegiatan perawatan pencegahan telah dilaksanakan.
2.4.2. Perawatan Tak Terencana (Unplanned Maintenance)
Pada perawatan tak terencana (unplanned Maintenance) dapat dilakukan dengan melakukan perawatan tanpa direncanakan sebelumnya karena terjadinya kerusakan yang tidak diduga pada saat melakukan proses produksi. Contoh
(29)
perawatan tak terencana ini adalah perawatan darurat yaitu perawatan yang perlu segera dilakukan untuk mencegah akibat yang serius.
2.5. Keandalan
Keandalan didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu komponen atau sistem untuk melaksanakan fungsi yang diperlukan didalam lingkungan dan kondisi operasional tertentu untuk periode waktu yang telah ditentukan . Jadi, keandalan merupakan salah satu aspek yang dapat mempengaruhi keberhasilan proses produksi. Penerapan teori keandalan bisa digunakan untuk memperkirakan peluang suatu komponen atau sistem dapat melaksanakan fungsinya dalam jangka waktu tertentu dalam kondisi tertentu. Keandalan menjadi sangat penting karena akan mempengaruhi profitabilitas perusahaan.
2.6. Keandalan Kualitatif dan Kuantitatif 2.6.1. Keandalan Kualitatif
Keandalan kualitatif adalah kemampuan pembangkit dalam melayani konsumen dengan energi yang dibangkitkannya dalam waktu tertentu. Disini keandalan kualitatif ada 2 faktor yaitu :
1. Faktor Kapasitas (Capacity Factor, CF)
Faktor kapasitas adalah faktor kapasitas tahunan, menggambarkan pemanfaatan energi unit pembangkit dalam satu tahun dari kemampuan produksi suatu pembangkit. Faktor kapasitas menunjukkan besar sebuah unit
(30)
pembangkit tersebut dimanfaatkan. Faktor kapasitas tahunan (8760 jam) didefinisikan sebagai:
��������������� = �������������������������ℎ��
�������������� 8760 ���
Semakin tinggi faktor kapasitas maka semakin baik keandalan unit pembangkit.
2. Faktor Ketersediaan
Faktor ketersediaan adalah perbandingan antara besarnya daya yang tersedia terhadap daya yang terpasang dalam sistem.
������������������= ���������
�������������
Faktor ketersediaan menggambarkan kesiapan operasi unit-unit pembangkit dalam sistem. Semakin tinggi faktor ketersediaan (100%) maka semakin baik keandalan unit pembangkit.
2.6.2 Keandalan Kuantitatif
Keandalan kuantitatif merupakan metode analisa yang dilakukan secara perhitungan matematis. Metode ini dapat dilakukan melalui perolehan data perawatan (Maintenance record) terhadap waktu kegagalan (time to failure) dan waktu perbaikan (time to repair) dari suatu komponen atau sistem. Keandalan dari suatu komponen atau sistem adalah probabilitas untuk tidak mengalami kegagalan atau dapat melaksanakan fungsinya selama periode waktu (t) atau lebih.
(31)
2.7. Laju Kegagalan
Laju kegagalan (λ) merupakan jumlah kegagalan dalam suatu interval waktu tertentu, biasanya dinyatakan dengan jumlah kegagalan per satuan waktu. Dalam menghitung keandalan suatu komponen langkah pertama harus mengetahui model probabilitas kegagalan komponen tersebut,yang biasanya dinyatakan dengan distribusi statistik, antara lain:
1. Distribusi Normal
Salah satu distribusi frekuensi yang paling penting dalam statistika adalah distribusi normal. Distribusi normal berupa kurva berbentuk lonceng setangkup yang melebar tak berhingga pada kedua arah positif dan negatifnya.
Ciri-cirinya adalah :
1. Nilai mean, median dan modus adalah sama / berhimpit. 2. Kurvanya simetris (luas daerah kurva sama rata).
3. Asimptotik (kurva tidak pernah menyentuh sumbu x).
4. Luas daerah yang terletak dibawah kurva dan diatas garis mendatar = 1 Penggunaanya sama dengan penggunaan kurva distribusi lainnya. 1. x bergerak menjauhi μ baik ke kiri maupun ke kanan.
2. Seluruh luas di bawah kurva diatas sumbu datar sama dengan 1.
Bila x menyatakan peubah acak distribusi maka P(x1 < x < x2) diberikan oleh daerah yang diarsir dengan garis yang turun dari kiri ke kanan. Jelas bahwa kedua daerah yang diarsir berlainan luasnya. Jadi, peluang yang berpadanan dengan masing-masing distribusi akan berlainan pula. Gambar kurva normal dapat dilihat pada Gambar 2.10.
(32)
Gambar 2.10. Kurva Distribusi Normal
2. Distribusi T
Pengujian hipotesis dengan distribusi t adalah pengujian hipotesis yang menggunakan distribusi t sebagai uji statistik. Tabel pengujiannya disebut tabel t-student. Adapun ciri-ciri dari distribusi t antara lain :
1. Sampel yang diuji berukuran kecil ( n < 30 ).
2. Penentuan nilai tabel dilihat dari besarnya tingkat signifikan (α) dan besarnya derajat bebas (db).
Bila Z dan V bebas, maka distribusi peubah acak T, bila � = �
�� �⁄ . Maka distribusi peubah acak T diberikan oleh:
ℎ(�) = Γ[(�+1)⁄2]
Γ(� 2)⁄ √π��1 + �2
��
−(�+1)⁄2
………...…(1) dimana -∞ < t < ∞
Parameter dari distribusi ini adalah nilai dari peubah acak T yang mempunyai sebaran t dengan derajat kebebebasan v=n-1.
(33)
Gambar 2.11. Sebaran distribusi T
3. Distribusi F
Dalam probabilitas kontinyu.Distribusi F juga dikenal dengan sebutan distribusi F Snedecor atau distribusi Fisher-Snedecor. Nilai dugaan titik bagi rasio dua ragam populasi σ12/ σ22 diberikan oleh rasio ragam contohnya masing-masing s12/s22.
Jadi, statistik s12/s22.Jadi, statistik s12/s22 merupakan penduga bagi σ12/ σ22. Bila
σ12 dan σ22 keduanya merupakan ragam populasi normal, maka kita dapat
membuat selang kepercayaan bagi σ12/ σ22 dengan menggunakan statistik yang
sebaran penarikan contohnya disebut sebaran F.
Gambar 2.12. Distribusi F 4. Distribusi Chi-square
(34)
Dalam statistik, distribusi chi square (dilambangkan dengan χ2) termasuk dalam statistik nonparametrik. Distribusi nonparametrik adalah distribusi dimana besaran-besaran populasi tidak diketahui. Distribusi ini sangat bermanfaat dalam melakukan analisis statistik jika kita tidak memiliki informasi tentang populasi atau jika asumsi-asumsi yang dipersyaratkan untuk penggunaan statistik parametrik tidak terpenuhi.
Gambar 2.13. Distribusi Chi-square
5. Distribusi Weibull
Distribusi weibull telah digunakan secara luas dalam teknik keandalan. Keuntungan dari distribusi ini adalah bisa digunakan untuk merepresentasikan banyak PDF serta bisa digunakan untuk variasi data yang luas. Karasteristik distribusi weibull adalah:
• Mempunyai 2 (�,�) atau 3 (�,�,�) parameter.
• Nilai �,�,� dapat diketahui dari weibull probability paper atau dari software.
(35)
• Saat nilai �= 1 dan � = 0 weibull akan eqivalen dengan distribusi eksponensial.
• Saat nilai � = 3,44 weibull akan mendekati distribusi normal.Jika distribusi waktu antar kegagalan suatu sistem mengikuti distribusi weibull, maka:
• Fungsi pada peluang (Probability Density Function) distribusi weibull adalah:
�(�) =�
�� �−�
� � �−1
��� �− ��−�� ���………...…(2)
• Fungsi keandalan distribusi weibull adalah:
�(�) =��� �− ��−�
� � �
�………....(3)
• Laju kegagalan distribusi weibull adalah:
�(�) =�
�� �−�
� � �−1
……….(4) Saat �< 1 akan didapatkan penurunan fungsi laju kegagalan, saat � > 1 akan didapatkan peningkatan fungsi laju kegagalan, �= 1 merupakan fungsi distribusi eksponensial.
• Waktu rata-rata kegagalan distribusi weibull adalah: ���� =�+�� �1 +1
(36)
Gambar 2.14. Distribusi Weibull
6. Distribusi Lognormal
Dalam teori probabilitas, log-distribusi normal merupakan distribusi probabilitas dari variabel acak yang logaritma adalah terdistribusi normal. Jika X adalah variabel acak dengan distribusi normal, maka Y = exp (X) memiliki distribusi lognormal; juga, jika Y adalah log-terdistribusi normal, maka log (Y) adalah distribusi normal. Pada Gambar 2.15. dapat dilihat distribusi lognormal.
(37)
7. Distribusi Eksponensial
X dikatakan mempunyai distribusi eksponensial bila
∫
−=
λλ
x xf( ) 1 ………...…(6)
0
1≥ , 0 untuk x yang lain
Distribusi eksponensial ini banyak dipakai untuk memodelkan tahan hidup (keandalan) berbagai komponen seperti bola lampu, alat-alat elektronik, dan sebagainya. Parameternya adalah β.
Gambar 2.16. Distribusi Eksponensial
2.8. Ketersediaan
Ketersediaan adalah rata-rata jangka panjang rasio antara jangka waktu suatu produk atau sistem bisa menjalankan fungsinya terhadap jangka waktu totalnya. Sebagai contoh bila ketersediaan 99,999 persen artinya dalam satu tahun hanya padam 5,3 menit (315 detik) per tahunnya. Konsep ketersediaan tidak membedakan antara padam sekali selama 5,3 menit dalam setahun, atau dalam setahun padam 315 kali selama satu detik, atau dalam 20 tahun padam selama
(38)
1,77 jam. Akan tetapi jelas bahwa walaupun ketersediaannya sama, pengaruhnya pada konsumen akan berbeda.Availability dari sebuah sistem dapat diekspresikan kedalam persamaan:
�� =����+�������� ………...…(7) Dimana:
Ai : Faktor Ketersediaan
MTTF: Mean Time To Fail (Waktu rata-rata kegagalan) MTTR: Mean Time To Repair (Waktu rat-rata perbaikan)
Secara practical, availability yang berubah terhadap waktu dapat dihitung menggunakan persamaan :
�(�) = 1− �� �
�+�� − ��
�
�+�� ��� (−(�+�)�)��………...…(8)
A(t) : Faktor ketersediaan sebelum preventive maintenance �(t) : Laju Kegagalan
2.9. Penggunaan software Reliasoft Weibull++ Version 6
Penentuan distribusi waktu antar kegagalan bertujuan untuk mendapatkan harga kemungkinan terjadinya kerusakan pada waktu tertentu. Penentuan distribusi time to failure dapat dilakukan dengan menggunakan bantuan software Reliasoft Weibull++ Version 6. Data antar kegagalan dimasukkan ke dalam software untuk dicari distribusinya.Mulai dilakukan uji distribusi dengan memilih option distribution wizard Pada langkah terakhir terdapat implementasi suggestion
(39)
eksponensial 1 parameter, eksponensial 2 parameter, weibull 2 parameter, dan weibull 3 parameter. Sehingga didapat distribusi yang paling sesuai dan didapat parameter-parameter kegagalan dari distribusi tersebut.
(40)
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Umum
Metode Penelitian merupakan rangkaian kegiatan ilmiah dalam rangka pemecahan suatu masalah. Penelitian merupakan suatu pemecahan masalah. Fungsi penelitian adalah mencari penjelasan dan jawaban terhadap permasalahan serta memberikan alternatif bagi kemungkinan yang dapat digunakan untuk pemecahan masalah. Dengan demikian penyusunan metode ini dimaksudkan agar peneliti dapat menghasilkan suatu kesimpulan yang dapat dipertanggung jawabkan secara ilmiah. Metode penelitian ini terdiri dari langkah-langkah yang telah ditetapkan yaitu penetapan tempat dan waktu penelitian, penetapan metode pengumpulan data, dan teknik analisis data.
3.2 Waktu dan Tempat Penelitian
Tempat penelitian di Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Labuhan Angin Sibolga pada hari Rabu 11 Juni – Kamis 12 Juni 2014.
3.3 Metode Pengumpulan Data
Metode pengumpulan data dalam suatu penelitian akan sangat menentukan keberhasilan penelitian, oleh karena itu perlu direncanakan dengan tepat dalam
(41)
1 . Metode Dokumentasi
Yang dimaksud metode dokumentasi adalah cara memperoleh data melalui hal-hal atau variabel yang berupa catatan, transkrip, buku, surat kabar, majalah dan lain-lain. Adapun dokumentasi yang akan peneliti gunakan adalah data-data yang berhubungan dengan daya, energi, dan waktu kegagalan komponen pembangkit.
2. Metode Observasi
Pengumpulan data dengan observasi langsung atau dengan pengamatan langsung adalah cara pengambilan data ketempat penelitian.
3.4 Langkah- Langkah Penelitian
Langkah-langkah penelitian yang ditempuh dalam penelitian ini meliputi : 1. Pengambilan Data
Tahap ini bertujuan untuk memperoleh data penelitian yang terdiri dari waktu kegagalan dan waktu perbaikan komponen utama PLTU, serta nilai daya mampu ,dan produksi energy selama waktu tertentu.
2. Perhitungan data
Untuk keandalan dari sisi kualitas menggunakan persamaan kapasitas faktor yaitu menghitung energi yang dihasilkan selama setahun terhadap daya mampu dikalikan jam (setahun). Ketersediaanya perbandingan antara daya mampu terhadap daya terpasang. Sedangkan keandalan sisi kuantitas data yang diperoleh dianalisis dan dihitung menggunakan persamaan yang ada
(42)
serta menggunakan software pendukung seperti Weibull ++ dan Microsoft excel.
Gambar 3.1Diagram Blok Perhitungan Data
3.5 Alat dan Bahan
Penelitian ini memerlukan alat dan bahan yaitu sebagai berikut : 1. Laptop
2. Kalkulator
3. Buku petunjuk wawktu kegagalan 4. Software Weibull++ dan Mic.Excel
PENGAMBILAN DATA
PEMILIHAN DATA RECORD KEGAGALAN 2 TAHUN TERAKHIR
MENGHITUNG RENTANG WAKTU ANTAR KEGAGALAN
MENENTUKAN PARAMETER DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE
WEIBULL++
MENGHITUNG NILAI KEANDALAN SESUAI PERSAMAAN
(43)
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Evaluasi Keandalan Kualitatif
Salah satu keandalan kualitatif adalah faktor kapasitas. Dimana untuk menentukan faktor kapasitas sebagai berikut.
Faktor kapasitas = 496.414MWh
115MW x8760jam x 100%
= 49,27 %
Dari perhitungan data di atas terlihat bahwa faktor kapasitas PLTU Labuhan Angin unit 2 yaitu sebesar 49,27 %. Ini membuktikan bahwa keandalan PLTU Labuhan Angin unit 2 berdasarkan metode kualitatif kurang baik, dimana standard kapasitas faktor PLTU Labuhan Angin kisaran antara 60% - 80%.
4.2 Keandalan Kuantitatif
Berdasarkan lampiran data yang digunakan adalah data maintenance PLTU Labuhan Angin selama 2 tahun terakhir dan kemudian dicari waktu komponen yang mengalami kegagalan dan waktu perbaikan komponen tersebut.
Tabel 4.1 Data Waktu Kegagalan dan Waktu Perbaikan Komponen Isolasi Slip Ring
Isolasi Slip Ring
TTF TTR
1/Jan/2012 16/April/2012 1096 3
(44)
4.2.1 Penentuan Parameter Waktu Kegagalan dan Waktu Perbaikan
Penentuan distribusi waktu antar kegagalan dan perbaikan bertujuan untuk mendapatkan harga kemungkinan terjadinya kerusakan dan perbaikan pada waktu tertentu. Penentuan distribusi waktu kegagalan dan waktu perbaikan dapat dilakukan dengan menggunakan bantuan software Reliasoft Weibull++ Version 6.
Dari data yg telah disusun maka didapat nilai parameter waktu kegagalan untuk menghitung keandalan pada masing masing komponen yang terdapat pada Tabel 4.2.
Tabel 4.2 Parameter Waktu Kegagalan dari Software Weibull 6++ Generator
Komponen σ λ μ Β Η Γ Γ MTTF
Exiter wb3 1,1131 2767,7156 0,9769 498,98 5631,82 Carbon Brush wb3 0,8716 4965,0096 1 24,97 10686,4
Isolasi Slip
Ring wb3 0,8139 3952,6459 1 20,96 8830,03
Trafo
Komponen σ λ μ Β Η Γ Γ MTTF
Tap
Changer Wb2 0,7339 3566,754 0,9853 482,46 8785,3407 Lube Oil wb3 0,7735 1395,8472 0,9892 661,63 3827,5
Dari data yg telah disusun maka didapat nilai parameter waktu perbaikan untuk menghitung keandalan pada masing masing komponen yang terdapat pada Tabel 4.3.
(45)
Tabel 4.3. Parameter Waktu Perbaikan dari Software Weibull 6++ Generator
Komponen σ λ Μ Β Η Γ Γ MTTR
Exiter wb3 1,5811 1,6413 0,8744 1,285 3,6278 Carbon Brush wb3 3,0662 5,5267 1 0,09 7,4191
Isolasi Slip
Ring wb3 1,7943 5 1 0,07 8,3062
Trafo
Komponen σ λ Μ Β Η Γ Γ MTTR
Tap
Changer wb3 2,1305 3,9086 0,8105 4,6548
Lube Oil wb3 0,8181 2 0,979 0,3523 5,7741
4.2.2 Evaluasi Keandalan Secara Kuantitatif
Evaluasi kuantitatif ini dilakukan dengan bantuan software Reliasoft Weibull++ Version 6 dari data kerusakan dan perbaikan komponen PLTU. Untuk komponen Isolasi Slip Ring menggunakan Parameter Weibull 3.
• R(t) = exp�− �t−ηγ�β�
= 0,0349
• λ = 0.0001561
• µ = 1/MTTR = 0,1204
• Ai = MTTF
MTTF+MTTR= 0.99906
• A(t) = 1− ��λλ
+μ� − �� λ
(46)
Gambar 4.1. Grafik Keandalan Komponen Isolasi Slip Ring
Berdasarkan Grafik diatas dapat terlihat bahwa komponen Isolasi Slip Ring mengalami penurunan selama 2 tahun terakhir hingga mencapai nilai 0.0348, sedangkan untuk hasil perhitungan komponen selanjutnya terdapat pada lampiran.
Tabel 4.4 Hasil Keandalan dan Ketersediaan Komponen.
No Komponen R (t) A(i)
1 Exiter 0,0005248 0,9993790
2 Carbon Brush 0,0499112 0,9993062
3 Isolasi Slip Ring 0,0348582 0,9990602
4 Tap Changer 0,0428192 0,99947043
5 Lube Oil 0,0010392 0,99959866
Hasil dari table di atas dapat di plot dalam sebuah grafik untuk masing 0
0,050,1 0,150,2 0,250,3 0,350,4 0,450,5 0,550,6 0,650,7 0,750,8
0
744
1416 2160 2880 3624 4344 5088 5832 6552 7296 8016 8760 9504 10176 10920 11640 12384 13104 13848 14592 15312 16056 16776
Isolasi Slip Ring
(47)
4.2.3. Evaluasi Keandalan dengan Preventive Maintenance pada Masing- Masing Komponen PLTU
Evaluasi keandalan dengan preventive maintenance reliability berupa perbandingan nilai keandalan komponen sebelum dilakukan preventive maintenance dengan nilai keandalan setelah dilakukan preventive maintenance, dengan acuan nilai keandalan sebesar 80% atau 0,80. Nilai acuan tersebut berdasarkan rekomendasi Reliability Standard Power Plant. Hasil dari perbandingan nilai tersebut dapat di plot dalam sebuah grafik hubungan antara nilai keandalan dengan waktu operasional.
Gambar 4.2.Grafik Preventive Maintenance Komponen Isolasi Slip Ring
Berdasarkan grafik di atas dan perhitungan, dapat dilihat bahwa komponen tersebut dilakukan Preventif Maintenance setiap 4750 jam sekali, interval waktu tersebut berguna untuk menjaga komponen Isolasi Slip Ring tersebut tetap berada
0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1
0
100 200 300 400 500 600 700 800 900
1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400
Preventive Maintenance Isolasi Slip Ring
(48)
pada keandalan minimum sebesar 0.8. sehingga diharapkan frekuensi kerusakan komponen tersebut semakin berkurang untuk kedepannya.
Tabel 4.5 Hasil Penjadwalan Preventif Maintenance yang Tepat No Komponen t (jam)
1 Exiter 4000
2 Carbon Brush 3250
3 Isolasi Slip Ring 4750
4 Tap Changer 2500
5 Lube Oil 2500
Dari hasil perhitungan,didapat jadwal preventive maintenance yg tepat dan di plot dalam grafik yg terdapat pada Lampiran.
(49)
BAB V
PENUTUP
5.1 KESIMPULAN
• Dari perhitungan data di atas terlihat bahwa faktor kapasitas PLTU Labuhan Angin unit 2 yaitu sebesar 49,27 %. Ini membuktikan bahwa keandalan PLTU Labuhan Angin unit 2 berdasarkan metode kualitatif kurang baik, dimana standard kapasitas faktor PLTU Labuhan Angin kisaran antara 60% - 80%.
• Komponen dengan nilai Keandalan terendah selama 17520 jam adalah Exiter sebesar 0,0005248 (hampir mendekati 0%).
• Komponen dengan nilai Availability terbaik adalah Lube Oil yaitu sebesar 99,95 %, sedangkan yang terburuk adalah Isolasi Slip Ring yaitu sebesar 99,90 %.
• Komponen dengan nilai Preventive Maintenance terbaik yaitu Isolasi Slip Ring yaitu 4750 jam, yang berarti komponen Isolasi Slip Ring mempunyai waktu yang paling lama untuk dilakukan maintenance dibandingkan komponen lainnya.
5.2 SARAN
1. Untuk Penelitian selanjutnya perlu dilakukan analisa keandalan pada komponen-komponen lain pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap Labuhan Angin.
(50)
3. Perhitungan Preventive maintenance dapat membantu menjaga agar komponen pada pembangkit tetap handal
(51)
DAFTAR PUSTAKA
1. Djiteng Marsudi, “ Operasi Sistem Tenaga Listrik” Graha Ilmu, 2006 2. Djiteng Marsudi, “Pembangkitan Energi Listrik",Erlangga, 2011 3. Dr. Suyitno M.,M.Pd.” Pembangkit Energi Listrik” ,Rineka Cipta
4. Ebeling,Charles E. 1997. "An Introduction to Reliability and Maintainability Engineering", The McGraw-Hill Companies, Singapore.
5. Habibiansyah, Rhivki, “ Studi Reliability,Availability dan Maintainability Pembangkit Listrik Tenaga Gas Payo Silincah Jambi” ,Tugas akhir,USU,Medan, 2012.
6. PT. PLN (PERSERO), ”Pengatur Operasi Sistem”,Semarang, 2008.
7. Rambe, Lukmanul Hakim, “Studi Keandalan Dan Ketersediaan Pembangkit Listrik Tenaga Uap Unit 2 Pt. Pln (Persero) Sektor Pembangkitan Belawan
8. Surasa, Heru Agus. 2007. Penyebab Losses Energi. Surakarta 9. Thamrin, Fanooel. 2012. Faktor Pembebanan Trafo. Semarang
(52)
LAMPIRAN A
Tabel A.1 Data TTF dan TTR yang Diperoleh Dari Komponen PLTU
Carbon Brush
TTF TTR
1/1/2012
1/8/2012 1497 4
11/6/2013 6309 6
Isolasi Slip Ring
TTF TTR
1/1/2012
16/4/2012 1096 3 15/2/2013 5108 6
Bushing
TTF TTR
1/1/2012
2/3/2012 724 2
23/6/2012 1328 2 12/10/2012 3109 2
Exiter
TTF TTR
1/1/2012
12/4/2012 1063 2 23/7/2012 1948 2 18/2/2013 3878 6 11/10/2013 4298 6
(53)
Lube Oil
TTF TTR
1/1/2012
19/3/2012 732 0,5
29/4/2012 986 1
24/6/2012 1052 1 15/9/2012 1376 2 17/1/2013 2348 4 26/5/2013 3293 4 12/11/2013 4318 6
(54)
LAMPIRAN B GENERATOR
Tabel B.1 Hasil Perhitungan Keandalan Exiter
Exiter
t R(t) λ(t) A(t) A(i)
0 1 1 1 0,999379579
744 0,934917616 0,000305723 0,998892115 0,999379579
1416 0,746459292 0,000354939 0,998713992 0,999379579
2160 0,567527533 0,000379606 0,998624742 0,999379579
2880 0,42922901 0,000395385 0,998567657 0,999379579
3624 0,318316403 0,000407734 0,99852299 0,999379579
4344 0,236485801 0,000417408 0,998487998 0,999379579
5088 0,172796889 0,000425843 0,998457491 0,999379579
5832 0,125526205 0,000433141 0,998431096 0,999379579
6552 0,091685235 0,00043939 0,998408499 0,999379579
7296 0,065974037 0,000445189 0,998387529 0,999379579
8016 0,047792213 0,000450287 0,998369092 0,999379579
8760 0,03412487 0,000455119 0,998351619 0,999379579
9504 0,024282045 0,00045958 0,998335491 0,999379579
10176 0,017807576 0,000463336 0,998321909 0,999379579
10920 0,012596714 0,000467234 0,998307816 0,999379579
11640 0,008986641 0,000470778 0,998295003 0,999379579
12384 0,006322932 0,000474232 0,998282513 0,999379579
13104 0,004488804 0,000477398 0,99827107 0,999379579
13848 0,003143186 0,000480504 0,998259839 0,999379579
14592 0,002195991 0,000483461 0,99824915 0,999379579
15312 0,001548909 0,000486193 0,998239273 0,999379579
(55)
Tabel B.2 Hasil Perhitungan Keandalan Carbon Brush Carbon
Brush
t R(t) λ(t) A(t) A(i)
0 1 0 1 0,999306221
744 0,830606207 0,000224982 0,99911642 0,999306221
1416 0,719003373 0,000206704 0,999188144 0,999306221
2160 0,619259655 0,00019564 0,999231566 0,999306221
2880 0,539360487 0,000188475 0,999259689 0,999306221
3624 0,469797871 0,000182953 0,999281363 0,999306221
4344 0,41246572 0,000178719 0,999297983 0,999306221
5088 0,361611197 0,000175108 0,999312154 0,999306221
5832 0,317810393 0,000172053 0,999324149 0,999306221
6552 0,281046431 0,00016949 0,99933421 0,999306221
7296 0,247969287 0,000167157 0,999343368 0,999306221
8016 0,22001373 0,000165143 0,999351276 0,999306221
8760 0,194714379 0,000163266 0,999358644 0,999306221
9504 0,172553606 0,000161561 0,999365336 0,999306221
10176 0,154875308 0,000160146 0,999370889 0,999306221
10920 0,137554076 0,000158699 0,999376574 0,999306221
11640 0,122759512 0,0001574 0,999381672 0,999306221
12384 0,109244886 0,00015615 0,999386579 0,999306221
13104 0,097668145 0,000155019 0,99939102 0,999306221
13848 0,087064895 0,000153922 0,999395328 0,999306221
14592 0,077674262 0,000152889 0,999399382 0,999306221
15312 0,069601547 0,000151945 0,999403089 0,999306221
16056 0,062183314 0,000151021 0,999406718 0,999306221
16776 0,055793658 0,000150171 0,999410053 0,999306221
(56)
Tabel B.3 Hasil Perhitungan Keandalan Isolasi Slip Ring Isolasi Slip
Ring
t R(t) λ(t) A(t) A(i)
0 1 1 1 0,999060208
744 0,778071189 0,000282471 0,998316445 0,999060208
1416 0,651536248 0,000249952 0,998509973 0,999060208
2160 0,545158995 0,00023084 0,99862375 0,999060208
2880 0,46381748 0,000218706 0,998695993 0,999060208
3624 0,395581893 0,000209492 0,998750863 0,999060208
4344 0,341083737 0,000202509 0,998792453 0,999060208
5088 0,294042436 0,000196612 0,998827575 0,999060208
5832 0,254508976 0,000191662 0,998857056 0,999060208
6552 0,222039945 0,000187541 0,998881606 0,999060208
7296 0,193396642 0,000183813 0,998903811 0,999060208
8016 0,16962181 0,000180613 0,998922875 0,999060208
8760 0,148460367 0,000177647 0,998940545 0,999060208
9504 0,130211766 0,000174966 0,998956516 0,999060208
10176 0,115854977 0,000172751 0,998969713 0,999060208
10920 0,101968533 0,000170493 0,998983168 0,999060208
11640 0,090255542 0,000168475 0,998995189 0,999060208
12384 0,079680754 0,00016654 0,999006717 0,999060208
13104 0,070721831 0,000164795 0,999017115 0,999060208
13848 0,062601005 0,000163108 0,99902717 0,999060208
14592 0,055480094 0,000161524 0,999036604 0,999060208
15312 0,049414861 0,000160081 0,999045204 0,999060208
16056 0,043889711 0,000158672 0,999053601 0,999060208
16776 0,039169763 0,00015738 0,999061298 0,999060208
(57)
Tabel B.4 Hasil Perhitungan Keandalan Lube Oil Lube Oil
t R(t) λ(t) A(t) A(i)
0 1 1 1 0,999598662
744 0,894021833 0,001051978 0,995454877 0,999598662
1416 0,537262406 0,000637023 0,997242765 0,999598662
2160 0,347721489 0,000545319 0,997638753 0,999598662
2880 0,239081114 0,000498944 0,997839125 0,999598662
3624 0,16700981 0,000467307 0,997975865 0,999598662
4344 0,120306244 0,000444836 0,998073007 0,999598662
5088 0,087015982 0,000426676 0,99815153 0,999598662
5832 0,063707819 0,000411923 0,998215332 0,999598662
6552 0,047567657 0,000399936 0,998267173 0,999598662
7296 0,03546872 0,000389306 0,998313156 0,999598662
8016 0,026887245 0,000380326 0,998352001 0,999598662
8760 0,020324043 0,000372114 0,998387526 0,999598662
9504 0,015451856 0,000364779 0,998419258 0,999598662
10176 0,012117421 0,000358777 0,998445227 0,999598662
10920 0,009299915 0,000352711 0,998471476 0,999598662
11640 0,007228389 0,000347333 0,998494746 0,999598662
12384 0,005593082 0,000342213 0,998516904 0,999598662
13104 0,004378953 0,000337623 0,998536764 0,999598662
13848 0,003411931 0,000333211 0,998555859 0,999598662
14592 0,002666903 0,000329095 0,998573676 0,999598662
15312 0,002107133 0,00032536 0,998589841 0,999598662
16056 0,001656364 0,000321729 0,998605552 0,999598662
16776 0,001315457 0,000318416 0,998619895 0,999598662
(58)
Tabel B.5 Hasil Perhitungan Keandalan Bushing
Bushing
t R(t) λ(t) A(t) A(i)
0 1 1 1 0,999470437
744 0,863323014 0,000412398 0,998662402 0,999470437 1416 0,688038709 0,000293948 0,999046222 0,999470437 2160 0,562774662 0,0002515 0,999183843 0,999470437 2880 0,473723605 0,000228701 0,999257775 0,999470437 3624 0,402103932 0,000212831 0,999309245 0,999470437 4344 0,34645207 0,000201459 0,999346128 0,999470437 5088 0,299291842 0,000192232 0,999376058 0,999470437 5832 0,260155799 0,000184722 0,999400418 0,999470437 6552 0,22827173 0,000178618 0,999420219 0,999470437 7296 0,200278156 0,000173206 0,999437776 0,999470437 8016 0,17709359 0,000168638 0,999452598 0,999470437 8760 0,156459243 0,000164464 0,999466139 0,999470437 9504 0,138635058 0,00016074 0,99947822 0,999470437 10176 0,124569785 0,000157696 0,999488096 0,999470437 10920 0,110908016 0,000154623 0,999498066 0,999470437 11640 0,099321853 0,000151903 0,999506892 0,999470437 12384 0,088794565 0,000149316 0,999515286 0,999470437 13104 0,079811058 0,000147 0,9995228 0,999470437 13848 0,07160258 0,000144777 0,999530014 0,999470437 14592 0,064340986 0,000142705 0,999536737 0,999470437 15312 0,058098071 0,000140827 0,999542829 0,999470437 16056 0,052354716 0,000139005 0,999548743 0,999470437 16776 0,047397173 0,000137343 0,999554135 0,999470437 17520 0,042819285 0,000135721 0,999559399 0,999470437
(59)
Grafik B.3 Keandalan Exiter
Grafik B.4 Keandalan Carbon Brush 0 0,050,1 0,150,2 0,250,3 0,350,4 0,450,5 0,550,6 0,650,7 0,750,8 0,850,9 0,951 0
744 1416 2160 2880 3624 4344 5088 5832 6552 7296 8016 8760 9504
10176 10920 11640 12384 13104 13848 14592 15312 16056 16776
Exiter x R(t) 0 0,050,1 0,150,2 0,250,3 0,350,4 0,450,5 0,550,6 0,650,7 0,750,8 0,850,9 0,951 0 744
1416 2160 2880 3624 4344 5088 5832 6552 7296 8016 8760 9504 10176 10920 11640 12384 13104 13848 14592 15312 16056 16776
Carbon Brush
(60)
Grafik B.5 Keandalan Isolasi Slip Ring 0
0,050,1 0,150,2 0,250,3 0,350,4 0,450,5 0,550,6 0,650,7 0,750,8
0
744 1416 2160 2880 3624 4344 5088 5832 6552 7296 8016 8760 9504
10176 10920 11640 12384 13104 13848 14592 15312 16056 16776
Isolasi Slip Ring
x R(t)
0 0,050,1 0,150,2 0,250,3 0,350,4 0,450,5 0,550,6 0,650,7 0,750,8 0,850,9 0,951
0
744 1416 2160 2880 3624 4344 5088 5832 6552 7296 8016 8760 9504
10176 10920 11640 12384 13104 13848 14592 15312 16056 16776
(61)
Gr af ik B. 7 K ean d al an B us hi ng 0 0,
05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9
0,863323014 0,688038709 0,562774662 0,473723605 0,402103932 0,34645207 0,299291842 0,260155799 0,22827173 0,200278156 0,17709359 0,156459243 0,138635058 0,124569785 0,110908016 0,099321853 0,088794565 0,079811058 0,07160258 0,064340986 0,058098071 0,052354716 0,047397173 0,042819285 B us hi ng x R(t ) Universitas Sumatera Utara
(62)
Tabel B.6 Perhitungan Preventive Maintenance Exiter Exiter
t R(t) no PM R(t) PM
0 1 1
50 1 1
100 1 1
150 1 1
200 1 1
250 1 1
300 1 1
350 1 1
400 1 1
450 1 1
500 0,999849 0,999849 550 0,98832 0,98832 600 0,975182 0,975182 650 0,961446 0,961446 700 0,94738 0,94738 750 0,933124 0,933124 800 0,918763 0,918763 850 0,904355 0,904355 900 0,889945 0,889945 950 0,875564 0,875564 1000 0,861237 0,861237 1050 0,846987 0,846987 1100 0,832828 0,832828 1150 0,818776 0,818776
1200 0,804841 1
1250 0,791033 0,999849 1300 0,77736 0,98832 1350 0,763829 0,975182
(63)
Tabel B.7 Perhitungan Preventive Maintenance Carbon Brush
Carbon Brush
t R(t) no PM R(t) PM
0 1 1
100 0,974445 0,974445 200 0,947274 0,947274 300 0,922825 0,922825 400 0,900106 0,900106 500 0,878693 0,878693 600 0,858344 0,858344 700 0,838903 0,838903 800 0,820257 0,820257
900 0,802323 1
1000 0,785035 0,974445 1100 0,768338 0,947274 1200 0,752189 0,922825 1300 0,736549 0,900106 1400 0,721387 0,878693 1500 0,706673 0,858344 1600 0,692384 0,838903 1700 0,678496 0,820257
1800 0,664989 1
1900 0,651846 0,974445 2000 0,63905 0,947274 2100 0,626585 0,922825 2200 0,614438 0,900106 2300 0,602596 0,878693 2400 0,591047 0,858344
(64)
Tabel B.7 Perhitungan Preventive Maintenance Isolasi Slip Ring
Isolasi Slip Ring
t R(t) no PM R(t) PM
0 1 1
100 0,959432 0,959432 200 0,922591 0,922591 300 0,890817 0,890817
400 0,86213 0,86213
500 0,835694 0,835694
600 0,811038 1
700 0,787859 0,959432 800 0,765945 0,922591 900 0,745138 0,890817 1000 0,725316 0,86213 1100 0,70638 0,835694
1200 0,68825 1
1300 0,670859 0,959432 1400 0,65415 0,922591 1500 0,638073 0,890817 1600 0,622584 0,86213 1700 0,607647 0,835694
1800 0,593227 1
1900 0,579294 0,959432 2000 0,56582 0,922591 2100 0,552782 0,890817 2200 0,540157 0,86213 2300 0,527924 0,835694
(65)
Tabel B.8 Perhitungan Preventive Maintenance Bushing
Bushing
t R(t) no PM R(t) PM
0 1 1
100 1 1
200 1 1
300 1 1
400 1 1
500 0,979973976 0,979974
600 0,921535561 0,9215356
700 0,879516675 0,8795167
800 0,844124009 0,844124
900 0,812885252 1
1000 0,784646909 1
1100 0,758742149 1
1200 0,734737291 1
1300 0,712328144 1
1400 0,691289766 0,979974
1500 0,67144919 0,9215356
1600 0,65266935 0,8795167
1700 0,634839009 0,844124
1800 0,61786612 1
1900 0,601673285 1
2000 0,586194535 1
2100 0,571372993 1
2200 0,557159134 1
2300 0,543509453 0,979974
(66)
Tabel B.9 Perhitungan Preventive Maintenance Lube Oil
Lube Oil
t R(t) no PM R(t) PM
0 1 1
100 1 1
200 1 1
300 1 1
400 1 1
500 1 1
600 1 1
700 0,939843 0,939843
800 0,845924 1
900 0,775038 1
1000 0,71594 1
1100 0,664809 1
1200 0,61966 1
1300 0,579263 1
1400 0,54278 1
1500 0,509598 0,939843
1600 0,479252 1
1700 0,451375 1
1800 0,425671 1
1900 0,401895 1
(67)
Grafik B.8 Preventive Maintenance Exiter 0,7
0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1
K
e
an
d
al
aan
Exiter
x MT
(68)
Grafik B.9 Preventive Maintenance Carbon Brush
Grafik B.10 Preventive Maintenance Isolasi Slip Ring 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1 0
100 200 300 400 500 600 700 800 900
1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400
Carbon Brush x MT 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1 0
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400
Isolasi Slip Ring
(69)
Grafik B.11 Preventive Maintenance Bushing
Grafik B.11 Preventive Maintenance Lube Oil 0,5
0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1
0
100 200 300 400 500 600 700 800 900
1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000
Bushing
x MT
0,3 0,350,4 0,450,5 0,550,6 0,650,7 0,750,8 0,850,9 0,951
0
100 200 300 400 500 600 700 800 900
1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000
Lube Oil
(70)
Grafik C.1 Availability Exiter 0,998 0,9985 0,999 0,9995 1 1,0005 0
1416 2880 4344 5832 7296 8760 10176 11640 13104 14592 16056 17520
A va il a b il ity Waktu (jam) Exiter Ai A(t) 0,998 0,9985 0,999 0,9995 1 1,0005 0
1416 2880 4344 5832 7296 8760
10176 11640 13104 14592 16056 17520
A va il a b il ity Carbon Brush Ai A(t)
(71)
Grafik C.3 Availability Isolasi Slip Ring
Grafik C.4 Availability Bushing 0,998 0,9985 0,999 0,9995 1 1,0005 0
1416 2880 4344 5832 7296 8760 10176 11640 13104 14592 16056 17520
A va il a b il ity Waktu (jam)
Isolasi Slip Ring
Ai A(t) 0,998 0,9985 0,999 0,9995 1 1,0005 0
1416 2880 4344 5832 7296 8760
10176 11640 13104 14592 16056 17520
A va il a b il ity Waktu (jam) Bushing Ai A(t)
(72)
Grafik C.5 Availability Lube Oil 0,994
0,995 0,996 0,997 0,998 0,999 1 1,001
0
1416 2880 4344 5832 7296 8760 10176 11640 13104 14592 16056 17520
A
va
il
a
b
il
ity
Waktu (jam)
Lube Oil
Ai A(t)
(1)
Grafik B.8 Preventive Maintenance Exiter
0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1
K
e
an
d
al
aan
Exiter
x MT
(2)
Grafik B.9 Preventive Maintenance Carbon Brush
Grafik B.10 Preventive Maintenance Isolasi Slip Ring
0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1
0
100 200 300 400 500 600 700 800 900
1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400
Carbon Brush
x MT
0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1
0
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400
Isolasi Slip Ring
(3)
Grafik B.11 Preventive Maintenance Bushing
Grafik B.11 Preventive Maintenance Lube Oil
0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1
0
100 200 300 400 500 600 700 800 900
1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000
Bushing
x MT
0,3 0,350,4 0,450,5 0,550,6 0,650,7 0,750,8 0,850,9 0,951
0
100 200 300 400 500 600 700 800 900
1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000
Lube Oil
(4)
Grafik C.1 Availability Exiter
0,998 0,9985 0,999 0,9995 1 1,0005
0
1416 2880 4344 5832 7296 8760 10176 11640 13104 14592 16056 17520
A
va
il
a
b
il
ity
Waktu (jam)
Exiter
Ai A(t)
0,998 0,9985 0,999 0,9995 1 1,0005
0
1416 2880 4344 5832 7296 8760
10176 11640 13104 14592 16056 17520
A
va
il
a
b
il
ity
Waktu (jam)
Carbon Brush
Ai A(t)
(5)
Grafik C.3 Availability Isolasi Slip Ring
Grafik C.4 Availability Bushing
0,998 0,9985 0,999 0,9995 1 1,0005
0
1416 2880 4344 5832 7296 8760 10176 11640 13104 14592 16056 17520
A
va
il
a
b
il
ity
Waktu (jam)
Isolasi Slip Ring
Ai A(t)
0,998 0,9985 0,999 0,9995 1 1,0005
0
1416 2880 4344 5832 7296 8760
10176 11640 13104 14592 16056 17520
A
va
il
a
b
il
ity
Waktu (jam)
Bushing
Ai A(t)
(6)
Grafik C.5 Availability Lube Oil
0,994 0,995 0,996 0,997 0,998 0,999 1 1,001
0
1416 2880 4344 5832 7296 8760 10176 11640 13104 14592 16056 17520
A
va
il
a
b
il
ity
Waktu (jam)
Lube Oil
Ai A(t)