STUD I KESELAMA TAN DAN KEANDALAN SISTEM PEMUATAN LNG
lUX PE
INS TITUT
t-USTA~
Tf
AU
~HOl.
!Efi'UlUH - HOPfM!IIa
TUGASAKHIR
(LL 1327)
STUDI KESELAMATAN DAN KEANDALAN
SISTEM PEMUATAN LNG
/{) /(e_
b ~.
C7t91(
;;.__
f[pt'
t,.f'-J
·Zt~
PERPUSTAKA
1 T S
Oleh:
SAPARODIN ROIS
NRP : 4399 100 041
No.
JURUSAN TEKNIK KELAUTAN
FAKULTASTEKNOLOGIKELAUTAN
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2005
N
LEMBARPENGESAHAN
STUDI KESELAMATAN DAN KEANDALAN
SISTEM PEMUATAN LNG
Surabaya, ~
.1
.. Januari 2005
Mengetahui/Menyetujui
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing IT
I
ko Budi Djatmiko2 MSc_
NIP : 131 407 592
Dr. Ir. f:o~,
~
NIP • 132 105 583
ABSTRAK
Oleh:
Saparodin Rois
Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Eko Budi DjatmikJ, MSc
Dr. Jr. Mukhtasor, MEng
Tujuan dari tugas akhir ini adalah menentukan keandalan komponen dan keandalan global dari
pemuatan LNG kapal "Eka Putra" dengan jenis spherical Moss, serta melak:Ukan identifikasi babaya
penilaian resiko. Metode yang digunakan untuk studi keandalan sistem adalab fault tree analysis dan
studi keselamatan sistem secara kualitatif menggunakan failure mode and effect analysis. set~m
mengbitung keandalan dari komponen sistem pemuatan LNG dilakukan peneqtuan distribusi peluang
komponen tersebut. Dari analisa dengan menggunakan Reliasoft Weibull4.0, seluruh komponen dari
pemuatan LNG memiliki distribusi Weibull dengan 2-parameter yaitu 13 ~
1'1· Dari basil per1lbtn~m
diperoleh nilai keandalan terrendab komponen sampai dengan saat preventive triaintenance dilakukan
masih di atas 85%. Sedangkan keandalan global dari sistem pemuatan LNG dari perbitungan
MOCUS adalah 80,64% untuk waktu operasi selama 21900 jam. Adapun basil dari studi keselamatan
kualitatif diperoleh komponen yang memiliki tingkat keparaban tertinggi (catastrophic) yaitu tangki
pressure relief valve, pompa kargo, low duty compressor, low duty heater, cargo tank vent mast, high
beater dan spray pump.
Kata-kata kunci: sistem pemuatan LNG spherical Moss, keandalan, keselam.at:11f1. fault tree analysis,
mode and effect analysis
I
ABSTRACT
By:
Saparodin Rois
Under supervision
: Dr. Jr. Eko Budi Djatmikor MSc
Dr. Jr. Mukhtasor, MEng
of"Eka Putra" LNG
The purpose of this final project is to determine component and system reliab~
with spherical Moss containment system, and further performing hazard identification and risk asc~mj!nt.
The fault tree analysis is adopted in the reliability evaluation and failure mode and effect analysis is
the qualitative safety identification. Before reliability value could be calculated, the probability ..;_,......... ~-
should be first defined. From an analysis using Reliasoft Weibull 4.0, all components eventually
characterized by the 2-parameter Weibull distribution of 13 and 11 parameters. Evaluation indicates,
would have a
preventive maintenance is appropriately performed, components of LNG carie_~ystm
computation by aao,Pltrlg
reliability value of more than 85%. Further, if the components are combined in ~e
MOCUS, the global reliability value of"Eka Putra" LNG carrier system is 80,6-f% for an operational
21900 hours. Finally, from the qualitative safety study it could be concluded cef.!:in components which
the highest severity rank or catastrophic level. These are cargo tank, pressure relief valve, cargo pump,
duty compressor, low duty heater, cargo tank vent mast, high duty heater, and spray pump.
Keywords: LNG containment system of spherical-Moss, reliability, safety, fault tree analysis, failure
and effect analysis
1
KATAPENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT yang menguasai alam beserta isinJa atas segala ·
rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat
menylsaik~
ltugas akhir ini aengan
baik.Tugas akhir ini berjudul "Studi Keselamatan dan Keandatan Sistem t'eiiii.Ua,tan
LNG".
~
Tugas akhir ini disusun sebagai persyaratan dalam menyelesaikah studi program .,.. ......
(S-l) dijurusan Teknik Kelautan, Fakultas Teknologi Kelautan, mltitut Teknologi
"-'L.U~
Nopember (ITS). Tugas akhir ini menganalisa keandalan sistem pemuatan LNG
kualitatif dan kuantitaif. Sistem yang diambil adalah sistem padafal LNG "Eka
yang memiliki 5 buah containment system tipe spherical. Ber
kan analisa ini
diketahui mode kegagalan dan harga keandalan sistem dari sistem
uatan LNG.
Penulis menyadari dalam melak:uk.an penelitian ini mungkin k.uran sempurna dan tenlatlat
kekeliruan yang tidak disengaja. Maka dari itu penulis me gharapkan saran
membangun dan penelitian ini dapat dijadikan sebagai pen dang untuk
selanjutnya yang lebih baik lagi. Dengan diakhiri kata AI
dulillahirobbil''"..._
penulis berharap penelitian ini berguna bagi pembaca atau peneliti tainnya.
Surabaya, Januari
Saparodin
11
UCAPAN TERIMA KASm
Penyusunan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Dan pada kesrn1p~m
ini, dengan segala kerendahan bati dan tulus ikhlas penulis rnengucapkan terima
kepada:
ran pengorbanan
1. Bapak dan lbu atas segala limpahan kasih sayang, kesabaran
rnendidik ananda serta doa untuk ananda.
2. Bapak Dr. lr. Eko Budi Djatmiko, MSc selaku dosen
pernb~ig
I tugas akhir
telah rnernberi bimbingan serta petunjuk yang berharga selama penyelesaian
akhir ini.
3. Bapak Dr. lr. Mukhtasor, MEng selaku dosen pernbimbing II tugas
bimbingan dan nasehatnya selama penyelesaian tugas akhir ini.l
4. Bapak lr. Imam Rochani, MSc selaku ketuajurusan Teknik Kelautan.
5. Bapak Dr. lr Handayanu, MSc selaku sekretaris jurusan
Te~
Kelautan.
6. Bapak Prof. lr Soegiono selaku dosen wall atas nasehatnya selama rne:nernj\lh
pendidikan di Teknik Kelautan.
7. Bapak lr. Jusuf Sutorno, MSc atas saran dan kesernpatan rnagang di UP2TSM8.
~-bapk
dosen jurusan Telmik Kelautan atas ilmu
~
telah diberikan
karyawan Teknik Kelautan atas kerjasamanya.
9. Bapak Dr. Ketut Budha Artana, ST, MSc atas bantuan data dan software
bimbingannya
10. Bapak Alfino Alwi atas bantuan informasi tentang data failure rate, Bapak
lndianto (BP Migas), Bapak Abdul Khamid, Bapak
Pertamina) atas bantuannya selama di Jakarta.
Tam
~
dan Bapak Bara
k
11. Dek Dian yang telah setia rnendampingi penulis dengan pen
cinta, kesabaran
1
perhatian, serta dukungannya selama ini.
12. Seluruh keluarga di Trenggalek atas segala kasih sayang dan dukungannya
13. Keluarga Bapak dan lbu di Tulungagung; terima kasih atas segalanya.
14. Ternan-ternan seperjuangan Sigit, Satryo dan Rohmat, Asof, RJur. Santi. dll.
15. Ternan-ternan angkatan '99 dan jurusan Teknik Kelautallf terus berjuang
rnenggapai cita kita
...
111
16. Ternan-ternan Teknik Kelautan yang tidak mungkin disebutkan satu-persatu _.....,,.._...
keterbatasan halaman ini.
I
17. Pakde Awan - Nuning, Mas Kunjung - Fonda dan Mbokde Tl as - Agung serta
1
kosW27B.
18. Semua pihak yang telah membantu penulis baik selama masa kuliah maupun """"'........
penyelesaian tugas akhir ini.
Surabaya, Januari
.IV
DAFfARISI
HALAMAN JUDUL
LEMBARPENGESAHAN
I
.
ABSTRAK .......................................................................................................................
t
I
KATA PENGANTAR .................................................................................................... .
UCAPAN TERIMA KASIH .......................................................... .!.............................. .
1. . . . . . . . . . . . . . ..
DAFfAR 181 ....................................................................................
DAFfAR GAMBAR ..................................................................................................... .
DAFI'AR TABEL .......................................................................................................... .
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................... .
1.1 LATAR BELAKANG ···························································+·····························
1.2 PERUMUSAN MASALAH ................................................... ,.............................. .
1.3 TUJUAN ................................................................................................................ .
1.4 MANFAAT ............................................................................................................ .
1.5 BATASAN MASALAH ........................................................................................ .
1.6 SISTEMATIKA LAPORAN .................................................. ,.............................. .
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI ............................................. .
2.1. TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................................... .
2.2. DASAR TEORI .................................................................................................... .
2.2.1. Gambaran Umum LNG ............................................................................. .
2.2.2. Sistem Pemuatan LNG ..............................................
.!...............................
2.2.3. Definisi, Konsep Keselamatan dan Keandalan ........................................ .
2.2.4. Probabilitas dalam Analisa Keandalan ...................... [.............................. .
2.2.5. Analisa Keandalan Sistem ......................................................................... .
BAB m METODOLOGI PENELITIAN .................................................................... .
BAB IV ANALISA HASIL DAN PEMBAHASAN ....................
4.1. KAPAL LNG "EKA PUTRA" ..............................................
v
l. . . . . . . . . . . . . . ..
l...............................
4.2. ANALISA KEANDALAN SECARA KUANTITATIF DBfGAN
FAULT TREE ANALYSIS (FfA) ........................................
I. . . . . . . . . . . . . . . .
4.3. PREVENTIVE MAINTENANCE ....................................................................... .
4.4. STUDI KESELAMATAN SISTEM PEMUATAN LNG SECARA KUALITA
DENGAN FAlLURE MODE AND EFFECT ANALYSIS (FMEA) .................. .
BAD V KESIMPULAN DAN SARAN ··········································r·······························
5.1. KESIMPULAN ······································································r···········...................
5.2. SARAN .................................................................................. r...............................
DAFfAR PUSTAKA
LAMPIRAN
LampiranA
Cargo Piping Diagram Kapal LNG "Eka Putra"
LampiranB
Diagram Fault Tree Analysis
LampiranC
Perhitungan peluang kegagalan dan KeandalJ Komponen
LampiranD
Perhitungan peluang kegagalan dan Keandalart Sistem Pemuatan
LampiranE
Tabel Gamma Function
.
VI
DAFfAR GAMBAR
Gambar 1.1 Kapal LNG dengan tipe tangki spherical Moss ......................................... .
Gambar 1.2 Sistem pemuatan LNG dengan tangki tipe spherical Moss ........................ .
Gambar 2.1 LNG chain ................................................................................................. ..
Gambar2.2 Kapal LNG dengan 5 tangki kargo tipe spherical Moss ............................ .
·························································+······························
Gambar2.3 Main cargo line
2
Gambar2.4 Kargo pemuatan tipe spherical Moss .......................................................... 3
Gambar 2.5 Skema transportasi LNG ............................................. ,.............................. .
Gambar 2.6 Kurva bak: mandi ........................................................................................ .
Gambar 2.7 Dual redundant system ............................................................................... .
Gambar 2.8 Kurva distribusi normal .............................................................................. .
Gambar 2.9 Laju kegagalan yang dinormalkan ..............................l...............................
Gambar 2.10 Fungsi keandalan yang dinormalkan ........................
.J. . . . . . . . . . . . . . . .
\
Gambar 2.11 Fungsi kerapatan peluang .......................................................................... ..
Gambar 2.12 Fungsi keandalan dan fungsi distribusi kegagalan distribusi lognormal ... .
Gambar 2.13 Sistem seri ................................................................................................. ..
Gambar 2.14 Sistem paralel ............................................................................................ .
Gambar 2.15 Keandalan sistem seri-paralel .....................................
l...............................
Gambar 2.16 Simbol standard yang digunak:an dalam FfA ............. l.............................. .
Gambar 3.1 Proses Failure Mode and Effect Analysis .................................................. ..
Gambar 3.2 Langkah-langkah aplikasi fault tree analysis .............................................. .
Gambar 3.3 Metode perhitungan peluang kejadian ........................................................ .
Gambar 4.1 Grafik peluang kegagalan sistem pemuatan LNG vs \fak:tu operasi ......... .
Gambar 4.2 Grafik keandalan sistem pemuatan LNG vs wak:tu o~rasi
....................... .
Gambar 4.3 Grafik keandalan sistem dengan preventive maintenaJce ........................... 00
..
VII
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Komposisi unsur-unsur LNG ........................................................................... .
Tabel 2.2 Parameter bentuk weibull ............................................................................... .
Tabel 4.1 Laju kegagalan komponen ............................................................................... .
Tabel 4.2 Pengujian distribusi untuk globe valve ............................................................ .
Tabel4.3 Pengujian distribusi untuk relief valve ............................................................ .
Tabel4.4 Pengujian distribusi untuk needle valve .......................................................... .
Tabel4.5 Pengujian distribusi untuk butterfly valve ...................................................... .
Tabel 4.6 Pengujian distribusi untuk non return valve ................................................... .
Tabel 4. 7 Pengujian distribusi untuk control valve .......................................................... .
Tabel4.8 Pengujian distribusi untuk gas sampling valve ............................................... .
Tabel4.9 Pengujian distribusi untuk purge valve ........................................................... ..
Tabel4.10 Pengujian distribusi untuk waessoe gauge .................................................... ..
Tabel4.11 Pengujian distribusi untuk kebocoran pada pipa ........................................... .
Tabel4.12 Pengujian distribusi untuk manual alarm ....................................................... .
Tabel4.13 Pengujian distribusi untuk CCR manual ........................................................ .
Tabel4.14 Pengujian distribusi untuk automatil control ................................................. .
Tabel4.15 Pengujian distribusi untuk reducer ................................................................. .
Tabel4.16 Pengujian distribusi untuk temperature transmitter ....................................... .
Tabel4.17 Pengujian distribusi untuk pressure transmitter ............................................. .
Tabel 4.18 Pengujian distribusi untuk flow meter ........................................................... .
Tabel4.19 Pengujian distribusi untuk cargo tank vent mast ........................................... .
Tabel 4.20 Pengujian distribusi untuk strainer................................................................ ..
Tabel4.21 Pengujian distribusi untuk cargo pump.........................
J.............................
Tabel4.22 Pengujian distribusi untuk spray pump ......................................................... ..
Tabel4.23 Pengujian distribusi untuk HID compressor .................................................. .
Tabel4.24 Pengujian distribusi untuk l1D compressor................................................... .
Tabel4.25 Pengujian distribusi untuk CTMS .................................................................. .
Tabel4.26 Pengujian distribusi untuk 02 indicator .........................
1
[ ·······························
Tabel 4.27 Pengujian distribusi untuk korosi pada pipa ................................................. .
Tabel4.28 Pengujian distribusi untuk shutdown mechanic ............................................. .
...
Vlll
Tabel4.29 Pengujian distribusi untuk CCR warning light............................................... 7
Tabel4.30 Pengujian distribusi untuk capacitance ......................... +······························
Tabel 4.31 Pengujian distribusi untuk LNG vaporizer ···················T ······························
Tabel4.32 Pengujian distribusi untuk HID heater ........................................................... .
Tabel 4.33 Pengujian distribusi untuk UD heater .......................................................... ..
Tabel4.34 Pengujian distribusi untuk float gauge ........................................................... .
Tabel4.35 Pengujian distribusi untuk forcing vaporizer .................•................................
Tabel 4.36 Distribusi peluang dan parameter distribusi komponen.J............................... .
Tabel4.37 Keandalan dan peluang gagal untuk t saat preventive mbtenance .............. .
Tabel4.38 Peluang keandalan dan kegagalan sistem pemuatan LNG ............................ .
Tabel4.39 Studi keselamatan sistem pemuatan LNG menggunakan FMEA.................. 02
.
IX
BABI
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Dengan semakin meningkatnya penggunaan minyak bumi sebagai sumber energi
satu sisi dan terdapat kecenderungan menurunnya produksi minya1f bumi di sisi yang
maka diperlukan adanya usaha dalam penggunaan energi altern4f yang lain; antara
gas bumi, batu bara dan panas bumi (geothermal). Dari berbagai 'nergi alternatif t~
...,~h.t
yang dinilai paling tepat secara ekonomis dan ramah lingkungan adalah energi
berasal dari gas bumi. Selain itu, pada masa yang akan datang gak bumi akan
metng,~
se~l!m
peranan yang lebih penting baik sebagai sumber penerimaan negara maupun
sumber pemenuhan kebutuhan dalam negeri. Dengan demikian, pemanfaatan gas
tidak saja memberikan prioritas untuk kebutuhan dan kepentingk domestik tetapi
untuk komoditi ekspor dalam bentuk LNG(Liquid Natural Gas).
Indonesia merupakan negara eksportir LNG terbesar di dunia
I
de~gan
menguasai se.kttar
30% dari total market share. Adapun peluang untuk mempertaJankan posisi Jnaone1s1a
sebagai leader dalam dunia LNG masih terbuka dengan adanya potensi yang
~·.Ut£1
yaitu:
1. Potensi pengembangan pasar LNG baik ke konsumen tradisionr seperti Jepang,
dan Taiwan maupun yang ke new emerging market antara lain rdia dan China.
2. Tersedianya 3 LNG center yaitu Arun, Bontang dan Tangguh.
I
3. Terdapatnya beberapa cadangan atau lapangan gas potensial YfUlg dapat
dirtan.:l~
untuk LNG yaitu Kalimantan Timur, Papua, Sulawesi dan Natuna.
4. Pengalaman Indonesia selama lebih dari 30 tahun sebagai eks.J,rtir LNG.
Dengan potensi-potensi yang dimiliki seperti tersebut diatas,
akan datang perlu adanya
mak~
Indonesia di masa
usaha pengembangan teknologi tang berkaitan denfkan
pemanfaatan LNG, terutama yang berkaitan distribusi LNG seMrti kapal LNG dan
pipeline. Selain itu juga perlu adanya pertimbangan untuk
pem~
LNG
utamanya di Jawa karena kebutuhan LNG untuk industrinya sangal tinggi.
1
Sedangkan untuk melakukan ekspor gas bumi berupa LNG ke beberapa negara koiJlSur'-en
seperti yang tersebut di atas, diperlukan alat transportasi dan atau
layak: secara teknis dan ekonomis. Ekspor LNG pertama kali
~ istrbu
gas bumi
dilakukan ke Jepang
tahun 1977 sebesar 125 BCF dan mengalami peningkatan dengan dikemlbang~
lapangan gas raksasa Arun dan Badak, juga seiring dengan meningkatnya kebutuhan
regional dan domestik. Pada saat ini, Pertamina Direktorat Hilir
~idang
Pemasaran
Niaga dalam memenuhi kebutuhan gas burni luar negeri menitikberatkan pada petlggunJum
kapal LNG, seperti yang dicontohkan dalam Gambar 1.1.
Gambar 1.1 Kapal LNG dengan tipe tangki spherical Moss
Untuk menjaga ketepatan dan keamanan dalam transportasi LNG tersebut mak:a
adanya sistem pemuatan LNG (LNG carrier) yang memiliki tinglqrt keandalan yang
LJ..l.lf'>fu
......
besar gas bumi terdiri atas senyawa methane, tetapi sering kali juga terdapat '"""'uaucra
hidrokarbon yang berat seperti ethane, propane atau butane didalamnya walaupun
dalam jumlah yang besar. Dengan adanya senyawa-senyawa tersebut, gas bumi tidak
langsung didinginkan sampai menjadi LNG, karena senyaw1senyawa tersebut
t
mencair bahkan membeku lebih dulu sebelum mencapai suhu - 60° celcius. Karena itu,
kilang LNG selalu dilengkapi dengan peralatan untuk memisahkan
sentva\IV-!~'.m
ikutan tersebut, sebelum gas bumi didinginkan menjadi LNG.
Proses pendinginan gas bumi sampai menjadi LNG merupakan proses yang sebenslbl)ra
sederhana yaitu proses fisis menurunkan suhu, tetapi aplikasinya ~
lapangan cukup
Proses yang merupakan inti kilang tersebut belum merupakft proses yang
melainkan merupakan teknologi ''paten". Tidak banyak jenis
~ten
~urn,
yang dapat .... IJ~
9
dimana sampai dewasa saat ini hanya ada 3 jenis yang sudah dipakai aplikasinya,
proses APCI (Air Product & Chemical Inc), Philips dan Prico. Proses APCI meruo,ataJm
proses pendinginan bertingk:at. Pada tingk:at pertama pendinginan dilakukan
propane sebagai media pendingin, dilanjutkan dengan pendinginan menggunakan
u.&,~
...
yang disebut MCR (Mixed Componet Refrigerant).
Industri LNG dapat dikatakan mempunyai karakteristik yang
~t
berbeda
:anmgj~
dengan industri lainnya karena dalam kenyataannya masing-miing kegiatan me1~lia
keterkaitan yang sangat kuat (BPS Pemasaran dan Niaga, 2003). Mulai kegiatan proa11J.Ksi
gas bumi dari cadangannya, transportasi gas bumi ke kilang LNG, kegiatan pengolahan
bumi menjadi LNG, dan pengapalan LNG hingga ke terminal pembeli pada aas:arp:v-a
merupakan kegiatan yang tidak terpisahkan dan sering disebut dengan "LNG
Kondisi ini umunya didukung oleh hubungan bisnis jangk:a panjang, yaitu dalam
nn•n•l'1
kontrak penjualan LNG yang berkisar antara 15 sampai 20 tahun, seperti dilustJ1S~Kan
dalam Gambar 2.1 di bawah ini.
~
LNG Liquefaction Plant
&
loading Termonal
LNG Receiving Terminal
StorageiRegasification/Sup
ply
Facility
Gambar 2.1 LNG chain (BPS Pemasaran dan Niaga, 2003)
I
2.2.2
Sistem Pemuatan LNG
a. Model LNG Carrier
Berdasarkan padajenis tangk:i muatnya, kapal LNG dibedakan menjadi tiga tipe yaitu:
•
Spherical Moss (Moss Rosenberg) sebagai independent tank.
10
•
Membrane (Technigaz) sebagai tangki yang berhubungan langsung dengan .,.... u.q..nu
badan kapal.
•
SPB (Single Prismatic Ba"ier)
Adapun tugas ak:hir ini menggunakan model
berdasarkan sistem pemuatan
Natural Gas (LNG) dengan kapasitas 136.400 m 3, yang menggunakan tipe tangki
pemuatan spherical Moss. Bagian utama dari model adalah (www.Jx>ten.com, 2004) :
•
5 cargo tank dalam ruang palka
•
Sistem perpipaan untuk liquid dan vapour cargo
•
Cargo vaporiser
•
Cargo heater
•
Inert gas atau dry air supply dan sistem distribusi
•
Sistem nitrogen
•
Sistem deteksi gas otomatik dan portable
•
Sistem ballast
•
Sistem pembuangan dan ventilasi ruang palka
Bagian dari model tersebut dijelaskan sebagai berikut:
•
Sistem cargo
Vessel memiliki lima cargo tank yang setiap cargo tank dilengkapi dengan dua po~na
kargo utama, satu pompa pembersihan, spray cooling line dengan perpipaan cairan
uap. Setiap tanki dihubungkan melalui pipa pemisah cairan, uap, spray
pendingin) dan tekanan yang dilengkapi katup dan isolasi.
Setiap tanki berada dalam ruang palka dengan perpipaan untuk pembersihan gas
drip tray yang dilengkapi pemisah untuk pembersihan poor saat kebocoran ~ ..........~.
Petunjuk permukaan atau level seperti permukaan bawah, permukaan atas dan "v"'r""
alarm atau shutoff dipasang pada setiap tanki kargo dengan menggunakan tipe
monitoring ''jloaf' dan
st~m
"capacitance". Tanki juga dilengkapi dengan
monitoring temperatur baik untuk isi dan dinding tanki bersama-sama dengan
monitoring tekanan sehingga dapat dengan tepat menentukan r stribusi temperatur dan
isi kargo selama tahapan operasi.
11
Semua pompa dengan tipe sentrifugal terendam air, dijalankan secara elektrik
dilengkapi dengan kontrol otomatis untuk mulai, selama dan rlesai operasi.
terdiri dari empat saluran cairan dan satu saluran uap yang setiap sisinya dHen~pi
dengan penghubung spray cooling. Adapun gambaran tentang sistem kargo ~.,au_
dalam Gambar 2.2 sampai dengan Gambar 2.4.
BOSU\ SS I O~E
S IOR~
10 l
' II
(1M
ROOM
10 211 30 fO 10
'
Gambar 2.2 Kapal LNG dengan 5 tangki kargo tipe spherical Moss (Yuasa K. dkk,
Gambar 2.3 Main cargo line (
w.potencr
~
)
2004)
12
Gam bar 2.4 Tangki kargo tipe spherical Moss (www.poten.com, 2004)
•
Permesinan kargo
Permesinan kargo terdiri dari :
•
•
•
Satu high duty heater dan satu low duty heater.
•
Dua high duty gas compressor dan dua low duty gas compressor.
Satu LNG vaporiser dan satu forcing vaporiser.
Sistem inert gas
Sistem inert gas terdiri dari generator inert gas dan pengering, fasilitas
monit~
kandungan oksigen, temperatur, tingkat titik embun dan seluruh alarm
diperlukan. Penghubung dipasang untuk setiap cargo tank melalui perpipaan
dan juga ruang palka.
13
•
Sistem nitrogen
Sistem suplai nitrogen berdasarkan generator tipe "membraf"
dengan
distribusi ke ruang palka atau interbarrier, compressor seal daD. boiler burner.
•
Gas Detection
Fasilitas ini memungkinkan operator memeriksa secara manual konsentrasi gas
oksigen, %LEL atau % vol hidrokarbon, C{h dan titik embun di empat lokasi
'-KU.........
setiap tanki.
•
Sistem Ballast
Vessel dilengkapi dengan sistem ballast yang terpisah penuh, yang terdiri dari
tangki. Setiap tangki dapat dihubungkan ke saluran lingkaran dari sistem perptp$811
dengan tiga pompa ballast elektrik dan satu stripping eductor.
•
Fasilitas Instructor dan Operator Umum
Fasilitas ini dapat mengubah beberapa titik untuk menyesuaikan pemeliharan ter~lp
kondisi:
I
•
Laju aliran masuk atau keluar vessel termasuk tekanan luar.
•
Ketersediaan tekanan uap.
•
Tidak berfungsinya katup akibat perlekatan es.
•
Gas level di kompartemen terdekat.
•
Kebocoran antara kompartemen dan ke sumber luar.
•
Kegagalan peralatan.
b. Peralatan Pendukung Kargo (Cargo Handling Equipment)
Merupakan seluruh peralatan baik yang ada di dek maupun di dalam kamar mesin
berperan aktif dalam keberhasilan kegiatan loading dan discharge LNG di dermaga
maupun di dermaga bongkar antara lain sebagai berikut (Mitsubishi, 1989) :
•
CargoPump
Pompa kargo digunakan untuk menstransfer LNG dari kapal ke dermaga bongkar pada
kegiatan bongkar muat (discharge) di dermaga. Pompa kargo ini digunakan pada
bongkar muatan (discharge) sedangkan untuk muat (loading) menggunakan
darat/terminal. Pompa kargo ini merupakan jenis submersible pump dan bahan ma1teril~)
tidak sama dengan pompa lainya karena terbuat dari bahan cryogenic yang tahan
temperatur -160 °C.
14
•
SprayPump
J
Adapun fungsi dari spray pump adalah:
•
untuk proses coolling down atau proses pendinginan aw
pada saat akan toa1n~
atau discharge.
•
•
untuk menstranfer LNG untuk diuapkan dalam proses forcing vaporizer.
•
untuk mengosongkan tangki kargo.
High Duty Compressor
Fungsi dari high duty compressor dalam sistem pemuatan LNG adalah:
•
•
untuk menstransfer BOG dari tangki kargo ke darat pada bat loading.
•
untuk menstransfer gas ke darat selama proses awal pendinginan.
•
untuk mensirkulasi ulang gas kargo panas untuk menghangatkan tangki ~'"·
I
Low Duty Compressor
Low duty compressor digunakan untuk mentransfer BOG dari tangki kargo ke kamar
untuk dimanfaatkan menjadi bahan bakar boiler dan menjaga tekanan absolut yangki
konstan.
•
High Duty Heater
High duty heater digunakan untuk memanaskan uap LNG yang ditransfer oleh high
compressor untuk menghangatkan tangki kargo dari -163°C menjadi ± 5°C.
•
Low Duty Heater
Low duty heater digunakan untuk pemanasan sampai 30°C gas yang ditransfer oleh
duty compressor.
•
LNG Vaporizer
LNG vaporizer digunakan untuk mensuplai uap kargo ke tangki kargo ketika pompa
sedang melakukan discharge pada design flow rate tanpa tersedianya suplai uap dari
Selain itu, juga untuk membersihkan inert gas dari tangki kargo dengan uap kargo
suhu+20 °C.
•
CTMS (Custody Transfer Measurement System)
Alat ukur yang dipakai untuk untuk mengukur ketinggian, temperatur, tekanan
volume LNG dalam tangki kargo. CTMS ini terdiri dari sensor sebagai pengumpul
dan melalui komputer akan diolah data-data tersebut berupa tampilan angka.
tAlUS( PEMJUS TAI\AAFI
U "~
TIU
Tlt:.""O\ OGI
!>E,.ULUt1 - NOPEM8E A
15
•
Waessoe Gauge
Alat untuk mengukur ketinggian LNG dalam tangki yang ~t
dioperasikan ~.a
manual, kemudian melalui data sounding table dan ullage table dapat diketahui beS
INS TITUT
t-USTA~
Tf
AU
~HOl.
!Efi'UlUH - HOPfM!IIa
TUGASAKHIR
(LL 1327)
STUDI KESELAMATAN DAN KEANDALAN
SISTEM PEMUATAN LNG
/{) /(e_
b ~.
C7t91(
;;.__
f[pt'
t,.f'-J
·Zt~
PERPUSTAKA
1 T S
Oleh:
SAPARODIN ROIS
NRP : 4399 100 041
No.
JURUSAN TEKNIK KELAUTAN
FAKULTASTEKNOLOGIKELAUTAN
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2005
N
LEMBARPENGESAHAN
STUDI KESELAMATAN DAN KEANDALAN
SISTEM PEMUATAN LNG
Surabaya, ~
.1
.. Januari 2005
Mengetahui/Menyetujui
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing IT
I
ko Budi Djatmiko2 MSc_
NIP : 131 407 592
Dr. Ir. f:o~,
~
NIP • 132 105 583
ABSTRAK
Oleh:
Saparodin Rois
Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Eko Budi DjatmikJ, MSc
Dr. Jr. Mukhtasor, MEng
Tujuan dari tugas akhir ini adalah menentukan keandalan komponen dan keandalan global dari
pemuatan LNG kapal "Eka Putra" dengan jenis spherical Moss, serta melak:Ukan identifikasi babaya
penilaian resiko. Metode yang digunakan untuk studi keandalan sistem adalab fault tree analysis dan
studi keselamatan sistem secara kualitatif menggunakan failure mode and effect analysis. set~m
mengbitung keandalan dari komponen sistem pemuatan LNG dilakukan peneqtuan distribusi peluang
komponen tersebut. Dari analisa dengan menggunakan Reliasoft Weibull4.0, seluruh komponen dari
pemuatan LNG memiliki distribusi Weibull dengan 2-parameter yaitu 13 ~
1'1· Dari basil per1lbtn~m
diperoleh nilai keandalan terrendab komponen sampai dengan saat preventive triaintenance dilakukan
masih di atas 85%. Sedangkan keandalan global dari sistem pemuatan LNG dari perbitungan
MOCUS adalah 80,64% untuk waktu operasi selama 21900 jam. Adapun basil dari studi keselamatan
kualitatif diperoleh komponen yang memiliki tingkat keparaban tertinggi (catastrophic) yaitu tangki
pressure relief valve, pompa kargo, low duty compressor, low duty heater, cargo tank vent mast, high
beater dan spray pump.
Kata-kata kunci: sistem pemuatan LNG spherical Moss, keandalan, keselam.at:11f1. fault tree analysis,
mode and effect analysis
I
ABSTRACT
By:
Saparodin Rois
Under supervision
: Dr. Jr. Eko Budi Djatmikor MSc
Dr. Jr. Mukhtasor, MEng
of"Eka Putra" LNG
The purpose of this final project is to determine component and system reliab~
with spherical Moss containment system, and further performing hazard identification and risk asc~mj!nt.
The fault tree analysis is adopted in the reliability evaluation and failure mode and effect analysis is
the qualitative safety identification. Before reliability value could be calculated, the probability ..;_,......... ~-
should be first defined. From an analysis using Reliasoft Weibull 4.0, all components eventually
characterized by the 2-parameter Weibull distribution of 13 and 11 parameters. Evaluation indicates,
would have a
preventive maintenance is appropriately performed, components of LNG carie_~ystm
computation by aao,Pltrlg
reliability value of more than 85%. Further, if the components are combined in ~e
MOCUS, the global reliability value of"Eka Putra" LNG carrier system is 80,6-f% for an operational
21900 hours. Finally, from the qualitative safety study it could be concluded cef.!:in components which
the highest severity rank or catastrophic level. These are cargo tank, pressure relief valve, cargo pump,
duty compressor, low duty heater, cargo tank vent mast, high duty heater, and spray pump.
Keywords: LNG containment system of spherical-Moss, reliability, safety, fault tree analysis, failure
and effect analysis
1
KATAPENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT yang menguasai alam beserta isinJa atas segala ·
rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat
menylsaik~
ltugas akhir ini aengan
baik.Tugas akhir ini berjudul "Studi Keselamatan dan Keandatan Sistem t'eiiii.Ua,tan
LNG".
~
Tugas akhir ini disusun sebagai persyaratan dalam menyelesaikah studi program .,.. ......
(S-l) dijurusan Teknik Kelautan, Fakultas Teknologi Kelautan, mltitut Teknologi
"-'L.U~
Nopember (ITS). Tugas akhir ini menganalisa keandalan sistem pemuatan LNG
kualitatif dan kuantitaif. Sistem yang diambil adalah sistem padafal LNG "Eka
yang memiliki 5 buah containment system tipe spherical. Ber
kan analisa ini
diketahui mode kegagalan dan harga keandalan sistem dari sistem
uatan LNG.
Penulis menyadari dalam melak:uk.an penelitian ini mungkin k.uran sempurna dan tenlatlat
kekeliruan yang tidak disengaja. Maka dari itu penulis me gharapkan saran
membangun dan penelitian ini dapat dijadikan sebagai pen dang untuk
selanjutnya yang lebih baik lagi. Dengan diakhiri kata AI
dulillahirobbil''"..._
penulis berharap penelitian ini berguna bagi pembaca atau peneliti tainnya.
Surabaya, Januari
Saparodin
11
UCAPAN TERIMA KASm
Penyusunan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Dan pada kesrn1p~m
ini, dengan segala kerendahan bati dan tulus ikhlas penulis rnengucapkan terima
kepada:
ran pengorbanan
1. Bapak dan lbu atas segala limpahan kasih sayang, kesabaran
rnendidik ananda serta doa untuk ananda.
2. Bapak Dr. lr. Eko Budi Djatmiko, MSc selaku dosen
pernb~ig
I tugas akhir
telah rnernberi bimbingan serta petunjuk yang berharga selama penyelesaian
akhir ini.
3. Bapak Dr. lr. Mukhtasor, MEng selaku dosen pernbimbing II tugas
bimbingan dan nasehatnya selama penyelesaian tugas akhir ini.l
4. Bapak lr. Imam Rochani, MSc selaku ketuajurusan Teknik Kelautan.
5. Bapak Dr. lr Handayanu, MSc selaku sekretaris jurusan
Te~
Kelautan.
6. Bapak Prof. lr Soegiono selaku dosen wall atas nasehatnya selama rne:nernj\lh
pendidikan di Teknik Kelautan.
7. Bapak lr. Jusuf Sutorno, MSc atas saran dan kesernpatan rnagang di UP2TSM8.
~-bapk
dosen jurusan Telmik Kelautan atas ilmu
~
telah diberikan
karyawan Teknik Kelautan atas kerjasamanya.
9. Bapak Dr. Ketut Budha Artana, ST, MSc atas bantuan data dan software
bimbingannya
10. Bapak Alfino Alwi atas bantuan informasi tentang data failure rate, Bapak
lndianto (BP Migas), Bapak Abdul Khamid, Bapak
Pertamina) atas bantuannya selama di Jakarta.
Tam
~
dan Bapak Bara
k
11. Dek Dian yang telah setia rnendampingi penulis dengan pen
cinta, kesabaran
1
perhatian, serta dukungannya selama ini.
12. Seluruh keluarga di Trenggalek atas segala kasih sayang dan dukungannya
13. Keluarga Bapak dan lbu di Tulungagung; terima kasih atas segalanya.
14. Ternan-ternan seperjuangan Sigit, Satryo dan Rohmat, Asof, RJur. Santi. dll.
15. Ternan-ternan angkatan '99 dan jurusan Teknik Kelautallf terus berjuang
rnenggapai cita kita
...
111
16. Ternan-ternan Teknik Kelautan yang tidak mungkin disebutkan satu-persatu _.....,,.._...
keterbatasan halaman ini.
I
17. Pakde Awan - Nuning, Mas Kunjung - Fonda dan Mbokde Tl as - Agung serta
1
kosW27B.
18. Semua pihak yang telah membantu penulis baik selama masa kuliah maupun """"'........
penyelesaian tugas akhir ini.
Surabaya, Januari
.IV
DAFfARISI
HALAMAN JUDUL
LEMBARPENGESAHAN
I
.
ABSTRAK .......................................................................................................................
t
I
KATA PENGANTAR .................................................................................................... .
UCAPAN TERIMA KASIH .......................................................... .!.............................. .
1. . . . . . . . . . . . . . ..
DAFfAR 181 ....................................................................................
DAFfAR GAMBAR ..................................................................................................... .
DAFI'AR TABEL .......................................................................................................... .
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................... .
1.1 LATAR BELAKANG ···························································+·····························
1.2 PERUMUSAN MASALAH ................................................... ,.............................. .
1.3 TUJUAN ................................................................................................................ .
1.4 MANFAAT ............................................................................................................ .
1.5 BATASAN MASALAH ........................................................................................ .
1.6 SISTEMATIKA LAPORAN .................................................. ,.............................. .
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI ............................................. .
2.1. TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................................... .
2.2. DASAR TEORI .................................................................................................... .
2.2.1. Gambaran Umum LNG ............................................................................. .
2.2.2. Sistem Pemuatan LNG ..............................................
.!...............................
2.2.3. Definisi, Konsep Keselamatan dan Keandalan ........................................ .
2.2.4. Probabilitas dalam Analisa Keandalan ...................... [.............................. .
2.2.5. Analisa Keandalan Sistem ......................................................................... .
BAB m METODOLOGI PENELITIAN .................................................................... .
BAB IV ANALISA HASIL DAN PEMBAHASAN ....................
4.1. KAPAL LNG "EKA PUTRA" ..............................................
v
l. . . . . . . . . . . . . . ..
l...............................
4.2. ANALISA KEANDALAN SECARA KUANTITATIF DBfGAN
FAULT TREE ANALYSIS (FfA) ........................................
I. . . . . . . . . . . . . . . .
4.3. PREVENTIVE MAINTENANCE ....................................................................... .
4.4. STUDI KESELAMATAN SISTEM PEMUATAN LNG SECARA KUALITA
DENGAN FAlLURE MODE AND EFFECT ANALYSIS (FMEA) .................. .
BAD V KESIMPULAN DAN SARAN ··········································r·······························
5.1. KESIMPULAN ······································································r···········...................
5.2. SARAN .................................................................................. r...............................
DAFfAR PUSTAKA
LAMPIRAN
LampiranA
Cargo Piping Diagram Kapal LNG "Eka Putra"
LampiranB
Diagram Fault Tree Analysis
LampiranC
Perhitungan peluang kegagalan dan KeandalJ Komponen
LampiranD
Perhitungan peluang kegagalan dan Keandalart Sistem Pemuatan
LampiranE
Tabel Gamma Function
.
VI
DAFfAR GAMBAR
Gambar 1.1 Kapal LNG dengan tipe tangki spherical Moss ......................................... .
Gambar 1.2 Sistem pemuatan LNG dengan tangki tipe spherical Moss ........................ .
Gambar 2.1 LNG chain ................................................................................................. ..
Gambar2.2 Kapal LNG dengan 5 tangki kargo tipe spherical Moss ............................ .
·························································+······························
Gambar2.3 Main cargo line
2
Gambar2.4 Kargo pemuatan tipe spherical Moss .......................................................... 3
Gambar 2.5 Skema transportasi LNG ............................................. ,.............................. .
Gambar 2.6 Kurva bak: mandi ........................................................................................ .
Gambar 2.7 Dual redundant system ............................................................................... .
Gambar 2.8 Kurva distribusi normal .............................................................................. .
Gambar 2.9 Laju kegagalan yang dinormalkan ..............................l...............................
Gambar 2.10 Fungsi keandalan yang dinormalkan ........................
.J. . . . . . . . . . . . . . . .
\
Gambar 2.11 Fungsi kerapatan peluang .......................................................................... ..
Gambar 2.12 Fungsi keandalan dan fungsi distribusi kegagalan distribusi lognormal ... .
Gambar 2.13 Sistem seri ................................................................................................. ..
Gambar 2.14 Sistem paralel ............................................................................................ .
Gambar 2.15 Keandalan sistem seri-paralel .....................................
l...............................
Gambar 2.16 Simbol standard yang digunak:an dalam FfA ............. l.............................. .
Gambar 3.1 Proses Failure Mode and Effect Analysis .................................................. ..
Gambar 3.2 Langkah-langkah aplikasi fault tree analysis .............................................. .
Gambar 3.3 Metode perhitungan peluang kejadian ........................................................ .
Gambar 4.1 Grafik peluang kegagalan sistem pemuatan LNG vs \fak:tu operasi ......... .
Gambar 4.2 Grafik keandalan sistem pemuatan LNG vs wak:tu o~rasi
....................... .
Gambar 4.3 Grafik keandalan sistem dengan preventive maintenaJce ........................... 00
..
VII
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Komposisi unsur-unsur LNG ........................................................................... .
Tabel 2.2 Parameter bentuk weibull ............................................................................... .
Tabel 4.1 Laju kegagalan komponen ............................................................................... .
Tabel 4.2 Pengujian distribusi untuk globe valve ............................................................ .
Tabel4.3 Pengujian distribusi untuk relief valve ............................................................ .
Tabel4.4 Pengujian distribusi untuk needle valve .......................................................... .
Tabel4.5 Pengujian distribusi untuk butterfly valve ...................................................... .
Tabel 4.6 Pengujian distribusi untuk non return valve ................................................... .
Tabel 4. 7 Pengujian distribusi untuk control valve .......................................................... .
Tabel4.8 Pengujian distribusi untuk gas sampling valve ............................................... .
Tabel4.9 Pengujian distribusi untuk purge valve ........................................................... ..
Tabel4.10 Pengujian distribusi untuk waessoe gauge .................................................... ..
Tabel4.11 Pengujian distribusi untuk kebocoran pada pipa ........................................... .
Tabel4.12 Pengujian distribusi untuk manual alarm ....................................................... .
Tabel4.13 Pengujian distribusi untuk CCR manual ........................................................ .
Tabel4.14 Pengujian distribusi untuk automatil control ................................................. .
Tabel4.15 Pengujian distribusi untuk reducer ................................................................. .
Tabel4.16 Pengujian distribusi untuk temperature transmitter ....................................... .
Tabel4.17 Pengujian distribusi untuk pressure transmitter ............................................. .
Tabel 4.18 Pengujian distribusi untuk flow meter ........................................................... .
Tabel4.19 Pengujian distribusi untuk cargo tank vent mast ........................................... .
Tabel 4.20 Pengujian distribusi untuk strainer................................................................ ..
Tabel4.21 Pengujian distribusi untuk cargo pump.........................
J.............................
Tabel4.22 Pengujian distribusi untuk spray pump ......................................................... ..
Tabel4.23 Pengujian distribusi untuk HID compressor .................................................. .
Tabel4.24 Pengujian distribusi untuk l1D compressor................................................... .
Tabel4.25 Pengujian distribusi untuk CTMS .................................................................. .
Tabel4.26 Pengujian distribusi untuk 02 indicator .........................
1
[ ·······························
Tabel 4.27 Pengujian distribusi untuk korosi pada pipa ................................................. .
Tabel4.28 Pengujian distribusi untuk shutdown mechanic ............................................. .
...
Vlll
Tabel4.29 Pengujian distribusi untuk CCR warning light............................................... 7
Tabel4.30 Pengujian distribusi untuk capacitance ......................... +······························
Tabel 4.31 Pengujian distribusi untuk LNG vaporizer ···················T ······························
Tabel4.32 Pengujian distribusi untuk HID heater ........................................................... .
Tabel 4.33 Pengujian distribusi untuk UD heater .......................................................... ..
Tabel4.34 Pengujian distribusi untuk float gauge ........................................................... .
Tabel4.35 Pengujian distribusi untuk forcing vaporizer .................•................................
Tabel 4.36 Distribusi peluang dan parameter distribusi komponen.J............................... .
Tabel4.37 Keandalan dan peluang gagal untuk t saat preventive mbtenance .............. .
Tabel4.38 Peluang keandalan dan kegagalan sistem pemuatan LNG ............................ .
Tabel4.39 Studi keselamatan sistem pemuatan LNG menggunakan FMEA.................. 02
.
IX
BABI
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Dengan semakin meningkatnya penggunaan minyak bumi sebagai sumber energi
satu sisi dan terdapat kecenderungan menurunnya produksi minya1f bumi di sisi yang
maka diperlukan adanya usaha dalam penggunaan energi altern4f yang lain; antara
gas bumi, batu bara dan panas bumi (geothermal). Dari berbagai 'nergi alternatif t~
...,~h.t
yang dinilai paling tepat secara ekonomis dan ramah lingkungan adalah energi
berasal dari gas bumi. Selain itu, pada masa yang akan datang gak bumi akan
metng,~
se~l!m
peranan yang lebih penting baik sebagai sumber penerimaan negara maupun
sumber pemenuhan kebutuhan dalam negeri. Dengan demikian, pemanfaatan gas
tidak saja memberikan prioritas untuk kebutuhan dan kepentingk domestik tetapi
untuk komoditi ekspor dalam bentuk LNG(Liquid Natural Gas).
Indonesia merupakan negara eksportir LNG terbesar di dunia
I
de~gan
menguasai se.kttar
30% dari total market share. Adapun peluang untuk mempertaJankan posisi Jnaone1s1a
sebagai leader dalam dunia LNG masih terbuka dengan adanya potensi yang
~·.Ut£1
yaitu:
1. Potensi pengembangan pasar LNG baik ke konsumen tradisionr seperti Jepang,
dan Taiwan maupun yang ke new emerging market antara lain rdia dan China.
2. Tersedianya 3 LNG center yaitu Arun, Bontang dan Tangguh.
I
3. Terdapatnya beberapa cadangan atau lapangan gas potensial YfUlg dapat
dirtan.:l~
untuk LNG yaitu Kalimantan Timur, Papua, Sulawesi dan Natuna.
4. Pengalaman Indonesia selama lebih dari 30 tahun sebagai eks.J,rtir LNG.
Dengan potensi-potensi yang dimiliki seperti tersebut diatas,
akan datang perlu adanya
mak~
Indonesia di masa
usaha pengembangan teknologi tang berkaitan denfkan
pemanfaatan LNG, terutama yang berkaitan distribusi LNG seMrti kapal LNG dan
pipeline. Selain itu juga perlu adanya pertimbangan untuk
pem~
LNG
utamanya di Jawa karena kebutuhan LNG untuk industrinya sangal tinggi.
1
Sedangkan untuk melakukan ekspor gas bumi berupa LNG ke beberapa negara koiJlSur'-en
seperti yang tersebut di atas, diperlukan alat transportasi dan atau
layak: secara teknis dan ekonomis. Ekspor LNG pertama kali
~ istrbu
gas bumi
dilakukan ke Jepang
tahun 1977 sebesar 125 BCF dan mengalami peningkatan dengan dikemlbang~
lapangan gas raksasa Arun dan Badak, juga seiring dengan meningkatnya kebutuhan
regional dan domestik. Pada saat ini, Pertamina Direktorat Hilir
~idang
Pemasaran
Niaga dalam memenuhi kebutuhan gas burni luar negeri menitikberatkan pada petlggunJum
kapal LNG, seperti yang dicontohkan dalam Gambar 1.1.
Gambar 1.1 Kapal LNG dengan tipe tangki spherical Moss
Untuk menjaga ketepatan dan keamanan dalam transportasi LNG tersebut mak:a
adanya sistem pemuatan LNG (LNG carrier) yang memiliki tinglqrt keandalan yang
LJ..l.lf'>fu
......
besar gas bumi terdiri atas senyawa methane, tetapi sering kali juga terdapat '"""'uaucra
hidrokarbon yang berat seperti ethane, propane atau butane didalamnya walaupun
dalam jumlah yang besar. Dengan adanya senyawa-senyawa tersebut, gas bumi tidak
langsung didinginkan sampai menjadi LNG, karena senyaw1senyawa tersebut
t
mencair bahkan membeku lebih dulu sebelum mencapai suhu - 60° celcius. Karena itu,
kilang LNG selalu dilengkapi dengan peralatan untuk memisahkan
sentva\IV-!~'.m
ikutan tersebut, sebelum gas bumi didinginkan menjadi LNG.
Proses pendinginan gas bumi sampai menjadi LNG merupakan proses yang sebenslbl)ra
sederhana yaitu proses fisis menurunkan suhu, tetapi aplikasinya ~
lapangan cukup
Proses yang merupakan inti kilang tersebut belum merupakft proses yang
melainkan merupakan teknologi ''paten". Tidak banyak jenis
~ten
~urn,
yang dapat .... IJ~
9
dimana sampai dewasa saat ini hanya ada 3 jenis yang sudah dipakai aplikasinya,
proses APCI (Air Product & Chemical Inc), Philips dan Prico. Proses APCI meruo,ataJm
proses pendinginan bertingk:at. Pada tingk:at pertama pendinginan dilakukan
propane sebagai media pendingin, dilanjutkan dengan pendinginan menggunakan
u.&,~
...
yang disebut MCR (Mixed Componet Refrigerant).
Industri LNG dapat dikatakan mempunyai karakteristik yang
~t
berbeda
:anmgj~
dengan industri lainnya karena dalam kenyataannya masing-miing kegiatan me1~lia
keterkaitan yang sangat kuat (BPS Pemasaran dan Niaga, 2003). Mulai kegiatan proa11J.Ksi
gas bumi dari cadangannya, transportasi gas bumi ke kilang LNG, kegiatan pengolahan
bumi menjadi LNG, dan pengapalan LNG hingga ke terminal pembeli pada aas:arp:v-a
merupakan kegiatan yang tidak terpisahkan dan sering disebut dengan "LNG
Kondisi ini umunya didukung oleh hubungan bisnis jangk:a panjang, yaitu dalam
nn•n•l'1
kontrak penjualan LNG yang berkisar antara 15 sampai 20 tahun, seperti dilustJ1S~Kan
dalam Gambar 2.1 di bawah ini.
~
LNG Liquefaction Plant
&
loading Termonal
LNG Receiving Terminal
StorageiRegasification/Sup
ply
Facility
Gambar 2.1 LNG chain (BPS Pemasaran dan Niaga, 2003)
I
2.2.2
Sistem Pemuatan LNG
a. Model LNG Carrier
Berdasarkan padajenis tangk:i muatnya, kapal LNG dibedakan menjadi tiga tipe yaitu:
•
Spherical Moss (Moss Rosenberg) sebagai independent tank.
10
•
Membrane (Technigaz) sebagai tangki yang berhubungan langsung dengan .,.... u.q..nu
badan kapal.
•
SPB (Single Prismatic Ba"ier)
Adapun tugas ak:hir ini menggunakan model
berdasarkan sistem pemuatan
Natural Gas (LNG) dengan kapasitas 136.400 m 3, yang menggunakan tipe tangki
pemuatan spherical Moss. Bagian utama dari model adalah (www.Jx>ten.com, 2004) :
•
5 cargo tank dalam ruang palka
•
Sistem perpipaan untuk liquid dan vapour cargo
•
Cargo vaporiser
•
Cargo heater
•
Inert gas atau dry air supply dan sistem distribusi
•
Sistem nitrogen
•
Sistem deteksi gas otomatik dan portable
•
Sistem ballast
•
Sistem pembuangan dan ventilasi ruang palka
Bagian dari model tersebut dijelaskan sebagai berikut:
•
Sistem cargo
Vessel memiliki lima cargo tank yang setiap cargo tank dilengkapi dengan dua po~na
kargo utama, satu pompa pembersihan, spray cooling line dengan perpipaan cairan
uap. Setiap tanki dihubungkan melalui pipa pemisah cairan, uap, spray
pendingin) dan tekanan yang dilengkapi katup dan isolasi.
Setiap tanki berada dalam ruang palka dengan perpipaan untuk pembersihan gas
drip tray yang dilengkapi pemisah untuk pembersihan poor saat kebocoran ~ ..........~.
Petunjuk permukaan atau level seperti permukaan bawah, permukaan atas dan "v"'r""
alarm atau shutoff dipasang pada setiap tanki kargo dengan menggunakan tipe
monitoring ''jloaf' dan
st~m
"capacitance". Tanki juga dilengkapi dengan
monitoring temperatur baik untuk isi dan dinding tanki bersama-sama dengan
monitoring tekanan sehingga dapat dengan tepat menentukan r stribusi temperatur dan
isi kargo selama tahapan operasi.
11
Semua pompa dengan tipe sentrifugal terendam air, dijalankan secara elektrik
dilengkapi dengan kontrol otomatis untuk mulai, selama dan rlesai operasi.
terdiri dari empat saluran cairan dan satu saluran uap yang setiap sisinya dHen~pi
dengan penghubung spray cooling. Adapun gambaran tentang sistem kargo ~.,au_
dalam Gambar 2.2 sampai dengan Gambar 2.4.
BOSU\ SS I O~E
S IOR~
10 l
' II
(1M
ROOM
10 211 30 fO 10
'
Gambar 2.2 Kapal LNG dengan 5 tangki kargo tipe spherical Moss (Yuasa K. dkk,
Gambar 2.3 Main cargo line (
w.potencr
~
)
2004)
12
Gam bar 2.4 Tangki kargo tipe spherical Moss (www.poten.com, 2004)
•
Permesinan kargo
Permesinan kargo terdiri dari :
•
•
•
Satu high duty heater dan satu low duty heater.
•
Dua high duty gas compressor dan dua low duty gas compressor.
Satu LNG vaporiser dan satu forcing vaporiser.
Sistem inert gas
Sistem inert gas terdiri dari generator inert gas dan pengering, fasilitas
monit~
kandungan oksigen, temperatur, tingkat titik embun dan seluruh alarm
diperlukan. Penghubung dipasang untuk setiap cargo tank melalui perpipaan
dan juga ruang palka.
13
•
Sistem nitrogen
Sistem suplai nitrogen berdasarkan generator tipe "membraf"
dengan
distribusi ke ruang palka atau interbarrier, compressor seal daD. boiler burner.
•
Gas Detection
Fasilitas ini memungkinkan operator memeriksa secara manual konsentrasi gas
oksigen, %LEL atau % vol hidrokarbon, C{h dan titik embun di empat lokasi
'-KU.........
setiap tanki.
•
Sistem Ballast
Vessel dilengkapi dengan sistem ballast yang terpisah penuh, yang terdiri dari
tangki. Setiap tangki dapat dihubungkan ke saluran lingkaran dari sistem perptp$811
dengan tiga pompa ballast elektrik dan satu stripping eductor.
•
Fasilitas Instructor dan Operator Umum
Fasilitas ini dapat mengubah beberapa titik untuk menyesuaikan pemeliharan ter~lp
kondisi:
I
•
Laju aliran masuk atau keluar vessel termasuk tekanan luar.
•
Ketersediaan tekanan uap.
•
Tidak berfungsinya katup akibat perlekatan es.
•
Gas level di kompartemen terdekat.
•
Kebocoran antara kompartemen dan ke sumber luar.
•
Kegagalan peralatan.
b. Peralatan Pendukung Kargo (Cargo Handling Equipment)
Merupakan seluruh peralatan baik yang ada di dek maupun di dalam kamar mesin
berperan aktif dalam keberhasilan kegiatan loading dan discharge LNG di dermaga
maupun di dermaga bongkar antara lain sebagai berikut (Mitsubishi, 1989) :
•
CargoPump
Pompa kargo digunakan untuk menstransfer LNG dari kapal ke dermaga bongkar pada
kegiatan bongkar muat (discharge) di dermaga. Pompa kargo ini digunakan pada
bongkar muatan (discharge) sedangkan untuk muat (loading) menggunakan
darat/terminal. Pompa kargo ini merupakan jenis submersible pump dan bahan ma1teril~)
tidak sama dengan pompa lainya karena terbuat dari bahan cryogenic yang tahan
temperatur -160 °C.
14
•
SprayPump
J
Adapun fungsi dari spray pump adalah:
•
untuk proses coolling down atau proses pendinginan aw
pada saat akan toa1n~
atau discharge.
•
•
untuk menstranfer LNG untuk diuapkan dalam proses forcing vaporizer.
•
untuk mengosongkan tangki kargo.
High Duty Compressor
Fungsi dari high duty compressor dalam sistem pemuatan LNG adalah:
•
•
untuk menstransfer BOG dari tangki kargo ke darat pada bat loading.
•
untuk menstransfer gas ke darat selama proses awal pendinginan.
•
untuk mensirkulasi ulang gas kargo panas untuk menghangatkan tangki ~'"·
I
Low Duty Compressor
Low duty compressor digunakan untuk mentransfer BOG dari tangki kargo ke kamar
untuk dimanfaatkan menjadi bahan bakar boiler dan menjaga tekanan absolut yangki
konstan.
•
High Duty Heater
High duty heater digunakan untuk memanaskan uap LNG yang ditransfer oleh high
compressor untuk menghangatkan tangki kargo dari -163°C menjadi ± 5°C.
•
Low Duty Heater
Low duty heater digunakan untuk pemanasan sampai 30°C gas yang ditransfer oleh
duty compressor.
•
LNG Vaporizer
LNG vaporizer digunakan untuk mensuplai uap kargo ke tangki kargo ketika pompa
sedang melakukan discharge pada design flow rate tanpa tersedianya suplai uap dari
Selain itu, juga untuk membersihkan inert gas dari tangki kargo dengan uap kargo
suhu+20 °C.
•
CTMS (Custody Transfer Measurement System)
Alat ukur yang dipakai untuk untuk mengukur ketinggian, temperatur, tekanan
volume LNG dalam tangki kargo. CTMS ini terdiri dari sensor sebagai pengumpul
dan melalui komputer akan diolah data-data tersebut berupa tampilan angka.
tAlUS( PEMJUS TAI\AAFI
U "~
TIU
Tlt:.""O\ OGI
!>E,.ULUt1 - NOPEM8E A
15
•
Waessoe Gauge
Alat untuk mengukur ketinggian LNG dalam tangki yang ~t
dioperasikan ~.a
manual, kemudian melalui data sounding table dan ullage table dapat diketahui beS