BAB 5. PEMBAHASAN: KONTROL LEVEL PADA HPS C-3-08A
5.3. Analisis
Pada suatu sistem loop control dikenal beberapa elemen utama yang menunjang keberhasilan sistem kontrol tersebut yakni: First Element, Controller, dan Final Element. Ketiga elemen tersebut bekerjasama menghasilkan kondisi proses yang baik dan stabil yang sesuai dengan parameter-parameter yang telah ditentukan oleh operator. Apabila salah satu dari ketiga elemen tersebut tidak bekerja dengan baik, maka hampir dapat dipastikan terjadinya kegagalan proses. Untuk menentukan kemungkinan sumber terjadinya Liquid Carry Over, tijauan dilakukan utamanya pada ketiga elemen tersebut yang terdapat pada HPS C-3-08 sebagai berikut:
5.3.1. Tinjauan Berdasarkan First Element
Sensing element merupakan komponen awal yang berfungsi
mendeteksi kondisi sistem dan memastikan besaran tersebut berhasil ditransmisikan dan dikenali oleh controller. Pada HPS C-3-08, terdapat 3 buah transmitter yang melekat pada vessel,yakni LT-127 dan LT-128 sebagai first element bagi control level dan PT-126 sebagai first element bagi control tekanan. Transmitter PT-126 mendeteksi tekanan yang dianggap tidak memiliki kaitan yang signifikan dengan kontrol level. Oleh karena itu pada pembahasan ini tidak dibahas khusus mengenai PT-126 dikarenakan fokus pembahasan berada pada kontrol level cairan.
PT-127 dan PT-128 masing-masing adalah transmitter level fluida cair bertipe displacer. Kedua transmitter ini merupakan produk Masoneilan dengan kode produk 12120 yang merupakan Electronic
Level Transmitter. Pada pemasangannya, kedua transmitter ini
43
berhubungan langsung dengan vessel. Hal ini bertujuan agar cairan hidrokarbon yang masuk ke displacer tidak membeku atau menimbulkan kerak di bagian dalam displacer yang akan menghambat pergerakan bandul di dalam pipa displacer.
Khusus pada LT-127 yang notabene dimasuki oleh cairan hidrokarbon seluruhnya, sistem heating menggunakan steam ini berlangsung cukup efektif sehingga pembacaan transmitter relatif tidak terganggu oleh adanya penyumbatan. Yang kemungkinan menjadi masalah adalah ketika pasokan steam terhambat sehingga proses pemanasan hidrokarbon menjadi kurang efektif. Akibatnya ada hidrokarbon yang membeku dan bahkan menjadi kerak apabila tidak segera ditangani. Ketika terjadi masalah pada LT-127, tidak terdapat transmitter cadangan yang bekerja untuk menggantikan sementara tugas LT-127 sehingga mode kontrol di control room harus segera diubah ke mode manual-remote. Dalam kondisi ini, operator di control room tidak dapat mengetahui posisi ketinggian cairan di dalam vessel melalui layar monitor karena satu-satunya indikator remote yang terpasang hanya berasal dari LT-127. Oleh karena itu, peninjauan level cairan dilakukan secara lokal menggunakan Level Glass LG-541A/B. Yang menjadi masalah berikutnya adalah LG-541A/B yang usia pemakaiannya sudah cukup tua menjadi sulit dibaca karena cairan yang mengalir di dalamnya berupa hidrokarbon yang berwarna gelap, sementara LG-541A/B sendiri karena termakan usia dan kurang terawat menjadi berwarna gelap pula. Posisi plant yang dekat dengan laut juga mengakibatkan korosi yang cukup parah di berbagai peralatan kilang tak terkecuali LG ini. Kemudian jika pun pembacaan dapat dilakukan, kontrol manual yang dilakukan dari control room tak terlepas dari faktor
human error yang juga dapat mengakibatkan timbulnya kesalahan
proses control level pada cairan hidrokarbon yang menyebabkan level hidrokarbon di dalam HPS menjadi tidak terkendali.
44
Sementara itu pada LT-128, kemungkinan sumber kesalahan pembacaan level tidak hanya berasal dari hidrokarbon saja. LT-128 mengukur level interface antara air dengan hidrokarbon. Oleh karena itu kemungkinan kesalahan juga berasal dari air yang masuk ke dalam displacer. Terkadang air ini membawa material slurry yang mengendap di bagian bawah karena bentuknya berupa padatan. Endapan ini dapat memperlambat, bahkan menggagalkan pembacaan
level oleh LT-128 Pengendapan yang terjadi sama sekali bukan
diakibatkan terjadinya pembekuan karena pengaruh temperatur. Karena itu pada posisi ini, pemberian lilitan pipa steam sebagai pemanas tidak membantu. Efek yang ditimbulkan dari kegagalan pembacaan level oleh 128 hampir serupa dengan kegagalan LT-127 yang berarti control room kehilangan data input untuk menjalankan sistem kontrol level. Sayangnya indikator yang terdapat pada LT-128 bukan merupakan Level Glass yang terpisah dari transmitter, melainkan indikator jarum yang menggunakan sinyal langsung dari LT-128. Apabila terjadi kegagalan pembacaan oleh LT-128 akibatnya operator sama sekali buta akan kondisi level
interface air-hidrokarbon pada HPS.
Terhambatnya pembacaan salah satu maupun kedua transmitter ini memiliki pengaruh yang signifikan terhadap sistem kontrol secara keseluruhan. Hal ini disebabkan karena controller yang memberikan sinyal respon kepada control valve mendapat sinyal input transmitter masing-masing dari LT-128 dan LT-127. Ketika transmitter mengalami kesalahan pembacaan, maka respon yang diberikan oleh controller kepada control valve menjadi terlambat atau tidak sesuai dengan kondisi level cairan pada HPS. Hal ini menyebabkan level di dalam HPS seakan-akan tidak terkontrol dan pada akhirnya berakibat pada masuknya fluida cair ke saluran gas menuju kompresor K-3-01. Karena itu salah satu kemungkinan penyebab terjadinya Liquid Carry
45 5.3.2. Tinjauan Berdasarkan Controller
Dari sisi controller, hal yang paling mempengaruhi jalannya proses control tentunya berasal dari penerapan mode kontrol. Seperti yang telah dikemukakan pada bab-bab sebelumnya, mode kontrol terdiri dari beberapa jenis yang sudah dikenal luas diantaranya mode kontrol on/off, P, PI, PD, dan PID. Selain mode kontrol yang dipakai, nilai parameter yang digunakan juga mempengaruhi respon controller terhadap sinyal input berdasarkan set point. Pada pengontrolan level di HPS C-3-08 digunakan mode kontrol PI dengan besar nilai parameter proporsional dan integral yang bervariasi tergantung kepada kondisi proses. Namun secara general, nilai parameter P jauh lebih besar daripada parameter I. Sekedar contoh, ketika parameter P diset 400, parameter I hanya diset sebesar 10. Hal ini disebabkan besaran yang dikontrol tidak menunjukkan fluktuasi yang terlalu signifikan.
Pembahasan mengenai controller tidak dilakukan terlalu mendalam karena berdasarkan pengamatan kualitatif di control room, ketika proses berjalan normal, fluktuasi level tidak lebih dari +-10% dari set
point terhadap span Level Transmitter. Karena itu kemungkinan
terjadinya Liquid Carry Over akibat ketidakstabilan yang ditimbulkan controller pada kondisi operasi normal cukup kecil.
5.3.3. Tinjauan Berdasarkan Final Element
Pada HPS C-3-08, terdapat beberapa final element berupa Control Valve yang mengendalikan aliran cairan outlet baik air maupun hidrokarbon. Pengendalian aliran ini secara tidak langsung juga mempengaruhi ketinggian cairan fluida cair di dalam HPS sehingga control valve ini disebut sebagai Level Control Valve (LCV). LCV yang aktif ketika proses beroperasi antara lain LCV-128, LCV-127B, dan LCV-127C. Pada normal operasi ketiga LCV ini masing-masing menangani flow sebesar 9.4m3/jam, 33.6m3/jam, dan 334m3/jam. Permasalahan utama yang sering dialami oleh final element berupa
46
control valve adalah terjadinya failure pada katup control valve tersebut. Failure atau kerusakan material terjadi akibat terjadinya pengikisan baik akibat laju aliran maupun korosi. Terkadang apabila spesifikasi control valve yang terpasang tidak sesuai dengan profil aliran fluida maka control valve tersebut akan lebih cepat rusak. Pengikisan yang tejadi pada katup valve seringkali terjadi akibat adanya kavitasi. Kavitasi adalah timbulnya gelembung-gelembung udara yang terbawa aliran fluida cair. Walaupun kecil, jumlah yang banyak dan frekuensi tumbukan yang tinggi perlahan mengikis material dari pipa maupun valve. Pada outlet HPS, jarang terjadi kerusakan pada LCV kemungkinan karena desainnya yang sudah sesuai dengan spesifikasi dan profil aliran fluida. Terlebih dengan adanya Vortex Breaker pada setiap outlet HPS baik air maupun hidrokarbon secara efektif mengurangi terjadinya kavitasi.
Namun pada kenyataannya, kerusakan pada level control valve semcam ini justru tidak mengakibatkan terjadinya Liquid Carry Over karena kalaupun terjadi kerusakan atau kebocoran, maka level di dalam HPS akan cenderung turun.
Selain dari ketiga elemen pokok pada sistem kontrol yang telah dibahas diatas, performa suatu sistem kontrol juga ditentukan dari konfigurasi ketiga elemen tersebut. Pada HPS terdapat tiga loop control besar. Dua diantaranya merupakan konfigurasi loop untuk pengendalian level. Untuk pengendalian level interface air-hidrokarbon, konfigurasi loop yang digunakan adalah berupa feedforward control sehingga sifatnya cenderung antisipatif. Loop ini secara umum sudah bekerja dengan cukup baik untuk mengendalikan level interface air-hidrokarbon, tentunya didukung dengan penggunaan nilai parameter mode controller yang tepat. Di sisi lain, pengendalian level hidrokarbon menggunakan konfigurasi split range secara
feedforward juga sudah bekerja cukup baik. Namun ada perbedaan antara range
yang digunakan pada desain dengan kondisi yang saat ini ada di lapangan. Perbedaan yang ada disebabkan diblokirnya akses fluida untuk melalui GTH-3-01. Padahal LCV-127A memiliki range split control tersendiri yakni 0%-50%.
47
Dengan diblokirnya LCV-127A, maka range split control yg efektif bekerja hanya pada LCV-127B dan LCV-127C yakni pada range 50%-75% dan 67.5%-100%. Artinya praktis penggunaan sistem kontrol hanya dilakukan pada range 50-100%. Hal ini juga dapat menjadi kemungkinan penyebab terjadinya Liquid Carry Over dari HPS C-3-08 ke kompresor K-3-01.