RATNA WULANSARI NRP 2500 100 063 Dosen Pembimbing
Dr. Ir. Patdono Suwignjo, M.Eng.Sc Dosen Ko-Pembimbing
Stefanus Eko Wiratno, ST, MT JURUSAN TEHNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2006
PERHITUNGAN JUMLAH STANDBY PULVERIZER OPTIMAL DENGAN MENGGUNAKAN METODE RELIABILITY DAN KONSEP DASAR RISIKO PADA PT PJB UNIT PEMBANGKITAN PAITON
TUGAS AKHIR – RI 1592
PERHITUNGAN JUMLAH STANDBY PULVEIZER OPTIMAL DI PT PJB UNIT PEMBANGKITAN PAITON
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
pada
Program Studi S-1 Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Oleh :
RATNA WULANSARI Nrp. 2500 100 063
Disetujui oleh Tim Penguji Tugas Akhir :
1. Dr. Ir. Patdono Suwigjo, M.Eng.Sc.Ph.D ……..(Pembimbing) 2. Dr. Ir. Udisubekti. C, M.Eng.Sc ...….(Penguji I) 3. Ir. Mokh. Suef, M.Eng.Sc ...(Penguji II) 4. Dyah Santhi Dewi, ST., M.Eng.Sc ……..(Penguji III)
SURABAYA AGUSTUS, 2006
1
PERHITUNGAN JUMLAH STANDBY PULVERIZER OPTIMAL DENGAN MENGGUNAKAN METODE RELIABILITY DAN KONSEP DASAR RESIKO PADA
PT PJB UNIT PEMBANGKITAN PAITON
Nama Mahasiswa : RATNA WULANSARI NRP : 2500 100 063
Jurusan : Tehnik Industri FTI-ITS
Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Patdono Suwigjo, M.Eng.Sc
Abstrak
PT PJB adalah perusahaan negara yang berperan besar dalam jasa penyediaan listrik. PT PJB memiliki berbagai macam jenis pembangkit listrik, yaitu PLTA, PLTU, PLTD, dan PLTGU.
Salah satu pembangkit yang berada dalam pengelolaan PT PJB adalah PLTU Paiton (unit pembangkitan Paiton). Unit pembangkitan Paiton memproduksi energi listrik sebesar 5.606 GWh pertahun. Energi listrik ini kemudian disalurkan melalui Jaringan Transmisi Extra Tinggi 500kv ke sistem interkoneksi Jawa-Bali. Sama halnya dengan produsen mana pun, untuk dapat menghasilkan energi listrik sebesar itu, keandalan fungsi peralatan sumber energi pembangkit sangat dibutuhkan. Risiko kerusakan perlatan akan mengganggu kelancaran aktivitas pembangkit dan mengurangi energi yang akan dikirim.
Penelitian ini akan menerapkan konsep perhitungan risiko dan metode keandalan untuk mengurangi risiko yang ditimbulkan oleh kegagalan pulverizar yang ada dalam Boiler Coal Firing System. Untuk mendapatkan nilai risiko, digabungkan likelihood dan consequence. Nilai likelihood yang digunakan disini adalah besarnya probabilitas failure yang terjadi. Nilai consequence yang dicari adalah besarnya lost opportunity yang dialami unit pembangkitan Paiton jika mengalami kegagalan karena kerusakan pulverizer. Nilai tersebut didapatkan melalui hubungan perkalian antara lama waktu perbaikan yang diperlukan untuk setiap kegagalan dengan
i
harga jual listrik per kwh dikalikan lagi dengan besarnya supply listrik. Setelah didapatkan nilai risiko, dihitung besarnya investasi yang ditanggung perusahaan untuk pengadaan pulverizer. Nilai risiko dan investasi kemudian ditambahkan, sehingga ditemukan besarnya biaya setiap tahun. Jumlah standby pulverizar optimal ditentukan melalui analisa total biaya.
.
Kata kunci: Risiko, Keandalan, Likelihood, Consequence, Simulasi Monte Carlo,
ii
CALCULATION OF OPTIMAL STANDBY PULVERIZER USING RELIABILITY METHOD AND
BASIC CONSEPT OF RISK AT PT PJB UNIT PEMBANGKITAN PAITON
Student Name : RATNA WULANSARI NRP : 2500 100 063
Department : Industrial Engeenering FTI-ITS Lecturer : Dr. Ir. Patdono Suwigjo, M.Eng.Sc
Abstract
PT PJB is a state corporation providing services in generation of electricity. It has various types of generators, including waterfall, steam turbin, diesel and gas turbin generators. One of which is under the management of Steam Generating Station Paiton (PLTU Paiton). The Paiton unit generates 5606 GWh of electricity per year. The electricity is transmitted through the High Tension 500 kv transmission line to the Jawa-Bali interconnected network. As for the case of any production system, to enable the unit to generate electricity of such a scale, it reuires highly reliable supporting energy source equipment would hinder the activity of generation and reduce the transmitted energy.
The following study attempted the application of risk estimation concept and reliability methods, to reduce risk which might arise from failure of existing pulverizers in the Boiler Coal Firing System. To arrive at risk values, likelihood and consequence were combined. The utilized values of likelihood were the extent of occurring failure probabilities. The values of consequence to be obtained, were the extent of lost opportunities from the pulverizer failures. Such values were taken from the product of required duration of repairs at any failure, and the selling price of electricity per kwh, and re-multiplied by the magnitude of the supplied electricity. On obtaining the risk values, the amount of required investment to procure pulverizers
iii
iv
to be born by the corporation was calculated. The risk and investment values were added together to find the yearly cost. The optimal number of pulverizers was determined by analyzing the total cost.
Key words : Risk, Reliability, Likelihood, Consequence, Monte Carlo Simulation
KATA PENGANTAR
Dengan mengucap Alhamdulillah, penulis memanjatkan puji syukur atas kehadirat Allah SWT yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang, atas rahmat serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir dengan judul
“Perhitungan Jumlah Standby Pulverizer Optimal dengan Menggunakan Metode Reliability dan Konsep Dasar Risiko pada PT PJB Unit Pembangkitan Paiton” ini.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini, diantaranya adalah:
1. Kedua orang tua dan keluarga tercinta yang senantiasa memberikan dukungan dan doa demi keberhasilan penulis.
2. Bapak Dr. Ir. Patdono Suwignjo, M.Eng.Sc dan Bapak Stefanus Eko Wiratno, S.T, MT. Selaku dosen pembimbing dan dosen ko-pembimbing yang tak henti-hentinya memberikan bimbingan dan arahan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
3. Bapak-bapak dan Ibu-ibu dosen Tehnik Industri ITS. Atas bantuan yang telah diberikan kepada penulis dalam penelitian Tugas Akhir ini.
4. Bapak Ridho Prasetyo dari bagian Maintenance, Bapak Yudi Bhagaskarya dari bagian Operasional, Bapak Sugeng dari bagian Administrasi dan Keuangan, serta Bapak-bapak dari unit pembangkitan Paiton I, dan Bapak-bapak dan Ibu-ibu dari PT PJB Services atas segala bantuan yang diberikan sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
5. Teman-teman semua, Jauhar, Dewi, Nurul Azizah, Farida, Aminah, dan seluruh angkatan 2000 atas segala dukungan dan bantuannya.
6. Sahabat-sahabat yang jauh disana, Brenx, Ian, atas doa dan dukungan moril yang telah diberikan selama prose penelitian Tugas Akhir ini berlangsung.
7. Adikku, Titis Karinasari, sebagai “asisten” setia dan penyemangat dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
8. Adik kecilku, Fatimah Azzahra, sebagai penghibur selama proses penyelesain Tugas Akhir ini. Selamat ulang tahun yang pertama. Semoga Tugas Akhir ini dapat menjadi hadiah awal yang manis.
9. Dan semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini yang tidak bisa disebutkan satu persatu oleh penulis.
Penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik membangun demi kesempurnaan penulisan dimasa yang akan datang. Dan semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua. Amien.
Surabaya, 4 Agustus 2006
Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL LEMBAR PENGESAHAN
ABSTRAK ………...
ABSTRACT ………...…….
i iii
KATA PENGANTAR ……… v
DAFTAR ISI ………... vii
DAFTAR TABLE ………... xi
DAFTAR GAMBAR ………... xiii BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ………..
1.2 Perumusan Masalah ………..
1.3 Tujuan Penelitian ………..
1.4 Manfaat Penelitian ………...
1.5 Ruang Lingkup Penelitian ………
1.5.1 Batasan ………...
1.5.2 Asumsi ………
1.6 Sistematika Penulisan ………...
1 3 3 3 4 4 4 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Keandalan ………...
2.1.1 Laju Kerusakan (Failure Rate) ...
2.1.2 Waktu Rata-Rata Kegagalan ...
2.1.3 Model Probabilistik Keandalan ...
2.2 Distribusi Probabilitas ………...
2.2.1 Pendugaan Parameter Distribusi
Data ………...
2.2.2 Uji Hipotesa Distribusi Probabilitas …...
2.3 Risiko ………....
2.3.1 Pengertian Risiko ...
2.3.2 Jenis-Jenis Risiko ...
2.3.3 Biaya yang Berhubungan dengan
Risiko ...
7 10 12 12 17 18 19 20 20 21 26
2.3.4 Perhitungan Risiko ...
2.4 Simulasi Monte Carlo ...
27 27 BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tahap Identifikasi dan Perumusan
Masalah ...
3.1.1 Identifikasi Perumusan Masalah ...
3.1.2 Penetapan Tujuan ...
3.1.3 Studi Literatur ...
3.1.4 Survey Di Lapangan ...
3.2 Tahap Perhitungan Standby Pulverizer
Optima ...
3.2.1 Pengumpulan Data ...
3.2.2 Penentuan Distribusi Data ...
3.2.3 Simulasi Waktu antar Kerusakan ...
3.2.4 Penentuan Waktu antar Kerusakan dan Waktu Lama Perbaikan Sistem ...
3.2.5 Perhitungan Nilai Risiko yang
dikandung oleh Pulverizer ………...
3.2.5.1 Perhitungan Likelihood ………...
3.2.5.2 Perhitungan Consequence ……...
3.2.6 Perhitungan Investasi Pulverizer ...
3.2.7 Penentuan Total Biaya ...
3.2.8 Penentuan Jumlah Standby Pulverizer Optimal ...
3.3 Tahap Analisis dan Kesimpulan ...
3.3.1 Analisis MTTF dan Keandalan Pulverizer Existing ...
3.3.2 Analisis Keandalan Subsistem
BCFS ...
3.3.3 Analisis Pengaruh Jumlah Pulverizer Terhadap Keandalan Subsistem
BCFS ...
3.3.4 Analisis Pengaruh Jumlah Pulverizer Terhadap Nilai Risiko Operasional
31 31 32 32 32 33 33 33 33 34 34 35 35 35 36 36 36 36 37
37
Perusahaan ...
3.3.5 Analisis Pengaruh Jumlah Pulverizer Terhadap Biaya Investasi ...
3.3.6 Analisis Jumlah Standby Pulverizer Optimal ...
3.3.7 Kesimpulan dan Saran ...
37 37 38 38 BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA
4.1 Pengumpulan Data ...
4.1.1 Profil PT PJB Unit Pembangkitan
Paiton ...
4.1.2 Proses Produksi PLTU Paiton ...
4.1.3 Deskripsi Boiler Coal Firing System ...
4.1.4 Pengumpulan Data Waktu
Kerusakan ...
4.1.5 Pengumpulan Data Waktu Lama
Perbaikan ...
4.2 Pengolahan Data ...
4.2.1 Penentuan Distribusi Waktu Antar
Kerusakan ...
4.2.1.1 Penentuan Jenis Distribusi ...
4.2.1.2 MTTF dan Tingkat Keandalan Masing-Masing ...
4.2.2 Penentuan Distribusi Waktu Lama
Perbaikan ...
4.2.2.1 Penentuan Jenis Distribusi ...
4.2.2.2 Penentuan Parameter
Distribusi ...
4.2.3 Simulasi Sistem ...
4.2.4 Perhitungan Reliability Pulverizer ...
4.2.5 Perhitungan Keandalan Boiler Coal Firing Dystem ...
4.2.6 Perhitungan Nilai Risiko ...
4.2.6.1 Penentuan Likelihood ...
4.2.6.2 Penentuan Consequence ...
41 41 42 44 46 47 47 48 49 49 50 50 50 50 52 65 69 69 69
4.2.7 Perhitungan Nilai Investasi ...
4.2.8 Perhitungan Total Biaya ...
4.2.9 Penentuan Jumlah Pulverizer
Optimal ...
71 71 72 BAB V ANALISA DAN INTERPRETASI DATA
5.1 MTTF dan Keandalan Pulverizer
Eksisting ...
5.2 Analisis Keandalan Subsistem BCFS
Eksisting ...
5.3 Analisis Pengaruh Jumlah Pulverizer
Terhadap Keandalan Subsistem BCFS ...
5.4 Analisis Pengaruh Jumlah Pulverizer Terhadap Risiko Operasi UP Paiton I ...
5.5 Analisis Pengaruh Jumlah Pulverizer Terhadap Biaya Investasi ...
5.6 Analisis Jumlah Standby Pulverizer yang
Optimal ...
75 77 78 78 79 79 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
6.1 Kesimpulan ...
6.2 Saran ...
83 83 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4 Tabel 4.5 Tabel 4.6 Tabel 4.7 Tabel 4.8 Tabel 4.9 Tabel 4.10 Tabel 4.11 Tabel 4.12 Tabel 4.13 Tabel 4.14 Tabel 4.15 Tabel 4.16 Tabel 4.17
Data Pembangkit UP Paiton ...
Tabel Jenis Distribusi dan Parameter untuk
Waktu Antar Kerusakan ...
Nilai MTTF dan Tingkat Kendala Masing-Masing Pulverizer ...
Tabel Jenis Distribusi dan Parameternya untuk Waktu Lama Perbaikan ...
Tabel Waktu antar Kerusakan Hasil
Simulasi untuk Pulverizer A ...
Tabel Hasil Perhitungan Reliability Secara
Manual untuk Pulverizer A ...………...
Tabel Waktu antar Kerusakan Hasil Simulasi untuk Pulverizer B ………...
Tabel hasil perhitungan reliability
pulverizer B ………...………...
Tabel waktu antar kerusakan hasil simulasi
untuk pulverizer C ………
Tabel hasil perhitungan reliability
untuk pulverizer C ………...……
Tabel data waktu antar kerusakan hasil
simulasi untuk pulverizer D ...………..
Tabel hasil perhitungan reliability
pulverizer D ……..………
Tabel waktu antar kerusakan hasil simulasi
untuk pulverizer E ...……….
Hasil perhitungan reliability
pulverizer E ………..……….
Tabel Rekap Hasil Perhitungan MTTF dan
Keandalan ………...
Tabel hasil perhitungan dari History Card dan Simulasi ………
Tabel Waktu antar Kerusakan Hasil Simulasi untuk Sistem dengan Lima Pulverizer ………...
44 49 49 50 52 54 55 56 57 58 59 61 62 63 64 65 65
Tabel 4.18 Tabel 4.19 Tabel 4.20 Tabel 4.21 Tabel 4.22 Tabel 4.23 Tabel 4.24
Tabel Hasil Perhitungan Reliability Sistem Secara Manual ………...
Tabel Reliability Sistem Hasil Simulasi …………..
Tabel Likelihood Sistem Hasil Simulasi …………..
Tabel Hasil Perhitungan Consequence ...………...
Tabel Perhitungan Risiko ……….
Tabel Hasil Perhitungan Total Biaya ...………
Tabel Nilai Reliability Sistem dan Total
Biaya ………....
67 68 69 70 70 72 73
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 3.1 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gambar 4.5 Gambar 4.6 Gambar 4.7 Gambar 4.8 Gambar 5.1 Gambar 5.2
Gambar Tipikal Fungsi Densitas
Kegagalan ...
Kurva Bath Tub ………...
Skema Klasifikasi Risiko ………
Dampak Biaya-Biaya Dalam Mengatur Risiko ...
Metodologi Penelitian ...
Aliran Batubara Pengapian Boiler ...
Gambar Qrafik Keandalan
Pulverizer A ...
Gambar Qrafik Keandalan
Pulverizer B ...
Gambar Qrafik Keandalan
Pulverizer C ...
Gambar Qrafik Keandalan
Pulverizer D ...
Gambar Qrafik Keandalan
Pulverizer E ...
Gambar Plotting Simulasi System ...
Gambar Keandalan dengan
5 Pulverizer ...
Gambar Grafik Jumlah Pulverizer
Terhadap Total Biaya ...
Gambar Grafik Jumlah Pulverizer
Terhadap Reliability ...
10 10 25 26 39 45 54 57 59 61 64 65 68 80 82
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A
Lampiran A.1 Rekap Waktu Antar Kerusakan dari History Card
Lampiran A.2 Rekap Waktu Lama Perbaikan dari History Card
Lampiran B
Lampiran B.1 Rekap Waktu Antar Kerusakan Hasil Simulasi untuk Pulverizer A
Lampiran B.2 Rekap Waktu Antar Kerusakan Hasil Simulasi untuk Pulverizer B
Lampiran B.3 Rekap Waktu Antar Kerusakan Hasil Simulasi untuk Pulverizer C
Lampiran B.4 Rekap Waktu Antar Kerusakan Hasil Simulasi untuk Pulverizer D
Lampiran B.5 Rekap Waktu Antar Kerusakan Hasil Simulasi untuk Pulverizer E
Lampiran C
Lampiran C.1 Perhitungan MTTF dan Keandalan Pulverizer A (History Card)
Lampiran C.2
Perhitungan MTTF dan Keandalan Pulverizer B (History Card)Lampiran C.3
Perhitungan MTTF dan Keandalan Pulverizer C (History Card)Lampiran C.4
Perhitungan MTTF dan Keandalan Pulverizer D (History Card)Lampiran C.5
Perhitungan MTTF dan Keandalan Pulverizer E (History Card)Lampiran C.6 Perhitungan MTTF dan Keandalan Pulverizer A Hasil Simulasi
Lampiran C.7 Perhitungan MTTF dan Keandalan Pulverizer B Hasil Simulasi
Lampiran C.8 Perhitungan MTTF dan Keandalan Pulverizer C Hasil Simulasi
Lampiran C.9 Perhitungan MTTF dan Keandalan Pulverizer D Hasil Simulasi
Lampiran C.10 Perhitungan MTTF dan Keandalan Pulverizer E Hasil Simulasi
Lampiran C.11 Perhitungan MTTF DAN Keandalan Sistem Existing Hasil Simulasi
Lampiran C.12 Perhitungan MTTF DAN Keandalan Sistem dengan 6 Pulverizer
