DESAIN PENGENDALIAN TEKANAN UAP DENGAN STRATEGI SPLIT-RANGE BERBASIS PROPORTIONAL-INTEGRAL-DERIVATIVE (PID) PADA SISTEM HIGH PRESSURE STEAM DI PABRIK AMONIA PT.PETROKIMIA GRESIK

MOHAMMAD HISYAM L, Ir. Agus Arif .MT ; Widya Rosita, ST., MT

2016 | Skripsi | S1 TEKNIK FISIKA

Sistem High Pressure (HP) steam pada pabrik amonia PT. Petrokimia Gresik memanfaatkan panas dari gas effluent secondary reformer bahan pembuatan amonia. Sebagian dari panas tersebut digunakan sebagai pembentukan steam di heat exchanger dengan nomor unit 101-C, sedangkan sisanya digunakan untuk memanaskan kembali steam yang telah dihasilkan. HP steam yang telah dihasilkan akan digunakan untuk memutar turbin. Dalam sistem pengendalian tekanan uap, nilai tekanan dijaga pada 125 kg/cm2 atau 12258,5 kPa. Dari spesifikasi heat exchanger terdapat batas maksimal tekanan fluida dalam tube yaitu 140,5 kg/cm2 atau 13778,554 kPa. Dari DCS didapatkan batas atas tekanan steam 130 kg/cm2 atau 12748,84 kPa dan batas bawah 120 kg/cm2 atau 11760 kPa. Penelitian ini menggunakan batas maksimal dari kondisi DCS sebagai tuntutan desain dikarenakan memiliki batas maksimal dan minimal yang paling mendekati set point, yaitu overshoot maksimum sebesar 4%. Aplikasi split-range pada penelitian ini ada pada dua buah control valve yang masing-masing berada di heat exchanger 101-C dan 102-C, pembagian rentang sinyal sistem ini 50:50. Penelitian ini dilakukan dengan tahapan studi literatur, pemodelan matematis sistem dan instrumen, penyusunan diagram blok sistem, perancangan sistem pengendalian. Dalam penelitian ini digunakan pengendali proporsional dan integral (PI). Penentuan gain konstanta pengendalian proporsional menggunakan metode root locus didapat nilai K_p=-1,14. Penentuan gain konstanta pengendalian integral berdasarkan penambahan pole dan zero didapat nilai K_i=-0,114. Respon keluaran pengendalian tekanan steam memiliki maksimal overshoot sebesar 0,85%, waktu penetapan 86,828 detik dan steady state error 0,004%.

High Pressure (HP) Steam system ammonia plant PT. Petrokimia Gresik using the heat from secondary reformer outlet. Some of the heat used as steam generator in heat exchanger with unit number 101-C, the other heat used to superheating steam that already produced. In this system, HP steam used as inlet for turbine. In steam pressure control, pressure value maintained at 125 kg/cm2 or 12258,5 kPa. From the heat exchanger specification it has maximum pressure 140,5 kg/cm2 or 13778,554 kPa. From DCS obtained that the steam maximum pressure 130 kg/cm2 or 12748,84 kPa with minimum pressure 120 kg/cm2 atau 11760 kPa. Maximum overshoot obtained from the DCS is 4%. Split-Range in this research shown in two control valve with each control valve has different heat exchanger, signal divided into 50:50 between two control valve. Final project research had been done with the study of literature, system modeling, block diagram design, and controller design. This research using Proportional-Integral (PI) controller. Proportional gain controller value obtained by root locus method where K_p=-1,14. To obtained Integral gain controller value, pole and zero added to the system with K_i=-0,114. Steam pressure control output response has maximum overshoot 0,85%, with settling time 86,828 seconds and with 0,004% steady state error.

Kata Kunci : Tekanan, Steam, Heat exchanger, Split-Range, PID