Berbagai Macam Bentuk Tangki Penyimpan dalam Aplikasinya

Dari beberapa tulisan yang telah kita bahas, hanya menunjukkan jenis tangki penyimpan untuk penggunaan operasi pada tekanan rendah. Kali ini, kita akan membahas untuk tangki penyimpan yang digunakan pada tekanan medium hingga tinggi yang biasa akan kita temui di plant.

 

Left : Tangki penyimpan minyak                           Right : Tangki peyimpan propana untuk campuran LPG

Tangki penyimpan berbentuk silinder di atas biasa digunakan untuk menampung minyak mentah, bekerja pada tekanan 1-2 kPag dan temperature ambient hingga 75 C, dan tangki yang berbentuk spherical digunakan untuk menampung propane, bekerja pada tekanan 11 barg dan temperature ambient hingga 49 C.

Sudah paham perbedaan operasinya. Bisa disimpulkan bentuk tangki dibuat sedemikian rupa untuk mengakomodir jenis cairan yang ditangani. Cairan yang lebih mudah menguap tentu akan disimpan di tempat yang bertekanan, yang memiliki luas permukaan minimum dibanding volume dan tekanan yang bisa didistribusikan secara merata. Maka, bentuk speris dipilih untuk kepentingan tersebut.

Ada juga yang berbentuk seperti peluru, yakni silinder horizontal dengan sisi kanan-kiri yang cembung, seperti dibawah

Tangki yang biasa digunakan untuk menampung LPG

Sistem pelindung tangki penyimpan terhadap tekanan tinggi tentu saja berbeda dengan yang bertekanan rendah. Pada tangki bertekanan, biasanya digunakan PSV (pressure safety valve).

Pada sistem untuk proteksi terhadap tekanan inilah terdapat perbedaan antara tangki penyimpan bertekanan rendah/ atmosferik dengan yang bertekanan tinggi. Pada tangki yang bertekanan rendah/ atmosferik, kita menggunakan pressure control valve (PCV) sebagai pengendali pertama untuk mengontrol tekanan. Untuk tangki bertekanan tinggi, kita cenderung menggunakan pressure safety valve (PSV).

Ditinjau dari prinsip kerja, PCV memang berfungsi untuk meregulasi tekanan sesuai dengan set pressure, sedangkan pada PSV berfungsi untuk membuang tekanan ekses yang dialami oleh suatu sistem. Cara PSV bekerja bisa dilihat pada gambar dibawah.

PSV biasa dipakai untuk tangki penyimpan bertekanan

Bagian inlet akan terhubung dengan tangki penyimpan. Jika tangki penyimpan mengalami tekanan berlebih di set pressure PSV, ia akan menekan disk, pegas akan terangkat dan gas akan keluar menuju outlet. Biasanya outlet ini akan terhubung ke header menuju ke flare.

Bagaimana untuk pressure protection terhadap kondisi vakum pada tangki penyimpan bertekanan tinggi?

Pressure protection pada tangki bertekanan tinggi tidak menggunakan instrumentasi seperti tangki bertekanan rendah. Biasanya untuk mencegah adanya pressure rendah akan digunakan sistem interlock, seperti menutup outlet valve secara otomatis. Hal ini mengingat untuk tangki yang beroperasi pada tekanan tinggi, kejadian vakum jarang terjadi mengingat span antara kondisi operasi dengan kondisi vakum cukup besar. Beda dengan tangki penyimpan bertekanan rendah, span antara kondisi operasi dengan kondisi vakum cukup dekat.

Maka, bisa dikatakan tangki bertekanan rendah cukup rentan mengalami kerusakan jika kita kurang teliti dalam me-line up sistem.

Aksesoris Terpasang pada Tangki Penyimpan (Pressure Protection)

Kita telah membahas aksesoris yang terkait untuk pemantauan level dalam sebuah tangki storage, berikutnya adalah aksesoris sebagai pressure protection pada tangki penyimpan.

========================================================================

Tangki harus dihindarkan baik dalam kondisi vakum maupun over-pressure. Jenis dari aksesuris untuk menjaga tekanan dalam tangki penyimpan bermacam-macam jenis, tergantung daripada isi dari tangki penyiman itu sendiri.

• Tipe 1 :

Jika tanki berisi bahan yang tidak mudah menguap dan oksigen diperkenankan masuk, bertekanan atmosferic, misalkan : Fire water tank, kita bisa menggunakan venting yang berbentuk seperti gooseneck. Gambarnya seperti dibawah.

Gooseneck vent

Tempat udara keluar masuk biasanya dipasang wire mesh untuk mencegah binatang, misalkan burung masuk ke dalam venting tersebut dan harus dipastikan bahwa tidak ada benda-benda yang menempel, misalkan kertas atau plastic. Hambatan sirkulasi udara dalam tangki bisa menyebabkan hal yang fatal.

• Tipe 2:

Jika oksigen tak diijinkan untuk masuk ke dalam tangki, misalkan demin water. O2 tidak diijinkan ada dalam suatu peralatan proses dikarenakan ia bisa menyebabkan korosi. O2 juga terkadang tidak diperbolehkan berada dalam bahan kimia, misalkan amine, karena sifatnya yang bisa mendegradasi bahan kimia tersebut. Selain tidak boleh adanya O2, kadang juga ada jenis cairan yang mengandung gas beracun, misalkan air produksi yang masih mengandung H2S.

Banyak hal seperti diatas mengakibatkan kita tidak diperbolehkan untuk menggunakan gooseneck. Alternatif yang digunakan untuk mensubstitusi hal tersebut adalah dengan menggunakan nitrogen.

Istilah yang perlu kita ketahui mengenai pressure protection adalah inbreathing dan juga outbreathing.

-          Inbreathing, sesuai istilah, in = masuk, breathing = pernapasan, artinya tangki membutuhkan supply gas untuk mempertahankan tekanan dalam tangki. Hal ini bisa terjadi, salah satunya dikarenakan adanya penurunan level cairan,

-          

      Outbreathing, kebalikan dari inbreathing, adalah proses untuk mengeluarkan kelebihan gas yang ada dalam tangki. Hal ini bisa terjadi karena adanya kenaikan level cairan.

Untuk perlindungan terhadap tangki ini, biasanya memang digunakan lebih dari satu jenis aksesoris, gunanya adalah saling memback-up satu sama lain. Jika salah satu alat fails, tidak bekerja, maka masih ada alat pelindung lain yang bekerja. Kita akan kupas satu persatu, dari mulai alat yang bekerja pertama kali.

a.       Pressure control valve,

Pressure Control Valve

PCV ini adalah aksesoris pressure protection pertama yang akan bertindak untuk menjaga tekanan dalam tangki. Seperti digambarkan pada skematik diatas, tangki dihubungkan dengan dua unit PCV, satu berasal dari nitrogen supply dan yang satunya menuju ke atmosfer.

Ketika proses inbreathing, tekanan turun, PCV yang berasal dari nitrogen supply akan membuka untuk menjaga agar pressure dalam tangki. Jika melihat dari gambar, PCV di set pada 0.65 kPag. Artinya, aliran nitrogen aan terhenti ketika pressure sudah mencapai 0.65 kPag. Sedangkan, pada waktu outbreathing, tekanan naik, PCV yang menuju ke atmosfer akan terbuka. Pada skematik diatas, menunjukkan PCV akan terbuka ketika tekanan dalam tangki mencapai 1 kPag  Untuk mengetahui apakah PCV tersebut benar bekerja, maka dipasang pressure gauge guna memantau tekanan.

b.      PVRV (Pressure Vacuum Relief Valve) atau breather valve,

Jika PCV sebagai first acting masih belum cukup mampu untuk mengimbangi proses inbreathing dan juga outbreathing tangki. Maka aksesoris yang kedua berikut digunakan sebagai back-up aksesoris yang pertama.

 

Breather Valve

Animasinya bisa dilihat di https://www.youtube.com/watch?v=YA3XUEIcXA0

Intinya, jika overpressure, pressure pallet akan membuka, jika low pressure, vaccum pallet yang akan membuka untuk mempertahankan tekanan dalam tangki

c.       PSE (Pressure Safety Element)

PSE ini adalah alat pelindung terakhir terhadap pressure jika PCV dan breather valve telah gagal dalam menjalankan tugasnya. Salah satu contohnya adalah rupture disc.

Di dalam rupture disc, terdapat membran yang menjadi sacrificial part, bagian yang dikorbankan. Membran ini akan merespon terhadap perubahan tekanan, baik dalam kejadian overpressure atau kondisi vakum. Jika salah satu dari kondisi tersebut terpenuhi, maka membrane tersebut akan rusak/robek dan harus diganti. Skematik diagram disajikan dibawah.

Rupture Disk

Selain Rupture disk, jenis PSE yang lain adalah emergency vent. Alat ini prinsipnya sama dengan breather valve, namun memiliki kapasitas yang lebih besar dan sesuai namanya, digunakan dalam keadaan darurat misalkan, terjadi kebakaran disekitar tangki atau ketika breather valve telah gagal bekerja. Video cara kerja bisa dilihat di link youtube berikut https://www.youtube.com/watch?v=1cJ9n8KaHgY

Perlu diingat bahwa memang kegunaan PSE ini ada yang cuma bekerja untuk overpressure relief saja, atau cuma untuk membuang tekanan yang berlebih, dan ada yang bekerja untuk vakum dan sekaligus untuk kelebihan tekanan.

Left : Only overpressure protection                                                    Right : Overpressure and vaccum protection

Kita telah membahas aksesoris yang digunakan dalam tangki penyimpanan dalam kaitannya untuk mengetahui kondisi dalam tangki tersebut. Selain itu, secara fungsional, pada tangki penyimpan juga memiliki beberapa nozzle terpasang yang memiliki fungsinya masing-masing.

Tidak akan kita bahas secara mendetail mengenai fungsi dari masing-masing nozzle. Namun beberapa nozzle yang ada dalam tangki penyimpanan biasanya meliputi :

•        Nozzle inlet : Nozzle tempat aliran masuk ke dalam tangki
•            Nozzle outet : Nozzle tempat aliran keluar tangki menuju pompa transfer
•            Nozzle drain : Nozzle tempat aliran keluar tangki menuju ke tempat pembuangan
•             Nozzle overflow : Nozzle tempat aliran keluar jika terjadi kelebihan level dalam tangki
•             Nozzle minimum circulation : Nozzle tempat aliran masuk dari pompa transfer, jika kebutuhan transfer cairan masih minimum.

Aksesoris Terpasang pada Tangki Penyimpan (Level Measurement)

Pada kesempatan kali ini kita akan membahas mengenai aksesoris yang biasa terpasang pada tangki penyimpan. Gunanya, salah satunya adalah untuk mengetahui kondisi dalam tangki yang bisa digunakan untuk menjamin segi keamanan tangki dan juga proses.

Untuk mempermudah, kita ambil contoh misalkan adalah tangki penyimpan seperti tergambar pada skematik dibawah :

Instrumentasi pada Tangki Penyimpanan

Gambar skematik di atas adalah sebuah tangki diesel. Kita mulai dengan No. (1). No (1) adalah LZT, level safety transmitter (LZT). LZT ini berfungsi untuk memantau level dan juga dapat mengaktifkan interlock. Bentuk level transmitter seperti gambar di bawah.

Level Transmitter type DP

LZT ini akan mengaktifkan interlock jika kondisinya terpenuhi, misalkan pada gambar di atas, interlock akan aktif jika level mencapai kondisi LLLL atau HHLL. Tanda interlock pada skematik diatas terletak pada poin 1b. Selain LZT, skematik gambar diatas juga mencantumkan level transmitter (LT). Fungsinya sama dengan LT, tetapi ia tidak bisa mengaktifkan interlock.

Sebagai informasi, ada berbagai macam jenis level transmitter, tipe seperti diatas adalah differential pressure (DP). Artinya, dia akan mengkonversi unit pressure yang diterima menjadi bacaan ketinggian. Selain DP, jenis yang lain adalah radar.

LT type Radar, biasa ditaruh diatas tangki, misal pada tangki propane

Level transmitter jenis radar, biasanya dipasang diatas tangki. Ia membuat gelombang, kemudian pantulan gelombangnya diterima oleh receiver. Waktu yang dibutuhkan agar gelombang bisa pulang-pergi inilah yang menjadi basis ketinggian.

Masih dengan aksesoris untuk mengukur ketinggian, kita punya yang no. 3, yakni level gauge (LG). Level gauge adalah alat ukur manual yang bekerja tanpa listrik. Yang banyak digunakan dalam dunia industri adalah magnetic LG. Gambarnya bisa dilihat dibawah.

LG type Magnetis

Jika dilihat sepintas dari gambar diatas, kita bisa mengetahui cara kerja LG magnetis. Di dalam tabung LG terdapat kapsul yang berisi magnet. Kapsul tersebut mengapung jika ada cairan yang mendorongnya. Magnet yang ada dalam kapsul ini akan menginduksi logam yang menjadi penunjuk level, magnetized metal wafers, sehingga ia berputar dari yang mulanya transparan menjadi berwarna merah.

Menentukan Volume dan Level dari Storage Tank

Kali ini kita akan sedikit membicarakan mengenai volume atau isi dari sebuah storage tank. Sebagaimana kita tahu fungsi daripada storage tank adalah sebagai media penyimpan sementara suatu liquid agar operasi bisa berjalan secara continue.

Berikut adalah gambar skematik dari storage tank atau tangki penyimpan

Gambar skematik mengenai volume dan tinggi tangki

Pada sebuah tangki penyimpan, perlu diingat bahwa titik mula-mula untuk indikasi level bukanlah berada pada bagian bawah tangki. Namun, sesuai gambar di atas, berada pada Minimum fill level. Kadang kita melupakan hal tersebut, terutama pada proses pengisian yang pertama kali yakni pada waktu commissioning.

Pada waktu proses pengisian, kita menganggap bahwa level transmitter rusak karena tidak menunjukkan adanya kenaikan ketinggian yang terbaca. Padahal, cairan masih dalam proses pengisian untuk mengisi hingga mencapai volume minimum tangki. Ketinggian tangki hingga mencapai minimum fill level inilah disebut sebagai tank dead height.

Titik nol pada tangki penyimpan berada pada nozzle dimana instrumentasi untuk menandakan ketinggian itu dipasang dan titik maksimum pembacaan atau 100% biasanya berada pada titik overflow, dimana adanya kenaikan level melewati titik ini, cairan akan tumpah.

Untuk menjaga dari hal-hal yang tidak diinginkan misalnya cairan tumpah atau level yang terlalu rendah sehingga menyebabkan kavitasi pompa, beberapa pengendalian diperlukan. Misalnya dengan penggunaan alarm dan interlock.

Dari gambar di atas, kita bisa mengetahui ada empat jenis alarm yang biasa digunakan pada tangki penyimpan :

-          * LLLL (Low-low level liquid)

-          * LLL (Low level liquid)

-          * HLL (High level liquid)

-          * HHLL (High-high level liquid)

Khusus untuk LLLL dan HHLL, biasanya akan diikuti interlock untuk menjaga agar tidak terjadi hal-hal yang tidak diinginkan, misal pada kondisi LLLL, pompa yang menyerap air dari tangki akan otomatis mati. Sebab, jika kondisi ini dibiarkan, pompa akan mengalami kavitasi karena masuknya gas ke dalam pompa karena level tangki yang rendah diikuti tekanan suction pompa yang juga rendah.

 Ada dua cara untuk menyatakan volume dari tangki penyimpan :

• Nominal capacity : biasanya merupakan volume tangki penyimpan dari bottom plate hingga hingga top of the shell height. Atau, bisa dikatakan pada gambar skematik yakni volume tabungnya saja.
• Working capcacity : sesuai namanya, biasanya merupakan volume cairan yang bisa dipindahkan dalam tangki, yakni mulai dari range 0-100% pada instrument level. Pada skematik gambar, istilah net working capacity, digunakan ketika proses pengisian hanya sampai normal fill level.

Intinya, jangan kita melupakan bahwa pada pengisian tangki untuk pertama kali, kita akan melakukan pengisian volume mati tangki, dimana kita harus menunggu hingga diperoleh pembacaan kenaikan level tangki.

Pada edisi selanjutnya kita akan membahas beberapa aksesoris yang digunakan pada tangki penyimpan  

A to Z About Oil and Gas Industry

Beberapa hal patut kita ketahui mengenai skema industri oil and gas agar kita menjadi lebih aware terhadap industri ini. Khususnya berkaitan dengan bidang apa yang ingin kita masuki disebabkan bidang ini amat luas sekali.
Yang pertama adalah mengenai mata rantai dari industri oil and gas ini.

Aktor oil and gas dan bidang yang ditangani

Dari gambar diatas, kita mengetahui siapa saja aktor yang berperan di indutri oil and gas. Ada yang bertindak di wilayah upstream/downstream saja. Ada juga yang bertindak di semua tempat. Ada tipe perusahan yang hanya bertindak sebagai penyedia layanan teknik dan assistansi yang disebut sebagai service company.

Dimulai pada jenis kegiatan, industri oil and gas dibagi menjadi dua : upstream dan downstream.
Jenis kegiatan upstream berkutat mainly pada kegiatan eksplorasi dan produksi minyak dan gas sehingga menghasilkan apa yang disebut minyak mentah dan atau gas alam.

Eksplorasi meliputi kegiatan penambangan dimana ada berbagai macam jenis bidang ilmu yang terlibat. Disini ada peran geologis, reservoir engineer, dsb untuk mengetahui bahwa suatu field memiliki kelayakan secara ekonomis untuk dieksploitasi lebih lanjut. Barulah setelah itu, bisa diputuskan untuk pembangunan fasilitas produksi minyak/gas yang berasal dari dalam tanah.

Minyak/gas yang terdiri dari berbagai macam komponen tersebut kemudian dipisahkan menjadi beberapa fraksi menggunakan distilasi bertingkat. Disinilah, awal dari industri downstream dari oil dan gas hingga akhirnya tercapai berbagai macam produk yang siap untuk didistribusikan.

Kegiatan dari downstream ini amat sangat kompleks sekali, karena proses penyulingan tidak hanya menghasilkan oil/gas product sebagai bahan bakar, tetapi juga bahan baku industri petrokimia. 

Tentu saja untuk memahami semua ini dibutuhkan waktu. Paling tidak, dari tulisan ini kita mengetahui arah dari indutri migas sehingga akhirnya kita bisa menentukan pilihan dimana letak kontribusi kita di industri ini.

Source :

© IFPEN - IFP School 2016 / © TOTAL SA 2016
© IFPEN - IFP School 2015 / © TOTAL SA 2015 / © IFP Training 2015