2019 : Perancangan Strategi Fault Tolerant Control Berbasis Reliability dan Life Cost pada Plant Heat Recovery Steam Generator

Ir. Yaumar MT.
Dr. Katherin Indriawati ST, MT

External link

Type

RESEARCH

Keywords

-


Abstract

Efisiensi energi menjadi topik hangat yang banyak diperbincangkan belakangan ini seiring dengan semakin meningkatnya kebutuhan energi dari berbagai sektor. Salah satu teknik yang ditempuh untuk memperoleh efisiensi yang tingi pada sistem pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) adalah melalui combined cycle power plant yang terdiri dari turbin gas – HRSG – turbin uap. HRSG adalah perangkat yang memanfaatkan gas buang dari gas turbin untuk memanaskan air hingga menjadi uap yang dapat dimanfaatkan oleh turbin uap. Peranan HRSG dalam meningkatkan efisiensi keseluruhan plant tidak dapat dikesampingkan. Kegagalan pada subsistem atau komponen dalam HRSG dapat berujung pada kegagalan sistem HRSG, bahkan dapat pula mempengaruhi kinerja dan efisiensi keseluruhan sistem combined cycle plant. Dengan demikian, agar plant dapat tetap berjalan dan dampak kegagalan tidak meluas, maka potensi kegagalan yang terjadi perlu diminimalisir atau di-mitigasi. Saat ini telah berkembang teknik fault tolerant control (FTC), yaitu sistem kontrol yang dapat membuat sistem untuk tetap beroperasi dengan beberapa penyesuaian bahkan ketika sistem mengalami kegagalan yang cukup serius. Hal ini tentunya dapat meminimalisir terjadinya shutdown akibat adanya kegagalan dalam proses yang dapat berdampak pada efisiensi proses. Dalam penelitian ini, FTC akan digunakan sebagai bagian dari langkah mitigasi pada kasus kesalahan komponen HRSG. Langkah mitigasi yang dapat diterapkan adalah dengan merancang skema proses atau struktur kontrol yang berfungsi sebagai struktur kontrol alternatif menggantikan struktur yang ada jika proses mengalami kegagalan. Struktur kontrol ini dapat disebut dengan struktur kontrol pada failure mode. Saat struktur kontrol pengganti ini diterapkan, proses dapat tetap berjalan walaupun akan berdampak pada performansi sistem yang mengalami penurunan. Peralihan struktur kontrol dari kondisi normal atau normal mode menjadi struktur kontrol pada failure mode harus dilakukan dengan menimbulkan gejolak seminimal mungkin pada sistem (bumpless transition) agar efisiensi tetap terjaga pada kondisi optimum. Selain itu, struktur kontrol alternatif pada failure mode harus tetap mempertimbangkan kondisi keandalan sistem dan faktor biaya yang dikeluarkan selama failure mode ini. Dalam penelitian ini akan dirumuskan beberapa struktur kontrol yang dapat bekerja ketika sistem mengalami kegagalan pada komponen. Selanjutnya melalui teknik optimisasi berdasarkan analisis keandalan dan biaya akan dipilih struktur kontrol optimum yang akan memberikan nilai keandalan tertinggi dan biaya terendah pada satu kasus failure mode. Untuk itu dirumuskan terlebih dahulu fungsi obyektif beserta fungsi kendala yang sesuai. Problem optimisasi dinyatakan dalam bentuk quadratic programming. Setelah struktur control optimum terpilih, langkah selanjutnya adalah membuat switching logic untuk mengatur peralihan antar struktur kontrol. Performansi strategi FTC yang diusulkan dalam penelitian ini diuji melalui serangkaian simulasi numerik pada simulator HRSG. Dalam hal ini, indikator performansi yang ditinjau meliputi nilai fungsi obyektif, kehandalan, biaya, dan respon dinamik plant.