PENGEMBANGAN SISTEM PENGENDALIAN KERJA SOOTBLOWER IR

881B UNTUK MECEGAH WALLTUBE BOILER BOCOR

M. ARIF SUSETYO – 8510765Z SUTOMO -8510223Z

PT PLN (Persero)PEMBANGKITAN TANJUNG JATI

BJEPARA 2012

OVERVIEW PLTU BATU BARA TANJUNG JATI B Terdiri dari 4 unit @ 660 MW Nett (710

MW Gross) Lokasi : Tanjung Jati, Jepara, Jawa Tengah

Jalur Transmisi : Existing -- 500 kV TJB – Ungaran (2 line)

150 kV TJB – Jepara (2 line)Ongoing -- 500 kV TJB – Ungaran (1 line)

500 kV TJB – Pedan (1 line)

150 kV TJB – Sayung (2 line)

Boiler Type : B&W Subcritical Front firing (Unit 1-2)

MHI Subcritical Corner Firing (Unit 3-4)

EHV Substation (Existing)

Notes :

JAWA

CLGON

SLAYA

KMBNG

BKASI

GNDUL

CWANG

CBATU

CIBNG

CRATA

SGLNG

BDSLN

CRBON

KLTEN

UNGARAN

PWRDI SBB

RT

GRSIK

SBLTN

PITONKDIR

I

MADURA

BALI

BLRJA

DEPOK

MRTWR

CSKAN

TJ JATI BBABAT

GRATI

TSMYA

U

EHV Substation (Plan)EHV Lines (Existing)

SISTEM 500 KV JAWA-BALI

LATAR BELAKANGBoiler Combustion, Fouling & Sootblowing

Foulin

g

Sootb

low

ing

Combustion

BACKGROUND Apa itu Sootblower? Fungsi utama sootblower adalah

membersihkan pipa boiler dari abu hasil pembakaran.

Sootblower menggunakan Uap Superheat sebagai media pembersih. Uap berasal dari auxiliary steam

Ada 3 tipe sootblower yang digunakan di Boiler TJB:- Wallblower, : 36 buah/unit- Superheater/reheater/economizer sootblower 20 buah/unit -Air heater sootblower. 2 buah /unit

Sootblower yang dibahas pada Karya Inovasi ini adala Tipe Wallblower

Wall Sootblower used in TJB (Diamond Power type IR 881B )

Proses Kerja Sootblower Electric Motor yang terkopel

dengan Shaft memutar Gearbox, yang menggerakkan Nozzle kedalam Boiler

Ketika Nozzle mecapai posisi full extend, maka cam pada nozzle akan megaktifkan trigger yang membuka Poppet Valve . Hal ini menyebabkan Uap Superheat disemprotkan kedalam boiler secara berputar

Ketika Trip Pin pada Control Box Mencapai LSF (Limit switch forward), arah putaran motor berbalik, poppet valve ditutup, dan nozzle ditarik kembali ke posisi istirahat.

Ketika Trip Pin pada Control Box mencapai LSR (Limit Switch reverse), Proses Sootblow tersebut selesai, dan proses dilanjutkan kepada sootblower di posisi berikut

Nozzle Control Box

Electric

Motor

Gearbox

Trigger

Poppet Valve

Cam

Coupling Shaft

Assembly

Auxiliary

Steam

Limit Switch Posisi Forward

(Normally Closed)

Limit Switch Posisi Retract

(Normally Closed)

Control Box

Forced Outage yang disebabkan oleh Malfungsi Sootblower

Terjadi pada 4 November 2010

Disturbance :Unit 1 boiler walltube leakage

Durasi Maintenance Outage : 54 hours

Loss production : 660 MW x 54 hours = 35,640 MWh660 MW x 36 Hour = 23,694 MWh660 MW x 24 Hour = 15,840 MW

Total = 75,174 MW

Financial Loss : Rp 15.255.000.000

Kebocoran

Kebocoran Walltube

DIAGNOSE : MENGAPA BISA TERJADI ?

?

Coupling Pin Patah

Root Cause Failure Analysis (RCFA)

Coupling Shaft

Assembly

Nozzle Control Box

Electric

Motor

Gearbox

Trigger

Poppet Valve

Cam

Coupling Shaft

Assembly

1 . Coupling Pin pada Sootblower Drive shaft mengalami kegagalan ketika sootblower dalam posisi semprot.

2. Kegagalan Pin menyebabkan disconnect antara electric motor dan Gearbox. Akibatnya Nozzle “tertinggal”, dan terus menyemprot dinding boiler.

3. Proses penyemprotan berkepanjangan tidak terdeteksi Distributed Control System (DCS), karena control box sebagai sirkuit deteksi hanya memonitor posisi trip pin yang terhubung ke motor listrik.

4. Penyemprotan yang berkepanjangan menyebabkan erosi pipa boiler, dan pada akhirnya kebocoran yang memaksa Boiler untuk Shut Down guna perbaikan.

Root Cause Failure Analysis

Kesimpulan RCFA

Wall Sootblower Diamond Power IR 881 B mempunyai kelemahan,

dimana gagalnya coupling pin akan menyebabkan tidak

berfungsinya sistem kontrol, dan menyebabkan boiler bocor!

Sirkuit Kontrol Sootblower (Sebelum modifikasi)

LSF

LSR

A1

G176

P176

D176

IR887B CONTROL ELEMENTARY

POWER BUS 3380VAC, 3ø 50hZ

FUSE

START LSF R

R

R

F

F

F

LSR

MOTOR

F

Limit Switch Posisi Forward

(Normally Closed)

Limit Switch Posisi Retract

(Normally Closed)

Penyederhanaan Sirkuit Kontrol Sootblower (Sebelum modifikasi)

Logic Table Sistem Kontrol Sootblower existing RETRACT CIRCUIT LOGIC TABLE

Actual Sootblower Condition

Normal Retract

Retract , pin broken (Stuck in Extend Position)

Extend Pin Broken (Stuck at Retract

Position)

Normal Extend

Existing L.S (NC) Open Open Closed Closed

Retract Cond circuit

Open Open Closed Closed

CCR Reading Circuit active Circuit Active Circuit Inactive Circuit Inactive

FORWARD CIRCUIT LOGIC TABLE

Existing L.S (NC) Closed Closed Open Open

Extend Cond Circuit

Closed Closed Open Open

CCR Reading Circuit Inactive Circuit Inactive Circuit Active Circuit Active

CCR SOOTBLOWER

STATUS

Retract / Stop Retract / Stop Extend / Run Extend / Run

Efek Kepada Boiler

Normal Walltube erotionNO DETECTION

Sootblower inoperationNO DETECTION

Normal

DESIGN : Menyempurnakan Sistem Kontrol Sootblower

!

Kebutuhan Perbaikan Sistem Kontrol

1 . Terdapat resiko disconnect antara electric motor dan screw Tube akibat gagalnya coupling Pin Tanpa terdeteksi DCS

2. Dibutuhkan Kemampuan DCS untuk mendeteksi sootblower dalam situasi kegagalan coupling pin.

3. Idealnya, modifikasi dilakukan pada logic DCS/PLC (Modifikasi Software) untuk meminimalkan biaya. Jika tidak memungkinkan, maka dilakukan modifikasi lokal secara hardware.

4. Modifikasi yang dilakukan harus memungkinkan deteksi semua malfungsi sootblower, termasuk malfungsi alat tambahan modifikasi terebut.

Modifikasi Lokal : Penambahan Proximity Switch and Relay

LSF

LSR

A1

G176

P176

D176

IR887B CONTROL ELEMENTARY

FUSE

START LSF R

R

R

F

F

F

LSR

MOTOR

F

P

P

P PS

POWER BUS 380VAC, 3ø, 50Hz

Sirkuit Kontrol Sootblower (Setelah Modifikasi)

SEBELUM

Limit Switch Forward (LSF)

(Normally Closed)

Limit Switch Retract (LSR)

(Normally Closed)

SESUDAH

RETRACT CIRCUIT LOGIC TABLE

Kondisi Aktual Soot blower

NormallyRetract

Retract, pin broken (leave at Forward

position)

Normally Retract (P.S cable broken)

Extend , Pin broken (Tersangkut Posisi

Retract)

Normally Extend

Normally Extend (L.S cable broken)

Existing L.S (NC) Open Open Open Closed Closed Closed

Add. Relay 1 (NC) Open Closed Closed Open Closed Closed

Add. Relay 2(NC)

Open Closed Closed Open Closed Closed

Add. Proximity Switch Energized De-Energized De-Energized Energized De-Energized De-Energized

Retract condition circuit

Open Closed Closed Open Closed Closed

CCR Reading Circuit active Circuit Inactive Circuit Inactive Circuit Inactive Circuit Inactive Circuit Inactive

EXTEND CIRCUIT LOGIC TABLE

Existing L.S (NC) Closed Closed Closed Open Open Open

Kondisi Extend Circuit Closed Closed Closed Open Open Open

CCR Reading Circuit Inactive Circuit Inactive Circuit Inactive Circuit Active Circuit Active Circuit Active

CCR SOOTBLOWER STATUS

Retract / Stop Elapsed time Alarm Elapsed Time Alarm Failed To Start Alarm Forward / Run Forward

Effect to Boiler NORMAL Walltube erotion (leakage)detected

Sootblower isn’t monitoreddetected

Sootblower isn’t operate

detected

NORMAL Alarm will appear at retract condition

detected

Logic Table of Sootblower Control System

DELIVER : IMPLEMENTASI

$

Total Biaya Modifikasi

Kurang DariUSD 35,000

(owner’s estimate)

Justifikasi Biaya:Loss production : 660 MW x 114 Jam = 74,174 MWhFinancial Loss : Rp 15.255.000.000

Kesimpulan Hasil Modifikasi Modifikasi sistem pengendalian sootblower dapat

menghilangan resiko boiler bocor akibat sootblower

Biaya instalasi modifikasi sistem terjustifikasi.

Semua boiler yang menggunkan Diamond Power IR sootblower mempunyai resiko kegagalan yang sama.

Instalasi sistem ini dapat diaplikasikan untuk semua power plants yang memakai sootblower Diamond Power IR 881B, dan modifikasi dapat dilakukan Online

Terima kasih Atas Perhatiannya