Post on 19-May-2019
1
Penilaian Risiko Kebakaran Pada FPSO (Floating
Production, Storage, and Offloading)
Guntur Rhoma Dony, Trika Pitana, AAB Dinariyana DP
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail: trika@its.ac.id ; kojex@its.ac.id
Abstrak— Berdasarkan Oil and Gas in Indonesia Investment
and Taxation Guide 2010 Indonesia melakukan proses produksi
minyak dan gas sebesar rata-rata 108 trillion cubic feet per
year. Sebagian cadangan minyak dan gas tersebut berada pada
lautan dalam (deepwater sea) seperti halnya Lautan Timor
yang menyediakan kebutuhan produksi cadangan minyak dan
gas dengan kapasitas produksi minyak hingga 100.000 bpd
(barrels per day) dengan data geografis kedalaman di Lautan
Timor palung dangkal memiliki kedalaman 90-340 meter. Oleh
sebab itu, sarana penunjang penggunaan Floating Production,
Storage, and Offloading (FPSO) merupakan pemilihan yang
tepat untuk mengeksplorasi minyak dan gas pada lautan
dalam (deepwater sea). Dari data-data informasi tersebut diatas
maka penilaian risiko (risk assessment) harus dilakukan untuk
mengetahui tingkat bahaya serta keandalan pada kapal FPSO
tersebut. Terutama penilaian pada bahaya kebakaran (fire
hazard) yang terjadi pada bagian topside FPSO yang
mengalami kegagalan proses berupa kebocoran peralatan.
Langkah pertama yaitu dengan melakukan identifikasi bahaya
menggunakan metode HAZOP (Hazard and Operability) sesuai
standard BS IEC 61882 dengan data yang dibutuhkan adalah
P&ID topside FPSO bagian condensate stabilization system.
Setelah itu melakukan analisis frequency bahaya menggunakan
Event tree analysis (ETA) dan analisis consequences
menggunakan simulasi software ALOHA (Areal Location of
Hazardous Atmospheres) yang digunakan untuk fire modeling.
Berdasarkan hasil analisis frequency dan consequences maka
tingkat risiko di representasikan menggunakan f-N curve yang
mengacu pada standar UK Offshore (1991). Hasil yang
didapatkan dari penelitian ini yaitu potensi bahaya yang akan
terjadi berupa pool fire dan jet fire. Nilai hazard risk yang
didapatkan dari representative risiko f-N curve menunjukkan
bahwa potensi bahaya masih dalam kondisi acceptable
sehingga tidak memerlukan tindakan mitigasi.
Kata kunci: Risk assessment, FPSO topside, fire modeling,
f-N curve
I. PENDAHULUAN
LOATING Production, Storage, and Offloading
(FPSO) adalah kapal yang digunakan untuk
memproduksi (memisahkan minyak mentah, air, dan
gas) dari production well serta untuk menyimpan
(menampung hasil produksi) kemudian mentransfer hasil
produksi ke kapal trading. Berdasarkan kuliah tamu di ITS
pada tanggal 20 Desember 2013 yang bertemakan
Indonesian Offshore Shipping Outlook & Opportunities oleh
Bapak Achmad Agung P selaku direktur PT Samudera
Indonesia menyatakan bahwa aktifitas industri sebagai
penunjang sarana eksplorasi minyak sangat meningkat
terhitung dari Operational Service pada tahun 2004
sebanyak 312 juta USD menjadi 1113 juta USD pada tahun
2014 [1]. Dengan adanya peningkatan kebutuhan untuk
melakukan eksplorasi minyak dan gas tersebut maka juga
terdapat proses produksi. Berdasarkan Oil and Gas in
Indonesia Investment and Taxation Guide 2010 menyatakan
bahwa Indonesia berada pada peringkat ke 8 dunia sebagai
negara yang melakukan produksi minyak dan gas dengan
menyediakan rata-rata 108 trillion cubic feet per year[2].
Namun cadangan minyak dan gas tersebut berada pada
lautan dalam (deepwater sea) yang letaknya sangat jauh
dari daratan. Sehingga dibutuhkan penggunaan alat yang
sangat optimal sebagai penunjang untuk melakukan
eksplorasi sumber daya alam minyak dan gas di laut dalam
tersebut.
Dalam konteks ini, lautan yang dibahas yaitu Lautan
Timor yang memiliki kapasitas produksi minyak hingga
100.000 bpd (barrels per day). Serta data geografis
kedalaman di Lautan Timor palung dangkal memiliki
kedalaman 90-340 meter. Oleh sebab itu, sarana penunjang
penggunaan FPSO merupakan pemilihan yang tepat untuk
mengeksplorasi minyak pada laut dalam tersebut. Selain itu
juga bisa digunakan kembali untuk melakukan eksplorasi di
tempat lain, biaya pembangunan murah, karena letaknya
sangat jauh dari daratan maka penggunaan sistem pipanisasi
untuk mentransfer hasil dari production well ke darat sangat
tidak effisien, sedikit kendala dalam melakukan proses
produksi karena tidak perlu melakukan perijinan ataupun
jika isu kondisi ekologis dari masyarakat sekitar yang
menolak jika melakukan proses produksi di darat.
Dari data-data informasi tersebut diatas serta mengenai
keuntungan dan kerugian penggunaan FPSO sebagai media
eksplorasi minyak dan gas pada lautan dalam. Maka
penilaian risiko (risk assessment) harus dilakukan untuk
mengetahui tingkat bahaya serta keandalan pada kapal
FPSO tersebut. Terutama penilaian pada bahaya kebakaran
(fire hazard). Fire Hazard harus diperhatikan pada FPSO
yang disebabkan oleh setiap proses produksi yang
berlangsung di topside FPSO karena memiliki senyawa
kimia CHx (Hydrocarbon). CHx merupakan salah satu
komponen dari segitiga api yang dapat menimbulkan
kebakaran jika terdapat O2 (Oxygen) serta Flash Point [3].
F
2
II. METODOLOGI
Mulai
Identifikasi
masalah
Studi literatur
-OGP (Oil&Gas
Producers)
-DNV
-BS IEC 61882
-OTI (Offshore Technoloy
Information)
-White Rose DA vol 2
-Manual ALOHA
- UK HSE
Pengumpulan
data
-P&ID
-General Arrangement
-Kandungan kimia
-kondisi cuaca
-Design intent system
-Marine service FPSO
Pengolahan
data
Pemodelan
kebakaran
yang terjadi
pada topside
module FPSO
Penilaian
skenario
kebakaran
Selesai
Gambar.1.Metodologi penelitian A. Identifikasi Masalah
Pada proses ini dilakukan identifikasi masalah berupa
analisis terjadinya kebakaran yang terjadi pada Top side
module FPSO. Identifikasi masalah yang perlu dilakukan
antara lain :
1. Menganalisis kegunaan FPSO sebagai kapal
eksplorasi minyak pada deepwater sea.
2. Menganalisis fire hazard pada top side module
FPSO.
3. Menganalisis fire hazard menggunakan HAZOP
B. Study Literature
Beberapa studi literatur dilakukan sehingga teori – teori
dasar dan standar secara umum maupun khusus dapat
dirangkum menjadi satu. Hal ini dilakukan dalam rangka
untuk mendapatkan berbagai informasi yang dibutuhkan
dalam tugas akhir ini. Studi literatur umumnya dilakukan
dengan membaca buku, jurnal, standar atau penelitian
sebelumnya, ditambah dengan internet. Adapun beberapa
literatur yang menjadi acuan dalam pembuatan tugas akhir
ini adalah :
1. Standar pembuatan HAZOP BS IEC 61882.
2. DNV failure frequency guidance (leak frequency
data)
3. International Association OGP (Oil & Gas
Producers) data mengenai process release
frequencies.
4. International Association OGP (Oil & Gas
Producers) data mengenai Ignition Probabilities.
5. International Association OGP (Oil & Gas
Producers) data mengenai consequences modeling
6. OTI (Offshore Technology Information)
7. Manual ALOHA
8. White Rose Development Plan volume 2
9. UK HSE for f-N curve
C. Pengumpulan Data
Analisis akan dilakukan jika telah berhasil dikumpulkan,
adapun data yang dikumpulkan nantinya akan menjadi
bahan analisis dalam pembuatan tugas akhir ini. Data-data
yang harus dikumpulkan itu antara lain :
1. General Arrangement top side module FPSO
2. P&ID (Piping & Instrumentation Diagram) sub
system module
3. Design intent system
4. Kandungan kimia dari top side process
5. Weather condition on Timor Sea
6. Marine service FPSO crew on top side
D. Pengolahan Data
General Arrangement digunakan untuk menentukan
module yang ada pada top side FPSO. Serta digunakan
untuk menentukan simulasi sebaran api pada bagian top
side. Sedangkan untuk P&ID digunakan untuk penentuan
HAZOP pada sistem yang telah ditentukan sekaligus untuk
mengetahui equipment yang ada pada sistem tersebut.
Design intent system digunakan untuk memberikan
penjelasan terkait description dari sistem dan equipment.
Kandungan kimia yang berada pada top side process
digunakan untuk mengisi kolom pada software ALOHA.
Input data untuk weather condition sebagai dasar arah
sebaran api yang akan terjadi. Marine service FPSO crew
digunakan untuk mengetahui jumlah orang yang sedang
bekerja pada topside FPSO.
E. Pemodelan Kebakaran
Pemodelan kebakaran akan dilakukan pada topside
module FPSO yang telah terpilih. Dengan ketentuan dasar
yaitu dampak sebaran api yang ditimbulkan oleh kebocoran
pada equipment.
F. Penilaian Skenario Kebakaran
Analisis akan dilakukan menggunakan f-N curve model
dengan membandingkan antara frequency event dan korban
yang diakibatkan oleh sebaran api.
III. OBJEK PENELITIAN
A. Lokasi FPSO
Kapal FPSO yang digunakan untuk memproduksi
minyak dan beroperasi di daerah Laut Timor (Timor Sea)
dengan posisi 11o
(LS) Lintang Selatan dan 125o (BT) Bujur
Timur. Posisi kapal FPSO tersebut berada pada kedalaman
450 meter sampai 600 meter serta beroperasi pada
kedalaman palung dangkal dengan kedalaman 90 meter
sampai 340 meter.
Gambar.2. FPSO Location
3
B. General Arrangement FPSO
General Arrangement pada FPSO dibagi menjadi 10
topside module.
Gambar.3. Side view & Topside view
C. Deskripsi sistem
Pada module 10 memiliki deskripsi sistem (design
intent) sebagai berikut: Tabel.1.
Design intent system module 10
D. Kandungan Kimia Fluida
Kandungan fluida dalam kasus pada penelitian ini,
molekul yang dihasilkan yaitu dengan komposisi 83% C dan
14 % H maka dalam perhitungan empiris maka didapatkan
perhitungan sebagai berikut :
C : 83% ; H : 14%
Perbandingan massa C : H = 83 : 14
Molekul C =
= 6,9 molekul = 7 molekul
Molekul H=
= 14 molekul
Perbandingan molekul = C : H = 7 : 14
dengan nama molekul butena .
dan jika setelah itu ditambahkan dengan 4 rantai molekul
yang sama dengan perhitungan empiris tersebut yaitu akan
menjadi nama molekul n-octane.
E. Crew On FPSO Topside
Data mengenai crew/personel yang akan bekerja pada
saat proses produksi ditentukan berdasarkan standar yang
telah ditentukan. Standar mengenai crew yang bekerja pada
saat produksi di topside FPSO mengacu pada White Rose
Development Plan volume 2[4].
Tabel.2.
Crew on topside production
Nb: : jumlah personel yang digunakan dalam tugas
akhir (digenapkan menjadi 8 personel)
IV. ANALISIS PEMBAHASAN
A. Penyusunan P&ID
Pada module 10 terdapat P&ID yang digunakan untuk
mengetahui equipment dan alur process pada sistem
tersebut.
Gambar.4.condensate stabilization system
B. HAZOP (Hazard and Operability)
Dari P&ID sistem yang telah disusun maka akan
didaptkan 7 Node yang selanjutnya digunakan untuk
identifikasi bahaya. Tabel.3.
Pembagian Node
4
C. Identifikasi HAZOP
Berdasarkan IEC 61882 Hazard and Operability Studies
(HAZOP studies)[5]. Deviasi merupakan perpaduan antara
parameter dan guide word.
Deviasi = Parameter + Guide word
Parameter suatu sistem merupakan ukuran dimana sistem
itu bisa dikatakan berjalan sesuai yang direncanakan.
Beberapa parameter yang menandakan sistem berjalan
dengan normal antara lain: (flow, pressure, temperature,
level, contaminant, addition, dan parameter lainnya.
Guideword merupakan kata-kata yang digunakan
sebagai batasan parameter berjalan normal sesuai yang
direncanakan. Guide word yang sering digunakan antara lain
no, more, less, part of, reverse, high, dan lain-lain
Gambar.5.contoh node yang akan di identifikasi HAZOP
Sehingga menghasilkan data berupa worksheet yang telah
ditentukan oleh standard. Tabel.4.
contoh hasil pengerjaan identifikasi HAZOP
D. Potential Hazard
Pool fire
Pool fire timbul karena adanya genangan liquid (pool
liquid). Yang dimulai oleh kebocoran pada equipment
dengan proses yang tidak mendapatkan pressure.
Gambar.6. Pool fire
Jet Fire
Jet fire timbul karena dimulai oleh timbulnya leakage
kemudian pressure yang berlebihan diakibatkan pada
proses. Liquid yang menyebabkan jet fire memiliki molekul
butena dengan pressure minimal yaitu 20 bar (OTI 92
597)[6].
Gambar.7. Jet fire
E. Analisis Frequency
Untuk mencari nilai frequency dari setiap skenario yang
didapat maka digunakan event tree analysis dengan nilai
sequences for Initiating event pada ETA didapatkan pada
standar DNV failure guidance for leakage frequency[7] dan
sequence for pivotal event didapat pada OGP (Oil & Gas
Producers).
Gambar.8.contoh hasil Event Tree Analysis
Dengan nilai initiating event Tabel.7.
nilai Initiating event
Yes 0.25
Yes
0.0170
Yes No 0.75
0.5835
0.9830
No
Yes
0.0170
0.4165
No
0.9830
No
3.258E-06
2.512E-04
3.100E-06
1.793E-04
Jet dispersion
Pool fire
Liquid pool
ETA Horizontal Vessel S-221-1 medium leakage 30 mm
End event frequency
Jet fire
Pool fire
Initiating event Pressure Start of ignitionImmidiate
ignition
Outcomes
description
1.09E-06
Leak on
Horizontal
vessel S-221-
1
0.0004379
5
Tabel.8.
Probability pressure (pivotal event)
Immediate ignition didapat berdasarkan penjelasan pada
standar International Association OGP data mengenai
Ignition Probabilities[8] bahwa jika probability ignition
100% maka Immidiate Ignition mendapatkan nilai 25%
Outcome didapat dari Fire mechanism OGP
End even frequency didapatkan melalui perhitungan:
P=(P1)(P2)(P3)(P4)
P=(Initialing event) (pressure) (start of ignition) (Immidiate
Ignition)
F. Simulasi Consequences Dengan Software ALOHA
Gambar.9. contoh hasil simulasi consequence
Hasil yang dikeluarkan oleh simulasi kebakaran dengan
software ALOHA yaitu jarak sebaran api dengan penjelasan
contoh sebagai berikut:
Gambar.10. contoh jarak sebaran api fire modeling ALOHA pada topside
Hasil yang dikeluarkan oleh simulasi ALOHA yaitu
jarak sebaran api dengan penjelasan contoh sebagai berikut:
Threat zone :
• Yellow threat zone dengan jarak sebaran 18 yards
(16,38 m) dari titik kebocoran
• Orange threat zone dengan jarak sebaran 13 yards
(11,83 m) dari titik kebocoran
• Red threat zone dengan jarak sebaran 11 yards
(10,01m) dari titik kebocoran
G. Penilaian Tingkat Representatif Risiko f-N curve
Penilaian risiko kebakaran menggunakan f-N curve
mengacu pada UK Offshore (1991)[9] digunakan untuk
mengetahui risiko yang diterima oleh skenario terjadinya
kebakaran berdasarkan jumlah korban manusia yang terkena
dampak kebakaran. Berikut penilaian yang didapat
berdasarkan hasil analisis: Tabel.9.
Frequency event
End event frequency diperoleh dari hasil penilaian ETA dari
risiko potensi bahaya kebakaran pool fire dan jet fire.
Hasil tingkat representatif f-N curve di petakan
berdasarkan gambar berikut:
Gambar.11. contoh f-N curve kejadian Jet Fire pada Horizontal Vessel
(S-221-1)
Gambar.12. contoh f-N curve kejadian Pool Fire pada Horizontal Vessel
(S-221-2)
Dari contoh diatas terlihat bahwa pemetaan tingkat
representatif risiko f-N curve berada pada kondisi acceptable
maka tidak perlu dilakukan tindakan mitigasi.
6
V. KESIMPULAN
Dari hasil penelitian tugas akhir yang telah dilakukan
maka kesimpulan yang didapat yaitu:
1. Dari identifikasi hazard yang telah dilakukan maka
risiko fire hazard yang mungkin terjadi pada topside
module FPSO yaitu pool fire dan jet fire
2. Dari hasil simulasi kebakaran pada software ALOHA
diperoleh jarak sebaran api dengan skenario kebocoran
10mm, 30mm, 100mm, 200mm dengan risiko
kebakaran jet fire dan pool fire dari jarak sebaran
mulai dari 10 meter hingga 350 meter
3. Berdasarkan pemetaan penilaian tingkat representatif
risiko f-N curve, dampak yang ditimbulkan oleh risiko
kebakaran berada pada posisi acceptable. Sehingga
tidak memerlukan mitigasi.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Agung, Achmad P. 2013. “Indonesian Offshore Shipping
Outlook & Opportunities”. Kuliah tamu di ITS
(Surabaya), 20 Desember.
[2] Oil and Gas in Indonesia Investment and Taxation
Guide. Guidance Pricewaterhouse Coopers,
Indonesia.
[3] Silcock, T.S. 1987. “Building & Fire”. London ,
England.
[4] Crew on FPSO production. Guidance White Rose
Development Plan volume 2. Canada. [5] Hazard and operability studies (HAZOP studies) BS IEC
61882. British Standards Institution. London,
United Kingdom.
[6] Offshore Technology Information 92 597. Manual UK
HSE. London, United Kingdom.
[7] Failure frequency guidance. Manual DNV Leak
Frequency. Hovik, Norway. [8] Ignition Probabilities. Manual International
Association of Oil & Gas Producers. London,
United Kingdom.
[9] f-N curve UK Offshore 1991. f-N Plot standart.
London, United Kingdom.