Rangkuman Diskusi Mailing List Migas Indonesia bulan Agustus 2003 ini membahas tentang Minimum Distance and Minimum Highest Point for Atmospheric Vent Design.

Pertanyaan : (Alvin Alviyansyah)

Saya punya pertanyaan yang sebenarnya masih basic, mohon bantuan dari rekan2
process engineer dan safety engineer.

Untuk mendesign suatu vent system dengan sebuah vent scrubber di dalamnya dengan
tujuan open end to atmosfir alias atmosferic discharge dimana vent system ini
sebenarnya merupakan existing cuma ada penambahan kapasitasnya dari suatu unit baru, dimana vent line ke vent scrubber juga scrubbernya tersebut
setelah adequacy check dilihat masih dapat menampung kapasitas tambahan ini.

Karena unit baru ini pula, discharge point dari vent sistem tersebut harus
dirubah agar tidak meracuni lokasi atau equipment proses terdekat, apakah ada
jarak minimum tertentu yang harus disertakan utk open end vent tersebut pada
sebuah platform, dalam hal ini minimum distance and minimum highest point dari
platform, equipment terdekat, structure, etc. ?

Apakah trial dan error pada vent dispersion calculation bisa dijadikan acuannya,
dengan catatan dispersi oleh angin (wind) telah dimasukkan dari data lapangan
? Atau apakah ada rule of thumb yang lainnya ?

Beberapa criteria yang saya catat dan baca dalam API dan IP adalah sebagai

berikut :

  1. API 521 (4th edition, 1998 page 56) recommends, the atm. vents handling
    combustible vapors, the outlet from the vent should be elevated approx. 3 meters
    above any adjacent equipment, building or other structure.

  2. If API 521 followed than the location of the vent to atmosphere should be
    at least 15 metres (50 feet) horizontally from any structures or equipment running
    to a higher elevation than the discharge point. (API 521 4th edition, 1998 page
    36)

  3. According to IP 15 (Model code of safe practise, March 1990, page 58-59),
    minimum hazard radius is 3 metres for process vent with discharge velocities
    to atmosphere up to 150 m/s.

Apakah criteria seperti guideline diatas dapat dipakai sebagai guideline penentuan
lokasi outlet vent-nya ? Atau malah dispersion calculation yang sebaiknya diikuti
utk mengetahui berapa jarak tertingginya ?

Vent system tersebut, berawal dari PSV/ BDV dari beberapa separator dan compression
sistem dimana blocked discharge, fire case, PCV failure, blowdown adalah case
yang direkomendasikan mungkin terjadi.

Tanggapan 1 : (Hari Syofyedi)

Alvin,
Sepertinya vent yg akan anda design adalah vent yang fungsi nya sama dengan
flare. Kemungkinan vent rate nya cukup besar, > 200 m3/h (@ ambient Cond.).
Untuk kasus ini, penentuan tinggi dan lokasi dari vent tsb harus berdasarkan
dispersi study untuk menghindari % LEL gas kemungkinan tercapai di ground level
ataupun equipment terdekatnya yang dapat menyebabkan explosion.

Sedangkan penentuan lokasi dan tinggi untuk process and instrument vent dengan
rate < 200 m3/hr (@ ambient Cond.) seperti venting gas dari instrument, seal
pumps dan lainnya penentuan tinggi dan jaraknya dapat dilakukan berdasarkan
hazardous radius yang terdapat di table 5.4 dan Table 5.5 page 59 of IP 15

Tanggapan 2 : (Nanan Yanie – BP Indonesia)

Mas Alvin,
Memang ketika ada penambahan rate atau penambahan equipment pada suatu sistem
yang existing, kita mau ngga mau, harus mau untuk mereview sistem proteksinya
dan sistem proteksi existing yang diakibatkan oleh adanya penambahan ini. Dalam
kasus Mas Alvin ini, sistem proteksi dari overpressure dan juga blowdown sistemnya,
biasanya berupa flare atau vent system.

Menarik kasus Mas Alvin ini, keliatannya PSV dan BDV dialirkan ke vent system,
dan bukan flare system. Pada flare system, gas2 buangan tsb dibakar dulu dengan
maksud semoga jadi jadi less hazardous. Untuk flare, selain radiation (karena
ada pembakaran, jadinya panas), perlu juga diperiksa dispersion-nya (in case
kalau combustion system-nya gagal ketika gas tsb released). Untuk vent system,
tentunya kita harus meyakinkan bahwa tidak terbentuk konsentrasi yang berbahaya
pada tempat di mana terdapat equipment, sumber panas/ignition, atau area di
mana orang beraktifitas. Dalam hal ini, dispersion study memang diperlukan

Karena disperson tsb fungsi dari banyak hal seperti berat molekul, temperatur,
tekanan, kecepatan, dan fungsi dari lingkungannnya seperti angin, temperatur,
humidity, juga fungsi dari perpindahan panas, pencampuran, termodinamika, juga
momentum (banyak bener ya??) , biasanya orang banyak memakai program2 yang sudah
jadi untuk dispersion calculation, biar bisa lebih cepet, abis njelimet juga
sih….

API 521 recommended practice, atau practices lain, memang memberi guidance
jarak tertentu, tapi biasanya pada kondisi tertentu yang berlaku. Misalnya tertulis
minimum jarak yang dibutuhkan sekian kali diameternya, jika kecepatan discharge-nya
sekian. Di API 521 rasanya ada persamaan untuk mengecek kecepatan discharge
kita berada di atas atau di bawah kondisi yang aman, di mana gas bercampur dan
berdilusi dengan udara sampai di luar flammable range-nya.

Jika kecepatan discharge kita di bawah kecepatan tsb, tentunya minimum jaraknya
perlu direview lagi, atau ketinggiannya mungkin bisa dimainkan (lagi2 dispersion
study itu yang digunakan). Dengan menaikkan ketinggian vent stack tersebut,
kita berharap gas tsb dapat bercampur dengan udara dengan lebih cepat dan lebih
baik, sehingga sampai di tempat kita pada kondisi yang aman, tidak lagi dalam
flammable range misalnya.

Perlu diingat juga karena biasanya angka kecepatan yang dipakai adalah kecepatan
ketika laju alir pada design rate-nya, padahal ada kondisi di mana laju alir
kita tidak full rate of design. Pengurangan kecepatan (seiring dengan pengurangan
rate juga) ini mempengaruh dispersion-nya. Jangan sampai jaraknya aman pada
kondisi full rate design, tetapi pada rate yang lebih sedikit yang mungkin terjadi
, malah jadi ngga aman. Jadi perlu dilihat kasus2 yang mungkin terjadi.

Dilihat juga apakah mungkin terjadi two-phase flow pada discharge-nya? Karena
dengan adanya liquid, perhitunganya menjadi lain, dispersion tentu lebih jelek
dibanding gas saja.

Selain dispersion study untuk mencari posisi discharge vent yang aman (baik
jarak maupun ketinggian), ada hal2 lain yang perlu diperiksa juga. Vent scrubber
capacity seperti yang Mas Alvin sebutkan adalah salah satunya. Perlu juga diperiksa
vent (atau flare) line-nya, bagaimana kecepatannya, pressure dropnya, dan juga
back pressurenya terhadap seluruh PSV/BDV yang berkaitan dengan line tersebut,
apakah ada yang terpengaruh atau terganggu dengan tambahan rate tsb.

O iya, karena dari cerita mas Alvin, PSV dan BDV masuk ke vent system tsb,
selain tambahan rate karena over pressure protection, jangan lupa dilihat juga
blowdown systemnya dengan penambahan alat yang baru itu. Kira2 dengan penambahan
blowdown volume, bagaimana pengaruhnya untuk sistem existing ? Apakah masih
cukup atau mungkin ada yang perlu diubah.

Jika penambahan rate-nya cukup besar, mungkin diperlukan juga study untuk struktural-nya.
Bisa jadi safety faktor yang dulu digunakan ketika disain nggak cukup untuk
mengcover penambahan rate ini, sehingga diperlukan tambahan2 penguat misalnya.

Tanggapan 3 : (Alvin Alviyansyah)

Dear Mbak Nanan,

Terimakasih banyak untuk sharing knowledge yang berharga ini, juga mengingatkan
berbagai point yang mungkin terlupakan oleh saya.

Seperti saya telah sebutkan sebelumnya, kapasitas vent scrubber sepertinya
dapat menampung berbagai alternatif kasus relief yang dapat terjadi (blowdown,
fire, Blocked Discharge, etc.), dengan catatan ‘no double jeopardy’ yang mungkin
terjadi, ini adalah unit yag merupakan existing dan study kecukupan (adequacy)
telah dilakukan.

Dalam API 520, API 521, API 14E, API 14J, IP 15 saya menemukan berbagai criteria
lain yang mendasari suatu relief sistem dipilih selain disesuaikan kemauan atau
peraturan perusahaan tersebut, diantaranya kapasitas vent rate tidak melebihi
200 Sm3/hr dengan kecepatan alir pada tip di bawah 150 m/s, juga variasi range
Molecular Weight yang mendasari pemilihan radius zone dari hazard yang mungkin
ada, dari hal inilah makanya relief sistem itu berujung pada existing vent sistem
jenis degassing vent.

Selain itu untuk fluida dengan rate diatas 100 Sm3/hr , maka perhitungan hazard
radius harus dibarengi dengan dispersion study sehingga jarak aman yang mencukupi
keduanya (hazard radius dan dispersion study) dapat diambil secara kompromistis,
memang ada kasus relief yang terhitung bisa menghasilkan rate lebih besar dari
200 Sm3/hr, karena itu dispersion study tetap saya ambil juga acuan minimumnya
(seperti disarankan Pak Hari Syofyedi sebelumnya).

Akhirnya dengan metoda-metoda yang secara general saya sebutkan di atas, saya
kira panjang atau tempat discharge point harus dirubah agar hazard radius dan
dispersion study dapat dijadikan sebagai acuan pemilihan desain lokasi discharge
point dari vent scrubber tersebut.

Sumber panas, area aktifitas, konsentrasi berbahaya yang mungkin terjadi diminimkan
dengan penempatan lokasi outlet point yang sesuai dengan perhitungan dalam berbagai
kasus relief diatas.

Sekian dahulu akan topik ini dan terimakasih banyak atas sumbang saran saudara-saudara
yang lain.