Istilah blowdown analysis adalah istilah untuk suatu pekerjaan kajian tentang penurunan tekanan selama rentang waktu tertentu pada suatu sistem bertekanan tinggi untuk mencapai tekanan tujuan yang sudah tertentu. Umumnya tekanan tujuan adalah tekanan di relief containment atau tekanan vent/flare, mostly pada tekanan atmosferik.

Tanya – Muchlis Nugroho

Mau tanya kalau istilah blowdown analysis di gas plant itu maksudnya apa ya? Kira-kira guidance standard nya apa ya?

Tanggapan 1 – Crootth Crootth

Mas Muchlis,

Istilah blowdown analysis adalah istilah untuk suatu pekerjaan kajian tentang penurunan tekanan selama rentang waktu tertentu pada suatu sistem bertekanan tinggi untuk mencapai tekanan tujuan yang sudah tertentu. Umumnya tekanan tujuan adalah tekanan di relief containment atau tekanan vent/flare, mostly pada tekanan atmosferik.

API RP520 dan API 521 menyinggung ‘sedikit’ (namun cukup proper) tentang hal ini.

Proses blowdown adalah proses yang beresiko mengingat ada dua kecelakaan besar di dunia yang sedikit banyak disebabkan proses blowdown yang tidak dihitung berbasiskan resiko. Texas city refinery accident dan Bhopal adalah dua contoh nya…

Kriteria lain selain tekanan ultimate dan waktu blowdown adalah erosional velocity pada piping selama blowdown, noise yang timbul selama blowdown, dispersion analysis, dan fire/heat radiation calculation. Semuanya seharusnya ada dalam suatu studi blowdown.

Khusus untuk sistem kompressor patut diperhatikan adanya, settling out pressure calculation, karena perbedaan kondisi proses pada bagian hulu dan hilir kompresor.

semoga sedikit menjelaskan.

Tanggapan 2 – Alvin Alfiyansyah

Dear Mas Muchlis,

Blowdown system disini maksudnya adalah suatu system pembuangan yang merupakan bagian dari effluent containment disposal system. Ketika condensable vapors, aquaeous effluent contaminated, dam other liquid streams bereaksi yang dapat menyebabkan plant emergency maka fluids ini perlu dibuang. Contoh equipment yang merupakan bagian dari blowdown system itu sendiri adalah oily water sewers, chemical sewers, closed drain header system for flammable liquids or special materials, quench blowdown drum, atau system lain yang dapat menampung load yang cukup besar.

Blowdown dapat dibagi menjadi blowdown system utk vapor relief stream (biasanya dibuang ke atmosfir, lower pressure vessel/system, closed pressure relief system atau langsung ke flare, sump condenser) dan liquid relief stream (biasanya dibuang ke liquid blowdown drum, lower pressure system/vessel, oily water sewer – hanya untuk dalam kasus fluidnya tidak mengandung hazard, vaporizer, pump suction yang tahan dengan temperature tinggi, dan burn-pit yang sudah dilarang di
Indonesia) yang masing-masing punya persyaratan sendiri. Process data penting yang diperlukan adalah temperature system, pressure upstream dan downstream system, blowdown rate, geometric volume dari system blowdown yang dimaksud, dan properties fluidsnya itu sendiri (compressibility, toxicity, viscosity, solidification, miscibility dan lainnya jika dirasakan perlu).

Tujuan dari analisa ini adalah sbb. :

. Mengurangi inventory fluids yang mudah terbakar dalam kasus emergency bukan termasuk dari aktifitas rutin deinventory

. Mengurangi waktu dari kebocoran yang dapat menyebabkan terjadinya jet fire secara terus menerus

. Avoid a vessel rupture caused by the fire heating up the vessel’s metal wall and thereby lowering the metal’s yield stress below that induced by the vessel’s internal pressure. (Mengurangi kenaikan temperatur metal vessel yang melebihi design)

System tradisional dari blowdown system adalah menggunakan restriction orifice yang dipasang pada pipa yang dimaksud dengan pemasangan automatic isolation valve di upstreamnya. Kejelekan system tradisional ini adalah ketika vessel diperlukan utk diblowdown maka pressure menurun drastis sejalan dengan pressure dalam vessel tsb. dan flowrate dari blowdown process tsb. biasanya mencapai high peak flowrate yang dapat lebih besar dari kapasitas flarenya, makanya haruslah benar-benar dihitung apakah sesuai dengan kapasitas flarenya dan radiasi yang diakibatkan dari proses ini. Dalam kasus offshore hal semacam ini dapat menyebabkan mahalnya instalasi flare yang diperlukan.

Proper controlled blowdown adalah dengan mendesign blowdown system dengan flowrate konstan dalam masa depressurizing (15 minutes as per API 521) atau cara lainnya dengan menggunakan RO yang tahan pada high pressure dan dapat memprovide redundancy pada control valve (instead of using automatic isolation valve) yang dipakai sehingga ketika valve terbuka perlahan saat depressurization process berjalan dengan pressure konstan ke flare header dan flowrate yang dibuang diharapkan tidak melebihi design flowrate utk flare tipnya. Ada lagi contoh proper blowdown system yang lebih canggih dengan assesoris dan pengontrolan, yang pernah saya baca di internet, mungkin kalo ketemu papernya saya akan kirimkan.

Dapat menerima attachment sampai 1 MB ngga, Mas ? Mudah-mudahan ketemu nanti malam file-nya.

Memang shoheh apa yang dikatakan Om Gharonk, erosional velocity, sonic velocity, noise, tekanan optimum/ultimate sampai waktu optimum blowdown biasanya menjadi bagian dari blowdown study/analysis itu sendiri apalagi kalo melibatkan kompresor dimana biasanya ada settling out pressure calculationnya juga.

Jenis blowdown dapat dibagi menjadi cold blowdown dan hot blowdown tergantung temperature streamnya (bubble point salah satu factor utama yang membedakannya) .

Reference selain API 521, API 520, dapat juga dilihat di GPSA, tulisan2 H.K Fauske tentang emergency relief system, DIERS paper utk relief emergency system, dan guidelines for engineering design and process safety – AICHE yang mungkin sudah anda punyai.

Ada paper sangat singkat yang mungkin dapat dilihat-lihat di iips- online.com untuk pengenalan effluent disposal system.

Ini Mas Muchlis PSCE kah .?

Sekarang sudah di tempat lain yaa.. ?

Please CMIIW my inputs…

All of you my know better than me…

Tanggapan 3 – cahyo@migas-indonesia.com

Pak Muchlis, saya mau ikutan komentar

Blowdown bisa diartikan sederhana sebagai pengurasan. Istilah ini bukanlah monopoli facility engineering semata. Di dunia bawah tanah, istilah blowdown kerap digunakan untuk menguras habis yang isi sumur (yang masih mungkin) dalam waktu yang relatif cepat mengikuti scenario dari subsurface department.

Analisa pengurasan atau blowdown analysis umumnya menjadi salah satu project deliverable shg kajian ini pasti tercantum di project documentation. Dokumentasi ini biasanya dikopikan ke lokasi plant agar dapat dijadikan acuan, sehingga Pak Muchlis mungkin bisa mencari-cari dokumen di perpustakaan di plant. (Dibaca atau tidaknya dokumen ini di plant, adalah masalah lain he..he.. karena setahu saya orang plant itu malas membaca.eh..tetapi belum tentu engineer juga rajin membaca atau hanya membaca tetapi tidak mengkajinya dengan baik sehingga jadinya hanya comot sana-sini, copy paste dst…lohhh…maaf ngelantur)

Ketika terjadi keadaan berbahaya di plant atau kondisi yang didefinisikan berbahaya, pabrik, saya ambil contoh pabrik minyak dan gas bumi hulu, mempunyai sistem mitigasi, yang sekarang sering disebut-sebut termasuk dalam layer of protection. Salah satunya adalah pengurasan inventory batere limit plant.

Misalnya, jika didefinisikan terjadi fire, maka plant harus di blowdown. Lalu apa yang harus dikuras? Gasnya atau liquidnya atau 2-2nya?

Gas alam, mengikuti hukum alam yang ditemukan oleh Gay Lussac, kalau dipanaskan (terjadi api), maka volume dia akan mengembang. Karena volume batere limit plant adalah tetap, maka pengembangan volume diubah sebagai kenaikan tekanan. Bahaya kenaikan tekanan adalah terjadinya kelebihan tekanan. Bayangkanlah api yang berkobar di bawah separator yang berisi gas dan cairan hidrokarbon!.

Orang mungkin akan berkata, khan ada PSV di separator? Say PSV-fire. Itulah sebenarnya salah satu kegunaan blowdown system. Blowdown system diciptakan untuk mengatasi cacat bawaan PSV fire. PSV fire ketika didesain, perhitungannya di API mengasumsikan kenaikan temperatur di vessel selalu homogen. Padahal, the truth is belum tentu. Untuk detail cacat-nya PSV fire ini silakan lihat di website milis migas Indonesia bagian proses atau instrument (mudah-mudahan masih ada).

Apakah semua gas juga harus di blowdown? Tergantung. Bayangkan system refrijerasi yang menggunakan propana sebagai refrijeran-nya. Apakah juga harus diblowdown ? Jika iya, mesti dihitung2 dulu untuk re-chargenya dan USD, Rp..

Apakah liquid di plant juga harus dikuras. Pada kebanyakan operasi di pabrik minyak dan gas bumi, liquid tidak dibuang. Kenapa? Mungkin alasannya sesederhana hal berikut. Ketika dipanaskan, gas akan naik tekanannya dan sangat potensial menimbulkan bahaya, sehingga dia harus dibuang. Liquid, ketika menerima panas, maka dia akan menyerap panas dan menaikkan temperaturnya dan juga untuk merubah fasanya. Jadi banyaknya liquid di separator yang terbakar, ikut menentukan berapa lama temperature vessel akan naik. Jadi dia berfungsi sebagai heat absorber! Lumayan khan?

Ada juga argumentasi yang mengatakan bahwa menahan liquid di separator dapat menimbulkan potensi bahaya jika dia bocor sehingga selain ancaman jet fire dari gas, bisa dibarengi dengan ancaman pool fire dari liquid hidrocarbon! Tetapi hal ini mungkin bisa diatasi dengan desain lantai separator yang punya slop. Dan seterusnya..

Blowdown analysis adalah salah satu kajian safety dalam perancangan pabrik yang berkaitan erat dengan flare heat radiation study serta overpressure protection analysis. Jadi, yang menentukan kapasitas flare bisa jadi PSV blockdischarge-type atau blowdown separator atau bahkan PCV fail open yang terdapat di pipa keluaran suatu unit proses yang masuk ke sistem flare. Ketiga hal ini dan dengan digovern oleh uang tentunya (dalam menentukan kapasitas flare), maka bisa saling meng offset dalam hal perancangannya.

Ketika merancang plant yang masih dalam kondisi grass-root, maka masih punya pilihan2 yang banyak. Tetapi ketika ada proyek penambahan alat atau unit proses baru pada system existing, maka pilihan menjadi terbatas. Jika saja dulu, mungkin yang menentukan kapasitas flare adalah PSV blockdischarge-type, mungkin sekarang karena penambahan alat atau unit proses baru, maka blowdown dari unit ini yang menentukan kapasitas flare. Untuk tetap dapat mempertahankan kapasitas flare, banyak cara kreatif yang dapat dilakukan, yang sangat tergantung kepada kemampuan dari si process engineer. Salah satunya adalah dengan menggunakan blowdown timer atau memprioritaskan pemblowdownan mulai dari daerah yang terindikasi ada api (via detector tentunya), lalu diikuti oleh daerah unit proses tetangganya terdekat, lalu ke daerah tetangga unit proses yang agak dekat, dan seterusnya.

Jika dengan adanya penambahan unit baru malah kapasitas PSV-blockdischarge type malah membesar, mungkin perlu dipasang system SDV redundant yang sekarang dikenal sebagai HIPPS (untuk kasus ini silakan lihat Norsok Standard), atau mungkin semua sumur SCSSV-nya di tutup ketika plant blowdown, dan seterusnya. Tidak semua subsurface engineer happy kalau sumurnya ditutup karena ada sumur yang kritikal yang jika ditutup, maka akan setengah mati di load kembali..bayangkan, jika plant di blowdown karena spurious shutdown dan sumur harus ditutup, berapa USD Rp yang hilang atau tertunda diterima…Anyway, Semuanya tergantung filosofi plant dan risk yang mau diterima oleh management.

Pertanyaan berikutnya adalah, kenapa harus ribut dengan kapasitas flare? Kapasitas flare antara lain ditentukan oleh flare header dan flare tip. Jika flare headernya tidak sanggup, dalam arti kata menimbulkan backpressure yang significant, ada pengecekan selanjutnya yang harus dilakukan atau bahkan mungkin malah do nothing. Jika flare tipnya kekecilan, pada beberapa jenis flare, dapat menimbulkan breakaway flare sehingga zona radiasi heatnya jadi meluas. Meluasnya zona heat radiation bisa menimbulkan efek yang serius terhadap strategy plant emergency response, penempatan alat proses, atau bahkan harus punya flare baru yang dijauhkan dari plant karena efek perluasan ini. Untuk tulisan tentang flare, silakan lihat kembali di website milis migas Indonesia. Sekali lagi, mudah-mudahan masih ada.

Menyempit ke analisa blowdown, Mas Alvin sudah menyebutkan beberapa syarat, misalnya waktu pemblowdon-an, yang besarnya di-guide oleh API. Waktu pengurasan ini bisa jadi lebih cepat atau lambat tergantung company acceptability. Dan juga batas pemblowdon-an berakhir kalau tidak salah 50% dari initial pressure atau 100 psig mana yang lebih rendah (saya tidak tahu kalau sudah ada perubahan sekarang). Di compressor, mungkin waktu pemblowdon-an tidak boleh terlalu cepat karena dikhawatirkan akan merusak seal system. Kalau tidak salah, manufacture compressor punya petunjuk tentang hal ini.

Kalau melihat syarat2 tersebut, ada kemungkinan pemblowdon-an tidak harus ke flare system. Bisa saja kita mem-blowdon ke system yang tekanannya lebih rendah, say dari HP ke LP system. Khan lumayan jadinya ada gas yang bisa tetap dihemat. Safety? Well, makanya harus ditelaah secara menyeluruh.

Seperti halnya PSV yang dipasang pada system bertekanan tinggi, pemblowdon-an system tekanan tinggi menuntut jeli akan what-if yang bias terjadi. Salah satu yang biasanya harus di cek adalah penurunan temperature gas yang drastis karena penurunan tekanan yang significant. Mengikuti hukum alam termodinamika yang dibantu oleh koef. Joule Thompson, maka bias saja temperatur gas jadi turun drastis di bawah batas yang masih dapat di handle oleh perpipaan. Jika dilanggar, bisa jadi pipa atau flange-nya bocor karena kedinginan. Orang masih bisa berargumentasi bahwa yang dingin itu gas-nya. Temperatur dinding pipa tidak akan sama mengingat hokum perpindahan panas. Biasanya, efisiensi isentropic dalam hal ini kalau tidak salah sekitar 40%.

Anyway, itu adalah detilnya. Saya sudah mulai lupa nih..Kita serahkan saja pada ahlinya.

Teman2 di milis migas ini banyak yang bekerja di EPC company, pastinya punya banyak file2 terkait ketika melakukan perancangan blowdown system ini. Kendalanya mungkin adalah copyright. Saya, dulu pernah juga melakukan hal yang sama, hanya saja meng-kopikannya ke Mas Muchlis mungkin harus ijin dulu ke Vico.

Intinya, tergantung sejauh mana yang diharapkan. Jika untuk sekedar pengetahuan, kayaknya tulisan kami; saya, Alvin, Darmawan sudahlah cukup.

Jika dirasakan belum, silakan mencari cara lain, seperti yang saya sudah sebut di paragraph awal tulisan ini.

Semoga berguna dan tiada maksud untuk menggurui.