Evaluasi Termodinamika dan Perencanaan Mitigasi Endapan Sulfur pada Sistem Gas Bahan Bakar PLTGU Tanjung Uncang

Abstract

Latar belakang penelitian ini didasarkan pada peran strategis PLTGU Tanjung Uncang dalam infrastruktur ketenagalistrikan yang keandalan operasionalnya sangat bergantung pada integritas Fuel Gas System. Penurunan tekanan gas alam yang signifikan pada Pressure Reducing Valve (PRV) memicu Efek Joule-Thomson berupa penurunan temperatur drastis yang berisiko menurunkan kelarutan kontaminan sulfur elemental (S8), sehingga berpotensi membentuk endapan padat yang menyumbat sistem instrumen kontrol dan memicu forced outage. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis mekanisme penurunan temperatur gas di PRV secara kuantitatif, menentukan Indeks Supersaturasi (SSI) sulfur, mengidentifikasi parameter operasi paling kritis melalui analisis sensitivitas parametrik, serta merancang kebutuhan beban pemanas (heater duty) sebagai langkah mitigasi proaktif. Metode penelitian yang digunakan adalah pemodelan termodinamika deterministik menggunakan algoritma komputasi isentalpik flash berbasis persamaan keadaan Peng-Robinson (PR-EoS) yang divalidasi terhadap data referensi NIST. Hasil simulasi kondisi aktual (baseline) menunjukkan bahwa ekspansi gas dari 63 bar ke 29 bar pada temperatur inlet 29,5°C menurunkan temperatur gas sebesar 18,34 K hingga mencapai temperatur outlet 11,16°C. Meskipun kelarutan sulfur anjlok 27,3 kali lipat, sistem saat ini diklasifikasikan aman dengan SSI sebesar 0,0602 (jauh di bawah batas kritis SSI = 1) karena karakteristik pasokan gas aktual berupa sweet gas (0% H2S). Analisis sensitivitas menyimpulkan bahwa tekanan outlet memiliki pengaruh lebih dominan daripada temperatur inlet terhadap penurunan suhu, bahkan kondisi terburuk (Tin=20C, Pout=25bar) masih 7,6 kali lipat dibawah ambang kritis. Variasi parameter operasional ini tidak mengancam selagi gas masih berupa sweet gas.