Nilai Kalori Gas Bumi

Dalam kegiatan transmisi dan distribusi gas bumi, nilai kalori (heating value) cukup berperan penting, karena besaran gas yang diukur dalam satuan energi (BTU) sedangkan meter yang digunakan sebagai custody transfer hanya mengukur jumlah volume (SCF / standard cubic feet) yang mengalir.  Biasanya, kontrak yang disepakati dalam satuan energi.

Secara matematis, jumlah energi diperoleh dengan mengalikan jumlah volume dengan nilai kalorinya.

Energi (BTU) = Volume (SCF) x Heating Value (BTU/SCF)

Namun di lapangan, setiap unit meter biasanya terpasang pula unit Gas Chromatography (GC) online yang dapat menghasilkan data komposisi gas. Kemudian, dengan bantuan flow computer dapat dihitung besaran energi dari sejumlah volume gas yang mengalir melaluinya.

Kandungan utama gas bumi adalah Metana. Namun, terdapat pula fraksi lainnya dari C2 (etana, C3 (propana) hingga sampai C11. Nah, dalam penentuan heating value pada gas bumi, apakah komposisi hidrokarbonnya (seperti etana atau propana) juga mempengaruhi?

Nilai kalori merupakan nilai panas yang dihasilkan dari pembakaran sempurna suatu zat pada suhu tertentu.

Reaksi pembakaran sempurna hydrocarbon seperti ini:

CxHy + (x + y/4) O2 —–> x CO2 + y/2 H2O

Sesuai definisinya, panas pembakaran dihitung seolah-olah reaktan dan hasil reaksi memiliki suhu yang sama. Biasanya kondisi standar yang dipakai untuk perhitungan nilai kalori adalah 25 °C dan 1 atm. Seperti kita tahu pada 25 °C dan 1 atm H2O memiliki fase liquid, maka perhitungan HHV menganggap H2O hasil pembakaran diembunkan menjadi fase liquid, sehingga selain panas didapat dari pembakaran, diperoleh pula energi dari panas pengembunan H2O. Kalau perhitungan LHV itu menganggap bahwa H­2O tetap pada fase gas pada 25 °C. Jadi selisih antara HHV dan LHV adalah panas pengembunan H2O pada suhu dan tekanan standar.

Perlu dicatat bahwa HHV dan LHV adalah notasi theoretical, hanya dipakai untuk indikasi dan tidak menunjukkan kondisi yang sebenarnya dalam praktek. Alasannya bahan bakar dan gas hasil pembakaran tidak pernah berada pada temperatur yang sama sesuai asumsi yang dipakai untuk perhitungan HHV dan LHV. Dalam praktek, energi yang bisa kita peroleh dari pembakaran bahan bakar akan selalu lebih kecil dari HHV atau LHV, karena ada energi dalam bentuk panas yang dibawa pergi oleh gas hasil pembakaran. Itulah sebabnya efisiensi semua mesin konversi energi (steam power plant, internal combustion engine, gas turbine) tidak pernah bisa 100 %.

Jadi HHV dan LHV sama sekali tidak ada hubungannya dengan fase dari bahan bakarnya, baik bahan bakar padat maupun cair, sama-sama punya HHV dan LHV. Kalau soal gampang atau susahnya membakar, juga tidak ada hubungannya dengan HHV & LVH. Ingat! Pembakaran itu proses eksotermis, jadi tidak mengambil panas (energi) dari lingkungan justru memberikan panas ke lingkungan. Sebenarnya yang bisa dibakar itu adalah fase gas, kalau ada bahan bakar cair, maka harus terbentuk cukup uap di atas permukaannya supaya bisa memulai pembakaran. Kalau kita mulai dari temperatur ambient, untuk bahan bakar cair tertentu, misalnya diesel oil, mesti diberikan suhu yang cukup supaya tekanan uapnya cukup tinggi untuk membentuk fase uap yang bisa dibakar (dari sinilah muncul istilah flash point). Tapi begitu sudah dibakar, panas dari pembakaran akan selalu menyediakan energi yang cukup untuk menghasilkan fase uap yang siap untuk dibakar.

Untuk gas bumi, nilai kalori biasanya dinyatakan dalam Btu/scf, dan kita tahu bahwa untuk gas mol itu proporsional terhadap volume, jadi untuk gas alam semakin banyak fraksi berat semakin tinggi nilai kalorinya dalam volumetric basis.

Menentukan nilai kalori gas bumi (GHV atau Gross Heating Value) bukan lewat GC secara langsung tapi melalui proses komputasi numeris (umumnya, formulasi perhitungan nilai kalori sudah ada pada mesin GC, termasuk menghasilkan data kromatogram).

Hakikatnya, GC tidak terbatas sampai pengukuran C9 saja, bisa lebih tergantung setting/instrument dan standar method yang diimplementasikan.

Mengukur GHV pada gas bumi tidak langsung diperoleh layaknya kita mengukur temperatur atau tekanan, namun diperoleh setelah sebelumnya kita mendapatkan data komposisi gas. Dalam hal ini, perhitungan GHV bisa juga dilakukan pada software yang tersedia baik yang license maupun tidak.

GC memang bisa mengkalkulasi sampai rantai karbon yang berat, tapi biasanya sudah tidak akurat, lagipula dalam kenyataannya fraksinya juga sangat kecil dibandingkan dengan fraksi C1 (yang biasanya dipakai sebagai standar spesifikasi dari gas untuk sales), sehingga jika terjadi perubahan kecil dari komposisi di rantai karbon yang berat hanya memberikan impact yang kecil terhadap nilai GHV.

GC bisa melakukan perhitungan GHV. Yang dilakukan oleh GC adalah melihat komposisi gas berdasarkan peak di chromatogram. Kemudian berdasarkan standar yang digunakan, apakah itu GPA-2172, atau ISO 6976, GC akan menghitung GHV berdasarkan data masukan mol % dari gas yang diukur itu sendiri, base pressure dan base temperature pengukuran yang digunakan. Di beberapa tempat ini tidak biasa dilakukan karena GC tidak mengukur nilai komposisi H2O dan H2S dan beberapa komponen lain yang tidak terdeteksi oleh GC. Jadi yang biasa dilakukan adalah memberikan semua informasi data ini ke flow computer (data GC dan H2O dan komponen lain yang dibutuhkan), dan flow computer yang akan melakukan perhitungan gross heating value. Tanpa komposisi H2O dan H2S, perhitungan GHV bisa dilakukan.

Untuk standar ISO6976, kita tidak bisa memilih standar pressure yang digunakan, itu tidak dispesifikasi oleh standar. Satuan keluaran dari standar ISO6976 adalah MJ/Sm3 untuk perhitungan volume. ISO6976 memberikan pilihan untuk menghitung GHV dalam beberapa combustion/metering temp. Yang cukup umum digunakan (15,15) dan (20,20). Semua masukan dan keluaran dari ISO6976 adalah dalam bentuk metric.

Untuk standar GPA 2172, kita bisa memilih GHV mau dihitung pada tekanan berapa terserah kita. Yang umum digunakan adalah 14.73 psia. Standar perhitungan GPA2172 menggunakan pressure 14.696. Tetapi, GPA 2172 tidak memberikan pilihan input temperatur karena perhitungan selalu dianggap untuk temperature standard 60 oF. Masukan lain yang dibutuhkan adalah nilai compressibility gas pada tekanan standar (14.73 dalam hal ini) yang biasanya didapat dari perhitungan AGA 8.

Untuk pengukuran gasnya sendiri, fraksi berat yang memang pada pengukuran fiskal gas nilainya cukup kecil, namun bila ada salah perhitungan akan memberikan perbedaan yang cukup signifikan karena fraksi berat memiliki nilai heating value yang terbesar. Kalau misalnya nilai gas yang seharusnya 0.01% terbaca 0.1%, itu sudah cukup untuk memberikan error kesalahan sekitar 0.4% yang kalau diuangkan akan memberikan angka sekitar beberapa ratus ribu dolar per tahun yang bergantung pada jumlah gas yang mengalir.

Semoga bermanfaat.

Sumber : migas-indonesia.com

Advertisements

19 thoughts on “Nilai Kalori Gas Bumi

  1. Kang, saya anak 45 sekarang kerja di Pasuruan. Mbah google suruh saya buka blog ini karena lagi nyari Formula hitung Heat value NatGas, ternyata punya senior…artikelnya bagus pula, ringan berisi.

    Kalau boleh ngerepotin nih,Kang.. (sungkan) Bisa ga saya minta formula hitung Heat value NatGas nya? Memang saya selalu dapet nilai Heat value tapi kalau diminta menjelaskan asal muasalnya saya terus terang belum semengerti Oil. Sementara saya juga belum punya ISO atau standar yg umum dijadikan acuan.

    Kalau Akang bersedia membantu saya tunggu di email.

    Makasih banyak sebelumnya

  2. bagus mas artikenya…nambah ilmue di manajemen gas sistem
    Klo boleh tanya gimana kita bisa tahu ttg satu liter setara premium bwt Gas Methane Mas?
    (nanya contoh perhitungan satu liter setara premium gas Methane 🙂 klo bisa ama contohna)
    Thanks

  3. Mas, tks ada tambahan ilmu. Saat ini saya lagi test bakar batu, Sy (maaf) mau tanya, 1. bagaimana menghitung/mengatur volume gas methane (blue gas) dan oksigen dari blower sehingga terjadi pembakaran sempurna. 2. mana yang lebih effective udara panas dari cerobong atau udara normal untuk pencampuran atau pembakaran dengan gas methane.
    Terima kasih atas bantuannya.

  4. Pingback: Konversi BBM menjadi Gas Bumi « [SaiBlog]

  5. Pingback: Sampling Gas Bumi « [SaiBlog]

    • Maz bos apa saja pengaruh nilai kalori terhadap peralatan & berapa batas nilai kalori yang di anjurkan dalam suatu gas alam…

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s