Pengaruh Jarak Pitch Tube Superheater HRSG terhadap Perpindahan Panas dan Aliran Fluida Gas Buang Turbin

Abstract

Pemanfaatan panas gas buang turbin gas melalui Heat Recovery Steam Generator (HRSG) merupakan upaya penting untuk meningkatkan efisiensi pembangkit listrik sekaligus menekan emisi CO2, di mana konfigurasi jarak antar tube pada superheater, baik transversal pitch (ST) maupun longitudinal pitch (SL), sangat memengaruhi perpindahan panas konveksi dan pressure drop aliran gas. Penelitian ini bertujuan menganalisis pengaruh variasi ST dan SL terhadap karakteristik perpindahan panas dan aliran fluida pada superheater HRSG berbasis turbin gas Solar Mars 100 GN untuk menemukan konfigurasi dengan heat transfer terbesar namun pressure drop terkecil, menggunakan simulasi numerik Computational Fluid Dynamics (CFD) berbasis ANSYS Fluent pada sembilan variasi kombinasi ST dan SL, yaitu V1 (100,45 : 98,63 mm), V2 (100,45 : 123,63 mm), V3 (100,45 : 148,63 mm), V4 (125,45 : 98,63 mm), V5 (125,45 : 123,63 mm), V6 (125,45 : 148,63 mm), V7 (150,45 : 98,63 mm), V8 (150,45 : 123,63 mm), dan V9 (150,45 : 148,63 mm). Performa perpindahan panas dievaluasi melalui Nusselt Number (NU), pressure drop direpresentasikan Euler Number (EU), dan kinerja keseluruhan dianalisis menggunakan Performance Evaluation Criterion (PEC). Hasil menunjukkan penurunan ST dan SL meningkatkan Heat Transfer Rate, Heat Transfer Coefficient, dan NU, dengan pengaruh ST lebih dominan. Berdasarkan evaluasi PEC, V1 memperoleh nilai tertinggi 210,75474 dan V9 terendah 169,97855 dengan selisih 40,77619 atau sekitar 23,99%. Meskipun V1 disertai pressure drop relatif tinggi akibat pitch paling rapat, peningkatan koefisien perpindahan panas dan NU yang dihasilkan mampu mengkompensasinya, sehingga V1 dipilih sebagai konfigurasi tube terbaik karena memberikan keseimbangan optimal antara efektivitas perpindahan panas dan pressure drop.