Model Perhitungan Energi Gas alam berbasis Pada Kecepatan Suara, Bulk Modulus, dan Komposisi Gas Diluent

Elohansen Padang, Lilik Hendrajaya, Linus Ampang Pasasa, Hendro Hendro

Abstract


Gas alam merupakan campuran hidrokarbon kompleks yang karakteristik utama kualitasnya sering dinyatakan dalam bentuk nilai kalor, yaitu energi yang dilepaskan tiap satuan massa atau satuan volume bahan bakar ketika habis dibakar. Pengukuran energi gas alam saat ini umumnya dilakukan secara tidak langsung dengan mengkombinasikan flow meter dan kromatografi gas atau gas analizer. Metode tidak langsung memiliki beberapa keterbatasan sehingga mendorong para peneliti mengembangkan metode alternatif menghitung energi gas alam. Pada penelitian ini, dikembangkan metode korelasi yang berbasis pada bulk modulus campuran gas alam, kecepatan suara, dan komposisi gas diluent sebagai alternatif metode perhitungan energi campuran gas alam. Pengembangan model dilakukan menggunakan 95 data komposisi gas alam yang dilaporkan oleh Morrow, et al. [11]. Data komposisi tersebut digunakan untuk  menghitung kecepatan suara (vs), massa jenis (Ï), dan rasio kapasitas panas (γ) campuran gas alam pada keadaan standar (150C, 0,325 kPa). Kemudian nilai vs, Ï, γ dan komposisi gas diluent (CO2 dan N2) dipakai untuk menghitung bulk modulus campuran gas alam dan bulk modulus hidrokarbon. Sementara itu, nilai kalor campuran gas alam pada keadaan standar dihitung dalam basis massa menggunakan data nilai kalor tiap-tiap komponen campuran gas alam yang terdapat dalam Standar GPA 2145. Setelah semua data fisis diperoleh, dilakukan pencocokan kurva untuk memperoleh model menghitung energi campuran gas alam. Hasil pengujian kinerja model menunjukkan bahwa persentase kesalahan adalah sebesar 0,0697% dengan rentang dari 0  sampai 0,119%, RMSE sebesar 0,0833, dan R sebesar satu. Hasil tersebut mengindikasikan bahwa model yang dikembangkan memiliki akurasi tinggi sehingga dapat direkomendasikan sebagai metode alternatif untuk menghitung energi gas alam.

Keywords


gas alam, gas diluent, kecepatan suara, bulk modulus, metode korelasi, nilai kalor

Full Text:

PDF

References


Farzaneh-Gord, M. and Rahbari, H. R., Developing novel correlations for calculating natural gas thermodynamic properties, Chemical and Process Engineering, 32(4), pp.435–452, 2011.

Koturbash, T., Karpash, M., Darvai, I., Rybitskyi, I., and Kutcherov, V., Development of new instant technology of natural gas quality determination, Proceedings of the ASME 2013 Power Confernce, (July 29-August 1, 2013), pp.1–6, 2013.

Dorr, Holger;Koturbash, Taras; Kutcherov, V., Review of Impacts of Gas Qualities with Regard to Quality determination and Energy Metering of Natural Gas, Measurement Science and Technology, pp.1–38, 2018.

Processor Gas Association, GPA 2145-09: Table of Physical Properties for Hydrocarbons and Other Compounds of Interest to the Natural Gas Industry, 2009.

Ficco, G., Dell’Isola, M., Vigo, P., and Celenza, L., Uncertainty analysis of energy measurements in natural gas transmission networks, Flow Measurement and Instrumentation, 42, pp.58–68, 2015.

Schley, P., Jaeschke, M., Altfeld, K., and Ruhrgas, A. G., New technologies for gas quality deter-mination, Proceedings of the 22nd World Gas Conference, (January 2003), pp.1–12, 2003.

Jaeschke, M., Schley, P., and Rosmalen, R. J. Van, Thermodynamic Research Improves Energy Measurement in Natural Gas, International Journal, 23(4), pp.1013–1031, 2002.

Lueptow, R. M. and Phillips, S., Acoustic sensor for determining combustion properties of natural gas, Measurement Science and Technology, 5(11), pp.1375–1381, 1994.

Karpash, O., Darvay, I., and Karpash, M., New approach to natural gas quality determination, Journal of Petroleum Science and Engineering, 71(3–4), pp.133–137, 2010.

Jangale, V., Zalepouga, S., Saveliev, A., Gnatenko, V., and Pratapas, J., A Real-Time Method for Determining the Composition and Heating Value of Opportunity Fuel Blends, Proceedings of the ASME 2012 Internal Combustion Engine DIvision Spring Technical Converence ICES2012, pp.1–8, 2012.

Morrow, T.B., Kelner, E., and Minachi, A. Development of a Low Cost Inferential Natural Gas Energy Flow Rate Prototype Retrofit Module. (October) . (2000).

Gunawan, Tjokronegoro, H. A., Leksono, E., and Nugraha, N. , Nonadiabatic Condition on the Natural Gas Energy Custody Transfer Using Orifice Flow Meter, Mapan - Journal of Metrology Society of India, 30(2), pp.77–84, 2015.

Farzaneh-Gord, M., Arabkoohsar, A., and Koury, R. N. N., Novel natural gas molecular weight calculator equation as a functional of only temperature, pressure and sound speed, Journal of Natural Gas Science and Engineering, 30pp.195–204, 2016.

Smith, J. P. and Clancy, J., Understanding aga report no. 10

Bijedić, M. and Begić, S., Thermodynamic properties of vapors from speed of sound, Journal of Thermodynamics, 2014, pp.10–15, 2014.

Meir, G. B. ,Basics of Fluid Mechanics, 2013.




DOI: http://dx.doi.org/10.26418/positron.v9i2.32852

Refbacks



PUBLISHED BY
IN COOPERATION WITH

Jurusan Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Tanjungpura
 Physical Society of Indonesia
Cabang Kalimantan Barat

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.