Pembangkit Listrik Tenaga Sampah (PLTSa) atau Waste to Energy (WtE) merupakan solusi strategis untuk mengatasi masalah penumpukan sampah perkotaan sekaligus sebagai sumber energi alternatif. Namun, tantangan utama dalam operasional insinerator adalah mengelola trade-off (dilema) antara upaya memaksimalkan efisiensi sistem dan kewajiban menekan emisi gas buang berbahaya, khususnya Nitrogen Oksida (NOx). Penelitian ini bertujuan untuk melakukan studi numerik guna menemukan titik setel (set-point) operasional paling optimal yang mampu meningkatkan efisiensi pembakaran sekaligus meminimalisir emisi gas buang pada sistem Waste to Energy (WtE). Metodologi yang digunakan dalam penelitian ini adalah simulasi komputasional berbasis Algoritma Particle Swarm Optimization (PSO) diimplementasikan untuk mengevaluasi ruang pencarian dari lima parameter kontrol utama: laju umpan sampah, suhu ruang bakar, kecepatan udara primer, laju aliran udara sekunder, dan level oksigen boiler. Fungsi objektif (fitness function) dirancang secara multi-objektif dengan memberikan bobot penekanan emisi NOx sebesar 0.7 dan peningkatkan efisiensi sebesar 0.3. Hasil simulasi konvergensi Particle Swarm Optimization (PSO) menunjukkan bahwa titik operasional paling optimal dicapai pada skema operasi parameter terbaik direkomendasikan pada laju umpan sampah 1,53 Ton/jam, temperature ruang bakar 986,16 °C, kecepatan udara primer 11,40 m/s, aliran udara sekunder 18 m/s, dan level oksigen 4,20%. Dengan menjaga suhu di bawah titik kritis pembentukan Thermal NOx, sistem diprediksi berhasil menekan emisi NOx ke angka aman sebesar 213,59 mg/m³ (di bawah ambang batas industri 250 mg/m³), dengan tetap mempertahankan efisiensi konversi yang tinggi sebesar 68,38%. Penelitian ini membuktikan bahwa simulasi numerik berbasis algoritma PSO sangat efektif digunakan sebagai sistem pendukung untuk mewujudkan operasional PLTSa yang efisien.