أنظمة تعبئة صهاريج زيت الوقود

تتحقق مرونة نظام تعبئة يخدم عدة درجات من زيت الوقود في منشأة واحدة من خلال ثلاثة قرارات: تحديد قدرة التسخين والعزل على أساس أثقل درجة، مع اختيار نطاق القياس والتحكم بحيث يغطي أخف درجة أيضًا؛ وتصميم ترتيب للخطوط يحدّ من الاختلاط عند تغيير المنتج؛ وتسجيل الدرجة ودرجة الحرارة والكمية في كل عملية تعبئة بصورة قابلة للتتبع. فرصيف التعبئة المصمَّم لمنتج واحد قد يواجه خطوطًا لا يمكن الضخ فيها عند وصول درجة أعلى لزوجة، أو منتجًا مسخَّنًا دون حاجة عند وصول درجة أخف.

يُعرض الهيكل العام لسلسلة التعبئة، من المضخة والعدّاد وصمام التحكم إلى ذراع التعبئة ومنع الفيضان والتأريض، في صفحة أنظمة تعبئة الصهاريج. أما هذه الصفحة فتركّز على ما يخص زيت الوقود تحديدًا: الفروق بين الدرجات، وتغيّر الحاجة إلى التسخين بحسب الدرجة، وتبديل المنتجات، وسجلات المواصفات.

لماذا تفرض درجات زيت الوقود متطلبات مختلفة على خط التعبئة؟

زيت الوقود ليس منتجًا واحدًا. فمواصفة ASTM D396 تقسّمه إلى درجات تناسب أنواعًا مختلفة من معدات الحرق وظروفًا مناخية متباينة، وفي هذا التصنيف تُعدّ الدرجات No. 5 الخفيفة وNo. 5 الثقيلة وNo. 6 أنواع وقود متبقّي (Residual) تزداد لزوجتها ومدى غليانها بهذا الترتيب. وتشير المواصفة نفسها إلى أن هذه الدرجات تحتاج عادةً إلى تسخين مسبق لتداولها ولتذريرها على نحو سليم. وزيت الوقود المتبقّي تسمية عامة للزيوت الثقيلة التي تبقى في المصفاة بعد فصل الوقود المقطَّر والهيدروكربونات الأخف، ويُستخدم في توليد الكهرباء والتدفئة وتزويد السفن بالوقود وفي تطبيقات صناعية متنوعة.

وفي جانب وقود السفن ترتّب مواصفة ISO 8217 فئات الوقود المتبقّي بحسب درجة اللزوجة. لذلك إذا كانت المحطة ستخدم من البنية التحتية نفسها وقودًا مقطَّرًا منخفض اللزوجة ودرجات ثقيلة تتطلب تسخينًا مسبقًا، فيجب تحديد مدخلات التصميم لكل درجة على حدة لا تحت اسم منتج واحد.

أثر مجموعات الدرجات في نظام التعبئة (مقارنة نوعية)

حرارة الضخ وحرارة القياس وحرارة الحرق قيم مختلفة

من الأخطاء الشائعة في تعبئة زيت الوقود تحديد درجة حرارة تسخين واحدة. فالحرارة اللازمة لإبقاء المنتج قابلًا للضخ في الخزان والخط تختلف عن الحرارة التي يحتاجها الموقد للتذرير، ولا تتطابق أيٌّ منهما تلقائيًا مع الحرارة الأنسب للقياس. وتُستنتج كل قيمة من بيانات اللزوجة مقابل الحرارة للمنتج ومن نطاق اللزوجة المسموح به للمعدات المعنية. وتتيح الممارسة ASTM D341 تقدير اللزوجة عند درجات حرارة أخرى ضمن نطاق محدود انطلاقًا من اللزوجة الكينماتيكية المعروفة عند درجتين، ولذلك فإن طلب بيانات لزوجة مقاسة عند درجتي حرارة على الأقل لكل درجة منتج نقطة بداية عملية.

أما نقطة الانسكاب، المقاسة وفق ASTM D97، فهي مؤشر على أدنى درجة حرارة يظل عندها المنتج صالحًا للاستخدام، وليست حرارة تشغيل. وإذا اقتربت حرارة خط التعبئة من نقطة الانسكاب أثناء التوقف، فقد يُسدّ الخط عند إعادة التشغيل. ويُناقش اختيار طريقة التتبع الحراري للحفاظ على حرارة الخطوط في صفحة التتبع الحراري، بينما تُفصَّل سلسلة التسخين من الخزان المسخَّن إلى الصهريج في صفحة تعبئة صهاريج الزيوت الثقيلة.

عدة درجات على بنية مشتركة: تبديل المنتج والخلط

الخيار الأساسي في نظام تعبئة مرن لزيت الوقود هو تخصيص خط ورصيف لكل درجة، أو التعبئة المتتابعة عبر خط مشترك. الخط المخصّص يقلّل خطر الاختلاط إلى أدنى حد، لكنه يعني مزيدًا من الأنابيب المسخَّنة والمضخات والعدّادات. أما في الخط المشترك فإن المنتج المتبقّي في الأنبوب بعد تغيير الدرجة يدخل في بداية الشحنة التالية. ويتوقف قبول هذه الكمية على فرق اللزوجة والكبريت بين المنتجين، وأكثر الحالات حساسية هو الانتقال من درجة ثقيلة عالية الكبريت إلى درجة خفيفة أو منخفضة الكبريت.

·         معرفة حجم الخط: الحجم بين العدّاد وذراع التعبئة يحدد مباشرةً كمية الاختلاط عند التبديل؛ ويُفضَّل خط قصير قابل للتصريف.

·         تخطيط التسلسل: حيثما أمكن، يحدّ ترتيب التعبئة من الأخف إلى الأثقل من تلوّث المنتج الخفيف بالثقيل.

·         تصريف الخط أو كسحه: يُحدَّد في إجراء التشغيل ما إذا كان الخط يُصرَّف بعد الدرجة الثقيلة أو يُكسح بمنتج مناسب.

·         الخلط على الخط بالنسبة: خلط مكوّنين على الخط للوصول إلى هدف لزوجة أو كبريت يتطلب حلقتي قياس وتحكم منفصلتين، وتتوقف دقة النسبة على حرارة كل تيار ولزوجته.

سجلات المواصفات والكبريت

في زيت الوقود لا تقلّ أهمية الدرجة وفئة الكبريت التي حُمّلت في الصهريج عن أهمية الكمية من الناحية التجارية. ففي إصدار 2024 من ISO 8217 تُجمع أنواع الوقود البحري المتبقّي في مجموعات منفصلة: ما يبلغ محتوى الكبريت فيه 0.50 % كتلةً أو أقل، وما يحتوي على FAME، وما يزيد كبريته على 0.50 % كتلةً. أما حدود الكبريت والمستندات المطلوبة في تسليم الصهاريج البرية فتحددها التشريعات الوطنية وعقد المشتري.

ويسهم نظام التعبئة في ذلك بحفظ الدرجة وخزان المصدر وحرارة التعبئة والكثافة والكمية معًا في سجل كل شحنة. كما أن تحقّق طبقة الأتمتة من مطابقة خزان المصدر المختار للرصيف وللدرجة المطلوبة وسيلة بسيطة وفعالة لمنع وصول درجة خاطئة إلى صهريج خاطئ. وإذا كان أخذ العينات وحفظها مطلوبًا، فيجب أن تقع نقطة أخذ العينة على جزء مسخَّن من الخط وفي موضع يوفّر عينة ممثِّلة.

الكمية والقياس في المنتج الساخن

لأن حجم زيت الوقود المسخَّن يتغير تغيرًا ملحوظًا مع الحرارة، يُعبَّر عادةً عن الكمية المستخدمة في الفوترة أو لمطابقة المخزون بالحجم عند حرارة مرجعية أو بالكتلة. ويتطلب هذا التحويل قياسًا موثوقًا لحرارة المنتج وكثافته قرب العدّاد. وتتناول التوصية OIML R 117 أنظمة القياس للسوائل التي تزيد لزوجتها على 1 000 mPa·s ضمن فئات دقة أوسع من المنتجات منخفضة اللزوجة، أما متطلبات المترولوجيا القانونية الواجبة التطبيق فتتبع التشريعات الوطنية.

ولا تنطبق أدلة اختيار العدّادات المكتوبة لأرصفة المنتجات البيضاء دائمًا على هذه المنتجات؛ فدليل Energy Institute الخاص باختيار العدّادات في أرصفة التحميل البري والسككي يستبعد صراحةً الزيوت المسخَّنة والمنتجات الأثقل. ويُعالَج اختيار تقنية العدّاد بحسب نطاق لزوجة زيت الوقود في صفحتي وحدات قياس زيت الوقود ووحدات قياس الزيوت الثقيلة.

تزويد السفن بالوقود خارج نطاق هذه الصفحة

يُعدّ تزويد السفن بالوقود (Bunkering) من الاستخدامات الرئيسية لزيت الوقود. غير أن هذه الصفحة تتناول تعبئة الصهاريج البرية، ولا تعرض الإجراءات والمستندات وممارسات القياس الخاصة بعمليات تزويد السفن. ويُشار إلى ISO 8217، وهي مواصفة لوقود السفن، فقط من حيث أثر الدرجات وفئات الكبريت في السجلات التي يحفظها نظام التعبئة.

دور TLY Enerji في مشاريع تعبئة زيت الوقود

تقدّم TLY Enerji لمنشآت تعبئة وتفريغ صهاريج الوقود خدمات تصميم النظام وتوريد المنتجات والهندسة والتركيب والتشغيل والصيانة. وفي مشاريع تعبئة زيت الوقود قد يشمل ذلك تقييم مدخلات التصميم لكل درجة، واختيار العدّادات والمضخات والصمامات وتوريدها، ودمج أتمتة التعبئة مع PLC أو SCADA، والتشغيل في الموقع. وتُحدَّد الواجهات مع أنظمة التسخين وأعمال الخزانات، وكذلك حدود نطاق التوريد، في بداية كل مشروع.

المدخلات اللازمة لنظام تعبئة متعدد الدرجات

·         جميع درجات زيت الوقود المراد تعبئتها والكمية السنوية أو اليومية لكل منها

·         اللزوجة عند درجتي حرارة على الأقل والكثافة ونقطة الانسكاب لكل درجة

·         حرارة خزانات المصدر والتسخين والعزل القائمان من الخزان حتى الرصيف

·         تفضيل الخط المشترك أو المخصّص وتكرار تبديل المنتج المتوقع

·         فئات الكبريت ومستندات التعبئة التي يطلبها العملاء

·         أساس الفوترة: الحجم عند الظروف المرجعية أو الكتلة

·         أنواع الصهاريج، والتعبئة العلوية أو السفلية، ووجود ملفات تسخين في الصهاريج

صفحات ذات صلة

·         وحدات قياس زيت الوقود: كيفية قياس كميات زيت الوقود في خطوط التعبئة والنقل.

·         أنظمة تعبئة صهاريج الزيوت الثقيلة: الحفاظ على سيولة الزيت الثقيل من الخزان المسخَّن حتى الصهريج.

·         أنظمة تعبئة الصهاريج: البنية العامة لسلسلة التعبئة بصرف النظر عن نوع السائل.

·         التتبع الحراري لخطوط الزيوت الثقيلة وزيت الوقود: اختيار طريقة الحفاظ على حرارة الخط.

·         أنظمة نقل المنتجات عالية اللزوجة: تحديد مقاسات المضخات والخطوط للدرجات الثقيلة.

أسئلة حول تعبئة زيت الوقود

هل يمكن تعبئة زيت الوقود الخفيف والثقيل من الخط نفسه؟

ممكن من الناحية الفنية، لكن يجب تحديد تسخين الخط على أساس أثقل درجة، مع اختيار العدّاد وصمام التحكم بحيث يناسبان أخف درجة أيضًا. كما أن اختلاط المنتج المتبقّي في الخط بالشحنة التالية أمر لا مفر منه عند تغيير الدرجة. ويتوقف قبول ذلك على فرق اللزوجة والكبريت؛ وإذا كان الفرق كبيرًا يُنظر في خط مخصّص أو إجراء لتصريف الخط.

ما درجة الحرارة المناسبة لتعبئة زيت الوقود؟

لا توجد قيمة صحيحة واحدة. تُحدَّد حرارة التعبئة بالنظر معًا في بيانات اللزوجة مقابل الحرارة للمنتج، ونطاق اللزوجة الذي تسمح به المضخة والعدّاد، والمدة التي يجب أن يحافظ فيها الصهريج على سخونة المنتج أثناء النقل. ونقطة الانسكاب مؤشر للحد الأدنى فقط. أما الحرارة اللازمة لتذرير الموقد فتُوفَّر عند نقطة الاستهلاك ولا ينبغي خلطها بحرارة التعبئة.

كيف يؤثر محتوى الكبريت في نظام التعبئة؟

لا يؤثر الكبريت مباشرةً في العدّاد أو المضخة، بل يظهر أثره في ترتيب الخطوط والتسجيل. فإذا عُبّئت منتجات من درجة اللزوجة نفسها وبفئات كبريت مختلفة عبر خط مشترك، فقد يؤدي الاختلاط إلى خروج المنتج منخفض الكبريت عن المواصفة. لذلك يُخطَّط فصل الخطوط وتسلسل التعبئة وتسجيل فئة المنتج في كل شحنة معًا.

كيف يُعبَّر عن كمية زيت الوقود المعبّأ ساخنًا؟

لأن حجم المنتج الساخن يتغير مع الحرارة، يُعبَّر عن الكمية عادةً بالحجم عند حرارة مرجعية أو بالكتلة مباشرةً. ويتبع الأساس المختار العقدَ والتشريعات الوطنية. وفي الحالتين يجب قياس الحرارة والكثافة قرب العدّاد بصورة موثوقة وحفظهما مع سجل الشحنة.