أنظمة تعبئة صهاريج LPG

تُعبَّأ صهاريج غاز البترول المسال (LPG) عبر دائرة مغلقة يُوصَل فيها خط السائل وخط البخار في الوقت نفسه. فغاز البترول المسال لا يبقى سائلًا عند درجة الحرارة المحيطة إلا تحت الضغط، ولذلك لا يُفتح المنتج على الجو في أي مرحلة: يتدفق السائل من خزان التخزين إلى الصهريج، بينما يعود البخار المنضغط في الفراغ العلوي للصهريج إلى جهة التخزين عبر خط مستقل. وتقوم التعبئة المضبوطة إلى جانب ذلك على ثلاثة عناصر: الإيقاف عند حد التعبئة المسموح به، وتحديد الكمية بعدّاد أو بميزان جسري، وسلسلة إيقاف طارئ جاهزة للعمل في أي لحظة.

تُشرح سلسلة التعبئة العامة، من المضخة والمرشّح والعدّاد وصمام التحكم إلى ذراع التعبئة ووحدة التحكم الدفعي، في صفحة أنظمة تعبئة الصهاريج بصرف النظر عن نوع المائع. أما هذه الصفحة فتركّز على ما يتغير في هذه السلسلة لأن المنتج مضغوط وقريب من نقطة غليانه.

ما الذي يميّز تعبئة LPG عن تعبئة الوقود السائل؟

البروبان والبيوتان غازان عند الضغط الجوي وسائلان عند ضغط أعلى، ويبدآن بالتبخر بمجرد انخفاض الضغط. ولهذه الخاصية ثلاث نتائج على تصميم منشأة التعبئة. أولًا، تُختار أذرع التعبئة والخراطيم والوصلات كلها معداتٍ ضغطٍ مناسبة لضغط خزان التخزين والصهريج. ثانيًا، لا مكان للتعبئة العلوية المفتوحة كما في الخزانات الجوية، إذ يظل خزان التخزين والصهريج وعاءين مضغوطين متصلين طوال عملية النقل. ثالثًا، قد يؤدي أي انخفاض موضعي في الضغط عند مدخل المضخة أو داخل العدّاد أو عبر الصمامات إلى تبخر وميضي (Flashing) لجزء من السائل.

التعبئة المغلقة: خط السائل وخط إرجاع الأبخرة

كلما امتلأ الصهريج انضغط البخار داخله وارتفع ضغطه. ويعيد خط إرجاع الأبخرة هذا البخار إلى خزان التخزين فيحدّ من فرق الضغط بين الوعاءين، فلا ينخفض معدل التعبئة بسبب تزايد الضغط المقابل، ولا يُطلَق البخار إلى الجو. أما قطر الخط وطريقة توصيله ومعاملة البخار العائد في الحساب التجاري فمسائل منفصلة: يُتناول التحجيم في صفحة أنظمة إرجاع أبخرة LPG، ويُتناول الأثر التجاري في صفحة قياس نقل ملكية LPG.

تحدد المعايير الخاصة بتجهيز صهاريج LPG الطرقية الصمامات والوصلات وتجهيزات السلامة المركّبة على الصهريج نفسه. ويجب أن تتوافق أذرع التعبئة أو الخراطيم في جهة المحطة مع هذه التجهيزات من حيث المقاس ونوع الوصلة وفئة الضغط، ولذلك ينبغي جمع بيانات أسطول الصهاريج والتحقق منها في بداية المشروع.

حد التعبئة: لماذا لا يُملأ الصهريج بالكامل؟

يتغير حجم LPG السائل تغيرًا ملحوظًا مع درجة الحرارة. وفي وعاء ضغط ممتلئ بالسائل تمامًا لا يبقى حيّز للتمدد عند ارتفاع الحرارة، فيرتفع الضغط بسرعة. لهذا تحدد تشريعات النقل أقصى كمية من LPG يمكن وضعها في الصهريج منسوبةً إلى سعته المائية. فعلى سبيل المثال، تعرض تشريعات النقل الأمريكية نسبة التعبئة القصوى في جدول بحسب الثقل النوعي للمنتج وحجم الخزان، أي أن الكمية المسموح بها تتوقف على تركيب المنتج. ويُحدَّد الحد المطبق في كل مشروع وفق تشريعات نقل البضائع الخطرة السارية.

ومهمة نظام التعبئة هي تطبيق هذا الحد بصورة موثوقة. تُحسب الكمية المضبوطة مسبقًا من السعة المائية للصهريج وكثافة المنتج، وتغلق وحدة التحكم الدفعي التدفق على مراحل عند بلوغها. وتمثل مؤشرات المستوى في الصهريج ومؤشر المستوى الأقصى طبقة حماية مستقلة: فعندما يعمل مؤشر المستوى الأقصى تتوقف التعبئة. وإذا تغيرت نسبة البروبان إلى البيوتان موسميًا، فإن تحديث قيمة الكثافة ضروري لحساب التعبئة ولتسجيل الكمية معًا.

تحديد الكمية: العدّاد أم الميزان الجسري؟

يمكن تحديد الكمية المعبأة بطريقتين. في طريقة الميزان الجسري يوزن الصهريج قبل التعبئة وبعدها، والنتيجة كتلة مباشرة، لكن كل عملية تحتاج إلى وقت للوزن وإلى ميزان بسعة كافية. وفي طريقة العدّاد تقيس وحدة قياس مجمّعة مركّبة على خط التعبئة التدفقَ أثناء النقل وترسل إلى وحدة التحكم الدفعي إشارة الإيقاف عند الكمية المضبوطة. وكثيرًا ما تُدرس العدّادات التي تقيس الكتلة مباشرة لأن LPG يُتداول عادةً على أساس الكتلة. وحين تتوافر الطريقتان يصبح الميزان أيضًا وسيلة لمقارنة نتائج العدّاد. ويُشرح ترتيب الضغط الخلفي الذي يُبقي المنتج سائلًا داخل العدّاد في صفحة وحدات قياس LPG.

خط السحب في المضخة وهامش NPSH

يبقى LPG في خزان التخزين قريبًا جدًا من نقطة غليانه. فإذا هبط الضغط عند مدخل المضخة دون ضغط البخار للمنتج تبخّر جزء من السائل، وكانت النتيجة تكهفًا وتشغيلًا غير مستقر وانخفاضًا في السعة وعجزًا عن تفريغ الخزان إلى مستويات منخفضة. ولذلك يُعد صافي علو السحب الموجب المتاح (NPSH) معيارًا حاسمًا في اختيار مضخة التعبئة. ويُقيَّم معًا ارتفاع الخزان بالنسبة إلى المضخة، وقِصر خط السحب وقلة مقاومته، وفاقد الضغط في المرشحات والصمامات على جانب السحب، وحماية المضخة عند التدفق الأدنى. كما أن LPG سائل منخفض اللزوجة ضعيف التزييت، فيجب التحقق من ملاءمة نوع المضخة وموانع التسرب لهذه الخدمة.

تجهيزات السلامة عند نقطة التعبئة

·         صمامات إغلاق قابلة للتشغيل عن بُعد: صمامات عدم رجوع أو صمامات تدفق زائد أو صمامات إغلاق بتحكم عن بُعد قرب وصلة الخرطوم أو الذراع على خطَّي السائل والبخار، لمنع التسرب غير المنضبط.

·         وصلات الانفصال الآمن (Breakaway): تحدد موضع انفصال الخرطوم أو الذراع إذا تحرك الصهريج وهو موصول، وتغلق الطرفين للحد من التسرب.

·         التأريض والتحكم في الكهرباء الساكنة: لا تُمنح إشارة السماح بالتعبئة قبل توصيل الصهريج والتحقق من تأريضه.

·         التعشيق الأمني وإشارات السماح: تُربط حالة وضع الذراع وموقع المركبة والتأريض بوحدة التحكم الدفعي بوصفها إشارات سماح.

·         حضور المشغّل: تشترط تشريعات LPG وجود مشغّل مؤهل عند نقطة النقل منذ التوصيل حتى الفصل.

أما تحديد الوظائف التي تُربط بنظام الإيقاف الطارئ ومستوى الموثوقية المطلوب لها فيُستمد من تقييم المخاطر، ويُفصَّل ذلك في صفحة أنظمة الإيقاف الطارئ والتعشيق الأمني في محطات LPG.

معايير التصميم في تعبئة LPG

دور TLY Enerji في مشاريع تعبئة LPG

تقدّم TLY Enerji خدمات التصميم وتوريد المنتجات والهندسة لمنشآت تعبئة صهاريج LPG وتفريغها. وفي مشاريع التعبئة قد يشمل ذلك اختيار المضخات ومقاييس التدفق ومخفّضات الضغط وصمامات الأمان وأنظمة التحكم وتوريدها، إلى جانب تصوّر نظام الأتمتة. وبحسب احتياجات المشروع تُدرس أيضًا أعمال التركيب في الموقع والاختبار والتشغيل والدعم الفني اللاحق. ويُتفق على حدود نطاق التوريد، من واجهة توصيل الصهريج حتى نظام التحكم، في كل مشروع على حدة.

المعلومات المطلوبة لإعداد عرض نظام التعبئة

·         المنتج المراد تعبئته وتغيّر خلطته على مدار السنة

·         عدد خزانات التخزين وسعتها وضغط تصميمها وارتفاعها بالنسبة إلى المضخات

·         عدد الصهاريج اليومي وزمن التعبئة المستهدف وعدد الأرصفة

·         أنواع الصهاريج ومقاسات وصلات السائل والبخار وأنواعها

·         هل تُحدَّد الكمية بالعدّاد أم بالميزان الجسري أم بهما معًا

·         البنية القائمة للإيقاف الطارئ وكشف الغاز ونظام التحكم

·         مخطط الموقع وتصنيف المناطق الخطرة

صفحات ذات صلة

·         أنظمة إرجاع أبخرة LPG: الخط الذي يعيد البخار المزاح من الصهريج إلى التخزين وطريقة تحجيمه.

·         وحدات تعبئة وتفريغ LPG المجمّعة: توريد معدات التعبئة حزمةً مجمّعة مسبقًا.

·         الإيقاف الطارئ والتعشيق الأمني في محطات LPG: تفاصيل صمامات الإغلاق الطارئ ومنطق التعشيق.

·         وحدات قياس LPG: كيف يُحافَظ على الطور السائل داخل عدّاد خط التعبئة.

·         أنظمة تعبئة الصهاريج: سلسلة التعبئة العامة ومراحل معدل التدفق.

أسئلة شائعة حول تعبئة LPG

هل خط إرجاع الأبخرة إلزامي في تعبئة LPG؟

في التعبئة المغلقة يحدّ خط البخار من ارتفاع الضغط داخل الصهريج فتكتمل التعبئة في زمن معقول، ويمنع إطلاق البخار إلى الجو. ويتوقف استخدامه على تصميم الصهريج والخزان والتشريعات المطبقة وترتيبات القياس التجاري. وإذا استُخدم خط البخار فيجب أن يوضح العقد كيفية معاملة البخار العائد في الكمية التجارية.

من يحدد مقدار تعبئة صهريج LPG؟

يُحدَّد الحد الأقصى للتعبئة وفق تشريعات نقل البضائع الخطرة وبيانات الشركة المصنّعة للصهريج. وتعبّر التشريعات عن كمية LPG المسموح بها منسوبةً إلى السعة المائية للخزان، وغالبًا بحسب كثافة المنتج. ويطبّق نظام التعبئة هذه القيمة كمية مضبوطة مسبقًا، بينما يظل مؤشر المستوى الأقصى في الصهريج وسيلة تحقق مستقلة.

هل نحتاج إلى عدّاد إذا كان لدينا ميزان جسري؟

ليس بالضرورة. فالميزان الجسري يعطي الكتلة وحده ويُستخدم قياسًا أساسيًا في كثير من المواقع. أما العدّاد فيتيح الإيقاف الآلي عند كمية محددة والتعبئة المتزامنة على عدة أرصفة والتسجيل الفوري. ويتوقف الاختيار على عدد الصهاريج وسعة الميزان ومتطلبات القياس التجاري وهدف الأتمتة.

لماذا تتعرض مضخات تعبئة LPG لأعطال متكررة؟

السبب الأكثر شيوعًا هو ظروف السحب غير الكافية. فعندما ينخفض الضغط عند المدخل دون ضغط البخار للمنتج يتبخر السائل ويحدث التكهف، فتتلف موانع التسرب والمحامل بسرعة. ولذلك يجب التحقق في مرحلة التصميم من فرق الارتفاع بين الخزان والمضخة وفاقد خط السحب وحماية التدفق الأدنى معًا.

هل تغني وصلة الانفصال الآمن عن صمام الإغلاق الطارئ؟

لا، فلكلٍّ منهما وظيفة مختلفة. تضمن وصلة الانفصال الآمن انفصال التوصيلة بطريقة مضبوطة وإغلاق طرفيها إذا تحرك الصهريج. أما صمامات الإغلاق الطارئ فتوقف التدفق عند أحداث مثل كشف الغاز أو الحريق أو أمر المشغّل. وفي نقاط تعبئة LPG يُدرس الاثنان معًا عادةً.