أنظمة تعبئة صهاريج NGL

من حيث مسار التدفق، تشبه تعبئة سوائل الغاز الطبيعي (NGL) في الصهاريج تعبئة غاز البترول المسال (LPG): يمر السائل من خزان مضغوط عبر المضخة والعدّاد وصمام التحكم إلى الصهريج، ويرتبط الحيّز البخاري للصهريج بالخزان عبر خط مستقل. أما الاختلاف فيكمن في المنتج نفسه؛ فلأن تركيب NGL يتغيّر من دفعة إلى أخرى، فإن مطابقة ضغط تصميم الصهريج، وبقاء المضخة والعدّاد ممتلئين بالسائل، والكمية المسموح بتعبئتها في الصهريج، تُحدَّد كلها وفق نطاق التراكيب المتوقّع لا وفق درجة منتج ثابتة.

تُشرح المكوّنات العامة لنقطة التعبئة ومنحنى التعبئة في صفحة أنظمة تعبئة الصهاريج، وترتيب التعبئة المغلقة للبروبان والبيوتان في صفحة تعبئة صهاريج LPG. أما هذه الصفحة فتقتصر على ما يغيّره NGL.

السؤال الأول قبل التعبئة: هل يصلح هذا الصهريج لهذا الخليط؟

في LPG تكون مواصفة المنتج ضيقة بما يكفي لأن تُعرف مطابقة الضغط بين الصهريج والمنتج مسبقًا في الغالب. أما في NGL فيرتفع ضغط البخار كلما زادت نسبة الإيثان والمكوّنات الخفيفة الأخرى. ويجب أن يكون وعاء الصهريج المضغوط مصمّمًا لضغط بخار المنتج عند أعلى درجة حرارة متوقّعة، ولذلك قد لا يصلح صهريج صُمّم لخدمة LPG لكل خليط من NGL.

وعمليًا تُعالج هذه المسألة في مواصفة المنتج قبل هندسة نظام التعبئة: يحدّد العقد حدًّا أعلى للمكوّنات الخفيفة وحدًّا لضغط البخار للمنتج المشحون برًّا، ويُتحقق من بيانات التركيب أو ضغط البخار لكل دفعة قبل بدء التعبئة. ويمكن لنظام أتمتة المحطة مطابقة هذه البيانات مع هوية الصهريج وفئة المنتج المسموح له بها، واستخدام النتيجة شرطًا من شروط السماح بالتعبئة.

التعبئة المغلقة وسلوك خط البخار مع NGL

كما في LPG، لا تُعبّأ NGL مع تنفيس الأبخرة إلى الجو. فالبخار الذي ينضغط في الصهريج مع دخول السائل يعود إلى خزان التخزين عبر خط إرجاع الأبخرة، فيتوازن الضغط على الجانبين. والنقطة التي تستحق الانتباه في NGL أن البخار العائد أخف من السائل، إذ ترتفع فيه نسبة الإيثان والبروبان. ويترتب على ذلك أمران.

·         توازن الضغط: يتوقف الضغط الابتدائي في الخزان وفي الصهريج على تركيب ما يحويه كلٌّ منهما. فإذا كان في الصهريج بقايا بتركيب مختلف من رحلة سابقة، فقد ينشأ في بداية التعبئة ضغط خلفي أعلى من المتوقّع؛ ويُختار قطر خط البخار ومعدل التعبئة مع مراعاة ذلك.

·         حساب الكمية: البخار العائد جزء من المنتج. وفي الأنظمة التي يُستخدم قياسها للبيع مع وجود وصلة بخار، تنص توصيات المترولوجيا القانونية على قياس الكمية العائدة وطرحها. وتُفصَّل هذه الحسابات في صفحة قياس نقل ملكية NGL.

تغيّر التركيب وحد الملء

لا تُملأ الصهاريج المضغوطة بالكامل أبدًا؛ إذ يُطبَّق حد ملء يترك مجالًا لتمدد السائل مع ارتفاع حرارته. وحتى إن عُبّر عن هذا الحد بنسبة حجمية، فإن كتلة المنتج التي يمكن تعبئتها تتوقف على كثافته وتمدده الحراري. فخليط NGL الخفيف يعني كتلة أقل في الحجم نفسه وتمددًا أكبر مع الحرارة.

ولذلك لا يكفي في NGL إدخال الكمية المحددة مسبقًا (Preset) كتلةً ثابتة. بل ينبغي لوحدة التحكم الدفعي أن تحسب الكمية المسموح بها من الكتلة والكثافة اللتين يقيسهما العدّاد، ومن بيانات تركيب الدفعة، ومن حجم الصهريج. وتقيس عدّادات كوريوليس الكتلة والكثافة والحرارة في آن واحد، فتغذي هذا الحساب مباشرة. أما حد ملء الصهريج نفسه فتحدده تشريعات النقل وبيانات صانع الصهريج؛ ونظام التعبئة لا يغيّر هذا الحد، بل يطبّقه فقط.

المضخة والضغط الخلفي والحفاظ على الطور السائل

عند سحب المضخة من الخزان يكون المنتج قريبًا جدًا من نقطة الفقاعة، فيكون هامش صافي ضغط السحب الموجب (NPSH) صغيرًا، ويضيق أكثر كلما خفّ التركيب. ولذلك يُتحقق في التصميم من اختيار المضخة وفواقد الاحتكاك في خط السحب وترتيب مخرج الخزان وفق أخف خليط متوقّع في المحطة.

وفي منطقة العدّاد وصمام التحكم يُحافَظ على ضغط خلفي بعد العدّاد كي لا يتبخر المنتج تبخرًا وميضيًا. وفي LPG يمكن ضبط الضغط الخلفي لمنتج واحد، أما في NGL فيجب أن يكفي للدفعة ذات أعلى ضغط بخار عند أعلى حرارة للمنتج. وفي بعض التطبيقات تدير وحدة التحكم الدفعي نقطة الضبط ديناميكيًا وفق الحرارة المقيسة وبيانات الدفعة.

مدخلات التصميم الأبرز في تعبئة NGL

طبقات السلامة

تبقى صمامات الإيقاف الطارئ (ESD) ووصلات الانفصال الآمن (Breakaway) وتعشيقات التأريض وموضع الذراع وكواشف الغاز والمعدات الكهربائية الملائمة لتصنيف المناطق الخطرة طبقاتٍ أساسية في تعبئة NGL أيضًا. وما يضيفه NGL هو ضرورة مراجعة إعدادات صمامات التنفيس الحراري والمقاطع التي قد تُحتجز فيها السوائل مع مراعاة الخلائط الأخف. ويُحدَّد مستوى سلامة الأداء (SIL) المطلوب لوظائف السلامة بتقييم المخاطر الخاص بكل مشروع. وتتناول صفحة وحدات تعبئة وتفريغ NGL فئة الضغط وتجهيزات ESD للحزمة المجمّعة مسبقًا.

دور TLY Enerji

يمكن أن تقدّم TLY Enerji في مشاريع تعبئة NGL دعمًا هندسيًا في اختيار تقنية القياس وفق بيانات التركيب والضغط، وتوريد عدّادات كوريوليس ومرسلات الضغط والحرارة وصمامات التحكم والأمان والمضخات، وتهيئة التحكم بالتعبئة على PLC، والتركيب في الموقع والاختبار والتشغيل. وتبقى مواصفات الصهاريج والمنتج مسؤولية المالك والناقل، وتُحدَّد حدود التوريد في المواصفة الفنية.

بيانات NGL اللازمة لإعداد عرض السعر

·         نطاق التركيب المتوقّع في المحطة مع أمثلة لأخف دفعة وأثقلها

·         ضغط التشغيل والتصميم لخزان التخزين وأعلى حرارة للمنتج

·         أنواع الصهاريج التي ستُعبّأ وضغوط تصميمها

·         زمن التعبئة المستهدف أو معدل التدفق وعدد الأرصفة العاملة في الوقت نفسه

·         وجود خط إرجاع الأبخرة ونقطة ربطه بالتخزين

·         هل تُستخدم الكمية المعبّأة أساسًا للبيع، وأي إطار للمترولوجيا القانونية ينطبق

·         مصدر بيانات تركيب الدفعة ووتيرة تحديثها

·         نظام أتمتة المحطة القائم وإشارات السماح بالتعبئة

صفحات ذات صلة

·         أنظمة تعبئة صهاريج LPG: الشرح الأساسي للتعبئة المغلقة للبروبان والبيوتان.

·         وحدات تعبئة وتفريغ NGL المجمّعة: فئة الضغط وتجهيزات السلامة في الحزمة المجمّعة مسبقًا.

·         وحدات قياس NGL: أيّ كمية مقيسة تُعتمد أساسًا مع تغيّر التركيب.

·         قياس نقل ملكية NGL: كيف يدخل البخار العائد وكميات المكوّنات في الحساب التجاري.

·         أنظمة تعبئة الصهاريج: الشرح العام لسلسلة المضخة والعدّاد وصمام التحكم وذراع التعبئة.

أسئلة حول تعبئة صهاريج NGL

هل يمكن استخدام ذراع التعبئة والعدّاد المخصصين لـ LPG مع NGL؟

يمكن استخدام معدات من النوع نفسه؛ والحاسم هو فئة الضغط وتوافق موانع التسرب والمواد وقيم الضبط. فإذا خُصّص خط LPG قائم لـ NGL، فيجب إعادة فحص الذراع والعدّاد وصمامات الأمان وإعداد الضغط الخلفي وفق ضغط بخار أخف خليط متوقّع في المحطة. كما ينبغي تحديث إعدادات الكثافة والتصحيح في برنامج القياس بما يناسب NGL.

لماذا قد تتغيّر الكمية المسموح بتعبئتها من دفعة إلى أخرى؟

يترك حد ملء الصهريج مجالًا لتمدد السائل عند ارتفاع حرارته. والكتلة التي يتسع لها حجم معيّن ومقدار التمدد يتوقفان على كثافة الخليط وتركيبه. فالدفعة الغنية بالمكوّنات الخفيفة تسمح بكتلة أقل في الصهريج نفسه. ولذلك يُستحسن أن تحسب وحدة التحكم الدفعي الكمية المسموح بها من تركيب الدفعة والكثافة المقيسة بدلًا من قيمة ثابتة.

هل يمكن تعبئة NGL دون خط إرجاع الأبخرة؟

في نظام مغلق دون إرجاع الأبخرة يرتفع الضغط في الصهريج فتتباطأ التعبئة أو تتوقف، أما تنفيس البخار إلى الجو فليس ممارسة مقبولة لأسباب تتعلق بالسلامة والانبعاثات. ولا تُدرس الترتيبات الخالية من إرجاع الأبخرة إلا في حالات خاصة تسمح بها ظروف الصهريج والمنتج، وبعد تقييم للمخاطر.

كيف يُحدَّد إعداد الضغط الخلفي عند تعبئة NGL؟

تُختار نقطة الضبط بحيث لا يتبخر المنتج داخل العدّاد في أي حال. ولذلك تُقيَّم معًا الدفعة ذات أعلى ضغط بخار متوقّع، وأعلى حرارة للمنتج، وفواقد الضغط عبر العدّاد وصمام التحكم. وإذا كان نطاق التركيب واسعًا، فيمكن النظر في أن تدير وحدة التحكم الدفعي نقطة الضبط وفق الحرارة وبيانات الدفعة.