أنظمة حقن الإضافات في محطات الوقود الحيوي

لا يمكن النظر إلى حقن الإضافات في محطة الوقود الحيوي بوصفه وحدة جرعات تعمل بمعزل عن الخلط. فتحديد الإضافة التي تُحقن في كل تيار ومعدلها يتوقف على نسبة المكوّن الحيوي في الخليط، وعلى الجزء من الخليط الذي تؤثر فيه الإضافة فعلًا، وعلى ما إذا كان الخلط نسبيًا أم تتابعيًا. ويتحقق التنسيق الصحيح عندما يستخدم متحكم الحقن إشارات العدّادات نفسها التي يستخدمها متحكم الخلط، ويُحدَّد أساس الجرعة قبل بدء التعبئة.

تتناول صفحة حقن الإضافات في محطات الكيماويات أنواع الحاقنات وموضع الحقن بالنسبة إلى عدّاد المنتج وطرق التحقق العامة من الجرعة. أما هذه الصفحة فتركز على مواءمة الإضافات الموجهة لمواصفات الوقود مع خلائط الوقود الحيوي.

ما الإضافات المطروحة في سلسلة الوقود الحيوي؟

·         مضادات الأكسدة: الديزل الحيوي (FAME) عرضة للأكسدة أثناء التخزين. ويمكن لمضادات الأكسدة، الطبيعية أو المضافة، أن تطيل عمر تخزين الديزل الحيوي النقي بشكل ملموس، ويُوصى بإضافتها في أقرب نقطة ممكنة من الإنتاج. أما الجرعة الإضافية في المحطة فهي وقائية فقط ولا تعيد الوقود المتدهور إلى حالته.

·         محسّنات التدفق في البرد: لا يمكن التحكم بفعالية في سلوك الديزل الحيوي النقي (B100) عند الحرارة المنخفضة بإضافات التدفق الحالية، بينما تنجح هذه الإضافات أكثر بكثير في الخلائط. ويشير الدليل المرجعي إلى أن إضافات التدفق التقليدية يُعتقد أنها تؤثر في جزء الديزل من الخليط فقط.

·         إضافات التزليق: تحسّن إضافة الديزل الحيوي ولو بنسبة منخفضة قدرة التزليق للديزل منخفض الكبريت جدًا؛ ويذكر المرجع أن نحو 2 % من الديزل الحيوي يحقق في أغلب الحالات تزليقًا كافيًا وقد يغني عن إضافة تزليق مستقلة، مع اعتماد المستوى الدقيق على نوع الديزل.

·         إضافات الأداء للمكوّن الأحفوري: إضافات يحددها مالك المنتج للوقود الأحفوري الذي يشكل الجزء الأكبر من الخليط.

ماذا يحدث للجرعة عندما تتغير نسبة الخلط؟

هذا هو سؤال التنسيق الأساسي في محطات الوقود الحيوي. تُعرَّف جرعة الإضافة عادةً نسبةً إلى حجم معين من المنتج، لكن هذا الحجم قد يكون الخليط الكلي أو المكوّن الأحفوري وحده أو المكوّن الحيوي وحده بحسب نوع الإضافة. فإذا كانت إضافة التدفق في البرد تؤثر في جزء الديزل مثلًا، فإن جرعة ثابتة نسبةً إلى الخليط الكلي تعني أن نصيب الديزل منها يتغير كلما ارتفعت حصة المكوّن الحيوي. وفي جانب التزليق قد تقل الحاجة إلى إضافة مستقلة إذا تجاوزت حصة المكوّن الحيوي مستوى معينًا.

لذلك يجب تعريف وصفة الحقن مع وصفة الخلط معًا. وإذا كانت ذراع تعبئة واحدة تسلّم عدة مستويات خلط، فعلى المتحكم أن يحتفظ بأساس جرعة ومعدل مستقلين لكل خليط، وأن يحدد اختيار المشغّل للخليط وصفة الإضافة تلقائيًا. ويُحسم التيار الذي تُربط به الجرعة وفق توصية مورّد الإضافة ومواصفة مالك المنتج.

نقطة الحقن: خط المكوّن أم تيار الخليط؟

يختلف الوضع في الخلط التتابعي؛ إذ تمر المكوّنات عبر العدّاد نفسه واحدًا تلو الآخر، فيجب حقن الإضافة المخصصة لمكوّن ما أثناء مرور ذلك المكوّن. أما في الخلط النسبي فلكل مكوّن عدّاده، ويمكن ربط الإضافة مباشرة بعدّاد المكوّن المطلوب.

التحكم والتحقق والتسجيل

يتلقى متحكم الحقن نبضات عدّادات المنتج، ويقارن تدفق الإضافة بتدفق المنتج باستمرار، ويصحح الحقن فورًا عند الانحراف عن النسبة المبرمجة. ويمكن متابعة كميات الإضافات والإنذارات والحالة محليًا أو عبر نظام أتمتة المحطة. وفي محطات الوقود الحيوي يسهّل اجتماع البيانات التالية في سجل كل تعبئة أي استفسار لاحق عن الجودة:

·         وصفة الخلط ونسبة المكوّن الحيوي المحققة فعليًا

·         كمية كل إضافة والتيار الذي حُسبت على أساسه

·         إنذارات انعدام التدفق ونقص الجرعة وزيادتها، وهل أُوقفت التعبئة بسببها

·         نتائج التحقق الدوري بمستوى خزان الإضافة أو بوعاء المعايرة

تُراعى بيانات مصنّع الإضافة بشأن درجات حرارة التخزين والضخ لخزان الإضافة وخط التغذية. وفي المناخات الباردة تُقيَّم حماية خط الإضافة بمعزل عن خط المنتج الرئيسي.

دور TLY Enerji في حقن الإضافات

بحسب نطاق المشروع، يمكن أن تقدم TLY Enerji الدعم الهندسي في اختيار معدات قياس الإضافة والمنتج وتوريدها، ودمج التحكم في الحقن مع وحدة التحكم الدفعي القائمة أو مع PLC أو SCADA، والتركيب والاختبار والتشغيل. أما وصفة الإضافة واختيار كيمياء الإضافة فمن مسؤولية مالك المنتج ومورّد الإضافة، ويُحدَّد نطاق توريد نظام الحقن عبر المواصفات الفنية.

المعلومات المطلوبة للتقييم

·         الإضافات المستخدمة والجرعة المستهدفة لكل منها، وهل تُعرَّف نسبةً إلى مكوّن أم إلى الخليط الكلي

·         مستويات الخلط وطريقة الخلط (نسبي أو تتابعي)

·         عدد أذرع التعبئة وتركيبات الخليط والإضافة في كل منها

·         ظروف تخزين الإضافات وبيانات مناخ الموقع

·         وحدة التحكم القائمة والنظام الذي ستُنقل إليه سجلات الإضافات

صفحات ذات صلة

·         أنظمة خلط الوقود الحيوي: التحكم في نسبة الخلط التي ترتبط بها وصفة الإضافة.

·         حقن الإضافات في محطات الكيماويات: الأسس العامة للحقن مثل أنواع الحاقنات وموضعها بالنسبة إلى العدّاد.

·         أنظمة تعبئة صهاريج الوقود الحيوي: إجراءات التدفق في البرد والتخزين عند تعبئة FAME وHVO.

·         قياس نقل ملكية الوقود الحيوي والإيثانول: علاقة سجلات التعبئة بالكمية التجارية والتقارير حسب المكوّن.

أسئلة حول حقن إضافات الوقود الحيوي

هل يمكن إضافة محسّن التدفق في البرد إلى الديزل الحيوي النقي؟

يمكن ذلك، لكن أثره محدود. يذكر الدليل المرجعي أن سلوك الديزل الحيوي النقي (B100) عند الحرارة المنخفضة لا يمكن التحكم فيه بفعالية بإضافات التدفق الحالية، وأن أداء هذه الإضافات أفضل بكثير في الخلائط. لذلك تُخطَّط معالجة التدفق في البرد عادةً للخليط أو لمكوّن الديزل، بينما يبقى التخزين المسخّن وحماية الخطوط الإجراء الأساسي في جانب B100.

هل تخفض الإضافات نقطة التعكّر؟

لا تغيّر إضافات التدفق في البرد نقطة التعكّر عادةً، لكنها قد تخفض مؤشرات مثل نقطة انسداد المرشح البارد (CFPP). ولهذا قد تكون نتائج اختبارات انسداد المرشح مؤشرًا أدق من نقطة التعكّر على أداء الوقود المعالج بالإضافات في البرد. ويتبع هدف الجرعة المؤشر الذي تحدده مواصفة المنتج.

إذا أُضيف مضاد الأكسدة في المحطة، فهل يصلح الديزل الحيوي المتدهور؟

لا. مضادات الأكسدة إضافات وقائية؛ فهي قد تبطئ استمرار الأكسدة لكنها لا تزيل الأحماض أو الرواسب من وقود تدهور بالفعل. ولهذا يُوصى بإضافتها في أقرب نقطة من الإنتاج. وتكون الجرعة الإضافية في المحطة مفيدة عندما تُخطَّط بناءً على متابعة ثبات الأكسدة والرقم الحمضي للمنتج المستلم.

هل يحتاج خليط الديزل الحيوي إلى إضافة تزليق؟

يعتمد ذلك على حصة الديزل الحيوي وخصائص الديزل المستخدم. ويذكر الدليل المرجعي أن الخلط بنسبة منخفضة من الديزل الحيوي يحسّن تزليق الديزل منخفض الكبريت جدًا، وأن نحو 2 % يكفي في أغلب الحالات. وإذا كانت نسبة الخلط قد تنخفض دون هذا المستوى، يُستحسن تعريف وصفة إضافة التزليق بحيث تتغير مع مستوى الخلط.