أنظمة قياس الغاز المُرسَل من محطات LNG (Send-Out)

يُقاس الغاز الذي ترسله محطة استقبال LNG إلى شبكة النقل عادةً وهو في الحالة الغازية، لا وهو سائل. فنقطة القياس التجاري تكون في الغالب محطة قياس للغاز الطبيعي عند مخرج المحطة، بعد المبخّرات، حيث يدخل الغاز المعاد تغويزه خط الأنابيب عالي الضغط. لذلك فإن قياس الإرسال إلى الشبكة (Send-Out) هو في جوهره تطبيق لقياس الغاز عند ضغط وتدفق مرتفعين، وليس قياسًا مبرّدًا. أما ما يجعله خاصًا بـ LNG فهو تحديد حدود النظام، وتغيّر جودة الغاز من شحنة إلى أخرى، ودور المحطة في ميزان الطاقة الخاص بالمحطة.

تُعرض المبادئ العامة لقياس نقل الملكية، مثل ميزانية عدم اليقين والتحقق وسجلّ التدقيق، في صفحة محطات قياس الغاز الطبيعي لأغراض نقل الملكية. وتركّز هذه الصفحة على تطبيق تلك المبادئ عند مخرج محطة إعادة التغويز.

مسار الغاز داخل المحطة وموقع القياس

في محطة الاستقبال النموذجية يُخزَّن LNG المستلم من السفن أو الصهاريج في خزانات، ثم ترفع مضخات الإرسال عالية الضغط ضغط السائل إلى ما يقارب ضغط خط النقل، وتحوّله المبخّرات إلى غاز، ومن أمثلتها المبخّرات ذات الرفوف المفتوحة المسخّنة بمياه البحر والمبخّرات بالاحتراق المغمور. بعد ذلك يُضبط الضغط في مجمّع الإرسال، وتُطبَّق عند الحاجة معايرة القيمة الحرارية وإضافة الرائحة (Odorization)، ثم يمر الغاز عبر محطة القياس قبل دخوله الشبكة. ويمثّل موقع محطة القياس في هذه السلسلة نقطة التسليم المحددة في العقد.

لماذا يُقاس الغاز لا السائل؟

المنتج الذي يُسلَّم إلى الشبكة هو الغاز الطبيعي، وتنتقل الملكية أو خدمة السعة عادةً عند نقطة الدخول إلى الشبكة. وبما أنه قد توجد بين المبخّرات ونقطة التسليم عمليات مثل ضبط الضغط أو معايرة القيمة الحرارية أو إضافة الرائحة، فإن الكمية التي تمثّل ما سُلِّم فعلًا تُقاس بعد إعادة التغويز. وفي هذه النقطة يمكن استخدام أساليب راسخة لقياس الغاز عالي الضغط، مثل العدّادات فوق الصوتية متعددة المسارات وجهاز الكروماتوغرافيا الغازية على الخط.

أما القياس الديناميكي لـ LNG السائل فمجاله تعبئة الصهاريج البرية وعمليات النقل صغيرة النطاق وتزويد السفن بالوقود. وتُحدَّد كمية شحنة السفينة تقليديًا بقياس ساكن داخل خزاناتها يشمل مستوى السائل ودرجة الحرارة والضغط. وقد توجد داخل المحطة عدّادات على جانب السائل، كتلك التي تقيس تغذية خطوط المبخّرات، لكنها تخدم في الغالب التحكم بالعملية وتوزيع الكميات، ولا تشكّل الأساس التجاري للتسليم إلى الشبكة.

تحديد حدود النظام

في تصميم منشآت LNG البرية تُعامَل وصلات السائل (مجمّع السفينة ووصلات الصهاريج البرية وعربات السكك الحديدية) ووصلات دخول خط أنابيب الغاز الطبيعي وخروجه بوصفها حدودًا منفصلة. وفي مشروع قياس الإرسال تتحدد هذه الحدود عمليًا بالإجابة عن أسئلة قليلة:

·         الملكية والتشغيل: هل تتبع محطة القياس مشغّل المحطة أم مشغّل شبكة النقل، ومن المسؤول عن التحقق والختم؟

·         موقع القياس بالنسبة للعمليات الأخرى: هل تجري معايرة القيمة الحرارية وإضافة الرائحة قبل العدّادات أم بعدها، وهل تمثّل نقطة أخذ العينة الخليط المسلَّم فعلًا؟

·         التحقق والمقارنة: كيف تُرتَّب خطوط التشغيل والاحتياط، أو عدّاد تحقق على التوالي، أو المقارنة مع قياس الطرف المقابل؟

·         واجهة البيانات: إلى أي أنظمة تُنقل بيانات الكمية والطاقة الساعية واليومية، وبأي تواتر، ومن خلال أي مسار اعتماد؟

خصائص الغاز المُرسَل المؤثرة في القياس

الغاز الناتج عن إعادة تغويز LNG نظيف وجاف في العادة لأن الغاز يُعالَج قبل تسييله، لكن تركيبه يتبع مصدره. فقد تختلف الشحنات القادمة من موردين مختلفين في نسب الهيدروكربونات الأثقل من الميثان وفي نسبة النيتروجين، ومن ثم تتغير القيمة الحرارية من شحنة إلى أخرى. وفي التسليم على أساس الطاقة يجعل هذا التغيّر من التحليل المستمر للتركيب بجهاز الكروماتوغرافيا الغازية، وحساب القيمة الحرارية ومعامل الانضغاطية منه، عنصرًا محوريًا.

العامل الثاني هو مدى التدفق؛ إذ يتبع الإرسال طلب الشبكة ومخزون الخزانات، وقد يتراوح بين معدلات منخفضة جدًا والطاقة الكاملة، ولذلك تعتمد معظم المشاريع عدة خطوط قياس متوازية تُفتح وتُغلق بحسب التدفق. والعامل الثالث هو درجة الحرارة؛ فحرارة الغاز عند مخرج المبخّر تتغير مع ظروف التشغيل، وتُصمَّم عادةً وظائف لمراقبة انخفاض الحرارة وقطع التدفق كي لا يصل غاز شديد البرودة إلى خطوط القياس إذا قصّر أحد المبخّرات في أدائه.

مدخلات التصميم وأثرها في الاختيار

موقعه في ميزان الطاقة للمحطة

لا يُقيَّم قياس الإرسال بمعزل عن غيره. فالطاقة الواردة مع كل شحنة، والتغير في مخزون الخزانات، وتعبئة الصهاريج، والغاز المستخدم وقودًا في المحطة، وغاز الغليان (BOG) الذي يُحرق أو يُسترجع، كلها تُتابَع مع الطاقة المسلَّمة إلى الشبكة في ميزان واحد. وأي انحياز منهجي في محطة الإرسال يظهر فرقًا غير مفسَّر في هذا الميزان، ولذلك ينبغي أن تشترك سجلات المحطة مع نقاط القياس الأخرى في أساس زمني واحد ووحدات قابلة للمقارنة.

دعم TLY Enerji في هذا النوع من المشاريع

تقدّم TLY Enerji دعمًا هندسيًا لاختيار تقنية العدّاد وترتيب خطوط القياس انطلاقًا من بيانات التدفق والضغط والتركيب. وبحسب نطاق المشروع قد يشمل ذلك توريد عدّادات التدفق فوق الصوتية وأجهزة قياس الضغط والحرارة وأجهزة الكروماتوغرافيا الغازية للعمليات، إلى جانب تكامل الأنظمة والتركيب وإعداد PLC وSCADA والاختبار والتشغيل. ويُتفق على توزيع المسؤوليات بين مشغّل المحطة ومشغّل شبكة النقل من خلال المواصفة الفنية.

المعلومات اللازمة للمراجعة الهندسية

·         ملف الإرسال: المعدل الأدنى والعادي والذروة، مع التوسعات المتوقعة

·         ضغط الدخول إلى الشبكة ومدى الحرارة عند مخرج المبخّرات

·         تراكيب الشحنات المعتادة أو مدى القيمة الحرارية المتوقع

·         موقع وحدات معايرة القيمة الحرارية وإضافة الرائحة في سلسلة العملية

·         متطلبات عقد التسليم أو قواعد الشبكة: وحدة الطاقة والظروف المرجعية وطريقة التحقق

·         ملكية المحطة ومسؤولية تشغيلها ووجود قياس لدى الطرف المقابل

·         مخطط الموقع وتصنيف المناطق الخطرة وواجهات نظام التحكم

صفحات ذات صلة

·         محطات قياس الغاز الطبيعي لأغراض نقل الملكية: عدم اليقين والتحقق وحفظ السجلات في القياس التجاري للغاز.

·         وحدات قياس الغاز بالموجات فوق الصوتية: التقنية الأكثر استخدامًا في خطوط الإرسال عالية التدفق.

·         أنظمة قياس جودة الغاز الطبيعي وتحليله: تحديد القيمة الحرارية المتغيرة مع كل شحنة على الخط.

·         أنظمة قياس نقل ملكية LNG: القياس التجاري لـ LNG السائل على أساس الطاقة وفرقه عن الإرسال.

·         أنظمة قياس غاز الغليان (BOG): البند الغازي الآخر في ميزان طاقة المحطة.

الأسئلة الشائعة

هل يمكن قياس الغاز المُرسَل إلى الشبكة وهو ما يزال LNG سائلًا؟

القياس على جانب السائل ممكن تقنيًا، وتستخدمه بعض المحطات للتحكم بالعملية. لكن قد تجري بعد المبخّرات عمليات مثل ضبط الضغط أو معايرة القيمة الحرارية أو إضافة الرائحة، لذا فإن النقطة التي تمثّل الكمية المسلَّمة إلى الشبكة بأدق صورة هي عادةً محطة قياس الغاز بعد إعادة التغويز. ويحدد العقد وقواعد الشبكة أي نقطة تكون الأساس التجاري.

لماذا يُعدّ جهاز الكروماتوغرافيا الغازية مهمًا في قياس الإرسال؟

قد تختلف الشحنات الواردة من مصادر مختلفة في تركيبها ومن ثم في قيمتها الحرارية. وفي التسليم على أساس الطاقة تُحسب الطاقة بضرب الحجم المرجعي أو الكتلة في قيمة حرارية ممثِّلة، ولذلك يلزم تتبّع التركيب باستمرار. كما تُستخدم بيانات الجهاز في حساب معامل الانضغاطية اللازم لتحويل الحجم.

ما الفرق بين قياس الإرسال وقياس نقل ملكية LNG؟

يقيس نظام الإرسال الغاز الطبيعي المعاد تغويزه عند ضغط مرتفع لحظة دخوله الشبكة. أما قياس نقل ملكية LNG فيغطي انتقال السائل بين الأطراف في عمليات السفن أو الصهاريج أو النقل صغير النطاق، باستخدام قياس الخزانات أو الموازين أو العدّادات المبرّدة. ويشكّل كل منهما بندًا مستقلًا في ميزان طاقة المحطة تجري مطابقته مع البنود الأخرى.

ماذا يحدث في محطة القياس إذا تعطّل أحد المبخّرات؟

إذا عجز المبخّر عن توفير الحرارة الكافية فقد يخرج الغاز أبرد بكثير من المعتاد. ولأن ذلك يهدد مواد الأنابيب ودقة القياس معًا، يُزوَّد خط الإرسال عادةً بمراقبة لدرجة الحرارة وبوظيفة توقف التدفق دون حدّ معيّن. ويُحدَّد هذا الحد ومنطق القطع من خلال تقييم المخاطر الخاص بالمشروع لا بقاعدة ثابتة.