نظمة تعبئة الصهاريج

نظام تعبئة الصهاريج هو نقطة التعبئة التي تنقل المنتج السائل من خزان التخزين إلى حجرة الصهريج البري بكمية محددة مسبقًا وبمعدل تدفق مضبوط، ولا يبدأ فيها التدفق قبل تحقق إشارات السماح الخاصة بالسلامة. ويمر المنتج في طريقه بالمضخة، ثم المصفاة أو المرشّح، ثم مُزيل الهواء/البخار، ثم العدّاد، ثم صمام التحكم في التدفق، حتى يصل إلى ذراع التعبئة. وتشرف على هذه السلسلة كلها وحدة التحكم الدفعي (Batch Controller) التي تعدّ الكمية المسلَّمة، وتفتح الصمام وتغلقه على مراحل، وتوقف التعبئة فور فقدان إشارة التأريض أو إشارة منع الفيضان.

تتناول هذه الصفحة مسار العملية ومكونات نقطة تعبئة واحدة. أما المفاضلة بين التعبئة العلوية والسفلية، وتخطيط المحطات متعددة الأرصفة، وأتمتة المحطة، وقياس نقل الملكية، فلكلٍّ منها صفحة مستقلة.

مسار المنتج داخل نقطة التعبئة

1.       المضخة أو مجمّع التغذية المشترك: ينقل المنتج من خزان التخزين بالتدفق والضغط المطلوبين. وقد تُخصَّص مضخة لكل نقطة تعبئة أو تتشارك عدة نقاط مجمّعًا واحدًا.

2.       المصفاة أو المرشّح: يحمي العدّاد والصمام من الجسيمات الصلبة، ويُنبّه رصد فرق الضغط مبكرًا إلى الانسداد.

3.       مُزيل الهواء/البخار: يمنع وصول الهواء أو البخار المحمول إلى العدّاد واحتسابه كأنه سائل. وتعدّ المتطلبات المترولوجية لأنظمة قياس السوائل جهازَ إزالة الغاز جزءًا من نظام القياس.

4.       العدّاد والقياسات الثانوية: يقيس عدّاد الإزاحة الموجبة أو العدّاد التوربيني أو عدّاد كوريوليس كمية المنتج، وتُستخدم قياسات الحرارة، والضغط والكثافة عند الحاجة، لتحويل الكمية إلى الظروف المرجعية.

5.       صمام التحكم في التدفق: يُفتح بأوامر من وحدة التحكم الدفعي، ويحدّ معدل التدفق، ويُغلق عند بلوغ الكمية المحددة مسبقًا.

6.       ذراع التعبئة أو وصلة الخرطوم: ينقل المنتج إلى الحجرة، ويتوقف نوعه وطريقة توصيله على اعتماد التعبئة العلوية أو السفلية.

وحدة القياس أم رصيف التعبئة أم المحطة الكاملة؟ تحديد النطاق

كثيرًا ما يتعذر مقارنة العروض لأن كل طرف يقصد نطاقًا مختلفًا. وتفصل الأدلة الصناعية بين هذه المستويات أيضًا؛ إذ تنص أدلة أنظمة القياس على أرصفة التعبئة صراحةً على أنها لا تشمل تصميم نظام التعبئة الكامل ولا جوانب السلامة.

وحدة التحكم الدفعي ومنحنى التعبئة المرحلي

تتلقى وحدة التحكم الدفعي الكمية المستهدفة من السائق أو من النظام الأعلى، وتنفّذ التعبئة خطوة بخطوة. ويعمل صمام التحكم وفق هذه الخطوات: تبدأ التعبئة بتدفق منخفض، ثم ترتفع إلى التدفق العالي بعد استقرار إشارات السماح والتدفق، ثم تعود إلى التدفق المنخفض عند الاقتراب من الكمية المستهدفة، وأخيرًا يُغلق الصمام تمامًا. ولهذا المنحنى المنخفض ثم العالي ثم المنخفض غرضان:

·         التدفق المنخفض في البداية: يساعد على الحد من تناثر المنتج ومن تولّد الشحنات الكهربائية الساكنة ما دام مخرج التعبئة غير مغمور بالسائل.

·         التدفق المنخفض قبل الإغلاق: يتيح إغلاق الصمام بدقة عند الكمية المحددة، ويخفف الطَّرق الهيدروليكي الذي يُحدثه الإغلاق المفاجئ.

وتطبّق وحدة التحكم كذلك معامل العدّاد، وتحوّل الكمية إلى الظروف المرجعية بالاستناد إلى الحرارة والكثافة عند الحاجة، ويمكنها إدارة حقن الإضافات أو الخلط، وتحتفظ بسجل لكل دفعة. ويجب أن يُحسم في بداية المشروع ما يبقى من وظائف في وحدة التحكم وما يُنقل إلى نظام أتمتة المحطة (TAS).

الطَّرق الهيدروليكي وسرعة إغلاق الصمام

عندما يُغلق الصمام بسرعة، يولّد عمود السائل المتحرك في خط التعبئة ارتفاعًا مفاجئًا في الضغط. وقد يُتلف هذا الارتفاع العدّاد والحشوات والخراطيم وذراع التعبئة، كما قد يُخلّ بقراءة العدّاد في المرحلة الأخيرة. لذلك تكتسب صمامات التحكم ذات سرعات الفتح والإغلاق القابلة للضبط أهمية خاصة. وإلى جانب الإيقاف العادي، ينبغي دراسة زمن إغلاق الصمام وتسلسل إيقاف المضخة معًا في حالات الإيقاف الطارئ (ESD) وفقدان إشارة السماح وانقطاع الطاقة. وقد تستدعي خطوط التغذية الطويلة، أو المجمّعات التي تغذي عدة نقاط، دراسة هيدروليكية مستقلة.

إشارات السماح بالتعبئة: التأريض ومنع الفيضان ووضع الذراع

تعمل نقطة التعبئة وفق منطق تعشيق أمني لا يسمح بالتدفق قبل تحقق شروط محددة، ومن إشارات السماح النموذجية:

·         التحقق من تأريض الصهريج: يُتحقق من اتصال الصهريج بالأرض بجهاز يراقب استمرارية الوصلة، لا بمجرد تركيب ملقط التأريض.

·         منع فيضان حجرة الصهريج: يُراقَب عبر حساسات مثبتة على الصهريج في التعبئة السفلية، وعادةً عبر مسبار مستوى يُستخدم مع الذراع في التعبئة العلوية. وتختلف هذه الوظيفة عن حماية خزانات التخزين من الفيضان.

·         وضع الذراع وحالة التوصيل: يُتأكد من خروج الذراع من وضع التوقف ومن إتمام التوصيل.

·         الإيقاف الطارئ: تُغلق أزرار الإيقاف الطارئ على الرصيف الصمامَ وتوقف المضخة.

إذا فُقدت أي إشارة سماح أثناء التعبئة، يُغلق صمام التحكم وتُعلَّق الدفعة مع الحفاظ على سجلها. ويحدد تقييم المخاطر في المشروع أي إشارات السماح تُعامَل كوظائف سلامة، ومستوى سلامة الأداء (SIL) المطلوب لها.

مدخلات التصميم

إسهام TLY Enerji في مشاريع نقاط التعبئة

تقدّم TLY Enerji في مشاريع تعبئة الصهاريج دعمًا هندسيًا لاختيار العدّاد وصمام التحكم والأجهزة، استنادًا إلى بيانات المنتج والتشغيل. وبحسب نطاق المشروع، قد يشمل العمل توريد مقاييس التدفق والصمامات والمضخات، وتكامل وحدة التحكم الدفعي مع PLC، والتركيب في الموقع، والاختبار والتشغيل، ودعم الصيانة وقطع الغيار. ويُتفق على الجهة التي توفّر الوحدة المجمّعة وذراع التعبئة والبنية التحتية للموقع من خلال المواصفات الفنية.

البيانات المطلوبة لتسعير نقطة التعبئة

·         المنتجات المراد تعبئتها مع لزوجة كل منها وكثافته ونطاق حرارته

·         نوع الصهريج وعدد الحجرات والأحجام النموذجية للدفعات

·         معدل التعبئة المستهدف والعدد المتوقع للصهاريج يوميًا

·         بيانات المضخة وخط التغذية القائمين أو المخطط لهما

·         اعتماد التعبئة العلوية أو السفلية

·         هل القياس لمتابعة المخزون أم لأغراض البيع

·         الحاجة إلى حقن الإضافات أو الخلط

·         تصنيف المنطقة الخطرة ونظام التحكم الذي سيُربط به النظام

صفحات ذات صلة

·         أنظمة التعبئة العلوية: تصميم الذراع وأنبوب الغمر والمنصة عند التعبئة من فتحة القبة.

·         أنظمة التعبئة السفلية: المهايئات وإرجاع الأبخرة وواجهة حساسات الصهريج.

·         محطات تعبئة الصهاريج المؤتمتة: أتمتة العملية من التحقق من الطلب حتى وثيقة التسليم.

·         وحدات التعبئة لأغراض نقل الملكية: التحقق من القياس وختمه عند التعبئة لأغراض البيع.

·         أنظمة تفريغ الصهاريج: جانب السحب والتحقق من الكمية عند استلام المنتج من الصهاريج.

أسئلة شائعة حول تعبئة الصهاريج

هل تؤدي وحدة التحكم الدفعي عمل PLC نفسه؟

تتداخل مهامهما لكنها ليست متطابقة. فوحدة التحكم الدفعي تعدّ نبضات العدّاد وتطبّق معامله وتصحيح الحرارة، وتقود صمام التحكم وفق منحنى التعبئة، وتسجّل كل دفعة. أما PLC فيدير في الغالب منطق المضخة وإشارات السماح والإيقاف الطارئ ومعدات الرصيف. ويمكن دمج بعض الوظائف في الأنظمة الصغيرة، لكن مكان حفظ سجل القياس يجب أن يُحدَّد مسبقًا.

لماذا لا تبدأ التعبئة بالتدفق الكامل مباشرة؟

في اللحظة الأولى لا يكون مخرج التعبئة مغمورًا بالسائل بعد، وقد يؤدي التدفق العالي إلى تناثر المنتج وزيادة تولّد الشحنات الساكنة. كما تُستخدم مرحلة قصيرة من التدفق المنخفض للتأكد من استقرار إشارات السماح والتدفق قبل الزيادة. ويُحدَّد معدل البدء في المشروع بحسب المنتج ونوع الذراع وأدلة السلامة المطبّقة.

هل يلزم مُزيل الهواء في كل نقطة تعبئة؟

إذا كان احتمال سحب الهواء أو البخار قائمًا فهو مهم لدقة القياس، ويُعامَل في القياس لأغراض البيع جزءًا ضروريًا من نظام القياس. ويكون الخطر أقل في الأنظمة التي تُغذّى بالسائل باستمرار من خزان مع ظروف سحب جيدة للمضخة. ويتوقف القرار على ضغط بخار المنتج وترتيب التغذية وغرض القياس.

هل يمكن تسليم أكثر من منتج من نقطة تعبئة واحدة؟

نعم. يمكن تخصيص خط عدّاد وصمام لكل منتج، أو تسليم المنتجات تباعًا من الذراع نفسه. وفي هذه الحالة يجب تقييم المنتج المتبقي في الخط وخطر الاختلاط والحاجة إلى الغسل. أما تخطيط عدة أرصفة ومنتجات معًا فيُتناول ضمن المحطات متعددة الأرصفة.

ماذا يحدث إذا انقطعت وصلة التأريض أثناء التعبئة؟

يكتشف جهاز التحقق من التأريض فقدان الوصلة ويسحب إشارة السماح. فتُغلق وحدة التحكم الدفعي صمام التحكم، وتُوقف المضخة وفق منطق التعشيق، وتُسجَّل الدفعة بالكمية المسلَّمة حتى تلك اللحظة. ويحدد إجراء التشغيل ما إذا كانت التعبئة تُستأنف بعد إعادة الوصلة والتحقق منها.