غاز البترول المسال (LPG) هو البروبان أو البيوتان أو خليط منهما: غاز عند الضغط الجوي يمكن إبقاؤه سائلًا عند درجة الحرارة المحيطة تحت ضغط معتدل. ومن هذه الخاصية وحدها تنشأ جميع متطلبات التعبئة والقياس والسلامة في محطات LPG؛ فالمنتج يُنقل دائمًا في نظام مغلق مع طوره البخاري وتحت الضغط، وحيثما ينخفض الضغط يبدأ السائل بالتبخر. ولذلك يقوم تصميم المحطة على إبقاء السائل سائلًا حيث يلزم، وإدارة الطور البخاري بصورة محكومة، وإيقاف التدفق سريعًا عند حدوث أي تسرب.
طبيعة المائع: الضغط والحرارة والطوران
يكون السائل والبخار فوقه في حالة توازن داخل خزان التخزين وداخل الصهريج. ويرتفع ضغط هذا التوازن، أي ضغط البخار، مع ارتفاع الحرارة، ويتغير بحسب نسبة البروبان إلى البيوتان؛ فالخلطات الغنية بالبروبان أعلى ضغطًا والغنية بالبيوتان أدنى، كما تختلف الكثافة بحسب التركيب والحرارة. وحين يتغير المنتج بتغير الفصول أو المورّد، قد تلزم مراجعة إعدادات المضخات والعدّادات وأنظمة السلامة.
أبرز القضايا الهندسية في محطات LPG
· التبخر الوميضي والتكهف: عندما ينخفض الضغط عند سحب المضخة أو في صمام أو داخل العدّاد إلى ما دون ضغط البخار يتبخر السائل فجأة، فيحدث تكهف في المضخة وتدفق ثنائي الطور في العدّاد وقراءة غير صحيحة.
· إبقاء العدّاد ممتلئًا بالسائل: تشترط وثائق المترولوجيا القانونية أن يبقى المنتج سائلًا أثناء القياس في أنظمة الغازات المسالة المضغوطة، ويتحقق ذلك عمليًا بالتحكم في الضغط الخلفي بعد العدّاد وبمزيل البخار عند الحاجة.
· إرجاع الأبخرة: أثناء التعبئة يُعاد بخار الخزان المستقبِل إلى الخزان المورِّد عبر خط مستقل لموازنة الضغط، ويجب في القياس التجاري تحديد كيفية التعامل مع الكمية العائدة عبر هذا الخط.
· الكتلة أم الحجم: كثيرًا ما يُتداول LPG على أساس الكتلة، أما حين يكون الحجم هو الأساس فيصبح تصحيح الحرارة والكثافة حاسمًا.
· الإغلاق الطارئ والتعشيق: صمامات إغلاق تُشغَّل عن بُعد، ووصلات الانفصال الآمن (Breakaway)، وكشف الغاز، والتأريض، وتعشيق موضع المركبة؛ ويحدد تقييم المخاطر مستوى الموثوقية المطلوب لكل وظيفة.
محطات LPG السائب مقارنةً بمنشآت تعبئة الأسطوانات
تتناول هذه الصفحة وصفحاتها الفرعية المحطات التي يُنقل فيها LPG سائبًا بين خزانات التخزين والصهاريج الطرقية وخطوط الأنابيب أو عربات السكك الحديدية. أما منشآت تعبئة الأسطوانات، حيث تُملأ كل أسطوانة بالوزن وتُنقل على سيور، فمجال مختلف من حيث العملية والتشريعات ولا تشمله هذه الصفحات. كما تُعرَّف الصهاريج الطرقية نفسها بمعايير أوروبية مستقلة لأوعيتها وتجهيزاتها، ويجب أن تتوافق وصلات المحطة وتصميم السلامة فيها مع تجهيزات المركبة.
الفرق بين LPG وسوائل الغاز الطبيعي (NGL)
سوائل الغاز الطبيعي (NGL) مجموعة أوسع تضم الإيثان والبروبان والبيوتانات والجازولين الطبيعي، وقد يتفاوت تركيبها كثيرًا بحسب المصدر. أما LPG فيقابل جزء البروبان والبيوتان من هذه المجموعة بتركيب محدد ضمن نطاق أضيق. وفي تيارات NGL المختلطة يجعل تغير الكثافة وضغط البخار تصميم القياس أكثر صعوبة، ويُعرض هذا الفرق في صفحة محطات NGL.
حلول محطات LPG
· أنظمة تعبئة صهاريج LPG: تعبئة مغلقة ومحكومة للصهريج بخطي السائل والبخار.
· أنظمة تفريغ صهاريج LPG: مقارنة التفريغ بالمضخة والتفريغ بالضاغط.
· وحدات قياس LPG: إبقاء العدّاد في الطور السائل بالضغط الخلفي وإزالة البخار.
· قياس نقل ملكية LPG: وحدة القياس التجارية وتحديد الكثافة والبخار العائد.
· وحدات تعبئة وتفريغ LPG المجمّعة: ما تشمله الحزمة المجمّعة مسبقًا وواجهاتها في الموقع.
· أنظمة قياس البروبان والبيوتان: أثر نسبة الخلط في الكثافة والتصحيح.
· أنظمة إرجاع أبخرة LPG: وظيفة خط موازنة البخار وتحديد مقاسه.
· الإيقاف الطارئ والتعشيق في محطات LPG: الإيقاف الطارئ وكشف الغاز وأذونات التعبئة.
نطاق عمل TLY Enerji في محطات LPG
تقدّم TLY Enerji خدمات التصميم وتوريد المنتجات والهندسة لمحطات تعبئة وتفريغ صهاريج LPG. ويمكن أن يشمل النطاق مضخات LPG ومقاييس التدفق ومنظمات الضغط وصمامات الأمان ومعدات التعبئة والتفريغ وأنظمة التحكم والأتمتة. وبحسب احتياجات المشروع قد يمتد الدعم إلى التركيب في الموقع والاختبار والتشغيل، مع تحديد نطاق التوريد في كل مشروع بالاتفاق استنادًا إلى المواصفات الفنية.
أسئلة شائعة حول محطات LPG
ما المشكلة الأكثر شيوعًا في قياس LPG؟
أكثرها شيوعًا التبخر الجزئي حيث يقترب الضغط من ضغط بخار المنتج، فيمر تدفق ثنائي الطور عبر العدّاد وتنحرف الكمية المقيسة. ويحد من هذا الخطر تصميم ظروف سحب المضخة تصميمًا سليمًا، والمحافظة على الضغط الخلفي بعد العدّاد، واستخدام مزيل البخار عند الحاجة.
هل خط إرجاع الأبخرة إلزامي في تعبئة صهاريج LPG؟
في التعبئة المغلقة يوازن إرجاع البخار من الخزان المستقبِل إلى المورِّد الضغط ويسهّل التعبئة، ولذلك يُستخدم على نطاق واسع. أما في أنظمة القياس التجاري فتحدد وثائق المترولوجيا القانونية شروطًا مثل قياس البخار العائد وطرحه أو عدم السماح بالوصلة أصلًا، ويتوقف الترتيب المطبّق على تشريعات المشروع والعقد.
هل تُصمَّم محطات LPG ومنشآت تعبئة الأسطوانات بالحلول نفسها؟
لا. تركّز محطة LPG السائب على العدّادات والمضخات وأذرع التعبئة وأنظمة السلامة التي تنقل المنتج باستمرار بين الخزانات والصهاريج أو خطوط الأنابيب، بينما تتمحور منشآت الأسطوانات حول تعبئة كل أسطوانة بالوزن ونقلها وفحصها. ولا تشمل الحلول الواردة هنا منشآت تعبئة الأسطوانات.