وحدات تعبئة وتفريغ LPG المجمّعة (Skid)

وحدة تعبئة وتفريغ غاز البترول المسال (LPG) المجمّعة هي حزمة مُركّبة مسبقًا على هيكل فولاذي واحد، تضم المضخة أو الضاغط الذي ينقل المنتج إلى الصهريج أو منه، وخطَّي السائل والبخار، وصمامات الإغلاق الطارئ وصمامات التنفيس، وخط القياس عند الحاجة، ولوحة تحكم محلية. غير أن قيمة هذه الحزمة لا تكمن في قائمة معداتها بقدر ما تكمن في وضوح حدودها: كيف تتصل بخزان التخزين وبالصهريج، وبإشارات الطاقة والتحكم، وبمسارات التنفيس والتهوية، وبالأساسات. فإذا تُركت هذه الواجهات مفتوحة حتى مرحلة التنفيذ، ضاعت معظم فوائد التجميع المسبق في الموقع.

يُشرح المنطق العام لسلسلة التعبئة والتفريغ في صفحتي أنظمة تعبئة الصهاريج وأنظمة تفريغ الصهاريج. أما هذه الصفحة فتركّز على ما يتغيّر حين يكون المنتج LPG، أي سائلًا محفوظًا تحت الضغط، وكيف ينعكس ذلك على نطاق الحزمة وواجهاتها في الموقع.

لماذا تُجمع التعبئة والتفريغ غالبًا في حزمة واحدة؟

في كثير من مستودعات LPG يُستخدم رصيف الصهاريج نفسه للاستلام والشحن معًا. وبدلًا من إنشاء نظامين منفصلين، يمكن تصميم حزمة واحدة بمجمّع صمامات يعكس اتجاه التدفق. ويسهّل ذلك أن نقل LPG يتم في دائرة مغلقة في الاتجاهين: خط السائل ينقل المنتج، وخط البخار يوازن الضغط بين الصهريج وخزان التخزين. عند التعبئة تسحب المضخة من الخزان وتدفع إلى الصهريج، وعند التفريغ تُستخدم مضخة، أو يسحب ضاغطٌ البخارَ من خزان التخزين ويدفعه إلى فراغ البخار في الصهريج فيُزاح السائل خارجه. ويُناقش الاختيار بين الطريقتين في صفحة أنظمة تفريغ صهاريج LPG.

نطاق الحزمة: المعدات الأساسية والخيارات

واجهات الموقع التي يجب حسمها عند حدود الوحدة

في الحزمة المجمّعة مسبقًا تظهر معظم المشكلات عند حافة الهيكل لا داخله. ولكل واجهة مما يلي ينبغي توثيق توزيع المسؤولية كتابيًا.

التوصيلات مع خزان التخزين

ينبغي أن يكون خط سحب المضخة من مخرج السائل في الخزان إلى الوحدة قصيرًا ومستقيمًا وخاليًا من النقاط المرتفعة التي يتجمّع فيها البخار. فالمنتج في الخزان عند ضغط التشبّع، وكل خسارة في الضغط على جانب السحب تزيد خطر التبخر الوميضي عند مدخل المضخة. لذلك يُختار موقع الوحدة بناءً على صافي ضاغط السحب الموجب المتاح (NPSH) لا على المساحة المتوفرة فقط. ويدخل في هذه الواجهة أيضًا موضع اتصال خط إرجاع البخار بفراغ البخار في الخزان، وموضع عودة خط الحد الأدنى للتدفق من المضخة.

التوصيل من جهة الصهريج

يختلف نوع توصيلات السائل والبخار على الصهريج ومقاسها وموضعها من بلد لآخر ومن مصنّع صهاريج لآخر، ويجب أن تتوافق نهايات الخراطيم أو الأذرع معها، مع مراعاة اتجاه اقتراب الصهريج وارتفاع نقاط التوصيل ومجال حركة الخرطوم. وإذا كان من المتوقع أن تُصدر المنشأة إشارة لإغلاق الصمامات الداخلية للصهريج عن بُعد، فيجب تحديد مصدر هذه الإشارة والجهة المسؤولة عنها.

التنفيس والتهوية وتفريغ الخرطوم

تحتاج مخارج صمامات التنفيس، وكذلك المنتج المتبقي في الخرطوم أو الذراع بعد انتهاء النقل، إلى وجهة محددة: إعادته إلى نظام إرجاع البخار، أو توصيله بنظام الشعلة أو التهوية في المنشأة، أو إعادته إلى خزان التخزين. ويعتمد الاختيار على البنية القائمة في الموقع، ويؤثر مباشرة في تصميم الوحدة.

إشارات الطاقة والتحكم والسلامة

يحدّد تصنيف المناطق الخطرة، الذي يأتي من دراسة مالك المنشأة، اختيار المحركات والمرسلات واللوحات على الوحدة. كما ينبغي إدراج تغذية الطاقة، والإشارات المتبادلة مع نظام الإيقاف الطارئ (ESD) في المنشأة، والعلاقة مع كواشف الغاز وكشف الحريق، والبيانات المنقولة إلى نظام التحكم، كلٌّ على حدة في جدول الواجهات. أما منطق التعشيق نفسه فتتناوله صفحة أنظمة الإيقاف الطارئ والتعشيق الأمني في محطات LPG.

فئة الضغط والمواد وحالات انخفاض الحرارة

يبدأ تحديد ضغط التصميم من ضغط بخار المنتج عند أعلى درجة حرارة تشغيل متوقعة، مضافًا إليه الضغط الذي يمكن أن تولّده المضخة أو الضاغط. وبما أن ضغط بخار المنتج الغني بالبروبان أعلى من ضغط بخار المنتج الغني بالبيوتان عند درجة الحرارة نفسها، فإن نوعية المنتجات التي تتعامل معها المنشأة تؤثر مباشرة في فئة الضغط. كذلك قد يؤدي انخفاض الضغط السريع إلى تبريد LPG لنفسه أثناء تبخّره، فتنخفض حرارة بعض أجزاء الخط دون حرارة المحيط؛ ولذلك تُختار أدنى درجة حرارة تصميم للمواد مع أخذ هذه الحالة في الحسبان. ويجب أن تكون الحشوات والخراطيم متوافقة مع LPG.

موقع القياس والسلامة داخل الحزمة

عند إضافة خط قياس تصبح المسألة الأهم إبقاء المنتج سائلًا داخل العدّاد، ويُستخدم لذلك التحكم في الضغط الخلفي ومُزيل البخار، كما تفصّل صفحة وحدات قياس LPG. وحين تُعتمد الكمية أساسًا للفوترة يُقيَّم نظام القياس ككل، ولا تغطي موافقة عدّاد واحد النظام بأكمله بما فيه البخار المُرجَع. أما من جهة السلامة فتُدمج صمامات الإغلاق الطارئ ووصلات الانفصال الآمن والتأريض وإشارات الموضع في الحزمة فعليًا، في حين تُستمد درجة الاعتمادية المطلوبة لكل وظيفة من تقييم المخاطر.

دور TLY Enerji في مشاريع نقل LPG

تقدّم TLY Enerji خدمات التصميم والتوريد والهندسة لمحطات تعبئة وتفريغ صهاريج LPG. وبحسب نطاق المشروع، قد يشمل ذلك اختيار وتوريد مضخات LPG وعدّادات التدفق ومخفّضات الضغط وصمامات الأمان وأنظمة التحكم، إلى جانب الدعم الهندسي في مراحل التكامل والتركيب والاختبار والتشغيل. ويُتفق على حدود نطاق التوريد وتوزيع المسؤوليات عند واجهات الموقع في كل مشروع استنادًا إلى المواصفات الفنية.

المعلومات اللازمة لتعريف الحزمة

·         أوضاع التشغيل: تعبئة فقط أو تفريغ فقط أو كلاهما، مع عدد الصهاريج اليومي ونسبة كل وضع

·         المنتجات: بروبان تجاري أو بيوتان أو خليط، وهل يتغير المنتج موسميًا

·         ضغط تصميم خزان التخزين، ومواضع فتحات السائل والبخار، والمسافة وفرق المنسوب حتى الوحدة

·         معدل النقل المستهدف وزمن مكوث الصهريج المقبول

·         هل سيُفرَّغ بمضخة أم بضاغط، أم يُترك القرار للدراسة الهندسية

·         أنواع توصيلات الصهاريج وتفضيل الخراطيم أو الأذرع

·         البنية المتاحة للشعلة أو التهوية أو إرجاع البخار لمخارج التنفيس وتفريغ الخراطيم

·         تصنيف المناطق الخطرة والإشارات المتبادلة مع نظامي الإيقاف الطارئ والتحكم في المنشأة

تطبيقات LPG ذات صلة

·         أنظمة تعبئة صهاريج LPG: التعبئة المغلقة وحدود نسبة الملء وطرق تحديد الكمية.

·         أنظمة تفريغ صهاريج LPG: مقارنة التفريغ بالمضخة والتفريغ بالضاغط.

·         الإيقاف الطارئ والتعشيق الأمني في محطات LPG: منطق وظائف الإغلاق والسماح المدمجة في الوحدة.

·         وحدات قياس LPG: إبقاء المنتج سائلًا في العدّاد وتصميم خط القياس.

·         أنظمة إرجاع أبخرة LPG: أثر خط البخار في توازن الضغط وزمن النقل.

أسئلة حول وحدات تعبئة وتفريغ LPG

هل تُخدم التعبئة والتفريغ بوحدة واحدة أم بوحدتين؟

إذا كان الرصيف نفسه يخدم الاستلام والشحن وكانت معدلات الوضعين متقاربة، فإن حزمة واحدة بمجمّع يعكس الاتجاه قد توفّر المساحة والتكلفة. أما إذا اختلفت المعدلات أو أنواع الصهاريج أو ساعات التشغيل كثيرًا، أو لزم تنفيذ العمليتين معًا، فإن الوحدات المنفصلة تبسّط التشغيل. ويُتخذ القرار بموازنة ملف التشغيل اليومي مع متطلبات الاحتياطية.

كيف تُحدَّد فئة ضغط الوحدة؟

نقطة البداية هي ضغط بخار أكثر المنتجات تطايرًا عند أعلى درجة حرارة متوقعة، ويُضاف إليه ما تولّده المضخة أو الضاغط وتذبذبات الضغط في الخط. كما يضع ضغط تصميم الخزان والصهريج حدودًا للنظام المتصل. وتُحدَّد القيمة النهائية بحساب هندسي وفق مواصفات المشروع وتشريعات معدات الضغط المعمول بها.

لماذا تحتاج وحدة LPG إلى صمامات تنفيس حراري؟

بعد انتهاء النقل أو إغلاق الصمامات بفعل الإيقاف الطارئ قد يبقى LPG سائلًا محصورًا بين صمامين مغلقين. وعندما يسخن بفعل الشمس أو حرارة المحيط يحاول التمدد، فيرتفع الضغط في الحجم المغلق بسرعة. ويصرّف صمام التنفيس الحراري هذا الضغط إلى وجهة آمنة فيحمي الأنابيب والمعدات، ويُحدَّد مسار مخرجه وفق بنية التنفيس في الموقع.

هل يمكن استخدام عدّاد الوحدة لأغراض نقل الملكية؟

يمكن ذلك، لكن القرار يؤثر في نظام القياس كله؛ إذ يجب تصميم إبقاء المنتج سائلًا في العدّاد، وإزالة البخار، وقياس الحرارة والكثافة، ووصلات المعايرة، وطريقة احتساب البخار المُرجَع في الكمية، معًا. وتعتمد متطلبات المترولوجيا القانونية للكميات المفوترة على التشريعات الوطنية والعقد.