وحدات قياس LPG (Skid)

الشرط الأهم في قياس غاز البترول المسال (LPG) هو أن يبقى المنتج سائلًا أثناء مروره في العدّاد. فضغط بخار LPG مرتفع، ويميل إلى التحول إلى الطور الغازي عند انخفاض طفيف في الضغط؛ وفقاعات البخار التي تتكون داخل العدّاد أو قبله مباشرة تنشئ تدفقًا ثنائي الطور في جهاز معايَر للسائل، فتُفسد القياس. ولذلك لا تقتصر وحدة قياس LPG المجمّعة على عدّاد وبعض المرسلات، بل تقوم على ثلاث وظائف أساسية: ترتيب للضغط الخلفي يُبقي ضغط العدّاد فوق ضغط البخار، وعنصر لفصل الغاز يمنع وصول البخار إلى العدّاد، وقياس للكثافة ودرجة الحرارة لتحويل النتيجة إلى كتلة أو إلى حجم عند الظروف المرجعية.

تُعرض البنية العامة لوحدات قياس السوائل ونهج التحقق في نقل الملكية في صفحات أخرى. أما هنا فنتناول كيف تتكيف هذه البنية مع البروبان والبيوتان وخلائطهما.

لماذا يجب الحفاظ على الطور السائل؟

تفترض عدّادات السوائل مرور سائل أحادي الطور. فإذا اقترب ضغط الخط من ضغط التشبع بسبب فواقد الاحتكاك بعد المضخة أو فتحات الصمامات أو ارتفاع الحرارة، تبخّر جزء من التدفق. ولأن البخار يشغل حجمًا أكبر بكثير من السائل، قد يسجّل العدّاد الحجمي كمية سائل لم تمر فعلًا، أما في العدّادات الكتلية فيُضعف التدفق ثنائي الطور استقرار القياس وقراءة الكثافة. وتنص متطلبات المترولوجيا القانونية للغازات المسالة تحت الضغط صراحةً على تصميم نظام القياس بحيث يبقى المنتج سائلًا في العدّاد.

كيف يُنشأ التحكم في الضغط الخلفي؟

الأداة الرئيسية هي صمام حفظ الضغط أو صمام التحكم المركّب بعد العدّاد، إذ يخنق التدفق ليبقى ضغط العدّاد أعلى من ضغط بخار المنتج عند درجة الحرارة السائدة بهامش آمن. وفي الأنظمة البسيطة قد يكفي صمام حفظ ضغط بقيمة ضبط ثابتة. أما في الترتيبات الأكثر تقدمًا فتراقب وحدة التحكم الدفعي أو حاسوب التدفق ضغط مخرج العدّاد وحرارة المنتج، وتضبط صمام التحكم الذي يوقف الدفعة ضبطًا ديناميكيًا، فترفع الضغط الخلفي بالقدر اللازم فقط.

وللضغط الخلفي ثمن هو فاقد الضغط. إذ يجب أن يغطي ضغط طرد المضخة فواقد الخط وفاقد العدّاد وهامش الضغط الخلفي وضغط الصهريج أو الخزان المستقبِل معًا، ولذلك لا يمكن تصميم وحدة القياس بمعزل عن اختيار المضخة.

فصل الغاز: ليس مثل مُزيل الهواء

لا يمكن استخدام مزيلات الهواء التي تنفّس إلى الجو، كما في وحدات الوقود السائل، بالطريقة نفسها مع LPG؛ فالبخار المنفصل يجب أن يعود إلى خط مضغوط لا إلى الهواء. ومن عناصر فصل الغاز المعرّفة لأنظمة قياس الغازات المسالة تحت الضغط خزان التكثيف: وعاء ضغط قبل العدّاد يتجمع فيه البخار ويعود عادةً إلى التخزين عبر خط البخار. ويتحدد الترتيب المناسب بحسب ارتباط النظام بخط بخار، وبحسب استخدامه في خدمات يرتفع فيها خطر تكون البخار مثل التفريغ.

الكتلة والحجم والكثافة

تتغير كثافة LPG تغيرًا ملحوظًا مع درجة الحرارة ومع نسبة البروبان إلى البيوتان. ولذلك يتطلب تحويل حجم التشغيل المقاس بعدّاد حجمي إلى كتلة أو إلى حجم عند درجة الحرارة المرجعية قيمًا موثوقة للكثافة والحرارة. ولا تشمل جداول تصحيح الحجم العامة المخصصة للنفط الخام والمنتجات المكررة غازَ البترول المسال، بل توجد إجراءات مستقلة لتصحيح الحرارة لـ LPG وسوائل الغاز الطبيعي. ومن ثم يجب أن يُحسم قبل تهيئة وحدة الحساب أيّ طريقة تصحيح ستُطبق، وأيّ ظروف مرجعية ستُعتمد، ومن أين ستؤخذ الكثافة.

تقيس عدّادات التدفق الكتلي بتأثير كوريوليس معدل التدفق الكتلي والكثافة ودرجة الحرارة في آن واحد، ويُحسب الحجم من الكتلة والكثافة. وحيث يُتداول LPG بالكتلة قد يغني ذلك عن مقياس كثافة مستقل. كما تُستخدم العدّادات التوربينية وعدّادات الإزاحة الموجبة في قياس LPG، وفي هذه الحالة يصبح قياس الحرارة والضغط، وغالبًا الكثافة على الخط، جزءًا لازمًا من سلسلة التحويل. ويُبنى اختيار التقنية على نطاق التدفق وحد فاقد الضغط المسموح وتغيّر المنتج وطريقة التحقق؛ فلا توجد تقنية واحدة تناسب كل تطبيقات LPG.

المكونات النموذجية لوحدة قياس LPG

فئة الضغط والمواد والمنطقة الخطرة

تُختار جميع الأنابيب والشفاه والصمامات وأجسام الأجهزة في الوحدة وفق ضغط تصميم يراعي ضغط تصميم خزان التخزين وضغط المضخة عند الصمام المغلق وسيناريوهات التمدد الحراري. فالسائل المحبوس بين صمامين مغلقين قد يرفع الضغط بسرعة عند ارتفاع حرارته، ولذلك يجب النظر في التنفيس الحراري لهذه المقاطع. كما يُتحقق من توافق الحشيات وموانع التسرب مع LPG.

تعمل وحدة القياس في منطقة خطرة. وحتى إن كانت لكل جهاز وثائق الحماية من الانفجار الخاصة به، فإنها لا تغطي مخاطر الاشتعال الإضافية الناشئة عن جمع الأجهزة معًا؛ فالطرف الذي يجمع المعدات في وحدة وظيفية مسؤول عن تقييم التجميع ككل. والمنطق نفسه ينطبق على المترولوجيا: فاعتماد العدّاد وحده لا يشمل نظام القياس الكامل بعناصر فصل الغاز والضغط الخلفي والتحويل.

إسهام TLY Enerji في مشاريع قياس LPG

تقدّم TLY Enerji دعمًا هندسيًا في اختيار تقنية القياس وفق ظروف العملية، وتوريد العدّادات والمرسلات، وتركيب مقاييس التدفق وتشغيلها، وتكامل نظام التحكم. وتضم محفظة منتجاتها عدّادات كوريوليس للتدفق الكتلي والكثافة وأجهزة قياس الضغط والحرارة وصمامات التحكم. ويُتفق على المكونات الداخلة في نطاق التوريد بناءً على بيانات المشروع.

بيانات العملية المطلوبة

·         المنتج ونطاق تركيبه (بروبان أو بيوتان أو خليط، والتغير الموسمي)

·         التدفق الأدنى والأقصى ونطاق ضغط التشغيل وحرارته

·         مهمة الوحدة: تعبئة أو تفريغ أو نقل

·         وحدة النتيجة المطلوبة: كتلة أو حجم مرجعي أو كلاهما

·         هل يرتبط النظام بخط لإرجاع الأبخرة

·         ضغط طرد المضخة وفاقد الضغط المسموح

·         هل القياس لأغراض نقل الملكية، وما توقعات التحقق

صفحات ذات صلة

·         أنظمة قياس نقل ملكية LPG: كيف تُحسم الوحدة التجارية والتصحيحات والتحقق.

·         أنظمة قياس البروبان والبيوتان: أثر اختلاف التركيب في الكثافة وإعدادات العدّاد.

·         وحدات تعبئة وتفريغ LPG المجمّعة: دمج وحدة القياس في حزمة التعبئة والتفريغ.

·         وحدات قياس NGL: نهج القياس لسوائل الغاز الطبيعي ذات التركيب الأكثر تغيرًا.

أسئلة شائعة حول وحدات قياس LPG

كم يجب أن يكون الضغط الخلفي في عدّاد LPG؟

لا توجد قيمة واحدة. فالضغط الخلفي المطلوب هو ضغط بخار المنتج عند حرارة العدّاد، وهو يتوقف على التركيب، مضافًا إليه هامش أمان. ويُحدَّد هذا الهامش في مواصفات المشروع ومعيار القياس المطبق وتوصيات الشركة المصنّعة للعدّاد. وفي المواقع التي تتغير فيها الخلطة موسميًا يُعتمد المنتج صاحب ضغط البخار الأعلى.

هل نحتاج إلى مقياس كثافة مع عدّاد كوريوليس؟

لأن عدّاد كوريوليس يقيس الكثافة أيضًا، فكثيرًا ما لا يلزم مقياس كثافة مستقل في القياس على أساس الكتلة. لكن إذا وجب الإبلاغ عن النتيجة حجمًا عند الحرارة المرجعية أيضًا، فيجب التخطيط لطريقة نقل الكثافة إلى الظروف المرجعية وللتحقق من الكثافة المقاسة. ويتوقف القرار على الترتيب التجاري ونهج التحقق.

هل يمكن استخدام وحدة قياس الوقود السائل مع LPG؟

ليس مباشرةً. فوحدة LPG تختلف في فئة الضغط وترتيب فصل الغاز والتحكم في الضغط الخلفي ومواد منع التسرب وطريقة الحساب. ولا تناسب LPG مزيلاتُ الهواء التي تنفّس إلى الجو ولا جداول تصحيح الحجم المعرّفة للمنتجات الجوية. ولا يمكن تحويل وحدة قائمة إلا بعد إعادة تقييم كل هذه النقاط.

هل تعبّر دقة العدّاد عن دقة الوحدة كلها؟

لا. فالدقة الواردة في نشرة الشركة المصنّعة تصف أداء العدّاد في الظروف المرجعية. أما عدم اليقين الكلي للوحدة فيشمل أيضًا مدى الحفاظ على الطور السائل، وقياس الحرارة والكثافة، وحساب التحويل، وطريقة التحقق. كما تحدد وثائق المترولوجيا القانونية حدود خطأ مستقلة للعدّاد ولنظام القياس الكامل.

لماذا تُعد حالة المصفاة مهمة إلى هذا الحد في وحدة LPG؟

كلما اتسخت المصفاة ارتفع فاقد الضغط عبرها ووصل السائل إلى العدّاد بضغط أدنى. ومع LPG قد يقرّب هذا الانخفاض المنتج من ضغط بخاره ويسبب التبخر قبل العدّاد. ولذلك تُحجَّم المصفاة لفاقد ضغط منخفض قبل العدّاد، ويُراقَب فرق الضغط عبرها لتحديد موعد التنظيف، مع توفير طريقة آمنة لتصريف المقطع أثناء الصيانة.