محطات قياس الغاز الطبيعي وتنظيم الضغط

تتكوّن محطة الغاز الطبيعي من كتل وظيفية مستقلة هي الترشيح والتسخين المسبق وتنظيم الضغط والقياس وقياس جودة الغاز. ويتحدد ما تحتاج إليه المحطة من هذه الكتل بمقدار الفرق بين ضغط الدخول وضغط الخروج، ونظافة الغاز وثبات تركيبه، والغرض من القياس، ومتطلبات المستهلك في الجهة اللاحقة. فقد تقتصر محطة عند مدخل مصنع على خط قياس واحد، بينما تجمع نقطة الانتقال من خط النقل إلى شبكة التوزيع في المدينة بين الترشيح والتسخين وتنظيم الضغط على مراحل وقياس نقل الملكية وإضافة الرائحة في منشأة واحدة.

تقدّم هذه الصفحة خريطة قرار تعرض الكتل الوظيفية وتوضح الحل المناسب لكل حاجة.

مسار الغاز داخل المحطة: الكتل الوظيفية

قد يختلف ترتيب الكتل من مشروع إلى آخر، ولا سيما موضع القياس قبل تنظيم الضغط أو بعده، إذ يرتبط ذلك بنقطة التسليم التعاقدية وبتحجيم العدّاد. والترتيب النموذجي على النحو الآتي:

1.       عزل المدخل: صمامات تفصل المحطة عن الخط أثناء الصيانة أو في حالات الطوارئ.

2.       الترشيح: يحجز الجسيمات الصلبة وقطرات السوائل لحماية المنظّمات والصمامات والعدّادات.

3.       التسخين المسبق: يعوّض التبريد المصاحب لخفض الضغط (تأثير جول-طومسون) ويوضع قبل منظّمات الضغط.

4.       تنظيم الضغط والحماية من فرط الضغط: تحافظ المنظّمات على ضغط الخروج عند القيمة المضبوطة، وتحمي صمامات الإغلاق السريع (Slam-Shut) وصمامات تنفيس الضغط الجهة اللاحقة.

5.       القياس: يحوّل العدّاد مع قياسات الضغط والحرارة وجهاز تحويل الحجم أو حاسوب التدفق الكمية المقيسة عند ظروف التشغيل إلى الظروف المرجعية أو إلى طاقة.

6.       قياس الجودة: تُرصد بيانات مثل التركيب والقيمة الحرارية ونقطة الندى ومركبات الكبريت لأغراض القياس على أساس الطاقة أو لتلبية مواصفات المستهلك.

7.       المخرج والأنظمة المساعدة: تُضاف إضافة الرائحة (Odorization) والمراقبة عن بُعد ولوحة التحكم بحسب دور المحطة.

لا تضم كل محطة هذه الكتل جميعها؛ فنقطة التسليم التي لا تحتاج إلى خفض الضغط تخلو من التسخين والتنظيم، وقد لا يلزم التحليل المستمر إذا كان تركيب الغاز ثابتًا. لذلك يُحدَّد النطاق انطلاقًا من بيانات العملية لا من قائمة معدات جاهزة.

أي حل يقابل أي حاجة؟

ثلاثة محاور توجّه الاختيار

تكفي ثلاثة أسئلة عادةً لبدء الاختيار بين الحلول. الأول يتعلق بالضغط: إذا تجاوز ضغط الدخول ما تتحمله الجهة اللاحقة لزمت كتلة التنظيم، وكلما كبر فرق الضغط ازدادت أهمية التبريد والتسخين المسبق. والثاني يتعلق بالغرض: فالرصد الداخلي في المنشأة وفوترة الغاز الذي تنتقل ملكيته قد يستخدمان معدات متشابهة، لكن متطلبات التحقق والتكرار الاحتياطي وحفظ السجلات تختلف بينهما اختلافًا واضحًا. والثالث يتعلق بالغاز ومستهلكه: فحمل الملوثات يحدد الترشيح، أما الفوترة على أساس الطاقة أو مواصفات وقود الآلة فتحدد التحليل والتكييف.

الغاز المُرسَل من محطات الغاز الطبيعي المسال

في محطات استقبال الغاز الطبيعي المسال (LNG) يُجرى القياس التجاري للغاز المُرسَل إلى الشبكة عادةً في الطور الغازي بعد المبخّرات. ولذلك تقترب نقطة قياس الإرسال (Send-Out) من منطق محطات الغاز الموصوفة هنا أكثر من قربها من قياس السوائل المبرّدة.

دور TLY Enerji

تقدّم TLY Enerji الدعم الهندسي في مشاريع محطات الغاز بدءًا من تقييم ظروف العملية واختيار تقنية القياس والتحكم. وبحسب نطاق المشروع، قد يشمل ذلك توريد معدات القياس والتحليل، وتكامل الأنظمة، والتركيب في الموقع، والمراقبة القائمة على PLC أو SCADA، والاختبار والتشغيل ودعم الصيانة. وتُحدَّد الكتل الوظيفية الداخلة في نطاق التوريد لكل مشروع بالاستناد إلى المواصفات الفنية.

الحلول ضمن هذه الفئة

·         محطات قياس الغاز الطبيعي: بنية خط القياس وتحويل الحجم.

·         محطات تخفيض الضغط والقياس (RMS / PRMS): الجمع بين التنظيم والقياس في محطة واحدة.

·         محطات قياس الغاز لأغراض نقل الملكية: متطلبات القياس الذي تُبنى عليه الفواتير.

·         وحدات قياس الغاز بالموجات فوق الصوتية: خطوط قياس بعدّادات متعددة المسارات.

·         وحدات قياس الغاز بألواح الفوهة: القياس القائم على فرق الضغط.

·         وحدات ترشيح الغاز وقياسه: حماية المعدات من الملوثات.

·         وحدات تنظيم ضغط الغاز: اختيار المنظّمات وعناصر الحماية.

·         وحدات تسخين الغاز وتنظيمه وقياسه: إدارة التبريد الناتج عن خفض الضغط.

·         أنظمة قياس جودة الغاز وتحليله: التركيب والقيمة الحرارية والملوثات.

·         وحدات تكييف غاز الوقود وقياسه: متطلبات غاز الوقود للتوربينات والمحركات.

·         محطات بوابة المدينة (City Gate): واجهة الانتقال بين النقل والتوزيع.

·         قياس الغاز المُرسَل من محطات LNG: القياس في الطور الغازي بعد إعادة التغويز.

الأسئلة الشائعة

هل يأتي القياس قبل تنظيم الضغط أم بعده؟

لا يوجد ترتيب صحيح واحد. فإذا وُضع القياس قبل التنظيم عمل العدّاد عند ضغط أعلى وحجم فعلي أصغر، وإذا وُضع بعده قاس حجمًا فعليًا أكبر عند ضغط أدنى للكمية نفسها من الغاز. ويُتخذ القرار بحسب نقطة التسليم التعاقدية وحجم العدّاد وفئة الضغط وأي تأثير محتمل للمنظّمات في دقة القياس.

هل محطة RMS هي نفسها محطة بوابة المدينة؟

تجمع المحطتان بين خفض الضغط والقياس، لكن دوريهما مختلفان. فمحطة بوابة المدينة (City Gate) هي الواجهة بين خط النقل وشبكة التوزيع، وتتولى أيضًا وظائف خاصة بالشبكة مثل إضافة الرائحة. أما محطة RMS أو PRMS فتغذي عادةً مستهلكًا أو نقطة تسليم محددة، مثل منشأة صناعية أو منطقة صناعية أو محطة توليد كهرباء.

هل تحتاج كل محطة غاز إلى سخّان؟

لا. تُقيَّم الحاجة إلى التسخين وفق مقدار انخفاض الضغط ودرجة حرارة الغاز عند الدخول وتركيبه. وقد لا تحتاج المحطات الخالية من التنظيم أو ذات الانخفاض الصغير في الضغط إلى سخّان. أما عند الانخفاض الكبير فيُضاف التسخين المسبق لإبقاء درجة حرارة الخروج ضمن حدود تقبلها المعدات والجهة اللاحقة.