NGL Ölçüm Skidleri

Bileşimi değişken doğalgaz sıvılarında (NGL) ölçüm skidinin esas alacağı büyüklük çoğunlukla kütledir. Hacim, sıcaklık ve basınçla belirgin biçimde değişir ve bu değişimi düzeltmek için ürünün kendi özelliklerini bilmek gerekir; kütle ise bu koşullardan bağımsızdır. Bileşen bazlı miktar, yani teslim edilen karışımın ne kadarının etan, propan ya da bütan olduğu, ayrı bir ölçüm değil, ölçülen kütlenin temsili bir numunenin bileşim analiziyle birleştirilmesinden elde edilen hesaplanmış bir sonuçtur. İyi tasarlanmış bir NGL ölçüm skidi bu üç düzeyi birbirine bağlar.

Sıvılaştırılmış gazlarda sayacın neden sıvı fazda tutulması gerektiği LPG ölçüm skidleri sayfasında, bileşen bazlı ticari hesabın sözleşme ve doğrulama boyutu ise NGL ticari teslim sayfasında anlatılmıştır. Bu sayfa skidin donanım ve ölçüm mimarisi kararlarına odaklanır.

Hacim, kütle ve bileşen: üç ölçüm büyüklüğünün karşılaştırması

NGL kütle ölçümüne ilişkin uluslararası endüstri standardı, belirli bir yoğunluk aralığındaki tek fazlı sıvılar için iki yolu tanımlar: Coriolis sayaçla doğrudan kütle ölçümü ve akış koşullarında ölçülen hacmin aynı koşullardaki yoğunlukla çarpıldığı çıkarımsal kütle ölçümü. Aynı çerçeve, ölçülen kütlenin bileşim analizi yardımıyla bileşenlerin eşdeğer sıvı hacimlerine dönüştürülmesini de tarif eder. Böylece hacim bazlı raporlama isteyen taraflar için de kütle, hesaplamanın başlangıç noktası olur.

Doğrudan ve çıkarımsal kütle ölçümü arasında seçim

Coriolis sayaç kütle debisi, yoğunluk ve sıcaklığı tek cihazda ölçtüğü için değişken bileşimli üründe yaygın olarak tercih edilir; yoğunluk bilgisi ayrıca dolum sınırı, ürün tanıma ve iki fazlı akış tespiti için de kullanılabilir. Büyük çaplı boru hattı uygulamalarında ya da mevcut hacimsel sayaç altyapısı bulunan tesislerde çıkarımsal kütle yaklaşımı değerlendirilir. Bu durumda çevrim içi yoğunluk ölçer, sayaca yakın ve aynı basınç-sıcaklık koşullarını görecek şekilde yerleştirilir; yoğunluk ölçerin de kendi doğrulama düzeni tanımlanır.

Her iki yolda da cihazın veri sayfasındaki doğruluk değeri, skidin bütün belirsizliğini göstermez. Karşı basıncın yeterliliği, sıcaklık ölçümü, sıfır kararlılığı, montaj etkileri ve hesaplama zinciri sistemin toplam belirsizliğine eklenir.

Karşı basınç ayarı: tek ürün yerine bileşim aralığı

Sayacın içinde ürünün buharlaşmaması için akış aşağısında bir basınç tutma vanası kullanılır. NGL skidinde bu ayar, terminalde beklenen en hafif karışımın en yüksek ürün sıcaklığındaki kabarcık noktası basıncının üzerinde kalacak şekilde seçilir. NGL'lerde buhar basıncının genellikle ölçülmediği ve bileşimin her zaman bilinmediği kabul edildiğinden, endüstride normal olarak ölçülen verilerden buhar basıncını tahmin eden korelasyonlar da kullanılmaktadır. Aynı buhar basıncı bilgisi, hacimsel ölçümde basınç düzeltme faktörünün hesabı için de gereklidir.

Numune ve analiz donanımının skide entegrasyonu

Bileşen bazlı hesap yapılacaksa skide bir numune alma sistemi eklenir. Numune noktası, akışın iyi karıştığı ve sıvı fazın korunduğu bir konumda olmalı; alınan numune basınçlı silindirde tutulmalıdır. Akışla orantılı bileşik numune, parti boyunca değişen bileşimi toplam kütleyle aynı ağırlıkta temsil eder. Çevrim içi analiz de düşünülebilir; ancak NGL analizi, doğalgaz kalite ölçümündeki gaz kromatografisinden farklı olarak sıvı numunenin kontrollü buharlaştırılmasını ve ağır bileşenleri de kapsayan bir analiz yöntemini gerektirir. Kromatografi kavramının kendisi doğalgaz kalite ölçüm sayfasında anlatılmıştır.

Skid bileşenleri: standart kapsam ve projeye bağlı eklemeler

Skidin kullanım amacına göre farklılaşma

·         Proses ve dağılım ölçümü: Sahalar arası dağılım (allocation) veya fraksiyonlama ünitesi giriş-çıkış dengesi için; kütle ve yoğunluk çoğunlukla yeterlidir, bileşim periyodik analizle alınabilir.

·         Tanker dolum ve boşaltım ölçümü: Parti bazlı çalışma, boşaltım sonu buhar yönetimi ve dolum sınırı hesabı öne çıkar.

·         Satışa esas ölçüm: Doğrulama bağlantıları, mühürleme, denetim izi ve bileşen bazlı hesap zorunlu hale gelebilir; bu gereksinimler NGL ticari teslim sayfasında ayrıntılandırılmıştır.

Emniyet ve uygunluk yaklaşımı

Skid basınç altında yanıcı bir sıvı taşır; basınç sınıfı, malzeme ve conta seçimi beklenen en hafif karışıma ve en yüksek sıcaklığa göre yapılır. Tehlikeli alan sınıflandırması elektrik ekipmanının koruma yöntemini belirler. Tek bir sayacın patlayıcı ortam veya yasal metroloji onayı bütün skidin uygunluğunu tek başına göstermez: ekipmanı birleştiren taraf, birleşimden doğan ek riskleri ayrıca değerlendirmek zorundadır.

TLY Enerji'nin katkısı

TLY Enerji, NGL ölçüm projelerinde ölçüm büyüklüğünün ve sayaç teknolojisinin seçimi, Coriolis sayaç, basınç ve sıcaklık ölçümü, kontrol vanası ve proses analiz cihazı tedariki, sistem entegrasyonu, saha montajı, test ve devreye alma ile PLC ve SCADA üzerinden veri toplama konularında mühendislik desteği sağlayabilir. Kapsam, projenin teknik şartnamesi üzerinden birlikte belirlenir.

Ölçüm skidi tasarımı için gereken veriler

·         Skidin amacı: dağılım, işletme takibi, tanker dolum/boşaltım veya satışa esas ölçüm

·         Raporlanması istenen büyüklük: kütle, referans koşullarda hacim, bileşen bazlı miktar

·         Bileşim aralığı ve yoğunluk aralığı; ağır uç içeriği

·         Minimum, normal ve maksimum debi; hat basıncı ve sıcaklığı

·         Mevcut numune alma ve laboratuvar olanakları

·         Sayaç doğrulama yöntemi tercihi: prover, referans sayaç veya dış kalibrasyon

·         Akış bilgisayarı hesaplarının hangi standart ve sözleşme hükümlerine göre yapılacağı

·         Kontrol sistemi arayüzü, tehlikeli alan sınıflandırması ve yerleşim kısıtları

İlgili sayfalar

·         NGL ticari teslim ölçüm sistemleri: Kütle ve bileşim analizinden faturaya giden hesap ve doğrulama.

·         LPG ölçüm skidleri: Sıvılaştırılmış gazda sıvı fazın korunmasının propan-bütan için temel anlatımı.

·         Doğalgaz kalite ölçüm ve analiz sistemleri: Gaz kromatografisi ve bileşim analizinin kavramsal temeli.

·         Propan, bütan ve karışık NGL transferi: Aynı ölçüm hattında farklı ürünlerin ve reçetelerin yönetimi.

NGL ölçüm skidleri hakkında sorular

NGL'de hacim ölçümü tamamen yanlış bir yöntem midir?

Hayır. Hacimsel sayaçlar NGL'de kullanılabilir; ancak referans koşullara dönüşüm için NGL ve LPG'ye özgü sıcaklık düzeltme yöntemleri ve buhar basıncına dayalı basınç düzeltmesi gerekir. Bileşim değiştikçe bu düzeltmelerin girdileri de değişir. Bu yüzden hacimsel sayaç kullanılan tesislerde genellikle çevrim içi yoğunluk ölçülerek kütle hesaplanır ve raporlama kütle üzerinden yapılır.

Coriolis sayacın yoğunluk ölçümü bileşim analizinin yerini tutar mı?

Tutmaz. Yoğunluk, karışımın ortalama bir özelliğidir; farklı bileşimlerdeki iki karışım aynı yoğunluğa sahip olabilir. Yoğunluk verisi ürün değişimini fark etmek, dolum miktarını hesaplamak ve iki fazlı akışı tespit etmek için değerlidir. Bileşenlerin ayrı ayrı miktarı ise ancak temsili numunenin kromatografik analiziyle belirlenebilir.

Karşı basınç vanası hangi değere ayarlanmalıdır?

Tek bir sayı yoktur. Ayar, skidden geçmesi beklenen en yüksek buhar basınçlı karışımın en yüksek işletme sıcaklığındaki kabarcık noktası basıncına ve sayaç ile vana arasındaki basınç kayıplarına göre belirlenir. Proje verisinde bileşim aralığı ve sıcaklık sınırları net olmadıkça bu ayar güvenle belirlenemez; bu nedenle tasarım girdilerinin başında bileşim aralığı istenir.

NGL ölçüm skidi her durumda numune sistemi içermeli midir?

Gerekli değildir. Yalnızca toplam kütle veya yoğunluk takibi yapılan proses ölçümlerinde, periyodik laboratuvar analizi yeterli olabilir. Bileşen bazlı raporlama, satışa esas hesap ya da fraksiyonlama besleme kontrolü gerekiyorsa akışla orantılı numune alma sistemi ve basınçlı numune kapları skidin parçası olarak planlanmalıdır.

Çıkarımsal kütle ölçümünde yoğunluk ölçer nereye konur?

Yoğunluk ölçer, sayacın gördüğü basınç ve sıcaklık koşullarını olabildiğince aynı şekilde görmelidir; bu nedenle sayaca yakın bir noktada ve sıvı fazın korunduğu bölgede yer alır. Yoğunluk ölçerin kendi doğrulaması ve sıcaklık ölçümünün sayaçla tutarlılığı da tasarımda tanımlanmalıdır, çünkü kütle sonucu her iki ölçümün birleşiminden elde edilir.