تُمثل صناعة تخزين ومعالجة الهيدروكربونات بالتبريد العميق إحدى أكثر البيئات تحديًا لتقنيات قياس التدفق. تعمل منشآت معالجة غازات البترول المسال (LPG) في درجات حرارة قصوى تتراوح بين -116 درجة مئوية وظروف محيطية قاسية، وتتطلب أجهزة دقيقة قادرة على الحفاظ على دقتها في ظل ظروف تشغيلية قاسية. تعتمد مصانع معالجة الغاز الحديثة ومحطات التخزين بالتبريد العميق بشكل كبير على حلول قياس التدفق المتقدمة لضمان عمليات آمنة، ونقل دقيق للأصول، وتحكم مثالي في العمليات.
يُمثل الإيثان تحديات قياس فريدة في تطبيقات التبريد العميق. يعمل الإيثان في حالته السائلة عند درجات حرارة منخفضة تصل إلى -116 درجة مئوية، ويُظهر تباينًا في الكثافة النوعية يتراوح بين 552 و568 كجم/م³، مع لزوجة تتراوح بين 0.18 و0.22 سنتي بواز. ينتقل السائل بين الطورين السائل والبخاري حسب ظروف التشغيل، مما يتطلب عدادات تدفق قادرة على تحمل ضغوط تتراوح بين 3.57 و29.1 كجم/سم² غالون. يُعد قياس تدفق الإيثان أمرًا بالغ الأهمية في منشآت البتروكيماويات حيث يُستخدم هذا الهيدروكربون كمادة خام لإنتاج الإيثيلين.
يتضمن قياس تدفق البروبان في تطبيقات التخزين المبرد مراقبة البروبان السائل عند درجات حرارة تشغيل تتراوح بين -50 و+40 درجة مئوية. بخصائص كثافة تتراوح بين 581 و585 كجم/م³ في الطور السائل، ولزوجة تتراوح بين 0.19 و0.21 سنتي بواز، يتطلب البروبان أجهزة متينة قادرة على تحمل ضغوط تصميمية تصل إلى 35.7 كجم/سم² غالون. يجب أن تستوعب عدادات تدفق البروبان معدلات تدفق متفاوتة، تتراوح بين أدنى الأحمال وأقصى إنتاجية تبلغ 30,800 كجم/ساعة في بعض التطبيقات، مما يجعل نسبة خفض الضغط معيارًا حاسمًا للاختيار.
يتطلب قياس تدفق غاز الهيدروكربون في أنظمة الشعلات وخطوط المعالجة تقنية مقياس تدفق الكتلة الحرارية القادر على التعامل مع أنابيب كبيرة الحجم تصل إلى 36 بوصة. بأوزان جزيئية تتراوح بين 21.48 و21.58، ومعاملات انضغاط تبلغ حوالي 0.9887، تتطلب تيارات الغاز هذه أجهزةً تحافظ على دقتها عبر معدلات تدفق تتراوح بين 0.1 مليون قدم مكعب قياسي في اليوم كحد أدنى و330 مليون قدم مكعب قياسي في اليوم كحد أقصى. يُحدد نطاق ضغط التشغيل الذي يتراوح بين 87 و116 رطل/بوصة مربعة، ودرجات الحرارة التي تتراوح بين 86 و104 درجات فهرنهايت، نطاق اختيار الجهاز.
تُعدّ عدادات تدفق كوريوليس الخيار الأمثل لقياس الإيثان والبروبان السائلين في مرافق التخزين المبردة. تقيس هذه العدادات معدل تدفق الكتلة مباشرةً دون الحاجة إلى تعويض الكثافة، مما يجعلها مثالية لتطبيقات نقل الحراسة حيث تكون دقة ±0.05% أو أكثر إلزامية. يتفوق عداد كوريوليس لتدفق الكتلة في سيناريوهات قياس التدفق ثنائي الاتجاه، وهو أمر بالغ الأهمية في عمليات التحميل والتفريغ في محطات التخزين.
تستخدم التطبيقات التي تتراوح أحجام خطوطها من 4 إلى 20 بوصة تقنية كوريوليس لتركيبات عداد تدفق الإيثان وعداد تدفق البروبان، مما يوفر قياسًا موثوقًا به لمعدلات التدفق الطبيعية من 800 متر مكعب / ساعة إلى 2000 متر مكعب / ساعة في الخدمة السائلة وما يصل إلى 65000 كجم / ساعة في تطبيقات البخار.
تُهيمن تقنية مقاييس تدفق الكتلة الحرارية على قياس غازات الهيدروكربون في أنظمة الشعلات وخطوط المعالجة ذات الأقطار الكبيرة. تُقدم مقاييس تدفق الكتلة الحرارية المُدخلة حلولاً اقتصادية لتركيبات الأنابيب التي تتراوح أقطارها بين 18 و36 بوصة، حيث يكون الحفاظ على أدنى انخفاض في الضغط أمرًا ضروريًا. تقيس هذه الأجهزة معدل تدفق كتلة الغاز عن طريق الكشف عن تبديد الحرارة من أجهزة الاستشعار المُسخنة، مما يُوفر قياسًا مباشرًا للكتلة دون تعويض الضغط أو درجة الحرارة.
بالنسبة لتطبيقات أسطوانة إخراج الشعلة التي تتعامل مع أبخرة الإيثان والبروبان، توفر مقاييس تدفق الكتلة الحرارية قياسًا موثوقًا به عند ضغوط قريبة من الغلاف الجوي (0.1 كجم/سم² جرام) عبر نطاقات درجات الحرارة من درجة الحرارة المحيطة.
يتطلب اختيار أجهزة التدفق المناسبة تقييمًا دقيقًا لظروف التصميم مقارنةً بمعايير التشغيل. يمكن تشغيل عدادات تدفق الإيثان عند درجة حرارة -116 درجة مئوية، ولكن يجب أن تتحمل درجات حرارة تصميم تتراوح بين -118 درجة مئوية و+65 درجة مئوية، مع ضغوط تصميمية تصل إلى 43.5 كجم/سم² غالون في حالة البخار. وبالمثل، تواجه عدادات تدفق البروبان ظروف تصميم تتراوح بين -52 درجة مئوية و+115 درجة مئوية، مع ضغوط تصل إلى 35.7 كجم/سم² غالون، مما يتطلب استخدام مواد بناء مناسبة للخدمة المبردة.
يجب أن تتوافق تركيبات عدادات التدفق في منشآت معالجة الهيدروكربونات مع تصنيفات المنطقة 1، مجموعة الغاز IIA، T3، للمناطق الخطرة. تضمن الأجهزة الحاصلة على شهادة ATEX، والمُصنّفة بمقاومة الانفجار Ex 'd'، التشغيل الآمن في الأجواء القابلة للانفجار. يوفر تصنيف حماية الدخول IP 67 حماية أساسية من الظروف البيئية مع الحفاظ على سلامة الجهاز.
تتكامل أنظمة قياس التدفق الحديثة بسلاسة مع أنظمة التحكم الموزعة (DCS) عبر بروتوكول اتصالات HART. توفر أجهزة الإرسال الذكية خرجًا تناظريًا بقوة 4-20 مللي أمبير مع تراكب HART رقمي، مما يتيح التهيئة والتشخيص والمراقبة عن بُعد. توفر الأجهزة المتقدمة إمكانيات نقل متعددة المتغيرات، حيث تُبلغ في آنٍ واحد بقيم تدفق الكتلة والكثافة ودرجة الحرارة ومجموع القيم لتحسين استراتيجيات التحكم في العمليات.
يجب أن يستوعب حجم مقياس التدفق نطاق التشغيل الكامل مع الحفاظ على الدقة في ظروف التدفق العادية. تعمل مقاييس تدفق الكتلة كوريوليس عادةً على النحو الأمثل بين 20% و100% من السعة المقدرة، بينما تتفوق مقاييس تدفق الكتلة الحرارية في نسب خفض الضغط الأوسع. يضمن تقييم معدلات التدفق الدنيا والطبيعية والقصوى للأجهزة المختارة الحفاظ على دقة المواصفات في جميع ظروف التشغيل. نرفق هنا جدولًا نموذجيًا لحجم مقياس تدفق كوريوليس لقياس تدفق الإيثان .
تؤثر اعتبارات انخفاض الضغط المسموح به بشكل كبير على اختيار مقياس التدفق، خاصةً في الأنظمة التي تعمل بالجاذبية وتطبيقات الضغط المنخفض. عادةً ما تفرض مقاييس تدفق كوريوليس انخفاض ضغط أقصى قدره 0.3 كجم/سم²، بينما لا تُقيد مقاييس تدفق الكتلة الحرارية التدفق تقريبًا. إن فهم هيدروليك النظام يمنع التجويف في خدمة السوائل ويضمن ضغطًا كافيًا في اتجاه مجرى النهر لتلبية متطلبات العملية.
يتطلب الحفاظ على دقة القياس معايرة دورية باستخدام معايير مرجعية معتمدة. تستفيد عدادات تدفق كتلة كوريوليس من معايرة المصنع باستخدام الماء أو الهيدروكربونات الخفيفة، مع مواصفات دقة تشمل تأثيرات الخطية، والتباطؤ، والتكرار. توفر شهادات المعايرة التي توثق ظروف الاختبار، وسجلات الضغط، والتحقق من النطاق، إمكانية التتبع لتطبيقات نقل الحراسة.
يتطلب اختيار تقنية قياس التدفق المناسبة لتطبيقات غازات الإيثان والبروبان والهيدروكربون فهمًا شاملًا لظروف العمليات وخصائص السوائل ومتطلبات التشغيل. توفر مقاييس تدفق الكتلة كوريوليس دقةً لا مثيل لها لنقل السوائل، بينما توفر مقاييس تدفق الكتلة الحرارية حلولًا اقتصادية لمراقبة الغاز في الأنابيب كبيرة القطر وأنظمة الاشتعال.
يعتمد نجاح التخزين المبرد ومعالجة الهيدروكربونات على أجهزة قياس تدفق موثوقة تحافظ على الأداء في درجات حرارة قصوى، ونطاقات ضغط واسعة، وظروف تدفق متفاوتة. ومن خلال مواءمة تقنية مقياس التدفق مع متطلبات التطبيقات المحددة، يحقق المشغلون دقة قياس مثالية، وامتثالاً للوائح، وكفاءة تشغيلية عالية في هذه البيئات الصناعية الصعبة.
Email
WA
Inquiry
