تطبيق

يُعدّ الغاز الطبيعي المسال البديل الوحيد لوقود الديزل في النقل الثقيل، فهو أقل ضجيجًا وأقل انبعاثًا للكربون من الديزل. ومن المتوقع أن يُنقل الغاز الطبيعي عبر خطوط الأنابيب والسفن بكميات متساوية في المستقبل.

مع ذلك، فإن الغاز الطبيعي المسال، كونه خليطًا مسالًا من الهيدروكربونات يُخزن ويُستخدم عادةً عند درجة حرارة -162 درجة مئوية، يتعرض لتغير في تركيبه أثناء النقل. وتؤدي رحلة الشحن الطويلة مع حمولة الصابورة إلى تغيير كبير في تركيب وكثافة كميات الغاز الطبيعي المسال المتبقية (الغاز المتبقي بعد عملية التفريغ). ويمكن أن تتبخر سوائل خفيفة مثل الميثان. ولا يتبقى بعد إزالة الميثان سوى المكونات الثقيلة كالبروبان والبيوتان والإيثان. ونتيجة لذلك، ستكون كتلة السائل ذات درجات حرارة تشبع وكثافة عالية نسبيًا، مما قد يعيق عملية الضخ بسبب انخفاض أحمال التيار الكهربائي في محرك المضخة. ويُعد تقادم الغاز المتبقي عاملًا يجب مراعاته في رحلات الشحن الطويلة مع حمولة الصابورة.

لذا، تتغير جودة الغاز الطبيعي المسال وجميع خصائصه الفيزيائية والكيميائية. ولهذا السبب، يُعدّ فحص الغاز الطبيعي المسال من الناحية المترولوجية أكثر صعوبة من فحص الغاز الطبيعي. علاوة على ذلك، يتغير تركيب الغاز الطبيعي المسال في ناقلاته وخزانات التخزين بمرور الوقت من خلال عملية تُعرف باسم "التقادم"، ما يعني ازدياد تركيز المكونات الأثقل فيه تدريجيًا. ومن الضروري إجراء قياسات دقيقة من المصدر إلى المحرك لتمكين استخدامه على نطاق واسع.

الحاجة إلى مراقبة الكثافة بشكل مستمر

• يؤدي التدرج الكثافي إلى مشكلة عدم الاستقرار في الخزانات
• تؤدي تغيرات الكثافة الناتجة عن التبخر أثناء الرحلات الطويلة إلى تغير في الحمل، مما يجعل عملية الضخ غير فعالة.
• تتعرض السلامة للخطر الشديد إذا لم تتم مراقبة الكثافة السكانية عن كثب.

يُعدّ توفر معلومات عن كثافة الغاز الطبيعي المسال وعمره وقيمته الحرارية الإجمالية (GCV) مفيدًا للغاية لناقلات الغاز الطبيعي المسال التي تستعد لعملية نقل الملكية، كما يُسهّل التحقق من تقرير التركيب. وفي خزانات وحدات التخزين وإعادة التغويز العائمة للغاز الطبيعي المسال (FSRU)، تُعدّ وظيفة مراقبة توزيع الكثافة وتحليل اتجاهاتها أدواتٍ فعّالة لمراقبة عملية التبخر وتوزيعات الكثافة ودرجة الحرارة داخل الخزانات، وذلك بهدف منع حوادث الانقلاب.

يمكن أن تكون قيم الكثافة التي سيتم استخدامها واحدة مما يلي: (أ) أنظمة القياس الموجودة على متن السفينة؛ (ب) الكثافة التي يقيسها مورد الوقود عند تزويد السفينة بالوقود ويتم تسجيلها في BDN؛ (ج) الكثافة التي تم قياسها في تحليل اختبار تم إجراؤه في مختبر اختبار وقود معتمد، إن وجد.

يوفر الرصد المستمر للتغير في كثافة الغاز الطبيعي المسال أثناء قياس تدفق الغاز الطبيعي المسال الديناميكي مؤشرًا جيدًا على التغير في جودة السائل وبالتالي بداية الغليان، وهو أمر معروف بتأثيره على دقة القياس.

تحديات القياس

تعتمد عملية نقل ملكية الغاز الطبيعي المسال على قياسات الطاقة فيه. وتُحدد الطاقة بناءً على الحجم والكثافة والقيمة الحرارية الإجمالية للغاز. ويُقاس حجم خزانات السفن باستخدام أجهزة قياس مستوى الخزانات. وتُعد هذه الطريقة حاليًا الإجراء الوحيد المعتمد لقياس حجم الغاز الطبيعي المسال المنقول.

البديل هو استخدام عدادات التدفق، والتي تُستخدم غالبًا كمعايير ثانوية في محطات الغاز الطبيعي المسال. هذه العدادات متوفرة تجاريًا، ولكن نادرًا ما تُستخدم لأغراض نقل الملكية، نظرًا لعدم وجود إمكانية تتبع مباشرة إلى معيار تدفق الغاز الطبيعي المسال على هذا النطاق، فضلًا عن عدم وجود معيار ISO.

لأغراض القياسات المالية، تُحدد الخصائص الفيزيائية والكيميائية للغاز الطبيعي المسال من خلال إجراءات متطورة لأخذ عينات الغاز وتحليلها. تتضمن هذه العمليات عدة خطوات دقيقة، تشمل جمع العينات، ومعالجتها، وتبخيرها، وتحليلها، والإبلاغ عن تركيب الغاز الطبيعي المسال، وأخيرًا حساب خصائصه ومحتواه من الطاقة. مع ذلك، قد لا يكون استخدام هذه المعدات عمليًا أو مجديًا اقتصاديًا لأغراض الرصد والتحكم. لذا، يلزم تطوير أجهزة استشعار فعالة من حيث التكلفة، سهلة التركيب، وتوفر دقة قياس مقبولة.

Rheonics مقياس كثافة الغاز الطبيعي المسال المدمج

مع Rheonics باستخدام مستشعر DVP، تتم مراقبة كثافة الغاز الطبيعي المسال باستمرار طالما أن الجزء الحساس من الأنبوب مغمور فيه. ويتم ذلك عند كل جزء مغمور في الخزانات أو خطوط الأنابيب. وبمعرفة محتوى النيتروجين بدقة معينة، يتم تقليل هامش الخطأ في قياس الكثافة إلى مستوى أقل بكثير من هامش الخطأ في المعايير المقبولة حاليًا. ويُمكن قياس الكثافة بدقة بغض النظر عن الظروف الجوية في الخزان أو خط الأنابيب. وتضمن دقة الجهاز العالية والبرمجيات المرنة مراقبة مستمرة للكثافة وتغيراتها في حالات التبخر الطبيعي والقسري وإعادة التسييل.

إن حساسية جهاز DVP العالية وقدراته على قياس الكثافة المنخفضة تجعله مثالياً للقياسات في منشآت النفط والغاز.

استخدم Rheonics يمكن استخدام تقنية SRD في جميع مراحل معالجة الغاز الطبيعي، بدءًا من الإنتاج، مرورًا بالتسييل، وصولًا إلى التخزين والنقل. كما يمكن استخدامها في إنتاج البترول وتكريره وتخزينه ونقله، لا سيما للمنتجات الأقل لزوجة مثل زيوت التشحيم الخفيفة والنفتا والبنزين.

Rheonics تصمم وتصنع وتسوق أنظمة استشعار ومراقبة السوائل المبتكرة. مصنعة بدقة في سويسرا. Rheonicsتتميز مقاييس اللزوجة ومقاييس الكثافة المدمجة بالحساسية المطلوبة للتطبيق والموثوقية اللازمة للعمل في بيئات قاسية. نتائج ثابتة حتى في ظل ظروف التدفق المعاكسة، دون أي تأثير لانخفاض الضغط أو معدل التدفق. وهي مناسبة تمامًا لقياسات مراقبة الجودة في المختبر، دون الحاجة إلى تغيير أي مكون أو معيار للقياس عبر النطاق الكامل.