قياس تدفق الغاز الطبيعي

تواجه الشركات تحديات جسيمة في التحكم بالعمليات، وتحسين الكفاءة، وإدارة التكاليف في غياب سجلات دقيقة لتدفق الغاز، لا سيما في الصناعات التي يُستخدم فيها الغاز ويُعالج على نطاق واسع في ظل ظروف متغيرة. ونظرًا لأهمية القياس الدقيق للغاز الطبيعي في تحسين الكفاءة، والسلامة التشغيلية، وحتى الامتثال للوائح، فقد أصبح اختيار عداد التدفق المناسب للغاز الطبيعي قرارًا استراتيجيًا ذا آثار بعيدة المدى على الإنتاجية، والامتثال البيئي، وكفاءة التكلفة.

لماذا يُعد قياس تدفق الغاز مهماً في الصناعة؟

إضافةً إلى الأسباب المذكورة أعلاه، يُسهم قياس تدفق الغاز بدقة في ضمان سلامة العمليات التشغيلية، مما يُسهّل اكتشاف التسريبات المحتملة والاستهلاك المفرط. كما يُقدّم تقريرٌ مفصّلٌ حول استخدام الغاز والانبعاثات في العديد من الصناعات، حيث تُساعد القياسات الدقيقة أيضًا في الامتثال للمعايير التنظيمية المتعلقة بالمتطلبات البيئية والسلامة.

علاوة على ذلك، تشير التقلبات الحادة في تدفق الغاز إلى وجود انسدادات أو تسريبات، أو إلى ضرورة إجراء صيانة خاصة لإزالة المخاطر المحتملة. ثم اتخاذ التدابير اللازمة لحل هذه المشكلات عند الضرورة.

المعايير المهمة لعدادات تدفق الغاز

هناك العديد من العوامل التي يجب مراعاتها قبل اختيار مقياس تدفق الغاز المناسب، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر:

✤ نوع الغاز

✤معلومات التدفق

✤الظروف البيئية

✤ بيئة التشغيل

✤الضغط ودرجة الحرارة

الأهداف المتوقعة

✤ التركيب والصيانة

إضافةً إلى النقاط المذكورة أعلاه، تستحق متطلبات الدقة اهتمامكم نظرًا لتفاوت هامش الخطأ المقبول. يُشترط الحد الأدنى من هامش الخطأ في صناعات متخصصة كالتفاعلات الكيميائية وإنتاج الأدوية. كما تُعدّ الضغوط ودرجات الحرارة من العوامل الحاسمة في اختيار عدادات التدفق المناسبة. يجب أن تتحمل العدادات الظروف القاسية دون أن تتأثر كفاءتها في تطبيقات الضغط العالي. وهذا يعني أن استدامة موثوقية عدادات التدفق في مثل هذه الظروف أمر بالغ الأهمية لضمان تشغيل النظام على المدى الطويل.

تحديات في قياس تدفق الغاز

يُستخدم الغاز الطبيعي، كمصدر طاقة نظيف، بشكل متزايد، وترتفع نسبته في هيكل الطاقة سنوياً. ومع تطوير مشروع خط أنابيب الغاز بين الشرق والغرب في الصين، تتوسع تغطية الغاز الطبيعي، مما يجعل قياس تدفق الغاز الطبيعي خطوة أساسية.

يُستخدم قياس تدفق الغاز الطبيعي حاليًا بشكل أساسي في التسويات التجارية، ويعتمد القياس في الصين بشكل رئيسي على القياس الحجمي. ويتم توريد الغاز الطبيعي بشكل عام في صورتين: الغاز الطبيعي عبر الأنابيب (PNG) والغاز الطبيعي المضغوط (CNG).

يتم تصنيع بعض العدادات وفقًا لمتطلبات محددة، مثل المتطلبات القصوى.حجم منخفض وعالييضمن مقياس التدفق الذي يستوعب معدلات التدفق العادية والقصوى قراءات ثابتة ودقيقة. كما يُعدّ الحجم، صغيرًا كان أم كبيرًا، عاملًا آخر يستحق دراسة متأنية لضمان ملاءمة كل مكون من مكونات مقياس التدفق.

مبدأ العمل

يعمل مقياس تدفق الغاز الطبيعي عن طريق قياس كمية الغاز المتدفق عبر خط الأنابيب. وبشكل عام، يُعد معدل التدفق دالةً لسرعة الغاز ومساحة المقطع العرضي للأنبوب. وتُجرى الحسابات باستخدام خوارزميات متطورة، حيث تتغير الخصائص الديناميكية للغاز الطبيعي بتغير درجة الحرارة والضغط وتركيب السائل.

تطبيقات عدادات تدفق الغاز

مزايا وعيوب أنواع عدادات تدفق الغاز

بالتأكيد، لا توجد تقنية أو جهاز قياس واحد يلبي جميع المتطلبات والشروط المهنية. تُستخدم حاليًا أربع تقنيات شائعة لقياس تدفق الغاز في العمليات الصناعية، ولكل منها مزاياها وعيوبها. ومن الممكن تجنب الأخطاء المكلفة بفهم مزايا وعيوب كل تقنية.

عدادات التدفق الكهرومغناطيسية رقم 1

يعمل مقياس التدفق الكهرومغناطيسي وفقًا لمبدأ قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي. يُولّد ملف كهرومغناطيسي داخل مقياس التدفق مجالًا مغناطيسيًا، ثم تستشعر الأقطاب الكهربائية الجهد الكهربائي. يتغير المجال الكهرومغناطيسي بتأثير هذه القوى عند مرور السائل عبر الأنبوب، وفي النهاية، تُترجم هذه التغيرات إلى معدل التدفق.

مقياس التدفق الدوامي رقم 2

يعمل مقياس التدفق الدوامي وفقًا لمبدأ تأثير فون كارمان. تتولد الدوامات تلقائيًا عند مرور التدفق عبر جسم غير انسيابي، مزود بواجهة أمامية عريضة ومسطحة. تتناسب سرعة التدفق طرديًا مع تردد الدوامات.

عدادات التدفق الحراري رقم 3

يمكن حساب فرق الحرارة بين مستشعري حرارة بعد تسخين التدفق في اتجاه المصب. يُركّب مستشعرا حرارة على جانبي عنصر التسخين في جزء واحد من الأنبوب؛ حيث يتم تسخين الغاز أثناء مروره عبر عنصر التسخين.

رقم 4عدادات تدفق الكتلة كوريوليس

يتغير اهتزاز الأنبوب بتغير معدل تدفق الوسط. ويتم رصد هذه التغيرات في الاهتزاز بواسطة أجهزة استشعار موزعة على طول الأنبوب، ثم يتم تحويلها إلى معدل تدفق.

يتطلب اختيار مقياس تدفق الغاز المناسب موازنة الدقة والمتانة والتكلفة بما يتناسب مع الاحتياجات الخاصة بالتطبيق. ولا يقتصر الاختيار المدروس على تحسين كفاءة التشغيل فحسب، بل يدعم أيضًا الامتثال للوائح والسلامة. ومن خلال فهم أنواع العدادات المختلفة ومدى ملاءمتها للظروف المتنوعة، تستطيع الصناعات تحقيق الأداء الأمثل، وخفض التكاليف، وضمان موثوقية أنظمتها. ويؤدي الاختيار الصحيح في نهاية المطاف إلى تشغيل أقوى وأكثر مرونة، قادر على تلبية المتطلبات الحالية ومواجهة التحديات المستقبلية.