تقنية القاذف لاستعادة غاز التوهج بكفاءة وفعالية من حيث التكلفة

تعد أنظمة التوهج مشهدا شائعا في منطقة دول مجلس التعاون الخليجي في مرافق إنتاج ومعالجة وتكرير النفط والغاز. أنها توفر طريقة آمنة وموثوقة لحرق الغازات أثناء حالات الإفراج في حالات الطوارئ. في حين ستكون هناك حاجة دائما إلى التوهجات لهذه الحالات الطارئة ، فقد شهد العقد الماضي دفعة أقوى لتقليل معدلات الحرق خلال الظروف العادية وغير الطارئة عن طريق إضافة أنظمة استرداد الغاز المشتعل (FGR).

الأهداف الرئيسية هي زيادة كفاءة المنشأة وتقليل انبعاثات الهواء. تناقش هذه الورقة استخدام القاذفات لأنظمة FGR. في حين تم استخدام تكنولوجيا القاذف لسنوات عديدة في خدمات أخرى ، فإن مفهوم استخدامها في FGR جديد نسبيا. تم استخدام مجموعة متنوعة من تقنيات الضاغط لأنظمة FGR بما في ذلك الحلقة السائلة والمسمار والترددي والريشة المنزلقة. كل نوع يقدم مزاياه وعيوبه الخاصة. ومع ذلك ، فإن بعض العيوب الشائعة التي تشترك فيها جميع تقنيات الضاغط هذه تشمل تكاليف التشغيل المرتفعة ومتطلبات الصيانة المتخصصة وقطع الغيار المكلفة. ويجري الآن النظر في أنظمة القاذف للعديد من تطبيقات الموارد الوراثية النباتية لأنها توفر مزايا متميزة في بعض التطبيقات، وخاصة في محطات فصل الغاز والنفط الأصغر حجما في منطقة دول مجلس التعاون الخليجي. لضغط غازات التوهج إلى ضغط أعلى ، تستخدم القاذفات وسيطا عالي الضغط ، عادة ما يكون الماء أو البخار أو غاز الوقود. في بعض المرافق ، يتوفر هذا الوسط عالي الضغط بالفعل مع إمدادات غاز الوقود الحالية أو مضخات المياه. سوف تستكشف هذه الورقة فوائد تكنولوجيا القاذف ل FGR بالتفصيل ، بما في ذلك دراسات الحالة للمعدات الموجودة.

خلفية

في السنوات الأخيرة ، استعاد بعض مالكي ومشغلي المصافي الغاز في شبكات التوهج الخاصة بهم بدلا من الحرق. تقدم FGR فوائد حقيقية وملموسة:

• يمكن إعادة استخدام غاز التوهج المسترد في شعلات سخانات المعالجة وشعلات الغلايات
• انخفاض كمية الغاز الطبيعي التي تشتريها المنشأة
• إطالة عمر نظام التوهج
• خفض انبعاثات الاحتباس الحراري من المنشأة

يوفر FGR أيضا بعض الفوائد غير الملموسة. إن تقليل كمية الاشتعال بشكل عام يقلل من وضوح التوهج ، مما يحسن تصورات الجمهور عن المنشأة. وهذا يؤدي عادة إلى عدد أقل من مكالمات الشكاوى إلى المصفاة من المجتمعات المحيطة بسبب الحرق.

القاذفات

في السنوات الأخيرة ، كانت هناك دفعة أكبر لاستخدام القاذفات لاستعادة غاز التوهج. غالبا ما تسمى القاذفات بالمقطورات أو الضواغط النفاثة أو المضخات النفاثة. في بعض الحالات ، قد توفر القاذفات مزايا متميزة عن تقنيات الضغط التقليدية. ليس لديهم أجزاء متحركة في منطقة الضغط ، ويمكنهم التعامل مع مجموعة واسعة من ظروف العملية. كما أنها قد توفر وفورات كبيرة في التكاليف.

ويبين الشكل 3 مبدأ التشغيل الأساسي للقاذفات. تعتمد العملية على مبدأ برنولي ، الذي ينص على أنه مع زيادة سرعة السائل المتدفق ، ينخفض ضغطه. على العكس من ذلك ، مع انخفاض سرعة السائل المتدفق ، يجب أن يزداد ضغطه. في القاذف ، تزداد سرعة السائل الدافع (أو HP) أثناء مروره عبر الفوهة ، مما يخلق منطقة ضغط منخفض داخل القاذف. هذه المنطقة تجهد تيار غاز التوهج منخفض الضغط. عندما تمر تدفقات HP و LP مجتمعة عبر قسم الناشر في القاذف ، تنخفض السرعة ويتم استعادة الضغط ، مما يؤدي إلى ضغط متوسط ، والذي يقع في مكان ما بين LP و HP. يجب أن يكون دفق HP عند ضغط عال بما فيه الكفاية لضمان أن يحقق الضغط المتوسط الناتج ضغط تفريغ النظام المطلوب لغاز التوهج المسترد. إذا تم استخدام الماء أو البخار عالي الضغط ، فيجب وجود فاصل في اتجاه مجرى النهر من القاذف لفصل الغاز عن الماء. إذا تم استخدام غاز الضغط العالي ، فليست هناك حاجة لأي فاصل في المصب.

استنتاج

تظل أنظمة التوهج مكونا ضروريا للتشغيل الآمن للعديد من مرافق إنتاج ومعالجة وتكرير النفط والغاز. ومع ذلك، ومع تشديد متطلبات الانبعاثات، سيشهد العقد المقبل زيادة في عدد أنظمة الموارد الحرجية المثبتة للحد من الحرق المستمر. يتطلب التحجيم والاختيار السليم وتصميم أنظمة FGR نهجا دقيقا ومنظما ، باستخدام مصمم ذي خبرة. في كثير من الحالات ، قد تكون القاذفات هي تقنية الضغط المثالية لهذه الأنظمة.