لماذا تفقد مجموعات مولدات LPG قدرتها عندما يبرد خزان الوقود

يبدأ المولد تشغيله بشكل طبيعي، ويستقبل أول حمل، ثم يبدأ أداؤه في التراجع. ينخفض التردد، ويتردد المحرك، ويصبح خزان غاز البترول المسال (LPG) أبرد بكثير مما كان عليه قبل بدء التشغيل. قد يبدو ذلك للمشغلين وكأنه عطل في المحرك، لكن عندما تفقد مجموعات المولدات العاملة بغاز البترول المسال قدرتها مع برودة خزان الوقود، تبدأ المشكلة غالبًا في مرحلة سابقة من منظومة إمداد الوقود.

يمتص غاز البترول المسال السائل الحرارة أثناء تبخره. وإذا لم يتمكن الخزان من امتصاص حرارة كافية من محيطه لتعويض هذه الطاقة، يبرد السائل وينخفض ضغط بخاره. وعند استمرار الحمل، قد لا تعود منظومة الوقود قادرة على إمداد كمية كافية من الغاز للحفاظ على القدرة المقدرة. يساعدك فهم هذه العملية على التمييز بين قصور إمداد الوقود ومشكلة في المولد، كما يجنبك محاولات تسخين الخزان غير الآمنة.

قد يحتوي الخزان على الوقود، ومع ذلك يعجز عن إمداد كمية كافية من الغاز

في التركيبات التي تسحب الوقود في الحالة الغازية، يستخدم المحرك الغاز المسحوب من الحيز الموجود فوق غاز البترول المسال السائل. ومع خروج الغاز، يجب أن يتبخر المزيد من السائل لتعويضه. ويتطلب هذا التحول الطوري حرارة تنتقل عبر جدار الخزان من الهواء المحيط ومصادر بيئية أخرى.

عندما يتجاوز الطلب قدرة الخزان المتاحة على التبخير، تتسارع عملية التبريد. فانخفاض درجة حرارة السائل يعني انخفاض ضغط البخار. وفي نهاية المطاف، يصبح الضغط المتاح للمنظم غير كافٍ، ولا سيما عندما تتسبب الأنابيب والصمامات في فقد إضافي للضغط.

التمييز المهم هنا هو الفرق بين كمية الوقود ومعدل إمداده. فقد يحتوي الخزان على كمية من غاز البترول المسال تكفي لعدة ساعات أخرى، لكنه قد يعجز عن تبخير الوقود بالسرعة اللازمة للحمل الذي تتم تغذيته. ولا تكفي قراءة مستوى الوقود وحدها للتأكد من كفاية الإمداد.

ينطبق هذا التفسير أساسًا على الأنظمة التي تسحب بخار غاز البترول المسال مباشرة من الخزان. أما أنظمة السحب السائل فتستخدم مبخرًا مخصصًا قد يتلقى الحرارة من سائل تبريد المحرك أو من مصدر آخر معتمد. وفي هذه التركيبات، قد ينتج فقدان القدرة عن عدم كفاية تسخين المبخر، أو تقييد تدفق السائل، أو أعطال في التحكم. حدّد ترتيب منظومة الوقود قبل تشخيص المشكلة.

لماذا تتفاقم المشكلة في ظروف معينة

يقلل الطقس البارد الحرارة المتاحة للتبخير

يكون لدى الخزان الموجود مسبقًا في هواء بارد طاقة حرارية قابلة للاستخدام أقل أثناء التشغيل. تبلغ درجة الغليان العادية للبروبان نحو −42°C، لكن ذلك لا يعني أن إمداد البروبان قادر على دعم القدرة الكاملة للمولد عند جميع درجات الحرارة الأعلى من هذه الدرجة. إذ تظل المنظومة بحاجة إلى ضغط وقدرة تبخير كافيين عند درجة حرارة التشغيل الفعلية.

أما البيوتان، فتبلغ درجة غليانه العادية مستوى أعلى بكثير، نحو −0.5°C للبيوتان العادي. لذلك قد يكون أداء مزيج غاز البترول المسال ذي المحتوى المرتفع من البيوتان ضعيفًا في الأجواء الباردة، حتى عندما يظل المزيج الغني بالبروبان صالحًا للاستخدام. استفسر من المورد عن تركيبة الوقود الموسمية بدلًا من افتراض أن كل توريد يتصرف بالطريقة نفسها.

تحد الخزانات الصغيرة وانخفاض مستوى السائل من الإمداد المستمر

لا يقتصر تأثير حجم الخزان على مدة التشغيل. فمساحة سطح الخزان المتاحة لنقل الحرارة، ولا سيما الجزء الملامس للسائل، تؤثر في قدرة التبخير. ومع انخفاض مستوى السائل، تقل عادةً مساحة السطح المبتلة.

ولهذا قد يواجه الإمداد الذي كان يعمل بكفاءة عندما كان الخزان ممتلئًا صعوبة قرب نهاية دورة التوريد. ولا تعادل عدة أسطوانات صغيرة تلقائيًا خزانًا كبيرًا بالحجم المناسب؛ إذ تؤثر أيضًا في الأداء تصميمات مجمعات الأسطوانات وحدود السحب وحالة الأسطوانات.

تكشف تغيرات الحمل عن هامش محدود في منظومة الوقود

قد يؤدي بدء تشغيل المحركات وتشغيل المضخات وإضافة الأحمال المفاجئة إلى زيادة الطلب على الوقود بدرجة كبيرة. وإذا كان الإمداد يعمل بالفعل قرب حده الأقصى، فقد يتردد المحرك أو تنخفض سرعته عند ورود هذا الطلب الإضافي. وقد يؤدي التشغيل المستمر بعد ذلك إلى مزيد من تبريد الخزان، ما يقلل الهامش المتاح عند بدء التشغيل.

وقد تنتج أعراض مشابهة عن منظم مسدود أو أنبوب أصغر من الحجم المطلوب أو صمام مغلق جزئيًا أو مرشح مسدود. وقد يكون تبريد الخزان جزءًا من المشكلة، لكنه ليس بالضرورة سببها الوحيد.

ما الذي ينبغي فحصه عند فقدان مجموعات المولدات العاملة بغاز البترول المسال قدرتها

ابدأ بالملاحظات، لا بإجراء التعديلات. إذا أصبح تشغيل المولد غير مستقر، فخفّض الأحمال غير الضرورية أو افصلها وفقًا لإجراءات التشغيل. ولا تواصل إجبار الجهاز على تحمل حمل لا يستطيع دعمه.

الصقيع مؤشر، وليس تشخيصًا. فقد تتجمد الرطوبة الجوية على الأسطح الباردة أثناء التشغيل الطبيعي. وعلى العكس، قد يحدث نقص في الوقود من دون ظهور صقيع. كما قد يتعطل المنظم بسبب التلوث أو الرطوبة أو انسداد فتحة التهوية؛ ولا يكفي مظهره وحده لتحديد السبب.

أهم فحص فني هو قياس ضغط الوقودأثناء تشغيل المولد تحت الحمل. فقراءة الضغط المقبولة عندما يكون المحرك متوقفًا لا تثبت أن المنظومة قادرة على توفير التدفق المطلوب.

ينبغي لفني مؤهل مقارنة الضغط عند جهة الخزان والضغط المنظم عند مدخل المولد بمتطلبات الشركة المصنّعة للمعدات. ويشير انخفاض الضغط قبل المنظم إلى قيود في التخزين أو التبخير؛ أما استقرار الضغط قبله وانخفاضه بعده فيوجهان الانتباه إلى المنظمات والاختناقات وتحديد أحجام شبكة التوزيع. استخدم نقاط الاختبار والأجهزة المعتمدة، ولا تفك الوصلات «للتحقق من وجود الغاز».

إذا ظل ضغط المدخل ضمن المواصفات أثناء فقدان القدرة، فوسّع نطاق الفحص ليشمل الإشعال ومدخل الهواء وحالة المحرك والتبريد والحمل الكهربائي الزائد وإعدادات التحكم. فليست كل حالة تبريد للخزان ناتجة عن نقص إمداد الوقود.

استعادة القدرة الموثوقة دون تسخين الخزان بطرق غير آمنة

الحل الدائم هو مواءمة تركيبة منظومة الوقود مع أقصى استهلاك للمولد في الساعة ودورة تشغيله وأدنى درجة حرارة محيطة متوقعة، لا مع مدة التشغيل المتوقعة فحسب.

• راجع سعة التخزين. اطلب من مورد غاز البترول المسال أو مصمم المنظومة التحقق من قدرة التبخير عند أدنى مستوى سائل مستهدف ودرجة حرارة التصميم الشتوية.
• تحقق من ملاءمة الوقود. حدّد تركيبة غاز بترول مسال متوافقة مع المحرك وظروف الطقس البارد المحلية.
• افحص مسار الإمداد بالكامل. يجب أن تدعم المنظمات والأنابيب والصمامات والمرشحات ومجمعات الأسطوانات التدفق المطلوب مع الحفاظ على ضغط المدخل المحدد.
• ضع التبخير الهندسي في الحسبان. عندما يكون التبخير الطبيعي في الخزان غير كافٍ، قد يكون نظام السحب السائل المصمم على نحو صحيح والمزوّد بمبخر معتمد خيارًا مناسبًا.
• أدر انتقالات الحمل. وزّع أوقات بدء تشغيل المحركات الكبيرة متى أمكن. يقلل ذلك الطلب المفاجئ، لكنه لا يغني عن توفير سعة كافية لمنظومة الوقود.

لا تستخدم مطلقًا موقدًا أو لهبًا مكشوفًا أو سخانًا كهربائيًا مرتجلًا أو الماء الساخن لاستعادة ضغط الخزان. ولا تتجاوز المنظمات أو تعطل أجهزة الحماية أو ترفع إعدادات الضغط بما يخالف مواصفات الشركة المصنّعة. ويجب اعتماد أي وسيلة تسخين ضمن تركيبة غاز البترول المسال، وتصميمها وتركيبها بواسطة أشخاص مؤهلين.

إذا شممت رائحة الغاز أو سمعت تسربه أو اشتبهت بوجود تسرب، فأوقف استكشاف الأعطال. اتبع إجراءات الطوارئ في الموقع، وأبعد مصادر الاشتعال، واتصل بمورد غاز البترول المسال أو بخدمات الطوارئ حسب الاقتضاء. اعزل الإمداد فقط إذا كان القيام بذلك آمنًا.

ينبغي أن يكون تصميم منظومة الوقود جزءًا من اختيار المولد

في مشروعات التوليد الموزع، تستحق إتاحة الوقود ومعالجته القدر نفسه من الاهتمام الذي يحظى به التصنيف الكهربائي. وتوفر خبرة AMICO في التحكم في أنظمة الطاقة الغازية ومعدات التوليد والطاقة الموزعة سياقًا مناسبًا لهذا التخطيط على مستوى المنظومة: إذ يجب تحديد مواصفات المحرك وأنظمة التحكم وإمداد الوقود معًا.

يجب عدم الخلط بين المعدات المخصصة لأنواع وقود مختلفة واعتبارها قابلة للتبادل. فعلى سبيل المثال، صُمممولد الغاز الحيوي AMICO بقدرة 160kW، طراز AMC160GFJ-PZ، بقدرة مصنفة تبلغ 160kW (200kVA) وجهد 400V، لتوليد الكهرباء من الغاز الحيوي. وهو ليس علاجًا لمشكلة برودة خزان غاز البترول المسال؛ بل يوضح ضرورة اختيار المولد وفقًا لنوع الوقود المقصود ومتطلبات إمداده.

أما المشغلون الذين يواجهون برودة خزان غاز البترول المسال، فالأولوية العملية أبسط: وثّق توقيت انخفاض القدرة، وتحقق من ضغط الوقود تحت الحمل، واطلب تقييم الإمداد في أسوأ ظروف التشغيل. إن بقاء الوقود داخل الخزان أمر مطمئن، لكن الإمداد القادر على توفير كمية كافية من الوقود باستمرار وحده هو ما يضمن استمرار المولد في تحمل حمله.